Pourquoi la qualité de l'air intérieur est-elle importante pour la réussite scolaire ?
Optimiser le renouvellement de l’air dans les salles de classe sans surcoût énergétique
La mauvaise qualité de l’air intérieur dans les établissements scolaires : une menace majeure pour l’apprentissage
Dans les établissements scolaires, la qualité de l’air intérieur (QAI) joue un rôle essentiel, mais souvent négligé, dans le bien-être des élèves. Une QAI insuffisante peut nuire à la santé des élèves et du personnel, car l’air intérieur peut être deux à cinq fois plus pollué que l’air extérieur. Cette situation est d’autant plus préoccupante que l’élève moyen passe environ 1 300 heures par an à l’intérieur d’ un établissement scolaire, tandis que le personnel y passe encore plus de temps. Une mauvaise QAI peut entraîner la propagation de virus et d’agents pathogènes en suspension dans l’air, des troubles cognitifs, une baisse des résultats scolaires, une augmentation de l’absentéisme et des problèmes liés aux bâtiments.
Comment les différents espaces scolaires déterminent les taux de ventilation requis par la réglementation
Les différents espaces scolaires — des gymnases aux bibliothèques — présentent des besoins en ventilation très variés. Un taux de ventilation unique ne suffit pas à couvrir l’ensemble d’un bâtiment, car chaque salle a une fonction qui lui est propre. Les taux de ventilation doivent donc être adaptés en fonction de la densité d’occupation et des activités spécifiques pratiquées dans chaque salle afin de préserver efficacement la qualité de l’air intérieur.
Conception conforme à la norme ASHRAE 62.1
Pour déterminer le débit d’air extérieur requis, les bonnes pratiques d’ingénierie recommandent de se conformer à la norme ASHRAE 62.1. Cette référence du secteur définit les débits de ventilation minimaux nécessaires pour maintenir une qualité de l’air intérieur saine dans les différents espaces d’apprentissage. Par conséquent, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation doivent être conçus et exploités de manière à respecter ces directives normatives en matière de débit d’air.
ASHRAE 62.1 : Débits d’air prescrits (référence pour l’enseignement primaire et secondaire)
| Catégorie d’occupation | Taux d’occupation (Rp) CFM/personne | Taux de surface (Ra) CFM/pied carré | Densité d’occupation par défaut (personnes/1 000 ft²) | Concentration maximale de CO₂ au-dessus de la concentration ambiante ΔCb.1 (ppm) |
|---|---|---|---|---|
| Salles de classe et laboratoires | ||||
| Salles de classe (5 à 8 ans) | 10 | 0,12 | 25 | 600 |
| Salles de classe (à partir de 9 ans) | 10 | 0,12 | 35 | 600 |
| Laboratoires de sciences | 10 | 0,18 | 25 | NA* |
| Sport et assemblée | ||||
| Salle de sport, terrain de sport (aire de jeux) | 20 | 0,18 | 7 | 900 |
| Salles de musculation | 20 | 0,06 | 10 | 1 500 |
| Ensemble polyvalent | 7,5 | 0,06 | 100 | 1 200 |
| Espaces communs et d’accompagnement | ||||
| Cafétéria | 7,5 | 0,18 | 100 | 900 |
| Bibliothèques | 5 | 0,12 | 10 | 600 |
| Espaces de bureaux | 5 | 0,06 | 5 | 600 |
| Arts | ||||
| Salle de cours d’arts plastiques | 10 | 0,18 | 20 | NA* |
| Salle de musique | 10 | 0,06 | 35 | 2 100 |
| Chorale | 10 | 0,06 | 35 | 2 100 |
* Remarque importante concernant la conformité : les espaces marqués « NA » ne peuvent pas bénéficier d’une ventilation à la demande (DCV) basée sur le CO₂ en raison de sources de contamination non humaines ou de caractéristiques démographiques particulières. Conformément à la section 6.2.6.1.3 de la norme ASHRAE, ces zones doivent maintenir en permanence les débits d’air extérieur nominaux prévus. Toutes les données sont issues de l’addendum ab à la norme ANSI/ASHRAE 62.1-2022.
Améliorer la ventilation dans les établissements scolaires sans compromettre l’efficacité énergétique
Pour résoudre le conflit entre le respect strict des normes et la flambée des factures d’énergie, il est nécessaire de s’éloigner des systèmes CVC conventionnels, très gourmands en énergie. Pour relever ce défi, les ventilateurs à récupération d’énergie (ERV) RenewAire offrent une solution durable et techniquement aboutie en fournissant un apport équilibré d’air extérieur 100 % frais et filtré, destiné à remplacer l’air intérieur vicié et contaminé. Nos systèmes y parviennent sans surcharger les infrastructures centrales de chauffage et de climatisation.
Grâce à l’utilisation d’un noyau à plaques statiques qui sépare physiquement les flux d’air entrants et sortants, les échangeurs de chaleur à récupération d’énergie (ERV) RenewAire éliminent tout risque de contamination croisée tout en respectant les exigences de la norme ASHRAE 62.1. Au lieu de rejeter à l’extérieur l’air climatisé, dont le traitement est coûteux, nos systèmes recyclent jusqu’à 70 % de l’énergie de chauffage ou de refroidissement contenue dans le flux d’air évacué. Cette énergie récupérée permet de pré-conditionner l’air frais entrant. Ainsi, les établissements scolaires peuvent atteindre des taux de renouvellement d’air optimaux sans subir de perte énergétique importante.
Les avantages des ERV pour les établissements scolaires
- Une réduction considérable des coûts d’exploitation : aux États-Unis, les districts scolaires de la maternelle à la terminale dépensent près de 8 milliards de dollars par an en frais d’énergie. Malheureusement, ces dépenses liées aux services publics pèsent souvent lourdement sur les budgets scolaires. Les systèmes ERV RenewAire contribuent à atténuer cette pression financière. En recyclant l’énergie des effluents qui serait autrement perdue pour pré-conditionner l’air frais entrant, nos systèmes réduisent les charges énergétiques nettes des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) jusqu’à 70 %.
- Optimisation des résultats scolaires et de l’assiduité des élèves : Grâce à l’apport d’une quantité suffisante d’air extérieur frais et filtré, introduit de manière contrôlée pour remplacer une partie équivalente d’air vicié à l’intérieur grâce à une conception équilibrée du système, des environnements d’apprentissage peut être atteinte. Des études menées par le secteur établissent un lien entre l’amélioration de la qualité de l’air intérieur et une baisse de l’absentéisme des élèves, une meilleure santéet de meilleurs résultats aux examens standardisés.
- Protège les salles de classe contre la propagation virale : les contacts étroits dans les établissements scolaires accélèrent la propagation de virus tels que la grippe, le VRS et le coronavirus. Pour lutter contre ces épidémies, l’EPA recommande d’associer une filtration efficace de l’air à un renouvellement accru de l’air extérieur. Les systèmes ERV RenewAire rendent cette stratégie de ventilation protectrice abordable. Nos systèmes acheminent en continu de l’air frais extérieur afin de diluer et d’éliminer définitivement les agents pathogènes en suspension dans l’air des salles de classe bondées.
Le système de ventilation à récupération d’énergie (ERV) RenewAire HE10
Notre modèle HE10 ERV est idéal pour tout projet scolaire, qu’il s’agisse d’une construction neuve ou d’une rénovation. Il peut être installé en unité intérieure ou sur le toit et offre des solutions professionnelles de qualité de l’air intérieur (QAI) avec un débit d’air compris entre 250 et 1 100 CFM.
- AHRI 1060 Certifié : cette certification garantit un rapport de transfert d’air d’évacuation (EATR) parmi les plus bas du secteur, voire nul. Cette séparation rigoureuse des flux d’air garantit qu’il n’y a jamais de risque de contamination croisée.
- Normes de sécurité rigoureuses : Le noyau offre des performances supérieures en matière d’inflammabilité et a satisfait aux normes d’essai UL-723 et UL-1812.
- Fonctionnement fiable tout au long de l’année : Conçue pour offrir des performances sans faille, cette unité fonctionne de manière constante dans tous les climats et ne nécessitequ’un entretien minimal .
- Une garantie inégalée sur le marché : RenewAire offre une garantie de 10 ans couvrant la structure et les performances du noyau à plaques statiques, complétée par une garantie commerciale standard de deux ans sur les pièces.
Une réussite avérée : l'école de Birdville
L’école de Birdville a dû faire face à un projet complexe de modernisation de son système de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) en raison de la superficie de son campus, qui s’étend sur 300 000 pieds carrés, et de la diversité de ses espaces d’enseignement, chacun présentant des besoins spécifiques en matière de ventilation. Grâce à l’installation de systèmes ERV RenewAire, l’école a pu :
- Réduire les coûts énergétiques de 40 %
- Doubler les débits de ventilation pour améliorer la qualité de l’air intérieur
- Réduire les niveaux sonores des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation
Ces améliorations ont valu à l’école de Birdville le prix « Outstanding Use of Technology System » décerné par l’Association nationale des conseils scolaires.
Ressources sur la ventilation dans les établissements scolaires – Téléchargements
Parcourez notre bibliothèque d’études de cas, de livres blancs, d’articles de blog et de vidéos. Découvrez des exemples concrets illustrant comment les établissements scolaires réduisent leurs dépenses énergétiques tout en améliorant la ventilation afin d’optimiser la qualité de l’air intérieur (QAI) dans les salles de classe grâce aux systèmes ERV RenewAire.
Études de cas
Un pensionnat lutte contre le COVID-19 et rouvre ses portes grâce aux VRE de RenewAire.
Les VRE RenewAire réduisent les coûts annuels de chauffage, ventilation et climatisation de l’Université Grand Canyon de 40 % par rapport aux équipements conventionnels.
Pour atteindre le statut net zéro et économiser de l’énergie, le Bosage Family Education Center du Coastal Maine Botanical Gard ens a installé des ventilateurs à récupération d’énergie (VRE) RenewAire.
L’école de Birdville a installé un système de ventilation en associant un système Trane à des échangeurs de chaleur à récupération (ERV) RenewAire. Ce système modernisé a permis de réduire de 40 % la consommation d’énergie de l’établissement.
Le Little Village Learning Center a utilisé des systèmes ERV RenewAire pour éliminer les moisissures en améliorant la qualité de l’air intérieur et en réduisant l’humidité relative à l’intérieur à 35 % ou moins.
White Papers
Livre blanc expliquant comment les problèmes de qualité de l’air intérieur (QAI) dans les écoles peuvent être résolus grâce à la ventilation à récupération d’énergie, améliorant ainsi la santé et les performances des élèves.
Blogs
Les établissements scolaires qui ont amélioré leurs systèmes de ventilation ont constaté une meilleure assiduité et bénéficient d’environnements d’apprentissage plus sains.
Les écoles qui modernisent leurs systèmes CVC pour améliorer la ventilation ont constaté un meilleur comportement des élèves et de meilleurs résultats d’apprentissage.
La qualité de l’air à l’intérieur des salles de classe peut avoir un impact sur la santé, le comportement et les résultats des élèves. Une ventilation adéquate peut réduire les absences, stimuler la concentration et améliorer l’apprentissage.
Comprendre le processus de définition des spécifications des systèmes ERV destinés aux établissements scolaires de la maternelle à la terminale.
Des fonds publics importants sont mis à la disposition des établissements scolaires de la maternelle à la terminale en Amérique du Nord pour la mise en œuvre de travaux d’amélioration de l’efficacité énergétique. Les projets liés aux systèmes de chauffage, de climatisation et de ventilation à haut rendement énergétique sont présentés comme des solutions éligibles.
L’amélioration de la qualité de l’air intérieur dans les écoles de la maternelle à la terminale stimule considérablement les résultats scolaires, notamment en augmentant les scores cognitifs et en réduisant l’absentéisme.
L’augmentation de la ventilation au moyen de VRE peut améliorer la qualité de l’air intérieur (QAI) dans les écoles de la maternelle à la 12e année de manière efficace et efficiente, améliorant ainsi la santé des élèves et du personnel.
Un air intérieur plus pur et plus sain, obtenu grâce à une ventilation à récupération d’énergie, améliore la santé, les fonctions cognitives, la productivité et le bien-être des occupants de l’établissement scolaire.
RenewAire®, fabricant de produits destinés au chauffage, à la ventilation et à la climatisation (CVC) ainsi qu’à la qualité de l’air intérieur (QAI), a lancé une option d’économiseur à dérivation installée en usine pour les modèles HE07, HE10 et HE1.5X de sa série HE.
Notes d'application
La ventilation à la demande (DCV) est une stratégie CVC intelligente qui ajuste automatiquement le débit d’air frais extérieur introduit dans un bâtiment en fonction de la présence des occupants ou de la qualité de l’air intérieur (QAI) en temps réel. En associant la DCV au système de ventilation à récupération d’énergie (ERV) RenewAire®, les établissements scolaires peuvent réduire le gaspillage d’énergie lié à la climatisation d’espaces inoccupés tout en empêchant l’accumulation de CO₂ pendant les heures de pointe.
À quelles questions pouvons-nous répondre ?
Notre équipe d’assistance technique commerciale est à votre disposition pour répondre à toutes vos questions concernant l’installation d’un système HE10 ERV dans votre établissement scolaire ou pour vous aider à trouver le représentant RenewAire de votre région.
Foire aux questions (FAQ)
Les écoles devraient-elles augmenter leurs taux de ventilation ?
Oui, l’augmentation du taux de ventilation est une stratégie clé pour améliorer la qualité de l’air intérieur (QAI) dans les établissements d’enseignement. Des taux de ventilation plus élevés diluent et éliminent efficacement les polluants intérieurs, notamment les COV, le CO2 et les agents pathogènes en suspension dans l’air tels que les virus et les bactéries.
En donnant la priorité à une meilleure circulation de l’air, les écoles peuvent offrir un environnement plus sain aux élèves et au personnel. Il a été démontré qu’une meilleure QAI favorise une meilleure santé respiratoire et améliore les performances cognitives.
Combien de renouvellements d'air par heure (RHA) sont nécessaires pour une école ?
Les environnements scolaires allant des salles de classe aux gymnases en passant par les cantines, le nombre de renouvellements d’air par heure (ACH) varie en fonction de l’utilisation spécifique de chaque espace. Toutefois, plusieurs organismes de référence ont établi des exigences et des recommandations visant à créer un environnement d’apprentissage sain au sein de l’établissement scolaire.
Par exemple, la norme ASHRAE 62.1-2022 sert de référence en matière de conformité des systèmes de ventilation en fixant des débits minimaux d’air extérieur. Ces débits sont calculés de manière à diluer efficacement les polluants intérieurs et à préserver le confort des occupants, en fonction de l’utilisation spécifique du local.
Une mauvaise ventilation dans les écoles peut-elle être à l'origine de problèmes d'installations ?
Oui. En l’absence d’une ventilation adéquate dans les écoles, des niveaux d’humidité élevés peuvent être piégés, entraînant la formation de moisissures, des dommages structurels liés à l’humidité et une accumulation excessive de poussière. Ce manque de ventilation entraîne une augmentation des coûts de maintenance, une réduction de l’efficacité des équipements et des réparations coûteuses à long terme de l’enveloppe du bâtiment et des systèmes CVC.
Quel est le meilleur système de ventilation : mécanique ou naturel ?
La ventilation mécanique est une solution plus fiable et plus efficace que la ventilation naturelle. Elle filtre activement les polluants de l’air extérieur, assure un flux d’air constant et maintient des températures intérieures confortables quelles que soient les conditions météorologiques.
Une VRE peut-elle être installée sur un système CVC existant ?
Oui. Les VRE RenewAire sont conçus pour être flexibles et peuvent être installés dans pratiquement n’importe quel établissement scolaire, qu’il s’agisse d’une nouvelle construction ou d’une modernisation d’ un bâtiment existant.
Chaque espace ayant un agencement et des besoins de ventilation uniques, nous vous recommandons de consulter des experts pour trouver la solution idéale. Pour savoir quelle unité RenewAire est la mieux adaptée à votre installation, contactez votre représentant commercial RenewAire local.
Quelle est la période de retour sur investissement typique pour un ERV ?
Dans la plupart des écoles, l’installation d’un ventilateur à récupération d’énergie (VRE) RenewAire permet d’obtenir un retour sur investissement en moins de deux ans. Cela est possible parce que le VRE préconditionne l’air entrant en transférant l’énergie et l’humidité de l’air sortant. Cela permet au système HVAC de l’école de fonctionner moins et de réaliser des économies opérationnelles durables à long terme.
Pour connaître la répartition financière complète de l’impact de la récupération d’énergie sur vos résultats, téléchargez notre livre blanc sur le calcul de la valeur actuelle nette (VAN) des économies d’énergie.
Quel est l'impact des niveaux de CO2 sur une salle de classe ?
Des concentrations élevées de dioxyde de carbone (CO₂) ont un impact négatif sur les fonctions cognitives, la prise de décision et les résultats scolaires des élèves. L’accumulation de CO₂ est le signe d’une mauvaise ventilation, indiquant que l’air vicié et les polluants sont piégés à l’intérieur. En améliorant la ventilation, les concentrations élevées de CO₂ seront réduites, ce qui permettra, à terme, d’améliorer la qualité de l’air intérieur (QAI) tant pour les élèves que pour le personnel.
Comment les écoles peuvent-elles arrêter la propagation des virus respiratoires communs ?
L’Agence de protection de l’environnement (EPA) recommande une approche à plusieurs niveaux consistant à augmenter la ventilation et la filtration afin de réduire la propagation des virus respiratoires. L’utilisation d’un ventilateur à récupération d’énergie(VRE) pour faire entrer davantage d’air extérieur permet de diluer et d’éliminer les particules virales en suspension dans les salles de classe.