Guide technique pour l'évaluation de la qualité de l'air ans les immeubles à bureaux

5. Évaluation détaillée

5.2 Évaluation des sources individuelles

5.2.2 Dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone ou gaz carbonique, est incolore et inodore. Il s'agit d'un constituant normal de l'atmosphère à une concentration de 330 à 350 ppm. Sa concentration dans l'air des bureaux peut dans certaines conditions fournir une bonne indication du taux de ventilation. À l'intérieur, il est principalement produit par le métabolisme humain. Les occupants des bureaux exhalent du dioxyde de carbone à raison d'environ 0,3 L/min lorsqu'ils effectuent de légères tâches de bureau.

Bien que la fonction principale d'un système de CVC soit d'assurer le confort thermique, il est nécessaire d'introduire une certaine quantité d'air extérieur afin de diluer les contaminants et les odeurs produits à l'intérieur du lieu de travail. Comme dans les bâtiments modernes la ventilation naturelle (infiltration) est moins importante que dans les vieux bâtiments et parce que les occupants, l'équipement de bureau et les meubles dégagent des contaminants chimiques, il est important d'ajouter de l'air extérieur relativement propre à l'espace de travail occupé. L'argument contre l'apport d'air extérieur lorsqu'il faut chauffer ou refroidir les bâtiments consiste à dire qu'il en coûte plus cher pour filtrer, chauffer/refroidir, humidifier/déshumidifier et répartir l'air. On sait toutefois aujourd'hui que les exigences relatives à la consommation d'énergie et la QAI doivent être équilibrées pour assurer aux occupants un lieu de travail sain, confortable et productif. Le salaire versé aux employés absents ou non productifs peut dépasser de loin les coûts d'exploitation du bâtiment.

La concentration de dioxyde de carbone à l'intérieur varie en fonction de l'emplacement, du taux d'occupation et du moment de la journée et elle a tendance à augmenter au fur et à mesure que la journée avance. En général, les concentrations que l'on retrouve dans les bureaux sont de l'ordre de 600-800 ppm. La norme ASHRAE 62-1989 (Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality), recommande un taux de ventilation minimal de 10 L/s par personne pour assurer la QAI dans les bureaux selon la méthode de ventilation. La norme ASHRAE propose également une autre méthode, la procédure de QAI, qui consiste à utiliser des concentrations acceptables de certains contaminants afin d'obtenir une bonne QAI. Dans le cas d'un taux d'occupation courant et d'activités normales, le taux de ventilation extérieur minimal de 10 L/s par personne donnerait une concentration de dioxyde de carbone de 850 ppm à l'équi-libre, dans un état stable de l'espace occupé.

Il faut faire preuve de prudence lorsqu'on utilise les concentrations de dioxyde de carbone comme indicateur d'une QAI acceptable. Selon cette hypothèse, si le système de CVC ne permet pas d'éliminer le dioxyde de carbone, alors les autres polluants intérieurs s'accumulent probablement de manière proportionnelle. Toutefois, il peut exister une source intérieure importante d'un contaminant malgré une faible teneur en dioxyde de carbone. La comparaison entre les concentrations maxi-males de dioxyde de carbone lues dans différentes pièces et celles qui sont lues dans les zones entre les différentes unités de traitement de l'air peut aider à déceler divers problèmes de ventilation.

5.2.2.1 Liste de vérification

• Étudier les plans des étages et les détails relatifs aux rénovations pour évaluer les zones pouvant poser des problèmes, notamment :
  
  
  • les espaces non cloisonnés qui ont été transformés en bureaux fermés (p. ex. des bureaux fermés qui risquent de ne pas être munis de thermostats ni de diffuseurs pour le retour d'air ou l'alimentation en air)
  • des locaux où des altérations structurales ont entraîné une utili-sation différente de celle qui est indiquée sur les plans (p. ex. la transformation d'un bureau en salle d'attente, en salle de confé-rence ou en salle d'ordinateurs).
    
    
• Noter si les occupants se plaignent d'un manque de ventilation, « d'un manque d'oxygène », d'une odeur de renfermé et de symptômes tels que maux de tête et fatigue qui peuvent signaler l'existence d'un problème.
• Répondre aux questions suivantes :
  
  
  • Quelles sont les densités moyennes élevées ou maximales d'occupation? Pour combien de personnes le bâtiment a-t-il été conçu?
  • Les commandes d'admission de l'air extérieur et les registres fonctionnent-ils adéquatement?
  • L'ouverture minimale des registres extérieurs est-elle réglée à environ 15 p. 100?
  • Existe-t-il une source de contamination de l'air extérieur?
  • Les diffuseurs d'air d'alimentation sont-ils tous opérationnels? La pièce sent-elle le renfermé ou il y a-t-il d'autres odeurs?
  • Il y a-t-il eu intervention à l'intérieur du système, les grilles de ventilation sont-elles bloquées?
  • À quel moment de la journée l'air semble-t-il pire? Le problème s'aggrave-t-il vers la fin de la journée?
  • Les diffuseurs et les grilles de retour de l'air sont-ils rapprochés, créant ainsi des courts-circuits?
  • Des constructions (p. ex. des murs ou des cloisons) ont-elles modifié le parcours du retour d'air au plafond?

5.2.2.2 Méthodes de mesure et équipement

Les concentrations de gaz carbonique sont normalement plus élevées vers la fin de la matinée et vers la fin de l'après-midi et elles varient avec le taux d'occupation pendant la journée. De plus, l'admission d'air extérieur est habituel-lement minimale au plus fort de la saison de chauffage et de refroidisse-ment.

Les mesures doivent être prises à des endroits de repère, comme à la prise d'air extérieur, à l'endroit où l'air d'approvisionnement est mélangé, dans le plénum de retour d'air, aux endroits où l'évaluation initiale a indiqué que le taux d'occupation était élevé et aux autres endroits où l'on s'est plaint de la mauvaise qualité de l'air. Les mesures de la teneur en dioxyde de carbone de l'air relevées à la prise d'air doivent être à peu près égales à la concentration extérieure, autrement une certaine quantité de l'air évacué est entraînée. La teneur en dioxyde de carbone de l'air évacué indiquera quelle est la concentration moyenne dans le bâtiment.

On peut prélever des échantillons au hasard ou effectuer des mesures continues pour obtenir un profil détaillé de la concentration en fonction du temps. Pour effectuer le prélèvement, l'opérateur doit se tenir debout, loin de l'échantillonneur/analyseur pour ne pas contaminer l'échantillon d'air avec du dioxyde de carbone produit par sa respiration. Les mesures sont habituellement effectuées à mi-hauteur du bureau et de la tête.

Il est bon que les concentrations de gaz carbonique à l'intérieur soient à peu près égales aux concentrations extérieures le matin, au début de la journée de travail. Pour atteindre cet objectif, il faut faire fonction-ner le système de CVC de manière prolongée et utiliser l'infiltration naturelle de l'air. Bien que la mesure du volume d'air extérieur ne puisse être effectuée par le personnel responsable du bâtiment, à moins que le débit de l'air déplacé par le ventilateur ne soit connu, la proportion d'air de l'extérieur peut être calculée d'après des mesures de la température de l'air extérieur, de l'air de retour et de l'air mélangé. Le pourcentage d'air extérieur se calcule de la manière suivante :

Air extérieur (%) = [(Tair mélangé - Tair de retour) / (T air extérieur -T air de retour)] x 100

La précision du calcul est fonction de l'écart des températures. On peut aussi calculer le pourcentage d'air extérieur de la même manière en utilisant des mesures de la teneur en dioxyde de carbone.

a. Tubes à lecture directe

Dans le cas de la méthode colorimétrique à lecture directe, une pompe manuelle sert à aspirer de l'air à travers un tube de verre garni d'un composé spécifique. La longueur de la tache observée dans le tube de prélèvement est proportionnelle à la concentration de gaz carbonique et elle est lue directement sur le tube de prélèvement. Le tube ne peut être utilisé qu'une seule fois. La méthode à lecture directe est exacte à ae 25 p. 100.

D'autres moniteurs à lecture directe fonctionnent par diffusion et ils sont déployés pendant 1-8 heures. Ces dispositifs fournissent une me-sure moyenne de la teneur en dioxyde de carbone pour la période des mesures et à peu de frais, cette méthode permet d'obtenir une valeur moyenne pondérée en fonction du temps.

b. Analyseurs à infrarouge

Les analyseurs à infrarouge sont constitués de cellules à échantillons et de cellules de référence, d'un détecteur et d'une source de rayonne-ment infrarouge à large bande. Ces analyseurs en continu à lecture directe répondent rapidement et ils peuvent être déplacés d'un endroit à un autre pour fournir une mesure instantanée de la teneur en dioxyde de carbone. Il faut soigneusement établir le zéro et effectuer le réglage de l'échelle; le dispositif doit être étalonné avant et après chaque journée au cours de laquelle on a effectué des essais. Il faut laisser l'appareil atteindre l'équilibre thermique avant de le faire fonctionner.

Les avantages de l'analyseur infrarouge sont les suivants : il est portatif, sensible, donne des mesures instantanées et permet d'effectuer une surveillance continue. Par contre, il présente des inconvénients, à savoir : son coût, sa tendance à dériver avec le temps, sa sensibilité aux chocs mécaniques et la nécessité d'un étalonnage fréquent.

5.2.2.3 Stratégie d'intervention

Il est possible d'améliorer l'efficacité de la ventilation par les moyens suivants :

• Ajustement et rééquilibrage du système de ventilation (diffuseurs d'alimentation d'air et de retour d'air) en fonction du taux d'occupation, de la chaleur et des endroits où sont produits des contaminants
• Augmentation de l'apport d'air de l'extérieur
• Élimination des obstructions bloquant les plénums de retour d'air
• Modulation des relations de pression, aération des zones où des polluants sont produits
• Modifications de la relation source/distribution en changeant la disposition physique des diffuseurs d'alimentation et de retour d'air ou les meubles et les cloisons
• Amélioration du système de répartition de l'air en augmentant la capacité du ventilateur du système d'alimentation en air ou du système de retour d'air.