PÉCLET. III

ilO LIVHE XV. — CIlAUFFAGr: ET VENTILATION DES LIEUX HABITÉS.

qui se produisent dans la (enipératiire, non-seulement d'une saison à l'autre, mais encore dans une même journée, sans rien elianger aux résultais comparalirs que nous avons obtenus, pourront modifier notablement les résultats obtenus.

La ventilation par les cheminées dappel fonctionne d'une manière à peu i)r('s régulière dans les grands apitaieils où la chaleur renfermée dans les parois de la cheminée comitense les variations mévilables dans le chauffage; mais, dans les applications restreintes, le tirage des cheminées est influencé par les rayons solaires, par l'état hygrométrique de l'air et par les vents qui agissent à la fois sur les orifices d'entrée et de sortie. Il suffit de voir ce qui se passe dans les cheminées d'appartement, même dans celles qui ont une assez grande hauteur, pour comprendre combien l'action des agents extérieurs peut être considérable.

DifTérentB modes de chauffage des cheminées d'appel.

Indépendamment du chauffage direct de l'air appelé, que nous avons indiqué, il en est plusieurs autres que nous devons examiner.

2418. Appel de Vair de ventilation par les cendriers des fourneaux de chauffage. — Les cheminées des appareils de chauffage appellent ordinairement de 9 à 18 mètres cubes d'air par kilogramme de houille brûlée sur la grille (302 bis) ; cet air peut être pris dans les lieux qui doivent être ventilés, et par conséquent cet appel ne coûte absolument rien. Si l'on couvrait seulement en partie la grille de combustible, on pourrait appeler dans le foyer des volumes d'air variables dans des limites très-étendues ; mais alors la ventilation coûterait beaucoup plus que par une cheminée spéciale. En effet, supposons qu'on appelle dans le foyer 400 mètres cubes d'air par kilogramme de houille, c'est à peu près le tiers de ce qu'on appelle dans les cheminées d'aérage bien disposées ; le poids de cet air sera de 400.1,3 = 320"; une petite partie des 8001) unités de chaleur produites par la combustion pénétrera par rayonnement dans les surfaces du calorifère qui environnent le foyer, le reste se distribuera dans les 520 kilogrammes d'air ; si l'on négligeait la chaleur provenant de ce rayonnement, comme il faut 520 . 0,24== 124,8 calories pour échauffer la masse d'air de 1°, elle serait portée à 8000 : 124,8 = 64M0 ; tandis que si la cheminée appelait seulement 18 mètres cubes d'air par kilogramme de houille, l'air brûlé sortirait du foyer à 1200°. Il résulte évidemment de là que le calorifère, qu'il soit à

CIIAPITIU-: IMŒMIKH. — roNSII.KIlAIIO.NS (;!• Ni: IiaM.s. 211

^'■'l"'"'-. ;MNm(li.iii.l...à;,ir diiiii.l, |.n.,|„i,,, .l'.nihu.l moins dVIlH •!"'<' !•' ^••lllm.' d'iiir appelé scmk plus consi,lrrablo. Il est évident <|ii«\ SI le ealniiCen» élail ;. air chaud ou à vapeur, et si, dans un.- prenuère période du cliauiïage, la tenipéralure de l'eau a\ait été portée au delà de 100°, l'air d'appel dans une seconde période en abaisserait la température; ainsi, ce mode de ventilation a pour efTet de •liinmuerla quanlit.' de chaleur qui passe à travers le calorifère dans (vrlaines circnslances de la supprimer et même d'échaufrer I au- .niv dépens de la clialem- (pii aurait été accumulée, et en outre •1 olcver nuildem.Mil la tenipéralure de l'air dans la cheminée d'appel au-dessus de la limite nécessaire.

2il9. Un fait constaté dans les grands appareils de ventilation c est qu II suflitde donnera l'air appelé un accroissement de température d'environ 20". Ce serait donc cette température que devraient avoH- les surlaces du calorifère, si l'air appelé ne devait pas absorber plus de chaleur que dans une cheminée spéciale ; mais alors le calorifère ne produirait évidemment point d'etFet.

2120. En outre, par ce système de ventilation, le chauffage et la ventdation étant produits par le même foyer, on ne peut régler ni lun ni l'autre, parce que chacun exige des quantités de chaleur (mi varient suivant des lois différentes. En un mot, avec ce mode de ventilation, 'on ne sait jamais ce qu'on fait, ni pour le chauffao-e ni pour la ventilation. °

2421 . Au reste, il y a un principe évident par lui-même et dont il ne faut se départir que quand il y a nécessité absolue, c'est de ne jamais faire dépendre la ventilation du hauffage, parce que la ventilation doit être constante, et que le chaufTage, dépendant de la température extérieure, doit pouvoir varier dans des hmites trèsétendues.

2422. L'appel par un foyerde chautfage ne pourrait être avantageux qu'autant qu'il ne dépasserait pas 1 8à 20 mètres cubes par kilogramme de houille; mais cette ventilation est, en général, très-petite relativement à celle qui doit être produite, et il n'en résulte qu'une économie insignifiante, car, dans les cheminées spéciales, rarement l'air est écliaulïé de plus de 20% et la chaleur employée pour échauffer 20 mètres cubes d'air est égale à 1 ,3 . 20 . 20 . 0,24 = 124,8 unités de chaleur, qui sont les 1248 : 8000 =0,016 de la quantité totale de chaleur produite par le combustible; une pareille économie est illusoire, car les etïets produits par le même poids du même combustible, brûlé sur la même grille, dans les mêmes circonstances

apparentes, varient dans des limites beaucoup plus étendues, suivant rhabiletédu chaufTeur. J'ajouterai enfin que l'air appelé dans le foyer du calorifère aurait à vaincre les résistances du canal de circulation et de l'appareil de cliaidïage, ce cpii exigerait un accroissement de tirage dans la cheminée.

2423. Cheminées d'appel (hnis /esr/xei/rs l'air appelé ne doit pas alimenter la combustion. — Oïdinairement il n'y a pas d'inconvénient à mêler l'air brûlé sortant du foyer avec l'air appelé ; mais, quand ce dernier renferme des mélanges explosifs, ou (|uand il serait dangereux que, par l'action des vents, de l'air chargé de fumée rentrât dans les pièces ventilées, il faut chauffer indirectement l'air d'appel.

2424. Une disposition consiste à' employer un foyer latéral, et à faire écouler l'air brûlé par un tuyau placé au centre de la cheminée d'appel et dépassant le sommet ; le tuyau et la cheminée doivent être surmontés d'un chapeau disposé pour s'opposer autant que possible à l'influence des vents qui tendent à faire revenir l'air brûlé dans la pièce. Il est plus simple et presque toujours suffisant d'élever le tuyau à fumée seulement à quelques mètres de hauteur, et de faire déboucher l'air brûlé dans la cheminée d'aérage. La partie inférieure du tuyau à fumée peut rougir sans inconvénient, caries mélanges explosifs qui se rencontrent dans les gaz qui doivent être expulsés ne s'enflamment qu'au rouge-blanc. Pour augmenter la surface de chautîe, le tuyau pourrait s'élever en serpentant dans la cheminée ; mais dans ce cas il ne faudrait pas oublier de prendre les précautions nécessaires pour le nettoyage intéiieur. Une autre disposition consiste à faire passer l'air appelé dans un tuyau métalhque, placé dans une cheminée en briques, par laquelle s'écoule l'air brûlé du foyer.

2425. Les dispositions à tuyau intérieur jusqu'au sommet de la cheminée sont peu avantageuses sous le rapport de l'économie du combustible, parce que l'air appelé ne s'échauffe que progressivement, et que la température moyenne de l'air dans la cheminée doit être, pour produire le même effet, beaucoup plus élevée que si l'air était échauffé à son entrée ; si l'air s'échauffe progressivement de f, en s'élevant jusqu'au sommet, la température moyenne de l'air, celle qui produit l'appel, est égale à ? : 2; tandis qu'elle serait égale à f , si l'air avait cette température au bas de la cheminée. 11 est^ donc plus avantageux de chauffer l'air appelé, en totalité ou en partie, au moyen d'un calorifère.

CIIMMTHK l'UEMII'Il. — CONSIDKll ATIONS (II' NKH M.KS.

l\li\. \:,{ liiiiiii' <tli it'pivsi'nlc iiii npp.uril cMii-tiuii jl \ .i l.mt:- Iciniis par M. «iockcrill. pour cliaiilVcr I air d iiih' clii'iiiincc d appel : l'appareil, placé à rôti' de la cliciniiicc, coiisi>lt' cil un 1,'riis liixaii de lidc (liN|(()sû aii-dt'ssiis du foyci' et lo^f dans une ciividiippc (Ml inaroniKM'ic qui c'oiiiiiiiiiiiipir jiar le liaiil cl par le l>as axcc la clicmiiiée dappcl. Il nt* doit i)n»duire ([uc Ircspou d'cllol utile, à cause de la mauvaise disposition de la surface de cliaull'e.

2ï2~ . I ne meilleure disposition, sons le rapport de rellicacilé des surfaces de clianile et de la facilité du nettoyage, consiste à faire circuler l'air hrùle dans des tuyaux liorizontanx. L"a[)pareil peut être disposé comme 1 indicpie la ligure 015 ; il se compose de deux calorifères à tubes horizontaux; un registre tournant oblige l'air d'appel à circuler autour des tubes ; l'air brûlé parcourt successivement les différentes rangées horizontales, de liant en bas, ayant de se rendre dans la cheminée d'écoulement de l'air bri'ilé, laquelle est placée dans la cheminée d'appel.

Fig. G14.

Fifj. 61 ô. Fig. OIC.

2428. Il peut convenir dans quelques cas exceptionnels de chauffer

2li LIVRE \V. — CHAUFFAGE ET VENTILATION DES LIEUX HABITÉS-

lair dans hi clieminée (rappel au niuycii d'un calorifère à eau chaude ou à vapeur, comme rindicpie la (igure 616.

2129. Il semble, au piemier abord, (pTil y aurait toujours de l'avantage, sous le rapport de la régularité de la ventilation, même (piand l'air appelé pourrait sans inconvénient passer à travers le loyer, à chaulTer cet air par imi calorifère à eau chaude avant son entrée dans la cheminée : les petites variations d'intensité du foyer seraient atténuées par la masse d'eau en circulation; mais, comme le démontrent très-bien les expériences faites dans les prisons cellulaires de Mazas et de Provins que nous rapporterons plus loin, la chaleur renfermée dans la clieminée produit cet eiïet. Cette disposition n'aurait alors que des inconvénients; la dépense de combustible et les frais de premier établissement seraient beaucoup plus considérables.

2i30. 11 se présente cependant des circonstances dans lesquelles il devient nécessaire de l'employer; c'est quand les cheminées d'appel sont éloignées des foyers, quand elles partent, par exemple, des combles des édifices, et qu'il y a de sérieux inconvénients à y établir des foyers par la difficulté de les surveiller, ou par la ci-ainte d'un incendie. Mais ce sont des dispositions qu'il faut éviter, parce que les cheminées, n'ayant que peu d'élévation, n'ont qu'un faible tirage. C'est, du reste, un point sur lequel je reviendrai encore en parlant du chauffage et de la ventilation des édifices publics.

2431. Dans quelques appareils, on a chauffé l'air de ventilation par un tuyau à circulation d'eau chaude, d'une grande longueur, placé dans la cheminée d'appel. C'est la disposition la plus vicieuse qu'on puisse employer, car une grande partie de la chaleur dépensée est sans iniluence sur le tirage. De même que dans le cas du n° 2425, l'air qui s'élève dans la cheminée en contact avec le tuyau d'eau chaude, s'échauffe progressivement ; et, comme le tirage d'une cheminée résulte de la température moyenne de l'air qui s'y trouve, et que la consommation de chaleur dépend de la température de l'air à la sortie, il s'ensuit évidemment que ce mode de chauffage occasionne une grande perte de chaleur. Si, par exemple, l'air entrait dans la cheminée à io" et y était échauffé successivement jusqu'à dl'j", le tirage serait sensiblement le même que si l'air était de bas en haut à 20°, et l'on aurait dépensé la chaleur nécessaire pour l'échauffer à 35°. Cette disposition ne saurait être justifiée que par l'impossibilité de placer

CIIAPITHE PRKMIKR. — CONSinÉHATIONS GKNÉRAI.KS. lil"»

lin fn\('r iiii l»;iN (le l;i ("lit'miiK'r, niMl/'cli.iiiircr liiir ;i\;iiil -«(iii cnlrci; ilaiis la iliciiiim'c.

'2\'.\'2. Dans tontes lo clit'iniiK'rs (ra|t|M'|, chaiilVccs p.ir laii- lniilf. i|ii(> l'air a|)|ii'li' Mtil oii mum ('in|ilo\c a la (-nniltnslion. cuMunc la \il('s>(' drcoiiicnicnl ilc l'ail' c^t lit''s-|iclil(', le tiiaj;»' pciil ("'Ire mlliit'iu't' par les mmiIs, cl il es! par ninsiMpicnl nécessaire, e(»mnic iiniis. l'aNuiis (li'ià ilil plll■^i('ll|•s luis. (Il' uarnir If sniimirl des cliciiiin<'('^ ti'iiM appareil destin" a soii^traiit' le tirage à leur action, on mieux d'un des appareils décrits dans dans le |ireinier volinnc, ipii les l'ont coïK'niiiir à raccrnisseiiieiil du liraj^^c. .le rappellerai ccjtciidant (pie la composante verticale de liant en has de la viless(; du vent ne diminue pas d'autant la vitesse d'écoulement, et que cette dernière vitesse ne deviendrait nulle qu'autant que cette composante serait égale ii la \ilesse due à la eliarg(; qui est toujours beaucoup pins ;,Tand(» (pie la \itesse réelle (030'.

Ventilation mécanique.

2i3.3. Dans le ([iiairieine li\re de cet oiiM'agc, nousa\ons passé en revue les dilléreiits jippareils (pi'oii peut employer pour produire une ventilation ni(''cani(pie ; nous nous Ijoriierons ici à evaminerles phénomènes généraux ([ui se produisent, et nous nous occuperons d'abord de la comparaison de la dépense relative à la ventilation par une cheminée d'appel, et par une action mécanique.

2ilJi. Nous avons trouvé ((J64) que le rapport lî, entre le travail produit par la même quantité de chaleur employée mécaniquement, et dans une cheminée, en supposant qu'un cheval-vapeur exigeai par heure 4 kilogrammes de liouille, était donné ])ar la loinnile

Il = ^^ Ha

lorsqu'on considère le trjivail iirodiiit dans la cheminée par Tentrainement de l'air chaud ; mais si on considérait le travail nécessaire pour produire la vitesse de l'air froid, seule chose (pii importe au point de vu»! de la ventilation, le rap[»ort deviendrait :

2,1-2 I -\-(it:^ ~ Il (

/, représentant l'excès de température de l'air dans la cheminée sur la tempf'ralure extérieure, a le nombre 0,U030o, et 11 la hauteur de la cheminée. Si on calcule la valeur de H, en su|)posanl t égal suc-

cessivomciil à \0'\ 20", :W\ 40", oO% 100% 20O", 300", 400", ot pour des liautoui-s do clioininéo r^^nlcs ù 5'", 10'", lo", 20'", 25", 30"", on trouve les résultats suivants :

t = 10° 20° 30° 40° oO° 100" 200° 300° 400°

l\= ij" 121 133 143 io2 162 215 346 510 703

ii;;

243;>. On voit, d'après ces nombres, que la valeur de \\ augmente très-rapidement, à mesure que t augmente, et que II diminue, comme il était d'ailleurs facile de le prévoir à l'inspection de la formule. La valeur de R serait double, si Ton employait une machine ne consommant que 2 klogrammes de houille par cheval et par heure. Mais pour toute espèce de machine, il y aurait une certaine perte de travail dans la transmission du mouvement et dans la machine ellemême. L'effet utile peut varier de 0,20 à 0,80 suivant le genre de machine employé.

2436. J'ajouterai que, dans un grand nombre de cas, on a l'emploi utile de la vapeur détendue; en se servant alors d'une machine à haute pression, à détente, sans condensation, le travail de la machine ne coûte sensiblement rien. Ainsi, en prenant 4 atmosphères pour la pression de la vapeur sur le piston et 1*' 1/2 pour la pression à la sorlie de la machine, on trouve, parla formule de M. Regnault, que la perte de chaleur éprouvée par la vapeur est de 11 calories, c'est-à-dire 1 3/4 p. 100 de la quantité de chaleur contenue dans la vapeur à 4 atmosphères.

2437. La ventilation mécanique présente donc un avantage immense, sous le rapport économique, sur la ventilation par une cheminée d'appel ; mais cette considération n'est pas la seule qu'il faut faire intervenir dans le choix du mode de ventilation. C'est par l'examen, dans chaque cas particulier, des avantages et des inconvénients résultant de l'emploi de ces deux systèmes que l'on doit se décider, et il est impossible de dire d'une manière absolue que tel système est toujours préférable, dans toutes les circonstances que l'on rencontre dans les applications.

La ventilation mécanique ne peut être employée que quand il s'agit d'une puissante ventilation exigeant un travail assez considérable. Elle a l'avantage, en général, de consommer beaucoup moins

CllAl'ITUb; PUEMIER. — CONSIUKHATIONS GÉNÉRAI. ES. 217

(le l'OlIllMIsIllilr (|ll'lllM' (-)ll'lllillci' (|lli |irni|||i|','iit le IllclllC <-|1r|. t'I

iiirmc. «•ixiiiiic nous MMioiis (If le Voir, n'exige prcsiiiic ;iii(iiii(' dc- |i('iis('. (iiiaïul un a roini)loi utile de la chaleur de la \a|ieur détendue; en (Milre. ce système permet de la régler (rime manière facile et ceitaine, de la mesurera chaque instant, et de la faire varier dans^des limites tivs-étendues. Au premier aspect il semble que la ventilation meeani(pie doive coûter beaucoup jdus cher d'inst;dlation que celle par cheminée d'appel ; mais dans les cas nombreux où Ton se trouve av(»ir déjà un moteur, elle revient à meilleur marché à cause de la diminution de section des conduits, et en général pour les ventilati(ins des grands établissenïents elle ne doit pas coiiter davantage.

2i38. La ventilation ])ar nne cheminée d'appel peut être employée pour les grandes comme pour les petites ventilations. Les frais d'installation sont à peu près les mêmes que pour le système mécanique ; mais la ventilation coijte presque toujours plus cher, surtout en été, quand l'air n'a pas été chauffé. On ne peut la faire varier que dans des limites assez restreintes, et avec un accroissement considérable dans la consommation du combustible. Enfin, dans certaines circonstances, ce modt; présente de grandes difficultés parla nécessité où il met de réunir l'air de ventilation de dillérentes pièces, pour le diriger vers la cheminée d'appel. Il y a des cas cependant où Tair que l'on dojt évacuer est porté à une température suffisante pour qu'il puisse produire l'appel sans suréchaulTement ; dans ce cas l'appel l)0urra être employé préférablement aux moyens mécaniques.

2439. Quand on considère le peu de travail qu'exigent des ventilations même d'une certaine importance, quand les vitesses sont trèspetites, on est conduit à un mode particulier de ventilation mécanique, qui serait d'une application facile, mais peu sûre, à cause de l'attention et de la surveillance qu'il exige. Ce mode consiste à empl(îN er le travail d'un homme, pendant un certain temps, à élever un poids à une certaine hauteur, d'où on le laisserait ensuite tomber lentement à l'aide d'un mécanisme semblable à celui des tournebroches. Dans sa chute, il reproduirait en partie le travail dépensé. On trouve dans l'ouvrage de M. Morin sur la ventilation les données d'une expérience relative à un de ces appareils. Le contre-poids pesait 267 kilogiammes et descendait de 2"', 08 en fi heures 39'; le volume d'air expulsé était de 33 mètres cubes à l'heure avec une vitesse de 0", 808. Cet appareil servait à la ventilation d'une fosse d'aisances.

2440. Ventilation par injection d'air comprimé. — Les différents appareils ventilateurs que nous avons décrits envoient directement

l"air dans les lieux à ventiler. M. Piarron de ^londésii- a proposé l'emploi d'un jet d'air comprimé dans le conduit d'arrivée de Taii-dc ventilation de façon à déterminer le mouvement de ce dernier par entraînement; ce système, déjà proposé en 1801 par Boswel, a été appliqué dans différents cas par M. Piarron de Mondésir (IhiUetin de la Société des ingénieurs civils, 1867). Si l'un représente par :

m la masse d'air compriuK' r[ui sort de l'ajutage,

Y sa vitesse,

M la unisse d'air (Mi mouvement dans le tuyau de ventilation,

U sa vitesse, l'équation des quantités de mouvement donne :

mV = MU.

D'expériences faites par M. Tresca, il résulte que l'on a en moyenne :

m\ = 0,S89MU

pour des pressions motrices comprises entre 7 et 68 millimètres d'eau, e rapport de la force vive de l'air moteur à celle de l'air de ventilation sera

11 résulte de là que ce rapport ^ sera d'autant plus grand et que par

suite l'utilisation sera d'autant plus faible que V sera plus grand par rapport à U et que l'utilisation sera le plus grande possible quand Y sera égal àU; ce résultat montre riufériorité de ce système par rapport à l'emploi d'un ventilateur pour chasser l'air] directement dans le tuyau de ventilation, puisque ce dernier cas est précisément celui de l'égalité des deux vitesses.

Dans les expériences les plus favorables faites au Conservatoire (Morin, Manuel de chauffage et de ventilation) le rendement a été

de -^, tandis qu'un ventilateur eût facilement fourni un rendement

de 0,20.

Il faut donc conclure de là que la venlUation par un jet d'air comprimé ne devra être employée que dans les cas spéciaux où l'emploi d'un autre mode de ventilation serait impossible ou difficile.

Remarques sur les iiiouvemcnls de l*air dans les lieux veuilles.

24 il . Pour quuii lieu «luelconque soit assaini par la ventilation, il

CIlAI'imt; l'Ui:.Mll-:u. — considérations (iENtllALES. JIM

IH' ««iillil |»;i«- (|ii"im cciliiiii NnliiiiH' diiir \ l'iilic cl m >uiir dims un liMiip^^ (Immiic : cardes coiiiaiils dair (|iii lia\crscraicid une piccc en suixani le |danclier ou le plaloud. siu' une pclite liaulciit-. seraicul évideininent sans niilile. A la \ciilc. il |M(unail se produire de duu- Ides eouranis de liaul en bas, on de bas en liant, |)lus ou ni(»ins ra|ipi«iclics, résullanl de lexcès de lenipératuio de lair expire sur laii en\ironnant : mais ils concourraient peu à l'assainissement. On ne doit réellement considérer comme ellicaces que les courants d'air tpii passent à travers la partie de la pièce occupée, et surtout ceux «|ui sont diriges \erlicalcuient.

:2i'i:i. Le meilleiu' umde de veuliialion consisterait à introduire lair par un très-grand nombre de points de la surface du sol, et à le faire sortir par des oriliees percés dans le plafond ; la ventilation se produirait ainsi uniformément de bas en haut; cette disposition serait aNantageuse, en ce que la respiration serait toujours alimentée par de lair pur; mais elle ne peut être employée que dans des circonstances particulières, par exemple dans les grands ainpliitliéàtres, parce que les oriliees d'accès peuvent être percés dans les contremarches, ou derrière les bancs. Ordinairement l'air cliaud arrive dans la pièce par un petit nombre dorilices percés dans le plancher, ou par les cylindres intérieurs des poêles; alors les veines d'air se dirigent vers. le plafond, par suite de la vitesse résultant de l'appel, et de l'excès de leur température sur celle de l'air environnant ; l'air descend ensuite par coucbes sensiblement isothermes jusqu'aux orifices d'écoulement qui se trouvent au ni\eau du sol. Pendant l'été, la température de l'air intérieur est ordinairement plus élevée que la température extérieure: alors les veines d'aii- froid qui pénètrent dans la pièce tendent diui côté à s'élever verticalement, en vertu de leur vitesse acquise, et de l'autre à tomber, en vertu de l'excès de la température intérieure sur la température extérieure; par conséquent l'air d'appel pourrait ne s'élever qu'à une hauteur insuflisante pour renouveler l'air dans la partie de la pièce babilee. Pour éviter cet inconvénient, il faudait diriger horizontalement les veines d'air froid; l'air tomberait alors sur le sol ; et si les oriliees de sortie se trouvaient à la hauteur du plaloud. la pièce serait tra\ersée de bas en haut par l'air de' ventilation: dans ce dernier cas. la \eutiIation serait beaucoup plus cflicace pour la salubrité que pendant le chauffage, parce que I air vicié par la respiration serait immédiatement entraîné par le courant. Dans le cas où les veines resteraient verticales et dirigées de bas en liant, il faudrait toujours établir des orifices

(le sortie à la partie supérieure et à la partie inférieure ; ceux du bas resteraient constamniont ouverts pendant la saison de chauffage, ceux d'en haut étant feiinés ; et, pendant l'élé^ on reconnaîtrait facilement, par expérience, quand il conviendrait de changer la position des orifices de sortie ; et, pour cela, relTel jirodiiit sur nos organes serait une indication bien plus certaine que les expériences chimiques les plus délicates. Mais il vaudrait mieux disposer les orifices d'accès de l'air dans les pièces, de manière que les veines puissent à volonté être rendues verticales ou horizontales.

2443. La ventilation d'une pièce peut avoir lieu de deux manières différentes : par une diminution ou par une augmentation de la pression intérieure; les cheminées d'appel produisent toujours le premier eiïet; les machines peuvent produire l'un ou l'autre. Lorsqu'il y a diminution de pression, il y a toujours un volume plus ou moins considérable d'air extérieur qui pénètre dans les pièces par les fissures des portes et des fenêtres, en formant des veines qui s'étendent à des distances plus ou moins considérables ; et quand les pièces sont nombreuses, comme il faut établir des tuyaux de communication de chacune avec la cheminée d'appel, cette condition complique beaucoup la disposition des appareils. Quand la ventilation est produite par un excès de pression, il n'y a point de veines par les orifices des portes et des fenêtres, les orifices d'entrée de l'air peuvent être disséminés ou disposés de manière à n'avoir aucun inconvénient, et la sortie de l'air par des orifices convenablement placés ne peut point produire de courants nuisibles, parce que les veines ne se manifestent qu'à l'extérieur. Indépendamment des effets dont je viens de parler, il y a dans ces deux modes de ventilation une différence que certaines personnes ont considérée comme pouvant exercer une certaine influence sur la santé, je veux parler de la diminution de pression qui existe dans le premier cas, et de l'accroissement de pression qui a lieu dans le second ; mais comme ces variations sont toujours trèspetites, qu'elles dépassent rarement quelques millimètres d'eau, qu'elles sont par conséquent bien inférieures aux variations ordinaires du baromètre, il est bien difficile d'admettre qu'elles puissent avoir une influence quelconque. Dans tous les cas, une condition importante à remplir consiste dans l'uniformité de la ventilation dans toutes les parties occupées des pièces ventilées.

ObserTatioiiB g^énérales sur les différents modes de chauffug^e.

2444. Pour maintenir une pièce à une température constante, il

CIIAIMTHE PUEMII-U. — CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALKS. 221

faut (''\ idciiiiih'iit y iiilitMliiirc. daiis iiii ('crlaiii lomps, une <|iiaiilit('' (le cliah'iir ci^mIc à celle {[iii passe ilaiis le iiièine temps ii lra\ers les \ lires el les murailles: ear, en mellarilà part lu ventilalion, il n'y a pa< dautn; perte de chaleur. Ainsi, la quantité de elialeur à lomiiir ne dépend que des surfaces, et le volume de la pièce n'y entre que d'une manière indirecte. Cependant, la plupart des constructeurs dappareils de chauiïage. pour faire apprécier la |)uissance de leurs appareils, désignent les capacités des pièces qu'ils peuvent cliaulï'er. C'est une erreur (pi'on a de la peine à concevoir; car il est évident que des pièces de même capacité, formées par des nuu's de nature et d'épaisseurs dilTérentes, n'ayant pas des surfaces vitrées égales, exigent des quantités de chaleur très-différentes pour être maintenues à une température constante, celle de l'air extérieur étant la même.

2445. Si les murailles se mettaient instantanément au régime qui convient à la température extérieure, la quantité de chaleur à fournir varierait à chaque instant ; mais, comuK; (,'lles renférmenl beaucoup de chaleur, quand elles ont été échaulfées, la quantité de chaleur fournie et la tempéi-atnre extérieure peuvent varier dans des limites assez étendues et pendant un temps assez long, suivant la nature et l'épaisseur des murailles, sans que la température intérieure éprouve des variations sensibles. Ainsi, pourvu que les appareils qui transmettent la chaleur aient une étendue suffisante, le foyer pourra toujours être diiigé de manière à produire uiui Icmpélature sensiblement constante.

2iiG. La chaleur nécessaire au maintien du régime peut être produite par le rayonnement, ou par l'air chaud, ou par ces deux modes réunis. Dans nos foyers domestiques, elle provient du rayonnement. Elle résulte principalement du contact de l'air, quand les surfaces chauffées, ou directement, ou par l'eau chaude, ou par la vapeur, sont formées d'un métal poli, et qu'elles sont placées dans l'intérieur des pièces. Cette chaleurne provient que de l'air chaud, (piand les surfaces de chauffe sont entièrement en dehors d(!s |»ièces. T'jilin, elle résulte à peu i)rès également du rayonnement el du contact de l'air, lorsque les surfaces de chautTe, placées dans l'intérieur (les itièces, sont foi'uiées de fonte ou de tôle non polie.

2447, La chaleur rayonnante, jouissant de la propriété de traverser l'air sans éprouver des pertes sensibles, si une pièce était uniquement chaulïée par rayonnement, les rayons iraient se perdre presque totalement contre les vitres et contre les murailles ; la cha-

leur roriio par les murailles écliaiifferait l'air, il s'établirait des courants aseeiidanls coiilre leurs surfaces et des courants o])posés dans rintéri(MU'. Par ce mode de cliauiïage, qui est celui de nos habitations pailiculières, l'air n'atteint jamais une température élevée, d'autant jtius (pi'il S(î produit toujours une grande ventilation, et rarement avec de l'air préalablement chauffé par une partie de la chaleur de la fumée du foyer.

2ii8. Loisqu'une pièce est chauffée par un courant d'air chaud, cet air gagne la partie supérieure en se refroidissant rapidement ; il s'établit le long des murailles des courants descendants, qui les échautfent et conservent leur régime ; et l'air intérieur peut être maintenu à une température constante.

D'après ce que je viens de dire, il est possible de se rendre compte de ce qui arriverait, si le chauffage avait lieu à la fois par le rayonnement et par le contact de l'air.

2449. Dans ce qui précède, j'ai supposé que la température de la pièce devait être maintenue constamment à un certain degré. Je ne connais que les hôpitaux dans lesquels il soit nécessaire d'avoir jour et nuit la même température dans les salles. Cette permanence peut être obtenue par une combustion continue dans les foyers, ou, malgré une interruption de chauffage de nuit, par des réservoirs d'eau chaude qui se refroidissent lentement ou bien encore par l'emploi de calorifères céramiques. Mais, à moins que les murailles n'aient qu'une bien faible épaisseur, la chaleur qu'elles renferment est presque toujours suffisante pour maintenir la température, pendant la nuit, sans diminution notable.

2430. En général, quand les bàthnents ont des murailles d'une suffisante épaisseur, les chauffages de nuit sont inutiles, et on peut presque toujours, le matin, par un chauffage actif et dans un petit nombre d'heures, réparer en grande partie la perte du régime qui a eu lieu pendant la nuit.

2451. Quand les murailles n'ont qu'une faible épaisseur, comme dans certaines usines, elles se refroidissent beaucoup pendant la nuit ; mais on parvient encore facilement à les échauffer, en commençant le chauffage un certain nombre d'heures avant l'arrivée des ouvriers : nombre variable avec la température extérieure. . 2452. Lorsque les édifices ont d'épaisses murailles, et que les pièces ne sont employées que certains jours, à certaines heures, ce serait une grande dépense que d'y maintenir un régime constant dans la température des murailles, ou du moins de le rétablir com-

CIIAIMTIŒ PHEMIER. — CONSIDÉRATIONS GLNKItALKS. 2:23

plclciin'iil (|ii.iii(l lt'> |ii('(('s (|ni\t'iil t'tic iililis(''cs. Il laiil .ijoi-, |(cii- (l.'iiil (iiifl(|ii('s lifiircs (11111 cliiiiiiriifjc lics-\ir. (•(•Iiiiiiller ii.irlicjli-mciil les iniii'iiillt's, et ('(Hiipciiscr leur l'iiililc k'iii|)('r;>liii(' par un pins i^q-aml L'chaiiHV'mciit de Jair pciidaiil roc('ii|)ali()ii des pirccs.

-2\'')'.\. Dans Ions les cas, excepté dans les foyers domestiqnes, la ciialciM- développée par le foyer est employée à eliaiiirei- des surfaces ipii transniellent ensuite la chaleur ; ces surfaces peuvent être ehaulfées directenicnl. ou par riMicniiédiaire de la \apeiu- un de l'eau chaude. Ile là une grande diveisile dans la nature et les dispositions des appareils, (iliaque mode de eliauna{.ie a des avantages et des inconvénients ; en outre, dans chaque édilice à chaud'er, il y a des circonstances particulières et des conditions à remplir souvent fort diiïerentes. Ainsi, il n'e.xiste aucun mode de chautTage qui, dans tous les cas possibles, soit toujours supérieur à tous les autres.

2î.")V. .le me bornerai ici à examiner les a\antages et les inconvénients des principaux modes de chauflage employés dans les établissements publics. Ces modes peuvent se réduire à cin(|.

Le premier, le plus ancien, consiste en cheminées ordinaires et poêles, ayant chacun un foyer spécial.

Le second consiste dans des calorifères placés en dehors des pièces à chaulfer, et qui y versent de l'air chaud.

Le troisième consiste dans des appareils à vapeur, placés dans les pièces à chaufler.

Le quatrième, dans des poêles à eau chaude chauffés par une chaudièn; jibuM-e dans la cave.

Enlin, le cinquième consiste dans des poêles à eau chaude, formant des circuits partiels dont les réservoirs sont chauffés par la vapeur.

2V6'6. Le premier mode de chauffage, celui où chaque pièce est chauffée par un appareil spécial, a le grand inconvénient d'exiger trop de soins, trop de surveillance et trop de dépense de combustible, par les excès de température qu'on y produit souvent. Ce mode de chautfage tend à être maintenant abandonné dyns les grands établissements où l'on préfère installer un système général de chauffage qui olïre bien plus d'économie et de régularité dans les elfets produits.

2456. Le second mode, qui consiste dans le chauffage des pièces au moyen de l'air échauffé en dehors par des calorifères, ne peut être employé qu'autant que l'air chaud n'a pas un long trajet à par-

courir, à cause du refroidissement qu'il éprouve dans les tuyaux par suite de sa faible capacité caldrifique. Ce mode de chaullage ne saul'aitétre ap|tli(|iié avec avantage (pie dans \o. cas de pièces assez rapprochées, Taji- cliand circulant dans répaisseni' des murs intérieurs. IJans ce cas, les calorifères les plus simples (;t les plus économiques sont ceux dans lesquels la chaleur passe directement de Tair brùlé à l'air froid, à travers des surfaces métalliques ou céramiques. Les calorifères à vapeiu' ou à eau chaude ont l'avantage de limiter la température de l'air chaud, et ces derniers de prolonger le chauffage même après l'extinction du foyer; mais les calorifères à foyer direct peuvent être disposés de manière à éviter le suréchaulfement de l'air ; et, en employant des foyers à alimentation continue, ces appareils peuvent marcher seuls, sans exiger trop de surveillance.

2457. Dans ce système, la ventilation s'effectue en même temps que le chauffage ; car il faut évidemment que l'air de la pièce sorte d'une manière quelconque pour faire place à l'air chaud \ enant du calorifère. Mais la ventilation par le seul effet de l'appareil de chauffage est très-irrégulière. Pour qu'elle soit constante, il faut un système régulier d'appel, ou une injection régulière d'air. Il est bon aussi de remarquer que, si la ventilation était très-faible, l'air chaud devrait arriver à une température très-élevée, ce qui présenterait de graves inconvénients.

2458. Le troisième mode de chaulTage, celui qui a lieu par des calorifères à vapeur, exige une surveillance et des soins spéciaux tant pour la conduite du feu que pour le règlement des robinets. Il est surtout très-avantageux quand les foyers ne peuvent être placés qu'à une grande distance des pièces à chauffer, à cause du petit diamètre qu'on peut donner aux tuyaux de conduite de vapeiu", et par suite de la faible condensation que la vapeur peut y éprouver, si les tuyaux sont convenablement enveloppés de matières conduisant mal la chalem- ; on peut ainsi n'avoir qu'un seul foyer, même pour les plus vastes établissements. Le chauffage à vapeur est aussi trèsutile pour le chautrage des pièces dont les murailles n'ont qu'une faible épaisseur, et les vitres une grande surface, parce qu'il permet d'y maintenir très-facilement une température constante, malgré les grandes variations que peut éprouver la température extétérieure, permanence de température qu'on n'obtiendrait pas par les autres systèmes.

2459. Le quatrième mode de chauffage est celui qui a lieu par la

CIIAI'IIIU: i'UE.MIKH. — CONSIDÉRATIONS GENERALES.

22it

oin'iil.ilinii ,1,. |V.,„ ,|,;,i„|,. ,|;,„s des poêles en iu^ito nu en l(.|,'. Os apiMivils. ainsi (jiie je lai déjà dit '2000), se composent (.nli- '";iiiement <rnne eliaiidièie en tôle |.laeéo dans une eavo, surnionlée dun tuyau qui sClève dans les combles, où il se termine par un vase • ■expansion on\eil mi fenne : du fond du vase d'expansion partent des tubes (pii amènent leau successivement dans un certain nombre de poêles d'un même .'"la<:e. et retournent à la partie inférieure de la chandière.

:^'»0(l. On a modilié cette disposition, de manière à faire disparaître plusieurs inconvénients de la précédente. La chaudière est toujours placée dans une cave ; mais le tuyau cpii la surmonte et qui s'élève dans les combles, au bas du vase d'expansion, ne fait pas partie du circuit parcouru par leau chaude. Du sommet de la chaudière j)art un tuyau horizontal, qui se prolonge dans toute la longueur du bâtiment ; ce tuyau est porté sur rouleau de manière qu'il puisse obéir aux effets provenant des variations de température. Sur ce tuyau sont fixés des tuyaux verticaux d'un plus petit diamètre, qui s'élèvent aux différents étages, où ils alimentent un ou plusieurs poêles, et les tuyaux de retour sont [ogés à côté des tuyaux d'ascension, dans des caniveaux verticaux pratiqués dans des murs de refend, où ils peuvent facilement être visités. Je reviendrai plus loin sur cette disposition.

Les appareils de chauffage à l'eau chaude, tout aussi et peut-être plus compliqués que ceux à vapeur, ont l'avantage de ne pas exiger des soins aussi continus. Des variations, même assez grandes, dans l'activité du foyer, n'ont presque point d'influence sur la température moyenne de l'eau chaude, à cause de son grand volume, et, par celte circonstance, le chauffage peut se continuer pendant la nuit, malgré l'extinction totale du foyer, avec un faible refroidissement! Ces appareils sont d'un prix élevé. Les pressions exercées par l'eau, surtout dans les parties inférieures, môme quand le vase d'expansion est ouvert, sont très-considérables, car elles correspondent à une atmosphère pour chaque 10"", 33 de hauteur, et ces pressions sont beaucoup augmentées quand le vase d'expansion est fermé; elles risquent d'occasionner des fiùtes d'eau très-chaude de nature à produire de graves accidents. Comme nous venons de le dire, par suite de la grande masse d'eau chaude en circulation, la température de l'eau ne peut éprouver que des variations très-lentes, même pour des variations très-grandes dans l'activité du foyer; or, si les murailles n'avaient qu'une faible épaisseur, et si les surfaces des vitres avaient

Péclkt. III. |«

226 LIVRE W. — ClIAIJFFAr.E ET VENTlLATHîN' DES LIEDX llAltlTÉS.

une grande étendue, un accroissemoni ou une diminution rapide dans In température extérieure exigerait nécessairement, pour (pie la lemi)éralure intérieure ne ehangeàt pas, une diminution ou un accroissement dans la température moyenne de l'eau chaude en circulation, changement qui ne peut être produit que dans un temps assez long, pciudant letpiel la ((Mnjiéi'ature intérieure serait trop basse ou trop élevée.

2461. L'inconvénient (pie je viens de signaler s'afl'aiblit à mesure que les murailles ont une plus grande éi)aisseur, et les vitres une plus petite surface, parce qu'alors les muraiHes absorbent ou émettent de la chaleur, de manière à alfaiblir les variations de température intérieure qui résulteraient de celles de l'air extérieur et de la permanence de la température de l'eau chaude. Mais comme l'absorption ou l'émission de chaleur par les nnirailles n'a pas lieu instantanément, que la chaleur émise par les surfaces de chauffe, et par le rayonnement et par l'air, traverse la pièce avant de se rendre aux murailles, Tinlluence des variations de température extérieure sur le chauffage se manifeste encore, quoique à un moindre degré. Dans tous les cas, le chauffage à l'eau chaude a le même inconvénient qu'une machine dont la vitesse devrait varier accidentellement à chaque instant, et qui serait pourvue d'un énorme volant qui régulariserait le mouvement. Ainsi cette permanence d'effet des calorifères à eau chaude, que nombre de personnes ont regardée comme y\n avantage, n'est réellement qu'un inconvénient (jui existe dans tous les cas; seulement cet inconvénient nuit moins à la régularité du chauffage lorsque les murs sont très-épais et que les vitres ont relativement une faible surface. Tous ces faits, qui résultent de considérations théoriques, s'accordent parfaitement avec l'expérience, comme nous le verrons plus loin.

2462. Il semble, au premier abord, que les inconvénients que je viens de signaler dans le chauffage à eau chaude par circulation, pourraient être atténués en diminuant le volume d'eau renfermé dans la chaudière et dans les poêles, tout en conservant leurs surfaces libres; mais les variations de l'activité du foyer auraient alors plus d'influence, et les poêles, traversés successivement par le même courant d'eau chaude, pourraient se trouver à des températures trèsdifférentes ; on retombe alors sur les inconx énients des autres modes de chauffage, relativement à la direction du foyer.

2463. Enfin, le dernier système de chauffage a lieu par l'eau chaude^ formant des circuits partiels chauffés par la \apeur. Il offre

' M.u'rrm; nEim-M. - .;,iNsri.i:RArinNs m:m.:kai.i,s. jj;

l""'"'-i" l".s par M. r.v,mu-IW ,lnMs h, prison M./,-,.. „o snnn'il c,,,,. .■"ir- ,|,„. lorscp,,. l,.s >.sp,,c,.s;, ohoum.rsnni ,;|„i„,„'., ,|„ |i„„ ,„, ,,„ "VM-s pe,,v<.„. olre élal,lis cl qu',,,, „.■ ii,.„l p.s ;,,„„. ..nn.lc .vgu-

'•"Ile (liins I.-i Icmpér.itmo.

2i6i. Dans rlmq,,. es parli.nli.r. r.x.men dos conditions a ""'l'''//'' '•'"'■ nnpnrianco ivlalive. permeltront fanlemonl do nn.nnadn. que) est le procédé de chaullagc le plus avantageux.

-i^o. Dans |n„s|,.s systèmes, il est indispensable de donnera lan-

''■""' •'" venl.lal.un nn elat l.ygrom.Hriqne convenable, en v inln,-

< '">.-.nl une certaine quantité de vapeur d'eau, parce que Vair se

' vH'che pa.- le seul fait de son élévation de température, etqu'alor.

provoque un accroissen.ent de Iranspiraliun .p.i exerce une in^uence

l'icneiise sur lu sanle.

jm. Vhouif,,,,,. ,Ur,.c, ,,.„■ I„ romhuMi.,,,. - |,a„s (oui ce qui

M H.,lo, j a,s„|q,„... q,„. 1. ,.|,,-,leur pr„d„i(e par la combustion était

s,n,se n„|„,çt„,.,„n „„, espaces à chaulle,- et à foi,- de ,en,I

' l->- 1 ". e„„ed,a„.e de poêles et de calorifères de .liverse nature-

. «".Ineclnnent les co„,„„stibles dans les pièces, on pourrai!

"" l""e le c , aullage el la <enl,la(io„ à très-peu de frais, car toute

I chaleur sera.t utilisée, el nu supprin.erait tous les appa eil, om-

l-l"n-s <lestu,es à la Irausunssi,,,, du calorique. Il est pa, co cZt

'"";"■';"" ," «:'" ■ '■" "'■■'-I cette question, d'aut ni plu ;' e

";.'''• ''V '""«'■ ■■' I"'" "aturellement par lo fait même de la r sni-

'■'liou, et pai' tous les appareils d éclairage. '

216- Il est d'abord évident qu'on ne saurait employer que les "" l'-liblcs qu, ne produisent pas de f„,uée, ou j„ Lin'co^

Ioum'" f™ -"^r',""' """ '"'"""^''"'> "»'"1"^'- ^'- eombus,,"," sont Je cl,a,-b„n de bo.s, le coke, le ga^d•éclairage, les huiles de Uunpe. -"8- 'our le cba.bon de bois et le coke, il laudn,it d'abo,-d que ■> P-ed f„ d,sposé .le ,na„ie,.e à éviter co.npié.toment la p,.du ! Mon de I oxyde de carbone. Il pa,-ait qu'on y pa,vient co,nplé e,„enl |iour lechaibon de bois eu noiub-e en le l,r,-|.,.,, .„ l"'^"-"iLni,

,|.,„„ ,,„.,. , „ ''"'"" *^' <'"'<"'"il'i"l en couches mmces

l.."s les vas, s m,.tatl,q„es t,-es-larges, el eu ,-c„ouvelant le eou,l"isl.l,le |,a,--dessous. La combustion s'eir,,.cl„e à la suite d'un double ;"-ve,uent de l'ai,;, .le haut en bas, et de bas en haut d s ,

;aurde"'" :"■ '" '"'"'■'" -'"""'^ """^ '" '"-- "« ^ha on tessaire pou, ecbaull.T uu u„.|,-e cube d'air de 0" i, V, et sous la

228 LIVRE XV. — CHAUFFAGE ET VENTILATION DES LIEUX UAblTES.

pression ordinaire, étant égale a 1 ,3 . 0,24 = 0" 312, la températnie obtenue par la combustion de i kilogramine de charbon dans 1000 mètres cubes d'air s'élèverait à 8001) : 312 = 25,64; la quantité d'acide carbonique produit serait de 3\65, ou de 3,G5 : 1,98 = l'"%84, et la proportion dans l'air de 0,00184.

\insi, s'il ne se formait point d'oxyde de carbone, et s'il ne se perdait point de chaleur à travers les vitres et les murailles, en réglant la ventilation d'après l'accroissement de température, on obtiendrait un chauffage à la fois très-économique et très-salubre. Mais il faudrait beaucoup de soins dans la conduite du foyer, pour qu'on fut bien assuré qu'il ne se forme point d'oxyde de carbone, et comme en général il y a toujours une assez grande quantité de chaleur abso'rbée par les vitres et les murailles, l'accroissement de température ne pourrait pas servir d'indication de la ventilation; il risquerait alors d'arriver que l'air devint insalubre par une trop grande proportion d'acide carbonique. Les inconvénients que peut avoir ce mode de chauffage sont tellement graves, que, malgré les avantages économiques qu'il présente dans certains cas, il ne faut pas hésiter à le proscrire pour les pièces habitées. 11 peut être employé sans danger pour les antichambres et les pièces de circulation, où l'ouvert^ure fréquente des portes produit une abondante ventilation et où d'ailleurs on ne séjourne pas. Dans le midi de la France, en Espagne et dans une partie de l'Amérique, où les appartements sont en gênerai mal clos et d'une grande hauteur, son extrême simplicité et la facilite avec laquelle on transporte le foyer d'une chambre à une autre le rendent d'un usage très-fréquent.

2469. Le chauffage par le gaz d'éclairage ne présente pas au même de^ré les dangers résultant de la combustion des charbons, à savoir, la production de l'oxyde de carbone; avec les becs d'éclairage ordinaires et certains appareils de chauffage, la combustion est complète, et les gaz qui se produisent sont en très-grande partie composes de vapeur d'eau et d'acide carbonique. Nous avons vu (30? bis) qu'un kilogramme de gaz d'éclairage fournit en brûlant, lorsque la vapeur d'ea^u n'est pas condensée, une quantité de chaleur égale à 10269 calories ; d'après la composition moyenne du gaz que nous avons donnée (249), le gaz contient 5,8 p. 100 d'acide carbonique, et les éléments combustibles renferment en carbone 54,5 p. 100 du poids total du gaz ; la quantité dacide carbonique fournie par la combustion de 1 kilogramme de gaz sera donc 0,545 X ^ + 0.038 = 2S05/ ;