Ventilation pilotée par la demande avec capteurs CO2 KNX : qualité de l'air intérieur et économies d'énergie

Pourquoi la DCV : les arguments en faveur du contrôle de la ventilation basé sur le CO2

Les systèmes de ventilation traditionnels sont dimensionnés pour l'occupation maximale prévue et fonctionnent à vitesse fixe quelle que soit l'occupation réelle. Une salle de réunion conçue pour 20 personnes a le même débit de ventilation à 6h30 avec zéro occupant qu'à l'occupation maximale à 10h00. La puissance du ventilateur évolue avec le cube de la vitesse de l'air – réduire le débit de moitié diminue la puissance du ventilateur à 12,5 % du maximum. Même des réductions modestes du débit génèrent d'importantes économies d'énergie.

Le CO2 est l'indicateur principal de l'occupation humaine. L'air extérieur contient environ 400–420 ppm de CO2. Chaque personne génère environ 20 l/min de CO2 au repos (travail de bureau). Lorsque l'occupation augmente, le CO2 dépasse le niveau ambiant extérieur. Maintenir le CO2 en dessous de 1000 ppm au-dessus du niveau extérieur garantit un apport d'air frais suffisant par personne selon la norme EN 13779. Les capteurs de CO2 KNX fournissent une mesure continue en ppm qui pilote directement la modulation de la ventilation.

Capteurs de CO2 KNX : comparaison de produits

Plusieurs capteurs de CO2 natifs KNX sont disponibles pour montage encastré, sur rail DIN et en armoire. Tous transmettent la concentration de CO2 en DPT 9.008 (ppm) sur KNX TP. La méthode d'étalonnage, la plage de mesure et les paramètres supplémentaires diffèrent.

Logique DCV : régulation de ventilation à quatre seuils

La logique DCV fait correspondre la concentration de CO2 au débit de ventilation en utilisant quatre seuils alignés sur les catégories de qualité d'air intérieur EN 13779. L'hystérésis entre les seuils (un point de descente inférieur au point de montée) empêche l'oscillation rapide de la vitesse du ventilateur lorsque le CO2 oscille près d'un seuil.

Input: KNX CO2 sensor GA, DPT 9.008 (ppm)
Output: ventilation speed command GA, DPT 5.001 (0-100%)

Threshold table (with 50 ppm hysteresis):
  CO2 < 700 ppm (empty/outdoor level):
    → Ventilation: 20% speed (minimum, code-minimum airflow)

  CO2 700-1000 ppm (low occupancy):
    → Ventilation: 50% speed (moderate flow)
    → Switch down at 650 ppm (hysteresis to 20% level)

  CO2 1000-1400 ppm (medium-high occupancy):
    → Ventilation: 80% speed
    → Switch down at 950 ppm

  CO2 > 1400 ppm (overcrowded / alarm):
    → Ventilation: 100% speed (maximum boost)
    → KNX alarm telegram GA = ON → building management alert
    → Switch down at 1350 ppm

ETS6 logic block (MDT SCN-LCRM.01):
  Comparator 1: input A (ppm) < 700 → output = 20
  Comparator 2: input A >= 700 AND < 1000 → output = 50
  Comparator 3: input A >= 1000 AND < 1400 → output = 80
  Comparator 4: input A >= 1400 → output = 100
  Output written to GA (DPT 5.001) → Systemair SAVE or TROX TVZ

Catégories CO2 EN 13779 et objectifs de conformité

EN 13779:2007 (Ventilation des bâtiments non résidentiels) définit les catégories de qualité d'air intérieur IDA 1 à IDA 4 basées sur la concentration de CO2 au-dessus de la référence extérieure (généralement 400 ppm). Le système DCV doit viser au moins IDA 2 pendant les heures d'occupation – cela correspond à maintenir le CO2 en dessous de 800-1000 ppm au-dessus du niveau extérieur, soit environ 1200-1400 ppm absolu dans la plupart des climats européens.

Séquence de purge nocturne et de préconditionnement matinal

Pendant les heures d'inoccupation, le CO2 diminue progressivement jusqu'au niveau extérieur et la logique DCV réduit la ventilation au minimum (20 % de vitesse). Cependant, les COV (composés organiques volatils) provenant des produits de nettoyage, du dégazage des meubles et des matériaux de construction s'accumulent pendant la nuit même sans occupants. Une séquence de purge nocturne fait fonctionner la ventilation à 100 % pendant 30 minutes avant le début prévu de l'occupation, éliminant l'accumulation nocturne de COV et de CO2 avant l'arrivée des occupants.

KNX time switch (MDT SCN-LCRM.01 weekly timer):

Night minimum (23:00 → occupancy start - 30 min):
  Write ventilation speed GA = 20 (20% minimum)
  DCV CO2 logic disabled — override by time switch
  Exception: if CO2 rises above 1000 ppm (unexpected night use)
    → DCV logic resumes and overrides night minimum

Night purge (06:00, 30 min before 06:30 occupancy start):
  Write ventilation speed GA = 100 (100% boost)
  Duration: 30 minutes (timer resets at 06:30)
  At 06:30: release override → DCV CO2 logic resumes control

Occupancy period (06:30-22:00):
  DCV logic active: CO2 thresholds control fan speed
  KNX presence detector (MDT PIR) reinforces DCV:
    No presence detected for 30 min → force minimum ventilation
    regardless of CO2 (room may have CO2 from previous occupants)

Weekend / holiday mode:
  KNX calendar block → extend night minimum to full day
  Night purge still runs at 06:00 Saturday/Sunday (HVAC system keep-alive)

Conformité BREEAM Hea 02 et retour sur investissement énergétique

Le critère BREEAM New Construction Hea 02 (Qualité de l'air intérieur) accorde des crédits pour la surveillance du CO2 avec réponse automatique de la ventilation et affichage du CO2 visible par les occupants. Un système KNX DCV avec des capteurs CO2 Elsner, un contrôle logique ETS6 et un écran tactile KNX (Gira X1 ou MDT Glastaster II) affichant la concentration de CO2 en direct satisfait aux critères de surveillance et de réponse automatique. L'enregistrement des données (ARISTO BewO) fournit les preuves de performance requises lors de l'évaluation BREEAM.

Le retour sur investissement énergétique pour la DCV est typiquement de 1 à 2 ans dans les salles de réunion et les espaces de conférence. Une salle de réunion avec une ventilation de conception maximale de 500 m³/h fonctionnant à une occupation réelle moyenne de 40 % économise environ 60 % de l'énergie maximale du ventilateur. À 0,15 EUR/kWh et un moteur de ventilateur de 1,5 kW, cela équivaut à environ 900 kWh/an d'économies, soit 135 EUR/an par salle. Le coût du capteur CO2 (Elsner KNX CO2-T-UP) est d'environ 180 EUR — retour en 16 mois. À l'échelle de 20 salles de réunion, le système est rentabilisé en moins de 12 mois sans compter les efficacités d'installation.