La ventilation par cheminée est une méthode de ventilation naturelle qui repose sur une circulation spontanée de l’air provoquée par l’effet de cheminée thermique. Ce phénomène naturel fait monter l’air chaud dans un espace clos et chercher une sortie. Lorsque l’air chaud quitte l’espace, il crée un vide partiel qui aspire de l’air plus frais de l’atmosphère extérieure pour le remplacer. Ce cycle introduira continuellement de l’air plus frais dans l’espace, régulant ainsi efficacement la température et assurant un apport constant d’air frais. Ce système d’échange de chaleur et d’air est le plus efficace dans les bâtiments dotés de systèmes de ventilation de cheminée dédiés et où de grandes différences de températures extérieures et intérieures favorisent l’effet de cheminée.
Le phénomène naturel de l’air chaud s’élevant au-dessus de l’air plus frais est assez bien connu et constitue la base de tous les systèmes de ventilation par cheminée. Lorsque l’air est chauffé, les molécules s’éloignent les unes des autres, rendant ainsi l’air moins dense et plus flottant. Le corps ou la colonne d’air dans tout espace clos sera toujours plus chaud vers le haut de l’espace en raison de cet effet. Les systèmes de ventilation par cheminée utilisent ce mouvement naturel pour expulser l’air chaud et aspirer de l’air frais et plus frais dans un espace. Ces systèmes sont particulièrement efficaces car ils nécessitent très peu, voire aucun, de composants mécaniques pour fonctionner correctement.
Les systèmes d’échange d’air de cheminée dédiés comporteront généralement une série d’évents d’air chaud au niveau du toit et des entrées d’air froid le long des parties inférieures des murs extérieurs. Les bouches de sortie d’air chaud doivent idéalement être situées le plus haut possible ; l’effet de cheminée devient plus prononcé lorsque la distance entre les points d’entrée et de sortie augmente. Les bâtiments plus grands et à plusieurs étages ont généralement un conduit d’air chaud central qui mène au toit de la structure avec des bouches d’air chaud au niveau du plafond à chaque étage. Les entrées d’air froid sont alors généralement alimentées par de l’air qui est aspiré dans un conduit d’air froid séparé par des ventilateurs. Ce conduit aura un ensemble d’évents d’admission au niveau du sol.
Lorsque l’air dans l’espace intérieur commence à se réchauffer, il monte naturellement vers les régions supérieures de l’espace et sort par les bouches d’air chaud. Ce faisant, le vide à basse pression laissé dans son sillage attire de l’air frais et plus frais dans la zone à travers les bouches d’air froid. Ce cycle établit un modèle de ventilation à flux croisé constant qui maintient la zone alimentée en air frais. Étant donné que ce cycle repose sur une différence de température entre les colonnes d’air extérieur et intérieur, les systèmes de ventilation par cheminée sont particulièrement efficaces pendant les périodes hivernales.
La ventilation par cheminée présente un certain nombre d’avantages et d’inconvénients qui doivent être pris en compte lors du choix d’un système de ventilation. Les principaux avantages des systèmes de ventilation par cheminée incluent la flexibilité du placement des évents, la non-dépendance aux modèles de vent, un flux d’air stable et la durabilité. Les inconvénients de ce type de système sont une force d’écoulement d’air inférieure par rapport à la ventilation par le vent, la dépendance aux différences de température et les limites de conception concernant les hauteurs de plafond. Nonobstant les inconvénients, ces systèmes sont généralement des options d’échange d’air efficaces, peu coûteuses et respectueuses de l’environnement.