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May 29, 2023

Garanties de ventilation pour COVID

Depuis que la pandémie de COVID-19 a frappé l'Amérique du Nord en février dernier, la construction de la QAI a

Depuis que la pandémie de COVID-19 a frappé l'Amérique du Nord en février dernier, la construction de la QAI a pris une toute autre dimension. Une multitude de mesures de protection contre les virus ont été ajoutées aux stratégies de qualité de l'air intérieur (QAI) des bâtiments commerciaux. Maintenant, la question se pose de savoir si une seule garantie est suffisante.

Les stratégies les plus populaires pour atténuer les agents pathogènes en suspension dans l'air ont été la dilution de l'air extérieur, diverses améliorations des filtres à média allant du MERV 13 à l'arrêt des particules à haute efficacité (HEPA), la purge des bâtiments en dehors des heures d'ouverture, l'irradiation germicide ultraviolette (UVGI) et l'ionisation. Les exploitants d'immeubles choisissent fréquemment l'une des méthodes ci-dessus; cependant, la question se pose de savoir si une meilleure stratégie consiste à combiner deux ou plusieurs méthodes. Un meilleur environnement de bâtiment peut être établi en employant l'une des méthodes ci-dessus, puis en le soutenant avec des augmentations d'air extérieur pour la dilution. Le raisonnement est basé sur le fait que la plupart des méthodes peuvent cesser de fonctionner en raison d'une panne d'équipement, d'un mauvais entretien ou d'erreurs d'intervention humaine.

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• Ventilation

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La dilution de l'air intérieur via une augmentation de l'induction d'air extérieur par les systèmes CVC est peut-être la stratégie la plus prometteuse. COVID-19 est reproduit à l'intérieur; alors, pourquoi ne pas l'épuiser à l'extérieur et laisser Mère Nature l'atténuer ? Ensuite, apportez de l'air extérieur qui est naturellement désinfecté des rayons ultraviolets du soleil, selon le sous-secrétaire par intérim William Bryan de la branche de recherche et développement du département américain de la sécurité intérieure, la direction des sciences et de la technologie (STD).

Les Centers for Disease Control & Prevention (CDC), la Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations (REHVA) et l'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) recommandent une augmentation de l'air extérieur, car cela signifie que l'air contenant éventuellement des particules pathogènes en aérosol est éloigné des occupants et idéalement évacué à l'extérieur. De l'air extérieur propre et désinfecté remplace ce qui a été épuisé. Un échec de cette stratégie ne pourrait être dû qu'à un dysfonctionnement du système CVC du bâtiment, ce qui entraînerait très probablement une évacuation des occupants jusqu'à ce que la ventilation soit rétablie, indépendamment d'une pandémie. Par conséquent, une défaillance de l'équipement d'air extérieur ne passerait probablement pas inaperçue et pourrait être considérée comme une protection contre une mauvaise QAI.

Malheureusement, les autres méthodes peuvent passer inaperçues. La filtration de toutes sortes peut potentiellement échouer ou au moins se dégrader avec le temps, laissant les occupants sans protection contre le(s) contaminant(s) cible(s) qu'elle a été installée pour éradiquer.

La technologie des lampes UVGI dans les unités CVC ou les conduits, par exemple, est une stratégie éprouvée pour inactiver les virus. Deux études récentes ont prouvé son efficacité contre le SRAS CoV-2, responsable de la maladie COVID-19. Une étude italienne de juin 2020, «L'irradiation UV-C est très efficace pour inactiver et inhiber la réplication du SRAS CoV-2», (PDF) a démontré l'inactivation à une densité virale comparable à celle observée dans l'infection par le SRAS CoV-2. Une dose d'UV-C de seulement 3,7 mJ/cm2 était suffisante pour obtenir une inactivation de 3 log et une inhibition complète de toutes les concentrations virales a été observée avec 16,9 mJ/cm2.

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Bien que l'UVGI ait fait ses preuves contre les virus, à savoir le SRAS CoV-2, sa dégradation inhérente jusqu'à 60 % en seulement deux ans peut être préjudiciable. Une lampe UV-C dégradée ou grillée qui n'est pas remplacée laissera les occupants sans protection de la stratégie proactive de désinfection par lampe UV du bâtiment.

Il en va de même avec d'autres technologies, telles que l'ionisation, qui utilise une charge électronique pour créer un champ de plasma rempli d'une forte concentration d'ions positifs et négatifs. Lorsque ces ions voyagent avec le flux d'air, ils se fixent aux particules, aux agents pathogènes et aux gaz. Les ions aident à agglomérer les fines particules submicroniques et les rendent filtrables. De plus, les ions tuent les agents pathogènes en les privant de l'hydrogène vital. Les ions décomposent les COV nocifs avec un potentiel électron-volt inférieur à douze (eV<12) en composés inoffensifs comme O2, CO2, N2 et H2O. Les ions se déplacent dans le flux d'air dans les espaces occupés, nettoyant l'air partout, même dans les espaces invisibles.

L'inconvénient est que l'entretien, en particulier le nettoyage périodique des poils d'ionisation, est la clé de l'efficacité de la technologie.

De même, l'amélioration de la filtration des médias de MERV-8 à MERV-13, qui est recommandée comme potentiellement utile pour piéger les aérosols contaminés en suspension dans l'air et certaines particules submicroniques, peut également être involontairement sabotée à cause des vides du calendrier de remplacement. Il en va de même pour HEPA, mais dans ce cas, un filtre HEPA sale peut gravement bloquer le système de ventilation.

Le point de ces exemples est que les filtres, les purificateurs d'air et les autres aides à l'atténuation des contaminants liés au CVC ne sont pas infaillibles. Cependant, s'il est combiné avec un équipement de dilution de l'air extérieur, tel que des ventilateurs récupérateurs d'énergie (ERV) ou des systèmes d'air extérieur dédiés (DOAS), la protection et l'assurance sont doublées. Les deux technologies peuvent fonctionner ensemble dans le but d'atténuer le virus d'un espace, tel que COVID-19. De plus, si la technologie supplémentaire tombe en panne, la dilution de l'air extérieur peut toujours protéger les occupants.

Généralement, les VRE extraient la chaleur de l'air d'évacuation et la transfèrent à l'air d'alimentation. Cela gère à la fois les charges latentes et sensibles et permet plus d'air extérieur sans surcharger les capacités de refroidissement des unités de climatisation. Les VRE peuvent être appliqués en tant qu'unités d'air extérieur supplémentaires aux AHU existantes, à la fois séparément ou connectées à l'AHU elle-même. Selon la taille, la configuration et le nombre de VRE, tout bâtiment doté d'une RTU conventionnelle peut être converti à 100 % d'air extérieur.

Étant donné que la défaillance de l'équipement QAI n'est pas une option pendant une pandémie, la sélection du VRE devient d'une importance cruciale. Cependant, tous les équipements ERV ne sont pas identiques. Il existe plusieurs méthodes de VRE air-air; les plus populaires sont les roues énergétiques et les échangeurs de chaleur à plaques statiques (noyaux enthalpiques).

Les roues énergétiques sont mécaniques et dépendent de courroies ou d'engrenages, d'un moteur et d'un entraînement, qui nécessitent tous un entretien périodique. Les noyaux de plaque statiques n'ont pas de pièces mobiles, nécessitant uniquement des changements de filtre et une aspiration annuelle de la face du noyau.

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Selon la méthode et leurs capacités, les VRE peuvent être une aubaine pour atténuer le potentiel COVID-19 d'un bâtiment (PDF), mais ils peuvent aussi faire plus de mal que de bien s'ils laissent échapper de l'air de retour contaminé dans l'air d'alimentation pendant le transfert thermique, ce qui est appelé taux de transfert d'air d'échappement (EATR).

Les roues énergétiques sans capacité de purge, par exemple, ne doivent pas être utilisées pendant les pandémies, en raison de leur potentiel de contamination croisée. Cependant, les roues plus chères avec des modes de purge, des joints triples et d'autres caractéristiques peuvent minimiser la contamination croisée lorsqu'elles sont correctement calibrées. Une fuite de l'échangeur de chaleur rotatif peut se produire s'il n'est pas correctement installé. Le défaut le plus courant est que les ventilateurs ont été montés de manière à créer une pression plus élevée du côté de l'air extrait. Cela entraînera une fuite de l'air extrait vers l'air soufflé. Le degré de transfert incontrôlé d'air extrait pollué peut, dans ces cas, atteindre un niveau inacceptable de 20 %. Si les roues énergétiques ne peuvent pas atteindre un taux de contamination croisée proche de zéro ou si elles disposent de joints solides pour éliminer le contournement entre le substrat de la roue et le système CVC, elles ne doivent pas être utilisées pendant une pandémie (PDF).

Contrairement au concept de roue d'énergie, les noyaux d'enthalpie à plaques statiques maintiennent les flux d'air séparés, conformément à la norme AHRI 1060, "Performance Rating of Air-to-Air Exchangers for Energy Recovery Ventilation Equipment", qui est utilisée pour certifier l'équipement. Les noyaux d'enthalpie à plaque statique offrent une contamination croisée proche de zéro lorsqu'ils fonctionnent avec un flux d'air correctement équilibré. Au lieu de la stratégie de la roue énergétique consistant à faire tourner les flux d'air d'alimentation et de retour avec le même média, la technologie des plaques statiques sépare complètement l'air de retour de l'air d'alimentation pendant le processus d'échange d'énergie. De nombreux modèles ont un taux de fuite de 0,1 %. REHVA appuie cela avec un document de position récent qui indiquait que "la transmission de particules virales via des dispositifs de récupération de chaleur n'est pas considérée comme un problème lorsqu'un système CVC est équipé d'une unité à double serpentin ou d'un autre dispositif de récupération de chaleur" pour séparer l'air de retour et d'alimentation. flux.

Étant donné que les systèmes de plaques statiques sont testés et évalués comme une contamination croisée proche de zéro, leurs EATR sont nettement meilleurs que la technologie des roues. Cependant, les joints autour des plaques peuvent avoir été installés de manière incorrecte ou vieillis dans les systèmes CVC plus anciens. Par conséquent, les phoques doivent être examinés si les VRE de type plaque statique sont utilisés pendant une pandémie.

La construction de la QAI a pris une toute autre dimension depuis la pandémie. La question se pose de savoir si une seule garantie suffit. Alors que certaines technologies peuvent fournir de manière adéquate une QAI sûre individuellement, l'ajout d'autres méthodologies, en particulier la fiabilité de la dilution de l'air extérieur, peut créer des garanties pour maintenir les occupants en bonne santé pendant cette crise et les crises futures.

L'essentiel est que la ventilation reste la meilleure solution pour atténuer les contaminants dans les bâtiments occupés. Cependant, si le système de climatisation ne peut pas gérer les charges de chauffage ou de refroidissement supplémentaires de l'air extérieur, un VRE est peut-être le meilleur moyen de remédier à cette lacune.

Nick Agopian est vice-président des ventes et du marketing chez RenewAire, qui améliore la QAI dans les bâtiments commerciaux et résidentiels grâce à des ventilateurs récupérateurs d'énergie (VRE) à noyau enthalpique et à plaques statiques à haut rendement. Pour plus d'informations, visitez www.renewaire.com.