Les sophismes de la ventilation des vides sanitaires

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Près de 70% des maisons en Caroline du Sud ont des fondations sur vide sanitaire. Nous construisons plus de fondations de vides sanitaires que tout autre État du pays. Pourtant, nous continuons à avoir des problèmes avec nos vides sanitaires. Ces problèmes incluent les moisissures et la pourriture, les niveaux élevés de radon, les termites et autres parasites. Nous voyons de la condensation sur les conduits, de la moisissure sur les solives, des dommages causés par les termites et les coléoptères xylophages et des planchers de bois franc bombés. Notre solution actuelle consiste à augmenter la ventilation du vide sanitaire.

Lors d’une réunion d’Affordable Comfort à laquelle j’ai récemment assisté, un intervenant du Canada a déclaré que la ventilation des vides sanitaires dans le sud-est des États-Unis était une folie. Je dois être d’accord. Dans cet article, je vais discuter de certains des sophismes que je vois avec notre pratique actuelle de ventilation des fondations des vides sanitaires, et fournir des directives pour un vide sanitaire plus performant.

Fallacy #1 – Une base de recherche pour les directives actuelles de ventilation des vides sanitaires existe.

Supposément, nous ventilons les vides sanitaires pour aider à contrôler l’humidité. En examinant les documents historiques, nous trouvons plusieurs documents qui traitent de la ventilation des vides sanitaires. En 1939, le Forest Products Lab a publié « Use and Abuse of Wood in House Construction » qui contient « Des évents grillagés totalisant 3 pour cent de la maison sont les meilleurs, avec un plancher complètement isolé… Un petit ventilateur dans chaque mur est à peine suffisant dans le Sud humide. »

En 1942, les « Property Standards and Minimum Construction Guidelines » de la Federal Housing Administration contiennent la première exigence de ventilation des vides sanitaires dans la littérature réglementaire. Elle est antérieure à toute recherche connue sur la performance des vides sanitaires. Ces exigences stipulent en partie « Fournir un nombre suffisant d’évents de murs de fondation pour assurer une surface de ventilation totale équivalente à 1/2 pour cent de la surface fermée plus 1/2 pied carré pour chaque pied linéaire de mur enfermant cette surface. »

En 1948, l’Agence du logement et du financement immobilier (HHFA) a publié « Crawl Spaces : their effect on dwellings. » Ce document contient une discussion de certains travaux d’enquête effectués par Britton sur plusieurs complexes d’habitation. Britton a déclaré que « lorsque la ventilation à hauteur de 1/1500 de la surface du bâtiment a été coupée dans les murs du vide sanitaire, en conjonction avec la ventilation d’environ 1/500 de la surface du bâtiment dans les murs du grenier et la couverture du sol du vide sanitaire avec une toiture à surface minérale de 55#, tous les problèmes ont apparemment été éliminés ». Une note intéressante avec cette discussion est que Britton enquêtait sur les problèmes d’humidité des greniers.

Britton a inclus la note « Lorsque les sols des vides sanitaires sont recouverts d’une toiture en rouleau à surface minérale 55# de manière efficace, la ventilation spécifiée des murs peut bien être réduite jusqu’à 90% pour une construction contrôlée. » La HHFA a suivi avec un autre document qui indique « Lorsqu’une bonne couverture est appliquée sur toute la surface du sol dans le vide sanitaire, très peu de ventilation est nécessaire. »

La chose suivante que nous voyons est la mise à jour des exigences du code. Les normes minimales de propriété de 1958 stipulent : « Il faut prévoir au moins 4 ventilateurs de murs de fondation, un situé près de chaque coin de l’espace, ayant une surface de ventilation libre nette agrégée non inférieure à 1/150 de la surface des espaces sans sous-sol, ou un traitement de la surface du sol sous la forme d’un matériau pare-vapeur… plus au moins 2 ventilateurs de murs de fondation ayant une surface de ventilation libre nette agrégée non inférieure à 1/1500 de la surface de l’espace sans sous-sol. » La seule différence que je vois entre ce code de 1958 et le code IRC de 2000 est qu’aujourd’hui nous exigeons un minimum de quatre évents au niveau de ventilation 1/1500.

D’après mes investigations et celles de Bill Rose du Building Research Council de l’Université de l’Illinois, la recherche pour soutenir ces recommandations et le code n’existe pas. Ce que je peux trouver dans la littérature semble être limité à une enquête sur le terrain avec plusieurs étapes de contrôle de l’humidité se produisant en même temps. Je ne vois pas d’évaluation de l’efficacité de chaque étape. En d’autres termes : Lorsque la ventilation du grenier ET la ventilation des fondations ET une couverture végétale ont été ajoutées, le problème d’humidité du grenier a été résolu. Ces documents contiennent certainement de bonnes informations, mais je ne pense pas qu’ils contiennent suffisamment d’informations pour soutenir nos codes de construction existants et nos exigences en matière de ventilation.

En outre, on n’a rien trouvé dans la littérature qui soutienne scientifiquement le recouvrement partiel du sol dans un vide sanitaire.

Attitude #2 – Nous construisons des maisons identiques aujourd’hui à ce qu’elles étaient lorsque les directives actuelles de ventilation des vides sanitaires ont été établies.

Beaucoup de choses ont changé dans les maisons que nous construisons aujourd’hui par rapport à ce que nous construisions dans les années 1930-1950. Nous construisons souvent sur des sites plus humides (parce que beaucoup de ceux qui sont hauts et secs ont disparu.) Nous construisons également des maisons plus profondément dans le sol. (Je ne peux pas compter les fois où j’ai rampé EN BAS dans un vide sanitaire.) Nous construisons de plus petits surplombs sans gouttières ni descentes, et parfois nous n’inclinons pas le terrain pour l’éloigner des fondations.

Le changement le plus important que nous ayons fait au cours des 50 dernières années, à mon avis, est la climatisation. Dans de nombreuses régions du pays, nous avons pour habitude de créer des températures artificiellement plus fraîches dans nos maisons. Aujourd’hui, nous créons facilement des températures qui sont proches ou même inférieures à la température du point de rosée de l’air ambiant. La condensation se produit sur des surfaces qui n’ont jamais connu de condensation auparavant. La climatisation a rompu l’équilibre que nous avions l’habitude d’expérimenter, et l’équilibre que nous utilisions lorsque les codes de ventilation ont été créés.

Atromperie #3 – Les exigences de surface de ventilation de 1/150 ou 1/1500 signifient quelque chose.

J’ai utilisé un dispositif de test de débit d’air de la norme ASHRAE 51-1985 pour mesurer le débit d’air à travers les évents de fondation allant de 24 pouces carrés de surface libre nette (NFA) à 75 pouces carrés de NFA. Le grand évent NFA avait un débit plus important à une pression donnée, mais le débit était environ 1,75 fois celui du petit évent plutôt que 3 fois le débit comme on pourrait s’y attendre en raison de la différence de taille. Un évent automatique 65 NFA a un débit d’air beaucoup plus proche de l’évent 24 que de l’évent 75. (Ceci est dû à la présence d’une grille supplémentaire à l’intérieur de l’évent, qui n’est pas utilisée dans le calcul du NFA de l’évent, mais qui limite le débit d’air). Par conséquent, le débit d’air réel obtenu en respectant l’exigence du 1/150 semble dépendre de la NFA de chaque évent ainsi que de la surface totale de ventilation agrégée. Une zone libre nette équivalente composée d’évents NFA plus petits fournira plus de débit d’air que moins d’évents NFA grands.

Puis, j’ai estimé les changements d’air par heure dans un vide sanitaire de 3 pieds de hauteur d’une maison de 1500 pieds carrés en utilisant ces mêmes évents. À 1/150, nous aurions besoin de 60 des 24 évents NFA. Les 60 évents donneraient un taux de renouvellement d’air d’environ 6,4 renouvellements d’air par heure (CAH). En revanche, l’évent plus grand de 75 NFA ne nécessiterait que 20 évents et ne fournirait que 3,4 ACH. L’évent thermostatique relativement grand de 65 NFA ne fournirait que 2,6 ACH si le rapport 1/150 était respecté.

Si l’on ajoutait une couverture complète du sol comme le permet le code, on pourrait réduire l’exigence de ventilation à 1/1500. Le nombre d’évents requis tombe à six pour les petits évents de 24 pouces carrés, et à quatre pour les autres évents. Cela fait baisser le taux de renouvellement d’air à 0,64 ACH pour les évents de 24 NFA, 0,45 ACH pour l’évent automatique et 0,70 pour le grand évent de 75 NFA.

Cette enquête a montré que la spécification d’un NFA pour la ventilation du vide sanitaire ne semble pas indiquer la quantité de ventilation qui peut ou va se produire dans un vide sanitaire. L’utilisation d’évents NFA plus petits fournira plus de ventilation que lorsqu’on utilise des évents NFA plus grands. Les évents à commande thermostatique ne fournissent pas un débit correspondant à un évent à commande manuelle de taille similaire.

Faux raisonnement n°4 – La ventilation réduira les niveaux d’humidité du vide sanitaire.

En réalité, la ventilation n’aidera à réduire les niveaux d’humidité du vide sanitaire que lorsque l’air extérieur est plus sec que l’air du vide sanitaire, ou lorsque suffisamment d’air extérieur chaud entre et réchauffe le vide sanitaire. L’air extérieur en été peut en fait contenir plus d’humidité que l’air du vide sanitaire, et peut aggraver la situation au lieu de l’améliorer. En hiver, la ventilation aidera à sécher un vide sanitaire, parfois jusqu’à un extrême préjudiciable.

D’un point de vue psychrométrique, la ventilation d’un vide sanitaire pour éliminer l’humidité fonctionne lorsque l’air extérieur est plus sec que l’air du vide sanitaire.  » Plus sec  » ne signifie pas une humidité relative plus faible, mais plutôt une humidité absolue plus faible. L’humidité relative est un rapport entre la quantité d’humidité dans l’air et la quantité que l’air peut contenir à cette température. L’humidité absolue est la quantité d’humidité dans une quantité d’air. L’air à 85 degrés et 60% d’humidité relative a la même humidité absolue que l’air à 70 degrés et 100% d’humidité relative. Ainsi, ventiler un vide sanitaire à 70F/100% HR avec de l’air à 85F/60% HR n’éliminera pas l’humidité.

La température du point de rosée est la température à laquelle la condensation se forme lorsque l’air est refroidi. À la température du point de rosée, l’air est saturé et tout refroidissement supplémentaire entraînera de la condensation. Dans l’exemple ci-dessus, l’air du vide sanitaire (70F/100% HR) et l’air extérieur (85F/60%) ont la même température de point de rosée : 70F. Si nous ventilons un vide sanitaire avec de l’air dont la température de point de rosée est plus élevée que celle de l’air du vide sanitaire, nous allons en fait ajouter de l’humidité au vide sanitaire plutôt que de la retirer.

Ici, en Caroline du Sud, nous avons souvent des températures de point de rosée de l’air extérieur autour de 75F. Avec la climatisation, les sols frais et les conduits froids dans nos vides sanitaires, la température du point de rosée dans nos vides sanitaires est souvent inférieure à 75F. Lorsque nous les ventilons, nous avons des problèmes de condensation. Les planchers pourrissent, moisissent ou gonflent à cause de l’excès d’humidité. Les conduits transpirent et deviennent saturés d’eau. Les pertes d’énergie des conduits augmentent considérablement parce que l’isolant n’est pas un isolant lorsqu’il est humide.

Nos industries de l’hypothèque, de la lutte contre les parasites et de l’inspection des maisons signalent les taux d’humidité du bois des vides sanitaires supérieurs à 20 % comme un problème potentiel. À ce taux d’humidité du bois, les moisissures peuvent soi-disant se développer. Je vois des vides sanitaires sans problème avec des taux d’humidité du bois de 16%. Un taux d’humidité du bois de 16 % correspond à un air dont l’humidité relative est d’environ 80 %. La température du point de rosée d’un vide sanitaire à 75F/80% HR est d’environ 68F. Pourquoi diable voudrais-je ventiler ce vide sanitaire avec de l’air dont la température du point de rosée est proche de 75F ? Il en résultera de la condensation sur toutes les surfaces froides du vide sanitaire.

Les planchers en bois dur sur les vides sanitaires connaissent souvent des problèmes de ventouses en été. Le bois se dilate lorsqu’il est mouillé. Le scénario typique que je vois est que la climatisation maintient l’humidité de l’espace de vie plus basse que celle du vide sanitaire. Il en résulte des niveaux d’humidité inégaux sur les surfaces supérieures et inférieures du bois. La surface inférieure, plus humide, se dilate et provoque la coupure des planches.

Une solution courante consiste à ajouter une ventilation au vide sanitaire, afin de réduire les niveaux d’humidité. Devinez ce qui se passe en hiver ? Les planches se tassent dans le sens inverse. Maintenant, notre vide sanitaire est ventilé avec de l’air relativement sec, de sorte que les choses dans le vide sanitaire s’assèchent vraiment. (Lorsque vous chauffez l’air, son humidité relative diminue.) Plus nous ajoutons de ventilation pour remédier à l’embourbement estival, plus l’embourbement hivernal inverse s’aggrave. Nous faisons passer les niveaux d’humidité du bois d’un extrême à l’autre. D’autres mouvements du bois liés à l’humidité, tels que le gonflement et le rétrécissement des portes, se produisent également dans la maison.

Fallacy #5 – La ventilation d’un vide sanitaire n’est pas un problème énergétique.

D’un point de vue énergétique, pourquoi voudrions-nous ventiler un vide sanitaire ? En hiver, un vide sanitaire non conditionné est plus chaud que l’extérieur. Faire entrer de l’air froid extérieur supplémentaire aura seulement tendance à rendre le vide sanitaire plus froid, et à augmenter les pertes de chaleur. En fait, nous installons souvent des évents automatiques qui se ferment pendant l’hiver juste pour cette raison. La situation inverse se produit en été : l’air extérieur chaud ajoutera de la chaleur à un vide sanitaire et augmentera la charge de refroidissement. Puisque nous installons si souvent des conduits dans les vides sanitaires, la ventilation augmente la perte d’énergie des conduits. La condensation estivale dans l’isolation des conduits peut facilement doubler les pertes d’énergie des conduits.

Attitude n°6 – Augmenter la ventilation d’un vide sanitaire est une procédure viable d’atténuation des gaz du sol.

Une solution potentielle pour traiter les niveaux élevés de radon dans les structures de vide sanitaire est d’augmenter le taux de ventilation du vide sanitaire. La règle générale consiste à doubler le taux de ventilation pour réduire de moitié les niveaux de radon. Ma première question est la suivante : quel est le taux de ventilation actuel ? Une stratégie d’atténuation courante consiste à ajouter un ventilateur motorisé pour augmenter mécaniquement le taux de ventilation. Si nous supposons un vide sanitaire ventilé à 1/150 avec des évents de 24 pouces carrés et un vent constant de 1 MPH, nous aurions besoin d’un ventilateur capable de fournir plus de 6 changements d’air par heure. Cela représente 6*4500/60 = 450 CFM, juste pour réduire les niveaux de radon de 50 %. Mais pourquoi augmenter le taux de ventilation d’un vide sanitaire pour résoudre un problème de gaz du sol, alors que l’augmentation de la ventilation peut entraîner tant d’autres problèmes et dépenses potentiels ?

Pour résumer :

Attitude n° 1 – une base de recherche pour les directives actuelles de ventilation des vides sanitaires existe, alors qu’en réalité, elle ne semble pas exister.

Fallacy #2 – Nous construisons des maisons de la même façon aujourd’hui qu’à l’époque où les directives actuelles de ventilation des vides sanitaires ont été établies, alors qu’en réalité nos maisons d’aujourd’hui sont radicalement différentes.

Fallacy #3 – La surface libre nette totale fournira une ventilation adéquate, alors qu’en réalité les mesures de débit réelles des petits évents NFA par rapport aux grands évents NFA installés au même ratio NFA sont radicalement différentes.

Fallacy #4 – La ventilation réduira les niveaux d’humidité des vides sanitaires. La ventilation n’aidera à réduire les niveaux d’humidité du vide sanitaire que lorsque l’air extérieur est plus sec que l’air du vide sanitaire, ou lorsque suffisamment d’air extérieur chaud entre et réchauffe le vide sanitaire. L’air extérieur en été peut en fait contenir plus d’humidité que l’air du vide sanitaire, et peut aggraver la situation au lieu de l’améliorer. En hiver, la ventilation aidera à assécher un vide sanitaire, parfois jusqu’à un extrême préjudiciable.

Attitude n°5 – La ventilation d’un vide sanitaire n’est pas un problème énergétique, alors qu’en réalité, elle peut augmenter la charge de chauffage et de refroidissement.

Attitude n°6 – Augmenter la ventilation d’un vide sanitaire est une procédure viable d’atténuation des gaz du sol. La ventilation pour réduire les gaz du sol (radon, humidité, etc.) a tellement de problèmes inhérents, comme discuté dans ce document, qu’à mon avis, cela ne vaut pas la peine de dépenser ou d’assumer la responsabilité.

Désaération d’un vide sanitaire

Puisque l’humidité est un tel problème dans les vides sanitaires, la résolution des problèmes d’humidité est la première priorité pour fermer un vide sanitaire. L’eau extérieure doit être dirigée loin des fondations grâce à un bon nivellement du terrain et à un traitement approprié des eaux de ruissellement du toit. Le sol du vide sanitaire doit être entièrement recouvert d’un pare-vapeur. Le mouvement capillaire de l’humidité doit être limité soit par des ruptures capillaires sous les piliers et les murs de fondation, soit en recouvrant les murs de fondation et les piliers d’un pare-vapeur. Les murs de fondation peuvent être isolés plutôt que les planchers sur les vides sanitaires pour une meilleure performance thermique. Dans certains cas, un déshumidificateur devra être ajouté au vide sanitaire en raison de la complexité de la conception des maisons et de la psychrométrie impliquée. Des détails spécifiques pour un vide sanitaire étanche peuvent être trouvés sur notre page de spécifications des vides sanitaires étanches.

Dans un bon vide sanitaire, avec un bon contrôle de l’humidité dans et autour de la fondation, les problèmes d’humidité n’existeront pas. Les niveaux d’humidité intérieurs seront plus stables. Les planchers en bois dur et autres bois intérieurs seront plus stables et moins sujets au rétrécissement et au gauchissement. Les coûts énergétiques seront plus faibles et la condensation des conduits sera éliminée.

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