Ventilation

Ventilation à la demande

Les systèmes de ventilation modernes régulent la qualité de l’air intérieur, sur la base de la surveillance de différents paramètres, tels que la température (T), l’humidité relative (HR), le dioxyde de carbone (CO₂), les composés organiques volatils totaux (COVT) et le monoxyde de carbone (CO).

Ces facteurs fluctuent en fonction du nombre de personnes dans une pièce, du temps passé à l’intérieur, des conditions météorologiques extérieures et de la présence de certains polluants intérieurs. La plupart des systèmes de ventilation sont conçus afin d'assurer un apport suffisant d’air frais, même lorsque les espaces sont entièrement occupés. Quand les pièces sont vides ou légèrement occupées, le débit d’air peut être réduit tout en maintenant une qualité d’air suffisante. La circulation continue de l’air frais aide à éliminer les contaminants aéroportés à l’intérieur, y compris les virus, en les évacuant par les conduits de ventilation, ce qui empêche leur accumulation dans les locaux.

Dans les bureaux et les espaces de travail partagés, les capteurs de qualité de l’air intégrés aux systèmes CVC permettent d’optimiser l’efficacité énergétique tout en assurant une ventilation adaptée et une qualité de l’air optimale, garantissant ainsi un environnement de travail sain et productif. Toutefois, la ventilation comporte un inconvénient : elle entraîne une consommation d’énergie accrue et des coûts plus élevés, contribuant ainsi aux émissions de gaz à effet de serre et au changement climatique.

Chaque année, des quantités importantes d’argent et d’énergie sont gaspillées en raison de pratiques de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) inefficaces — les fenêtres ouvertes en étant une cause majeure. Des systèmes CVC défectueux peuvent également empirer la qualité de l’air intérieur au lieu de l’améliorer. Le défi majeur, c'est de trouver le bon équilibre entre le maintien d’une qualité d’air intérieur élevée et la minimisation des pertes d'énergie.

85 % des bâtiments de l’UE ont été construits avant l'année 2000 et 75 % d’entre eux ont une faible efficacité énergétique.

Température et humidité relative (HR)

La température et l’humidité relative (HR) sont deux paramètres fondamentaux qui déterminent le confort et le bien-être des occupants. Dans ce cas, ce n’est pas la température absolue qui compte, mais surtout la température ressentie, c’est-à-dire la température que perçoit réellement l’être humain. Cette température peut s’écarter fortement de la température absolue en raison de divers facteurs, notamment l’humidité, la vitesse du vent – ou les courants d’air à l’intérieur – et l’exposition au soleil. De plus, cela dépend des personnes qui occupent la pièce et des activités qu'elles y réalisent.

À l’intérieur, la température apparente et la température absolue diffèrent principalement en fonction de l’interaction entre l’humidité relative et la température. Une humidité relative plus élevée renforce les effets de la chaleur et du froid.  L’air froid associé à un taux d’humidité relative élevé donne une sensation de froid accentuée, tandis que l’air chaud combiné à une humidité relative élevée procure une sensation de chaleur plus intense qu’un air chaud et sec.
 Par conséquent, la ventilation en fonction de la température et de l’humidité relative est particulièrement intéressante dans les pièces où ces deux paramètres connaissent régulièrement de fortes fluctuations, comme la cuisine ou la salle de bains.

La plupart des capteurs Sentera peuvent mesurer à la fois la température ambiante et l’humidité relative.

Refroidissement nocturne naturel

En général, en été, il faut baisser la température intérieure, et en hiver, il faut augmenter la température intérieure, tout en limitant les pertes de chaleur. Les échangeurs de chaleur peuvent aider à cela, tout comme les radiateurs soufflants.
L’application la plus importante de la ventilation en fonction de la température, c'est le refroidissement naturel, qui constitue une alternative ou un complément à la climatisation. Lorsque les températures extérieures diminuent pendant la nuit, le système de ventilation commence à aspirer l’air plus frais à l’intérieur. Au fil du temps, le bâtiment commence à se refroidir. Lorsque le bâtiment a atteint la température souhaitée, le système cesse de fournir de l’air à l’intérieur. C’est rentable et l’air extérieur contribue à l'amélioration de la qualité de l’air intérieur.

Quels sont de bons niveaux de température de l’air intérieur ?

La température idéale d’un environnement intérieur dépend également de son domaine d' utilisation. En général, il existe quatre catégories d’environnements de travail qui nécessitent des niveaux de température différents :

Dioxyde de carbone (CO₂)

Le dioxyde de carbone (CO₂) est un sous-produit naturel à la fois des processus métaboliques chez les organismes vivants et de la combustion. Chimiquement, il est composé d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène. Les humains produisent du CO₂ en respirant, ce qui en fait un polluant atmosphérique intérieur courant, surtout dans les espaces bondés ou mal ventilés. Bien que le CO₂ soit un composant normal de l’air que nous expirons, des niveaux élevés peuvent être nocifs. Des concentrations modérées peuvent provoquer des maux de tête et de la fatigue, tandis que des niveaux plus élevés peuvent causer des nausées, des étourdissements et même des vomissements. Dans les cas extrêmes, des concentrations très élevées de CO₂ peuvent mener à une perte de conscience.

Indicateur d’occupation et de qualité de l’air

Le dioxyde de carbone est un indicateur fiable du nombre de personnes présentes dans une pièce. Compte tenu le fait que la majeure partie du CO₂ intérieur provient du métabolisme humain, sa concentration est étroitement liée à l’intensité de l’utilisation d’un espace. Pour maintenir une qualité d’air intérieur saine et prévenir l’accumulation de CO₂, il est important d’assurer un apport constant d’air frais grâce à une ventilation appropriée. Ainsi donc, la surveillance des niveaux de CO₂ est d'une grande importance, comme des concentrations élevées peuvent indiquer une mauvaise qualité de l’air. Lorsque les niveaux de CO₂ augmentent, cela signifie souvent que l’air frais diminue et que d’autres polluants, tels que les composés organiques volatils (COV) et les agents pathogènes en suspension dans l’air, peuvent également s’accumuler.

Les systèmes de ventilation modernes à la demande utilisent des capteurs de CO₂ pour évaluer si de l’air frais supplémentaire est nécessaire dans un espace. Ces systèmes ajustent de manière automatique la ventilation en fonction des niveaux de CO₂ en temps réel, garantissant une qualité de l’air optimale en fonction du nombre d’occupants et de leur niveau d’activité. La ventilation contrôlée par le CO₂ est notamment utile dans les zones à occupation variable, telles que les salles de réunion, les salles de classe et les amphithéâtres universitaires. Sentera propose une large gamme de capteurs de CO₂ fiables qui peuvent être intégrés dans ces systèmes, ce qui en fait un choix intelligent pour un contrôle climatique intérieur efficace et économe en énergie.

Lorsqu’une personne malade utilise une pièce, des particules infectieuses en suspension dans l'air sont libérées, persistent et s'accumulent – en particulier dans les espaces mal ventilés. Bien qu’il ne soit pas possible de mesurer directement tous les types de particules infectieuses, le CO₂ sert en tant qu'un indicateur utile. Des niveaux plus élevés de CO₂ sont souvent corrélés à un risque plus élevé de transmission de maladies par voie aérienne. En utilisant une ventilation à la demande basée sur le CO₂, la propagation des maladies provenant d’individus asymptomatiques ou pré-symptomatiques peut être significativement réduite, car l’air frais dilue les particules potentiellement nocives plus efficacement.

Quels sont les niveaux de CO₂ recommandés ?

Les capteurs de CO₂ Sentera disposent de plages de détection réglables pour s'adapter à diverses applications. Pour les environnements intérieurs typiques, il est recommandé de maintenir les concentrations de CO₂ en dessous de 800 ppm afin de maintenir une bonne qualité de l’air. Les niveaux ne doivent pas être inférieurs à 400 ppm, comme c'est la concentration moyenne de l’air extérieur. Toutefois, dans les environnements spécialisés comme les serres, des niveaux plus élevés de CO₂ sont souvent souhaités pour favoriser la croissance des plantes.

Composés Organiques Volatils Totaux

Les composés organiques volatils (COV) sont des produits chimiques organiques qui s’évaporent facilement à température ambiante. Ils représentent un contributeur majeur à la pollution de l’air au niveau du sol et une préoccupation commune dans les environnements intérieurs. Les composés organiques volatils totaux ou bien COVT font référence à la concentration combinée de plusieurs COV présents simultanément dans l’air.

Impacts sur la santé et le confort

L’exposition aux COV peut provoquer une irritation des yeux, du nez et de la gorge, des maux de tête, des étourdissements, de la fatigue et des difficultés de concentration. En particulier, l’exposition prolongée à des composés comme le formaldéhyde, a été associée au cancer et au développement d’allergies chez les enfants. Les impacts des COV vont au-delà de la santé, seux-ci affectent tout de même le confort. Certains COV, comme le toluène, sont irritants. Des niveaux élevés de COV, tels que ceux causés par les détergents, peuvent nuire à la perception de la propreté et dégager de mauvaises odeurs.

Les composés organiques volatils sont présents en permanence à un certain degré, aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur. Cependant, en général, les concentrations intérieures sont 2 à 5 fois plus élevées, et dans certains cas même jusqu’à 1000 fois plus élevées, en fonction de l’activité et des matériaux utilisés dans l’espace. Les nouveaux bâtiments, en particulier ceux de moins de deux ans, ont souvent les niveaux de COV les plus élevés à cause des émissions provenant des matériaux de construction et des finitions. Les sources intérieures et extérieures de COV sont les humains, les agents de nettoyage, les peintures, les pesticides, la pollution industrielle, etc.

Par ailleurs, comme on l’a mentionné précédemment, différents types de pièces ont différents profils de COV :

• Cuisine et salle de bain : la cuisson, les produits d’entretien
• Salon, chambre et bureau : les matériaux de construction, les meubles, les tapis, les produits d’entretien et la présence humaine (et animale)
• Garage et salle d'entreposage : le gaz d’échappement, les fluides automobiles, les peintures et les pesticides

À cet égard, les hôpitaux et les maisons de retraite sont particulièrement exposés à des niveaux élevés de COV en raison de l’utilisation fréquente de désinfectants et de produits de nettoyage.

Ventilation basée sur le niveau de COVT : intelligente et efficace

La ventilation en fonction du niveau de COVT est intéressante dans les environnements où la qualité de l’air intérieur doit être optimisée de manière continue, comme les salons, les immeubles de bureaux, certains environnements industriels, etc. Les systèmes de ventilation modernes utilisent des capteurs TVOC pour surveiller la qualité de l’air et pour ajuster le débit d’air en temps réel. Ces capteurs sont sensibles à l’hydrogène (H₂), qui est émis par l’humaine en même temps que le CO₂ lors de la respiration. Étant donné que la présence humaine est corrélée à l’augmentation des deux gaz, cette méthode permet au système de :

• Détection des niveaux d'occupation
• Faire la différence entre les polluants d’origine humaine et les polluants d’origine matérielle
• Optimiser la ventilation en fonction des besoins réels en matière de qualité de l’air

Cette ventilation à la demande améliore la qualité de l’air, augmente le confort et réduit la consommation d’énergie en ventilant uniquement lorsque cela est nécessaire.

Pression différentielle

Le terme pression différentielle fait référence à la différence de pression atmosphérique entre deux points distincts d’un système. Maintenir la pression différentielle correcte est essentiel pour la bonne circulation de l’air, pour la qualité de l’air intérieur et pour l’efficacité énergétique.

Les appareils de pression différentielle, y compris les interrupteurs, les capteurs et les contrôleurs, jouent un rôle clé dans les systèmes de ventilation, en particulier dans le chauffage, la ventilation et la climatisation (CVC) en ensemble avec les environnements contrôlés comme les salles blanches, les laboratoires et les hôpitaux. ls facilitent le fonctionnement efficace et rentable des systèmes en surveillant et en régulant le débit d’air et en détectant les filtres obstrués. En bref, les appareils de pression différentielle ont une importance capitale par rapport à la création des environnements intérieurs plus sécurisés, plus intelligents et plus durables.

Des pressions différentielles insuffisantes peuvent entraîner des problèmes tels qu'un débit d'air inadéquat, ce qui compromet la qualité de l'air intérieur et le confort. À l’inverse, des différentiels excessifs peuvent mettre les composants à rude épreuve et augmenter la consommation d’énergie.

Appareils de Pression Différentielle

Les capteurs, les interrupteurs et les contrôleurs de pression différentielle de Sentera sont utilisés afin de mesurer et de contrôler les basses pressions différentielles de gaz non agressifs et non combustibles, mais ils ont été spécialement développés pour l'air.

1. Interrupteur de pression différentiel
   Détecte les différences de pression entre deux points et active/désactive un circuit en fonction d’un seuil prédéfini. Lorsque la différence de pression dépasse ou descend en dessous d’un point de consigne, l’interrupteur ouvre ou ferme le circuit électrique, déclenchant ainsi une alarme ou une action spécifique.
2. Le capteur de pression différentielle
   mesure et fournit des données en temps réel sur la différence de pression entre deux points.
   Utilise de diverses technologies (par exemple piézorésistive, capacitive) afin de mesurer la différence de pression et la convertir en un signal électrique (généralement analogique).
3. Régulateur de pression différentielle
   Maintient activement un point de consigne pour la différence de pression. Utilise un algorithme PI (Proportionnel-Intégral) pour ajuster la sortie (par exemple, un signal 0-10V) afin de garantir que la pression différentielle reste à la valeur souhaitée.

Surveillance du filtre à air

L’une des principales applications de la pression différentielle, c'est la surveillance des filtres. Un appareil de surveillance de filtre à air est un équipement utilisé dans les systèmes de CVC pour surveiller l’état et l’efficacité des filtres à air. L’appareil peut indiquer quand les filtres doivent être remplacés ou entretenus. À mesure que les filtres à air s'encrassent, la chute de pression (ou la perte de charge) à travers le filtre augmente. Les capteurs de pression différentielle détectent ce changement et peuvent déclencher des alertes. Cela garantit un approvisionnement en air pur, améliore l’efficacité énergétique et prolonge la durée de vie du système.

Les capteurs et les contrôleurs sont indispensables pour pouvoir optimiser votre système de ventilation. Mesurer ou contrôler la pression différentielle (Pa), la vitesse du flux d'air (m / s) ou le volume de flux d'air (m³ / h). Assurez l’apport correct d’air neuf dans votre bâtiment et détectez les filtres obstrués afin de garantir le confort des occupants et une qualité de l’air intérieur optimale.