Les capteurs de CO2
Les capteurs de CO2 de Theben surveillent la concentration en CO2 dans les écoles et les salles de classe, dans les bureaux et dans les salles de réunion, ou encore dans les maisons passives et économes en énergie. Les capteurs de CO2 contribuent ainsi grandement à améliorer la qualité de l'air ambiant. Vous trouverez sur cette page de nombreuses informations sur la concentration en CO2 de l'air ambiant et sur ses effets, ainsi que sur la commande de la ventilation adaptée aux besoins et à haute efficacité énergétique permise par l'utilisation de capteurs de CO2.
Sommaire:
- Contexte : les concentrations élevées en CO2 et leurs répercussions
- Lieux d'installation : les capteurs de CO2 dans les écoles, les bureaux, les maisons passives et économes en énergie
- Commande de la ventilation : une commande de la ventilation adaptée aux besoins grâce aux capteurs de CO2
- Méthode de mesure : technique de mesure par infrarouge non dispersif
- Téléchargements et informations complémentaires
Contexte : les concentrations élevées en CO2 et leurs répercussions
Nous avons tous connus un jour ou l'autre ces appartements mal aérés, ces salles de classe étouffantes et ces salles de réunion à l'atmosphère suffocante. Outre l'humidité et la température, le principal responsable de ces désagréments est le dioxyde de carbone présent dans l'air expiré. Il s'agit d'un gaz inodore au goût neutre qui n'est perceptible par l'homme qu'au travers de ses propriétés délétères : mal-être, déficit de concentration et baisse de performance. L'homme prélève de l'oxygène dans l'air lorsqu'il inspire et rejette du dioxyde de carbone lorsqu'il expire. L'air inspiré contient 21 % d'oxygène et 0,035 % de dioxyde de carbone. L'air expiré ne contient en revanche plus que 16 % d'oxygène, mais 4 % de dioxyde de carbone. Si le dioxyde de carbone devient toxique pour l'homme à partir d'une concentration de 2,5 %, on constate déjà un amenuisement des performances, de la concentration et du bien-être à partir d'une concentration de 0,08 % (800 ppm) de dioxyde de carbone.
Dans les pièces closes, comme les salles de classe, les bureaux ou les salles de réunion, qu'il est difficile d'aérer et où sont souvent rassemblées de nombreuses personnes, quelques minutes suffisent pour atteindre des valeurs de l'ordre de 5 000 à 6 000 ppm de dioxyde de carbone. Les capteurs de CO2 proposés par Theben fournissent une mesure fiable de la concentration en CO2. Les valeurs mesurées sont utilisées comme indicateurs par la commande de la ventilation pour savoir quand accroître l'alimentation en air frais.
Digression : Max von Pettenkofer invente une technique de mesure de la qualité de l'air
Max von Pettenkofer (3 décembre 1818 - 10 février 1901) fut professeur de chimie médicale à la Ludwig-Maximilians-Universität de Munich, avant de devenir à partir de 1865 le premier professeur d'hygiène allemand. Ses recherches menées sur la concentration en dioxyde de carbone l'ont amené il y a déjà plus de 140 ans à poser la première pierre du cadre réglementaire sur la qualité de l'air de la norme DIN-1946-2. Le plafond maximal pour le CO2 est fixé à une valeur limite de 1 500 ppm. En d'autres termes, sur 1 million de particules d'air, le nombre de molécules de CO2 doit être inférieur à 1 500.
Concentration en CO2
Légende de l'image : concentrations en CO2 types (exprimées en ppm) et leurs effets sur l'homme.
1000 ppm de CO2 : la valeur limite pour une bonne qualité d'air
Un air ambiant de très bonne qualité ne dépasse pas le seuil des 1 000 ppm de CO2. C'est pourquoi la norme DIN 1946-6 exige un débit d'air extérieur de 30 m3/h par personne. Compte tenu des normes de construction actuelles et de l'étanchéité élevée de l'enveloppe des bâtiments, il est aujourd'hui impossible d'atteindre ce seuil des 1 000 ppm de CO2 en aérant occasionnellement ou en entrebâillant les fenêtres. Il est bien souvent impossible d'ouvrir les fenêtres dans les édifices publics, comme les écoles, les salles de classe ou dans les bureaux paysagers : dans ces cas de figure, la bonne qualité de l'air ne peut être garantie que par une installation de ventilation commandée par un capteur de CO2.
Application : des capteurs de CO2 dans les écoles, les bureaux et les maisons passives et économes en énergie
Les édifices modernes possèdent aujourd'hui une excellente isolation thermique imposée par la législation. Afin de limiter au minimum les frais de chauffage, les fenêtres, les façades et les toits, soit l'ensemble de l'enveloppe du bâtiment, sont si bien isolés que plus aucun échange d'air n'est possible. Par conséquent, une concentration élevée en CO2 et une humidité importante s'installent dans le bâtiment, entraînant rapidement la formation de moisissures. C'est la porte ouverte aux risques sanitaires causés par l'inhalation de spores fongiques. Afin de prévenir durablement les risques sanitaires et la dégradation du bâtiment, les édifices modernes, comme les maisons passives et économes en énergie, doivent constamment recevoir une alimentation en air frais conforme à leurs besoins. C'est ici qu'interviennent les capteurs de CO2 Theben : ces derniers mesurent non seulement la concentration en CO2 de l'air, mais également l'humidité relative dans le bâtiment. Si certaines valeurs définies sont dépassées, les capteurs de CO2, tels que le modèle AMUN 716 KNX, envoient un signal au système de gestion technique du bâtiment (par ex. KNX), et l'installation de ventilation déclenche un apport plus important en air frais ou ouvre automatiquement une fenêtre. Les capteurs de CO2 Theben, tels que le modèle AMUN 716 R, permettent également une commande conventionnelle et pilotent directement l'installation de ventilation.
Commande de la ventilation : une commande de la ventilation adaptée aux besoins grâce aux capteurs de CO2
En synergie avec les systèmes de gestion technique des bâtiments modernes, comme les systèmes KNX, les capteurs de CO2 contribuent grandement à réaliser des économies d'énergie. Sans capteur de CO2, l'aération est subjective, et on aère souvent trop ou pas assez. Trop aérer revient dans ce contexte à laisser s'échapper la chaleur en renouvelant l'air ambiant et à faire grimper la note de chauffage. Les capteurs de CO2 jouent ici pleinement leurs atouts : les résultats de mesure du capteur de CO2 indiquent quand et combien de temps il est nécessaire d'aérer. L'installation de ventilation n'achemine que la quantité d'air frais réellement nécessaire. En plus des économies réalisées en chauffage, la commande de la ventilation par le capteur de CO2 sur la base de la vitesse de rotation recèle également un fort potentiel d'économies au niveau des ventilateurs des installations de ventilation. La puissance d'un ventilateur dépend très largement de sa vitesse de rotation. Une réduction de 20 % de la vitesse de rotation permet de diviser par deux la consommation d'électricité.
Débit
Légende de l'image : les capteurs de CO2 recèlent de forts potentiels d'économies en matière de coûts énergétiques (zone verte).
Méthode de mesure : technique de mesure par infrarouge non dispersif
Les capteurs de CO2 de Theben mesurent la concentration en CO2 par spectroscopie infrarouge, une technique de mesure par infrarouge non dispersif (NDIR). Le CO2 absorbe une partie du rayonnement infrarouge émis en direction du capteur de CO2, ce qui entraîne une modification du signal reçu en fonction de la concentration en CO2 de l'air ambiant.
Plus d'informations sur les capteurs de CO2 Theben :
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