Montage de ventilateurs sur le toit : spécificités d'installation et de fixation des ventilateurs de toiture

La pureté de l'air dans les locaux d'habitation et de travail est absolument nécessaire. Vous conviendrez qu'une atmosphère confinée dans une maison est très désagréable. Cependant, le renouvellement du volume d'air n'est pas seulement obtenu par l'apport d'air, mais aussi par son évacuation hors des murs du bâtiment. Et les systèmes de ventilation par extraction ne parviennent souvent pas à accomplir cette dernière tâche.

Les constructions modernes, qu'il s'agisse de complexes de bureaux à plusieurs niveaux, de bâtiments résidentiels, de complexes sportifs ou d'ateliers industriels, sont constituées de locaux spacieux avec de hauts plafonds. Pour un renouvellement régulier de l'air, une extraction forcée par plusieurs appareils de ventilation de type toiture est nécessaire.

Nous vous expliquerons comment choisir l'équipement de ventilation, comment effectuer le montage des ventilateurs sur le toit et pourquoi il est impossible de se passer d'un manchon.

Particularités des ventilateurs de toit

Ces appareils sont uniquement destinés à être installés sur le toit. Ils sont les plus efficaces dans les systèmes de ventilation mécanique des grands bâtiments. L'installation de ventilateurs de toiture sur le bâtiment, avec ou sans intégration dans un système de conduits (par exemple, au-dessus d'un hall d'aéroport), permettra de résoudre le problème d'évacuation de l'air pollué.

Les installations de ventilation sont capables d'évacuer des grands locaux desservis l'air enfumé, vicié (contenant des impuretés, des odeurs désagréables), pollué par les gaz et saturé d'humidité. L'utilisation de ventilateurs de toiture est possible aussi bien pour tout bâtiment aérien que pour certains bâtiments souterrains.

Les appareils de ventilation placés sur les bâtiments se divisent, selon le mode de captage et d'évacuation de l'air, en ventilateurs axiaux, radiaux et diagonaux.

Types de structures de ventilation

Ventilateurs axiaux. Ils allient simplicité de construction, fiabilité de fonctionnement et entretien aisé. Leur robustesse de conception permet de les utiliser aussi efficacement pour le renouvellement d'air que pour la création d'une ventilation anti-fumée, ainsi que pour la suppression d'air en cas d'incendie (ils fonctionnent à une température du flux d'air supérieure à 400^°C).

Grâce à leur conception simple, les installations de ventilation axiales gèrent facilement l'évacuation d'air à haute température et d'air agressif.

Ces appareils présentent une grande résistance aux composés chimiques présents dans l'air évacué, ce qui permet de fixer les ventilateurs axiaux sur les toits des installations industrielles des secteurs pharmaceutique et chimique.

Ce groupe comprend la plupart des ventilateurs domestiques : les appareils canalisables, les dispositifs installés dans les bouches d'air neuf murales et les clapets d'extraction, les ventilateurs pour salles de bains, ainsi que pour les toilettes combinées ou séparées.

Ventilateurs radiaux. Ces appareils de ventilation se caractérisent par un corps en forme de volute qui dirige l'air à angle droit par rapport à la roue à pales en rotation centrifuge. Ils peuvent déplacer des volumes d'air contenant des contaminants mécaniques à une concentration allant jusqu'à 100 mg/m³ et évacuer l'air même par vent fort.

La structure caractéristique des pales confère à l'appareil une grande efficacité, mais aussi un niveau sonore élevé. C'est pourquoi les ventilateurs de toiture radiaux sont principalement utilisés dans les installations industrielles. La température de l'air extrait par un appareil radial doit être inférieure à 80^°C.

Bien que ces appareils de ventilation puissent fonctionner dans des conditions assez modérées, leur puissance élevée compense cela.

Ventilateurs diagonaux. Ces appareils de ventilation sont une combinaison entre les modèles axiaux et radiaux. Leur roue aspirante capte l'air dans le sens axial, puis avant l'expulsion, le flux d'air est dévié de 45^°. Cela permet un gain de puissance grâce à la force centrifuge, caractéristique des ventilateurs radiaux.

La combinaison des qualités des installations de ventilation de toiture axiales et radiales confère aux modèles diagonaux un rendement allant jusqu'à 80 %. Avec une puissance suffisante, les ventilateurs de toiture radiaux sont relativement compacts et peu bruyants.

Nœuds de passage d'une toiture plate en béton armé

La sortie des conduits de ventilation à travers les couches du « complexe de toiture » des toits plats n'est possible qu'en utilisant un module de passage technique spécial.

Cet élément de construction compense les charges dynamiques et statiques exercées par l'appareil de ventilation en fonctionnement. De plus, le module de passage prêt à l'emploi simplifie les travaux d'étanchéité dans la zone de sortie de ventilation.

L'avantage d'une construction en brique en tant qu'embase est la possibilité de maçonner sur le site d'installation de l'appareil de ventilation. Cependant, en termes de qualité d'étanchéité et de facilité d'installation du ventilateur, l'embase en brique est inférieure à l'acier et au béton armé.

Sur les dalles de plancher en béton armé, assemblées à partir de panneaux ou coulées dans un coffrage sur bac acier, les unités de passage peuvent être constituées de briques, formées par une fondation filante ou un coulage de béton. Extérieurement, cela ressemble à une gaine de ventilation surélevée au-dessus du niveau du toit, sur la tête de laquelle un ventilateur est monté.

Cependant, une telle conception de l'unitée de passage est peu efficace car elle crée des difficultés pour la fixation des ventilateurs et de nombreuses complications pour l'étanchéité des zones adjacentes.

Pour installer un système de ventilation extractive sur un plancher en béton armé, une unité de passage en béton armé, version améliorée de la série soviétique ST, peut être utilisée. Ce produit se compose de deux manchons (anneaux) en béton armé – un manchon cylindrique intérieur et un parallélépipède extérieur à quatre ou six faces.

Le manchon extérieur est porteur. Grâce à ses faces, il est facile à étanchéifier sur le périmètre du joint avec le toit principal recouvert d'un revêtement en rouleau. Le manchon intérieur, en forme de tube rond, est recouvert extérieurement d'une isolation thermique. Le manchon extérieur de l'unité de passage de toiture est équipé d'éléments d'ancrage scellés pour la fixation à la dalle de plancher en béton armé et au ventilateur de toiture.

Les manchons à double corps en béton armé peuvent être installés sur les planchers et les pentes douces à haute capacité portante avec une inclinaison allant jusqu'à 12^o. Il est nécessaire de choisir un modèle correspondant non seulement aux paramètres du ventilateur de toiture, mais aussi avec une pente de fond égale à la pente réelle du toit. Le poids d'une unité de passage de toiture à double corps en béton armé dépasse 300 kg.

Montage du manchon en béton armé

Ant de soulever l'unité de passage en forme de manchon sur le toit, les éléments métalliques visibles et les soudures sur le produit en béton armé doivent être préparés – nettoyés, apprêtés, puis peints en deux couches avec un composé anticorrosion. La surface extérieure du manchon extérieur doit être masticée et peinte avec une peinture résistante aux intempéries.

Pour soulever le manchon massif (environ 300 kg) sur le toit, des élingues et une grue sont nécessaires. Le positionnement du manchon extérieur à l'emplacement de montage doit être effectué sur un mortier ciment-sable M200.

Les avantages évidents du manchon en béton armé résident dans son coût relativement faible et sa résistance aux charges vibratoires. Son inconvénient est son poids important, qui limite son champ d'application.

L'ancrage du manchon en béton armé à la dalle de plancher est réalisé avec la mise en place de pièces encastrées. Si la fixation est effectuée sur la couche porteuse de toiture en dalles de béton armé, il est préférable de réaliser un montage traversant du manchon, en installant des boulons d'armature de serrage dans les joints entre les dalles.

Près des parois de la base du manchon à installer, une chape de pente est réalisée avec du mortier M150. Pour l'isolation du périmètre près de l'unité de passage de toiture, un panneau de laine minérale est placé sous la chape. Par-dessus la chape, une couche de matériaux d'étanchéité en rouleau est soudée.

Le long de la ligne de joint entre les matériaux d'étanchéité et le socle, vous faites chevaucher leurs bords sur les parois du socle, vous les recouvrez d'un tablier en acier galvanisé et vous les fixez avec des chevilles galvanisées. Vous remplissez le joint à la ligne de raccordement du tablier aux parois du socle en béton armé avec un mastic (polyuréthane, thiocol).

Installation du ventilateur de toiture dans un manchon en béton armé

L'intégration des ventilateurs de toiture dans les dalles en béton armé monolithiques ou préfabriquées des bâtiments industriels s'effectue à l'aide de socles typiques en béton armé à deux corps d'un diamètre intérieur de 700 à 1450 mm et d'une hauteur de 400 mm et plus.

Nous vous rappelons qu'avant le montage du ventilateur, le socle doit devenir une partie intégrante de la dalle en béton armé renforcée de la toiture.

Dans les extrémités supérieure et inférieure du bloc de passage en béton armé de la toiture, il y a des réservations en bois pour la fixation au toit et pour la fixation de l'installation de ventilation.

Pour fixer le ventilateur, vous scellez des boulons d'ancrage dans la partie supérieure du socle en béton armé avec du mortier de ciment et sable, et dans la partie inférieure, vous scellez des tubes par lesquels passent les boulons pour fixer le bac du ventilateur. Après avoir préparé les ancrages, vous réalisez un chanfrein en mortier M150 sur le dessus du socle.

Avant les travaux de montage, vous effectuez une inspection de la structure du ventilateur et de son moteur électrique. Vous vérifiez le jeu entre la virole (ou la tubulure d'entrée) et la roue à aubes.

Ensuite, vous fixez un clapet anti-retour à la tubulure du ventilateur de toiture, qui s'ouvre automatiquement pendant le fonctionnement de l'installation de ventilation et ferme la section de la tubulure lorsqu'elle est arrêtée.

Si, selon le projet, un réseau de conduits d'air est raccordé au ventilateur, vous devez raccorder la tubulure (le premier élément) à l'installation de ventilation avant son montage dans le socle en béton armé. Les conduits d'air sont fixés aux structures de construction ; leur poids ne doit pas agir sur l'appareil de ventilation.

Séquence des travaux de montage

Compte tenu du poids de l'appareil de ventilation, vous devez le manipuler avec beaucoup de précaution.

La procédure d'installation est la suivante :

• Vous positionnez le ventilateur au-dessus du socle à l'aide d'une grue ou manuellement à l'aide de vérins. Vous fixez la partie antivibratoire du ventilateur (si l'appareil en est équipé) avec les douilles et les boulons de blocage d'origine ;
• Vous installez le ventilateur sur le socle, sur le dessus duquel vous placez un joint en caoutchouc. Vous insérez les boulons d'ancrage dans les trous de la bride de fixation ;
• Vous vérifiez l'horizontalité de l'appareil avec un niveau. Vous montez le capot. Vous vissez les écrous et contre-écrous sur les boulons d'ancrage ;
• Vous remplissez l'espace entre le dessus du socle et la virole (ou la tubulure) de l'appareil de ventilation avec un mastic de construction.

Pour terminer l'installation, vous réglez la course du clapet à ouverture automatique avec le contrepoids. Vous retirez les douilles et les boulons de blocage des supports antivibratoires (s'ils sont présents) sur le ventilateur de toiture, qui maintenaient les éléments antivibratoires pendant le transport de l'appareil.

L'alimentation électrique est branchée, la solidité de la connexion et la rotation libre de la roue sont évaluées, puis la justesse de sa rotation au démarrage (selon la flèche).

Les culots modernes en béton armé pour le montage des ventilateurs offrent une section d'installation pratique – ronds à l'intérieur, carrés à l'extérieur.

Soulignons que l'installation d'un bac de condensat est obligatoire pendant les mois froids. L'écoulement de l'humidité collectée est assuré par une canalisation de drainage de diamètre 15-20 mm, raccordée au raccord au fond du bac.

Nœuds de passage universels pour toiture

Ces culots sont des structures en acier préfabriquées constituées d'un corps carré soudé et de panneaux de façade d'une hauteur minimale de 400 mm. Ces nœuds de passage peuvent être utilisés aussi bien sur les toitures rigides que souples, et ce pour tout type de revêtement de toiture.

Des culots métalliques universels peuvent équiper les systèmes de ventilation lorsqu'ils sont placés sur des toitures avec une pente allant jusqu'à 30^°.

Il est important d'équiper l'appareil de ventilation d'un culot le surélevant d'au moins un demi-mètre du niveau du toit. Sinon, l'humidité due à l'accumulation de neige pourrait pénétrer dans le conduit de ventilation.

Les plaques d'appui situées en haut et en bas du culot sont fabriquées à partir de tôle d'acier de 10 mm. Un renforcement supplémentaire est apporté par les nervures de rigidité réalisées sur les plaques d'appui. Les éléments structurels du produit sont assemblés par soudure électrique, l'épaisseur de la soudure étant d'au moins 6 mm.

Le corps du nœud de passage de toiture en acier est monté sur une base de profilés en U, fixée sur les éléments porteurs de la toiture. Dans la partie supérieure du corps se trouvent des goujons soudés dont les positions correspondent aux trous de montage sur la base du ventilateur.

Les doubles parois du culot d'épaisseur 10 et 12 mm contiennent un matériau d'isolation thermique et acoustique. Des modèles sans islant à l'intérieur des parois sont également disponibles. D'ailleurs, lors de l'équipement d'un bâtiment avec un ventilateur de désenfumage, le culot métallique, en plus d'une résistance au feu accrue, peut nécessiter une isolation thermique extérieure supplémentaire.

Un àpétales ou un clapet isolé équipé d'un actionneur électrique peut être installé dans le corps du culot en acier. Au conduit d'air de la partie inférieure du nœud de passage de toiture sont raccordés le bac de condensat et la grille, ou la partie de sortie du conduit d'air.

Spécificités de l'utilisation d'un manchon métallique

Le principe de montage d'un nœud de passage de toiture en acier sur une toiture rigide est pratiquement identique à la procédure d'installation d'un culot en béton armé. Examinons les particularités de l'assemblage d'un culot métallique sur une toiture souple.

Si le boîtier métallique est équipé d'un clapet antiretour, celui-ci doit être monté avant l'installation de l'ensemble de passage. Le clapet peut comporter des fixations à boulons de transport – il faut les retirer. Notez qu'en essayant de positionner le clapet sur le boîtier déjà installé, il sera probablement de travers.

L'avantage de l'isolant protégé par des revêtements sur le corps du socle en acier est de réduire les dépôts de condensation.

Le montage de l'élément s'effectue sur une ouverture préparée dans la toiture, correspondant en dimensions à la section intérieure du socle. Il est fixé par des boulons d'ancrage sur la partie porteuse de la toiture, ou sur tout autre support porteur capable de le maintenir et de le fixer en position. L'unité de passage est toujours installée strictement à la verticale !

L'étanchéité finale, à savoir la chape ciment-sable de la base de montage du socle, la mise en place des couches d'isolation thermique et hydrofuge, la pose des jupes et tabliers en acier galvanisé et des colliers de serrage sur le pourtour, est réalisée en fonction des conditions réelles sur le lieu de montage de l'unité de passage métallique (structure de la toiture, emplacement et matériau du support, etc.).

Le poids propre du socle plus la masse du ventilateur qui y est monté ne permettent pas de fixer la structure au complexe de toiture. Pour eux, la fixation sur un support porteur est obligatoire.

Avant le montage du ventilateur sur le socle, il est nécessaire de fixer le bac de récupération, en préparant sur ses parois latérales des trous de 14 mm pour les connexions boulonnées.

L'installation du ventilateur de toiture sur le socle métallique se fait en fixant l'appareil sur des tiges filetées à l'aide d'écrous et de rondelles. Une fois le montage terminé, il reste à sceller le pourtour de l'espace entre le ventilateur et le socle avec un mastic de construction.

L'horizontalité du ventilateur est vérifiée au niveau, c'est obligatoire. Tout désalignement lors des travaux d'installation nuira au fonctionnement de l'unité de ventilation et réduira sa durée de vie.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Séquence d'installation sur une toiture rigide et principe du ventilateur radial :

Dans quel ordre s'effectue le montage du ventilateur de toiture sur une toiture souple :

Les complexes de ventilation de toiture sont conçus pour une longue durée de service avec un entretien minimal. Cependant, un certain entretien est tout de même nécessaire : vérification de la solidité des connexions (rivetées, boulonnées, soudées), inspection de l'état du revêtement de peinture de la zone de passage du ventilateur et des pales de la roue, nettoyage de la poussière et des saletés.

Par conséquent, il faut garantir un accès libre à l'équipement sur la toiture sous forme de chemins protégés, permettant de ne pas endommager le complexe de toiture, en particulier souple. Des tapis en rouleau en plastique ou en caoutchouc conviendront à cet effet.

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