Renovação do ar interior

A renovação do ar em volumes interiores é um grande problema no campo da arquitetura e design de interiores. Seus desafios dizem respeito ao conforto, à saúde , mas também à economia de energia .

A ventilação pode ser passiva ou assistida mecanicamente .

Por que ventilar

É necessário renovar o ar de uma sala, de uma cabine de veículo, de uma fazenda , de uma estufa , antes de mais nada porque aí diminui a respiração dos animais (ou das plantas, à noite). A quantidade de oxigênio disponível aumenta a quantidade de dióxido de carbono e umidade . Esta renovação é particularmente importante em recintos totalmente fechados ( estação espacial , veículo espacial , submarino , certos aviões, etc.).

Como o ar interno é duas a cinco vezes mais poluído do que o ar externo, a ventilação frequente é mais do que necessária. A presença de poluentes na cidade ou no campo é menor pela manhã e à noite, portanto, recomenda-se a aeração nestes horários do dia.

Fontes de poluição

A presença de humanos ou animais, mesmo certas plantas, gera odores que podem ser desagradáveis ( suor , gás , etc.); ainda mais se a promiscuidade e a temperatura forem altas.
A atividade humana também gera umidade ( exalação , suor gerando condensação nas paredes frias, condensação que promove mofo );
O ar interno fica rapidamente carregado com partículas, gases e micróbios (possivelmente patógenos; consulte a flora bacteriana ou fúngica ), vírus, etc. em particular em certos locais ( banheiros , cozinhas, banheiros, depósitos de lixo, etc.);
Certas atividades humanas geram gases ou odores ( cozinhar , lareiras).

O "Earth Institute" ( Earth Institute ) da Universidade de Columbia estima que cerca de 1,5 milhão de pessoas morrem a cada ano em todo o mundo porque são expostas a vapores, gases e alcatrões de aquecimento doméstico ou da cozinha no interior de suas acomodações (casa, cabana, barraca, favela ...)

Produtos de manutenção, desinfetantes ou vários produtos usados para renovação ou trabalho podem ser fontes de gases tóxicos e incômodos.
Certas atividades geram fumos perigosos ( risco tóxico , corrosivo , microbiano ou de explosão , com, no pior dos casos , incêndio generalizado, etc.);
As amenidades e materiais modernos, incluindo adesivos para plásticos ( tapetes , alguns plásticos ou linóleo do solo , vários objetos, ferramentas ou aparelhos de plástico emitem compostos orgânicos voláteis (POV), que a longo prazo podem ser tóxicos (por exemplo, cancerígenos ou reprotóxicos );
O radônio pode se acumular em locais fechados, especialmente em porões e semi-subsolos, onde o radônio se infiltra no espaço ocupado.
A proliferação de ácaros pode causar alergias em pessoas com alergia (por meio do contato com suas fezes).

Efeitos na saúde

O ar interno pode ser mais poluído do que o ar externo . Isso pode levar a efeitos na saúde dependendo do sexo, da idade das pessoas expostas, da duração da exposição ou do tipo de poluição. Vários estudos científicos suspeitam que certos poluentes presentes no ar interior sejam alérgenos, mutagênicos , neurotóxicos , cancerígenos, reprotóxicos ou irritantes. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), a poluição do ar interno é responsável por 2 milhões de mortes prematuras. Diante dessa constatação, os médicos da Associação Francesa de Saúde Ambiental (ASEF) lançaram um estudo sobre a poluição do ar em viveiros. Isso revelou a importância do local de construção dos viveiros, seu método de construção e seu mobiliário.

Má ventilação frequente

Em teoria e em média, estima-se que o ar de uma casa velha seja renovado em ½ hora, o de uma casa moderna sem isolamento em 1 hora e que sem ventilação o ar de uma casa bem isolada se renove em 10 horas, mas nem sempre é o caso.

A pesquisa do Barômetro Saúde-Meio Ambiente de 2007 na França mostrou que 5,1% dos franceses afirmam ter bloqueado as aberturas de ventilação nos últimos 12 meses.
Oito em cada dez pessoas (84,1%) dizem que ventilam suas casas diariamente no inverno e 60,5% dizem que estão equipadas com ventilação mecânica controlada ( CMV ). Em relação à manutenção de aquecedores e dutos de ventilação: 69,2% das pessoas com lareira afirmam que já a varreram no ano anterior e 70,8% dos que possuem aquecedores a partir de fonte de combustível chamaram profissional qualificado no último ano. doze meses para verificar o seu estado.
Um estudo recente centrou-se na repartição de 567 habitações consideradas representativas dos 24 milhões de residências principais do país. 50% dessas moradias datavam de antes de 1967, 1969 e 1982, datas dos primeiros regulamentos que impunham ventilação permanente mínima.
O estudo mostrou que quase 20% das moradias construídas depois de 1975 não cumpriam nenhum desses dois regulamentos. Além disso, o estudo mostrou que a ventilação mecânica controlada (CMV) não foi mais eficaz do que a ventilação passiva natural (esses 2 modos ventilatórios constituíram a ventilação de aproximadamente 70% do parque estudado). 56% das moradias estudadas, em particular as construídas de 1969 a 1982, apresentavam caudal total de ar insuficiente e não respeitavam a legislação.

A taxa de CO 2 e a taxa de renovação do ar noturno foram medidas nos quartos. Nas habitações posteriores a 1982, os caudais eram inferiores e homogéneos, e mais ou menos semelhantes para todos os sistemas de ventilação do parque estudado (VMC ou com ventilação natural).
O OQAI também mostrou que abrir uma porta ou janela em uma sala à noite melhorou muito a taxa de renovação do ar noturno, independentemente do sistema de ventilação presente. E estudos anteriores já haviam mostrado que ventilar um quarto à noite tinha pouco efeito sobre os níveis de formaldeído gerados pelas fontes usuais de uma casa, por isso é necessário ao mesmo tempo reduzir as fontes usando eco - materiais .

A OQAI também realiza estudos (em andamento) sobre as origens do formaldeído e sobre a relação entre ventilação, poluição e umidade.

Esses problemas são muitas vezes agravados pelo aumento do isolamento das casas e pelo aumento do tempo que passamos em quartos e interiores de veículos:

O isolamento se expande para economizar energia, evitando vazamentos de calor em prédios baixos. Em edifícios altos (com vários andares), a ventilação mecânica é tanto mais necessária porque as janelas são frequentemente fechadas.
O circuito fechado do ar condicionado se desenvolve; mas um mínimo de ar externo deve ser introduzido no edifício.
O isolamento acústico mais frequente e frequentemente necessário diminui também a renovação do ar que se fazia naturalmente nas casas antigas, mal isoladas ou com chaminés.
Por fim, os sistemas de ar condicionado que consistem em evacuar calorias para o exterior podem ser responsáveis por bolhas de calor autossustentáveis (o ar condicionado devolve o calor para o exterior, o que aquece o ambiente e a casa se estiver mal isolado, o que força o ar condicionado para operar em um círculo vicioso), especialmente em áreas urbanas densas ou pátios fechados. O ar condicionado contribui para o fenômeno da ilha de calor urbana .

Solução

Em países onde esses problemas foram levados em consideração, os padrões de construção estabelecem uma vazão mínima; em geral, estima-se que metade do ar em uma sala deve ser renovado por hora. Se não houver circulação espontânea de ar, deve-se utilizar ventilação mecânica controlada (CMV) ou ventilação mecânica de edifícios por insuflação (VMI).

O principal problema é conciliar isolamento, economia de energia e renovação de ar. Com efeito, uma renovação espontânea supõe uma circulação de ar com o exterior e, portanto, uma fuga de calor (sai o ar quente) ou de ar puro. Sem precaução, o isolamento acústico também é bastante reduzido. (Os sons entram pelas aberturas que permitem a passagem do ar).

Existem as chamadas entradas de ar " acústicas " (ECA), permitindo que o ar passe enquanto interrompe os sons.

Para o problema de vazamentos térmicos, existem várias soluções:

O " poço canadense " (ou "poço provençal" ) capta o ar que vem de fora, passando-o por um longo tubo localizado no subsolo, desempenhando o papel de trocador de calor passivo (a temperatura abaixo de algumas dezenas de centímetros abaixo do solo), sendo globalmente constante , o ar aquece no inverno e esfria no verão); energia é perdida pelo ar que sai, mas menos é gasto para trazer o ar que entra à temperatura desejada;
Ventilação mecânica de duplo fluxo: um trocador de calor permite que o ar que entra se aproxime da temperatura do ar que sai;
A ventilação noturna : nas empresas, usa um fluxo de ar moderado durante o dia, e usa um grande fluxo de ar à noite; existem três vantagens:
- A eletricidade é geralmente mais barata à noite;
- O barulho da ventilação não incomoda ninguém;
- No inverno, a chegada de ar frio não incomoda ninguém, é hora de se aquecer pela manhã quando os funcionários chegam; no verão, tomamos ar quando está mais fresco.

A ventilação também pode ser variada de acordo com a taxa de umidade utilizada ou a taxa de CO 2 , o conforto em uma dada temperatura depende muito da taxa de umidade e CO 2 . Sabemos que um alto nível de CO 2 diminui a vigilância e eficiência do pessoal em até 15%.

Problemas em caso de incêndio e acidente industrial

O fogo é alimentado pelo oxigênio do ar. Em um prédio onde o ar circula facilmente (casa com isolamento insuficiente, depósito), o incêndio se desenvolve de forma relativamente rápida. Se, por outro lado, o ar circula mal, o fogo desenvolve-se mais lentamente, mas existe o risco de acidente térmico quando se abre uma porta ou janela (para fuga dos ocupantes e intervenção dos bombeiros ).

Uma das principais preocupações dos bombeiros é, portanto, o controle do ar e, em particular:

Fechar ao máximo as aberturas para evitar a entrada de ar e a propagação de fumos que devem ser evacuados;
Cortar os CMVs e os sistemas de ar condicionado, que, além de fornecerem ar, fazem com que gás e ar se misturem e homogeneízem a temperatura (naturalmente, a atmosfera se estratifica, gases quentes e tóxicos se formam embaixo, encontram ar frio respirável);
Alguns procedimentos operacionais fornecem ventilação operacional para expelir fumaça para facilitar as operações de evacuação e extinção, mas esta técnica é difícil de dominar.

Além disso, certos acidentes industriais podem causar emissões de gases tóxicos (vazamentos, explosões, acidentes rodoviários ou desastres ferroviários envolvendo um caminhão ou vagão-tanque). Nestes casos, a única medida para proteger as populações é o confinamento, o que implica limitar ao máximo a renovação do ar: desligar o VMC e o ar condicionado, fechar todas as aberturas (portas, janelas, escotilhas), bloquear as aberturas e as fugas (por baixo do porta) e apague todas as chamas (esquentador, fogão). Esta deve ser uma ação reflexa em caso de alerta às populações , antes mesmo de se saber a origem do problema, exceto em casos especiais (por exemplo, alerta especial para áreas a jusante de barragens ou para zonas costeiras ameaçadas de tsunami ).

Casos especiais

Ventilação de interiores de automóveis

O problema da renovação do ar também surge para os automóveis . Na verdade, o veículo está no fluxo de tráfego exposto à poluição dos veículos da frente, e os plásticos são cada vez mais usados pelos fabricantes (com um cheiro característico de " novo ", incluindo poluentes orgânicos voláteis , especialmente quando o carro está quente em o sol. Além disso, as entradas de ar estão normalmente localizadas no capô, na base do pára - brisa . Elas permitem que o ar fortemente poluído pelos gases de escapamento de veículos anteriores escape. entre no habitáculo, em particular nos túneis , trincheiras e ruas muito movimentadas e mal ventiladas.

Uma pesquisa realizada pela Association Santé Environnement France mediu a qualidade do ar dentro dos carros em 3 cidades francesas: Paris , Marselha , Grenoble . A investigação encontrou altos níveis de óxidos de nitrogênio e partículas finas dentro dos carros .

Um estudo recente mostrou que a rota de borda medida da poluição do ar não reflete o que é respirado dentro dos interiores (mais para evitar degradações, os sensores às vezes são colocados a mais de 2 m de altura e afastados dos eixos principais). O estudo mediu a poluição interior do habitáculo de um veículo equipado com dispositivos de medição contínua dos poluentes do ar interior ( partículas , NO , NO 2 , SO 2 , ozono , etc.). Com o passar do tempo, o ambiente do veículo e sua trajetória e velocidade foram medidos com o auxílio de um GPS e uma câmera acoplada à frente. A primeira parte do estudo enfocou 2 rotas diferentes: 72 km na área metropolitana de Rouen e 400 km na área metropolitana de Paris (ou seja, 5.000 km no total) . A título de comparação, a poluição de proximidade também foi medida (na beira da estrada) e a poluição de fundo (na cidade) registrada em Rouen. Resultados:

Os filtros de cabine convencionais não são muito eficientes: eles permitem a passagem da grande maioria das partículas emitidas pelos motores a diesel (e as nanopartículas não foram medidas aqui);
NO 2 : 200 µg / m 3 em média no compartimento de passageiros, ou seja, 10 vezes mais do que a poluição de fundo (22 µg / m 3 em Rouen) e mais do que o dobro da poluição de proximidade (75 µg / m 3 nas proximidades do estrada);
Partículas: até 40 vezes mais no habitáculo do que o que é medido na poluição de fundo;
Fumaça negra (suspeita de ser cancerígena e estar envolvida em muitos problemas de saúde, asma, alergias ...); uma hora passada no habitáculo durante a condução equivale a 24 horas em meio urbano fora do veículo.
As concentrações no compartimento de passageiros variam pouco entre Paris e Rouen, são bastante homogêneas em toda a rota, exceto em dois casos:
- túneis (400 µg / m 3 para NO 2 em média, e metade da dose que exigiria o fechamento de um parque industrial, para a parte terminal do túnel de Defesa)
- passeio na esteira de um ônibus ou caminhão (ex: 6 minutos na esteira de um ônibus equivale a 8 horas de meio urbano ...)
Passar mais de 1 h / dia no carro no fluxo do tráfego equivale a ultrapassar muito longe o limiar de alerta da população (200 µg / m 3 de NO 2 por um máximo de 18 h / ano ).
Os níveis de poluentes no habitáculo variam em função da proximidade e das características dos veículos rastreados, mais do que de acordo com a densidade do tráfego.
A posição do escapamento é importante: os de caminhões voltados para a estrada aumentam fortemente a poluição no nível do solo na Europa, enquanto nos Estados Unidos, o escapamento direcionado para cima polui menos as camadas inferiores, mas, portanto, contribui para uma poluição mais amplamente dispersa.

O autor recomenda não acionar a ventilação em túnel ou ao cheirar os escapamentos no habitáculo, se possível antes de estar nesta situação e conclui que os estudos epidemiológicos de exposição a poluentes automotivos devem agora levar em conta também o tempo despendido em o carro.

Concentrações de partículas de 300 µg / m 3 e concentrações de NO 2 de 2.000 µg são suficientes para induzir isquemia miocárdica ao esforço (ou " angina pectoris ") na insuficiência cardíaca, e esses níveis são provavelmente atingidos no interior de um carro. As obras rodoviárias podem promover a dispersão de poluentes para evitar o efeito "canyon" (sabendo que também serve para dispersar ainda mais a poluição) e expor um maior número de pessoas a baixas doses.

Caixa de interiores de trator

Os tratores e máquinas agrícolas ficam expostos à poeira quando está quente e seco, com germes (vírus, bactérias, fungos durante a pulverização de esterco líquido e sólido) e às vezes na própria fumaça do diesel ou de outra máquina agrícola, e também pesticidas (quando se espalham) ou resíduos de pesticidas tóxicos ou metabólitos. Os tratores modernos são, portanto, equipados com ar condicionado com filtragem de ar mais ou menos eficiente (um filtro de carvão ativado trocado regularmente é necessário para purificar o ar dos pesticidas que transporta).

Precisão científica da linguagem

A ADEME considera que o argumento " despoluição das plantas " não é validado cientificamente em termos dos níveis de poluição normalmente encontrados nas residências e de novos conhecimentos científicos na área.

Notas e referências

Poluição do ar interno
O conselho de seus médicos para o seu ar interior "Cópia arquivada" (versão de 22 de dezembro de 2015 no Arquivo da Internet )
Declaração das prioridades e programas da Universidade (ver página 3/8)
Muitos poluentes no ar em viveiros Lci.tf1.fr, 26 de março de 2009
atu-Environment / com Resultados apresentados em 16 de junho de 2008 por Séverine Kirchner do OQAI ( Observatório da Qualidade do Ar ), com base em dados de um estudo nacional sobre a qualidade do ar em habitações francesas.
Estado da qualidade do ar nas habitações francesas - relatório final da OQAI , maio de 2007
"Carros tóxicos: a investigação" , em Asef ,25 de setembro de 2013
Estudo sobre a avaliação da exposição a poluentes atmosféricos no interior de veículos inseridos no tráfego (efeitos de baixo nível e longo prazo) liderado por Jean-Paul Morin (Unidade INSERM 644, Rouen). O estudo completo será apresentado nos dias 9 e 10 de junho de 2008 na conferência da ARET (Association for Research in Toxicology) apoiada pela AFSSET (sobre o tema “Exposição a baixas doses: um desafio para avaliação e manejo. Riscos para humanos e o ambiente). A revisão médica Le Concours Médical de 24/01/2008 reportou os primeiros resultados deste estudo que confirmam que a concentração de poluentes de origem automóvel no ar é claramente mais elevada no habitáculo do que no exterior.
Estudo de 2007 publicado pelo New England Journal of Medicine .
" Plantas e purificação do ar interior - ADEME " , em ADEME (acessado em 13 de outubro de 2020 ) .

Apêndices

links externos

(pt) Veja os padrões da ASHRAE (ASHRAE)