Bienvenue dans la deuxième partie de notre série consacrée à l’analyse et à la démystification des normes de l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), ainsi qu’à leur impact sur la conception moderne des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) et sur la qualité de l’air intérieur.

Qu’il s’agisse de gérer un établissement commercial, de concevoir des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) ou de superviser l’exploitation d’un bâtiment, il est essentiel de maîtriser les subtilités des normes ASHRAE pour garantir efficacement la salubrité des espaces. Dans le prolongement de notre présentation de la norme 62.1, cet article examine plus en détail sa méthode de conception prescriptive la plus couramment utilisée — la procédure de taux de ventilation (VRP)— et explique comment calculer les débits d’air requis tout en maîtrisant les coûts énergétiques grâce à la technologie de récupération d’énergie.

Un article de blog destiné aux ingénieurs et aux responsables d'installations, consacré à la conformité à la norme ASHRAE 62.1 VRP, aux calculs de débit d'air extérieur et aux échangeurs de chaleur à haut rendement (ERV).

Guide détaillé pour la mise en œuvre de la procédure de calcul du débit de ventilation (VRP) conformément à la norme ASHRAE 62.1.

Concevoir des installations respectant les normes de qualité de l’air intérieur sans engager de coûts énergétiques élevés

Pour garantir la conformité réelle des bâtiments, les ingénieurs et les propriétaires d’installations doivent trouver un équilibre entre les exigences strictes en matière d’apport d’air frais et les budgets d’exploitation globaux. Cet article présente en détail la méthode normative la plus couramment utilisée dans le cadre de la norme 62.1 — la procédure de débit de ventilation (VRP) — et explique comment respecter ces exigences de base en matière de débit d’air sans faire grimper les dépenses liées aux services publics.

Le dilemme entre la qualité de l’air intérieur et l’efficacité énergétique

Trouver un équilibre entre la qualité de l’air intérieur (QAI) et l’efficacité énergétique constitue un défi contemporain né d’une nécessité. Selon l’EPA, les préoccupations actuelles en matière de QAI sont apparues comme une conséquence inattendue de l’embargo pétrolier de 1973. Afin de réduire les dépenses liées aux services publics, le secteur du bâtiment a mis en œuvre des mesures énergiques d’économie d’énergie : étanchéification rigoureuse de l’enveloppe des bâtiments et réduction des débits de ventilation d’air extérieur afin de minimiser les déperditions thermiques et de diminuer les coûts liés aux services publics.

L’étanchéité au vent a rapidement gagné en popularité en tant que l’une des méthodes les plus efficaces pour améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments. L’isolation des fenêtres, des portes, des sols et des plafonds a permis de réduire les fuites d’air — c’est-à-dire les mouvements d’air incontrôlés —, ce qui a considérablement réduit les coûts de chauffage et de climatisation, amélioré le confort des occupants et renforcé la durabilité structurelle.

Cependant, à mesure que les locaux commerciaux et les habitations devenaient de plus en plus hermétiques, ils ont commencé à retenir les polluants intérieurs. La réduction des renouvellements d’air a favorisé l’accumulation de composés organiques volatils (COV), d’un excès d’humidité et de bioeffluents. En conséquence, les bâtiments ont commencé à être touchés parun «syndrome des bâtiments malsains (SBS) » généralisé, dans le cadre duquel les occupants présentaient des troubles de santé directement liés à la mauvaise qualité de l’air intérieur.

Les bases : Comprendre les normes ASHRAE 62.1 et 62.2

Afin de remédier au syndrome de l’école malade (SBS) et d’établir des critères de référence clairs en matière de qualité de l’air intérieur, l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) a publié sa première norme de ventilation en 1973. S’appliquant à l’origine uniquement aux bâtiments commerciaux et industriels, ce cadre a jeté les bases de la conception moderne des systèmes de ventilation. (Une norme distincte pour les bâtiments résidentiels, l’ASHRAE 62.2, ne verra le jour qu’en 2003.)

Aujourd’hui, l’ASHRAE gère ces principales normes consensuelles qui régissent la qualité de l’air intérieur (QAI) en Amérique du Nord :

  • Norme ASHRAE 62.1 (Ventilation pour une qualité de l’air intérieur acceptable) : Elle s’applique aux locaux commerciaux, aux établissements institutionnels et aux immeubles résidentiels de grande hauteur, et fixe des débits de ventilation minimaux visant à protéger la santé des occupants.

  • Norme ASHRAE 62.2 (Ventilation et qualité de l’air intérieur acceptable dans les bâtiments résidentiels de faible hauteur) : Elle porte principalement sur les maisons individuelles et les immeubles collectifs de trois étages ou moins, en mettant l’accent sur la ventilation par extraction locale parallèlement à une ventilation continue de l’ensemble du bâtiment.

Trois voies pour se conformer à la norme 62.1

Afin de se conformer à la norme ASHRAE 62.1, les ingénieurs en mécanique et les concepteurs de systèmes peuvent choisir parmi trois voies de mise en conformité distinctes, en fonction de la conception du bâtiment, de son occupation et des conditions climatiques :

  • La méthode de calcul du débit de ventilation (VRP) : Une approche de conception normative qui détermine les besoins minimaux en air extérieur en fonction de l’occupation des locaux et de la surface au sol.

  • La procédure relative à la qualité de l’air intérieur (IAQP) : Une approche fondée sur la performance qui fixe des limites spécifiques aux concentrations de contaminants connus, permettant ainsi aux concepteurs d’optimiser la circulation de l’air grâce à une surveillance en temps réel de la qualité de l’air et à une technologie avancée de purification de l’air.

  • Le procédé de ventilation naturelle : Méthode de conception reposant sur un flux d’air passif, généré naturellement par des ouvertures spécialement conçues, dans des conditions environnementales extérieures spécifiques.

Comprendre le rôle du VRP

Bien que chaque voie de mise en conformité réponde à un objectif de conception spécifique, le VRP est la stratégie la plus couramment utilisée en raison de son cadre normatif. Les ingénieurs en mécanique et les responsables de l’application des normes s’appuient sur le VRP pour trois raisons principales :

  • Conformité simple aux normes : Les codes de construction locaux — notamment le Code international de la mécanique (IMC) et le Code international du bâtiment (IBC) — fondent leurs exigences en matière de permis pour les installations mécaniques directement sur les règles VRP de la norme ASHRAE 62.1, offrant ainsi une base de référence directe et reproductible pour l’examen des plans.

  • Dilution efficace des polluants intérieurs : Selon l’EPA, l’air intérieur est souvent deux à cinq fois plus pollué que l’air extérieur. Un apport continu d’air frais est essentiel pour diluer les contaminants intérieurs nocifs, notamment le dioxyde de carbone, les COV, les bactéries et les moisissures.

  • Avantages en matière de santé et de productivité : des taux de ventilation plus élevés sont directement liés à de meilleures performances cognitives, à une diminution des arrêts maladie et à une réduction de la transmission des agents pathogènes dans les espaces commerciaux, comme l’explique en détail le Centre de ressources sur la qualité de l’air intérieur (QAI) de l’EPA dédié aux bâtiments.

Toutefois, que l’équipe de conception utilise la méthode VRP ou une autre procédure, l’augmentation du volume d’air extérieur afin de respecter les exigences réglementaires pose un défi inhérent : traiter ce flux d’air supplémentaire sans faire grimper les coûts énergétiques.

Décryptage de la formule VRP relative au débit d’air

Le VRP définit un débit minimal d’air extérieur en fonction de trois paramètres essentiels : la charge d’occupation (le nombre de personnes présentes dans l’espace), la surface au sol (la superficie utile en pieds carrés) et la fonction de l’espace (l’usage qui est fait de la pièce).

Pour déterminer le débit d’air extérieur de la zone de respiration (Vbz), les ingénieurs calculent simultanément les besoins en débit d’air par personne et par surface à l’aide de l’équation standard de la norme ASHRAE 62.1 : Vbz = (Rp × Pz) + (Ra × Az)

  • R p (taux par personne) : débit d’air extérieur frais requis par occupant (CFM/personne).
  • P z (Population de la zone) : Nombre maximal estimé d’occupants dans la zone de conception.
  • Ra (débit par unité de surface) : débit d’air frais extérieur requis par unité de surface au sol (CFM/pied carré).
  • A z (Zone Area) : Surface de plancher occupable nette de la zone (pi²).

En tenant compte à la fois de la densité d’occupation et des émissions de fond provenant des matériaux de construction, ce calcul initial garantit que l’espace bénéficie d’une ventilation renforcée suffisante dans les conditions de charge maximale.

Prise en compte de la distribution et de l’efficacité du système (Ez et Ev)

Le calcul du débit d’air de la zone de respiration (Vbz) n’est qu’une première étape. Pour acheminer efficacement cet air frais vers les occupants, deux réglages essentiels du système sont nécessaires :

1. Efficacité de la distribution d’air par zone (Ez)

L’air soufflé n’atteint pas toujours efficacement la zone de respiration. En fonction de l’emplacement des diffuseurs, de la hauteur des plafonds et des différences de température de l’air, l’air peut prendre un chemin de raccourci avant de se mélanger. Les concepteurs divisent Vbz par l’efficacité de la distribution d’air dans la zone (Ez) pour déterminer le débit total d’air extérieur dans la zone (Voz) : Voz = Vbz / Ez

Par exemple, l’air d’alimentation frais diffusé par le haut atteint généralement un indice Ez de 1,0. En revanche, l’air d’alimentation chaud diffusé par le haut dans un espace froid peut voir son indice Ez chuter à 0,8, ce qui nécessite un débit d’air total plus élevé pour garantir une qualité de l’air intérieur adéquate.

2. Rendement de ventilation du système (Ev)

Dans les centrales de traitement d’air desservant plusieurs locaux, les différentes zones nécessitent des proportions variables d’air extérieur. Afin de tenir compte de ce déséquilibre au sein de l’installation, les ingénieurs calculent le rendement global de ventilation du système (Ev) pour déterminer le débit d’air extérieur primaire (Vot) requis au niveau de la centrale.

Comment le VRP s’adapte aux différentes applications commerciales

Dans les installations commerciales régies par la norme ASHRAE 62.1, la ventilation n’est jamais statique : elle est directement adaptée à l’utilisation qui est faite d’un espace. Les différents types de bâtiments et de locaux présentent des densités d’occupation, des niveaux d’activité et des profils de contaminants qui leur sont propres :

  • Établissements de soins pour animaux : Les cliniques vétérinaires et les refuges pour animaux présentent des besoins en ventilation variés. Par exemple, une zone d’accueil générale doit fonctionner conformément aux normes commerciales de la norme ASHRAE 62.1. En revanche, les blocs opératoires, les salles de soins et les chenils d’attente nécessitent un débit d’air plus élevé afin de contrôler les bioaérosols, l’humidité et les fortes charges olfactives.
  • Supérettes et stations-service : Les supérettes et les stations-service présentent des défis particuliers en matière de qualité de l’air intérieur, tels qu’une forte fréquentation, les odeurs provenant des toilettes et les gaz d’échappement des véhicules. De plus, bon nombre de ces établissements sont équipés de cuisines, où les équipements de restauration peuvent générer de la chaleur et des graisses. Par conséquent, ces espaces nécessitent des débits de ventilation plus élevés afin de préserver la santé et d’assurer le confort.
  • Établissements scolaires : Des laboratoires de sciences aux salles des professeurs, les établissements scolaires et les campus présentent des besoins en matière d’espace très variés. Par exemple, une salle de classe standard nécessite un débit d’air frais de base conforme à la norme ASHRAE 62.1. Cependant, des espaces tels que les salles de musique ou de chant choral exigent des débits de ventilation nettement plus élevés en raison de la respiration profonde et continue qui accompagne le chant ou la pratique d’un instrument.
  • Salons de coiffure et soins personnels: bien que les services de beauté soient axés sur le bien-être, l’environnement des salons de coiffure présente des défis particuliers en matière de qualité de l’air en raison de l’exposition aux produits chimiques. L’utilisation quotidienne de colorations capillaires, de soins pour les ongles et de sprays aérosols libère des polluants atmosphériques qui nécessitent un système de ventilation localisé dédié, ainsi que des débits d’air extérieur plus élevés que ceux des espaces commerciaux standard.
  • Établissements d’hébergement pour personnes âgées : Dans les résidences pour personnes âgées, les exigences en matière de ventilation sont déterminées par le niveau de soins dispensés. Les espaces communs tels que les cafétérias, les salons et les salles de sport sont généralement soumis à la norme ASHRAE 62.1. En revanche, les salles dédiées aux soins cliniques et les unités de soins infirmiers spécialisés doivent se conformer à la norme ASHRAE 170 (Ventilation des établissements de santé), qui impose un nombre plus élevé de renouvellements d’air par heure, une filtration spécialisée et une circulation d’air à sens unique strictement contrôlée afin de protéger les résidents.

Le défi : des débits de ventilation plus élevés entraînent une hausse des coûts d’exploitation

Qu’il s’agisse d’une salle de classe bondée, d’une supérette très fréquentée ou d’un bloc opératoire vétérinaire, pour garantir des débits de ventilation plus élevés, il faut traiter un volume d’air extérieur nettement plus important, ce qui entraîne des coûts d’exploitation élevés.

L’aspiration continue d’air extérieur génère une charge thermique considérable pour les équipements de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC). L’air extérieur non traité apporte des températures et un taux d’humidité extrêmes, ce qui nécessite un chauffage important en hiver ainsi qu’un refroidissement et une déshumidification intensifs en été. L’évacuation de l’air intérieur climatisé et son remplacement intégral par de l’air extérieur non traité font grimper en flèche les factures d’énergie et obligent les équipements de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) à fonctionner inutilement à pleine capacité.

La solution : les ventilateurs à récupération d’énergie (ERV)

Les ventilateurs à récupération d’énergie RenewAire permettent aux responsables d’installations et aux ingénieurs en génie mécanique de se conformer pleinement aux taux VRP de la norme ASHRAE 62.1 tout en réduisant considérablement les coûts énergétiques liés à la ventilation.

Grâce à un noyau à récupération totale d’énergie, un VRE prétraite l’air extérieur entrant en utilisant l’énergie provenant du flux d’air évacué. En été, l’air chaud et humide entrant est prérefroidi et déshumidifié ; en hiver, l’air extérieur froid est préchauffé et humidifié.

Échange enthalpique total de RenewAire :

  1. Réduit la charge maximale du système CVC : permet aux ingénieurs de choisir des équipements de chauffage et de climatisation de plus petite taille.

  2. Réduit considérablement les coûts énergétiques d’exploitation : récupère jusqu’à 70 % de l’énergie normalement perdue dans l’air évacué.

  3. Assure la régulation de l’humidité : empêche toute infiltration excessive d’humidité pendant les mois d’été humides, préservant ainsi l’enveloppe du bâtiment et le confort des occupants.

Les ERV RenewAire modulables, adaptés à tous les besoins en débit d’air des locaux commerciaux

Afin de répondre aux exigences précises en matière de débit d’air calculées conformément à la norme ASHRAE 62.1, RenewAire propose une gamme complète de séries de produits ERV conçus pour s’intégrer parfaitement à toutes les échelles commerciales :
  • Systèmes de récupération de chaleur (ERV) compacts et légers à usage professionnel (30 à 390 CFM) : les modèles compacts de qualité professionnelle, tels que les séries Aeri™, EV Premium et SL, offrent une ventilation ciblée et hautement efficace pour les espaces de petite taille.
  • Les systèmes ERV professionnels (120 à 11 000 CFM) : des solutions monoblocs polyvalentes et de grande capacité — notamment les séries HE et LE, primées — qui offrent une large couverture en débit d’air pour les espaces de taille moyenne à grande, tels que les cliniques et les écoles.
  • ERVs appliqués (500 à 70 400+ CFM) : les systèmes modulaires et configurés sur mesure, tels que les séries CA, PA et SA, offrent une flexibilité maximale pour les grandes installations institutionnelles et les projets de modernisation des systèmes de traitement d’air par les équipementiers.
  • Systèmes dédiés à l’air extérieur (DOAS) : des unités spécialisées telles que la série DN (375 à 4 950 CFM) et le système intégré HE+DX Coil fournissent 100 % d’air extérieur avec un traitement intégré, afin de respecter les codes énergétiques régionaux stricts (ASHRAE 90.1/IECC).
En associant les débits de conception VRP à des systèmes ERV à haut rendement, les établissements commerciaux bénéficient d’une qualité optimale de l’air intérieur, d’une conformité totale à la réglementation et d’une performance énergétique durable à long terme.

Trouver le juste équilibre entre la qualité de l’air intérieur dans les locaux commerciaux, l’augmentation de la ventilation et les coûts énergétiques

La conception d’espaces commerciaux conformément à la norme ASHRAE 62.1 ne doit pas pour autant compromettre votre budget. La santé des occupants et l’efficacité opérationnelle peuvent aller de pair.

La procédure relative aux débits de ventilation définit des références claires pour une ventilation accrue dans divers types de bâtiments. En associant ces débits de ventilation requis à une technologie de récupération d’énergie, vous préservez votre rentabilité. Les établissements peuvent ainsi maintenir une qualité optimale de l’air intérieur sans engager de dépenses excessives en charges énergétiques.

Poursuivre la lecture de la série

Maintenant que nous avons abordé l’application de la procédure relative au taux de ventilation dans les locaux commerciaux conformément à la norme 62.1, il est temps d’examiner en quoi les exigences en matière de ventilation résidentielle diffèrent.

Lisez la partie III : Décrypter la norme ASHRAE 62.2 pour les applications résidentielles pour découvrir les calculs de débit d’air continu, les valeurs de référence en matière de ventilation des logements et les stratégies pratiques de mise en conformité pour les projets d’immeubles collectifs et de maisons individuelles.

Prêt à optimiser votre prochain projet ?

Que vous conceviez un nouvel établissement commercial ou que vous modernisiez un système existant, RenewAire vous permet de respecter facilement les normes ASHRAE tout en optimisant l’efficacité énergétique.

Foire aux questions (FAQ)

La norme ASHRAE 62.1 (Ventilation pour une qualité de l’air intérieur acceptable) est la norme reconnue dans le secteur pour la conception des systèmes de ventilation mécanique dans les bâtiments commerciaux et institutionnels. Établie par l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), cette norme définit les débits minimaux d’admission d’air extérieur. Elle fournit également des directives d’exploitation visant à garantir une qualité de l’air intérieur (QAI) saine et sûre.

Les principaux aspects régis par la norme 62.1 sont notamment les suivants :

  • Procédures de conception : présente les méthodes de calcul de référence telles que la procédure relative au taux de ventilation (VRP), la procédure relative à la qualité de l’air intérieur (IAQP) et la procédure relative à la ventilation naturelle.
  • Débits d’air spécifiques aux locaux : définit des valeurs minimales spécifiques en CFM par personne et par pied carré en fonction de la classification des locaux (par exemple, salles de classe, bureaux, espaces commerciaux, centres de soins pour animaux).
  • Maîtrise des contaminants : définit les exigences en matière de ventilation locale visant à éliminer à la source les polluants atmosphériques, les bioaérosols, l’humidité et les odeurs avant qu’ils ne se propagent dans l’ensemble de l’installation.
  • Rendement et climatisation du système : définit les critères permettant de répartir efficacement l’air de ventilation sans générer de charges thermiques excessives sur les équipements CVC principaux.

Les ventilateurs à récupération d’énergie (VRE) peuvent jouer un rôle essentiel dans le respect de la norme 62.1.

La norme ASHRAE 62.1 a été élaborée en réponse aux crises énergétiques des années 1970. À mesure que les propriétaires et les ingénieurs rendaient les enveloppes des bâtiments étanches et réduisaient l’apport d’air extérieur afin d’économiser l’énergie, l’air intérieur est devenu vicié. Cela a entraîné des problèmes généralisés de qualité de l’air intérieur (QAI), notamment le « syndrome du bâtiment malsain » (SBS) et des niveaux élevés de composés organiques volatils (COV), d’humidité, de dioxyde de carbone et d’agents pathogènes en suspension dans l’air.

Afin d’éliminer ces conditions dangereuses, l’ASHRAE a élaboré la norme 62.1 dans le but d’atteindre deux objectifs essentiels :

  • Protéger la santé publique et le confort : Fixer des exigences minimales obligatoires en matière de ventilation afin de garantir un apport suffisant d’air frais extérieur permettant de diluer et d’éliminer les contaminants présents à l’intérieur.
  • Harmoniser les pratiques d’ingénierie : Fournir aux ingénieurs en mécanique, aux architectes et aux responsables de l’application des normes une méthode uniforme et scientifiquement fondée pour le dimensionnement et la conception des systèmes de ventilation à usage commercial.

Aujourd’hui, la norme 62.1 continue d’évoluer, en conciliant le besoin constant d’une ventilation accrue et du bien-être des occupants avec les objectifs modernes en matière d’efficacité énergétique grâce à des systèmes de récupération totale d’énergie.

Il n’existe pas de débit d’air unique applicable à tous les locaux commerciaux. Les ingénieurs doivent au contraire évaluer la superficie du local, le nombre prévu d’occupants et l’usage qui en est fait afin de déterminer le volume d’air extérieur nécessaire.

Conformément à la norme ASHRAE 62.1 VRP, le débit d’air extérieur de référence (Vbz) est calculé selon la formule suivante : Vbz = (Rp × Pz) + (Ra × Az). Ce calcul combine les débits requis par personne (Rp) et par pied carré (Ra) en fonction du type d’espace, de la densité d’occupation et des niveaux d’activité.

Une ventilation insuffisante d’un local commercial entraîne une mauvaise qualité de l’air intérieur (QAI) ainsi qu’une concentration élevée de CO₂, de COV, d’humidité et d’agents pathogènes en suspension dans l’air. Au-delà de l’échec aux contrôles locaux relatifs aux codes de construction mécaniques (IMC/IBC), une ventilation insuffisante entraîne le syndrome du bâtiment malsain, une baisse des performances cognitives des occupants, une augmentation de l’absentéisme et des risques de dégâts liés à l’humidité ou aux moisissures sur les matériaux de construction.

Pour en savoir plus sur les effets d’une mauvaise qualité de l’air intérieur, consultez notre livre blanc.

L’intégration des ventilateurs à récupération d’énergie (ERV) RenewAire dans les systèmes CVC permet aux installations de respecter, voire de dépasser, les exigences de ventilation de la norme ASHRAE 62.1 sans augmenter de manière significative les factures d’énergie liées au CVC. Les ERV préconditionnent l’air extérieur entrant en récupérant l’énergie thermique et l’humidité de l’air évacué, ce qui réduit les pics de charge de chauffage et de refroidissement jusqu’à 70 %.

La procédure de calcul du débit de ventilation (VRP) prévue par la norme ASHRAE 62.1 s’applique principalement aux espaces commerciaux et aux zones non résidentielles des immeubles collectifs (tels que les halls d’entrée, les couloirs et les salles de sport). Si les espaces résidentiels sont soumis à des normes minimales strictes en matière de débit d’air extérieur, les logements individuels — y compris les maisons individuelles et les appartements en immeubles collectifs — sont régis par la norme ASHRAE 62.2, qui utilise des calculs spécifiquement adaptés à l’occupation résidentielle.

Pour en savoir plus sur la ventilation résidentielle, consultez notre guide et notre vidéo : « Tout savoir sur la ventilation domestique ».

La procédure de débit de ventilation (VRP) est une méthode normative qui détermine les débits d’air extérieur en se basant strictement sur le type de local, la surface au sol et la densité d’occupation. La procédure relative à la qualité de l’air intérieur (IAQP) est une alternative fondée sur la performance qui permet aux ingénieurs concepteurs de calculer les débits en fonction d’objectifs spécifiques en matière de contaminants, en recourant souvent à des technologies de purification de l’air pour ajuster le débit d’air extérieur.

Bien que la norme VRP soit la norme prescriptive, les ingénieurs à la recherche d’une alternative de mise en conformité fondée sur la performance peuvent consulter les lignes directrices de la norme ASHRAE 62.1 pour en savoir plus sur la mise en œuvre de la procédure relative à la qualité de l’air intérieur (IAQP).