Les plafonds climatiques permettent de réaliser des économies de 15%

Comparaison de quatre systèmes climatiques

A l'heure où la consommation d'énergie fait l'objet d'une attention particulière lors de l'évaluation des systèmes de chauffage, vous trouverez de plus en plus de plafonds climatiques qui obtiennent de bons résultats à cet égard. Une grande partie de l'explication réside dans l'utilisation du rayonnement. Cet article porte sur deux types de plafonds climatiques: les plafonds métalliques et les plafonds en plaques de plâtre. Nous aborderons la structure et l'installation de l'un et de l'autre, ainsi que l'acoustique et la réglementation thermique. Nous comparerons également différents systèmes climatiques.

Une chaleur agréable peu énergivore

Chaleur rayonnante

Contrairement à la plupart des systèmes de chauffage classiques, les plafonds climatiques utilisent principalement le rayonnement (60 à 80%), bien plus que la convection (20 à 40%). Lorsque les rayons frappent une surface, l'énergie transportée est convertie en chaleur/froid. L'effet est similaire à celui du soleil. Nous parlons d'une température de contact de 29 à 30 °C pour une température d'eau moyenne de 32 °C.

Économiser l'énergie

Le rayonnement permet avant tout de réaliser d'importantes économies d'énergie. En effet, le corps humain est sensible à la fois à la température de l'air et à celle des murs et des sols environnants. En ce qui concerne ce dernier aspect, le transfert par rayonnement est meilleur que la convection. Par conséquent, pour obtenir la même température de confort ou température ressentie, il n'est pas nécessaire que la température de la pièce soit aussi élevée qu'avec un chauffage à air. Elle peut être inférieure de 2 °C en moyenne. Et il est généralement admis qu'une différence de 1°C permet de réaliser des économies d'énergie de 7 à 8%!

Autres avantages

Outre l'aspect économie d'énergie, le chauffage par rayonnement présente plusieurs autres avantages:

• Une température ressentie comme très agréable et supérieure à la température réelle;
• Pratiquement aucun déplacement d'air et donc de poussière;
• Faibles coûts d'entretien;
• Plus d'espace libre car il n'y a pas de corps de refroidissement externe;
• Esthétique, car intégré dans le plafond;
• Installation relativement facile;
• Aucun bruit et presque aucune consommation d'énergie (les vannes de commande et les pompes consomment bien sûr de l'énergie).

CONSTRUCTION DES PLAFONDS CLIMATIQUES

Très brièvement décrit, un plafond climatique n'est rien d'autre qu'une plaque sur laquelle est monté un réseau de tuyaux, dans lesquels circule l'eau destinée au refroidissement. On distingue deux variantes, à savoir le plafond en plaques de plâtre et le plafond métallique. L'accessibilité des installations techniques dans l'espace au-dessus du plafond est de toute façon assurée. De plus, l'espace entre le plafond est généralement utilisé pour abriter les installations techniques. En raison des exigences actuelles en matière de ventilation, toutes les pièces doivent être correctement ventilées. Les raccordements de ces conduits d'air au plafond constituent toujours un défi esthétique.

 

RÉGIMES DE TEMPÉRATURE
POUR LE CHAUFFAGE
Les plaques de plâtre sont un mauvais conducteur d'énergie thermique et sont également plus épaisses que les tôles. Par conséquent, le régime de température diffère également. La température d'alimentation pour les deux plafonds se situe entre 35 °C et 40 °C.

POUR LE REFROIDISSEMENT
Pour le refroidissement, les températures d'alimentation se situent entre 13 °C et 15 °C. Certaines vont même jusqu'à 18 °C. 

Plaque de plâtre

Ce type se compose d'une part de la structure de support et d'autre part du panneau climatique avec les raccordements hydrauliques. Tous deux sont intégrés de manière invisible dans le plafond.

Aujourd'hui, on utilise principalement des tuyaux en plastique  

Structure porteuse: si vous avez l'habitude de poser des plafonds, vous n'aurez aucun problème à monter la structure porteuse, car elle est très similaire à un plafond normal en plaques de plâtre. Cette structure métallique est constituée d'un support primaire et d'un support secondaire. Le premier est fixé au plafond par des points de forage, tandis que le second est suspendu au premier. Pour simplifier l'installation, certains fabricants réalisent d'abord une étude interne de la pièce, ce qui leur permet de fournir aux installateurs un plan des structures de support primaires et secondaires avec les différents points de perçage et de suspension indiqués sur celui-ci. En outre, certains indiquent le profilé sur la face inférieure de la plaque de plâtre, afin qu'aucune vis ne soit vissée dans les tuyaux.

Panneau climatique: La manière exacte de fixer les panneaux climatiques au support secondaire varie selon le fabricant. Une façon de les monter est de les visser dans le support à l'aide de longues vis spéciales. En effet, les panneaux proprement dit sont généralement plus épais, ce qui signifie que les vis standard ne suffiront pas. Lorsqu'on ouvre le panneau - et c'est valable pour presque tous les fabricants -, on aperçoit un méandre de tuyaux répartis de manière homogène dans lesquels circule de l'eau froide ou chaude. Ce réseau de tuyaux est encastré dans la plaque de plâtre. Deux tubes de raccordement flexibles dépassent également de la plaque de plâtre pour l'alimentation et l'évacuation de l'eau.

Métal

Dans le deuxième type de plafond climatique, on utilise des panneaux en métal. 

Structure porteuse: Contrairement aux plaques de plâtre, la structure porteuse est à la fois simple et double. Ces dernières années, cependant, nous avons constaté une nette évolution de ce type de plafond climatique. Dans la plupart des grands bâtiments, on utilise des îlots. C'est principalement dû à l'émergence de la construction circulaire. Ici, différents composants sont réunis pour former un ensemble coopératif. L'avantage de ce type de plafond climatique est que toutes les pièces individuelles peuvent être remplacées une par une. Par conséquent, s'il y a un défaut, il n'est pas nécessaire d'ouvrir tout le plafond: seule la partie défectueuse peut être remplacée.

Panneau climatique: Comme pour le type précédent, un réseau de tuyaux répartis de manière homogène assure une distribution régulière de l'énergie vers le bas. La partie supérieure est isolée, de sorte que la chaleur ou le froid ne peut pas s'échapper par là.

Tuyaux

En ce qui concerne le matériau des tuyaux, on a le choix entre le plastique et le cuivre. Ce dernier est évidemment un meilleur conducteur, mais de nos jours, on choisit souvent du plastique. Dans ce cas, cependant, il faut toujours s'assurer que le tuyau en plastique est étanche à la diffusion d'oxygène.

Raccordement hydraulique

En haut, le système est connecté hydrauliquement au moment du montage du panneau climatique. Cela signifie que l'eau fait un circuit, partant du local technique en passant par le plafond et revenant ensuite. On crée aussi ce genre de circuit avec le chauffage par le sol et les radiateurs. Pour ce raccordement, on utilise souvent des raccords rapides, également appelés raccords enfichables. L'avantage de ces derniers et qu'il ne faut ni visser ni presser. Le raccord est enfiché sur les tuyaux.

Le matériau dépend de l'application du plafond climatique  

Le joint est intégré au raccord et une bague avec des crochets garantit que le tuyau ne peut pas être poussé vers l'extérieur. Mais en plus des raccords enfichables, on utilise aussi des raccords tournants. Pour s'assurer qu'ils restent ronds, il suffit de mettre un tube de renfort dans les tuyaux.

Systèmes d'alimentation

Comme les plafonds climatiques fonctionnent avec des températures relativement basses (max. 40 °C), ils sont parfaitement adaptés pour être combinés avec les nouveaux systèmes énergétiques, comme une chaudière à condensation. Cette dernière aime avoir une température de retour la plus basse possible. Une autre option appropriée est la pompe à chaleur, qui a connu un véritable essor ces dernières années. Le fait que le refroidissement soit également possible, de sorte qu'aucune unité de refroidissement supplémentaire n'est nécessaire, constitue un avantage par rapport à la chaudière à condensation. Enfin, on utilise souvent l'énergie géothermique pour les plafonds climatiques.

METAL VS. PLAQUE DE PLÂTRE

Jusqu'à présent, nous avons évoqué les similitudes entre les deux variantes. Mais bien sûr, elles présentent aussi de nettes différences. Celles-ci sont étroitement liées au domaine d'application.

Secteurs

On trouve des plafonds climatiques dans les immeubles de bureaux et les espaces commerciaux, mais aussi dans les immeubles résidentiels. Naturellement, les besoins en climatisation de ces deux secteurs sont complètement différents. Cela se reflète également dans le type de plafond climatique. Par exemple, la variante métallique est principalement utilisée dans les immeubles de bureaux, tandis que les plafonds en plaques de plâtre sont plus souvent utilisés dans les habitations privées. Il y a deux raisons à cela. Tout d'abord, le métal conduit mieux la température que les plaques de plâtre. Par conséquent, l'efficacité des plafonds climatiques métalliques est plus élevée.

L'esthétique est un deuxième argument. Alors que la chaleur dégagée par les plafonds en plaques de plâtre convient parfaitement à un intérieur privé, le caractère froid et professionnel des plaques métalliques est plus adapté à un environnement de bureau.

Collecteurs

Les plafonds climatiques ne sont soumis à aucune limitation de surface, si ce n'est que les circuits hydrauliques ne peuvent être étendus indéfiniment. Cela entraînerait une résistance trop élevée. Normalement, on considère que la surface maximale pour un circuit est de 8 à 9 m². Dans le cas de grandes surfaces, on utilise des distributeurs ou des collecteurs en laiton pour connecter les différents circuits, comme c'est le cas avec le chauffage par le sol.

L'utilisation de distributeurs est moins évidente avec les plafonds climatiques métalliques. Comme les cloisons séparant les différents bureaux sont souvent déplacées dans les immeubles de bureaux modernes, il faut qu'une bande puisse être reconfigurée de manière flexible. En d'autres termes, une bande par circuit. Dans les bureaux, au lieu de combiner différents circuits via des collecteurs, le système de tuyauterie est souvent logé dans le couloir auquel les circuits sont directement connectés. En fait, la plupart des clients ne veulent pas d'un raccord hydraulique au bureau en raison du risque de fuite et de l'accessibilité. Un couloir comme zone neutre est alors la solution idéale. Le raccordement se fait par une vanne sur laquelle est monté un petit moteur (voir contrôle de température) actionné par un thermostat. Au niveau du système de gestion du bâtiment, il doit être possible d'affecter de manière flexible la zone d'un moteur à un bureau.

Placement

Les collecteurs sont de préférence placés aussi près que possible du plafond ou de la pièce elle-même. Dans le cas de quatre circuits, cela entraînerait sinon un trop grand nombre de tuyaux inutiles. Dans les maisons privées, une trappe de visite est placée de manière à ce que les collecteurs soient accessibles à tout moment. C'est nécessaire car il s'agit de valves électriques qui s'usent avec le temps et doivent être remplacées. Compte tenu des basses températures, les plafonds doivent idéalement être placés à une hauteur comprise entre 2,7 et 3 m. On peut se demander si l'installation de plafonds climatiques fait partie des tâches de l'entrepreneur en CVC. Dans la pratique, l'installation des variantes métalliques dans les immeubles de bureaux est généralement réalisée par des constructeurs de plafonds spécialisés. Ils tirent les tuyaux jusqu'au couloir, où le raccordement hydraulique est laissé à l'installateur. Les plafonds en plaques de plâtre sont beaucoup plus fréquemment installés par l'entrepreneur en CVC.

 

CONDENSATION
La condensation est à proscrire avec les plafonds climatiques, car l'eau de condensation ne peut pas s'évacuer. Alors comment éviter la condensation lorsqu'aucun contrôle du point de rosée n'est utilisé? C'est simple: en utilisant une commande dépendant de la météo qui ajuste la température en fonction de la température extérieure. S'il fait très chaud dehors, la température intérieure peut également augmenter. Pour le confort thermique, le ∆T ne doit en aucun cas dépasser 4 à 6 °C. Par temps chaud, la température n'est donc pas réglée à 24 °C comme c'est le cas avec la climatisation, mais à 26 °C.

CONTRÔLE DE LA TEMPÉRATURE

Si le plafond climatique est utilisé à la fois pour le chauffage et le refroidissement, un contrôle du point de rosée est toujours recommandé. Cela permettra de maintenir la température de l'eau circulant dans le plafond au-dessus du point de rosée et d'éviter ainsi la condensation. Si le plafond climatique est uniquement utilisé à des fins de chauffage, un contrôle du point de rosée est superflu.

réglage de l'eau d'alimentation en fonction des conditions météorologiques (ensemble du système)

La commande en fonction des conditions météorologiques consiste en un module de commande central auquel sont raccordés le capteur de température extérieure, le capteur de température d'arrivée et le capteur anti-condensation. Le capteur de température extérieure est monté sur un mur extérieur à un endroit où il n'est jamais exposé au soleil. Il mesure en permanence la température extérieure et transmet la valeur au module de commande central.

L'avantage des plafonds climatiques est qu'ils fonctionnent presque sans bruit

Le microprocesseur intégré au module de commande calcule la température d'alimentation théorique de l'eau du système à l'aide d'une des courbes préprogrammées et compare cette valeur avec la température d'alimentation réelle. Elle est mesurée par le capteur pour l'eau d'alimentation. En fonction de la différence entre la valeur calculée et la valeur mesurée de la température de départ, le module de commande envoie un signal de commande à l'actionneur du mélangeur dans le système de commande hydraulique pour ouvrir ou fermer davantage le mélangeur, jusqu'à ce que les températures de départ théorique et réelle correspondent.

Réajustement local de la température ambiante (chauffage)

Selon le nombre de personnes présentes dans une pièce, l'éclairage, l'orientation et d'autres facteurs d'influence, la charge thermique peut varier d'une pièce à l'autre. Pour cette raison, les différentes pièces sont réglées individuellement au moyen de thermostats d'ambiance qui agissent sur la circulation de la pièce en question. Le système fonctionne sur la base d'une vanne avec un moteur qui se trouve devant le collecteur de plafond. Un thermostat d'ambiance permet de contrôler la vanne. Si la température réelle d'une pièce devient trop basse par rapport à la température spécifiée (souhaitée), un signal est envoyé au moteur, après quoi la vanne s'ouvre et de l'eau chaude supplémentaire est envoyée au collecteur. D'ailleurs, les circuits ne sont jamais réajustés individuellement, car cela créerait des zones sans rayonnement, alors que le but est toujours d'obtenir une température homogène. Cela signifie aussi, bien sûr, que les plafonds climatiques ne sont pas adaptés au chauffage par zone. De plus, les puissances sont trop faibles pour travailler avec des bandes.

ACOUSTIQUE

Pour évaluer l'acoustique, il faut examiner le système et l'environnement.

Vitesse de l'eau

Le système lui-même fonctionne silencieusement. Lors du dimensionnement, la vitesse de l'eau est fortement prise en compte. Celle-ci ne doit pas être trop élevé pour des raisons d'acoustique. Mais il ne faut pas non plus aller trop bas, car cela mettrait en péril l'échange d'énergie.

Environnement

En ce qui concerne l'environnement, l'acoustique des habitations privées est d'une importance secondaire. Si vous souhaitez améliorer les valeurs acoustiques, vous pouvez le faire en utilisant des tapis et d'autres éléments amortisseurs. Les plafonds climatiques en plaques de plâtre se situent au même niveau que les plafonds en plaques de plâtre ordinaires. Dans les environnements de bureau, cependant, l'acoustique est beaucoup plus importante. C'est pourquoi les tôles sont perforées pour laisser passer le son. A l'intérieur du panneau, les ondes sont absorbées par une couverture acoustique. Cependant, les plaques de plâtre existent également en version perforée. Cette dernière est de plus en plus utilisée.

STABILITÉ AU FEU

Aujourd'hui, la législation en vigueur stipule qu'en cas d'incendie, les voies d'évacuation doivent rester dégagées pendant trente minutes au maximum. Pendant cette période, un plafond (climatique) ne peut pas s'effondrer. Pratiquement tous les fabricants se conforment désormais à cette législation (il sera difficile de l'étendre, car les panneaux seront alors si épais que l'efficacité sera sérieusement compromise).

Merci à Climatrix, Giacomini Benelux, Interalu Climate Ceilings, Kreon et Rehau.