SIS
CHAUFFAGE ET VENTILATION
Renseignements usuels sur /es questions se rapportant à la ventilation, d'après un excellent résumé de M. A. Bandscpt(i).
L'air est un mélange de 21 parties d'oxygène et de 79 d'azote, avec 2 ou 3 dix-millièmes d'acide carbonique.
11 est d'autant plus pur qu'il retient moins de matières organiques en suspension, et devient irrespirable lorsque la proportion d'acide carbonique atteint. o.oooS.
L'état hygrométrique de l'air doit être maintenu à o",;.") (S).
Un homme aspire en moyenne 5oo litres d'air par heure; il rend, pendant l'aspiration, /, à /j 1/2 0/0 d'acide carbonique!
La quantité d'oxygène absorbée varie de 35 à 90 litres, suivant que l'homme est au repos ou qu'il se donne du mouvement.
In adulte brûle environ 12 grammes de carbone par heure.
La quantité de chaleur dégagée par cette combustion est de 100 calories.
Une bougie dégage également 100 calories, et un bec de gaz 5oo à Coo; de sorte que chaque bec équivaut à cinq personnes, au point de vue de la quantité de chaleur répandue dans un espace clos.
^ Pour une chambre ordinaire, on donne habituellement 63 m. 3 d'air par heure et par individu y séjournant, et on admet que l'air d'une pièce habitée doit être renouvelé une ou deux fois, pendant le même espace de temps.
La vilesse d'introduction de l'air frais ne doit pas dépasser 1 m. 5o. Elle sera réduite à om.5o aux bouches d'air situées à : proximité des personnes.
A la pression de o mm. 76 de mercure et à la température de 00 centigrade, l'air pèse igr.3 le litre.
L'acide carbonique pèse i*'g.
Le gaz d'éclairage oK'5o4 ; de sorte que sa densité par rapport , ,, . o.5o4
a I air est de • — = o 3<j7.
Lair se dilate et se contracte suivant une loi exprimée par
q = (1 ±at)q°.
(■) Bulletin technologique de la Société des anciens élèves des Ecoles d'arts et métiers.
LOCAUX A CHAUFFER
g" volume a o° ,'
q volume à 1° ;
ii coefficient de dilatation = 0,00867.
Pour élever de t" centigrades, 0">- d'une substance quelconque, il faut mettre en oeuvre :
Qtc calories, c capacité caloritique relative au volume; pour l'air: o,3i?
o . 3 1 2 £= — = 0.20g, capacité calorifique rapportée au pend:;.
D'où la relation déterminant l'élévation de température résultant de quantités de chaleur connues, dégagées dans une enceinte dans laquelle on fait arriver un volume d'air donné.
Un volume de gaz exige pour sa combustion complète 7 volumes d'air; dans la pratique on en compte 9.
Dans les lampes intensives, une carcel représente environ 34 litres de gaz, et échauffe par heure de o°oo."î, 1 mètre cube d'air passant à 1 ni.
Le régime de ces lampes s'établit comme suit, pour les trois grandeurs couramment entrées dans le commerce :
Consommation de gaz 3oo /|.~>o Ooo'ii.
Température des fumées 290 3go 40o°
Volume à ces températures. .. . iS'" 11 i() m3 20 1 " 3
Un mètre cube de gaz brûlé au moyen d'une rampe située au-dessous d'une large cheminée d'appel suffit pour extraire 7oom. 3 d'air par heure. L'appel est encore plus énergique, toute proportion gardée, lorsqu'on procède par quantités plus petites, c'est-à-dire par foyers moins intenses.
Ventilation domestique. — Ventiler un appartement, un atelier, disions-nous en 1892, dans la Semaine des constructeurs, c'est renouveler l'air à mesure qu'il s'altère par la respiration, la présence des lampes allumées ou par toute autre cause. Le problème est complexe, parce que les moyens de. ventilation doivent pouvoir s'appliquer dans des conditions bien diverses à des pièces de dimensions restreintes, à de grandes salles de réunions et aussi à des ateliers et usines. Enfin, il y a lieu de tenir
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compte de la saison dans laquelle se. fait la ventilation .
L'hiver, les appareils de chauffage et d'éclairage produisent un appel par les fissures des portes et fenêtres, qui détermine nécessairement un renouvellement de l'air intérieur et une évacuation correspondante d'air vicié à l'extérieur.
Dans la saison d'été, ces dispositions font entièrement défaut et, de plus, une autre condition s'impose : celle de puiser, à l'extérieur, de l'air qui soit à une température inférieure à celle de la pièce que l'on veut ventiler. On comprend par là que la ventilation d'été soit plus difficile à réaliser que celle d'hiver.
Afin d'avoir de l'air frais pour ventiler une pièce, on le prend quelquefois à la partie supérieure des immeubles au moyen de cheminées. L'air y est, en effet, à une température plus basse qu'au niveau du sol; mais ces prises d'air exigent certaines précautions. Il faut veiller à ce qu'elles soient éloignées de toute émanation dangereuse et de surfaces rayonnantes recevant l'action du soleil et pouvant échauffer l'air dans une certaine étendue.
La section des conduites d'air doit être assez grande pour que la vitesse de ce dernier, à l'arrivée près des bouches d'évacuation, ne dépasse guère un mètre, afin que le renouvellement de l'air ne soit pas trop brusque.
On doit reconnaître que la plupart de nos maisons à loyer sont encore plus mal agencées pour le renouvellement de l'air l'été que l'hiver.
Une circonstance bien élémentaire que l'on néglige dans les appartements, c'est d'ouvrir les cheminées la nuit et à certaines heures de la journée pour produire une aération naturelle et entièrement gratuite. 11 arrive trop souvent que les cheminées sont hermétiquement fermées et condamnées par un devant de cheminée pour toute la belle
saison. Nous recommandons ce moyen, en conseillant bien d'étudier le tempérament de la cheminée, c'est-à-dire son tirage, et son orientation par rapport à l'action solaire, suivant les heures de la journée.
Dans un immeuble bien agencé, lieu de réunion, appartement ou atelier, les appareils de chauffage et de ventilation doivent se compléter. Ils doivent pouvoir renouveler l'air dans toutes les saisons.
Dans le problème de la ventilation d'été, le point délicat est de puiser de l'air pur et frais en même temps., en outre qu'il faut nécessairement satisfaire aux deux conditions d'évacuation de l'air vicié et d'introduction d'un volume correspondant d'air nouveau.
Il faut surtout tenir compte que l'air introduit l'été soit à une température plus basse que celui de la pièce à ventiler.
Si l'évacuation de l'air vicié et l'introduction de l'air frais se font toutes deux près du plancher, par deux ouvertures opposées, c'est-à-dire à la partie inférieure de la pièce, l'air frais traverse cette pièce et se trouve évacué rapidement, tandis que l'air chaud de la pièce, par suite de sa plus grande légèreté, s'élève et s'accumule sous le plafond. Cette disposition est donc défectueuse et ne remplit nullement le but qu'on se propose; puisque l'air introduit, ne faisant que passer, n'a pas eu le temps d'abaisser sensiblement la température de la pièce.
On obtient une meilleure disposition en plaçant l'introduction de l'air à la partie supérieure de la pièce et l'évacuation à la partie inférieure. De cette manière, l'air le plus doux et le moins pur s'évacue naturellement; mais, en même temps, l'air le plus froid s'évacue aussi et la température de la pièce s'est encore peu abaissée.
En plaçant sous le plafond, à la partie supérieure de la pièce, à la fois l'orifice d'entrée de l'air frais et celui de
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sortie de l'air vicié, on se trouve dans de bonnes conditions, puisque l'air froid descend dans la pièce, en vertu de sa plus grande densité, tandis que l'air chaud, qui en occupe la partie supérieure, s'écoule par le chemin qu'on lui a préparé.
On peut aussi obtenir, suivant les locaux/un bon résultat, en plaçant l'entrée de l'air froid à la partie inférieure de la pièce et l'évacuation à la partie supérieure. De cette façon, l'air le plus chaud et le plus vicié s'écoule à la partie supérieure; cependant il faut remarquer que cette disposition peut indisposer les personnes placées près du point d'arrivée de l'air froid; mais on peut atténuer cet inconvénient en multipliant le nombre des prises d'air frais. Si l'on ne peut se procurer directement de l'air frais ou dont la température soit inférieure à celle des pièces que l'on peut ventiler, il faut, de toute nécessité, refroidir l'air 'préalablement. A cet effet, on le tire des caves, ou bien on le fait passer dans des caves assez vastes pour que la température s'y élève peu.
En Angleterre, on purifie l'air en le faisant passer à travers un mur construit avec des morceaux de coke, traversés par un filet d'eau. MM. Geneste et Herscher ont appliqué la môme idée de la manière suivante:
Une grande tour cylindrique est remplie de coke imbibé et traversé par de l'eau qui tombe à la partie supérieure. L'air que l'on peut rafraîchir est introduit à la partie inférieure de l'appareil et traverse le coke en montant.
On a aussi fait l'emploi de mélanges réfrigérants, et notamment des procédés où l'ammoniaque, l'éther, l'acide sulfurique jouent le rôle principal; mais ces moyens sont dispendieux.
On a employé avec quelques succès un procédé qui consiste à injecter le courant d'air, au moyen de petits trous capillaires faits dans le tuyau d'amenée de l'eau. L'eau,
ainsi divisée, présente une grande surface, et la température de l'air s'abaisse très sensiblement.
L'été, dans la journée, la température de nos appartements est souvent plus basse que celle de l'air extérieur. 11 en résulte que. si des orifices sont pratiqués à la partie inférieure d'une pièce, l'air du dehors entrera par les orifices supérieurs, tandis que l'air intérieur de la pièce, en vertu de sa plus grande densité, descendra et sortira parles orifices inférieurs.
Le contraire aurait lieu si la température intérieure d'une pièce était plus élevée que celle de l'air extérieur: ce "qui se produit la nuit dans l'été.
Ces courants d'air naturels se produisent d'une manière permanente à travers les fissures que présentent toujours les portes et fenêtres et, de ce chef, il passe 5 à 6 mètres cubes d'air environ par heure et par mètre linéaire dejoint. Mais il ne faut guère y compter.
Ce qui précède montre l'utilité d'établir dans les immeubles des conduits qui puissent ventiler en été comme en hiver.
Pour la ventilation d'hiver, on peut placer au rez-dechaussée d'une maison, comme on le fait souvent en Angleterre, une cheminée-calorifère en poterie. L'air frais. pénétrant par une ventouse posée à l'extérieur, circule autour du foyer avant de s'échapper dans la chambre. Non seulement l'air de la chambre est ainsi renouvelé, mais encore on utilise mieux la chaleur fournie par la cheminée, puisque, outre la chaleur rayonnante, on se sert de celle fournie par l'air chauffé par sa circulation autour du foyer.
La cheminée Fondet amène aussi, dans la pièce, de l'air frais chauffé par son passage dans des tuyaux en fonte contre lesquels circule la fumée du foyer (lïg. i63).
Pour la ventilation d'été, ou pratique souvent une prise
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d'air, au travers du mur de façade, qui se continue par une conduite en tôle à section rectangulaire s'élevant
contre le parement intérieur de la muraille. Un registre règle l'ouverture de ce tuyau. Des conduits analogues sont
^fci.
disposés de distance en distance. Dans d'autres systèmes, on contrarie la direction de l'air, afin de diminuer sa vitesse en entrant dans Ja pièce.
Pour évacuer l'air vicié, on peut se servir d'une valve avec ailettes en mica; ces ailettes se ferment lorsque le courant tend à se produire de l'extérieur à l'intérieur et s'ouvrent au contraire lorsque le courant est inverse.
En pratique, si l'air frais arrive près du plafond, les appareils d'expulsion de l'air vicié doivent être placés près du plancher, et être pourvus d'un moyen d'appel quelconque.
En ce qui concerne les appareils de chauffage et les conduites de fumée, une ordonnance de police du i5 septembre 1875 impose les conditions d'établissement de ces appareils en vue de prévenir les incendies. Un arrêté préfectoral du i5 janvier 1881 concerne l'établissement des tuyaux de fumée dans l'intérieur des maisons de Paris. (Voir ci-avant, pp. 3o5 à 317).
Nous résumons ci-après d'excellentes indications sur les moyens de ventiler par le vent, en provoquant en quelque sorte la ventilation naturelle/d'un article de M. J. Bez(i).
On obvie aux courants désagréables occasionnés par l'ouverture totale des fenêtres à l'aide d'un des artifices suivants :
i° Vasistas, dans les châssis supérieurs, s'ouvrant au dedans et en haut, de façon à diriger l'air vers le plafond;
2° Fenêtres à guillotine, dont les châssis s'ouvrent indépendamment, le supérieur en s'abaissant, l'inférieur en se relevant.
3° Doubles fenêtres, dont l'externe présente un espace
t^nlUaUon iCi ' 0nna ' re ** médecine cl de chirurgie pratiques. Article Barré. — Maison salubrs
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Fig. 164. — Valve de Sheringham.
libre le long de son bord supérieur de manière â permettre l'entrée de l'air à la partie supérieure de la pièce;
4° Moulinets enchâssés dans un carreau de vitre; 5° Briques perforées , insérées dans les murs, près du plafond;
6° Ventouses. L'une des
plus répandues, la valve de
Sheringham (fig. 164), est
composée d'une boîte métallique, encastrée dans ,1e mur,
grillée à l'extérieur et s'ouvrant à l'intérieur à proximité
du plafond, par le moyen d'un contre-poids;
7° Tubes de Tobin. Tuyaux qui montent verticalement dans les murs avant de s'ouvrir • en dedans, à 1 m. 5o au-dessus du plancher, pour projeter l'air, admis pour leur orifice externe, vers le haut de la pièce; 8° Système de Wuttke (fig. i65).
Du sommet du toit descend verticalement un conduit qui, parvenu dans le sol, présente un vaste renflement, avant de se redresser pour pénétrer dans la maison. La portion souterraine élargie du conduit emmagasine l'air, lui permet de déposer ses poussières ; en été, on transforme cette chambre en glacière pour rafraîchir l'air. A son extrémité supérieure, le conduit vertical est surmonté d'un appareil destiné à capter le vent dans toutes les directions; des soupapes, qui ne s'ouvrent que de haut en bas, empêchent l'air de refluer hors du conduit et d'être aspiré au dehors par un vent contraire.
Enfin; au-dessus du renflement souterrain, le conduit offre un autre élargissement muni d'une soupape, qui rétrécit plus ou moins le calibre du conduit, sans pouvoir le fermer entièrement.
Pour que ce système fonctionne, il faut : i° un état plus
Fi rt C I uh^J Cn " 1 nT^ de Wutlke ,— A - s W e - 7, B ' ^ine d'inlroductioz, de l'air (puits de pulsion). - C - f n ;„7h!'" , ! , r Eoulcrrain, çhamW d'emmagasmement pour l'air. E, chambre de chauffe. - F, aux de dislnbulion de 1 air ; H, grenier. I,
grenier.
de pulsion) - mbr sol du rez de chaussée. — J, cave.
poêle
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ou moins agité de l'atmosphère ; 2» l'absence de maisons plus élevées dans le voisinage ; 3° des proportions convenables pour les diverses parties de l'appareil. La section totale des canaux de distribution dans la maison doit être plus faible que la section du conduit descendant et celle-ci plus petite que la somme des sections des orifices chargés de recueillir le vent sur le toit.
La force aspirante du vent est mise à profit dans les chapeaux, mobiles ou non, dont on coiffe les cheminées et les gaines d'extraction de l'air vicié.
L'aspirateur de Wolpert est un des plus connus (fig. iGG). Ces dispositifs n'ont d'effet bien marqué qu'autant qu'ils compriment le vent sur une portion de son trajet à leur intérieur pour utiliser ensuite sa détente et la raréfaction relative qu'elle produit. Boswell avait dès 1801 proposé un appareil pour assurer le tirage des conduits de fumée et extraire l'air méphitique des
Fig. 166. — Appareil de Wolpert. a, tuyau; — b, caisse d'aspiration conique; — c, couvercle.
mines, hospices, prisons et salles de spectacle (fig. 1O7).
Fig. 1G7. — Appareil Bosw
Ventilateur Ba r.
L'aspirateur Noualliier est construit sur le même principe (fig. 169).
Il en est de même du capuchon ventilateur de Hanner (fig-. 168); à son débouché sur le toit, le tuyau d'extraction de la maison se termine par un coude mobile, entouré à distance d'un entonnoir horizontal qui le déborde dans les deux sens. L'extrémité évasée de l'entonnoir correspond à la convexité ou partie pleine du tuyau d'extraction et se tourne toujours dans la direction du vent.
L'air, qui s'engouffre Kig.iCg. — Aspirateur de Noualhier. dans l'entonnoir, est obligé, pour ressortir par l'autre extrémité, de franchir l'es-
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pace annulaire rétréci qui sépare les 2 tuyaux. Après s'être trouvé ainsi comprimé^ se détend brusquement en arrivant dans un canal plus large et exerce alors un appel
Fig. 170 el 171. — Appareil Smith.
A, tuyau d'extraction pour l'air chaud ou vicié; — n („„„„ j- , fonction pou, l'air frais; -C, chambre à'air; D^K
fondV" ' ' qUC S " PPOrt del ' a PP a "' il ; - F.ligStopS
sur la colonne d'air contenue dans le tuyau d'extraction. Le système à siphonnement automatique de Smith (fie-. 170 et 171) veut assurer l'extraction régulière de l'air vicié, quel que soit l'état de l'atmosphère, au moyen d'un approvisionnement d'air frais qui n'a d'autre destination que d'alimenter l'appel. L'aspirateur se compose de deux tubes cylindriques placés côte à côte et reliés à des tuyaux
quipassent entre les planches pour aboutir à l'air libre. L'air chaud et vicié, qui monte dans le cylindre le plus grand, détermine un appel continu sur l'air froid renfermé dans
ir
Fig. 172. — Système de Boehm.
A, canaux d'étage ; — B, canaux dr loilure ; — C, poêle ; prise d'air du poêle, se faisant directement à l'extérieur.
le petit cylindre. Quant à l'air neuf, il est introduit a fleur du plancher, sur tout le pourtour de la pièce.
Le système de Bœhm (fig. 172) est basé sur l'inégalité naturelle des températures intérieures et extérieures et
sur lus mouvements de l'atmosphère libre. Deux espèces de canaux verticaux sont ménagés dans les murs. Les uns, dans les murs de refend, s'étendent depuis le sol jusqu'au toit, et sont munis d'orifices au niveau du plancher et du plafond de chaque pièce : ce sont les canaux de toitures. Les autres, placés dans les murs de façades, n'ont que la hauteur de la pièce à ventiler.
Ce sont les canaux d'étage qui, à leur extrémité inférieure, s'ouvrent à la fois à l'intérieur et à l'air libre, tandis qu'à leur extrémité supérieure ils n'ont d'ouverture qu'en dedans de la pièce, c'est-à-dire au plafond.
Les orifices de tous ces canaux sont pourvus dere°-istres. Durant la période du chauffage, les canaux d'étage'restent fermés.
L'air extérieur afflue par la voie la plus courte dans le manteau d'un poêle à double enveloppe ; après s'être échauffé, il se répand dans le haut de la pièce. Une foisqu'il a servi et s'est refroidi, il s'échappe par l'orifice inférieur, seul laissé ouvert, du canal de toiture. Quand on ne chauffe plus, et tant que la température de la salle dépasse celle de l'extérieur, l'air frais entre dans le canal d'étage par son orifice inférieur, monte le long de ce canal et afflue dans la pièce au niveau du plafond. Il est ensuite évacué par l'orifice supérieur du canal de toiture. Enfin, lorsqu'au gros de l'été la température extérieure l'emporte sur celle du dedans, l'air neuf entre par l'orifice supérieur du canal de toiture et du canal d'étage et s'échappe ensuite directement au dehors par les orifices inférieurs de ce dernier.
Le système de Bœhm est parfois insuffisant l'été.
La soupape d'Arnott (fig. i 7 3) est un dispositif de ven^
tilation lié au chauffage. Elle s'adapte au conduit de
fumée, près du plafond; son but est de profiter du courant
ascendant qui existe dans la cheminée pour entraîner les
NÉCESSITE DE L'AERATION
couches supérieures de l'air de la pièce. Elle consiste en un châssis métallique, rectangulaire, supportant une plaque percée de trous, en arrière de laquelle une étoile légère forme une soupape qui s'oppose à la rentrée de la fumée dans la chambre.
Nécessité de l'aération des salles de réunion. — M. Schmidt, ingénieur (i), a étudié la nécessité de l'aération des salles où l'on séjourne.
Fig. 173. — Ventilateur Arnott.
L'air des appartements est vicié par les processus vitaux de l'homme, par l'éclairage, par le chauffage mal installé, par l'excès de chaleur produite par les corps humains, les appareils d'éclairage et de chauffage, ainsi que par les altérations qui se produisent dans les murs, les cloisons, les ustensiles, ou qui sont spéciales à l'habitation même où viennent se réunir les gaz viciés provenant de la cave et du sous-sol.
(1) Schmidt, Gesundheils-Ingtnieur.
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Enfin, l'air est fortement vicié par la poussière sous toutes ses formes.
L'altération de l'air par lesgaz qui se dégagent du corps temain et de ses vêtements a été démontrée par les expériences deBrown-Séquard et de Merkel ; tous ces gaz confennent une substance nuisible. Pe.tenkofer, toutefois, prétend que 1 a,r vicié des appartements n'est pas directe! ment noc.f, ma» qu'il déprime et affaiblit la force de résistance à 1 égard des agents morbifiques.
Cette viciation de l'air peut se mesurer très approximativement par la quantité d'acide carbonique qu'il contient. ^ *
L'éclairage électrique ne vicie presque pas l'air- les autres procédés d'éclairage produisent des gaz nuisibles', des poussières dangereuses et de la vapeur d'eau
Les appareils de chauffage défectueux produisent des gaz, des poussières nuisibles.
En même temps, la température s'élève, par l'agglomération des corps humains et par l'éclairage
Un appartement clos et inoccupé est malsain; s'il n'est pas aéré, ,1 est envahi par les microbeset l'air est vicié par les émanations provenant des murs, des planchers, de la cave, du sous-sol, des lieux d'aisances, etc. L'air qui provient du sous-sol contient très peu d'oxygène, 7 . 4 p. roo, mais i] est riche en acide carbonique et en humidité.
A toutes ces causes d'insalubrité viennent encore s'adjoindre les poussières de diverses origines.
Les appartements doivent donc être aérés et nettoyés à rond, en tout état de cause.
QufÊlfi '° '""Z "^ ~ Arl " °' ~ LeS P 0USsières -^ lecteme'n, ' nC TîT 0de ^ '? SalubreS ° U ,0xK l ues ^ront évacués ÏÏZ I ,0 7 Cl ° lalel, ' or ' au fur el à ™«>™ de leur L a in ta ,i/l Ur K eS , bUCeS ' Vfl P eurs ' ? az - Poussières légères il aTpareTdÏ.W ( h ° tte 'l. avec cheminées d'appel ou tout autre appareil d el.muut.on efficace. Pour les poussières déterminées
