Mercredi, Février 16 2011 00: 42

Contrôle des environnements intérieurs : principes généraux

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Les personnes en milieu urbain passent entre 80 et 90 % de leur temps dans des espaces intérieurs tout en exerçant des activités sédentaires, tant pendant le travail que pendant les loisirs. (Voir figure 1).

Figure 1. Les citadins passent 80 à 90 % de leur temps à l'intérieur

IEN010F1

Ce fait a conduit à la création au sein de ces espaces intérieurs d'environnements plus confortables et homogènes que ceux trouvés à l'extérieur avec leurs conditions climatiques changeantes. Pour rendre cela possible, l'air de ces espaces devait être conditionné, réchauffé pendant la saison froide et refroidi pendant la saison chaude.

Pour que la climatisation soit efficace et rentable, il était nécessaire de contrôler l'air entrant dans les bâtiments depuis l'extérieur, dont on ne pouvait pas s'attendre à ce qu'il ait les caractéristiques thermiques souhaitées. Il en est résulté des bâtiments de plus en plus étanches à l'air et un contrôle plus strict de la quantité d'air ambiant utilisée pour renouveler l'air intérieur stagnant.

La crise énergétique du début des années 1970 – et la nécessité d'économiser l'énergie qui en a résulté – a représenté un autre état de fait souvent responsable de réductions drastiques du volume d'air ambiant utilisé pour le renouvellement et la ventilation. Ce qui se faisait couramment à l'époque était de recycler plusieurs fois l'air à l'intérieur d'un bâtiment. Cela a été fait, bien sûr, dans le but de réduire le coût de la climatisation. Mais autre chose a commencé à se produire : le nombre de plaintes, d'inconfort et/ou de problèmes de santé des occupants de ces immeubles a considérablement augmenté. Ce qui, à son tour, renchérit les coûts sociaux et financiers dus à l'absentéisme et conduit les spécialistes à étudier l'origine de plaintes jusqu'alors considérées comme indépendantes de la pollution.

Il n'est pas compliqué d'expliquer ce qui a conduit à l'apparition de plaintes : les bâtiments sont construits de plus en plus hermétiquement, le volume d'air fourni pour la ventilation est réduit, davantage de matériaux et de produits sont utilisés pour isoler thermiquement les bâtiments, le nombre de produits chimiques et les matières synthétiques utilisées se multiplient et se diversifient et la maîtrise individuelle de l'environnement se perd progressivement. Le résultat est un environnement intérieur de plus en plus contaminé.

Les occupants de bâtiments à l'environnement dégradé réagissent alors, pour la plupart, en exprimant des plaintes sur des aspects de leur environnement et en présentant des symptômes cliniques. Les symptômes les plus courants sont les suivants : irritation des muqueuses (yeux, nez et gorge), maux de tête, essoufflement, incidence accrue de rhumes, allergies, etc.

Lorsque vient le temps de définir les causes possibles qui déclenchent ces plaintes, l'apparente simplicité de la tâche fait place en fait à une situation très complexe lorsqu'on tente d'établir la relation de cause à effet. Dans ce cas, il faut regarder tous les facteurs (qu'ils soient environnementaux ou d'autres origines) qui peuvent être impliqués dans les plaintes ou les problèmes de santé qui sont apparus.

La conclusion, après de nombreuses années d'étude de ce problème, est que ces problèmes ont des origines multiples. Les exceptions sont les cas où la relation de cause à effet est clairement établie, comme dans le cas de l'épidémie de légionellose par exemple, ou les problèmes d'irritation ou de sensibilité accrue dus à l'exposition au formaldéhyde.

Le phénomène porte le nom de syndrome des bâtiments malsains, et est défini comme les symptômes affectant les occupants d'un bâtiment où les plaintes dues à un malaise sont plus fréquentes qu'on ne pourrait raisonnablement s'y attendre.

Le tableau 1 présente quelques exemples de polluants et les sources d'émissions les plus courantes qui peuvent être associées à une baisse de la qualité de l'air intérieur.

En plus de la qualité de l'air intérieur, qui est affectée par les polluants chimiques et biologiques, le syndrome des bâtiments malsains est attribué à de nombreux autres facteurs. Certains sont physiques, comme la chaleur, le bruit et l'éclairage ; certains sont d'ordre psychosocial, au premier rang desquels l'organisation du travail, les relations de travail, le rythme de travail et la charge de travail.

Tableau 1. Les polluants intérieurs les plus courants et leurs sources

site

Sources d'émission

De polluants

Plein air

Sources fixes

 
 

Sites industriels, production d'énergie

Dioxyde de soufre, oxydes d'azote, ozone, particules, monoxyde de carbone, composés organiques

 

Véhicules à moteur

Monoxyde de carbone, plomb, oxydes d'azote

 

Sol

Radon, micro-organismes

Intérieur

Matériaux de construction

 
 

Pierre, béton

Radon

 

Bois composites, placage

Formaldéhyde, composés organiques

 

Isolation

Formaldéhyde, fibre de verre

 

Retardateurs de feu

Amiante

 

Peinture

Composés organiques, plomb

 

Équipements et installations

 
 

Systèmes de chauffage, cuisines

Monoxyde et dioxyde de carbone, oxydes d'azote, composés organiques, particules

 

Photocopieurs

Ozone

 

Systèmes de ventilation

Fibres, micro-organismes

 

Les occupants

 
 

Activité métabolique

Dioxyde de carbone, vapeur d'eau, odeurs

 

Activité biologique

Les micro-organismes

 

Activité humaine

 
 

Fumeur

Monoxyde de carbone, autres composés, particules

 

Rafraîchisseurs d'air

Fluorocarbures, odeurs

 

Nettoyage

Composés organiques, odeurs

 

Loisirs, activités artistiques

Composés organiques, odeurs

 

L'air intérieur joue un rôle très important dans le syndrome des bâtiments malsains, et le contrôle de sa qualité peut donc aider, dans la plupart des cas, à rectifier ou à améliorer les conditions qui conduisent à l'apparition du syndrome. Il convient toutefois de rappeler que la qualité de l'air n'est pas le seul facteur à prendre en compte dans l'évaluation des environnements intérieurs.

Mesures pour le contrôle des environnements intérieurs

L'expérience montre que la plupart des problèmes qui surviennent dans les environnements intérieurs sont le résultat de décisions prises lors de la conception et de la construction d'un bâtiment. Bien que ces problèmes puissent être résolus ultérieurement en prenant des mesures correctives, il convient de souligner qu'il est plus efficace et plus rentable de prévenir et de corriger les lacunes lors de la conception du bâtiment.

La grande variété des sources possibles de pollution détermine la multiplicité des actions correctives qui peuvent être prises pour les maîtriser. La conception d'un bâtiment peut impliquer des professionnels de divers domaines, tels que des architectes, des ingénieurs, des designers d'intérieur et autres. Il est donc important à ce stade de garder à l'esprit les différents facteurs qui peuvent contribuer à éliminer ou à minimiser les éventuels problèmes futurs pouvant survenir en raison d'une mauvaise qualité de l'air. Les facteurs à considérer sont

  • sélection du site
  • conception architecturale
  • sélection de matériaux
  • les systèmes de ventilation et de climatisation utilisés pour contrôler la qualité de l'air intérieur.

 

Choisir un chantier

La pollution de l'air peut provenir de sources proches ou éloignées du site choisi. Ce type de pollution comprend, pour la plupart, des gaz organiques et inorganiques résultant de la combustion, qu'il s'agisse de véhicules à moteur, d'installations industrielles ou de centrales électriques à proximité du site, et des particules en suspension dans l'air d'origines diverses.

La pollution retrouvée dans le sol comprend des composés gazeux provenant de la matière organique enfouie et du radon. Ces contaminants peuvent pénétrer dans le bâtiment par des fissures dans les matériaux de construction qui sont en contact avec le sol ou par migration à travers des matériaux semi-perméables.

Lorsque la construction d'un bâtiment est à l'état de projet, les différents sites possibles doivent être évalués. Le meilleur site doit être choisi en tenant compte de ces faits et informations :

  1. Des données qui montrent les niveaux de pollution de l'environnement dans la zone, pour éviter les sources de pollution éloignées.
  2. Analyse des sources de pollution adjacentes ou proches, en tenant compte de facteurs tels que le volume de circulation automobile et les sources possibles de pollution industrielle, commerciale ou agricole.
  3. Les niveaux de pollution du sol et de l'eau, y compris les composés organiques volatils ou semi-volatils, le gaz radon et d'autres composés radioactifs résultant de la désintégration du radon. Ces informations sont utiles si une décision doit être prise de changer de site ou de prendre des mesures pour atténuer la présence de ces contaminants à l'intérieur du futur bâtiment. Parmi les mesures pouvant être prises figurent l'étanchéité efficace des canaux de pénétration ou la conception de systèmes de ventilation générale qui assureront une surpression à l'intérieur du futur bâtiment.
  4. Informations sur le climat et la direction des vents prédominants dans la région, ainsi que les variations journalières et saisonnières. Ces conditions sont importantes pour décider de la bonne orientation du bâtiment.

 

D'autre part, les sources locales de pollution doivent être contrôlées à l'aide de diverses techniques spécifiques, telles que le drainage ou le nettoyage des sols, la dépressurisation des sols ou l'utilisation de chicanes architecturales ou scéniques.

Conception architecturale

L'intégrité d'un bâtiment a été, pendant des siècles, une injonction fondamentale lors de la planification et de la conception d'un nouveau bâtiment. A cette fin, on a tenu compte, aujourd'hui comme par le passé, des capacités des matériaux à résister à la dégradation par l'humidité, les changements de température, les mouvements d'air, les radiations, l'attaque d'agents chimiques et biologiques ou les catastrophes naturelles.

Le fait que les facteurs mentionnés ci-dessus doivent être considérés lors de la réalisation de tout projet architectural n'est pas un enjeu dans le contexte actuel : de plus, le projet doit mettre en œuvre les bonnes décisions concernant l'intégrité et le bien-être des occupants. Au cours de cette phase du projet, des décisions doivent être prises concernant la conception des espaces intérieurs, le choix des matériaux, la localisation des activités qui pourraient être des sources potentielles de pollution, les ouvertures du bâtiment vers l'extérieur, les fenêtres et les système de ventilation.

Ouvertures du bâtiment

Des mesures de contrôle efficaces lors de la conception du bâtiment consistent à planifier l'emplacement et l'orientation de ces ouvertures en vue de minimiser la quantité de contamination pouvant pénétrer dans le bâtiment à partir de sources de pollution précédemment détectées. Les considérations suivantes doivent être gardées à l'esprit :

  • Les ouvertures doivent être éloignées des sources de pollution et non dans la direction prédominante du vent. Lorsque les ouvertures sont proches de sources de fumée ou d'échappement, le système de ventilation doit être prévu pour produire une pression d'air positive dans cette zone afin d'éviter la rentrée d'air ventilé, comme illustré à la figure 2.
  • Une attention particulière doit être accordée pour garantir le drainage et éviter les infiltrations là où le bâtiment entre en contact avec le sol, dans les fondations, dans les zones carrelées, où se trouvent le système de drainage et les conduits, et d'autres sites.
  • Les accès aux quais de chargement et aux garages doivent être construits loin des prises d'air normales du bâtiment ainsi que des entrées principales.

 

Figure 2. Pénétration de la pollution de l'extérieur

IEN010F2

Windows

Au cours des dernières années, il y a eu un renversement de la tendance observée dans les années 1970 et 1980, et maintenant il y a une tendance à inclure des fenêtres fonctionnelles dans les nouveaux projets architecturaux. Cela confère plusieurs avantages. L'un d'eux est la capacité de fournir une ventilation supplémentaire dans les zones (peu nombreuses, on l'espère) qui en ont besoin, en supposant que le système de ventilation dispose de capteurs dans ces zones pour éviter les déséquilibres. Il faut garder à l'esprit que la possibilité d'ouvrir une fenêtre ne garantit pas toujours que de l'air frais entrera dans un bâtiment ; si le système de ventilation est sous pression, l'ouverture d'une fenêtre ne fournira pas de ventilation supplémentaire. D'autres avantages ont un caractère résolument psychosocial, permettant aux occupants un certain contrôle individuel sur leur environnement et un accès direct et visuel à l'extérieur.

Protection contre l'humidité

Le principal moyen de contrôle consiste à réduire l'humidité dans les fondations du bâtiment, où les micro-organismes, en particulier les champignons, peuvent fréquemment se propager et se développer.

La déshumidification de la zone et la pressurisation du sol peuvent empêcher l'apparition d'agents biologiques et peuvent également empêcher la pénétration de polluants chimiques pouvant être présents dans le sol.

L'étanchéité et le contrôle des zones fermées du bâtiment les plus sensibles à l'humidité de l'air est une autre mesure à considérer, car l'humidité peut endommager les matériaux utilisés pour le revêtement du bâtiment, de sorte que ces matériaux peuvent alors devenir une source de contamination microbiologique .

Aménagement des espaces intérieurs

Il est important de connaître lors des étapes de planification l'usage qui sera fait du bâtiment ou les activités qui s'y dérouleront. Il est important avant tout de savoir quelles activités peuvent être source de contamination ; ces connaissances peuvent ensuite être utilisées pour limiter et contrôler ces sources potentielles de pollution. Quelques exemples d'activités qui peuvent être des sources de contamination à l'intérieur d'un bâtiment sont la préparation d'aliments, l'imprimerie et les arts graphiques, le tabagisme et l'utilisation de photocopieurs.

La localisation de ces activités dans des locaux spécifiques, séparés et isolés des autres activités, doit être décidée de manière à ce que les occupants du bâtiment soient le moins possible touchés.

Il est conseillé de doter ces procédés d'un système d'extraction localisée et/ou de systèmes de ventilation générale aux caractéristiques particulières. La première de ces mesures vise à contrôler les contaminants à la source d'émission. La seconde, applicable lorsque les sources sont nombreuses, lorsqu'elles sont dispersées dans un espace donné, ou lorsque le polluant est extrêmement dangereux, doit répondre aux exigences suivantes : elle doit être capable de fournir des volumes d'air neuf suffisants compte tenu des aux normes de l'activité considérée, il ne doit pas réutiliser d'air en le mélangeant au flux général de ventilation du bâtiment et il doit prévoir une extraction d'air pulsé supplémentaire si nécessaire. Dans de tels cas, le flux d'air dans ces locaux doit être soigneusement planifié, afin d'éviter le transfert de polluants entre des espaces contigus, en créant, par exemple, une pression négative dans un espace donné.

Parfois, le contrôle est obtenu en éliminant ou en réduisant la présence de polluants dans l'air par filtration ou en nettoyant chimiquement l'air. Lors de l'utilisation de ces techniques de contrôle, il convient de garder à l'esprit les caractéristiques physiques et chimiques des polluants. Les systèmes de filtration, par exemple, sont adéquats pour éliminer les particules de l'air - tant que l'efficacité du filtre est adaptée à la taille des particules qui sont filtrées - mais permettent aux gaz et aux vapeurs de passer à travers.

L'élimination de la source de pollution est le moyen le plus efficace de contrôler la pollution dans les espaces intérieurs. Un bon exemple qui illustre ce point sont les restrictions et les interdictions de fumer sur le lieu de travail. Là où il est permis de fumer, il est généralement limité à des zones spéciales équipées de systèmes de ventilation spéciaux.

Sélection des matériaux

En essayant de prévenir d'éventuels problèmes de pollution à l'intérieur d'un bâtiment, il convient de prêter attention aux caractéristiques des matériaux utilisés pour la construction et la décoration, à l'ameublement, aux activités normales de travail qui seront effectuées, à la manière dont le bâtiment sera nettoyé et désinfecté et la façon dont les insectes et autres ravageurs seront contrôlés. Il est également possible de réduire les niveaux de composés organiques volatils (COV), par exemple, en ne considérant que les matériaux et les meubles qui ont des taux d'émission connus pour ces composés et en sélectionnant ceux qui ont les niveaux les plus bas.

Aujourd'hui, même si certains laboratoires et institutions ont réalisé des études sur les émissions de ce type, les informations disponibles sur les taux d'émission de contaminants pour les matériaux de construction sont rares ; cette rareté est en outre aggravée par le grand nombre de produits disponibles et la variabilité qu'ils présentent dans le temps.

Malgré cette difficulté, certains producteurs ont commencé à étudier leurs produits et à y inclure, généralement à la demande du consommateur ou du professionnel de la construction, des informations sur les recherches effectuées. Les produits sont de plus en plus étiquetés Sans danger pour l'environnement, non toxique etc.

Il reste cependant de nombreux problèmes à surmonter. Des exemples de ces problèmes incluent le coût élevé des analyses nécessaires à la fois en temps et en argent ; l'absence de normes pour les méthodes utilisées pour doser les échantillons ; l'interprétation compliquée des résultats obtenus en raison de la méconnaissance des effets sur la santé de certains contaminants; et le manque d'accord entre les chercheurs sur la question de savoir si les matériaux à haut niveau d'émission qui émettent pendant une courte période sont préférables aux matériaux à faible niveau d'émission qui émettent sur de plus longues périodes.

Mais le fait est que dans les années à venir, le marché des matériaux de construction et de décoration deviendra plus concurrentiel et subira davantage de pression législative. Cela se traduira par l'élimination de certains produits ou leur substitution par d'autres produits qui ont des taux d'émission plus faibles. Des mesures de ce type sont déjà prises avec les adhésifs utilisés dans la production de tissu de moquette pour le rembourrage et sont encore illustrées par l'élimination de composés dangereux tels que le mercure et le pentachlorophénol dans la production de peinture.

Jusqu'à ce que l'on en sache plus et que la réglementation législative dans ce domaine mûrisse, les décisions quant à la sélection des matériaux et produits les plus appropriés à utiliser ou à installer dans les nouveaux bâtiments seront laissées aux professionnels. Voici quelques considérations qui peuvent les aider à prendre une décision :

  • Des informations doivent être disponibles sur la composition chimique du produit et les taux d'émission de tous les polluants, ainsi que toute information concernant la santé, la sécurité et le confort des occupants qui y sont exposés. Ces informations doivent être fournies par le fabricant du produit.
  • Les produits doivent être sélectionnés avec les taux d'émission les plus faibles possibles de tous les contaminants, en accordant une attention particulière à la présence de composés cancérigènes et tératogènes, d'irritants, de toxines systémiques, de composés odoriférants, etc. Les adhésifs ou les matériaux qui présentent de grandes surfaces d'émission ou d'absorption, tels que les matériaux poreux, les textiles, les fibres non enduites et similaires, doivent être spécifiés et leur utilisation restreinte.
  • Des procédures préventives doivent être mises en place pour la manipulation et l'installation de ces matériaux et produits. Pendant et après l'installation de ces matériaux, l'espace doit être complètement ventilé et le cuire au four processus (voir ci-dessous) doit être utilisé pour durcir certains produits. Les mesures d'hygiène recommandées doivent également être appliquées.
  • L'une des procédures recommandées pour minimiser l'exposition aux émissions de nouveaux matériaux lors des étapes d'installation et de finition, ainsi que lors de l'occupation initiale du bâtiment, consiste à ventiler le bâtiment pendant 24 heures avec 100 % d'air extérieur. L'élimination des composés organiques par l'utilisation de cette technique évite la rétention de ces composés dans les matériaux poreux. Ces matériaux poreux peuvent agir comme des réservoirs et des sources ultérieures de pollution car ils libèrent les composés stockés dans l'environnement.
  • Incrémenter la ventilation au niveau maximum possible avant de réoccuper un bâtiment après qu'il ait été fermé pendant une certaine période - pendant les premières heures de la journée - et après les fermetures de week-end ou de vacances est également une mesure pratique qui peut être mise en œuvre.
  • Une procédure spéciale, connue sous le nom de cuire au four, a été utilisé dans certains bâtiments pour « durcir » de nouveaux matériaux. Le cuire au four procédé consiste à élever la température d'un bâtiment pendant 48 heures ou plus, en maintenant le débit d'air au minimum. Les températures élevées favorisent l'émission de composés organiques volatils. Le bâtiment est alors ventilé et sa charge polluante est ainsi réduite. Les résultats obtenus jusqu'à présent montrent que cette procédure peut être efficace dans certaines situations.

 

Systèmes de ventilation et contrôle des climats intérieurs

Dans les espaces clos, la ventilation est l'une des méthodes les plus importantes pour le contrôle de la qualité de l'air. Les sources de pollution de ces espaces sont si nombreuses, et les caractéristiques de ces polluants si variées, qu'il est quasiment impossible de les maîtriser totalement dès la conception. La pollution générée par les occupants mêmes du bâtiment - par les activités qu'ils exercent et les produits qu'ils utilisent pour leur hygiène personnelle - en est un exemple ; en général, ces sources de contamination échappent au contrôle du concepteur.

La ventilation est donc la méthode de contrôle normalement utilisée pour diluer et éliminer les contaminants des espaces intérieurs pollués ; elle peut être réalisée avec de l'air extérieur propre ou de l'air recyclé convenablement purifié.

De nombreux points différents doivent être pris en compte lors de la conception d'un système de ventilation s'il doit servir de méthode adéquate de contrôle de la pollution. Parmi eux, la qualité de l'air extérieur qui sera utilisé ; les exigences particulières de certains polluants ou de leur source génératrice ; l'entretien préventif du système de ventilation lui-même, qui doit également être considéré comme une source possible de contamination; et la distribution de l'air à l'intérieur du bâtiment.

Le tableau 2 résume les principaux points à considérer dans la conception d'un système de ventilation pour le maintien d'environnements intérieurs de qualité.

Dans un système de ventilation/climatisation typique, l'air qui a été prélevé à l'extérieur et qui a été mélangé à une part variable d'air recyclé passe par différents systèmes de climatisation, est généralement filtré, est chauffé ou refroidi selon la saison et est humidifié ou déshumidifié au besoin.

Tableau 2. Exigences de base pour un système de ventilation par dilution

Composant système
ou fonction

Exigence

Dilution par l'air extérieur

Un volume d'air minimum par occupant et par heure doit être garanti.

 

L'objectif doit être de renouveler le volume d'air intérieur un minimum de fois par heure.

 

Le volume d'air extérieur apporté doit être augmenté en fonction de l'intensité des sources de pollution.

 

Une extraction directe vers l'extérieur doit être garantie pour les espaces où se dérouleront des activités génératrices de pollution.

Emplacements des prises d'air

Il convient d'éviter de placer des prises d'air à proximité de panaches de sources connues de pollution.

 

Il faut éviter les zones proches de l'eau stagnante et des aérosols qui émanent des tours de réfrigération.

 

L'entrée de tout animal doit être empêchée et les oiseaux doivent être empêchés de se percher ou de nicher à proximité des prises d'eau.

Emplacement de l'extraction d'air
évents

Les bouches d'extraction doivent être placées aussi loin que possible des points d'entrée d'air et la hauteur de la bouche d'évacuation doit être augmentée.

 

L'orientation des évents de décharge doit être dans la direction opposée aux hottes d'admission d'air.

Filtration et nettoyage

Des filtres mécaniques et électriques pour les particules doivent être utilisés.

 

Il faut installer un système d'élimination chimique des polluants.

Contrôle microbiologique

Il convient d'éviter de placer tout matériau poreux en contact direct avec les courants d'air, y compris ceux des conduits de distribution.

 

Il convient d'éviter la collecte d'eau stagnante où la condensation se forme dans les unités de climatisation.

 

Un programme d'entretien préventif doit être établi et le nettoyage périodique des humidificateurs et des tours de réfrigération doit être programmé.

Répartition aérienne

Il convient d'éliminer et d'éviter la formation de zones mortes (où il n'y a pas de ventilation) et la stratification de l'air.

 

Il est préférable de mélanger l'air là où les occupants le respirent.

 

Des pressions adéquates doivent être maintenues dans tous les lieux en fonction des activités qui y sont exécutées.

 

Les systèmes de propulsion et d'extraction de l'air doivent être contrôlés pour maintenir l'équilibre entre eux.

 

Une fois traité, l'air est distribué par des conduits dans toutes les zones du bâtiment et est acheminé via des grilles de dispersion. Il se mélange ensuite dans les espaces occupés en échangeant de la chaleur et en renouvelant l'atmosphère intérieure avant d'être enfin évacué de chaque local par des conduits de retour.

La quantité d'air extérieur à utiliser pour diluer et éliminer les polluants fait l'objet de nombreuses études et controverses. Au cours des dernières années, des changements ont été apportés aux niveaux d'air extérieur recommandés et aux normes de ventilation publiées, impliquant dans la plupart des cas des augmentations des volumes d'air extérieur utilisés. Malgré cela, il a été constaté que ces recommandations sont insuffisantes pour contrôler efficacement toutes les sources de pollution. En effet, les normes établies sont basées sur l'occupation et ne tiennent pas compte d'autres sources importantes de pollution, telles que les matériaux utilisés dans la construction, l'ameublement et la qualité de l'air prélevé à l'extérieur.

Par conséquent, la quantité de ventilation requise doit être basée sur trois considérations fondamentales : la qualité de l'air que vous souhaitez obtenir, la qualité de l'air extérieur disponible et la charge totale de pollution dans l'espace qui sera ventilé. C'est le point de départ des études qui ont été menées par le professeur PO Fanger et son équipe (Fanger 1988, 1989). Ces études visent à établir de nouvelles normes de ventilation qui répondent aux exigences de qualité de l'air et qui offrent un niveau de confort acceptable tel que perçu par les occupants.

L'un des facteurs qui affectent la qualité de l'air dans les espaces intérieurs est la qualité de l'air extérieur disponible. Les caractéristiques des sources extérieures de pollution, comme la circulation automobile et les activités industrielles ou agricoles, mettent leur contrôle hors de portée des concepteurs, des propriétaires et des occupants du bâtiment. C'est dans des cas de ce genre que les autorités environnementales doivent assumer la responsabilité d'établir des directives de protection de l'environnement et de s'assurer qu'elles sont respectées. Il existe cependant de nombreuses mesures de contrôle qui peuvent être appliquées et qui sont utiles dans la réduction et l'élimination de la pollution atmosphérique.

Comme mentionné ci-dessus, un soin particulier doit être apporté à l'emplacement et à l'orientation des conduits d'admission et d'évacuation d'air, afin d'éviter de réinjecter des pollutions provenant du bâtiment lui-même ou de ses installations (tours de réfrigération, bouches de cuisine et de salle de bain, etc.) , ainsi que des bâtiments à proximité immédiate.

Lorsqu'il s'avère que l'air extérieur ou l'air recyclé est pollué, les mesures de contrôle recommandées consistent à le filtrer et à le nettoyer. La méthode la plus efficace pour éliminer les matières particulaires consiste à utiliser des précipitateurs électrostatiques et des filtres de rétention mécaniques. Ces derniers seront d'autant plus efficaces qu'ils seront calibrés plus précisément à la taille des particules à éliminer.

L'utilisation de systèmes capables d'éliminer les gaz et les vapeurs par absorption et/ou adsorption chimique est une technique rarement utilisée en milieu non industriel ; cependant, il est courant de trouver des systèmes qui masquent le problème de la pollution, notamment des odeurs par exemple, par l'utilisation de désodorisants.

D'autres techniques pour assainir et améliorer la qualité de l'air consistent à utiliser des ioniseurs et des ozoniseurs. La prudence serait la meilleure politique sur l'utilisation de ces systèmes pour obtenir des améliorations de la qualité de l'air jusqu'à ce que leurs propriétés réelles et leurs éventuels effets négatifs sur la santé soient clairement connus.

Une fois l'air traité et refroidi ou chauffé, il est acheminé vers les espaces intérieurs. Que la distribution d'air soit acceptable ou non dépendra, dans une large mesure, du choix, du nombre et de l'emplacement des grilles de diffusion.

Compte tenu des divergences d'opinion sur l'efficacité des différentes procédures à suivre pour mélanger l'air, certains concepteurs ont commencé à utiliser, dans certaines situations, des systèmes de distribution d'air qui délivrent de l'air au sol ou sur les murs comme alternative aux grilles de diffusion sur le plafond. Dans tous les cas, l'emplacement des registres de retour doit être soigneusement planifié pour éviter de court-circuiter l'entrée et la sortie d'air, ce qui l'empêcherait de se mélanger complètement comme le montre la figure 3.

Figure 3. Exemple de court-circuit de la distribution d'air dans les espaces intérieurs

IEN010F3

Selon la façon dont les espaces de travail sont compartimentés, la distribution de l'air peut présenter une variété de problèmes différents. Par exemple, dans les espaces de travail ouverts où les grilles de diffusion sont au plafond, l'air de la pièce peut ne pas se mélanger complètement. Ce problème tend à être aggravé lorsque le type de système de ventilation utilisé peut fournir des volumes d'air variables. Les conduits de distribution de ces systèmes sont équipés de bornes qui modifient la quantité d'air fournie aux conduits en fonction des données reçues des thermostats de zone.

Une difficulté peut se développer lorsque l'air circule à un débit réduit à travers un nombre important de ces terminaux - une situation qui se produit lorsque les thermostats de différentes zones atteignent la température souhaitée - et la puissance des ventilateurs qui poussent l'air est automatiquement réduite. Le résultat est que le débit total d'air à travers le système est moindre, dans certains cas beaucoup moins, ou même que l'apport d'air neuf extérieur est complètement interrompu. Placer des capteurs qui contrôlent le débit d'air extérieur à l'entrée du système peut garantir qu'un débit minimum d'air neuf est maintenu en tout temps.

Un autre problème qui surgit régulièrement est que le flux d'air est bloqué en raison de la mise en place de cloisons partielles ou totales dans l'espace de travail. Il existe de nombreuses façons de corriger cette situation. Une solution consiste à laisser un espace libre à l'extrémité inférieure des panneaux qui divisent les cabines. D'autres moyens incluent l'installation de ventilateurs supplémentaires et le placement des grilles de diffusion au sol. L'utilisation de ventilo-convecteurs à induction supplémentaires aide au mélange de l'air et permet un contrôle individualisé des conditions thermiques de l'espace donné. Sans oublier l'importance de la qualité de l'air per se et les moyens de le contrôler, il faut garder à l'esprit qu'un environnement intérieur confortable est atteint par l'équilibre des différents éléments qui l'affectent. Toute action, même positive, affectant l'un des éléments sans tenir compte des autres peut affecter l'équilibre entre eux, entraînant de nouvelles plaintes de la part des occupants du bâtiment. Les tableaux 3 et 4 montrent comment certaines de ces actions, destinées à améliorer la qualité de l'air intérieur, conduisent à la défaillance d'autres éléments de l'équation, de sorte que l'ajustement de l'environnement de travail peut avoir des répercussions sur la qualité de l'air intérieur.

Tableau 3. Mesures de contrôle de la qualité de l'air intérieur et leurs effets sur les environnements intérieurs

Action

d'Entourage

Environnement thermique

Augmentation du volume d'air frais

Augmentation des brouillons

Réduction de l'humidité relative pour contrôler les agents microbiologiques

Humidité relative insuffisante

Environnement acoustique

Apport intermittent d'air extérieur pour conserver
énergie

Exposition intermittente au bruit

Environnement visuel

Réduction de l'utilisation des lampes fluorescentes pour réduire
contamination photochimique

Réduction de l'efficacité de l'éclairage

Environnement psychosocial

Bureaux ouverts

Perte d'intimité et d'un espace de travail défini

 

Tableau 4. Ajustements de l'environnement de travail et leurs effets sur la qualité de l'air intérieur

Action

d'Entourage

Environnement thermique

Baser l'apport d'air extérieur sur la thermique
considérations

Volumes d'air frais insuffisants

L'utilisation d'humidificateurs

Danger microbiologique potentiel

Environnement acoustique

Augmentation de l'utilisation de matériaux isolants

Rejet possible de polluants

Environnement visuel

Systèmes basés uniquement sur l'éclairage artificiel

Insatisfaction, mortalité des plantes, prolifération d'agents microbiologiques

Environnement psychosocial

Utilisation d'équipements dans l'espace de travail, tels que des photocopieurs et une imprimante

Augmentation du niveau de pollution

 

Assurer la qualité de l'environnement global d'un bâtiment au stade de sa conception dépend en grande partie de sa gestion, mais surtout d'une attitude positive envers les occupants de ce bâtiment. Les occupants sont les meilleurs capteurs sur lesquels les propriétaires du bâtiment peuvent s'appuyer pour mesurer le bon fonctionnement des installations destinées à offrir un environnement intérieur de qualité.

Les systèmes de contrôle basés sur une approche « Big Brother », prenant toutes les décisions régulant les environnements intérieurs tels que l'éclairage, la température, la ventilation, etc., ont tendance à avoir un effet négatif sur le bien-être psychologique et sociologique des occupants. Les occupants voient alors leur capacité à créer des conditions environnementales répondant à leurs besoins diminuée ou bloquée. De plus, les systèmes de contrôle de ce type sont parfois incapables d'évoluer pour répondre aux différentes exigences environnementales qui peuvent survenir en raison des changements dans les activités exercées dans un espace donné, du nombre de personnes qui y travaillent ou des changements dans la façon dont l'espace est alloué.

La solution pourrait consister à installer un système de contrôle centralisé de l'environnement intérieur, avec des commandes localisées réglées par les occupants. Cette idée, très couramment utilisée dans le domaine de l'environnement visuel où l'éclairage général est complété par un éclairage plus localisé, devrait être élargi à d'autres préoccupations : chauffage et climatisation généraux et localisés, apports d'air frais généraux et localisés, etc.

En résumé, on peut dire que dans chaque cas, une partie des conditions environnementales doit être optimisée au moyen d'un contrôle centralisé basé sur des considérations de sécurité, de santé et d'économie, tandis que les différentes conditions environnementales locales doivent être optimisées par les utilisateurs du espacer. Différents utilisateurs auront des besoins différents et réagiront différemment à des conditions données. Un tel compromis entre les différentes parties conduira sans aucun doute à plus de satisfaction, de bien-être et de productivité.

 

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Lire 7966 fois Dernière modification le jeudi 13 octobre 2011 21:27

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Table des matières

Références de contrôle de l'environnement intérieur

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