Guide pour une construction et une rénovation respectueuses de l'environnement
Chapitre 3 - Qualité de l'air intérieur choix des produits des matériaux
Le volet qualité de l'air intérieur (QAI) du Plan de construction de bureaux écologiques renferme une définition acceptable de la qualité de l'air intérieur d'après la version révisée de la norme ASHRAE 62. Le but visé est de concevoir l'aménagement intérieur des bureaux et les systèmes de ventilation afin que les occupants soient satisfaits de la qualité de l'air intérieur et de réduire la quantité de contaminants jusqu'à éliminer les risques d'exposition à des concentrations dangereuses pour la santé.
L'assurance d'une bonne QAI exige deux catégories de mesures :
- réduire au minimum les sources de polluants dans un bureau et
- assurer une ventilation adéquate pour évacuer efficacement les polluants résiduels.
L'élimination à la source est toujours la première mesure et la plus importante pour diminuer les niveaux de contaminants et les effets sur les occupants. Différentes stratégies de ventilation sont alors utilisées pour introduire de l'air frais dans les locaux et évacuer les contaminants produits par les activités des occupants et les émanations des matériaux utilisés à l'intérieur du bâtiment. La troisième partie ci-dessous porte sur les exigences ou stratégies de construction, de rénovation et de mise en service.
La liste d'exigences mentionnée ci-dessous est essentielle pour assurer un milieu intérieur salubre et confortable. Pour les projets de rénovation, de réfection et de modernisation, le gestionnaire de projet doit analyser le bien-fondé de chacune de ces mesures et les incorporer aux premières étapes du Système de réalisation des projets (SRP) comme indiqué dans la partie A du PCBE.
3.1 Élimination à la source
- Éliminer l'humidité dans le sous-sol par l'utilisation d'éléments de construction qui bloqueront la formation d'humidité et de vapeur sur les planchers, les murs et les dalles de béton. Pour éviter que les gaz et l'humidité présents dans le sol ne pénètrent dans l'immeuble à bureaux, on doit avoir recours, le cas échéant, à des méthodes comme la pose de feuillets de polyéthylène sous les dalles de plancher et de panneaux embrevés de polyéthylène ou de fibre de verre ou de panneaux de polyéthylène rainurés assurant l'écoulement de l'eau sur les murs. Il faut éviter les procédés d'imperméabilisation avec des produits dérivés du pétrole.
- Éliminer les dégagements gazeux des matériaux de finition dans l'air intérieur. Pour ce faire, on devrait privilégier les peintures et les adhésifs à base d'eau (au latex). Lorsqu'ils existent sur le marché, il faut choisir des produits certifiés par un tiers pour leur faible concentration de produits chimiques dangereux ou des produits conformes aux critères de certification de la NAFTA. Les produits approuvés par le Programme Choix environnemental (produits portant l'étiquette ÉcoLogo) en font partie. Il existe des peintures, des produits d'étanchéité et des adhésifs étiquetés ÉcoLogo.
- Prescrire des matériaux sans formaldéhyde (ou très peu), sans COV (ou très peu), et/ou sans émanations d'autres produits chimiques pour 85 % des surfaces intérieures du bâtiment (soit, la totalité des revêtements de plafonds, des revêtements muraux et de peintures et des revêtements de sol). Les cloisons et les revêtements muraux en vinyle ou en plastique contiennent une vaste gamme de COV et devraient être remplacés par des produits à plus faible potentiel de libération de polluants. Une vaste gamme de possibilités existent, notamment les revêtements muraux texturés fabriqués à base de cellulose, les revêtements muraux en fibres naturelles comme le sisal, les panneaux muraux insonorisants et décoratifs fabriqués en carton dur et en liège, etc.
- Les moquettes peuvent libérer toute la gamme de produits chimiques utilisés dans leur fabrication. S'il faut poser de la moquette, elle doit être certifiée par le Carpet and Rug Institute (CRI) en tant que moquette à faible taux d'émission de COV. Ce programme vise à assurer que les émissions des produits chimiques les plus communs utilisés dans la fabrication de moquettes respectent les critères de faibles émissions.
- Réduire l'utilisation de moquettes : Idéalement, la moquette ne devrait pas recouvrir plus de 50 % de la surface de plancher, mais cela n'est pas toujours réalisable.
- Utiliser un adhésif à faible toxicité ou à base d'eau pour fixer la moquette. Les colles classiques sont à forte teneur en COV et libèrent des gaz pendant longtemps.
- Éviter que la condensation ne se forme sur les surfaces intérieures en veillant à ce que toutes les surfaces soient à une température minimale de 10°C (50°F). Tout flux thermique à travers la structure devrait avoir une valeur RSI d'au moins 0,5 (R-3) aux endroits où les températures hivernales de calcul sont de -20°C (-4°F) ou plus et une valeur RSI d'au moins 0,7 (R-4) lorsque les températures hivernales de calcul sont plus basses. Les endroits susceptibles de produire un pont thermique à considérer plus attentivement sont les cadres de fenêtres, les poteaux en acier, les solins, les attaches ou autres éléments du bâtiment très conducteurs qui pénètrent près de l'intérieur à près de l'extérieur de la charpente.
- S'assurer que l'air frais provient d'un endroit non contaminé. Ne pas placer de prises d'air près d'endroits qui pourraient être contaminés par des cheminées de bâtiments, des tuyaux d'échappement de véhicules, de la vapeur des tours de refroidissement, des gaz de combustion, des évents sanitaires, l'entreposage d'ordures et d'autres polluants atmosphériques.
- Ne pas utiliser de générateurs d'ozone y compris les purificateurs d'air.
3.2 Conception de l'installation de ventilation
- Veiller à ce que l'installation de ventilation respecte les exigences de la norme ASHRAE 62. La norme contient les méthodes de calcul des besoins minimaux d'air frais pour les bureaux et les marges de tolérance du mélange d'air des espaces attenants. Les documents d'appui des dessins et du devis doivent clairement indiquer l'esprit de la conception et les calculs pour vérifier la conformité à cette norme.
- La conception des grilles de soufflage et d'évacuation de l'installation de ventilation (orientation et portée) et leurs emplacements doivent empêcher la réintroduction directe de l'air frais dans la grille de retour.
- Toutes les persiennes et tous les conduits extérieurs (y compris les économiseurs) doivent être conçus pour réduire la vitesse d'entrée de l'air frais et pour empêcher la pénétration d'eau de pluie. Pour la plupart des fabricants, la vitesse frontale maximale admissible est d'environ 2,54 m/s (500 pi/min).
- La vitesse de circulation de l'air dans les serpentins de refroidissement et les humidificateurs doit être prescrite pour empêcher que les surfaces en aval ne soient mouillées. La plupart des serpentins ont une vitesse frontale maximale de 2,54 m/s (500 pi/min) ou moins.
- Il ne faut pas utiliser de matériau fibreux pour enrober les conduits métalliques ou en fibre de verre. Ces matériaux retiennent l'humidité, constituent des milieux de croissance pour les moisissures, des champignons et des bactéries et dégagent des fibres dans l'air. Se servir d'enrobages non- poreux (p. ex. du polyéthylène à alvéoles fermées), d'isolants extérieurs ou d'écrans acoustiques dans les endroits stratégiques. N'utiliser que des conduits métalliques ou des conduits à surface dure.
- Les hottes de cuisines, les ventilateurs de salles de bains, de fumoirs, de placards de service, de locaux d'entreposage de produits chimiques, et de locaux d'imprimantes et de photocopieurs doivent être reliés directement à l'extérieur sans que l'air ne soit recyclé.
3.3 Qualité de l'air intérieur pendant la construction et la mise en service
De nombreuses méthodes de construction peuvent endommager les matériaux de construction et, en conséquence, nuisent à la qualité de l'air intérieur. Pour contrecarrer les effets de ces méthodes, les mesures suivantes devraient être adoptées dans tous les projets de rénovation, de réfection et de modernisation :
- Protéger les matériaux de construction (particulièrement les matériaux souples) de la pluie et d'autres sources d'humidité.
- Veiller à ce que les matériaux de construction comme le béton soient secs avant d'appliquer le revêtement ou de refermer les vides de murs.
- Réduire la libération de fibres et de particules pendant la pose de l'isolant et exiger que l'entreprise d'isolation fasse un nettoyage complet à l'achèvement des travaux.
- Vérifier que tous les matériaux livrés sur le chantier respectent les prescriptions et les exigences environnementales en vertu desquelles ils ont été achetés.
- Mettre en service le système de chauffage, de ventilation et de conditionnement de l'air afin d'assurer que l'esprit de la conception et du devis soit respecté et que chaque zone soit alimentée avec des quantités adéquates d'air frais.
Des essais postérieurs à l'installation pourront être utilisés pour déterminer si la qualité de l'air intérieur est acceptable. Le tableau 3.1 présente les principaux polluants de l'air intérieur dans les espaces à bureaux de même que les lignes directrices relatives aux niveaux admissibles de ceux-ci. Ces lignes directrices ou normes sont actuellement en vigueur au Canada ou dans d'autres administrations non visées par une norme canadienne.
3.4 Autres façons d'améliorer la QAI
Cette partie présente d'autres mesures qui permettraient d'améliorer la qualité de l'air intérieur et qui sont différentes des mesures jugées essentielles pour une bonne QAI.
3.4.1 Élimination à la source
- Éliminer les moulures en bois usiné (MDF) contenant du formaldéhyde et en plastique contenant des COV. On devrait utiliser des moulures assemblées par entures multiples lorsqu'il est impossible de déterminer si les autres matériaux ne risquent pas de libérer des polluants.
- Les classeurs, les bureaux et les bibliothèques sont habituellement fabriqués en aggloméré contenant de l'urée-formaldéhyde comme liant et des adhésifs à teneur en COV pour coller les différentes lamelles. On peut utiliser comme noyau des produits de remplacement comme le Medite II sans formaldéhyde. Les panneaux utilisés dans la fabrication des meubles peuvent être enduits d'un produit d'étanchéité de grande qualité pour empêcher la libération de formaldéhyde. On peut également prescrire l'emploi de meubles refaits à neuf, l'âge du meuble garantissant une diminution considérable des émanations de polluants.
3.4.2 Conception de l'installation de ventilation
- Concevoir l'installation pour obtenir un renouvellement d'air total d'au moins 5,1 L/s/m² aux endroits où des diffuseurs classiques montés au plafond et de l'air mélangé sont utilisés. Tenir compte des données sur la vitesse et la portée des appareils fournies par le fabricant pour empêcher que de l'air stagne dans les locaux occupés. D'autres installations de distribution comme les systèmes de ventilation par déplacement d'air et les systèmes à recyclage d'air peuvent assurer une bonne distribution d'air tout en déplaçant moins d'air.
- Installer un système de ventilation par déplacement d'air. Avec ce genre de système, l'air circule de bas en haut. L'air frais entre à basse vitesse au niveau bas du local et transporte les polluants vers le haut jusqu'à un niveau situé au-dessus de l'air respiré par les occupants et évacue l'air pollué par des sorties qui se trouvent près du plafond.
- Isoler les éventuelles sources de pollution en séparant matériellement les zones où sont produits les contaminants (p. ex. les locaux pour les imprimantes et les photocopieurs qui sont ventilés séparément).
- Utiliser des filtres à haut rendement (pouvoir d'arrêt topique minimum de 60 %) dans toutes les canalisations d'air de compensation et d'air de reprise. Si l'air extérieur a des teneurs élevées en poussière, utiliser des filtres à plus haut rendement (pouvoir d'arrêt topique de 80 %) et ajouter des préfiltres (pouvoir d'arrêt topique de 30 %).
- Concevoir l'armoire de traitement de l'air et la séquence de commande pour produire une modulation allant jusqu'à 100 % de la capacité de traitement de l'air extrait lorsque le climat le permet. Cette stratégie se nomme le cycle économiseur (voir le paragraphe 5.6).
- Prescrire un cycle de purge nocturne qui permette de purger l'installation lorsqu'il y de petits problèmes de confort et un minimum de gaspillage d'énergie.
- Examiner la possibilité d'une ventilation naturelle par l'utilisation de fenêtres ouvrantes. Cette option offre des avantages énergétiques et fonctionnels par rapport à la ventilation mécanique. La possibilité d'avoir recours à l'aération naturelle dans un bâtiment devrait être analysée à l'étape des études conceptuelles. On devrait aussi tenir compte de la pressurisation et de l'effet de cheminée dans les bâtiments de six étages ou plus. Si l'option semble appropriée, il faut l'incorporer dans la conception du bâtiment.
3.5 Études de cas d'édifices à bureaux avec une QAI excellente
3.5.1 Steelcase Corporate Development Center
Description : Le Steelcase Corporate Development Center (CDC) au Michigan a été conçu pour encourager la communication et la créativité de 800 professionnels en développement de produits et pour les aider à créer des produits, des programmes et des services de bureau novateurs dans des délais plus courts. Le bâtiment, mis en service en 1989, a une forme pyramidale et comprend sept étages d'une superficie totale de 55 740 m² (600 000 pi²) dont 58 pour cent est occupé par des bureaux et des aires publiques et 42 pour cent est utilisé pour des laboratoires et les services d'entretien. Outre le fait d'appuyer le travail en équipe et d'encourager l'interaction, la conception du bâtiment vise à assurer un milieu stimulant dans lequel 800 employés peuvent travailler.
Caractéristiques : Le Steelcase CDC a été conçu pour améliorer la qualité de l'air intérieur par l'élimination des sources d'émissions, une ventilation adéquate, une régulation des conditions environnementales (température et humidité) et un entretien adéquat. Les émissions à la source de toxines ont été réduites en choisissant des matériaux de construction non toxiques, comme les revêtements de planchers, les peintures et les finis, et en choisissant des équipements de bureau qui réduisent au minimum les émanations de produits toxiques, dans la mesure du possible.
La contamination par la ventilation est réduite grâce à l'utilisation de préfiltres à pouvoir d'arrêt topique de 35 pour cent et de filtres à pouvoir d'arrêt topique de 60 pour cent. De grands débits permettent de diluer tous les contaminants résiduels et, par conséquent, d'éliminer le besoin de filtres HEPA qui sont très coûteux. La circulation d'air a été prévue pour donner au moins 6,6 L/s par mètre carré brut de bureau (1,3 pi³/min par pied carré brut). Le taux de renouvellement d'air va jusqu'à 35 L/s d'air frais par personne (la norme ASHRAE est de 7,1 L/s). La valeur de 35 L/s représente une distribution moyenne de l'air pour l'ensemble du bâtiment, la majorité étant distribuée dans les laboratoires, soit 100 % d'apport d'air frais.
La température et l'humidité sont régulées pour un confort optimal. La température est maintenue constante à 23°C (77°F). L'humidité est réglée en fonction des saisons pour éviter l'accumulation d'humidité qui pourrait détruire les matériaux de construction et favoriser la multiplication des bactéries et la formation de moisissure.
On utilise un calendrier d'entretien préventif global informatisé pour tous les systèmes du bâtiment. Les principaux systèmes sont inspectés mensuellement, les filtres sont vérifiés tous les mois et remplacés au besoin et les serpentins de chauffage et de refroidissement sont nettoyés une fois par année. Un bon entretien ménager est nécessaire pour assurer un environnement intérieur exempt de poussière et de micro-organismes. Les moquettes sont lavées régulièrement en suivant un cycle de nettoyage complet de deux mois environ. La moquette qui se trouve dans les zones à grande circulation est lavée tous les deux jours et selon les besoins.
Résultats : La concentration des principales substances toxiques est considérablement plus faible que les seuils admissibles prescrits dans la norme 62-89 de l'ASHRAE. Voici les concentrations en substances toxiques mesurées comparativement aux concentrations de la norme ASHRAE qui sont présentées entre parenthèses : monoxyde de carbone 0 ppm (9 ppm), dioxyde de carbone 531 ppm (1000 ppm), particules en suspension respirables 19 ug/m³ (50 ug/m³) et formaldéhyde 0,021 ppm (0,1 ppm).
3.5.2 Édifice à bureaux Ridgehaven
Description : Un bâtiment de 73 000 pi² construit en 1981, abritant les services environnementaux de la ville de San Diego (Environmental Services Department (ESD)), qui a fait l'objet de rénovations éconergétiques réalisées à un coût abordable. L'objectif principal était d'obtenir un milieu intérieur salubre. Les ESD souhaitaient éviter le syndrome du bâtiment malsain et créer un milieu intérieur salubre pour ses employés.
Caractéristiques : On a amélioré la qualité de l'air intérieur en choisissant avec soin les matériaux, en concevant une nouvelle installation mécanique, en utilisant des méthodes de construction environnementales et en mettant en place un plan d'entretien du bâtiment axé sur la salubrité.
Les critères de choix écologiques pour les matériaux de construction ont été, entre autres, un taux d'émission de produits chimiques minimal et un dégagement minimal de composés organiques volatils (COV) pendant l'installation. D'autres mesures importantes ont été de choisir des produits de construction inhibiteurs de croissance des micro-organismes. Le devis a été soigneusement rédigé de façon à prescrire des matériaux à faible teneur en COV qui respectaient les critères environnementaux. Les peintures à faible COV, les produits d'étanchéisation et les teintures ont satisfait aux exigences du South Coast Air Quality Management District (SCAQMD) concernant les revêtements à faible teneur en COV et étaient exempts de formaldéhyde, de solvants à base de pétrole et d'autres substances toxiques. Les carreaux de moquette respectaient les critères de l'Air Quality Specification de l'État de Washington concernant les produits à faible teneur en COV, les thibaudes avaient des propriétés antimicrobiennes et ont été posées avec le moins possible d'adhésif à faible teneur en COV. Le linoléum utilisé pour les planchers était constitué de matières premières à faible teneur en COV et était naturellement antimicrobien. Les carreaux de céramique sont intrinsèquement inertes et ne dégagent pas de COV et sont fabriqués à partir de verre et d'argile,. Les plaques de plâtre murales ne libéraient pas de COV et la structure en acier est intrinsèquement inerte et ne libère pas de COV.
L'installation mécanique a été complètement refaite, y compris les réseaux de canalisations et de conduits et une tour de refroidissement. Les canalisations et les conduits métalliques ont été isolés de l'extérieur avec de la laine isolante en coussins à feuillet d'aluminium pour éviter que des fibres artificielles ne soient libérées et ne restent en suspension dans l'air à l'intérieur des conduits du système CVCA. La nouvelle installation de ventilation a été conçue conformément à la norme ASHRAE 62-89.
La priorité en matière d'entretien était d'assurer un milieu salubre pour protéger la santé des occupants et assurer la sécurité des travailleurs. À cette fin, on a utilisé des produits nettoyants non toxiques à base d'eau et à faible taux d'émission de produits chimiques. De plus, le recours à un plan antiparasitaire moins toxique n'utilisant pas de pesticides était aussi un élément important pour assurer la qualité de l'air intérieur.
Résultats : À peu près deux semaines après la prise de possession du bâtiment, on n'a détecté aucune odeur caractéristique d'un bâtiment neuf qui est habituellement produite par l'émission de produits chimiques provenant des matériaux et des meubles neufs. Des commentaires formulés par des employés sensibles aux produits chimiques indiquent que cet immeuble à bureaux écologique offre un milieu intérieur plus salubre. La ville a observé que le taux d'absentéisme était plus bas et que la productivité des employés avait augmenté dans ce bâtiment « écologique » de démonstration.