E-formation / Etude de caissons - air neuf et humidificateurs / N°3 - Humidification de l’air neuf réglementaire en hiver - niv. 5
Pour limiter l’utilisation des humidificateurs sur les installations collectives d’aération, l'arrêté du 13 avril 1988 relatif aux équipements et aux caractéristiques thermiques dans les bâtiments à usage de bureaux ou de commerce précise à son article 30,
"Lorsqu'en période de chauffage est prévue une humidification de l'air amené, un dispositif automatique doit pouvoir régler l'humidification à un niveau qui correspond à une humidité absolue de l'air neuf amené inférieure ou égale à 5 grammes par kilogramme d'air sec sans augmentation de l'humidité absolue de l'air éventuellement recyclé."
Question
L'humidité absolue (ou teneur en humidité) indique la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air. Elle est exprimée en grammes de vapeur d'eau par kilogramme d'air sec [gvapeur/kgair sec].
Remarque
On dira aussi que l’humidité absolue s’exprime en [geau/kgair sec].
On parle alors de "teneur en eau".
En fait l’eau évoquée est bien, dans l’air, à l’état de vapeur.
L’humidité absolue est notée r et indiquée par les graduations de l'axe vertical du diagramme de l'air humide (à droite sur le diagramme ci-dessous).
L’air au point C (température de 20 [°C] et humidité relative de 70%) présente une humidité absolue (ou teneur en eau) de 10 [g/kgair sec].
Totalement saturé d’humidité (autrement dit à 100% d’humidité relative) l’air à 20 [°C] présente une humidité absolue (ou teneur en eau) de 14,5 [g/kgair sec].
On remarque que plus l’air est froid plus il est facilement saturé. A + 5 [°C], l’air est saturé avec une teneur en eau de 5,2 [g/kgair sec].
L'humidité absolue (ou teneur en humidité) indique la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air. Elle est exprimée en grammes de vapeur d'eau par kilogramme d'air sec [gvapeur/kgair sec].
On dira aussi que l’humidité absolue s’exprime en [geau/kgair sec].
On parle alors de "teneur en eau". En fait l’eau évoquée est bien en réalité dans l’air à l’état de vapeur.
Question
En considérant (ce qui est bien sûr variable d’une région à l’autre) que l’évolution moyenne de l’air extérieur s’effectue en hiver selon la courbe bleue représentée ci-dessous, à quelle température extérieure l’humidificateur ne devra, selon l’arrêté du 13 avril 1988, plus fonctionner.
L’arrêté du 13 avril 1988 limite l’humidification de l’air d’aération à l’humidité absolue de 5 [g/kgas].
Selon l'évolution moyenne de l’air extérieur proposée sur le diagramme l'humidification ne devrait plus intervenir au-dessus d’une température extérieure de 13 [°C].
En complément d’un contrôle de l’humidité de l’air dans la gaine de soufflage, cette valeur de température extérieure pourrait constituer un moyen simple de limiter le fonctionnement de l’humidificateur en hiver.
On pourra aussi compléter la régulation par le contrôle de l’humidité dans une gaine d’extraction représentative de l’ambiance contrôlée. Une humidité relative de 35 à 40% est tout à fait suffisante pour assurer un confort acceptable en hiver.
La température extérieure de base en Ile-de-France est de -5 [°C].
A la température de base en hiver l’air extérieur est souvent saturé d’humidité et on considère alors son humidité relative comme valant 90%.
Dans ces conditions, l’humidité absolue extérieure de base en Ile-de-France peut être estimée à 2 [g/kgas].
L’arrêté du 13 avril 1988 autorise de remonter l’humidité absolue de l’air neuf à 5 [g/kgas], soit en Ile-de-France un droit d’injection maximal de vapeur de,
5-2 = 3 [g/kgas].
Ce "droit d’injection" permet de définir la puissance de l’humidificateur autorisé.
En respect de la réglementation, on peut en effet dimensionner l’humidificateur en calculant le débit de vapeur autorisé (qmR) au moyen de la formule suivante.
qmR = qvAN x 1,2 x (5 – rext)
Soit qmR = qvAN x 1,2 x (5 – 3) en Ile-de-France
Avec
qmR en [g/h]
qvAN en [m3/h]
1,2 = masse volumique de l’air en [kg/h]
5 [g/kgas]= humidité absolue autorisée pour l’air neuf
rext = humidité absolue extérieure de base en [g/kgas]
On pourra déterminer les humidités absolues extérieures de base de n'importe quelle région en utilisant une table de température extérieure de base et en considérant que pour ces températures, l’humidité relative est de 90%.
Question
A Lille, la température extérieure de base est de -9 [°C].
A -9 [°C] 90% d’humidité, l’humidité extérieure de base est de 1,4 [g/kgas].
Question
A Strasbourg, la température extérieure de base est de - 15 [°C].
A -15 [°C] 90% d’humidité, l’humidité extérieure de base est de 1 [g/kgas].
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