Modélisation des transferts d'air et de polluants dans un bâtiment - Projet PR8 : rapport final

Résumé et principaux résultats

L'objectif du projet PR8 est d'approfondir les connaissances dans la modélisation des transferts d'air et des polluants dans un bâtiment et d'enrichir les compétences dans l'utilisation des logiciels multizones tels que CONTAM. Ce type de logiciel permet de simuler, de façon plus rapide que la CFD, les transferts d'air et de polluants d'une pièce à l'autre dans un bâtiment résidentiel ou tertiaire. Ceci permet d'aborder un plus grand nombre de configurations sur des périodes plus longues. Une synthèse des phénomènes, hypothèses, modèles disponibles dans CONTAM et utilisés dans le cadre de ce projet a été réalisée. Un état de l'art a été effectué relatif aux études de transferts d'air et de polluants réalisées avec des modèles 1D de type CONTAM, MATHIS et des paramètres nécessaires pour la simulation. Des tests de sensibilité ont été menés sur des cas simples et d'un appartement T4 qui a fait l'objet d'une campagne de mesures sur site. L'objectifs de ces tests étaient d'évaluer l'influence des données climatiques, des modèles des grandes ouvertures, des sources et puits de polluants et de l'efficacité de filtration sur les transferts d'air et des polluants. Pour certains d'entre eux, les résultats de simulations ont été confrontés avec les résultats des mesures réalisées sur site pour l'appartement modélisé et après calage de certains paramètres, ils sont assez bien corrélés. Des comparaison des résultats de transfert d'air et transport de polluants obtenus avec CONTAM, MATHIS et CFD ont été réalisés. Une bonne corrélation a été mise en évidence entre les résultats des différents logiciels notamment avec la cuisine fermée vers le salon. Afin d'évaluer l'interaction entre les mouvements d'air et de polluants et le comportement thermique du bâtiment, le couplage entre les logiciels TRNSYS et CONTAM a été réalisé. Les résultats des premières simulations ont mis en évidence l'importance d'inclure, dans les simulations, les températures de l'air intérieur variables. La méthodologie de simulation avec CONTAM a été appliquée à un nouveau cas d'étude, une école maternelle qui a fait également l'objet d'une campagne de mesures sur site. Par rapport aux simulations de l'appartement, pour ce nouveau cas, une modulation simple du débit sur la base du CO2 a été modélisée. Une étude de faisabilité a été réalisée afin d'identifier si CONTAM pourrait être utilisé pour la simulation des halls industriels. Les résultats du projet fournissent des informations utiles pour la modélisation des transferts d'air et des polluants dans les bâtiments.

Title: Modelling of air and pollutants transfers inside a building - Project PR8: final report
Abstract: The objective of the PR8 project is to improve the knowledge in the modelling of the transfer of air and pollutants inside a building and to enhance skills in the use of multi-zone software such as CONTAM. This type of software makes it possible to simulate, more quickly than using CFD, the transfer of air and pollutants from one room to another in a residential or commercial building. This allows more configurations to be addressed over longer periods of time. A synthesis of the phenomena, hypotheses, and models available in CONTAM and used in this project was carried out. A state of the art was carried out relating to air and pollutant transfer studies carried out with 1D models such as CONTAM, MATHIS and parameters necessary for simulations. Sensitivity tests were conducted on simple cases and a T4 apartment that was the subject of an on-site measurement campaign. The objectives of these tests were to evaluate the influence of climate data, large openings models, pollutant sources and sinks, and filtration efficiency on air and pollutant transfers. For some of these tests, the simulation results were compared with the results of the measurements carried out on site for the modelled T4 apartment and after calibrating certain parameters, they are well correlated. Comparison of air transfer and pollutant transport results obtained with CONTAM, MATHIS and CFD was carried out. A good correlation was highlighted between the results of the different software, especially from the closed kitchen towards the living room.
In order to evaluate the interaction between air and pollutant transport and the thermal behaviors of the building, the coupling between TRNSYS and CONTAM software was carried out. The results of first simulations highlighted the importance of including variable indoor air temperatures in the simulations. The simulation methodology with CONTAM was applied to a new case study, a kindergarten that was also the subject of an on-site measurement campaign. Compared to the apartment simulations, for this new case, a simple modulation of the flow rate based on CO2 was modelled. A feasibility study was carried out to identify whether CONTAM could be used for the simulation of industrial halls. The results of the project provide useful information for modelling air transfers and pollutants in buildings.

Thème

Ventilation et qualité de l'air

Mots-clés

Modélisation, Qualité de l'air intérieur, Qualité de l'air intérieur et extérieur, Ventilation

Auteurs

ROBITU Mirela