L’impact de la fenêtre sur le comportement thermique et respiratoire dans les constructions à forte inertie dans les zones chaudes et arides

Abstract

Nowadays, the need of high thermal comfort and better inside air quality in our buildings constitute real stakes for the well-being of the occupants. The building envelope is the first elements on which the designer must take into account to create the inside comfort satisfactions. Many studies have confirmed that the window is one of the elements of the envelope that has positive and significant effects on the thermal comfort and air flow rate needs for the users. This research focuses on the indoor thermal comfort and air quality in high-inertia buildings. Its objective is to evaluate experimentally and numerically the impact of the window on the thermal comfort and air flow rate in real high thermal inertia rooms in old hotel called Marhaba located in the heart of Laghouat hot Dry zone during summer period. This work is based on two major parts, theoretical and practical. The theoretical part is based on a bibliographic research that allows a better understanding of knowledge related to the topic. The practical part is based on a field measurements campaign conducted inside two rooms during summer period by using technical instrumentation, as well as a numerical evaluation based on a numerical simulation by using Energy Plus software (version 8.4.0) carried out to validate the results of the investigation, and makes it possible to test various parameters which can lead to better conditions. The results of these evaluations (in-situ and numerical) have found that the size and the orientation of the window are the two most significant parameters to reach the required comfort conditions in the summer space in dry and warm climate We also noted that a room with high inertia, associated with a night natural ventilation has better summer comfort than a room with high inertia unventilated. On the other hand, the effect of natural night ventilation on daytime indoor air temperature depends directly on the wind speed ملخص بالفرنسية: Aujourd’hui, un bon confort thermique d’été et une bonne qualité de l’air intérieur dans nos bâtiments constitue des véritables enjeux pour le bien-être des occupants. L’enveloppe du bâtiment est le premier des éléments sur lequel le concepteur doit intervenir pour créer des conditions de confort satisfaisantes à l’intérieur. De nombreuses recherches ont confirmées que la fenêtre est l’un des éléments de l’enveloppe qui a des effets positifs et significatifs sur le confort thermique et respiratoire des usagers. La présente recherche s’intéresse à la qualité thermique et respiratoire intérieure dans les constructions à forte inertie. Elle a pour objectif d’évaluer expérimentalement et numériquement l’impact de la fenêtre sur le confort thermique et respiratoire dans des chambres réelles à forte inertie thermique d’un ancien hôtel (Marhaba) situé au coeur de la ville de Laghouat (zone chaude et aride) en période estivale. Ce travail est fondé sur deux parties majeures. Une recherche théorique et une autre pratique. La première partie (théorique) est basée sur une recherche bibliographique qui permet une meilleure compréhension des connaissances ayant une relation avec la recherche. La partie pratique est basée sur une campagne de mesure menée sur deux chambre en période estivale à l’aide d’instrumentation technique, ainsi qu’une évaluation numérique s’appuie sur une simulation numérique via le logiciel EnergyPlus (version 8.4.0) effectuée pour valider les résultats de l’investigation, et permet de tester divers paramètres qui peuvent aboutir à des meilleures conditions. Les résultats de ces évaluations (in-situ et numérique) nous ont permis de constater que la dimension et l’orientation de la fenêtre sont les deux paramètres les plus significatifs pour atteindre les conditions de confort requises dans l’espace en été en climat chaud et aride. Nous avons relevé aussi d’une part q’une chambre a forte inertie, associé à une gestion de ventilation naturelle nocturne possède un confort d’été meilleure qu’une chambre a forte inertie non ventilé. Et d’autre part que l’effet de la ventilation naturelle nocturne sur la température de l’air intérieure diurne dépend directement de la vitesse du vent.