Projet de recherche ELVHIS :
Les panneaux infrarouges lumineux dans les bâtiments industriels modernes
Dans le cadre des projets de rénovation et de construction, les panneaux radiants infrarouges jouent un rôle important pour le chauffage des bâtiments industriels et ateliers. En 2011, dans le but d’actualiser les études déjà existantes sur les panneaux radiants lumineux, le département allemand d’ELVHIS a confié à l’Institut pour l’équipement technique du bâtiment de Dresde et à l’école supérieure Zittau/Görlitz le projet de recherche suivant :
quels sont les résultats obtenus par les panneaux infrarouges lumineux à gaz avec système d’évacuation indirecte des produits de combustion dans un bâtiment industriel moderne en ce qui concerne l’efficacité énergétique, le confort thermique et la qualité de l’air ?
Pendant toute la saison de chauffe, des mesures ont été effectuées dans 10 bâtiments industriels représentatifs construits entre 2004 et 2009. En outre, ces valeurs ont été vérifiées sur la base de calculs par simulation sur une période d’utilisation d’un an. Ce rapport présente un aperçu des résultats de l’étude*.
* Campagne de mesure ELVHIS. Le confort thermique dans les bâtiments industriels modernes chauffés par des panneaux radiants lumineux. (MM Bolsius et Oschatz) Campagne de mesure ELVHIS. Qualité de l’air ambiant dans les bâtiments industriels modernes chauffés par des panneaux infrarouges lumineux à gaz (M Bolsius)
Le confort thermique est rapidement atteint
Note : Bien
Pour ce qui est du confort thermique ressenti dans la zone occupée et/ou dans la zone de travail des 10 bâtiments industriels, la note « bien » a été attribuée. Dans la plupart des bâtiments examinés, aucun mouvement significatif de l’air n’a été relevé dans la zone occupée. Le rayonnement infrarouge du panneau radiant lumineux provoque une augmentation immédiate de la température de rayonnement et par conséquent de la température ressentie, et ce même lorsque la température de l’air est relativement basse. À la lumière des résultats obtenus, les panneaux radiants lumineux permettent une répartition homogène de la température dans les bâtiments industriels. De la même façon, le chauffage local par zone peut être mis en place grâce à ce système. Ce type de chauffage ponctuel est souvent nécessaire dans les ateliers de production et de stockage.
La qualité de l’air est excellente
Note : De bien à très bien !
La qualité de l’air de tous les bâtiments industriels examinés (y compris dans celui où de nombreux travaux de soudure sont réalisés) se situe entre « bonne » et « très bonne ». Dans tous les cas de figure, le renouvellement effectif de l’air est suffisant pour assurer une qualité de l’air située entre « bonne » et « très bonne », dans les zones occupées et/ou de travail, chauffage en fonctionnement. Les teneurs en dioxyde de carbone et monoxyde de carbone mesurées présentent des valeurs bien inférieures aux concentrations maximales admissibles. Par conséquent, elles sont considérées comme non critiques. La valeur correspondant à la concentration en oxyde d’azote mesurée était dans tous les cas négligeable. Dans la mesure où le dispositif d’évacuation de l’air a été déterminé et installé dans le respect de la norme EN 13410, pour ce qui est de la qualité de l’air, les résultats de mesure et de simulation démontrent que les produits de combustion des panneaux radiants lumineux sont extraits de manière sûre par le système d’évacuation du bâtiment. Compte tenu de la très bonne qualité de l’air dans les bâtiments examinés, il semble même pertinent, d’un point de vue énergétique, de moduler le débit volumétrique d’extraction pour les appareils dotés de plusieurs niveaux de puissance.
Efficacité énergétique assurée !
Note : Très bien !
Au cours de la deuxième étape de recherche, des calculs par simulation ont permis à l’ITG d’examiner, entre autres, la consommation annuelle en énergie des panneaux radiants lumineux mis en place dans 3 des 10 bâtiments. De manière générale, les panneaux radiants lumineux décentralisés présentent un avantage au niveau de la consommation énergétique.
La puissance de chauffage offerte par de tels produits peut être adaptée de manière simple aux besoins habituels des bâtiments industriels, soit un apport en chaleur limité dans le temps et l’espace. Grâce aux effets du rayonnement direct des appareils placés au niveau du plafond, la température de l’air mesurée dans les bâtiments pendant la période de chauffage se situe 2 K en-dessous de la consigne de température ressentie et entre 1 et 3 K en dessous de la température du sol.
De plus, une stratification d’air stable avec un faible gradient de température a pu être mise en évidence dans les bâtiments, en dehors des zones d’influence des portes.
La température d’air ambiant réduite dans la zone occupée, alliée au faible gradient de température dans la hauteur de la pièce, sont autant d’éléments qui prouvent que les systèmes de chauffage par panneaux radiants lumineux permettent une augmentation de l’efficacité énergétique dans les grands volumes.