Qualité de l’air intérieur

La qualité de l’air intérieur (QAI) est la qualité de l’air à l’intérieur et autour des bâtiments et des structures. On sait que la QAI affecte la santé, le confort et le bien-être des occupants du bâtiment. La mauvaise qualité de l’air intérieur a été associée au syndrome des bâtiments malsains, à la réduction de la productivité et à l’apprentissage avec facultés affaiblies dans les écoles.

La QAI peut être affectée par les gaz (y compris le monoxyde de carbone, le radon, les composés organiques volatils), les particules, les contaminants microbiens (moisissures, bactéries) ou toute source de stress énergétique pouvant induire des conditions sanitaires défavorables. Le contrôle à la source, la filtration et l’utilisation de la ventilation pour diluer les contaminants sont les méthodes principales pour améliorer la qualité de l’air intérieur dans la plupart des bâtiments. Les unités résidentielles peuvent améliorer encore la qualité de l’air intérieur en nettoyant régulièrement les tapis et les carpettes.

La détermination de la QAI implique la collecte d’échantillons d’air, la surveillance de l’exposition humaine aux polluants, la collecte d’échantillons sur les surfaces des bâtiments et la modélisation informatique du flux d’air à l’intérieur des bâtiments.

La QAI fait partie de la qualité de l’environnement intérieur (QIE), qui comprend la QAI ainsi que d’autres aspects physiques et psychologiques de la vie à l’intérieur (p. Ex. Éclairage, qualité visuelle, acoustique et confort thermique).

La pollution de l’air intérieur dans les pays en développement est un risque majeur pour la santé. Une des principales sources de pollution de l’air intérieur dans les pays en développement est la combustion de la biomasse (par exemple du bois, du charbon de bois, des excréments ou des résidus de cultures) pour le chauffage et la cuisson. L’exposition à des niveaux élevés de particules a entraîné entre 1,5 et 2 millions de décès en 2000.

Polluants communs

La fumée secondaire
La fumée secondaire est la fumée de tabac qui affecte les personnes autres que le fumeur «actif». La fumée de tabac secondaire comprend à la fois une phase gazeuse et une phase particulaire, avec des risques particuliers résultant des niveaux de monoxyde de carbone (comme indiqué ci-dessous) et de très petites particules (matière particulaire fine particulièrement de taille PM2,5 et PM10) qui pénètrent dans le liquide. bronchioles et alvéoles dans les poumons. La seule méthode certaine pour améliorer la qualité de l’air intérieur en ce qui concerne la fumée secondaire est la mise en œuvre de lois exhaustives sur l’interdiction de fumer.

Radon
Le radon est un gaz atomique radioactif invisible résultant de la désintégration radioactive du radium, que l’on peut trouver dans les formations rocheuses sous les bâtiments ou dans certains matériaux de construction eux-mêmes. Le radon est probablement le danger grave le plus répandu pour l’air intérieur aux États-Unis et en Europe, probablement responsable de dizaines de milliers de décès par cancer du poumon chaque année. Il existe des kits de test relativement simples pour le test du gaz radon à faire soi-même, mais si une maison est à vendre, les tests doivent être effectués par une personne agréée dans certains États américains. Le radon pénètre dans les bâtiments en tant que gaz du sol et est un gaz lourd qui tend donc à s’accumuler au plus bas niveau. Le radon peut également être introduit dans un bâtiment par le biais de l’eau potable, en particulier des douches de salle de bain. Les matériaux de construction peuvent constituer une source rare de radon, mais peu d’essais sont effectués sur les produits en pierre, en pierre ou en carreaux importés dans les chantiers de construction. l’accumulation de radon est la plus grande pour les maisons bien isolées. La demi-vie du radon est de 3,8 jours, ce qui indique qu’une fois la source retirée, le danger sera grandement réduit d’ici quelques semaines. Les méthodes d’atténuation du radon comprennent l’étanchéité des sols en dalles de béton, des fondations du sous-sol, des systèmes de drainage de l’eau ou en augmentant la ventilation. Ils sont généralement rentables et peuvent considérablement réduire, voire éliminer, la contamination et les risques pour la santé associés.

Le radon est mesuré en picocuries par litre d’air (pCi / L), une mesure de la radioactivité. Aux États-Unis, le niveau moyen de radon à l’intérieur des bâtiments est d’environ 1,3 pCi / L. Le niveau extérieur moyen est d’environ 0,4 pCi / l. Le US Surgeon General et l’EPA recommandent de réparer les maisons avec des niveaux de radon supérieurs ou égaux à 4 pCi / L. L’EPA recommande également que les personnes envisagent de fixer leur domicile pour des niveaux de radon compris entre 2 pCi / L et 4 pCi / L.

Moules et autres allergènes
Ces produits chimiques biologiques peuvent provenir de nombreux moyens, mais il existe deux classes communes: (a) la croissance induite par l’humidité des colonies de moisissures et (b) les substances naturelles rejetées dans l’air telles que les squames animales et le pollen des plantes. La moisissure est toujours associée à l’humidité et sa croissance peut être inhibée en maintenant des taux d’humidité inférieurs à 50%. L’accumulation d’humidité à l’intérieur des bâtiments peut résulter de la pénétration d’eau dans des zones fragiles de l’enveloppe du bâtiment ou de la peau, des fuites de plomberie, de la condensation due à une ventilation inadéquate ou de l’humidité du sol. Même le simple fait de sécher des vêtements à la maison sur des radiateurs peut augmenter le risque d’exposition (entre autres) à Aspergillus – une moisissure hautement dangereuse qui peut être fatale pour les asthmatiques et les personnes âgées. Dans les zones où les matériaux cellulosiques (papier et bois, y compris les cloisons sèches) deviennent humides et ne sèchent pas dans les 48 heures, le mildiou peut se propager et libérer des spores allergènes dans l’air.

Dans de nombreux cas, si les matériaux ne sèchent pas plusieurs jours après l’événement aquatique présumé, la moisissure est suspectée dans les cavités des murs, même si elle n’est pas immédiatement visible. Une enquête sur les moisissures, qui peut inclure une inspection destructive, devrait permettre de déterminer la présence ou l’absence de moisissure. Dans une situation où il existe des moisissures visibles et où la qualité de l’air intérieur peut avoir été compromise, il peut être nécessaire de remédier à la moisissure. Les tests et les inspections des moisissures devraient être effectués par un enquêteur indépendant afin d’éviter tout conflit d’intérêt et d’assurer des résultats précis; les tests de moisissure gratuits proposés par les entreprises d’assainissement ne sont pas recommandés.

Il existe certaines variétés de moisissures contenant des composés toxiques (mycotoxines). Cependant, l’exposition à des niveaux dangereux de mycotoxines par inhalation n’est pas possible dans la plupart des cas, car les toxines sont produites par l’organisme fongique et ne sont pas à des niveaux significatifs dans les spores libérées. Le principal risque de croissance de moisissure, en ce qui concerne la qualité de l’air intérieur, provient des propriétés allergènes de la paroi des cellules de spores. La capacité de la moisissure à déclencher des épisodes chez des personnes déjà asthmatiques, une maladie respiratoire grave, est plus grave que la plupart des propriétés allergènes.

Monoxyde de carbone
L’un des contaminants de l’air intérieur les plus toxiques est le monoxyde de carbone (CO), un gaz incolore et inodore qui est un sous-produit de la combustion incomplète des combustibles fossiles. Les sources courantes de monoxyde de carbone sont la fumée de tabac, les appareils de chauffage utilisant des combustibles fossiles, les chaudières défectueuses et les gaz d’échappement des voitures. En privant le cerveau d’oxygène, des niveaux élevés de monoxyde de carbone peuvent entraîner des nausées, une perte de conscience et la mort. Selon la Conférence américaine des hygiénistes industriels gouvernementaux (ACGIH), la limite moyenne pondérée dans le temps (TWA) pour le monoxyde de carbone (630-08-0) est de 25 ppm.

Les niveaux intérieurs de CO s’améliorent systématiquement en raison de la mise en œuvre croissante de lois antitabac.

Les composés organiques volatils
Les composés organiques volatils (COV) sont émis sous forme de gaz par certains solides ou liquides. Les COV comprennent une variété de produits chimiques, dont certains peuvent avoir des effets néfastes à court et à long terme sur la santé. Les concentrations de nombreux COV sont systématiquement plus élevées à l’intérieur (jusqu’à dix fois plus élevées) qu’à l’extérieur. Les COV sont émis par un large éventail de produits numérotés par milliers. Exemples: peintures et laques, décapants de peinture, produits de nettoyage, pesticides, matériaux de construction et ameublement, matériel de bureau tel que photocopieurs et imprimantes, liquides de correction et papier autocopiant, graphiques et matériaux artisanaux, colles et adhésifs, marqueurs permanents et solutions photographiques. .

L’eau potable chlorée libère du chloroforme lorsque de l’eau chaude est utilisée dans la maison. Le benzène est émis par le carburant stocké dans les garages attenants. Les huiles de cuisson surchauffées émettent de l’acroléine et du formaldéhyde. Une méta-analyse de 77 enquêtes sur les COV dans les maisons aux États-Unis a révélé que l’acroléine, le formaldéhyde, le benzène, l’hexachlorobutadiène, l’acétaldéhyde, le 1,3-butadiène, le chlorure de benzyle, le 1,4-dichlorobenzène et le tétrachlorure de carbone l’acrylonitrile et le chlorure de vinyle. Ces composés ont dépassé les normes sanitaires dans la plupart des foyers.

Les produits chimiques organiques sont largement utilisés comme ingrédients dans les produits ménagers. Les peintures, les vernis et les cires contiennent tous des solvants organiques, à l’instar de nombreux produits de nettoyage, de désinfection, de cosmétique, de dégraissage et de loisirs. Les carburants sont fait de produits chimiques organiques. Tous ces produits peuvent libérer des composés organiques lors de leur utilisation et, dans une certaine mesure, lors de leur stockage. Le contrôle des émissions des matériaux de construction utilisés à l’intérieur est devenu de plus en plus courant pour les revêtements de sol, les peintures et de nombreux autres matériaux et finitions de construction d’intérieur importants.

Plusieurs initiatives envisagent de réduire la contamination de l’air intérieur en limitant les émissions de COV provenant des produits. Il existe des réglementations en France et en Allemagne, ainsi que de nombreux labels écologiques et systèmes de notation volontaires contenant des critères de réduction des émissions de COV tels que EMICODE, M1, Blue Angel et Indoor Air Comfort en Europe, ainsi que la norme californienne CDPH Section 01350 et plusieurs autres aux États-Unis. . Ces initiatives ont changé le marché où un nombre croissant de produits à faible émission sont devenus disponibles au cours des dernières décennies.

Au moins 18 COV microbiens (COV) ont été caractérisés, notamment le 1-octène-3-ol, le 3-méthylfurane, le 2-pentanol, la 2-hexanone, la 2-heptanone, la 3-octanone, le 3-octanol, le 2-octène-1. ol, 1-octène, 2-pentanone, 2-nonanone, bornéol, géosmine, 1-butanol, 3-méthyl-1-butanol, 3-méthyl-2-butanol et thujopsène. Le premier de ces composés est appelé alcool de champignon. Les quatre derniers sont des produits de Stachybotrys chartarum, associé au syndrome des bâtiments malsains.

Legionella
La légionellose ou légionellose est causée par une bactérie d’origine hydrique, la légionellose, qui pousse mieux dans les eaux tièdes ou lentes. La principale voie d’exposition consiste à créer un effet aérosol, le plus souvent à partir de tours de refroidissement par évaporation ou de pommes de douche. Une source commune de Legionella dans les bâtiments commerciaux provient des tours de refroidissement par évaporation mal placées ou entretenues, qui libèrent souvent de l’eau dans un aérosol qui peut pénétrer dans les prises de ventilation à proximité. Les éclosions dans les établissements médicaux et les maisons de retraite, où les patients sont immunodéprimés et immuno-faibles, sont les cas de légionellose les plus fréquemment signalés. Plus d’un cas a impliqué des fontaines extérieures dans les attractions publiques. La présence de Legionella dans les approvisionnements en eau des bâtiments commerciaux est très sous-estimée, car les personnes en bonne santé ont besoin d’une forte exposition pour acquérir une infection.

Les tests de légionellose impliquent généralement la collecte d’échantillons d’eau et de prélèvements de surface dans les bassins de refroidissement par évaporation, les pommes de douche, les robinets / robinets et autres endroits où l’eau chaude s’accumule. Les échantillons sont ensuite mis en culture et les unités formant colonies (cfu) de Legionella sont quantifiées en cfu / litre.

La légionelle est un parasite de protozoaires tels que les amibes et nécessite donc des conditions adaptées aux deux organismes. La bactérie forme un biofilm résistant aux traitements chimiques et antimicrobiens, notamment le chlore. L’assainissement des éclosions de Legionella dans les bâtiments commerciaux varie, mais comprend souvent des bouffées d’eau très chaude (160 ° F; 70 ° C), la stérilisation de l’eau stagnante dans les bassins de refroidissement par évaporation, le remplacement des sels de métaux lourds. Les mesures préventives comprennent l’ajustement des niveaux d’eau chaude normaux pour permettre une température de 50 ° C (120 ° F) au robinet, l’évaluation de l’agencement de l’installation, le retrait des aérateurs de robinet et des tests périodiques dans les zones suspectes.

Autres bactéries
Il existe de nombreuses bactéries importantes pour la santé dans l’air intérieur et sur les surfaces intérieures. Le rôle des microbes dans l’environnement intérieur est de plus en plus étudié à l’aide d’analyses génétiques modernes d’échantillons environnementaux. Des efforts sont actuellement en cours pour relier les écologistes microbiens et les scientifiques de l’air intérieur afin de créer de nouvelles méthodes d’analyse et de mieux interpréter les résultats.

“Il y a environ dix fois plus de cellules bactériennes dans la flore humaine que de cellules humaines dans le corps, avec un grand nombre de bactéries sur la peau et comme flore intestinale.” Une grande partie des bactéries présentes dans l’air intérieur et la poussière sont excrétées par l’homme. Mycobacterium tuberculosis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae sont parmi les bactéries les plus importantes connues dans l’air intérieur.

Fibres d’amiante
De nombreux matériaux de construction courants utilisés avant 1975 contiennent de l’amiante, tels que certains carreaux de sol, dalles de plafond, bardeaux, systèmes ignifuges, systèmes de chauffage, enveloppes de tuyaux, boues, mastics et autres matériaux d’isolation. Normalement, il n’ya pas d’émission importante de fibres d’amiante à moins que les matériaux de construction ne soient perturbés, tels que la coupe, le ponçage, le forage ou le remodelage de bâtiments. L’élimination des matériaux contenant de l’amiante n’est pas toujours optimale car les fibres peuvent se répandre dans l’air au cours du processus d’élimination. Un programme de gestion des matériaux intacts contenant de l’amiante est souvent recommandé.

Lorsque des matériaux contenant de l’amiante sont endommagés ou se désintègrent, des fibres microscopiques sont dispersées dans l’air. L’inhalation de fibres d’amiante pendant de longues périodes d’exposition est associée à une incidence accrue du cancer du poumon, en particulier de la forme spécifique du mésothéliome. Le risque de cancer du poumon lié à l’inhalation de fibres d’amiante est nettement plus élevé chez les fumeurs, mais il n’existe aucun lien confirmé avec les dommages causés par l’amiantose. Les symptômes de la maladie n’apparaissent généralement que 20 à 30 ans après la première exposition à l’amiante.

L’amiante se trouve dans les maisons et les bâtiments anciens, mais se rencontre le plus souvent dans les écoles, les hôpitaux et les milieux industriels. Bien que toute l’amiante soit dangereuse, les produits friables, par ex. les revêtements et les isolants pulvérisés présentent un risque beaucoup plus élevé, car ils sont plus susceptibles de libérer des fibres dans l’air. Le gouvernement fédéral américain et certains États ont défini des normes pour des niveaux acceptables de fibres d’amiante dans l’air intérieur. Il existe des réglementations particulièrement strictes applicables aux écoles.

Gaz carbonique
Le dioxyde de carbone (CO2) est un substitut relativement facile à mesurer pour les polluants intérieurs émis par les humains et est en corrélation avec l’activité métabolique humaine. Le taux de dioxyde de carbone à des niveaux exceptionnellement élevés à l’intérieur des habitations peut entraîner une somnolence, des maux de tête ou des niveaux d’activité plus faibles chez les occupants. Les niveaux de CO2 extérieurs sont généralement de 350 à 450 ppm, tandis que le niveau maximum de CO2 intérieur considéré comme acceptable est de 1 000 ppm. Les humains sont la principale source de dioxyde de carbone dans la plupart des bâtiments. Les niveaux de CO2 à l’intérieur sont un indicateur de l’adéquation de la ventilation de l’air extérieur par rapport à la densité de l’occupant et à l’activité métabolique à l’intérieur.

Pour éliminer la plupart des plaintes, le niveau total de CO2 à l’intérieur des locaux devrait être réduit à une différence inférieure à 600 ppm par rapport aux niveaux extérieurs. L’Institut national de la sécurité et de la santé au travail (NIOSH) considère que les concentrations de dioxyde de carbone dans l’air intérieur supérieures à 1 000 ppm sont un marqueur suggérant une ventilation insuffisante. Selon les normes britanniques applicables aux écoles, le dioxyde de carbone dans tous les espaces d’enseignement et d’apprentissage, mesuré à la hauteur de la tête assise et moyennée sur toute la journée, ne doit pas dépasser 1 500 ppm. La journée entière correspond aux heures normales d’école (c.-à-d. De 9 h à 15 h 30) et comprend les périodes inoccupées telles que les pauses déjeuner. À Hong Kong, l’EPD a défini des objectifs de qualité de l’air intérieur pour les immeubles de bureaux et les lieux publics dans lesquels un niveau de dioxyde de carbone inférieur à 1 000 ppm est considéré comme satisfaisant. Les normes européennes limitent le dioxyde de carbone à 3 500 ppm. L’OSHA limite la concentration de dioxyde de carbone sur le lieu de travail à 5 ​​000 ppm pendant des périodes prolongées et à 35 000 ppm pendant 15 minutes. Ces limites plus élevées visent à éviter la perte de conscience (évanouissement) et ne concernent pas les performances cognitives et l’énergie altérées, qui commencent à se produire à des concentrations plus faibles de dioxyde de carbone.

Les concentrations de dioxyde de carbone augmentent en raison de l’occupation humaine, mais avec un retard par rapport à l’occupation cumulative et à l’absorption d’air frais. Plus le taux de renouvellement de l’air est faible, plus l’accumulation de dioxyde de carbone à des concentrations quasi “stables” sur laquelle se fondent les directives du NIOSH et du Royaume-Uni est lente. Par conséquent, il est nécessaire de mesurer le dioxyde de carbone afin d’évaluer l’adéquation de la ventilation après une longue période d’occupation stable et de ventilation – au moins 2 heures dans les écoles et au moins 3 heures dans les bureaux – pour que les concentrations soient un indicateur raisonnable d’adéquation de la ventilation. Les instruments portatifs utilisés pour mesurer le dioxyde de carbone doivent être étalonnés fréquemment et les mesures en extérieur utilisées pour les calculs doivent être rapprochées des mesures intérieures. Des corrections pour les effets de la température sur les mesures effectuées à l’extérieur peuvent également être nécessaires.

Les concentrations de dioxyde de carbone dans des locaux fermés ou confinés peuvent atteindre 1 000 ppm dans les 45 minutes qui suivent la fermeture. Par exemple, dans un bureau de 3,5 mètres par 4 mètres (11 pieds × 13 pieds), le dioxyde de carbone atmosphérique a augmenté de 500 ppm à plus de 1 000 ppm dans les 45 minutes suivant l’arrêt de la ventilation et la fermeture des fenêtres et des portes

Ozone
L’ozone est produit par les rayons ultraviolets du Soleil frappant l’atmosphère terrestre (en particulier dans la couche d’ozone), la foudre, certains appareils électriques à haute tension (tels que les ioniseurs à air) et comme sous-produits d’autres types de pollution.

L’ozone existe à des concentrations plus élevées à des altitudes généralement utilisées par les avions de ligne. Les réactions entre l’ozone et les substances embarquées, y compris les huiles de peau et les cosmétiques, peuvent produire des produits chimiques toxiques en tant que sous-produits. L’ozone lui-même est également irritant pour les tissus pulmonaires et nocif pour la santé humaine. Les plus gros jets ont des filtres à ozone pour réduire la concentration de la cabine à des niveaux plus sûrs et plus confortables.

L’air extérieur utilisé pour la ventilation peut contenir suffisamment d’ozone pour réagir avec les polluants intérieurs courants ainsi que les huiles cutanées et autres produits chimiques ou surfaces courants de l’air intérieur. Les produits de nettoyage «verts» à base d’extraits d’agrumes ou de terpènes méritent une attention particulière, car ces produits chimiques réagissent très rapidement avec l’ozone pour former des produits chimiques toxiques et irritants ainsi que des particules fines et ultrafines. La ventilation avec de l’air extérieur contenant des concentrations élevées d’ozone peut compliquer les tentatives de remédiation.

L’ozone figure sur la liste des six principaux polluants atmosphériques. Le Clean Air Act de 1990 imposait à l’Environmental Protection Agency des États-Unis d’établir des normes nationales de qualité de l’air ambiant (NAAQS) pour six polluants communs de l’air intérieur nocifs pour la santé humaine. Il existe également de nombreuses autres organisations qui ont mis en place des normes aériennes telles que l’Administration de la sécurité et de la santé au travail (OSHA), l’Institut national pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH) et l’Organisation mondiale de la santé (OMS). La norme OSHA pour la concentration d’ozone dans un espace est de 0,1 ppm. Alors que la norme NAAQS et la norme EPA pour la concentration en ozone sont limitées à 0,07 ppm. . Le type d’ozone réglementé est l’ozone troposphérique qui se situe dans la plage de respiration de la plupart des occupants du bâtiment.

Particules
Les particules atmosphériques, également connues sous le nom de particules, peuvent être trouvées à l’intérieur et peuvent affecter la santé des occupants. Les autorités ont établi des normes pour la concentration maximale de particules afin de garantir la qualité de l’air intérieur.

Déficits cognitifs rapides
En 2015, des études expérimentales ont signalé la détection de troubles cognitifs épisodiques (situationnels) significatifs dus aux impuretés présentes dans l’air respiré par des sujets non informés des modifications de la qualité de l’air. Des chercheurs de l’université de Harvard et de l’université médicale SUNY Upstate et de l’université de Syracuse ont mesuré les performances cognitives de 24 participants dans trois atmosphères de laboratoire contrôlées simulant celles des bâtiments «conventionnels» et «verts» et des bâtiments verts à ventilation améliorée. Les performances ont été évaluées de manière objective à l’aide de l’outil de simulation de logiciel Strategic Management Simulation largement utilisé, qui est un test d’évaluation bien validé pour la prise de décision des cadres dans une situation sans contrainte permettant l’initiative et l’improvisation. Des déficits importants ont été observés dans les scores de performance obtenus avec des concentrations croissantes de composés organiques volatils (COV) ou de dioxyde de carbone, tout en maintenant les autres facteurs constants. Les niveaux d’impuretés les plus élevés atteints ne sont pas rares dans certains environnements de classe ou de bureau.

Effet des plantes d’intérieur
Les plantes d’intérieur ainsi que le milieu dans lequel elles sont cultivées peuvent réduire les composants de la pollution de l’air intérieur, en particulier les composés organiques volatils (COV) tels que le benzène, le toluène et le xylène. Les plantes éliminent le CO2 et libèrent de l’oxygène et de l’eau, bien que l’impact quantitatif pour les plantes d’intérieur soit faible. La majeure partie de l’effet est attribuée au milieu de culture seul, mais même cet effet a des limites finies associées au type et à la quantité de milieu et au flux d’air traversant le milieu. L’effet des plantes d’intérieur sur les concentrations de COV a été étudié dans une étude réalisée dans une chambre statique par la NASA en vue d’une utilisation éventuelle dans des colonies spatiales. Les résultats ont montré que l’élimination des produits chimiques de défi était à peu près équivalente à celle fournie par la ventilation effectuée dans une habitation très écoénergétique avec un taux de ventilation très faible, un taux de renouvellement de l’air d’environ 1/10 par heure. Par conséquent, les fuites d’air dans la plupart des maisons et dans les bâtiments non résidentiels élimineront généralement les produits chimiques plus rapidement que les chercheurs ne l’ont signalé pour les plantes testées par la NASA. Les plantes domestiques les plus efficaces auraient été l’aloe vera, le lierre anglais et la fougère de Boston pour l’élimination des produits chimiques et des composés biologiques.

Les plantes semblent également réduire les microbes et les moisissures dans l’air et augmenter l’humidité. Cependant, l’augmentation de l’humidité peut elle-même entraîner une augmentation des niveaux de moisissure et même de COV.

Lorsque les concentrations de dioxyde de carbone sont élevées à l’intérieur des bâtiments par rapport aux concentrations extérieures, ce n’est que le signe que la ventilation est insuffisante pour éliminer les produits métaboliques associés à l’occupation humaine. Les plantes ont besoin de dioxyde de carbone pour se développer et libérer de l’oxygène lorsqu’elles consomment du dioxyde de carbone. Une étude publiée dans la revue Environmental Science & Technology a examiné les taux d’absorption des cétones et des aldéhydes par le lis de la paix (Spathiphyllum clevelandii) et les pothos dorés (Epipremnum aureum). Akira Tani et C. Nicholas Hewitt ont constaté que les quantités d’absorption étaient 30 à 100 fois supérieures aux quantités dissoutes dans la feuille, ce qui suggère que les carbones organiques volatils sont métabolisés dans la feuille et / ou transloqués à travers le pétiole. ” Il est à noter que les chercheurs ont scellé les plantes dans des sacs en téflon. “Aucune perte de COV n’a été détectée dans le sac lorsque les plantes étaient absentes. Cependant, lorsque les plantes étaient dans le sac, les niveaux d’aldéhydes et de cétones diminuaient lentement mais continuellement, indiquant leur élimination par les plantes.” Les études effectuées dans des sacs scellés ne reproduisent pas fidèlement les conditions dans les environnements intérieurs d’intérêt. Les conditions dynamiques avec la ventilation de l’air extérieur et les processus liés aux surfaces du bâtiment lui-même et de son contenu ainsi que les occupants doivent être étudiés.

Bien que les résultats indiquent que les plantes d’intérieur pourraient être efficaces pour éliminer certains COV des sources d’approvisionnement en air, un bilan des études réalisées entre 1989 et 2006 sur la performance des plantes d’intérieur comme épurateurs d’air, présenté lors de la conférence Healthy Buildings 2009 à Syracuse (New York), a conclu “. ..les plantes d’intérieur ont peu ou pas d’avantages pour éliminer l’air intérieur des COV dans les bâtiments résidentiels et commerciaux. ”

Étant donné qu’une humidité élevée est associée à une croissance accrue des moisissures, à des réactions allergiques et à des réponses respiratoires, la présence d’humidité supplémentaire provenant des plantes d’intérieur peut ne pas être souhaitable dans tous les environnements intérieurs.

Conception CVC
Les concepts de conception écologiquement durables comprennent également des aspects liés à l’industrie du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC). Parmi plusieurs considérations, l’un des sujets abordés est la question de la qualité de l’air intérieur tout au long des étapes de conception et de construction de la vie d’un bâtiment.

Une technique permettant de réduire la consommation d’énergie tout en maintenant une qualité d’air adéquate est la ventilation contrôlée à la demande. Au lieu de définir le débit à un taux de renouvellement d’air fixe, les capteurs de dioxyde de carbone sont utilisés pour contrôler le débit de manière dynamique, en fonction des émissions des occupants réels du bâtiment.

Au cours des dernières années, les spécialistes de la qualité de l’air intérieur ont beaucoup discuté de la définition appropriée de la qualité de l’air intérieur et plus particulièrement de ce qui constitue une qualité de l’air intérieur «acceptable».

Un moyen de garantir quantitativement la santé de l’air intérieur consiste à remplacer fréquemment l’air intérieur par son renouvellement avec l’air extérieur. Au Royaume-Uni, par exemple, les salles de classe doivent faire 2,5 changements d’air par heure. Dans les halls, les salles de sport, les salles à manger et les espaces de physiothérapie, la ventilation devrait être suffisante pour limiter le dioxyde de carbone à 1 500 ppm. Aux États-Unis, et selon les normes ASHRAE, la ventilation dans les salles de classe est basée sur la quantité d’air extérieur par occupant et la quantité d’air extérieur par unité de surface de plancher, et non sur les changements d’air par heure. Étant donné que le dioxyde de carbone à l’intérieur provient des occupants et de l’air extérieur, l’adéquation de la ventilation par occupant est indiquée par la concentration à l’intérieur moins la concentration à l’extérieur. La valeur de 615 ppm au-dessus de la concentration extérieure indique environ 15 pieds cubes par minute d’air extérieur par occupant adulte effectuant du travail sédentaire lorsque l’air extérieur contient 385 ppm, soit la concentration moyenne actuelle de CO2 dans l’atmosphère. Dans les salles de classe, les exigences de la norme ASHRAE 62.1, Ventilation pour une qualité de l’air intérieur acceptable, entraîneraient généralement environ 3 changements d’air par heure, en fonction de la densité des occupants. Bien sûr, les occupants ne sont pas la seule source de polluants. Par conséquent, la ventilation de l’air extérieur peut devoir être plus élevée lorsque des sources de pollution inhabituelles ou fortes existent à l’intérieur. Lorsque l’air extérieur est pollué, le fait d’introduire plus d’air extérieur peut en fait détériorer la qualité générale de l’air intérieur et exacerber les symptômes de certains occupants liés à la pollution de l’air extérieur. Généralement, l’air de la campagne en plein air est meilleur que celui de la ville. Des fuites de gaz d’échappement peuvent se produire à partir des tuyaux d’échappement en métal de la chaudière menant à la cheminée lorsque le tuyau présente des fuites et que le diamètre de la zone de flux de gaz a été réduit.

L’utilisation de filtres à air peut piéger une partie des polluants atmosphériques. La section Efficacité énergétique et énergies renouvelables du ministère de l’Énergie suggère que “la filtration devrait avoir une valeur de rapport d’efficacité minimum de 13 telle que déterminée par ASHRAE 52.2-1999.” Les filtres à air sont utilisés pour réduire la quantité de poussière qui atteint les serpentins humides. La poussière peut servir de nourriture pour la croissance de moisissures sur les serpentins et les conduits humides et peut réduire l’efficacité des serpentins.

La gestion de l’humidité et le contrôle de l’humidité nécessitent le fonctionnement des systèmes CVC tels qu’ils ont été conçus. La gestion de l’humidité et le contrôle de l’humidité peuvent entrer en conflit avec les efforts pour optimiser l’opération afin de conserver l’énergie. Par exemple, la gestion de l’humidité et le contrôle de l’humidité exigent que les systèmes soient conçus pour fournir de l’air d’appoint à des températures inférieures (niveaux de conception), au lieu des températures plus élevées parfois utilisées pour conserver l’énergie dans des conditions climatiques caractérisées par le refroidissement. Cependant, pour la plupart des États-Unis et de nombreuses régions d’Europe et du Japon, pendant la majorité des heures de l’année, la température de l’air extérieur est suffisamment froide pour que l’air n’ait plus besoin de se refroidir. Cependant, une humidité élevée en extérieur nécessite une attention particulière aux niveaux d’humidité à l’intérieur. Une humidité élevée provoque la croissance de moisissures et l’humidité à l’intérieur est associée à une prévalence plus élevée de problèmes respiratoires chez les occupants.

La “température du point de rosée” est une mesure absolue de l’humidité dans l’air. Certaines installations sont conçues avec des points de rosée de conception dans les 50 ° F inférieurs et certaines dans les 40 ° F et plus. Certaines installations sont conçues à l’aide de roues déshydratantes et de radiateurs à gaz pour sécher suffisamment la roue pour obtenir les points de rosée requis. Sur ces systèmes, une fois l’humidité retirée de l’air d’appoint, un serpentin de refroidissement est utilisé pour abaisser la température au niveau souhaité.

Les bâtiments commerciaux, et parfois résidentiels, sont souvent soumis à une pression atmosphérique légèrement positive par rapport à l’extérieur afin de réduire les infiltrations. L’infiltration limite aide à la gestion de l’humidité et au contrôle de l’humidité.

La dilution des polluants intérieurs dans l’air extérieur est efficace dans la mesure où l’air extérieur est exempt de polluants nocifs. L’ozone dans l’air extérieur est présent à l’intérieur à des concentrations réduites car l’ozone est très réactif avec de nombreux produits chimiques trouvés à l’intérieur. Les produits des réactions entre l’ozone et de nombreux polluants intérieurs courants incluent des composés organiques qui peuvent être plus odorants, irritants ou toxiques que ceux à partir desquels ils se forment. Le formaldéhyde, les aldéhydes de poids moléculaire élevé, les aérosols acides et les particules fines et ultrafines, entre autres, font partie de la chimie de l’ozone. Plus le taux de ventilation à l’extérieur est élevé, plus la concentration d’ozone à l’intérieur est élevée et plus les réactions risquent de se produire, mais même à de faibles niveaux, les réactions se produiront. Ceci suggère que l’ozone devrait être éliminé de l’air de ventilation, en particulier dans les zones où les niveaux d’ozone à l’extérieur sont souvent élevés. Des recherches récentes ont montré que la mortalité et la morbidité augmentent dans la population en général pendant les périodes de forte concentration d’ozone extérieur et que le seuil de cet effet est d’environ 20 parties par milliard (ppb).

Écologie du bâtiment
Il est courant de supposer que les bâtiments sont simplement des entités physiques inanimées, relativement stables dans le temps. Cela implique qu’il y a peu d’interaction entre la triade du bâtiment, ce qui s’y trouve (occupants et contenu) et ce qui l’entoure (l’environnement plus large). Nous considérons généralement que l’écrasante majorité de la masse de matériaux d’un bâtiment est un matériau physique relativement inchangé au fil du temps. En fait, la véritable nature des bâtiments peut être considérée comme le résultat d’un ensemble complexe d’interactions dynamiques entre leurs dimensions physique, chimique et biologique. Les bâtiments peuvent être décrits et compris comme des systèmes complexes. La recherche utilisant les approches utilisées par les écologistes pour comprendre les écosystèmes peut aider à améliorer notre compréhension. La «construction écologique» est proposée ici comme l’application de ces approches à l’environnement bâti, compte tenu du système dynamique des bâtiments, de leurs occupants et de l’environnement plus large.

Les bâtiments évoluent constamment en raison des modifications de l’environnement qui les entoure, ainsi que de leurs occupants, de leurs matériaux et de leurs activités. Les différentes surfaces et l’air à l’intérieur d’un bâtiment sont en interaction constante et cette interaction entraîne des modifications dans chacune d’elles. Par exemple, il se peut qu’une fenêtre change légèrement au fil du temps lorsqu’elle se salit, qu’elle soit nettoyée, qu’elle retient de la saleté, qu’elle soit nettoyée de nouveau, etc. tout au long de sa vie.En fait, les «saletés» que nous voyons peuvent évoluer en raison des interactions entre l’humidité, les produits chimiques et les matériaux biologiques qui se trouvent à cet endroit.

Les bâtiments sont conçus ou conçus pour répondre activement à certains de ces changements dans et autour d’eux avec des systèmes de chauffage, de refroidissement, de ventilation, d’épuration de l’air ou d’éclairage. Nous nettoyons, désinfectons et entretenons les surfaces pour améliorer leur apparence, leur performance ou leur longévité. Dans d’autres cas, de tels changements modifient subtilement ou même dramatiquement les bâtiments d’une manière qui peut être importante pour leur propre intégrité ou leur impact sur les occupants du bâtiment par l’évolution des processus physiques, chimiques et biologiques qui les définissent à tout moment. Nous pouvons trouver utile de combiner les outils des sciences physiques avec ceux des sciences biologiques et, en particulier, certaines des approches utilisées par les scientifiques qui étudient les écosystèmes, afin de mieux comprendre les environnements dans lesquels nous passons la majorité des notre temps, nos bâtiments.

L’écologie du bâtiment a été décrite pour la première fois par Hal Levin dans un article paru dans le numéro d’avril 1981 du magazine Progressive Architecture.