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Approche hybride des systèmes décentralisés
Temps de lecture : 5 minutes
Note : Ce qui suit est un extrait du livre blanc de Systemair du même nom. Cliquez ici pour télécharger le rapport complet.
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Il a été démontré qu'une mauvaise qualité de l'air intérieur dans les écoles induit des symptômes tels que la toux, l'irritation des yeux, les maux de tête et les réactions allergiques, tout en aggravant l'asthme et d'autres problèmes respiratoires. Ces problèmes peuvent affecter l'assiduité et les notes des élèves et réduire les performances des enseignants. Lorsque les écoles s'efforcent d'éliminer les polluants de l'air intérieur, elles accueillent des enseignants et des élèves en meilleure santé, les performances s'améliorent et les élèves sont plus attentifs et retiennent mieux les informations.
Lors de la conception d'une nouvelle école ou de la modernisation d'une école existante, une approche unique du chauffage, du refroidissement et de la ventilation pourrait causer plus de problèmes à long terme que l'élaboration d'une approche adaptée à toutes les zones du bâtiment scolaire.
La mise en place de systèmes fonctionnant dans tout le bâtiment et d'une salle de classe à l'autre est inefficace et potentiellement nuisible pour les enseignants et les étudiants.
Au lieu de cela, la meilleure option consiste souvent à élaborer une solution au cas par cas. Lors de la conception initiale d'un système CVC pour un bâtiment ancien, il peut être très coûteux et parfois même impossible d'ajouter une distribution centrale des conduits sans la ventilation actuelle. Un moyen de remédier à ce problème serait de construire un système CVC hybride. Chaque salle de classe serait équipée d'un ventilateur CVC, les espaces communs tels que les gymnases, les théâtres et les cafétérias utiliseraient une CTA autonome, et un système CVC central couvrirait les couloirs, les bureaux et les salles de repos. Les bureaux et les salles de repos, reliés au système CVC central, utiliseraient un purificateur d'air portable doté d'un filtre HEPA pour un air recyclé plus propre.
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Mesure des unités centrales et des unités de classe
En se basant sur les densités par défaut des salles de classe de la norme ASHRAE 62.1-2019 (25 élèves/1000 m² pour les enfants de 5 à 8 ans), la Harvard T.H. Chan School of Public Health recommande que les salles de classe aient besoin d'au moins 5 renouvellements d'air par heure (RPAH).
Des chercheurs de l'université ont réalisé une étude mesurant le taux de renouvellement d'air dans deux salles de classe différentes : une salle de classe qui partage un système central de chauffage, ventilation et climatisation avec d'autres salles de classe et une autre salle de classe qui utilise un ventilateur d'unité. La salle de classe qui partage un système CVC central avait 1,3 ACPH, bien en dessous de la limite recommandée d'au moins 5 ACPH. La salle de classe équipée d'un ventilateur individuel affichait 1,4 ACPH.⁵ Ce résultat est légèrement meilleur, mais n'atteint toujours pas les 5 ACPH visés.
Les deux salles de classe n'étant pas suffisamment ventilées, les experts ont recommandé les trois options suivantes :
Améliorer la ventilation naturellement (en ouvrant les fenêtres et les portes) et mécaniquement (en réglant le ventilateur de l'unité ou le système CVC central sur le pourcentage maximum d'apport d'air extérieur que l'unité peut supporter).
Utiliser des filtres MERV13, ou mieux, pour l'air recyclé. L'air recyclé qui passe par un filtre plus efficace peut être ajouté aux calculs de CFM pour atteindre les objectifs d'ACPH.
Ajouter des purificateurs d'air portables dotés d'un filtre HEPA dans les salles de classe ou autres pièces qui ne répondent pas à la recommandation.⁵
Appliquer une approche hybride aux écoles
Avec ces recommandations, nous pouvons utiliser les mêmes données et, selon cette étude, améliorer la ventilation dans nos écoles.
En utilisant l'exemple du système CVC central, nous calculons que l'utilisation d'un filtre MERV-13 ou supérieur permettra d'atteindre l'ACPH recommandé de 5. Les écoles équipées de ventilateurs unitaires, qui n'ont pas la possibilité d'installer des filtres MERV-13, devront recourir à la ventilation naturelle ou à un purificateur d'air portable doté d'un filtre HEPA. Les chercheurs ont constaté que cette approche [KT1] permettait d'obtenir 6,7 ACPH, ce qui est bien supérieur à la recommandation.
Pour les petites pièces des écoles, telles que les salles de repos ou les bureaux des enseignants, la Harvard T.H. Chan School of Public Health recommande l'utilisation d'un purificateur d'air portable équipé d'un filtre HEPA pour les pièces qui n'atteignent pas l'ACPH recommandé. Bien qu'il n'y ait pas de recommandation officielle du CDC concernant l'utilisation d'épurateurs d'air portables équipés de filtres HEPA pour la décontamination des particules d'air COVID19, les directives antérieures du CDC concernant l'épidémie de SRAS de 2002 à 2004 suggèrent une efficacité théorique des filtres HEPA pour éliminer les particules d'air COVID19 ; toutefois, aucune étude directe n'a encore été réalisée.⁶
Dans les espaces communs plus vastes, tels que les gymnases, les théâtres, les cafétérias et les couloirs, des CTA plus grandes sont nécessaires. Il est en effet difficile de ventiler naturellement des espaces aussi vastes.
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En utilisant un système CVC hybride, les salles de classe sont chauffées, refroidies et ventilées par une unité de ventilation, tandis qu'un système CVC séparé couvre les gymnases, les théâtres et les cafétérias. Un purificateur d'air portable équipé d'un filtre HEPA serait installé dans chaque bureau et salle de pause pour améliorer la QAI de l'air recyclé, et un système CVC central nouveau/amélioré couvrirait les couloirs, les bureaux et les salles de pause.
La figure (à droite) illustre le fonctionnement de ce système. Les nouveaux systèmes centraux de CVC peuvent être utilisés pour contourner les conduits et créer un système à débit de réfrigérant variable (DRV) ou s'y raccorder. En outre, l'installation de nouveaux filtres MERV13 dans le système CVC central actuel pourrait améliorer considérablement la QAI.
Une ventilation adéquate augmente les performances des élèves et diminue la quantité de polluants de l'air intérieur, améliorant ainsi la QAI. Un meilleur contrôle de la température peut améliorer le confort et les performances des élèves.
Un système CVC hybride maintient l'air séparé dans les pièces et, lorsque l'air ne peut pas être séparé, des épurateurs d'air portables avec des filtres HEPA peuvent être installés pour fournir de l'air recyclé plus propre.
Pour lire une version plus complète de cet article, y compris la façon de mesurer et de calculer la ventilation et l'analyse complète de l'étude sur les systèmes hybrides réalisée par la Harvard T.H. Chan School of Public Health ,téléchargez notre livre blanc.
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