Les caractéristiques de conception d'une douche conventionnelle minimisent le confort thermique, maximisent la consommation d'énergie et d'eauconsommation tout en exacerbant les problèmes d'humidité. La plupart de ces effets négatifs sont causés par l'évaporation. Lorsque de petites gouttelettes d'eau tombent de la pomme de douche, la surface et la vitesse élevées des particules d'eau chaude connaissent des conditions qui maximisent le refroidissement par évaporation des gouttelettes. Les pommes de douche à économie d'eau qui produisent des particules d'eau exceptionnellement petites peuvent en fait augmenter encore l'évaporation. Les particules d'eau peuvent être refroidies jusqu'à 30 °F / 17 °C lorsqu'elles tombent de la pomme de douche au sol. L'évaporation est également accélérée par les courants d'air convectifs et une faible humidité. Avec le rideau de douche en place, une zone de douche peut agir comme une cheminée thermique. L'air froid entre par le dessous du rideau ; monte ensuite lorsqu'il est chauffé par les parois de la cabine de douche, la chute de particules d'eau chaude et l'occupant de la douche. L'humidité de l'air en mouvement est maintenue faible en condensant sa charge d'humidité sur les surfaces froides de la salle de bain. Cela entraîne souvent la croissance de moisissures, la pourriture des murs ou des plafonds et une isolation humide. un problème qui peut être particulièrement aigu dansconstruction en bottes de paille .
L'humidité de la salle de bain est souvent contrôlée par l'utilisation d'un ventilateur d'extraction. Le ventilateur aspire l'air chargé d'humidité, qui est ensuite remplacé par de l'air extérieur plus sec. Pendant l'hiver, le niveau d'humidité dans l'air extérieur est particulièrement bas, ce qui accélère encore le taux d'évaporation. De plus, de la chaleur est nécessaire pour l'air d'appoint du ventilateur.
L'évaporation est également la principale source de perte de chaleur de notre peau. Une humidité plus faible entraînera une perte de chaleur accrue de la part de l'occupant de la douche et nécessitera d'augmenter l'eau chaude pour maintenir des conditions confortables. Si une fenêtre est ouverte pour contrôler l'humidité, la température de la salle de bain sera abaissée; pour rester à l'aise, l'occupant de la douche devra augmenter l'eau chaude, ce qui transforme la salle de bain en un hammam car l'humidité de l'air humide quittant la douche se condense dans l'air ambiant plus frais. Les murs d'une salle de bain sont souvent recouverts de matériaux à haute masse thermique, comme les carreaux de céramique. Les carreaux seront généralement en dessous de la température de la peau, ce qui entraînera une perte de chaleur supplémentaire par rayonnement et convection. L'occupant de la douche compensera une fois de plus cette perte de chaleur en augmentant encore plus l'eau chaude.
Solution
Il existe une solution simple à cette myriade de problèmes connexes; empêcher le flux d'air vers et depuis la zone de douche est la clé, en d'autres termes sceller la cabine de douche. Des avantages supplémentaires peuvent être obtenus par l'incorporation de parois isolées à faible masse thermique qui chauffent rapidement. Le résultat est une cabine de douche où les courants d'air sont minimisés, l'humidité est augmentée et l'air est plus chaud. Tous ces effets augmenteront le confort thermique et réduiront la consommation d'énergie et d'eau . Un autre avantage est qu'avec l'air de la douche réchauffé, la vapeur d'eau présente ne se condensera pas dans l'air, éliminant ainsi les conditions de vapeur.
Si les parois de la douche ont une masse thermique assez faible, la cabine de douche se réchauffera rapidement afin de pouvoir prendre une douche confortable même dans une salle de bain non chauffée. Nous avons construit une cabine de douche pour le magazine Home Power. La stalle a une masse thermique très faible ; les murs sont recouverts de "Reflectics" (film à bulles aluminisé). Le haut de la douche est recouvert d'une bulle en plastique transparent, voir photo. La douche est située dans une serre non chauffée . Pendant l'hiver, lorsque les températures de la serre descendent à 38ºF/3,33ºC, vous pouvez toujours prendre une douche confortable.
Une combinaison baignoire / douche en fibre de verre dans ma maison a été scellée avec du contreplaqué et du plexiglas. Cette configuration permet une douche confortable lorsque l'air de ma salle de bain descend à 50ºF/10ºC. Après la douche, je peux me sécher dans la douche chauffée. Un évent est ouvert dans le plafond pour sécher l'intérieur. Cet arrangement me permet de prendre une douche confortable dans une salle de bain froide tout en utilisant seulement 1/2 gallon/1,89 litre d'eau par minute. De nombreuses douches utilisent jusqu'à 3 gallons / 11,36 litres d'eau par minute.
Application dans les maisons solaires et les pays en développement
Cette douche économe en énergie se combine efficacement avec le chauffage solaire , car elle permet une douche assez confortable lorsque la température de l'eau descend à 90 ºF / 32,2 ºC (la température typique de l'eau pour une douche est de 105 ºF / 40,5 ºC). Dans les pays tropicaux, les douches sont souvent non chauffées. L'eau n'est généralement pas assez chaude pour une douche confortable. Pour augmenter la température de l'eau, un radiateur électrique situé au niveau de la pomme de douche est souvent utilisé. La douche scellée décrite ici pourrait déplacer l'eau dans la zone de confort sans utiliser de chauffage électrique inefficace et coûteux.