1

Confort lié à la qualité de l'air

Confort et qualité de l'airAération

2

Pourquoi aérer?

Pour éliminer les polluants: odeurs, vapeur d'eau, gaz carbonique, gaz, vapeurs et aérosols

toxiques.

Pour évacuer la chaleur.

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Impuretés dans l'air ambiant

Air extérieurChauffages, transports,industrie

SO2, NOx, CO, Hydrocarbures,poussières, plombMicroorganismes

Occupant Odeurs, CO2, Vapeur d'eau,Particules, microorganismes

Tabac, feux ouverts CO, aldéhydes, particules

Combustion de gaz CO, CO2, vapeur d'eau, NOx,particules

Matériaux Aldéhydes, amiante, solvants

Produits diversSprays, nettoyage, papier,encre, etc.

Odeurs, solvants, composésorganiques

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Quelle aération est-elle nécessaire ?

En cas d'aération trop faible dans une chambre occupée, qu'est-ce qui arrive en premier lieu ?

1. La personne manque d'oxygène et s'évanouit.

2. La concentration en gaz carbonique devient dangereuse pour l'occupant, qui s'endort.

3. Les personnes entrant dans la chambre trouvent que ça "sent le renfermé".

4. L'air devient trop humide (plus de 70% d'humidité).

5

Quel débit d'air pour une personne?

Débit requis [m³/h]0 5 10 15 20 25

Odeur

CO²

Vapeur d'eau

Chaleur

Air inspiré

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Concentration

Concentration: C =

)( eCCVSdt

dCV

Quantité de polluant [kg]

Quantité d’air [kg]

Equation de conservation de la masse de polluant:

Régime stationnaire:

)( eCC

SV

7

Débit d'air =

Régime stationnaire: quel débit d'air ?

Débit de polluant

Concentration tolérée - concentration ext.

Le contaminant le plus exigeant commande

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Comment quantifier les odeurs?

Le nez est l'outil de mesure

Un olf: débit d'odeurs dégagé par une personne "normale".

Un pol (mesure de la concentration de polluant) = un olf dilué par 1 litre/seconde d'air pur.

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Qualité d'air perçue

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0Concentration [pol]

Pour

cent

age

d'in

satis

faits

10

Unités cohérentes

11

Débit d’air pour une personne (CO2)

6-10 400) - (1400

l/h 18 nécessaireDébit

Pour évacuer le CO2 produit par une personne de manière à limiter la concentration intérieure à 1400 ppm s’il y a 400 ppm dehors:

/hm 18l/h 18'000 3

12

Débit d’air pour une personne (CO2)

6-10 400) - (5000

l/h 18 nécessaireDébit

Pour évacuer le CO2 produit par une personne de manière à limiter la concentration intérieure à 5000 ppm s’il y a 400 ppm dehors:

/hm 4l/h 900'3 3

13

Débit d’air pour une personne (odeurs)

sl 5

pol 0,2

olf 1nécessaireDébit

Pour évacuer les odeurs produites par une personne de manière à limiter la concentration intérieure à 0,3 pol s’il y a 0,1 pol dehors:

/hm 18 0,005 3600 h 1/3600

m 0,005sl 5 3

3

14

Débit d’air pour une personne (eau)

g/kg )(g/h 72nécessaireDébit

outin-xx

Pour évacuer la vapeur d’eau produite par une personne (typiquement 72 g/h) de manière à limiter l’humidité relative à 40% (température intérieure 22°C) si dehors il fait 0°C avec 100% d’humidité relative:

15

Teneur en eau de l’air

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25Température [°C]

Tene

ur e

n ea

u [g

/kg]

Sat.90%80%70%60%50%40%30%20%10%

16

Débit d’air pour une personne (eau)

/hm 20ou hkg 24

g/kg 4)(7-g/h 72

nécessaireDébit 3

Pour évacuer la vapeur d’eau produite par une personne de manière à limiter l’humidité relative à 40% (température intérieure 22°C) si dehors il fait 0°C avec 100% d’humidité relative:

22°C et 40% HR correspond à 7 g/kg d’air

0°C et 100% HR correspond à 4 g/kg d’air

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Quel débit d'air? Récapitulation

Polluant Odeur CO2 Vapeur

"Débit" 1 Olf 18 l/h 72 g/h

"Concentration" 0.3 Pol 1400 ppm 7 g/kg

Conc. ext. 0.1 Pol 400 ppm 4 g/kg

Débit d'air [m³/h] 18 18 20

Que faut-il pour aérer une personne?

Moralité: dans ce cas c’est la vapeur d’eauvapeur d’eau qui détermine le débit

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Débit d’air pour une personne

sl 10

pol 0,1

olf 1nécessaireDébit

Mais si on veut limiter la concentration intérieure à 0,2 pol s’il y a 0,1 pol dehors:

/hm 36 0,01 3600 h 1/3000

m 0,01sl 01 3

3

Et ce sont les odeurs qui dominent…

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Ecoulement naturel d’air dans la pièce

Proximité d’une fenêtre ou de bouches de ventilation

Climatisation (forts taux de brassage)

Les inconforts locauxSensation de courant d ’air

21

Turbulence

N

vv

N

ii

1

11

2

N

vvN

ii

vTu

0.00.10.2

0.30.40.5

0 5 10 15 20Temps

Vite

sse

d'ai

r

Vitesse moyenne

Ecart standard

22

moyenne Vitesse

standardEcart Turbulence

0.00.10.2

0.30.40.5

0 5 10 15 20Temps

Vite

sse

d'ai

r

Vitesse moyenne Ecart standard

23

Risque de courants d'air: vitesse max.

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

15 20 25 30 35Température [°C]

Vite

sse

moy

enne

de

l'air

[m/s

] .

Intensité deturbulence: 0,2 0,5 1

Pour limiter le pourcentage

d’insatisfaits à 10%

24

0.10 0.25 0.40 0.55 0.70 0.85 1.000

0.4

0.8

15

20

25

30

35

Vitesse de l'air [m/s]

Turbulence

30 - 35

25 - 30

20 - 25

15 - 20

T

Risque de courants d'air: température min.

Pour limiter le

pourcentage d’insatisfaits

à 10%

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Résumé: le confort c'est ...

La satisfaction des occupants, mais..L'insatisfaction d'une minoritéUne combinaison de plusieurs facteurs

personnels (activité, habillement, nature, santé) thermiques (températures de l'air et des surfaces

voisines) de qualité de l'air ergonomiques (éclairage, acoustique, place de

travail, etc.)

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Confort thermique

Température opérative adaptée à l'habillement et à l'activité.

Limiter les gradients de température et éviter les courants d'air.

Isolation thermique et protections solaires mobiles améliorent nettement le confort thermique et réduisent les besoins en chauffage et refroidissement.

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Qualité de l'air

Eviter les sources de pollution de l'air. Les seules sources de pollution devraient être les occupants.

Evacuer les polluants près des sourcesAérer pour maintenir les concentrations de

polluants en-dessous des limites admissiblesPour les occupants seulement: prévoir 10 à 40

m³/h et par personne (non fumeur)

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Exercice supplémentaire 2.5

Quel débit d'air faut-il pour évacuer les odeurs dégagées par un fumeur de manière que 90 % des personnes entrant dans le local ne s'aperçoivent de rien ?

(Hypothèse: un fumeur dégage 25 olf pendant qu'il fume.)