Ventilation, qualité de l’air intérieur et confort thermique dans un bâtiment solaire passif

Objectif et méthodologie

Cette étude porte sur l’influence de la ventilation sur la qualité de l’air intérieur et sur le confort thermique dans un bâtiment solaire passif. Le bâtiment cible est une bibliothèque portugaise utilisant le rayonnement solaire comme source d’énergie. L’objectif était de favoriser simultanément réduction de la consommation énergétique, confort thermique et qualité de l’air intérieur (QAI).

Les chercheurs ont évalué la QAI et le confort thermique au cours de journées d’été et d’hiver classiques. Les chercheurs ont comparé la QAI et le confort thermique avec un renouvellement d’air passif et une ventilation active. Ils ont pour cela utilisé un outil numérique de simulation. Ils ont ainsi évalué le nombre d’heures d’inconfort par mois. Celles-ci pouvaient être liées à des températures inadaptées ou une QAI insuffisante. En évaluant le nombre d’heures d’inconfort, les chercheurs ont pu déterminer quel système permettait de les limiter le plus.

Constats

Pour les heures d’inconfort liées à la qualité de l’air intérieur, les chercheurs ont évalué le nombre d’heures où les concentrations de CO2 excédaient 1000 pm. Ce nombre correspond au niveau au-delà duquel le CO2 a des impacts négatifs concrets sur les performances psychomotrices. D’autre part, les résultats ont montré que la ventilation active permettait une meilleure maîtrise des concentrations de CO2 et un meilleur confort thermique.

Recommandations

A partir du nombre d’heures d’inconforts, les chercheurs ont déterminé des taux de renouvellement d’air de référence. Ces taux seraient les plus favorables à une bonne QAI et un bon confort thermique. En hiver, l’air devrait ainsi être renouvelé 2 fois par heure, et 3 fois par heure en été. Dans le cas étudié, l’application de ces taux a permis d’obtenir un bon confort thermique en été comme en hiver. De même, ils ont permis d’obtenir des concentrations de CO2 toujours inférieures à la limite de 1000 ppm. La méthodologie employée dans cette étude pourrait être appliquée à des bâtiments d’autres types et situés ailleurs. Cependant, cela nécessiterait d’adapter les valeurs limites de confort thermique et de qualité d’air intérieur en fonction des bâtiments.

Retrouvez l’étude (en libre-accès) sur https://www.mdpi.com/2073-4433/10/12/766.

Références : Conceição E., Gomes J., Awbi H., 2019 : Influence of the Airflow in a Solar Passive Building on the Indoor Air Quality and Thermal Comfort Levels. [En ligne]. Atmosphère, vol. 10, n°12.

Simulation de la qualité de l’air intérieur et de la qualité de l’air extérieur ainsi que des impacts sanitaires après une rénovation énergétique

Les travaux de rénovation énergétique peuvent avoir de nombreux intérêts. Il peut s’agir d’une réduction de la consommation énergétique, d’une amélioration de la qualité de l’air ambiant et d’une meilleure maîtrise des impacts environnementaux. Cependant, lorsque la rénovation ne s’accompagne pas de l’installation d’un système de ventilation adéquat, la qualité de l’air intérieur peut être détériorée. Le bâtiment peut ainsi avoir des impacts négatifs sur la santé de ses occupants.

Une ventilation adaptée : un paramètre indispensable

Cette étude évalue en premier lieu les économies d’énergie en comparant les dépenses énergétiques avant la rénovation et après la rénovation. Pour cela, l’étude prend appui sur les tarifs pratiqués pour le gaz et l’électricité dans le Massachusetts. Les chercheurs ont également évalué les impacts sanitaires en comparant les problèmes de santé constatés avant la rénovation et après la rénovation. L’objectif était de déterminer si les gains en termes de dépenses énergétiques équivalaient les bénéfices en termes sanitaires. Pour ce faire, ils ont monétisé les impacts sanitaires en leur associant une valeur monétaire. Cette valeur a été définie à partir de la valeur d’une vie humaine aux Etats-Unis (soit 7,4 milliards $).

Les chercheurs ont constaté que lorsque la rénovation ne s’accompagnait pas d’une rénovation du système de ventilation ou de filtration de l’air, les coûts sanitaires engendrés pour les habitants du bâtiment étaient amplifiés. Ils sont alors bien plus lourds que les économies d’énergies permises ainsi que les bénéfices obtenus en termes de santé publique. En revanche, lorsqu’il y a une rénovation du système de ventilation ou de filtration de l’air, des bénéfices concrets sont observables. Ces bénéfices se situent aussi bien au niveau de la santé des occupants des bâtiments que de la consommation énergétique ou de la santé publique.

Le problème de l' »effet-rebond »

Un article paru récemment dans The Conversation montre que les bénéfices induits par la rénovation énergétique peuvent être très limités. En effet, la principale motivation des ménages réalisant une rénovation énergétique est l’augmentation du confort. En pratique, l’augmentation du confort s’exprime par une augmentation de la température intérieure. Ceci résulte en une hausse de la consommation énergétique pour le chauffage : on parle d’effet-rebond. D’autre part, les économies d’énergie peuvent aussi être limitées en raison d’une rénovation de mauvaise qualité. Dans ces deux cas, les bénéfices en termes environnementaux et économiques sont fortement amoindris. En effet, les économies d’énergies sont alors très modérées et la facture ne diminue par conséquent que faiblement.

Références : Underhill L. J., Milando C. W., Levy J. I., Stuart Dols W., Lee S. K., Patricia Fabian M, 2019 : Simulation of indoor and outdoor air quality and health impacts following installation of energy-efficient retrofits in a multifamily housing unit. [En ligne]. Building and Environment. Disponible (accès payant) sur : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S036013231930719X.