Refroidissement nocturne pour les écoles : concevoir en toute sécurité les grilles d'aération RC2

Le refroidissement nocturne des écoles tire parti des températures plus fraîches de la nuit pour évacuer la chaleur emmagasinée pendant la journée dans les salles de classe et les éléments de construction massifs. Cela permet au bâtiment de démarrer la journée scolaire le matin à une température plus basse. Lorsque les ouvertures de ventilation restent sans surveillance pendant la nuit, il convient de prendre en compte à la fois le débit d'air, la protection contre les intempéries et la protection anti-effraction lors de la conception.

Vous prévoyez d'aménager des ouvertures d'aération pour une salle de serveurs ? Il convient de tenir compte des charges thermiques continues et des conditions de fonctionnement admissibles des équipements informatiques. Les exigences en matière de circulation d'air, d'humidité, de filtration et de refroidissement supplémentaire sont détaillées dans notre article spécialisé consacré à Refroidissement nocturne pour les centres de données et les salles de serveurs.

Pourquoi le refroidissement nocturne prend de plus en plus d'importance dans les écoles

Les salles de classe se réchauffent sous l'effet du rayonnement solaire, de l'éclairage, des équipements techniques ainsi que de la présence des élèves et des enseignants. Lors de longues périodes de chaleur, cette chaleur peut s'accumuler dans les plafonds, les murs et les sols. Si elle reste dans le bâtiment pendant la nuit, la journée scolaire suivante commence déjà avec des températures ambiantes plus élevées.

Le site L'Agence fédérale de l'environnement recommande des mesures combinées pour lutter contre la canicule estivale. La protection solaire, la réduction des charges thermiques internes et une aération nocturne intensive se complètent ainsi. Pour les écoles, cela signifie : limiter la chaleur pendant la journée et l'évacuer de manière ciblée pendant la nuit.

La dissipation nocturne de la chaleur passe également par la limitation de l'ensoleillement pendant la journée. Notre article vous explique comment Rotec conçoit, fabrique et installe des systèmes à lamelles Renson : Protection solaire pour les écoles avec SUNCLIPS.

Quelles écoles bénéficient de la ventilation nocturne ?

Ce procédé présente un intérêt pour les constructions neuves et les rénovations disposant de voies d’aération exploitables et de nuits suffisamment fraîches. À cet égard, les salles de classe fortement exposées au soleil méritent une attention particulière. Cependant, le fonctionnement à temps plein, les salles spécialisées occupées et les longues durées d’utilisation modifient la situation de départ. C’est pourquoi l’état des lieux doit prendre en compte à la fois les températures ambiantes, les horaires d’occupation et la protection solaire.

Cet article porte sur les ouvertures de ventilation sécurisées dans le bâtiment scolaire. En ce qui concerne le concept global du bâtiment, notre contribution à la Refroidissement nocturne pour les bâtiments et les établissements d'enseignement principes complémentaires.

Comment fonctionne le refroidissement nocturne dans les écoles ?

Dès que la température de l'air extérieur est plus fraîche que celle de l'air intérieur pendant la nuit, des circuits d'entrée et de sortie d'air prédéfinis s'ouvrent. L'air extérieur plus frais pénètre dans le bâtiment, absorbe la chaleur et la rejette à l'extérieur par des ouvertures d'évacuation adaptées. Les éléments de construction massifs restituent alors une partie de la chaleur qu'ils ont emmagasinée à l'air ambiant.

Pour que ce processus fonctionne, il faut disposer de surfaces d'ouverture suffisantes. De plus, les voies d'aération doivent être disposées de manière judicieuse dans le bâtiment. Les ouvertures situées en vis-à-vis favorisent la ventilation transversale. Les ouvertures décalées en hauteur peuvent tirer parti de la poussée thermique.

Refroidissement naturel nocturne

Dans le cadre du refroidissement naturel nocturne, la circulation de l'air est générée par la pression du vent et les différences de température. Cette solution ne nécessite pas ou très peu d'énergie motrice. Son efficacité dépend toutefois des conditions météorologiques, de la géométrie du bâtiment et des surfaces d'ouverture disponibles.

Refroidissement nocturne assisté mécaniquement

Des ventilateurs peuvent être utilisés lorsque des débits d'air définis sont nécessaires ou lorsque les différences de pression naturelles ne suffisent pas. Des sondes de température, des programmateurs horaires, des détecteurs de pluie et le système de gestion technique du bâtiment peuvent faciliter la régulation. C'est pourquoi le dimensionnement relève de la responsabilité du service chargé de la conception des équipements techniques du bâtiment (ETB).

Quelles sont les limites du refroidissement passif ?

Les nuits chaudes réduisent le gradient de température exploitable. De plus, les petites ouvertures ou les conduits d'aération obstrués limitent le renouvellement de l'air. C'est pourquoi il n'est pas possible de garantir de manière sérieuse une baisse de température fixe sans effectuer de calculs techniques du bâtiment. De même, personne ne devrait promettre de manière générale de pouvoir se passer complètement d’un système de refroidissement supplémentaire.

Une simulation thermique du bâtiment permet de comparer différentes conditions météorologiques, l'ombrage et les horaires d'exploitation. Le maître d'ouvrage et les concepteurs spécialisés peuvent ainsi déterminer très tôt si le projet est en mesure d'atteindre les objectifs de confort convenus. Cela permet également d'identifier les pièces nécessitant des mesures supplémentaires.

Grilles d'aération RC2 pour le rafraîchissement nocturne dans les écoles

Lors du rafraîchissement nocturne, les ouvertures d'aération restent souvent ouvertes, même si personne ne se trouve dans le bâtiment. C'est pourquoi ces ouvertures ne doivent pas devenir des points faibles de l'enveloppe du bâtiment. Une protection anti-effraction adaptée est particulièrement importante au rez-de-chaussée ainsi que sur les façades accessibles.

Vérifiez à la fois la classe de résistance et les conditions de montage

Une grille d'aération de classe de résistance RC2 peut s'inscrire dans un dispositif de sécurité. Toutefois, la classe de résistance doit être certifiée pour le modèle concret concerné. De plus, la grille, le cadre, la fixation, la sous-structure et le raccordement au bâtiment doivent être compatibles entre eux. Le fait qu’un élément individuel ait été testé ne rend pas automatiquement l’ensemble de la façade anti-effraction.

Le site Norme DIN EN 1627:2021-11 relative à la résistance à l'effraction des portes, fenêtres, façades rideaux, éléments grillagés et fermetures traite des exigences et de la classification. RC2 est une classe de résistance, et non une norme à part entière. C'est pourquoi la justification relative à l'élément proposé, y compris ses dimensions admissibles et ses conditions de montage, est déterminante.

Si le concept de sécurité RC3 est requis, la conception choisie doit faire l'objet d'une justification appropriée. Un renforcement réalisé à vue d'œil ne suffit pas à cet effet. rotec détermine la conception requise en fonction des exigences du projet et de la documentation disponible sur les produits.

Classez le modèle Renson 431RC2 comme exemple de produit

Renson propose la grille 431RC2 pour la ventilation intensive et le rafraîchissement nocturne. La Catalogue Renson des grilles d'aération, édition 2023, décrit la gamme de produits et ses applications possibles. Ces informations fournies par le fabricant ont pour but de vous orienter. Toutefois, pour les appels d'offres et les commandes, ce sont les documents actuels relatifs à la variante concernée qui font foi.

Le nom du produit, le modèle de cadre et le mode de fixation doivent être compatibles. C'est pourquoi les concepteurs ne doivent pas transposer les caractéristiques techniques d'autres types de grilles au modèle présenté. Cela vaut également pour la protection contre la pluie, la circulation de l'air et les fonctions de sécurité supplémentaires.

Grilles d'aération verrouillables et utilisation en toute sécurité

Harmoniser la grille extérieure et la finition intérieure

Les systèmes verrouillables associent une grille d'aération extérieure à une porte ou un volet intérieur. Pendant le refroidissement nocturne, le passage d'air reste ouvert. En dehors des heures de fonctionnement, l'ouverture peut être fermée. Cela permet d'adapter l'utilisation en fonction de la saison, des conditions météorologiques et du fonctionnement de l'établissement scolaire.

Les concepteurs doivent tenir compte du sens d'ouverture, du mode de commande, du verrouillage et de l'accès pour la maintenance. Pour les éléments à commande automatique, il convient en outre de définir le système de commande, l'alimentation électrique, la signalisation des dysfonctionnements et les conditions de fonctionnement sûres.

Protéger les élèves des pièces mobiles

Une ouverture motorisée nécessite un dispositif de sécurité adapté. Celui-ci doit notamment tenir compte des risques de coincement aux endroits accessibles, garantir des modes de commande sûrs et permettre l'accès aux mécanismes d'entraînement. De plus, les vantaux ouverts ne doivent pas constituer un danger pour les voies de circulation. Les Règlement DGUV n° 81 „ Écoles “, § 10 (mai 2001, instructions d'application de juin 2002) traite de la conception sécurisée des fenêtres et des ferrures.

Dans le cas d’ouvertures allant jusqu’au sol ou d’étages supérieurs, la conception doit en outre préciser les mesures de protection contre les chutes. La résistance à l’effraction et la protection contre les chutes sont deux caractéristiques distinctes. C’est pourquoi chaque justifiant requis pour la construction concrète doit faire l’objet d’une vérification distincte.

Déterminer correctement le débit d'air et la section libre

Le débit d'air s'adapte au concept du bâtiment

La section libre physique correspond à la surface ouverte d'une grille d'aération. Toutefois, cette valeur ne suffit pas à elle seule pour le dimensionnement. La géométrie des lamelles, la profondeur de la grille, la moustiquaire, la différence de pression et le flux d'air influent également sur le débit d'air réel.

Dans un premier temps, les responsables de la conception des installations techniques du bâtiment doivent déterminer le débit d'air requis. Ensuite, rotec peut sélectionner une grille adaptée et mettre en œuvre la surface nécessaire sur le plan technique. Des ouvertures trop petites augmentent la perte de charge et peuvent réduire considérablement l'efficacité du refroidissement.

Prendre en compte l'ensemble du parcours de l'écoulement

Une grande grille extérieure ne sert pas à grand-chose si, derrière celle-ci, un petit volet rétrécit le passage de l'air. C'est pourquoi les ouvertures d'entrée et de sortie d'air, les moustiquaires et les voies de circulation d'air internes doivent être prises en compte dans une même analyse. En effet, l'air doit réellement circuler à travers les pièces concernées. En revanche, un trajet trop court entre des ouvertures voisines peut ne pas permettre de couvrir suffisamment certaines zones du bâtiment.

Pour la sélection, demandez un tableau de correspondance clair entre le débit d'air, la perte de charge et les dimensions des grilles. Les valeurs doivent correspondre à l'équipement prévu. Une fiche technique ne mentionnant pas de tissu ne décrit pas automatiquement, par exemple, la version avec moustiquaire.

Concilier protection contre les intempéries, protection contre les insectes et isolation acoustique

Évaluer la protection contre la pluie dans des conditions adaptées

Les ouvertures donnant sur l'extérieur sont exposées au vent et aux précipitations. Il convient donc de déterminer quelle protection contre la pluie est nécessaire pour la façade concernée. Une moustiquaire peut en outre empêcher les insectes de grande taille et les petits animaux de pénétrer dans le bâtiment.

Une grille de protection contre les intempéries ne constitue pas systématiquement une ouverture murale étanche. Le choix dépend de l'orientation de la façade, des contraintes dues au vent, du système d'évacuation des eaux et des conditions d'essai documentées. Notre article spécialisé explique ces différences dans Grilles de protection contre les intempéries et essais conformément à la norme DIN EN 13030.

Les tissus et l'isolation acoustique influencent la conception

Toutefois, chaque couche de tissu supplémentaire affecte la perméabilité à l'air. De plus, la poussière et le pollen peuvent, au fil du temps, réduire la surface ouverte. C'est pourquoi il convient de prévoir, dès la phase de conception, un accès adapté pour le nettoyage ainsi que des contrôles réguliers.

Sur les routes très fréquentées, les nuisances sonores dues aux conduits d'aération ouverts peuvent être déterminantes. Le cas échéant, la conception doit prévoir des éléments de construction efficaces sur le plan acoustique. Ceux-ci nécessitent de l'espace et génèrent des résistances supplémentaires à l'écoulement. C'est pourquoi l'isolation acoustique et le débit d'air doivent être définis conjointement.

Commande et fonctionnement du refroidissement nocturne dans les établissements scolaires

La ventilation nocturne ne doit fonctionner que si elle répond aux objectifs de refroidissement et de sécurité du bâtiment. Un concept d'exploitation bien coordonné facilite le contrôle quotidien par le service d'entretien. Parallèlement, cela évite les réglages contradictoires entre la ventilation, le chauffage et la protection solaire.

Associer judicieusement les températures et les horaires de fonctionnement

La température intérieure et extérieure ainsi que les horaires de fonctionnement autorisés servent de base à la planification. À cela s’ajoutent, si nécessaire, la pluie, le vent et d’autres autorisations. C’est pourquoi le service de planification spécialisé compétent définit des valeurs limites et des priorités. En revanche, des horaires de fonctionnement forfaitaires pour toutes les écoles ne seraient guère utiles.

Clarifier au préalable les problèmes éventuels et les modalités de fonctionnement pendant les vacances

Précisez également qui reçoit les notifications d'incident et comment les points d'accès doivent être gérés en cas de panne. L'école a par ailleurs besoin d'un mode d'emploi clair. Les vacances, les week-ends et les événements en soirée doivent être expressément intégrés dans le plan d'exploitation. Ainsi, le bon fonctionnement ne dépendra pas uniquement d'une seule personne formée à cet effet.

Tenir compte des mesures de sécurité incendie et des issues de secours

Les voies d'évacuation passant par les couloirs ou les cages d'escalier doivent s'inscrire dans le cadre du dispositif de protection contre l'incendie. À cet effet, les portes coupe-feu ne doivent pas être maintenues ouvertes à l'aide de cales. C'est ce que souligne également la DGUV : consignes relatives à l'utilisation des portes coupe-feu . Toutefois, la ventilation nocturne n'est pas un système automatique d'évacuation des fumées.

Si le projet prévoit des ouvertures supplémentaires dans la toiture, l'article consacré à Lanterneaux pour toits plats lors de la classification. La lumière naturelle, la ventilation de confort et l'évacuation des fumées nécessitent chacune des fonctions et des justificatifs adaptés.

Une bonne qualité de l'air intérieur pendant les cours reste indispensable

Le refroidissement nocturne évacue la chaleur pendant la nuit. Il ne couvre toutefois pas automatiquement les besoins en air extérieur pendant les cours. C'est pourquoi les écoles ont également besoin d'un système de ventilation adapté pour les heures d'occupation.

L'Agence fédérale allemande pour l'environnement considère le dioxyde de carbone comme un bon indicateur de la qualité de l'air ambiant. Les feux tricolores de CO₂ peuvent aider à évaluer les habitudes de ventilation. Les purificateurs d'air mobiles ne remplacent pas l'apport d'air extérieur, car ils n'évacuent ni le dioxyde de carbone ni l'humidité de la salle de classe.

Vous trouverez de plus amples informations sur le site officiel Bien aérer dans les écoles.

Installer un système de refroidissement nocturne dans le parc immobilier scolaire

Faire l'inventaire avant de choisir les produits

Il convient tout d'abord d'examiner les fenêtres, la façade et les installations techniques existantes. Il s'agit notamment de déterminer les zones de fixation solides, les dimensions des ouvertures et les chemins de câblage possibles. Vérifiez également si une mise à niveau affecterait les garanties existantes ou les certificats de conformité du système. Ce n'est qu'ensuite qu'il sera possible de choisir une structure en treillis adaptée.

Coordonner le montage et le fonctionnement de l'école

Planifiez dès que possible avec l'autorité scolaire les zones de travail, les accès et les activités générant beaucoup de bruit. Les périodes de vacances peuvent faciliter la mise en œuvre, mais ne remplacent pas une coordination contraignante des dates. Avant la remise des clés, les parties prenantes doivent vérifier ensemble les mouvements d’ouverture, les signalisations et les états de fonctionnement convenus. Les réglages documentés faciliteront ainsi ultérieurement la maintenance et le dépannage.

Liste de contrôle pour la planification, l'appel d'offres et l'offre

Afin de pouvoir réaliser une étude préliminaire fiable, rotec a besoin d'informations aussi complètes que possible sur le projet :

• Plans, élévations et coupes du bâtiment
• Utilisation et superficie des locaux à climatiser
• Périodes d'utilisation et objectif de température convenu pour l'été
• les charges thermiques internes et leur évolution dans le temps
• masse d'accumulation utilisable et protection solaire existante
• débits d'air entrant et sortant requis
• Emplacement et dimensions des ouvertures prévues
• classe de résistance souhaitée RC2 ou RC3
• Structure murale, ossature et support de fixation
• Exigences en matière de protection contre les intempéries, de protection contre les insectes et d'isolation acoustique
• Utilisation, verrouillage et automatisation éventuelle
• Finition, teinte et consignes esthétiques
• Accessibilité pour le nettoyage, l'entretien et la révision

Sur cette base, rotec peut concevoir le modèle de grille approprié et le fabriquer sur mesure en fonction du projet. Les débits d'air, la stratégie de régulation et l'impact sur la physique du bâtiment sont déterminés par les concepteurs spécialisés compétents.

Définir l'étendue des prestations et les responsabilités

Sur les petits écrans, le tableau suivant peut être déplacé latéralement.

Comparer les coûts sur la base d'une même prestation

Le prix dépend notamment de la taille, du nombre d'unités, du niveau de sécurité, de la finition et de l'accès pour le montage. L'automatisation et les mesures supplémentaires d'insonorisation ont également une incidence sur le coût. C'est pourquoi il convient de comparer des devis portant sur un périmètre de prestations identique. À cet égard, il est utile que les interfaces relatives au raccordement électrique, à la commande et aux travaux de second œuvre soient clairement définies.

rotec, partenaire des établissements scolaires et des bâtiments publics

Depuis 1982, la société rotec Berlin Metalltechnik GmbH allie son expérience à la fabrication métallique sur mesure à Berlin. rotec fabrique des grilles d'aération, des grilles de protection contre les intempéries et des structures spéciales anti-effraction. En fonction des besoins, rotec prend en charge le conseil, la prise de mesures, la fabrication, l'application d'un revêtement de couleur et le montage dans toute l'Europe.

Les architectes, les bureaux d'études, les constructeurs métalliques, les entrepreneurs généraux et les pouvoirs publics bénéficient ainsi d'une solution coordonnée proposée par un seul et même prestataire. Parallèlement, les interfaces entre la structure en treillis, la fixation et le montage sont clarifiées dès le début du projet.

Penser au nettoyage et à l'entretien dès le départ

Une grille accessible est plus facile à contrôler et à nettoyer. Vérifiez les lamelles, les toiles, les voies de drainage et les fixations conformément aux instructions des fabricants respectifs. De plus, pour les éléments mobiles, les entraînements, les ferrures et les joints doivent également faire l’objet d’un contrôle. C’est pourquoi les intervalles d’entretien doivent être adaptés à la sollicitation et à l’emplacement.

Vous trouverez d'autres types de construction dans la rubrique Grilles de ventilation et de protection contre les intempéries. Pour une école en particulier, le choix devrait toutefois toujours découler d'un concept architectural coordonné.

Foire aux questions sur le refroidissement nocturne dans les écoles

Le refroidissement nocturne peut-il remplacer la climatisation ?

Pas nécessairement. La question de savoir si le refroidissement nocturne suffit à lui seul dépend des conditions climatiques extérieures, des charges thermiques, de la masse d'inertie, de la protection solaire et des volumes d'air utilisables. Les études techniques doivent vérifier si les objectifs de température convenus sont atteints ou si un refroidissement supplémentaire est nécessaire.

Qu'est-ce que le refroidissement nocturne dans une école ?

Ce système utilise l'air nocturne plus frais pour évacuer du bâtiment l'air ambiant chaud et la chaleur stockée dans les éléments de construction.

Le refroidissement nocturne remplace-t-il la ventilation pendant les cours ?

Non. Elle contribue à la protection contre la chaleur en été. L'apport d'air extérieur, indispensable pour des raisons d'hygiène, reste nécessaire pendant l'utilisation.

Pourquoi utilise-t-on des grilles d'aération anti-effraction ?

Les ouvertures d'aération restent souvent ouvertes sans surveillance pendant la nuit. Des grilles anti-effraction peuvent protéger ces ouvertures dans le cadre d'un dispositif de sécurité coordonné.

La classe de résistance RC2 est-elle suffisante pour toutes les écoles ?

Non. La classe de résistance requise dépend de l'accessibilité, de l'évaluation des risques et des exigences de sécurité du projet.

Peut-on obturer les ouvertures d'aération ?

Oui. Les constructions sur mesure peuvent être réalisées avec des portes ou des volets intérieurs.

Comment détermine-t-on la surface de grille requise ?

La conception des installations techniques du bâtiment définit le débit d'air et les pertes de charge admissibles. Le type de grille et la surface d'ouverture sont ensuite choisis en fonction de ces critères.

Est-il possible de se protéger contre les insectes ?

Oui. Il faut toutefois tenir compte de ce tissu lors du calcul du débit d'air et de la planification du nettoyage.

Est-ce que rotec se charge du montage ?

Oui. En fonction du projet, rotec propose la prise de mesures, la fabrication, le revêtement et le montage dans toute l'Europe.

Dans quelle mesure la température baisse-t-elle dans l'école pendant la nuit ?

Il n'est pas possible de garantir une baisse forfaitaire de la température. Les facteurs déterminants sont notamment les conditions climatiques extérieures, la masse thermique, la protection solaire, le débit d'air et la durée de fonctionnement. Une simulation thermique du bâtiment permet d'évaluer l'effet pouvant être obtenu.

Est-il possible de procéder à une mise à niveau sur les installations existantes ?

Une installation a posteriori est souvent envisageable. Cela suppose la présence d'ouvertures adaptées, de voies d'aération exploitables et de zones de fixation appropriées. Les fenêtres, la façade, le dispositif de sécurité et le système de commande doivent être examinés conjointement au préalable.

En quoi le RC2 diffère-t-il de la protection contre les chutes ?

La classe RC2 désigne un niveau de résistance à l'effraction. Elle ne constitue pas une garantie automatique de sécurité anti-chute. Dans certaines situations de montage, la conception nécessite des justifications spécifiques. La DIN EN 1627:2021-11 explique le champ d'application de la protection anti-effraction.

De quels documents rotec a-t-elle besoin pour établir un devis ?

Il est utile de fournir les plans, les dimensions d'ouverture, la structure des murs, les débits d'air et les exigences de sécurité. Veuillez compléter ces informations par des précisions concernant la surface, le fonctionnement, l'accès pour le montage et le calendrier. Cela permettra à rotec de vérifier de manière ciblée la conception et les interfaces.

Que se passe-t-il lors des nuits chaudes ou lorsqu'il pleut ?

Lorsque la différence de température est faible, l'effet de refroidissement est moindre. En cas de pluie ou d'autres phénomènes météorologiques, l'étude technique définit les conditions de fonctionnement appropriées. Le système de commande doit être adapté à la configuration concrète de la grille et au concept du bâtiment.