Projet d'orientations sur l'amélioration de la qualité de l'air intérieur dans les immeubles de bureaux : Ventilation

Les exploitants d'immeubles et les responsables de la QAI doivent connaître la conception et le fonctionnement du système de ventilation, ce qui comprend l'alimentation en air extérieur, la qualité de l'air extérieur, les filtres et l'efficacité de la filtration, l'aménagement de l'espace, l'entretien de l'équipement, le contrôle d'autres voies de contamination telles que l'infiltration involontaire de polluants, et quand engager un professionnel du CVC.

Une ventilation efficace contribue à améliorer la QAI, car elle réduit les niveaux de contaminants et d'humidité qui peuvent directement ou indirectement entraîner un mauvais confort des occupants, des symptômes ou des effets négatifs sur la santé (Santé Canada 2018a). Pour qu'un système de ventilation soit efficace, il doit permettre d'amener de l'air frais extérieur et d'évacuer l'air intérieur. Il ne suffit pas d'entraîner simplement un mouvement d'air (comme la recirculation) ou une filtration.

La ventilation peut être naturelle ou mécanique.

La ventilation naturelle décrit le flux d'air causé par les différences de pression entre l'intérieur et l'extérieur d'un bâtiment, qui peuvent se produire par des ouvertures intentionnelles ou non dans l'enveloppe du bâtiment. Les occupants ont généralement peu de contrôle sur la ventilation naturelle, mis à part l'ouverture et la fermeture des fenêtres. Une ventilation qui ne repose que sur l'ouverture de la fenêtre peut entraîner des coûts énergétiques excessifs, notamment en raison de la perte de chaleur en hiver ou de la perte d'air conditionné en été. L'ouverture des fenêtres peut également créer des défis dans la gestion de l'humidité relative et permettra l'entrée d'organismes nuisibles en l'absence de moustiquaires.

La ventilation mécanique fait référence au flux d'air créé intentionnellement par l'utilisation de ventilateurs et de conduits, qui reposent sur des ouvertures conçues dans l'enveloppe du bâtiment. Dans le cas d'un bâtiment ou d'un bureau plus petit, la ventilation mécanique peut compter sur une thermopompe, une unité de fenêtre ou un système centralisé à air pulsé (comme une fournaise). Dans la plupart des autres immeubles de bureaux, un système HVAC sera responsable de la ventilation mécanique du bâtiment.

Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) ont un impact significatif sur la façon dont les contaminants de l'air se déplacent dans un espace, comment l'air frais est amené et l'air vicié est évacué, et comment les contaminants sont éliminés de l'air. Un système CVC est conçu pour :

Le système CVC comporte généralement de nombreuses pièces interconnectées dans un bâtiment, telles que des prises d'air, des filtres, des conduits et des ventilateurs, qui fonctionnent ensemble pour déplacer l'air dans, autour et hors des pièces. Un système CVC bien conçu et fonctionnant correctement fournira la quantité d'air appropriée à chaque zone (comme une pièce ou un espace) pour répondre aux exigences de ventilation d'air frais et de confort thermique et maintenir le contrôle des odeurs et des contaminants.

En général, un système CVC :

Ces systèmes ont un impact significatif sur la façon dont les contaminants de l'air se déplacent dans un espace ou sont éliminés de l'air intérieur. Lorsqu'il fonctionne correctement, le système CVC équilibrera les différentes zones et maintiendra les pressions souhaitées dans tout le bureau. Le blocage des bouches d'aération ou des registres ou l'interruption du flux d'air avec des meubles ou des boîtes peut déséquilibrer le système CVC, ce qui peut affecter la ventilation dans d'autres zones du bureau.

Les filtres sont utilisés pour éliminer la poussière, le pollen, les moisissures, les bactéries, les virus et les particules (PM) de l'air. Ils sont évalués à l'aide d'une valeur de rapport d'efficacité minimale (MERV), qui indique la capacité d'un filtre à capturer des particules plus grosses entre 0,3 et 10 microns (µm) (EPA 2021b). Les systèmes CVC de nombreux bâtiments seront équipés par défaut de filtres MERV 8, qui sont d'environ 20 % efficaces pour éliminer les particules dans la plage de taille de 0,3 à 1 µm. La recommandation actuelle de santé publique est d'utiliser un filtre avec une cote MERV de 13 ou plus pour l'air recyclé, lorsque cela est possible, afin de réduire la transmission virale à l'intérieur (comme le virus SARS-CoV-02) tout en améliorant la QAI globale (ASPC 2021b; CCIAQ 2021). Un filtre MERV 13 est efficace à au moins 85 % pour capturer les particules dans la plage de 1 à 3 µm, tandis qu'un filtre MERV 14 est efficace à au moins 90 %. Les fabricants de systèmes recommanderont la cote MERV appropriée pour le système dans le bâtiment. De même, un filtre HEPA est un type de filtre à air mécanique plissé utilisé dans les purificateurs d'air et est conçu pour éliminer au moins 99,97 % de la poussière, du pollen, des moisissures, des bactéries et de toute particule en suspension dans l'air d'une taille allant jusqu'à 0,3 microns (µm). Notez que les filtres peuvent aider à éliminer les particules mais ne seront pas efficaces contre les gaz tels que le monoxyde de carbone ou le dioxyde de carbone.

Les filtres doivent également être de la taille appropriée pour le système CVC, car les filtres sous-dimensionnés permettront à l'air de contourner le média filtrant. À mesure que l'efficacité du filtre augmente, la quantité de pression nécessaire pour forcer l'air à travers le filtre augmente également. Consultez les instructions du fabricant ou un spécialiste en CVC lors de la mise à niveau des filtres pour vous assurer que le système mécanique peut gérer la chute de pression accrue à travers les filtres.

Dans certains cas, les systèmes CVC peuvent être la source de la contamination de l'air si les filtres à air sont sales, si le filtre permet à l'air de le contourner, s'il y a de l'eau stagnante dans les bacs d'égouttement ou s'il y a de l'humidité dans les conduits d'air qui peut favoriser la croissance de moisissures ou d'autres agents microbiens.

Les systèmes CVC utilisés dans les immeubles de bureaux ou commerciaux comportent de nombreux composants. Il est important que tous les composants d'un système CVC soient inspectés, nettoyés et entretenus pour garantir le bon fonctionnement de l'équipement et la fourniture d'un air de qualité à l'environnement intérieur. Voici une liste des principaux composants et fonctions d'un système CVC.

L'air extérieur entre par la prise d'air extérieur et se déplace à travers le registre d'air extérieur dans la chambre de mélange. L'air circule ensuite dans la centrale de traitement d'air, qui se compose d'un :

Il se déplace ensuite à travers un ventilateur soufflant qui déplace l'air à travers le diffuseur d'air soufflé et dans l'espace occupé. L'air circule à travers la grille de retour d'air dans le plafond de l'espace occupé, passe devant le ventilateur de retour d'air, puis est évacué par la sortie d'air.

Un système de ventilation à récupération de chaleur ou d'énergie peut également être utilisé. Cet équipement est conçu pour ventiler mécaniquement le bâtiment en remplaçant l'air intérieur par de l'air extérieur frais tout en récupérant la chaleur et/ou l'humidité du flux d'air pour réduire les coûts énergétiques. Ce système comprend un noyau d'échangeur de chaleur sensible ou latent, que traversent à la fois les flux d'air extérieur et extrait afin de récupérer un pourcentage de l'énergie de l'air extrait conditionné à l'intérieur du bâtiment.

Lors de l'inspection du système CVC d'un bâtiment, tenez compte des éléments suivants pour confirmer si le composant fonctionne correctement ou pour déterminer si d'autres mesures sont nécessaires :

Cette liste se trouve sous forme de liste de contrôle à l'annexe B. Inclure toute autre information pertinente à l'unité CVC spécifique inspectée. En cas de doute, il peut être nécessaire de consulter le manuel de l'opérateur ou un professionnel qualifié en CVC pour obtenir de l'aide. Il est fortement recommandé de faire participer l'opérateur/l'ingénieur du bâtiment ou un spécialiste en CVC à cette inspection.

Le système CVC est essentiel à la QAI globale ; par conséquent, les exploitants d'immeubles et les responsables de la QAI doivent suivre de bonnes pratiques d'exploitation. Un programme d'entretien préventif bien mis en œuvre améliore le fonctionnement des systèmes mécaniques et peut faire économiser de l'argent à long terme en entretenant le système de manière proactive (CCIAQ 2013d).

De bonnes pratiques d'exploitation permettront :

Lors de l'examen de l'air extérieur :

Les horaires de fonctionnement aident à économiser l'énergie pendant les heures creuses lorsque le bâtiment est à occupation réduite la nuit et les week-ends. Il est important de s'assurer que suffisamment d'échanges d'air se produisent avant les heures normales de travail pour éliminer les contaminants de l'air intérieur qui peuvent s'être accumulés pendant la nuit, et que la température et l'humidité sont ramenées au niveau souhaité. Le nombre de renouvellements d'air dépend de la durée de la période d'arrêt et d'autres facteurs. Ces paramètres peuvent être déterminés en consultant un spécialiste en CVC. Dans les situations où des maladies infectieuses respiratoires circulent dans la communauté, il est recommandé de faire fonctionner le système pendant 2 heures au débit d'air extérieur maximal avant et après l'occupation du bâtiment (ASPC 2021c).

Un mouvement d'air excessif peut provoquer des courants d'air ou des frissons. Dans la plupart des cas, maintenez la vitesse de l'air en dessous de 0,2 m/s (40 fpm) pour plus de confort (ASHRAE 2020b).

La circulation de l'air aidera également à garantir que la température dans une pièce est constante (pas de points chauds ou froids). Sans mélange d'air ambiant, les individus sentiront et remarqueront si leurs pieds et leur tête sont à des températures différentes en raison de la stratification thermique. La différence entre les températures du sol et du plafond ne doit pas dépasser 3 °C ou 4 °C pour éviter l'inconfort thermique (ASHRAE 2020b).

Les zones spéciales comprennent les salles de photocopie, les salles de bains, les cuisines, les garages de stationnement, les quais de chargement, les imprimeries, les placards de conciergerie et certaines zones de stockage (comme pour la peinture, les produits chimiques de nettoyage ou d'autres produits dangereux). Ces zones spéciales nécessitent une attention supplémentaire pour l'évacuation de l'air, car il peut y avoir des niveaux de contaminants plus élevés. La consultation de la section 8 (Contrôles de l'exposition/Protection individuelle) de la fiche de données de sécurité (FDS) de tout produit dangereux peut fournir des suggestions supplémentaires pour les contrôles de l'exposition et la protection individuelle. Pour éviter la recirculation des contaminants dans l'alimentation en air principale, ces zones doivent être conçues pour évacuer l'air directement à l'extérieur.

En tenant compte de la température et de l'humidité :

Les thermostats doivent être fonctionnels, calibrés, placés correctement et non obstrués ou enfermés d'une manière qui limite le débit d'air. Pour être correctement placé, le thermostat doit être placé sur un mur intérieur situé au centre du bâtiment et à l'abri de la lumière directe du soleil ou d'autres sources de chaleur. Sachez que les appareils de chauffage ou les humidificateurs personnels dans les zones de travail confondent les capteurs du système CVC et peuvent entraîner des réglages inexacts de la température ou de l'humidité dans une zone.

Un système de ventilation équilibré introduit et évacue des quantités égales d'air extérieur et d'air intérieur, respectivement (Santé Canada 2018a). L'air extérieur filtré est fourni aux bureaux et aux salles de réunion où les occupants passent la plupart de leur temps, et l'air est spécifiquement évacué des zones où il peut y avoir de l'humidité et des contaminants, comme dans les salles à manger et les toilettes. Les bureaux et les salles de réunion seront également équipés de grilles de retour d'air pour assurer une bonne circulation de l'air.

Le blocage ou le retrait des diffuseurs d'alimentation en air peut entraîner une surcompensation du système, entraînant des problèmes d'équilibrage. Assurez-vous que le volume d'air correct est fourni à tous les endroits d'un bâtiment pour fournir une qualité d'air adéquate. Il peut être avantageux d'utiliser le contrôle de zone pour aider à gérer les changements de température et d'humidité. Par exemple, un emplacement ensoleillé orienté au sud peut avoir besoin de plus d'air frais, ou un emplacement orienté au nord peut nécessiter plus d'air chauffé. Des unités de chauffage ou de refroidissement par induction sur le périmètre du bâtiment peuvent également être utilisées à cette fin.

Tous les systèmes CVC doivent être inspectés et entretenus par un professionnel qualifié conformément aux recommandations du fabricant. Si aucune n'est disponible, la norme ASHRAE 62.1 (2019) contient un tableau d'activités recommandées auquel les exploitants d'immeubles et les employeurs peuvent se référer (voir le tableau 8-1 de la norme ASHRAE 62.1-2019), ainsi qu'une fréquence d'inspection. Alternativement, l'exemple de liste de contrôle suivant peut être utilisé pour aider à inspecter et à entretenir régulièrement le système CVC. C'est une bonne pratique de documenter et d'enregistrer chaque inspection.

Voici un exemple de liste de contrôle (tableau 1), qui est également disponible à l'annexe C. Cette liste de contrôle peut être adaptée pour s'adapter aux besoins du lieu de travail.

Les normes sont produites par des organismes bénévoles, comme l'Association canadienne de normalisation (CSA), l'American National Standards Institute (ANSI), l'ASHRAE et l'Organisation internationale de normalisation (ISO). Des normes spécifiques sont souvent intégrées dans les codes du bâtiment, les réglementations et les certifications. Voici des exemples de normes pertinentes pour la QAI :

Les codes du bâtiment décrivent les exigences relatives aux échanges d'air, au confort thermique et aux limites d'occupation dans un bâtiment, une structure ou une installation. Le chauffage, la ventilation, les installations de stockage, les rénovations, les avertisseurs de monoxyde de carbone, les avertisseurs de fumée et l'entretien sont généralement couverts et appliqués par les provinces, les territoires et les municipalités.

L'objectif d'un code du bâtiment est de s'assurer que :

Les codes du bâtiment définissent souvent les exigences de ventilation. La plupart des codes du bâtiment font référence à la norme ASHRAE 62.1-2019 « Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality » ou à des versions antérieures (tableau 2). Les débits d'air pour différentes zones d'un bâtiment commercial peuvent être comparés à ces débits comme guide pour évaluer et ajuster les paramètres. Vérifiez toujours auprès de la juridiction pour connaître les exigences qui s'appliquent.

Assurez-vous que la qualité de l'air extérieur capté pour une utilisation intérieure est de bonne qualité. La norme ASHRAE 62.1 (2019) spécifie les distances minimales suivantes entre la prise d'air et les sources de contamination (tableau 3) :

La principale source de dioxyde de carbone (CO2) dans l'air intérieur est la respiration des occupants, ainsi que d'autres sources telles que les appareils à combustion mal ventilés et la cigarette. L'augmentation des niveaux de CO2 à l'intérieur a été associée à des effets sur la santé (dioxyde de carbone), et le concept d'utilisation des niveaux de CO2 à l'intérieur comme indicateur de ventilation est discuté depuis des décennies (ASHRAE 2022). Avec une sensibilisation accrue du public à l'importance de la ventilation, parallèlement à la disponibilité de moniteurs de CO2 bon marché sur le marché, il y a un regain d'intérêt pour l'utilisation de la surveillance du CO2 comme méthode de quantification de la ventilation. Les conseils fournis par l'ASHRAE soutiennent que les niveaux de CO2 intérieurs ne fournissent pas une indication globale de la QAI et que l'évaluation des taux de ventilation nécessite des connaissances techniques au-delà de l'utilisation d'un simple capteur. La précision sensorielle, l'emplacement, la surveillance fréquente et l'étalonnage, entre autres, sont tous essentiels pour tirer des conclusions significatives à partir des concentrations intérieures de CO2 mesurées (ASHRAE 2022).

Les propriétaires et les exploitants de bâtiments doivent envisager et planifier la possibilité de tentatives délibérées d'altérer ou d'endommager les systèmes de CVC et/ou d'introduire des contaminants chimiques, biologiques ou radiologiques dans le bâtiment par des prises d'air extérieures ou depuis l'intérieur du bâtiment. De plus, selon le système CVC, les incidents de cybersécurité tels que les attaques de logiciels malveillants et de rançongiciels sur les commandes peuvent désactiver et endommager les composants du système. La prévention de la falsification ou des dommages nécessite une évaluation des points d'accès, des conditions de fonctionnement et des contrôles du système CVC.

La réalisation d'une évaluation des risques du système de ventilation mécanique du bâtiment est un élément important de la protection du bâtiment et de ses occupants. À l'aide de dessins à jour (tels que mécaniques, électriques) et des procédures opérationnelles écrites pour le système CVC existant, les propriétaires et les exploitants doivent faire ce qui suit :

Voici des exemples de mesures d'atténuation qui peuvent être mises en œuvre pour protéger le système CVC et la QAI d'un immeuble de bureaux ; cependant, ils ne représentent pas une liste exhaustive. Une évaluation des risques spécifiques au bâtiment est nécessaire pour déterminer les risques spécifiques et aider à identifier les mesures d'atténuation supplémentaires qui peuvent être mises en œuvre.

Même si la réalisation d'une évaluation complète des risques et la mise en œuvre de modifications pour aider à protéger le système CVC contribueront à réduire les perturbations intentionnelles des opérations du bâtiment, ces actions peuvent ne pas être suffisantes pour empêcher ces activités. Le contrôle et la surveillance, des procédures opérationnelles complètes pour lesquelles le personnel est adéquatement formé et la communication avec les occupants du bâtiment sont tous nécessaires pour réduire l'impact négatif sur le système de ventilation mécanique, la QAI et la santé des occupants du bâtiment en cas d'incident.

Des informations supplémentaires sont disponibles dans les liens ci-dessous. Toutes les activités de conception, d'entretien et d'évaluation des risques doivent être menées avec l'aide d'un professionnel du CVC.

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