Introduction

La présente invention concerne un procédé et un système de gestion d'énergie thermique, en particulier d'économie d'énergie, dans un bâtiment avec une ou plusieurs gaines pour installations de levage tels que par exemple ascenseurs, monte-charge ou monte-plats, en particulier dans un bâtiment à basse énergie.

Un tel bâtiment comprend en général une gaine traversant verticalement différents niveaux du bâtiment. Pour des raisons de sécurité, la ventilation de la gaine est nécessaire, par exemple dans le cas où une personne serait bloquée dans une cabine d'ascenseur ou dans la gaine. La ventilation de la gaine est également avantageuse pour éviter un échauffement trop important de la partie supérieure de la gaine, dans laquelle peuvent se trouver des équipements techniques sensibles à la température. En outre, la gaine doit être conforme à toutes les dispositions légales en vigueur.

La ventilation de la gaine est d'ailleurs rendue obligatoire par différentes législations en vigueur dans un grand nombre de pays. Ainsi, par exemple, conformément à la norme EN 81-1 et EN 81-2, transposée par la directive

CE/95/16 en droit national dans tous les pays membres de la Communauté

Européenne, les gaines d'ascenseur doivent obligatoirement disposer d'une ventilation convenable. En cas d'absence de règlements ou normes appropriés, il est recommandé d'aménager en partie haut de gaine, des orifices de ventilation, d'une surface minimale de 1% de la section horizontale de la gaine.

En plus l'EN 81-1 / EN81-2 interdit l'utilisation de la gaine pour la ventilation des locaux autres que ceux propres à l'ascenseur. Dans de nombreux pays, les gouvernements exigent d'autres surfaces de ventilation des gaines d'ascenseur pour parer à d'autres risques bien précis. Au Grand-Duché de Luxembourg, par exemple, une surface de ventilation d'au moins 2,50% de la section horizontale

de la gaine est obligatoire pour permettre en plus, en cas de feu, un désenfumage de la gaine.

Il existe plusieurs brevets qui gèrent diverses situations spécifiques de ventilation forcée par ventilateur en cas de feu ou de fumée dans un bâtiment (US 5,718,627, DE 198 56 193, EP 0 995 995, DE 299 06 399). Ces systèmes utilisent, contrairement à la Norme EN 81-1 / EN 81-2 article 5.2.3 « Ventilation de la gaine », la gaine de l'ascenseur comme voie de désenfumage pour d'autres locaux du bâtiment. Le passage de ventilation est, dans ces systèmes, maintenu fermé, ce qui est également contraire aux dispositions légales de plusieurs pays. Le passage de ventilation n'est ouvert que lorsqu'une situation à risque, tel qu'un incendie, est détectée.

A part les dispositions légales, il y a également des questions économiques et écologiques à considérer. En effet, toute ventilation de la gaine conduit à une source d'importantes pertes thermiques. En effet, comme les portes entre la gaine et les différents niveaux du bâtiment ne peuvent pas être étanches à l'air dans tout le bâtiment, une perte de chaleur à travers la gaine est inévitable même en cas de simple ventilation naturelle de cette gaine. Une telle perte de chaleur est à éviter, et cela en particulier dans les bâtiments à basse énergie. En effet, la perte de chaleur est généralement si importante que l'installation d'un ascenseur dans des bâtiments à basse énergie ou passifs est rendue impossible.

Une solution pour éviter cette perte de chaleur, est par exemple de déloger la gaine en dehors de l'enveloppe thermique du bâtiment. Or, le déplacement de la gaine n'est souvent pas désiré ou pas possible. Une autre solution serait par exemple la construction d'un sas étanche autour de la gaine et des accès à la gaine. La construction d'un tel sas entraîne cependant des coûts très élevés.

Objet de l'invention

L'objet de la présente invention est de proposer un procédé et système de gestion d'énergie thermique dans un bâtiment avec gaine pour installations de

levage, dans lequel la perte thermique est réduite, sans pour autant avoir les désavantages des solutions précités.

Description générale de l'invention

Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un procédé de gestion d'énergie thermique, en particulier d'économie d'énergie, tel que décrit dans la revendication 1. Un bâtiment avec une installation de levage comprend une cabine mobile dans une gaine et un passage de ventilation entre la gaine et l'atmosphère. Selon l'invention, le procédé de gestion d'énergie comprend les étapes suivantes : la surveillance d'au moins un paramètre d'état de l'installation de levage ; l'évaluation, dans une unité de gestion, de la nécessité de ventilation de la gaine sur base dudit au moins un paramètre d'état ; et le basculement d'un élément obturateur associé audit passage de ventilation d'une position d'ouverture, dans laquelle le passage de ventilation est essentiellement ouvert, dans une position de fermeture, dans laquelle le passage de ventilation est au moins partiellement obturé, uniquement lorsque l'évaluation indique qu'une ventilation de la gaine n'est pas requise, l'élément obturateur étant précontraint dans sa position d'ouverture.

Ce procédé permet de fermer le passage de ventilation et d'éviter ainsi les pertes de chaleur à travers la gaine et le passage de ventilation. Ainsi, le procédé peut, dans certaines conditions, satisfaire aux exigences d'économie d'énergie en évitant une perte de chaleur, tout en restant toujours en conformité avec les exigences légales, techniques et de sécurité. Avant de basculer l'élément obturateur en position de fermeture, le procédé vérifie en effet si l'état de l'installation de levage permet la fermeture du passage de ventilation. Lors de l'exploitation de l'installation de levage, respectivement en présence d'une situation à risque couverte par une législation spécifique, la gaine doit être ventilée et l'élément obturateur sera par conséquent maintenu dans sa position ouverte. Il est clair que les exigences légales, techniques et de sécurité prennent précédence sur les exigences de gestion d'énergie thermique et que

l'élément obturateur n'est basculé en position fermée uniquement lorsque les exigences légales, techniques et de sécurité le permettent.

En outre, en évitant les pertes de chaleur à travers le passage de ventilation d'une gaine, le procédé selon l'invention permet l'installation d'un ascenseur dans un bâtiment à basse énergie ou passif.

L'élément obturateur est basculé en position de fermeture qu'en présence d'une instruction positive provenant du système exploitant et, dès que cette instruction positive n'est plus présente, l'élément obturateur bascule à nouveau dans sa position d'ouverture. En cas de coupure de courant ou de défaillance du système mis en place pour exécuter le procédé, le passage de ventilation est ainsi obligatoirement ouvert.

La surveillance d'au moins un paramètre d'état peut comprendre la surveillance de la présence d'une personne dans la cabine, sur le toit de la cabine ou dans la gaine. Lorsque la présence d'une personne est détectée, l'unité de gestion en déduit que la gaine doit être ventilée. La présence d'une personne dans la cabine indique l'exploitation de l'installation de levage, dans quel cas la législation prévoit la nécessité de ventiler la gaine. L'unité de gestion s'assure que l'élément obturateur est maintenu dans sa position d'ouverture. La présence d'une personne dans une cabine, sur le toit d'une cabine ou dans la gaine peut être détectée par un système indépendant ou bien fournit par la manœuvre de l'installation de levage elle-même.

La surveillance d'au moins un paramètre d'état peut comprendre la surveillance d'un mouvement de la cabine dans la gaine. Lorsque le mouvement de la cabine est détecté, l'unité de gestion en déduit que la gaine doit être ventilée. Le mouvement de la cabine indique en effet l'exploitation de l'installation de levage, dans quel cas la législation prévoit la nécessité de ventiler la gaine. Cette information peut être fournie par un système indépendant ou bien par la manœuvre de l'installation de levage elle-même. L'unité de gestion s'assure que l'élément obturateur est maintenu dans sa position d'ouverture.

La surveillance d'au moins un paramètre d'état peut comprendre la surveillance d'au moins un paramètre d'état indicatif d'une situation à risque. Lorsqu'une situation à risque est détectée, l'unité de gestion en déduit que la gaine doit être ventilée. La présence de feu, de fumée ou de gaz dans la gaine ou dans le bâtiment indique un risque particulier dans l'immeuble, dans quel cas la législation dans certains pays prévoit la nécessité de ventiler la gaine. Cette information peut être fournie par des détecteurs propres au système ou bien par une installation indépendante, tel que par exemple une installation de surveillance d'incendie. En cas de détection d'une situation à risque, l'unité de gestion s'assure que l'élément obturateur est maintenu dans sa position d'ouverture.

L'unité de gestion peut conclure la présence d'une situation à risque et la nécessité de ventilation de ladite gaine lorsque la température dans une zone de tête de la gaine est supérieure à une température seuil prédéterminée; lorsque la présence de feu est détectée dans ladite gaine ou dans ledit bâtiment; lorsque la présence de fumée est détectée dans ladite gaine ou dans ledit bâtiment; ou lorsque la présence de gaz est détectée dans ladite gaine ou dans ledit bâtiment. Cette liste de situations à risques ne prétend pas être exhaustive. En maintenant l'élément obturateur dans sa position d'ouverture, en cas d'échauffement trop important de la zone de tête de la gaine, des équipements techniques installés dans cette zone peuvent être protégés. La présence de feu, de fumée ou de gaz présente un risque de sécurité et l'ouverture du passage de ventilation permet alors une évacuation des fumées et des gaz. L'unité de gestion peut conclure que la ventilation de la gaine n'est pas nécessaire lorsque aucune présence de personne dans la cabine, sur le toit de la cabine ou dans la gaine d'ascenseur n'est détectée; aucun mouvement de la cabine n'est détecté; et aucune présence d'une situation à risque, tel que par exemple présence de feu, de fumée ou de gaz dans la gaine ou dans le bâtiment, n'est détectée. Dans ce cas, il peut être déduit que l'installation de levage n'est pas exploitée et qu'elle n'est pas, à ce moment, dans une situation à risque. La ventilation de la gaine n'est, dans ce cas, pas dictée par des

exigences légales, techniques ou de sécurité. L'élément obturateur est alors libre d'être basculé dans sa position de fermeture pour au moins partiellement obturer le passage de ventilation. Ceci peut conduire à une conservation de chaleur dans le bâtiment, permettant entre autre l'installation, jusqu'ici impossible, d'un ascenseur dans un bâtiment à basse énergie ou passif.

Le procédé d'économie d'énergie peut, selon un mode de réalisation préféré, en outre comprendre les étapes suivantes: la surveillance d'au moins un paramètre de contrôle; l'évaluation de l'opportunité d'obturer le passage de ventilation sur base de l'au moins un paramètre de contrôle; et le basculement de l'élément obturateur dans sa position de fermeture lorsque l'unité de gestion conclue la non-nécessité de ventilation de la gaine; et lorsque l'évaluation indique que l'obturation du passage de ventilation est opportun.

Lorsque aucune exigence légale, technique ou de sécurité interdit la fermeture du passage de ventilation, le procédé permet d'évaluer l'opportunité de fermer le passage de ventilation. Le présent procédé permet de basculer l'élément obturateur en position de fermeture uniquement dans le cas où une telle fermeture est autorisée et désirée. Lorsque la fermeture du passage de ventilation est autorisé, la gestion de l'énergie thermique de l'immeuble est possible par le basculement de l'élément obturateur entre ses positions d'ouverture et de fermeture. En fermant le passage de ventilation, les pertes de chaleur de l'immeuble au niveau du passage de ventilation peuvent être réduites, menant ainsi à une économie d'énergie.

La surveillance d'au moins un paramètre de contrôle comprend de préférence la surveillance d'au moins un paramètre suivant : la température à l'intérieur du bâtiment ; la température à l'intérieur de la gaine ; la présence d'une personne sur un palier d'un niveau du bâtiment ; la température à l'extérieur du bâtiment ; la vitesse du vent à l'extérieur du bâtiment ; et le taux de radiation solaire à l'extérieur du bâtiment. Il est à noter que cette liste

n'est pas exhaustive. L'évaluation de ces paramètres peut, même en cas d'autorisation de fermeture sous respect des exigences légales, techniques et de sécurité, mener à la décision de garder le passage de ventilation ouvert. Tel peut être le cas en été quand la température dans le bâtiment est largement supérieure à la température ambiante souhaitée, et la température à l'extérieur inférieure à la température dans le bâtiment.

Avantageusement, le procédé comprend en outre la mémorisation, dans une unité de stockage, des paramètres d'état, de la position de l'élément obturateur et, le cas échéant des paramètres de contrôle, permettant ainsi la vérification du bon fonctionnement du système exploitant le procédé. Les données mémorisées peuvent, par exemple après un incident, servir à prouver que l'installation de levage était conforme aux législations.

La présente invention concerne également un système selon la revendication 11 , mis en place pour exploiter le procédé ci-dessus. Un tel système de gestion d'énergie thermique, en particulier un système d'économie d'énergie, dans un bâtiment comprenant une installation de levage avec une cabine mobile dans une gaine et un passage de ventilation entre la gaine et l'atmosphère comprend en outre : un élément obturateur associé au passage de ventilation, l'élément obturateur étant mobile entre une position d'ouverture, dans laquelle le passage de ventilation est essentiellement ouvert, et une position de fermeture, dans laquelle le passage de ventilation est au moins partiellement obturé ; un moyen de précontrainte afin de maintenir, dans un état passif, l'élément obturateur dans sa position d'ouverture; et une unité de gestion contrôlant la position de l'élément obturateur, l'unité de gestion comprenant des moyens pour surveiller au moins un paramètre d'état de l'installation de levage, et pour évaluer la nécessité de ventilation de la gaine, l'unité de gestion ne permettant le basculement de l'élément obturateur en position de fermeture uniquement lorsque l'évaluation de la nécessité de ventilation indique qu'une ventilation de la gaine n'est pas requise.

Description à l'aide des figures

D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence à la Fig.1 annexée, qui montre une coupe schématique à travers un bâtiment avec ascenseur comprenant un système de gestion d'énergie thermique selon l'invention.

Sur la Fig.1 est représenté un bâtiment 10 avec plusieurs niveaux 12, 12', 12", 12'". Une installation de levage 13, dans le présent cas une installation d'ascenseur, est disposé verticalement dans le bâtiment 10 de façon à relier entre eux les différents niveaux 12, 12', 12", 12'" du bâtiment 10. Une telle installation comprend une gaine 14 dans laquelle est montée une cabine 16 reliée à un moteur (non représenté) qui fait monter et descendre la cabine 16 dans la gaine 14.

La cabine 16 comprend une porte de cabine 18 qui s'ouvre avec une porte palière 20, 20', 20", 20'" respective du niveau 12, 12', 12", 12"' auquel s'arrête la cabine 16 pour permettre l'accès entre la cabine 16 et le niveau 12, 12', 12", 12"' respectif.

Un passage de ventilation 22 relie la gaine 14 avec l'atmosphère à travers le toit 24 du bâtiment 10. Conformément aux législations européennes en vigueur, ce passage de ventilation 22 a une section transversale correspondant à au moins 1% de la section transversale de la gaine 16.

Généralement, les portes de cabine 18 et palières 20, 20', 20", 20"' ne sont pas étanches et permettent par conséquent un échange d'air entre la gaine 14 et les différents niveaux 12, 12', 12", 12'". Le passage de ventilation 22 à son tour permet un échange d'air entre la gaine 14 et l'atmosphère à travers le toit 24 du bâtiment 10. Avec l'échange d'air entre les différents niveaux 12, 12', 12", 12"' et l'atmosphère il y a également un échange d'énergie thermique, qui, particulièrement par période de froid, se traduit par un refroidissement important de la gaine et ainsi une perte de chaleur dans le bâtiment 10.

Selon la présente invention, un élément obturateur 30, tel que par exemple un clapet ou une vanne, est associé au passage de ventilation 22 et peut basculer entre une position d'ouverture et une position de fermeture. Dans la position d'ouverture, l'élément obturateur 30 maintient le passage de ventilation 22 ouvert permettant ainsi l'échange d'air entre la gaine 14 et l'atmosphère. Dans la position de fermeture, l'élément obturateur 30 obture au moins partiellement le passage de ventilation 22, permettant ainsi de maintenir la chaleur à l'intérieur du bâtiment 10, évitant donc une perte de chaleur inutile.

Pour des raisons de sécurité, l'élément obturateur 30 est normalement maintenu en position d'ouverture et n'est basculé en position de fermeture que lorsque les conditions le permettent. Ainsi, en cas de coupure de courant, respectivement en cas de panne du système, la ventilation de la gaine 14 sera obligatoirement assurée. Une unité de gestion 32 est prévue pour évaluer les paramètres d'état et décider sur le basculement de l'élément obturateur 30 en position de fermeture. Une unité de gestion 32 est conçue pour gérer le basculement de l'élément obturateur 30 en accord avec la législation, c'est-à- dire pour veiller à ce que la gaine 14 soit ventilée tel que prescrit par la loi et les prescriptions techniques et de sécurité.

Pour des raisons de sécurité et pour être en conformité avec la législation, l'élément obturateur 30 doit par exemple être en position d'ouverture en cas de l'exploitation de l'ascenseur et en cas d'incendie. Un ascenseur est considéré être exploité si la cabine 16 est en mouvement ou si une personne se trouve dans la gaine 14. Les mouvements dans la gaine 14 peuvent être détectés par la présence d'un capteur de mouvement 34 sur le toit de cabine 16 ou d'un capteur de mouvement 34' en tête de gaine, par un premier capteur de présence 36 dans la cabine 16 ou par un deuxième capteur de présence 38 dans la fosse de la gaine 14. Lorsque le mouvement de la cabine 16, ou la présence d'une personne dans ou sur le toit de la cabine est détectée par les capteurs de mouvement 34 et 34' ou la présence d'une personne est détectée par le premier ou deuxième détecteur de présence 36, 38, l'unité de gestion 32 déduit des signaux fournis par ces capteurs 34, 34' 36, 38 que la ventilation de

la gaine 14 est nécessaire et par conséquent s'assure que l'élément obturateur 30 est en position ouverte.

Des détecteurs de feu ou de fumée 40, 40', 40", 40'" peuvent, par exemple en l'absence d'une installation de détection d'incendie indépendante, être prévus de préférence au moins sur chaque niveau 12, 12', 12", 12'" du bâtiment 10 et/ou dans la gaine 14. En reliant ces détecteurs de feu ou de fumée 40, 40', 40", 40'" en outre à l'unité de gestion 32, cette dernière est en mesure de maintenir l'élément obturateur 30, en position d'ouverture en cas d'incendie pour ainsi assurer le désenfumage du bâtiment 10. Un premier capteur de température 42 est en outre installé dans la partie supérieure 44 de la gaine 14. Ce premier capteur de température 42 détecte la température dans une zone dans laquelle peuvent se trouver des équipements techniques sensibles à la température. Le premier capteur de température 42 est relié à l'unité de gestion 32 et lui fournit un signal indicateur de la température détectée. Sur base du signal fourni par le premier capteur de température 42, l'unité de gestion 32 peut maintenir l'élément obturateur 30 en position ouverte en cas d'échauffement trop important de la partie supérieure 44 de la gaine 14 pour ainsi protéger les équipements techniques installés dans cette zone. Un deuxième capteur de température 48 peut être utilisé pour distinguer entre des périodes de chaud et de froid. Pendant les périodes de chaud, la perte de chaleur peut être inexistante ou désirée, et l'élément obturateur 30 peut être géré en fonction des besoins de ventilation et de climatisation du bâtiment. Pendant les périodes de froid, généralement en hiver, l'élément obturateur 30 est de préférence basculé dans sa position fermée pour éviter une perte de chaleur qui serait sinon considérable. L'installation d'un ascenseur a jusqu'à ce jour généralement été accompagné par une perte de chaleur en hiver, rendant par exemple ainsi l'installation d'un ascenseur dans un bâtiment à basse énergie ou passif impossible. Grâce au procédé de la présente invention, cette perte de chaleur est par contre évitée et l'installation d'un ascenseur dans un tel bâtiment à basse énergie ou passif est rendue possible.

Optionnellement, par exemple en l'absence d'installation de détection de gaz indépendante, des capteurs de gaz (non représentés) peuvent être installés sur les différents niveaux 12, 12', 12", 12'" et/ou à l'intérieur de la gaine 14. En cas de détection de gaz, ces capteurs peuvent fournir un signal à l'unité de gestion 32 qui va alors maintenir l'élément obturateur 30 en position ouverte pour assurer l'évacuation des gaz.

Lorsque la cabine 16 est à l'arrêt et que la cabine n'est pas occupée par une personne, aucune personne ne se trouve dans la gaine 14, la température dans la partie supérieure 44 de la gaine 14 n'est pas trop élevée et aucune information sur la présence d'un risque spécifique n'existe, la ventilation de la gaine 14 n'est pas nécessaire puisque l'installation n'est pas exploitée ou exposée à un risque. Dans cette situation, l'élément obturateur 30 peut, si opportun, être basculé dans sa position fermée.

Avec l'élément obturateur 30 en position de fermeture, le passage de ventilation 22 est au moins partiellement obturé, de préférence complètement obturé, et l'échange d'air entre la gaine 14 et l'atmosphère est réduit ou même évité. Ceci conduit à une perte de chaleur moins élevée et donc à une économie d'énergie au sein du bâtiment 10.

L'opportunité de basculer l'élément obturateur 30 en position fermée peut être évaluée par l'unité de gestion 32 sur base de plusieurs capteurs. Parmi ces capteurs, on peut compter, de façon non exhaustive:

- des capteurs de température 46, 46', 46", 46"' sur les différents niveaux 12, 12', 12", 12'" à l'intérieur du bâtiment 10,

- un capteur de température 48 à l'extérieur du bâtiment 10, - un capteur de radiation solaire 50 à l'extérieur du bâtiment 10,

- un capteur de vitesse de vent 52 à l'extérieur du bâtiment 10, et

- des troisièmes détecteurs de présence 54, 54', 54", 54'" sur les différents niveaux 12, 12', 12", 12'" à l'intérieur du bâtiment 10.

Pour améliorer davantage la sécurité du système de gestion d'énergie, l'unité de gestion 32 peut comprendre optionnellement deux unités centrales

redondantes 32, 32'. L'unité de gestion 32, respectivement les unités centrales, peuvent être munis de batteries de secours pour assurer le bon fonctionnement du système en cas de coupure de courant.

Une communication bidirectionnelle, par exemple digitale ou par fréquence, est prévue entre l'unité de gestion 32 et l'élément obturateur 30, permettant ainsi de contrôler l'élément obturateur 30 et de capter en retour des informations sur la position de l'élément obturateur 30. Ainsi, l'unité de gestion est capable de transmettre à une unité d'information 56 une indication sur la position de l'élément obturateur 30. Des indicateurs visuels ou sonores peuvent être utilisés pour indiquer l'état d'ouverture du passage de ventilation 22 et l'état de fonctionnement du système.

L'unité de gestion 32 peut être du type modulaire afin d'héberger de manière flexible plusieurs types d'interface avec les équipements périphériques d'un entourage complexe ou du type fixe afin de se limiter à un nombre limité d'équipements périphériques.

L'unité de gestion 32 peut être équipée de tous les interfaces afin d'être incorporées dans la gestion et le management technique d'immeubles, ceci moyennant tout support disponible comme par exemple la technique BUS ou EIB. L'unité de gestion 32 peut être équipée d'une unité centrale sous EPROM ou tout autre support préprogrammé aussi bien que d'une mémoire vive librement programmable en fonction des besoins et obligations du client. L'unité de gestion 32 peut disposer d'interfaces normalisées ou programmables pour l'éventuelle connexion directe avec la manœuvre de l'ascenseur informant sur le statut de l'ascenseur, aussi bien que la connexion à des installations de surveillance d'incendie ou de gaz. Les différents éléments comme capteurs, élément d'obturateur et détecteurs peuvent être reliés à l'unité de gestion 32 au moyen de câbles électriques de tout genre, ondes radio, fibres optiques, sans fil, LED, infrarouge, champs d'induction ou tout autre moyen de communication.

Il est à noter qu'une installation de levage peut comprendre généralement en outre un local technique. Dans ce cas, la ventilation de la gaine peut se faire à travers un passage de ventilation relié au local technique, qui lui est relié à la

gaine. Dans le cadre de la présente demande, un tel local technique est considéré faisant partie intégrale de la gaine. Ainsi par exemple, la présence d'une personne dans le local technique équivaut à la présence d'une personne dans la gaine et la ventilation de la gaine peut être assurée par son passage de ventilation, même si le local technique est placé entre la gaine et le passage de ventilation vers l'atmosphère.

A part le fait que le présent procédé et système de gestion d'énergie thermique contribuent à l'économie d'énergie dans des bâtiments nouveaux et existants, ils sont particulièrement adaptés pour l'installation d'un ascenseur dans un bâtiment à basse énergie ou passif.