建築やインテリアデザインの分野において、室内空間の空気を新しくすることは重要な課題です。その課題は快適さと健康だけでなく、エネルギー節約にも関係しています。
換気は受動的または機械的に補助することができます
なぜ換気するのか
人が住んでいる部屋、自動車の室内、畜産場、温室などの室内の空気を入れ替える必要があるのは、まず動物の呼吸（夜間の植物の呼吸）によって利用可能な酸素の量が減少し、酸素の量が増加するためです。二酸化炭素の量と湿度。この更新は、完全に密閉された筐体 (宇宙ステーション、宇宙船、潜水艦、特定の航空機など) では特に重要です。
ある調査によると、新鮮な空気が不足すると、オフィスのスタッフの 15% 近くのパフォーマンスが低下する可能性があります。
- 人間や動物、さらには特定の植物が存在すると、不快な臭い（汗、鼓腸など）が発生します。特に乱交と温度が高いため。
- 人間の活動によっても湿気が発生します（呼気、汗により冷たい壁に結露が発生し、結露によってカビが発生します。
- 室内の空気は、粒子、ガス、微生物 (病原性の可能性があります。細菌叢または真菌叢を参照)、ウイルスなどで急速に帯電します。特に特定の場所（トイレ、キッチン、バスルーム、ゴミ箱など）。
- 特定の人間の活動（料理、暖炉など）ではガスや臭気が発生します。
コロンビア大学地球研究所は、世界中で毎年約150万人が、暖房や調理のために閉め切られた宿泊施設 (家、小屋、テント、スラム街など) で未処理の暖炉の煙、ガス、タールにさらされて死亡していると推定しています。 。） - 清掃用品、消毒剤、または改修や工事に使用されるさまざまな製品は、不快な有毒ガスの発生源となる可能性があります。
- 特定の活動では、危険なフューム（有毒、腐食性、微生物または爆発の危険性があり、最悪の場合は広範囲にわたるフラッシュ火災など）が発生します。
- 現代の建具や材料、特にプラスチック接着剤（カーペット、特定のプラスチックやリノリウムの床、さまざまなプラスチック製の物体や家庭用電化製品）は、揮発性有機生成物（POV）を放出し、長期的には有毒（特に発がん性や生殖毒性）となる可能性があります。
- ラドンは閉鎖空間、特に地下室や半地下室に蓄積する可能性があり、そこからラドンが占有施設に侵入します。
- ダニの増殖は、アレルギーのある人にアレルギーを引き起こす可能性があります（ダニの排泄物との接触により）。
頻繁に換気が悪くなる
理論的には、古い家の空気は 30 分で更新され、現代の断熱されていない家の空気は 1 時間で更新され、換気がなければ、十分に断熱された家の空気は 2 時間で更新されると推定されています。 10時間ですが、現実には必ずしもそうではありません。最近の研究[ 2 ]は、国内の 2,400 万戸の主要住宅の代表と考えられる 567 戸の住宅の換気に焦点を当てています。これらの住宅の 50% は 1967 年以前、1969 年および 1982 年以前、つまり最小限の恒久換気を課す最初の規制が施行された日付のものです。
この調査では、1975 年以降に建設された住宅の 20% 近くが、これら 2 つの規制のいずれにも準拠していないことが示されました。さらに、制御機械換気（CMV）は自然受動的換気よりも効果的ではなく（調査対象の住宅の約70％の換気を構成するこれら2つの換気モード）、調査対象の住宅の56％で同じ有効性を示したことが判明した。特に 1969 年から 1982 年に建設されたものは、最小総流量が不十分であり、法律を遵守していませんでした。
寝室におけるCO2排出量と夜間の空気交換量を測定しました。 1982 年以降の住宅では、流量はより低く均一であり、研究対象全体のすべての換気システム (VMC または装置なし) でほぼ同様でした。
OQAI はまた、換気システムの有無に関係なく、夜間に部屋のドアや窓を開けると夜間の空気更新率が大幅に改善されることも示しました。また、以前の研究で、夜間に部屋を換気しても、住宅内の通常の発生源から発生するホルムアルデヒドのレベルにはほとんど影響がないことがすでに示されているため、同時にエコ素材を使用して発生源を削減する必要があります。 OQAI はまた、ホルムアルデヒドの起源と、換気、汚染、湿度の関係に関する研究 (進行中) を行っています。
これらの問題は、住宅の断熱性が向上し、敷地内や車室内で過ごす時間が増加することによって悪化することがよくあります。
- 低層建物の熱漏れを防ぎ、エネルギーを節約するために断熱材が開発されています。高層ビル（複数のフロアがある）では、窓が密閉されていることが多いため、機械換気がさらに必要になります。
- 閉回路空調は発展しています。ただし、最小限の外気を建物内に導入する必要があります。
- より頻繁かつ頻繁に必要な遮音は、断熱が不十分な古い家や煙突のある古い家で自然に起こる空気の更新も減らします。
最後に、カロリーを外部に排出することで構成される空調システムは、自己持続的な熱泡の原因となる可能性があります (エアコンは熱を外部に戻し、断熱が不十分な場合は環境と家を暖めます。そのため、エアコンは稼働中に強制的に作動します)。特に都市部の密集した地域や囲まれた中庭では、悪循環が維持されます。エアコンは都市部のヒートアイランド現象の一因となる
解決
これらの問題が考慮されている国では、建築基準により最低流量が設定されており、一般に、1時間あたり室内の空気の半分を更新する必要があると推定されています。自発的な空気循環がない場合は、制御された機械換気 (CMV) を使用する必要があります。
主な問題は、断熱と空気の更新を調和させることです。実際、自発的な更新には外部との空気の循環が必要であり、したがって熱の漏洩（熱い空気が逃げる）または新鮮な空気が必要です。予防策を講じないと、遮音性も大幅に低下します。 （音は空気の通過を可能にする開口部から入ります）。いわゆる「音響」空気入口 (ECA) があり、音を止めながら空気を通過させることができます。
熱の問題には、いくつかの解決策があります。
- 「カナダの井戸」（または「プロヴァンスの井戸」 ）は、受動的熱交換器として機能する地下に設置された長いパイプを通過させて外部に入る空気を取り込みます（地下数十センチメートル以下の温度が一般的に一定であるのと同様、空気は冬には加熱され、夏には冷却されます。排出される空気によってエネルギーが失われますが、流入する空気を目標温度に到達させるのに費やすエネルギーは少なくなります。
- ダブルフロー機械換気: 熱交換器により、流入空気が流出空気の温度に近づくことができます。
- 夜間過換気: 企業では、日中は適度な空気の流れを使用し、夜間にはかなりの空気の流れを使用します。次の 3 つの利点があります。
また、使用する湿度レベルまたは CO 2レベルに応じて換気を変更することもでき、特定の温度での快適さは湿度レベルと CO 2に大きく依存します。 CO 2レベルが高いと、スタッフの注意力とパフォーマンスが最大 15% 低下することがわかっています。
火災や労働災害が起きた場合の問題点
火は空気によって燃やされます。空気が循環しやすい建物（断熱性の低い住宅、倉庫）では、比較的早く火災が発生します。一方、空気の循環が悪い場合、火災の進行は遅くなりますが、ドアや窓を開けるときに熱事故が発生する危険性があります（居住者が逃げて消防士が介入するため）。
したがって、消防士の主な関心事の 1 つは、航空管制、特に次のようなことです。
- 空気の侵入や排気する必要がある煙の拡散を避けるために、開口部をできるだけ閉じてください。
- VMC と空調システムを遮断します。これにより、空気の供給に加えて、ガスと空気が混合し、温度が均一化されます (当然、大気は層状になり、高温ガスと有毒ガスが上部にあり、冷気と有毒ガスが上部にあります)。底部には通気性のある空気があります)。
- 一部の操作手順では、煙を排出し、避難と消火作業を容易にすることを目的とした操作換気が規定されていますが、この技術を習得するのは困難です。
さらに、特定の労働災害は有毒ガスの排出を引き起こす可能性があります（漏れ、爆発、トラックやタンク車が関係する交通事故や鉄道事故）。このような場合、住民を保護する唯一の手段は閉じ込めです。これには、空気の更新を可能な限り制限することが含まれます。つまり、VMC と空調設備を停止し、すべての開口部 (ドア、窓、ハッチ) を閉め、通気口と漏れ (ドアの下) をブロックします。 ）、すべての火（給湯器、ストーブ）を止めてください。これは、特別な場合（例えば、ダムの下流地域や津波の脅威にさらされている沿岸地域に対する特別警報）を除いて、問題の原因を知る前であっても、住民に警報を発する場合の反射的な行動であるべきである。
特別な場合
自動車室内の換気
空気の更新の問題は自動車でも発生します。実際、車両は先行車両からの汚染にさらされた交通の流れの中にあり、製造業者によるプラスチック材料の使用が増えています（特に車両が太陽で熱くなると、揮発性有機汚染物質を含む特徴的な「新しい」臭いが発生します）。さらに、空気入口は通常、ボンネットのフロントガラスの基部にあり、特にトンネル、溝のある道路、換気の悪い道路などでは、以前の車両からの排気ガスによって非常に汚染された空気が車室内に侵入します。 (議論を参照)。
最近の研究[ 3 ]では、道路脇で測定された大気汚染は、車室内で呼吸されるものを反映していないことが示されました (さらに、損傷を避けるために、センサーは高さ 2 m 以上離れて設置され、車室内から後退して設置されることもあります)。主軸）。この研究では、室内大気汚染物質（粒子、NO、NO2、SO2、オゾンなど）の連続測定装置を備えた車両の客室の室内汚染を測定しました。徐々に、車両の環境とそのルートと速度が、GPS と前部に取り付けられたカメラの助けを借りて測定されるようになりました。調査の最初の部分は、ルーアン都市圏の 72 km とパリ都市圏の 400 km (つまり、合計 5,000 km) の 2 つの異なるルートに焦点を当てました。比較のために、局所的汚染（道路端）と背景汚染（町内）もルーアンで記録されました。
結果 ：
- 従来のキャビンフィルターは非効率的です。ディーゼルエンジンから排出される粒子の大部分を通過させます（ここではナノ粒子を測定していません）。
- NO2: 客室内の平均200 μg/m3、または背景汚染 (ルーアンでは 22 μg/m3) の 10 倍、局地的汚染 (道路近くの 75 μg/m3) の 2 倍以上。
- 粒子: 客室内にはバックグラウンド汚染で測定される量の最大 40 倍。
- 黒煙（発がん性が疑われ、多くの健康上の問題、喘息、アレルギーなどに関与している）。運転中に車室内で過ごした 1時間は、車外の都市背景の 24 時間に相当します。
- 客室内の濃度はパリとルーアンの間でほとんど変化せず、次の 2 つのケースを除いてルート全体でかなり均一です。
– トンネル（ラ・デファンストンネルの終端部分では、NO2 は平均 400 μg/m3、工業用地の閉鎖が必要となる線量の半分）、
– バスまたはトラックの後続車に乗車する (例: バスの後続車の 6 分は、都市背景の 8 時間に相当します。など) - 車の流れの中で 1 日に 1 時間以上車内で過ごすことは、人口の警戒しきい値 (年間最大 18 時間で NO2 200 μg/m3) を大幅に超えることを意味します。
- 客室内の汚染物質のレベルは、交通量の密度よりも、監視対象車両の近接性や車両の特性によって異なります。
- 排気ガスの位置は重要です。ヨーロッパではトラックが道路に向けて設置されているため、地上の汚染が大幅に増加します。一方、米国では、排気ガスが上向きに設置されているため、下層地域の汚染は減少しますが、より広範囲に汚染が拡散する原因となります。
著者は、トンネル内や車内で排気ガスの臭いを感じた場合には、そのような状況に陥る前に換気装置を作動させるのではなく、自動車汚染物質への曝露に関する疫学研究では、車内で過ごす時間も考慮すべきであると結論付けている。
300 μg/m2 の粒子濃度と 2000 μg の NO2 濃度は、心不全患者の運動時に心筋虚血 (または「狭心症」) を引き起こすのに十分です[ 4 ]しかし、車内ではこれらのレベルに達する可能性があります。道路開発は、「峡谷」効果を回避するために汚染物質の拡散を促進し（これによって汚染がさらに拡散することも承知しています）、より多くの人々が低線量にさらされる可能性があります。
トラクターキャビンの事例
トラクターや農業機械の運転手は、高温で乾燥しているときは粉塵、細菌（スラリーや肥料を散布するときにウイルス、細菌などの真菌）にさらされ、時には自分自身や他の農業機械のディーゼル煙にさらされることもあります。農薬（散布中）または有毒な農薬の残留物または代謝物。このため、現代のトラクターには多かれ少なかれ効果的な空気濾過機能を備えたエアコンが装備されています（空気中の殺虫剤を浄化するために定期的に交換される活性炭フィルターが必要です）。
