Mesurer les impacts de la qualité de l'air

03-24-2014 |

Tester l'efficacité d'un système de ventilation domestique à Tyler, Texas

Les prestataires en HVAC peuvent faire faire des économies à leurs clients sur la climatisation et améliorer la qualité de l'air, pour cela il suffit d'effectuer quelques mesures lors de votre prochaine opération de maintenance.

Ne serait-il pas judicieux d'éliminer la surventilation inutile dans les habitations, et ainsi de fournir une qualité d'air d'un confort égal ou supérieur à moindre coût ?

L'équipe d' Armin Rudd et de Daniel Bergey de la Building Science Corporation,en partenariat avec l'Université du Texas et le TxAIRE Institute,a cherché à tester deux maisons familiales construites comme maisons-laboratoires par l'Université du Texas à Tyler. (Les images de cet article sont tirées de leur étude.)

Les maisons-laboratoires jumelles à Tyler constituent une possibilité unique d'effectuer une comparaison directe de deux domiciles pratiquement identiques. La différence : la Maison 1 est dotée d'un grenier ventilé ; la Maison 2 d'un grenier non ventilé.

Dans ce test sont comparées la consommation énergétique et la qualité de l'air globale des deux maisons. Voici ce qu'ils ont appris.

La norme ASHRAE

La norme ASHRAE 62.2-2010 est considérée comme la « norme de soin » actuelle des conceptions et du fonctionnement des systèmes de ventilation dans les immeubles résidentiels, il existe cependant des écarts technologiques importants avec cette norme. La norme ASHRAE 62.2 utilise une approche qui suppose que la maison est une zone simple et bien répartie, et qu'il n'existe pas de différence entre les systèmes de ventilation pour l'ensemble d'un immeuble de différents domiciles en termes d'efficacité. Pour que cette hypothèse soit vraie, il faut que le débit de ventilation soit suffisamment élevé pour s'adapter au système aux pires performances qu'est l'évacuation à point unique.

L'utilisation de systèmes à haute performance qui puisent l'air frais en un lieu extérieur connu, le filtrent et le distribuent dans les espaces de respiration des occupants (y compris les chambres où les occupants passent les périodes les plus longues) devrait permettre d'optimiser le débit de ventilation et ainsi d'éviter les problèmes de surventilation.

La surventilation consomme inutilement de l'énergie et augmente le risque de problèmes de confort dus à la qualité de l'air intérieur qu'entraîne l'humidité intérieure dans les climats chauds et humides.

Les systèmes de ventilation à haute performance peuvent éliminer la surventilation inutile, et ainsi fournir une qualité d'air de confort égal ou supérieur à moindre coût.

Les résultats de chaque maison

Dans la Maison 1, la CFIS (alimentation à ventilation centrale intégrée) et l'évacuation avec mélange du système central ont présenté la meilleure uniformité dans le débit de renouvellement de l'air. Le tiers de l'air extérieur du système de ventilation par aspiration de la Maison 1 provenait du grenier. La ventilation par aspiration a présenté la quantité de particules la plus élevée ; la CFIS a présenté la quantité de particules la plus basse en raison de la filtration de l'air.

Analyse du dépistage de fluorocarbures (PFT)

Les tests ont démontré que la ventilation par aspiration à point unique était inférieure à une stratégie de ventilation de la maison entière. Elle était inférieure car l'air extérieur ne provenait pas directement de l'extérieur (la plupart venait du grenier), l'air de ventilation n'était pas réparti et la filtration de l'air n'était pas prévue.

Le mélange/la circulation de l'air du système central peut faire évoluer le système d'aspiration en améliorant la répartition et la filtration. En revanche, l'alimentation et les systèmes de ventilation équilibrés ont démontré qu'il est très avantageux de puiser l'air extérieur en un lieu connu, le filtrer et le répartir.

Dans la Maison 1 (grenier ventilé), tous les systèmes de ventilation ont réduit la concentration de formaldéhyde par rapport à la concentration de référence qui était environ 20 fois supérieure à celle attendue à l'extérieur. C'est la ventilation à évacuation unique qui réduit le moins la concentration intérieure de formaldéhyde, suivie par l'échappement par mélange, la CFIS (alimentation à ventilation centrale intégrée) et le VRE (ventilation avec récupération d'énergie). De manière générale pour les deux maisons, les systèmes CFIS et VRE ont présenté une réduction de 60 à 70 % de la concentration de formaldéhyde par rapport à l'évacuation.

Analyse du formaldéhyde

Méthode d'échantillonnage des particules en suspension dans l'air

Pendant la période quasi permanente de 12 heures de chaque phase de test de dépistage de fluorocarbures (PFT), l'échantillonnage de particules en suspension dans l'air était pratiqué dans les zones principales (espaces communs) et la chambre principale de chaque maison. Lors de quelques-uns des tests, un échantillonnage supplémentaire des particules était effectué à l'extérieur, dans les garages et dans les greniers. Les particules étaient contrôlées à 6 différentes tailles (0,3 ; 0,5 ; 1,0 ; 2,0 ; 5,0 et 10,0 micromètres) à l'aide d'un compteur de particules Fluke 985.

L'efficacité de comptage du compteur de particules est de 50 % à 0,3 µm et 100 % pour des particules supérieures à 0,45 µm. Le débit de l'échantillonnage était de 0,1 pcm (2,83 L/min). Le compteur était programmé pour effectuer 48 cycles d'échantillonnage de 15 minutes pendant la deuxième période de 12 heures de chaque test, collectant ainsi un volume d'échantillonnage de 42,45 L sur chaque cycle. Les données étaient enregistrées sous forme électronique et importées dans un formulaire pour analyse. Seuls les 21 derniers cycles de 15 minutes de comptage de particules (les cycles 20 à 40), ou les dernières 5,25 heures avant le retour des chercheurs dans les maisons, ont été utilisés pour l'analyse. Ce choix a été fait afin d'analyser les données les plus proches possible de l'état stable et pour isoler la charge de particule qui peut-être due à l'interaction d'un occupant (chercheur) avec les différents systèmes de ventilation. L'interaction d'un occupant peut être significative, en particulier en ce qui concerne les particules de plus grande taille.

Analyse du compteur de particules

Ce qu'il faut retenir

  • Comparés aux systèmes à évacuation, les systèmes CFIS et VRE présentaient une meilleure répartition de l'air de ventilation ainsi que des concentrations inférieures en particules, formaldéhyde et autres COV (composés organiques volatils).
  • Les pourcentages d'amélioration du système ont été estimés selon 4 catégories de facteurs de système : l'équilibre, la répartition, la source d'air extérieur et la filtration de la recirculation.
  • Les facteurs de système recommandés peuvent être utilisés pour réduire les débits de l'air de la ventilation par rapport à la norme ASHRAE 62.2-2010 pour économiser de l'énergie et réduire les risques d'humidité dans les climats humides.
  • Les économies d'énergie en HVAC sont estimées entre 8 et 10 %, ou entre 50 et 75 $ par an.

Consulter le rapport de recherche complet
En savoir plus sur le compteur de particules Fluke 985 pour la qualité de l'air intérieur