Tout ce que les ingénieurs, les entrepreneurs et les propriétaires doivent savoir pour créer un environnement optimal pour les piscines intérieures.
Tout ce que les ingénieurs, les entrepreneurs et les propriétaires doivent savoir pour créer un environnement optimal pour les piscines intérieures.
CHAPITRE QUATRE
Une bonne qualité de l’air intérieur doit être un objectif prioritaire pour tous. S’il s’agit d’une préoccupation majeure, elle recevra l’attention dont elle a besoin et qu’elle mérite.
La définition de la qualité de l’air intérieur acceptable pour une piscine intérieure est un point que le Council for the Model Aquatic Health Code (CMAHC) tente de définir pour l’Amérique du Nord. À l’heure actuelle, il n’existe aucune définition des niveaux chimiques acceptables avant d’avoir un impact négatif sur la physiologie humaine.
L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a établi une ligne directrice de 0,5 mg/m3 pour la concentration de NCl3 (trichloramine) en phase gazeuse dans les piscines. Une valeur légèrement plus stricte de 0,3 mg/m3 a été suggérée par un groupe de recherche belge. Le projet décrit ici pourrait déboucher sur l’identification d’une ligne directrice différente pour la concentration de NCl3 en phase gazeuse, mais pour l’instant, la plupart des gens reconnaissent la nécessité de rester en dessous de 0,5 mg/m3.
Une partie de la recherche de la CMAHC consiste à trouver un moyen de mesurer les niveaux de trichloramine à l’aide de capteurs disponibles dans le commerce et installés dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. À l’heure actuelle, il n’existe pas de capteurs de trichloramine viables pouvant être utilisés dans les systèmes de CVC. Les chercheurs espèrent donc trouver un substitut adéquat, peut-être similaire aux niveaux de COV ou de CO2. Une fois cette solution trouvée, les stratégies de contrôle des systèmes de CVC pourront s’ajuster en fonction des niveaux de produits chimiques dans l’espace. Bien que cela puisse avoir un impact sur la qualité de l’air intérieur, il s’agira toujours d’une réaction aux produits chimiques déjà dégagés. S’attaquer directement aux niveaux de produits chimiques dans l’eau aura un impact plus immédiat sur la QAI, car moins de produits chimiques se dégageront. Le maintien de niveaux chimiques optimaux devrait toujours être la priorité lorsque l’on essaie d’obtenir la meilleure QAI possible.
Les concepteurs qui suivent les directives du manuel ASHRAE, ainsi que celles recommandées dans ce guide, peuvent s’attendre à ce que l’espace soit en bon état et que l’expérience de la piscine intérieure soit agréable. L’ingénieur concepteur doit prendre certaines mesures pour minimiser les risques d’inconfort ou d’effets néfastes sur la santé d’un client. De nombreux facteurs influent sur la QAI d’un natatorium. Il s’agit notamment des problèmes chimiques de l’eau de la piscine, de l’insuffisance de l’air extérieur, de la stagnation de l’air, de la mauvaise distribution de l’air, de l’humidité élevée, de l’entretien et de l’exploitation de l’installation, ainsi que du comportement des occupants/des nageurs (l’urine dans les piscines est responsable de 50 % des problèmes chimiques).
Quatre facteurs clés ayant l’impact le plus direct sur la qualité de l’air intérieur sont sous le contrôle de l’ingénieur concepteur :
- Mauvaise distribution de l’air – pas de flux d’air dans la zone de respiration
- Taux de renouvellement de l’air
- Ventilation de l’air extérieur
- Air évacué – captage des sources chimiques
Les facteurs qui ont un impact significatif sur la QAI mais qui ne sont pas sous le contrôle de l’ingénieur concepteur HVAC sont la chimie de l’eau de la piscine, l’entretien, le fonctionnement et le comportement du client. Il est essentiel que ces facteurs soient pris en compte par l’exploitant de l’établissement.
ZONE DE RESPIRATION
L’objectif le plus important de la conception du système CVC est de fournir un apport d’air adéquat à la zone respiratoire. L’air fourni par le système HVAC a été conditionné et filtré avec de l’air extérieur. Il s’agit de la meilleure qualité d’air que le système puisse offrir. Lorsque l’air d’alimentation est distribué dans la zone de respiration, les usagers bénéficient de la meilleure qualité d’air possible.
Une installation bien conçue contrôlera et éliminera les chloramines de manière adéquate tout en fournissant l’air traité et conditionné là où il est le plus nécessaire, c’est-à-dire dans la zone de respiration et la zone de pont.
TAUX DE RENOUVELLEMENT DE L'AIR
Les recommandations de l’ASHRAE concernant les changements de volume d’air par heure sont importantes pour garantir que l’air circule dans toute la pièce. Les zones stagnantes doivent être évitées, car elles sont sujettes à la condensation et à des problèmes de qualité de l’air.
Les courts-circuits entre l’air soufflé et l’air repris doivent également être évités, car ils réduisent considérablement les changements d’air réels dans l’espace et l’efficacité globale du système CVC.
L’ASHRAE recommande
- 4 à 6 renouvellements d’air volumétrique par heure dans un natatorium ordinaire
- 6 à 8 renouvellements d’air volumétrique par heure dans les zones réservées aux spectateurs.
Un calcul rapide permet de déterminer les besoins en air soufflé :
- Air soufflé nécessaire (CFM) = volume de la pièce (ft3) x nombre de renouvellements d’air souhaité / 60
Le volume de la pièce détermine la quantité d’air soufflé dont un espace a besoin.
AIR DE VENTILATION EXTÉRIEUR
La quantité d’air extérieur à introduire dans l’établissement est déterminée par les codes locaux. La plupart des codes adoptent la norme ASHRAE 62. L’air extérieur est essentiel pour diluer les produits chimiques en suspension dans l’air et maintenir une bonne qualité de l’air intérieur.
Les installations qui introduisent l’air extérieur conformément à la norme ASHRAE 62 et qui disposent d’une distribution d’air appropriée/efficace auront une QAI exceptionnelle.
- Une quantité d’air extérieur supérieure à celle requise par la norme 62 de l’ASHRAE n’est pas nécessaire pour assurer une bonne QAI si la distribution de l’air est bien faite (sauf pour les parcs aquatiques et les parcs d’éclaboussures intérieurs).
- L’air extérieur nécessite une quantité importante d’énergie de chauffage en hiver et doit être inclus dans les calculs de la charge thermique.
- La récupération de chaleur doit être envisagée entre les flux d’air vicié et d’air extérieur.
- Introduire l’air extérieur par les prises d’air prévues en usine sur les appareils de traitement de l’air.
- Les prises d’air extérieur doivent être situées à l’écart des sources de contamination de l’air, telles que les ventilateurs d’extraction ou les évents de plomberie.
- Il peut être nécessaire de préchauffer l’air extérieur à 65°F si plus de 35 % du débit d’air total est constitué d’air extérieur ou si la température de conception hivernale est inférieure à 10°F.
- Un entrepreneur certifié en équilibrage d’air doit équilibrer le débit d’air du système.
Tous les appareils de traitement de l’air pour piscines intérieures doivent être équipés d’un raccordement à l’air extérieur, d’un filtre, d’un registre motorisé à deux positions et d’un registre d’équilibrage.
AIR D'ÉCHAPPEMENT
L’ASHRAE recommande que la pièce soit maintenue à une pression négative de 0,05-0,15 » WC par rapport aux espaces environnants.
Une augmentation de 10 % de la quantité d’air évacué par rapport à l’air extérieur est une bonne règle empirique.
Une quantité d’air évacué supérieure à celle recommandée par l’ASHRAE ne réduira pas ou n’arrêtera pas la migration de l’humidité à travers l’enveloppe du bâtiment vers l’extérieur par temps froid. La vapeur migre en fonction de la différence de pression de la vapeur. Il y a effectivement une différence de pression de 10 pouces de colonne d’eau entre l’intérieur et l’extérieur pendant les journées froides d’hiver. Aucune pression négative côté air ne peut être ajoutée à un espace pour arrêter la migration de la vapeur. Pour éviter cela, des pare-vapeur doivent être placés à des endroits appropriés dans l’ensemble de l’enveloppe du bâtiment.
La figure 3 illustre comment l’emplacement stratégique de la grille d’évacuation peut également améliorer de manière significative la qualité de l’air dans l’espace. La grille d’entrée d’air vicié doit être placée directement au-dessus d’un spa ou d’un bain à remous intérieur. Cette source capture et extrait la plus forte concentration de polluants avant qu’ils ne se diffusent dans l’espace et n’aient un impact négatif sur la qualité de l’air ambiant.
FIGURE 3 : AIR ÉVACUÉ
Si l’Evacuator est utilisé, il répond aux besoins en air vicié de l’espace tout en offrant un formidable avantage secondaire en matière de CVC. Puisqu’il évacue directement la surface de l’eau, cet air est remplacé par de l’air provenant de l’espace. Cela améliore la zone de respiration en aidant à faire descendre l’air jusqu’à la surface de l’eau et du pont.
CHIMIE DE L'EAU DE PISCINE
S’il n’y a pas de dégagement gazeux de produits chimiques, il n’y a pas de problème de qualité de l’air. Tous les efforts visant à minimiser les dégagements gazeux de produits chimiques dans la conception et l’exploitation de la piscine auront un impact direct sur la QAI. La chimie de l’eau de la piscine et le fonctionnement de l’installation sont des variables clés qui ont un impact sur la QAI et qui ne sont généralement pas sous le contrôle de l’ingénieur concepteur.
Une bonne chimie de l’eau de la piscine est essentielle pour atteindre des niveaux élevés de santé et de confort. Le maintien de conditions idéales pour l’eau de la piscine garantit également la meilleure qualité possible de l’air intérieur et des performances optimales du système mécanique.
De nouvelles technologies sont disponibles pour faciliter la chimie de l’eau et la gestion des chloramines, comme le système Evacuator et les systèmes de traitement par lumière ultraviolette (UV).
ODEUR DE CHLORE
On croit souvent à tort qu’une forte odeur de chlore est due à une trop grande quantité de chlore dans l’eau. L’odeur est en fait causée par les chloramines (chlore combiné) qui se dégagent de la surface de l’eau de la piscine.
Les chloramines se forment dans l’eau de la piscine lorsqu’il n’y a pas assez de chlore libre dans la piscine pour traiter les composés azotés apportés dans l’eau de la piscine par les nageurs. Ces composés azotés sont d’origine naturelle et sont contenus dans la sueur, l’urine, les huiles corporelles et d’autres protéines qui sont libérées dans l’eau de la piscine. Si l’introduction de ces composés azotés dépasse l’introduction de chlore libre, le chlore se combine aux composés azotés au lieu de les oxyder complètement.
Les niveaux de chloramine augmentent dans l’eau, ce qui entraîne une augmentation du dégagement gazeux de chloramine, qui crée l’odeur de chlore dans la pièce. Trois types de chloramines peuvent se former : la monochloramine, la dichloramine et la trichloramine. La trichloramine est la plus volatile et son dégagement gazeux est le plus rapide.
Les chloramines dégagées attirent fortement l’humidité de l’air et se combinent à l’humidité de l’air. Par conséquent, toute condensation de l’humidité de l’espace devient corrosive.
CAPTAGE À LA SOURCE DES GAZ D'ÉCHAPPEMENT CHIMIQUES
Une méthode très efficace de contrôle des chloramines consiste à les capturer à la source, à la surface de l’eau, et à les évacuer avant qu’elles ne deviennent un problème de QAI. Le système Evacuator a été conçu exactement dans ce but. Il en résulte une qualité d’air exceptionnelle, même sur les systèmes modernisés.
Le traitement de l’eau de piscine par lumière ultraviolette a un impact très positif sur la chimie de l’eau et peut contribuer à réduire considérablement les chloramines (voire à les éliminer complètement). Cette approche du traitement de l’eau gagne en popularité et, au fur et à mesure que des données positives sont publiées, elle devrait devenir la norme.
L'HUMIDITÉ ET LA CORROSION
Toute condensation de l’humidité de l’espace devient corrosive. Il est essentiel que les niveaux d’humidité de l’espace soient contrôlés pour éviter la condensation, car elle endommagera le bâtiment et le système mécanique.
De par leur conception, les piscines intérieures sont plus chaudes et, par conséquent, ont des températures de point de rosée plus élevées que les espaces traditionnels.
Les ingénieurs et les architectes doivent comprendre les conséquences de l’air humide et corrosif et accorder une attention particulière à son impact potentiel sur l’ensemble du système CVC et de l’enveloppe du bâtiment.
La meilleure pratique consiste à s’assurer que tous les composants électriques se trouvent dans un vestibule mécanique séparé, à l’abri du flux d’air de la piscine. Tous les composants en contact avec le flux d’air de la piscine doivent être protégés par les meilleurs peintures, revêtements et matériaux anticorrosion disponibles.