Détails sur la méthode de débit d'air par occupant

Comme l'explique Joey Fox, les nouvelles directives ASHRAE 241-2023 pour le contrôle des aérosols infectieux apportent une approche mieux raisonnée des calculs de sécurité des pièces que le taux de renouvellement d'air (ACH) : le débit d'air propre par occupant. Le débit d'air propre requis dépend de l'occupation et de l'activité prévues. Par exemple, les soins de santé, le chant et une respiration plus intense dans une salle de sport en exigent davantage, mais pour les bureaux classiques, les écoles et les logements, il est de 30 à 50 CFM/personne :

Heureusement, cette plage correspond au CADR que nous obtenons par ventilateur de PC et par pied carré de surface de filtre Filtrete. (Plus précisément, environ 40 CADR Poussière par Arctic P12, environ 45 CADR Poussière par SickleFlow, environ 50 CADR Pollen par SickleFlow).

Règle empirique : chaque ventilateur de PC dans les boîtiers CleanAirKits couvre 1 occupant de la pièce.

Les exigences pour les salles de classe peuvent être réduites de moitié si le système CVC assure déjà environ 25 CFM de flux d'air extérieur/nettoyé par personne.

Méthode du taux de renouvellement d'air par heure (ACH)

Le taux de renouvellement d'air par heure (ACH) quantifie la vitesse à laquelle les contaminants sont éliminés de l'air d'une pièce. Il s'agit d'un indicateur général de la sécurité de l'air d'une pièce selon des hypothèses d'occupation typiques, bien qu'il soit moins significatif dans les cas d'occupation extrême. Un doublement de l'ACH signifie que les contaminants sont éliminés deux fois plus rapidement, ce qui réduit de moitié environ toute dose inhalée et divise par deux (en moyenne) le risque de contagion entre les occupants. (Le risque de contagion entre une paire d'individus donnée dépend également de leur éloignement et de tout flux d'air les reliant). Voici les dernières descriptions de la sécurité qualitative de l'ACH fournies par la Commission COVID-19 du Lancet :

Taux de débit d’air non infectieux (NAD) proposés pour réduire l’exposition aux maladies respiratoires aéroportées

Débit volumique par unité de volume Débit volumique par personne Débit volumique par surface de plancher
MAL L/s/m³ PCM/Personne L/s/Personne PCM/pi² L/s/m²
Bien 3 1.5 40 20 0.6 3
Mieux 6 3 80 40 1.2 6
Cordialement 12 6 160 80 2.4 12

Pour lire le rapport complet, veuillez consulter : covid19commission.org/safe-work-travel

Les sources de TPH, telles que les systèmes de CVC, les fenêtres ouvertes et les purificateurs d'air, sont toutes additives. Autres niveaux de TPH notables :

  • 1 TPH : taux de renouvellement d'air ambiant typique dû aux fuites et à la circulation naturelle sans CVC mécanique
  • 1 TPH : apport typique dû à l'ouverture des fenêtres
  • 2-3 TPH : capacité typique d'un CVC pré-pandémie circulant vers l'extérieur ou équipé de filtres MERV13
  • 6 TPH : objectif de conception pré-pandémie pour les zones générales des hôpitaux. Réduit la transmission de 82 % par rapport à 1 TPH
  • 12-14 TPH : chambre d'isolement hospitalière (minimum). Comparable à l'extérieur ?
  • 12-14 TPH : chambre d'isolement hospitalière (minimum). Comparable à l'extérieur ?

Pour calculer le surplus de TPH apporté par un ou plusieurs purificateurs avec un débit d'air purifié (CADR) donné en pieds cubes par minute (CFM), il suffit de connaître le volume de la pièce (longueur x largeur x hauteur sous plafond) en pieds cubes :

Surplus_TPH = CADR * 60 / VolumeDeLaPièce

Étant donné que les hauts plafonds sont intrinsèquement plus sûrs car ils permettent une meilleure dispersion, Joey Fox suggère de plafonner la hauteur sous plafond à 8 pieds dans cette formule de TPH. Ainsi, les plafonds très hauts, plus sûrs, n'exigent pas de purificateurs plus puissants.

L'ACH comme constante de temps

Malheureusement, nous ne pouvons pas simplement dire qu'un taux de 5 CAH signifie qu'une pièce est entièrement nettoyée toutes les 12 minutes. En raison du remixage infini de la partie nettoyée avec l'air vicié de la pièce, 12 minutes représentent la constante de temps de décroissance exponentielle pour que (1-exp(-1)) = 63,2 % des contaminants soient éliminés. En 3 constantes de temps, soit 36 minutes, 95 % des contaminants auront été éliminés. En doublant le taux de nettoyage à 10 CAH, le temps nécessaire pour éliminer 95 % des contaminants tombera à 18 minutes.

Comme vous pouvez le constater, même avec 5 renouvellements d'air par heure (ACH), il peut s'écouler un certain temps avant qu'une pièce précédemment contaminée ne soit assainie à 95 % après la mise en marche de la ventilation. Il est donc important de laisser fonctionner les ventilateurs CVC et les purificateurs d'air en continu pendant les heures d'occupation. De cette façon, ils peuvent éliminer progressivement les aérosols infectieux au fur et à mesure qu'ils sont générés, empêchant ainsi leur accumulation.

De même, pensez à laisser les purificateurs fonctionner pendant 20 à 30 minutes dans une chambre d'hôtel, par exemple, dont l'état de contamination est inconnu, avant de considérer qu'elle est sûre.

Doubler l'ACH pour réduire les dosages et les risques de moitié

Si vous souhaitez que les améliorations de la qualité de l'air aient un impact substantiel sur les taux de transmission virale, gardez à l'esprit un objectif suffisamment ambitieux. Selon les principes de base de la dilution, nous pouvons viser à doubler le taux de renouvellement d'air (ACH) par rapport aux niveaux existants pour réduire de moitié les risques de transmission. Pour un modèle légèrement plus sophistiqué, essayez l'outil de modélisation des risques SafeAirSpaces du Dr Corsi. Si un expert en installations n'est pas en mesure de fournir une analyse de l'ACH actuel d'une pièce, on peut raisonnablement supposer que les anciennes constructions présentent un ACH de 2. Le CADR (taux de distribution d'air pur) supplémentaire nécessaire pour doubler l'ACH est le suivant :

CADR_doubling = ACH_existant * VolumeDeLaPièce / 60

Le nombre de purificateurs nécessaires pour une capacité CADR donnée est :

# purificateurs = CADR_doubling / CADR_modèle_purificateur

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Créer une pièce bien ventilée

Les réductions des risques liées à un taux de renouvellement d'air élevé supposent un brassage efficace de l'air dans la pièce. Les caissons Corsi-Rosenthal favorisent la circulation de l'air, mais peuvent ne pas suffire pour brasser de grands espaces. Envisagez d'utiliser plusieurs unités ou de les associer à un ventilateur de plafond à vitesse lente ou à un ventilateur oscillant pour assurer un brassage et une couverture homogènes dans les grandes pièces.