Le refoulement d'air peut entraîner des problèmes de confort et de qualité de l'air intérieur
Les gens passent la majeure partie de leur temps dans des logements (Klepeis et al., 2001), ce qui fait de la qualité de l'air intérieur une préoccupation croissante. Il est largement reconnu que l'impact sanitaire de l'air intérieur est important (Edwards et al., 2001 ; de Oliveira et al., 2004 ; Weisel et al., 2005). Les normes actuelles de ventilation visent à protéger la santé et à assurer le confort des résidents, mais la plupart d'entre elles reposent largement sur l'expertise technique en raison du manque de justification scientifique. Cette section décrit les méthodes actuelles et potentielles d'estimation des débits de ventilation requis et donne un aperçu des principales normes existantes.
EFFLUENTS HUMAINS ET DIOXYDE DE CARBONE
Bases Pettenkofer Zahl pour les normes de ventilation
La transpiration semble être la principale source d'odeur corporelle déterminant la qualité perçue de l'air intérieur (Gids et Wouters, 2008). Les odeurs sont source d'inconfort, car une bonne qualité de l'air est souvent perçue comme l'absence d'odeur. Dans de nombreux cas, les occupants s'habituent à des odeurs facilement perceptibles par une personne entrant dans la pièce. L'évaluation d'un panel de visiteurs (Fanger et al., 1988) peut être utilisée pour évaluer l'intensité des odeurs.
Le dioxyde de carbone (CO2) n'est pas un facteur majeur d'exposition à l'air intérieur des habitations pour la santé. Le CO2 est un marqueur des bioeffluents humains et peut être lié aux nuisances olfactives. Le CO2 est à la base de la quasi-totalité des exigences de ventilation des bâtiments depuis les travaux de Pettenkofer (1858). Il a reconnu que, si le CO2 était inoffensif à des niveaux intérieurs normaux et non détectable par les personnes, il s'agissait d'un polluant mesurable sur lequel les normes de ventilation pouvaient être conçues. À partir de cette étude, il a proposé la « PettekoferZahl », une concentration maximale de CO2 de 1 000 ppm, pour prévenir les odeurs provenant des effluents humains. Il a supposé une concentration extérieure d'environ 500 ppm. Il a conseillé de limiter la différence de CO2 entre l'intérieur et l'extérieur à 500 ppm. Cela équivaut à un débit d'environ 10 dm3/s par personne pour un adulte. Cette quantité constitue toujours la base des exigences de ventilation dans de nombreux pays. Plus tard, Yaglou (1937), Bouwman (1983), Cain (1983) et Fanger (1988) ont mené des recherches supplémentaires sur une approche de ventilation « axée sur les nuisances olfactives » basée sur le CO2 comme marqueur.
Tableau : Limites de CO2 généralement utilisées dans les espaces (Gids 2011)
Une étude récente indique que le CO2 lui-même pourrait influencer les performances cognitives (Satish et al., 2012). Si les performances des personnes constituent le paramètre le plus important dans des salles de classe, des amphithéâtres et même, dans certains cas, des bureaux, les niveaux de CO2 devraient déterminer le niveau de ventilation plutôt que la nuisance et/ou le confort. Afin d'élaborer des normes basées sur le CO2 pour les performances cognitives, il faudrait établir un niveau d'exposition acceptable. D'après cette étude, le maintien d'un niveau autour de 1 000 ppm ne semble pas altérer les performances (Satish et al., 2012).
BASE DES FUTURES NORMES DE VENTILATION
VENTILATION POUR LA SANTÉ
Les polluants sont émis ou pénètrent dans l'espace où les occupants les inhalent. La ventilation offre une solution pour éliminer les polluants et réduire l'exposition, soit en les éliminant à la source, par exemple avec des hottes aspirantes, soit en diluant l'air de la maison grâce à une ventilation intégrale. La ventilation n'est pas la seule option de contrôle pour réduire l'exposition et peut s'avérer inappropriée dans de nombreuses situations.
Pour concevoir une stratégie de ventilation ou de contrôle des polluants axée sur la santé, il est nécessaire de bien comprendre les polluants à contrôler, les sources intérieures et leur concentration, ainsi que les niveaux d'exposition acceptables dans le logement. Une action collaborative européenne a mis au point une méthode permettant de déterminer les besoins en ventilation pour obtenir une bonne qualité de l'air intérieur en fonction de ces polluants (Bienfait et al., 1992).
Les polluants les plus importants à l'intérieur
Les polluants qui semblent être à l’origine des risques chroniques pour la santé associés à l’exposition à l’air intérieur sont :
• Particules fines (PM2,5)
• Fumée secondaire de tabac (FST)
• Radon
• Ozone
• Formaldéhyde
• Acroléine
• Polluants liés aux moisissures et à l’humidité
Actuellement, les données sur l'intensité des sources et leur contribution à l'exposition dans les habitations sont insuffisantes pour élaborer une norme de ventilation axée sur la santé. Les caractéristiques des sources varient considérablement d'une habitation à l'autre, et le taux de ventilation approprié pour une habitation pourrait nécessiter de prendre en compte les sources intérieures et le comportement des occupants. Ce domaine de recherche est en cours. Les futures normes de ventilation pourraient s'appuyer sur les résultats sanitaires pour établir des taux de ventilation suffisants.
VENTILATION POUR LE CONFORT
Comme décrit ci-dessus, les odeurs peuvent jouer un rôle important dans le confort et le bien-être. Un autre aspect du confort est le confort thermique. La ventilation peut influencer le confort thermique en transportant de l'air frais,
Air chauffé, humidifié ou séché. Les turbulences et la vitesse de l'air provoquées par la ventilation peuvent influencer le confort thermique perçu. Des taux d'infiltration ou de renouvellement d'air élevés peuvent engendrer un inconfort (Liddament 1996).
Le calcul des débits de ventilation requis pour le confort et la santé nécessite différentes approches. La ventilation pour le confort repose principalement sur la réduction des odeurs et le contrôle de la température et de l'humidité, tandis que pour la santé, la stratégie repose sur la réduction des expositions. Une proposition des lignes directrices pour une action concertée (CCE 1992) consiste à calculer séparément les débits de ventilation nécessaires au confort et à la santé. Le débit de ventilation le plus élevé doit être utilisé pour la conception.
NORMES DE VENTILATION EXISTANTES
NORMES DE VENTILATION DES ÉTATS-UNIS : ASHRAE 62.2
La norme 62.2 de l'American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineer (ASHRAE) est la norme de ventilation résidentielle la plus largement acceptée aux États-Unis. L'ASHRAE a élaboré la norme 62.2 « Ventilation et qualité acceptable de l'air intérieur dans les bâtiments résidentiels de faible hauteur » afin de répondre aux problèmes de qualité de l'air intérieur (QAI) (ASHRAE 2010). La norme ASHRAE 62.2 est désormais exigée par certains codes du bâtiment, comme le Titre 24 de Californie, et est considérée comme une norme de pratique dans de nombreux programmes d'efficacité énergétique et par les organismes qui forment et certifient les entrepreneurs en performance énergétique des logements. La norme spécifie un taux de ventilation d'air extérieur global au niveau de la résidence en fonction de la surface au sol (un indicateur des émissions de matériaux) et du nombre de chambres (un indicateur des émissions liées aux occupants) et exige des ventilateurs d'extraction pour les salles de bains et les cuisines. L'objectif principal de la norme est généralement considéré comme le taux de ventilation global. Cette approche repose sur l'idée que les risques à l'intérieur sont liés à des sources d'émission continue et diffuse, telles que le formaldéhyde provenant du mobilier et les bioeffluents (y compris les odeurs) d'origine humaine. Le niveau requis de ventilation mécanique pour l'ensemble du logement repose sur l'avis d'experts du domaine, mais ne repose sur aucune analyse des concentrations de polluants chimiques ni sur d'autres préoccupations sanitaires spécifiques.
NORMES EUROPÉENNES DE VENTILATION
Français Il existe une variété de normes de ventilation dans divers pays européens. Dimitroulopoulou (2012) fournit un aperçu des normes existantes sous forme de tableau pour 14 pays (Belgique, République tchèque, Danemark, Finlande, France, Allemagne, Grèce, Italie, Pays-Bas, Norvège, Portugal, Suède, Suisse, Royaume-Uni) ainsi qu'une description des études de modélisation et de mesure réalisées dans chaque pays. Tous les pays ont spécifié les débits pour toute la maison ou des pièces spécifiques de la maison. Le débit d'air a été spécifié dans au moins une norme pour les pièces suivantes : salon, chambre, cuisine, salle de bain, toilettes. La plupart des normes ne spécifiaient le débit d'air que pour un sous-ensemble de pièces.
Français La base des exigences de ventilation varie d'un pays à l'autre, les exigences étant basées sur le nombre de personnes, la surface au sol, le nombre de pièces, le type de pièce, le type d'unité ou une combinaison de ces paramètres. Brelih et Olli (2011) ont agrégé les normes de ventilation de 16 pays d'Europe (Bulgarie, République tchèque, Allemagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Italie, Lituanie, Pays-Bas, Norvège, Pologne, Portugal, Roumanie, Slovénie, Royaume-Uni). Ils ont utilisé un ensemble de logements standard pour comparer les taux de renouvellement d'air (TEA) résultants calculés à partir de ces normes. Ils ont comparé les débits d'air requis pour la ventilation de toute la maison et la ventilation des tâches. Les taux de ventilation requis pour toute la maison variaient de 0,23 à 1,21 ACH, les valeurs les plus élevées aux Pays-Bas et les plus faibles en Bulgarie.
Les débits d'évacuation minimum des hottes de cuisinière variaient de 5,6 à 41,7 dm3/s.
Les taux d’échappement minimaux des toilettes variaient entre 4,2 et 15 dm3/s.
Les taux d’évacuation minimaux des salles de bains variaient entre 4,2 et 21,7 dm3/s.
Il semble y avoir un consensus standard entre la plupart des normes selon lequel un taux de ventilation de toute la maison est requis avec des niveaux de ventilation supplémentaires plus élevés pour les pièces où des activités émettant des polluants peuvent se produire, comme les cuisines et les salles de bains, ou où les gens passent la majorité de leur temps, comme les salons et les chambres.
NORMES EN PRATIQUE
Les nouvelles constructions de maisons sont censées répondre aux exigences du pays de construction. Les appareils de ventilation sont sélectionnés en fonction des débits requis. Or, les débits peuvent être affectés par d'autres facteurs que le seul appareil choisi. Une contre-pression provenant de la bouche d'aération d'un ventilateur donné, une installation incorrecte et des filtres obstrués peuvent entraîner une baisse des performances du ventilateur. Actuellement, aucune exigence de mise en service n'est prévue dans les normes américaines ou européennes. La mise en service est obligatoire en Suède depuis 1991. La mise en service consiste à mesurer les performances réelles d'un bâtiment afin de déterminer s'il répond aux exigences (Stratton et Wray, 2013). Elle nécessite des ressources supplémentaires et peut être considérée comme un coût prohibitif. En l'absence de mise en service, les débits réels peuvent ne pas correspondre aux valeurs prescrites ou calculées. Stratton et al. (2012) ont mesuré les débits dans 15 maisons californiennes (États-Unis) et ont constaté qu'une seule était entièrement conforme à la norme ASHRAE 62.2. Des mesures réalisées en Europe ont également montré que de nombreuses maisons ne respectaient pas les normes prescrites (Dimitroulopoulou, 2012). La mise en service devrait potentiellement être ajoutée aux normes existantes pour assurer la conformité dans les maisons.
Date de publication : 15 octobre 2021
