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Etude comparative de la qualité de l'air intérieur d'un immeuble climatisé et d'un immeuble à ventilation naturelle

Study of indoor air quality in air-conditioned and naturally ventilated environments

Isabelle Saude, Sylvie Parat, Jean-Claude Loewenstein, Bernard Millancourt et Sylvie Soreau

p. 30-40

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Résumé

La climatisation : un plus pour le confort ?
La climatisation, largement répandue dans les immeubles du tertiaire, est rendue responsable d'inconfort et de multiples maux par certains usagers de ces immeubles. Afin de caractériser de manière objective l'évolution des caractéristiques d'une ambiance climatisée et d’évaluer les expositions auxquelles sont réellement soumis les occupants d'immeubles du tertiaire, nous avons comparé la qualité de l'air d'un immeuble climatisé à celle d'un immeuble à ventilation naturelle.
Une année de suivi des polluants de l’air Cette étude s’est déroulée sur toute l'année 1992 dans les immeubles EDF de l’Avenue de Wagram (climatisé ) et de la Place des États-Unis (ventilation naturelle). Le groupement BIOQUALITAIR de Grenoble était chargé des analyses microbiologiques et le groupe Qualité de l'Air du département Environnement d'EDF/DER de la mesure des paramètres climatiques et physico-chimiques. En complément des mesures climatiques et de pollution inorganique effectuée s en continu pendant un an à l'intérieur de chacun des immeubles et à l'extérieur, huit campagnes d'une journée chacune ont été réalisées au cours de l'année. Ces campagnes permettaient des prélèvements d'air nécessaires à la mesure des paramètres organiques et microbiologiques à l'intérieur de 3 bureaux de chaque immeuble, ainsi qu'à l’extérieur. Les évolutions annuelles relevées illustrent l'influence de la saison, de l'environnement extérieur, de l'occupation des bureaux, des sources internes de pollution et de la climatisation.
Des différences sensibles en faveur de la climatisation Les résultats essentiel s peuvent être résumé s de la façon suivante.
1) Paramètres climatiques de confort : en hiver, l'humidification de l'air dans l'immeuble climatisé permet d'éviter une baisse de l'humidité intérieure en-deçà du seuil d'inconfort de 30 % comme on l'observe dans l'immeuble à ventilation naturelle. La régulation de la température dans l'immeuble climatisé est délicate en demi-saison car les variations de température extérieure sont plus importantes. Le confort est alors moindre durant les quelques jours de transition.
2) En ce qui concerne les micro-organismes, le système d'air conditionné de l'immeuble distribue dans les bureaux un air parfaitement propre grâce à la qualité des éléments techniques et de la maintenance. La filtration du système de climatisation constitue une barrière efficace contre les champignons : on constate en effet, en été, des concentrations plus faibles dans l'immeuble de Wagram que dans celui de la Place des États-Unis. Les teneurs en bactéries, plutôt d'origine humaine, sont plus faibles dans l'immeuble climatisé par effet de dilution grâce au renouvellement d'air.
3) Pour les polluants chimiques, les différences apparaissent faibles entre les deux immeubles car le système d'air n'a pas pour fonction de stopper les polluants chimiques extérieurs. En distinguant les polluants organiques, on peut constater les faits suivants : - pour les polluants inorganiques, les teneurs intérieures en oxydes d'azote suivent généralement les teneurs extérieures, surtout en hiver lorsqu'il existe des pointes de pollution extérieure. La climatisation assure un lissage des pointes à l'intérieur de l'immeuble. Les variations de la teneur en dioxyde de carbone sont liées dans les deux immeubles à la présence des occupants ; - pour les polluants organiques, les concentrations dans les deux immeubles sont généralement plus élevées qu'à l'extérieur mais restent à des niveaux globalement faibles ; les « pointes » de pollution sont plus souvent rencontrées dans l'immeuble climatisé où les teneurs dans les différents bureaux sont plus homogènes. Les teneurs observées n'ont pas été directement reliées à l'usage de la climatisation. Fondée sur des critères objectifs de contrôle de qualité de l'air, cette investigation durant une année permet de conclure qu'une installation de climatisation bien conçue et correctement entretenue permet d'obtenir une ambiance d'égale ou de meilleure qualité qu'en l'absence de climatisation.

Abstract

Air conditioning: a positive factor of comfort?Air conditioning, widespread in service and commercial sector buildings, is alleged by some users of air-conditioned buildings to produce discomfort and numerous ills. In order to characterize objectively the changes in the characteristics of an air conditioned environment and to evaluate the exposures to which tertiary sector building occupants are really subjected, we compared the air quality of an air conditioned building with that of a naturally ventilated building.
A full year of monitoring air pollutants
This study took place over the full year 1992, in the EDF buildings, on Avenue Wagram (air conditioned) and on Place des États-Unis (natural ventilation), both in Paris . The BIOQUALITAIR group of Grenoble was commissioned to do the microbiological analyses and the EDF Air Quality group to do the climatic and physico-chemical analyses. In addition to the climatic and inorganic pollution measurements made on a continuous basis over one year in each of the buildings and outdoors, eight campaigns lasting a day each were carried out in the course of the year. These campaigns served to take the air samples required for measuring the organic and micro biological parameters in three offices in each building as well as outdoors.
Appreciable differences in favor of air conditioning In terms of the comparison of the air quality of the two buildings, the basic results can be summarized as follows
1) Environmental parameters of comfort : humidification of the air in the air conditioned building makes it possible to prevent the humidity of the indoor air from dropping below the comfort threshold of 30 % as occurred in the building with natural ventilation. Temperature control in the air conditioned building is difficult in between-seasons as the changes in outside temperature are greater. Comfort is then diminished during the few transitional days.
2) As concerns microorganisms, the buildings air conditioning system distributes to the offices an air which is perfectly clean thanks to the quality of the technical components of the system and to proper maintenance. The filtering of the air conditioning system constitutes an efficient barrier against fungi: in fact, lower concentrations of fungus were found in the Avenue Wagram building than in the one of Place des États-Unis. The bacteria contents, mostly of human origin, were smaller in the air conditioned building due to the dilution effect of the air renewal rate.
3) Regarding chemical pollutants, there were only small differences between the two buildings because the air conditioning system is not designed to prevent the ingress of outdoor chemical pollutants. By distinguishing between organic and inorganic pollutants, the following facts can be highlighted: - in terms of inorganic pollutants, the indoor concentrations of nitrogen oxides generally follow the outdoor concentrations, especially in winter when outdoor pollution peaks occur. Air conditioning smooths the peaks inside the building. The variations in carbon dioxide content are related in both buildings to the presence of occupants ; - in terms of organic pollutants, the concentrations in both buildings were generally higher than outdoors but nevertheless remained low on the whole: pollution “peaks”  occured more often in the air conditioned building, where the concentrations are more homogeneous between offices. The year-Iong investigation allows one to conclude that a well-designed and well-maintained air conditioning installation can provide an indoor environment of equal quality or better quality than without air conditioning, based on objective criteria of air quality monitoring.

Pour citer ce document

Référence papier : Isabelle Saude, Sylvie Parat, Jean-Claude Loewenstein, Bernard Millancourt et Sylvie Soreau « Etude comparative de la qualité de l'air intérieur d'un immeuble climatisé et d'un immeuble à ventilation naturelle », Pollution atmosphérique, N°146, 1995, p. 30-40.

Référence électronique : Isabelle Saude, Sylvie Parat, Jean-Claude Loewenstein, Bernard Millancourt et Sylvie Soreau « Etude comparative de la qualité de l'air intérieur d'un immeuble climatisé et d'un immeuble à ventilation naturelle », Pollution atmosphérique [En ligne], N°146, mis à jour le : 07/04/2014, URL : http://lodel.irevues.inist.fr/pollution-atmospherique/index.php?id=3984, https://doi.org/10.4267/pollution-atmospherique.3984

Auteur(s)

Isabelle Saude

EDF, Direction des Études et Recherches, Département Environnement, 6, quai Watier, 78401 Chatou Cedex

Sylvie Parat

Institut Universitaire de Médecine du Travail et Ergonomie, Hôpital A. Michallon, BP 217, 38043 Grenoble Cedex 9

Jean-Claude Loewenstein

EDF, Direction des Études et Recherches, Département Environnement, 6, quai Watier, 78401 Chatou Cedex

Bernard Millancourt

EDF, Direction des Études et Recherches, Département Environnement, 6, quai Watier, 78401 Chatou Cedex

Sylvie Soreau

EDF, Direction des Études et Recherches, Département Environnement, 6, quai Watier, 78401 Chatou Cedex