Étude des stratégies de ventilation et de pressurisation à haut rendement énergétique pour prévenir la transmission potentielle de virus aéroportés dans l'air des bâtiments de grande hauteur au Québec

Au 1er septembre 2020, le Québec comptait plus de 62600 cas confirmés et 5700 décès dus au SRAS-CoV-2 (c.-à-d. COVID-19). Le SRAS-CoV-2 a été observé à l’intérieur dans des particules en aérosol dont la taille varie de 0,25 à 0,5 µm, ce qui les rend en suspension dans l’air. On pense que les contacts étroits et les bâtiments mal ventilés entraînent des risques élevés d’infections. Les bâtiments de grande hauteur sont plus densément peuplés et présentent donc des risques plus élevés d’infections. L’augmentation de la ventilation extérieure et la réduction de la recirculation sont essentielles pour diluer et éliminer les particules virales en suspension dans l’air comme recommandé par l’INSPQ et l’ASHRAE. Cette recommandation est cependant un défi pour les climats québécois, en particulier lors des journées d’hiver extrêmement froides et des chaudes journées d’été: des apports d’air frais excessifs pourraient surcharger les systèmes de ventilation existants, augmenter la demande d’énergie et la charge de pointe, et par conséquent aggraver le confort thermique intérieur et ainsi peut abaisser les systèmes d’immunité des occupants. Ce projet propose deux stratégies de ventilation pour les bâtiments de grande hauteur adaptées aux conditions météorologiques du Québec: la première approche consiste à utiliser des systèmes de ventilation à pressurisation existantspour réduire les transmissions de virus aéroportés à travers les étages, et la deuxième approche utilise des techniques de refroidissement ventilatoire en été et construire des systèmes photovoltaïques/thermiques intégrés (BIPV/T) en hiver pour réduire la demande d’énergie et la charge de pointe tout en répondant aux besoins en air frais. Trois tâches sont proposées: Tâche 1 – modélisation informatique et analyse des probabilités de risques de transmission de virus aéroportés dans trois bâtiments sélectionnés au Québec; Tâche 2 – Mesures sur le terrain en pleine grandeur d’un bâtiment de sélectionné au Québec; et Tâche 3 – Simulations informatiques de 2e tour pour les validations et les généralisations pour d’autres types des bâtiments de grande hauteur. L’équipe est dirigée par le Dr Wang pour l’expertise de la ventilation des bâtiments et de la transmission des polluants atmosphériques intérieurs, le Dr Athienitis pour l’énergie solaire et les applications BIPV/T, le Dr Stathopoulos pour l’ingénierie éolienne et l’aérodynamique et le Dr Qi pour contrôler des fumées d’incendie dans les bâtiments de grande hauteur . Deux spécialistes de la santé publique et de la médecine préventive COVID-19, le Dr Kaiser de Santé publique de Montréal et le Dr Poulin, de l’INSPQ, sont les collaborateurs. Avec un plan bien élaboré pour embaucher des minorités et des étudiantes pour créer un environnement de formation égalitaire, diversifié et inclusif, le projet formera 2 étudiants en doctorat et 2 étudiants en maîtrise ainsi que 6 étudiants de premier cycle. Le projet rassemble un groupe de chercheurs de renommée mondiale sur les bâtiments de grande hauteur, la ventilation, l’efficacité énergétique et l’énergie solaire des bâtiments, ainsi que la santé et la sécurité des occupants pour relever les défis actuels du COVID-19 et des pandémies futures pour les bâtiments de grande hauteur au Québec.