VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aéraulique

Méthodes, Matériaux, Parois, Portes, ventilation

VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aéraulique

Messagepar Bss » 11 Oct 2010, 14:05

INTRODUCTION


Bonjour a tous,

Afin de concevoir une installation "optimale", une étape faisant partie de la "bonne recette" est celle consistant a pouvoir maitriser le bruit de fond de la salle.
ceci permet en t'autre, de conserver le minima de l'échelle de la dynamique dans le domaine de l'audible lors d'une écoute binaurale a niveau normalisé. pour ce faire il est donc important d'aborder un point particulier, un sujet qui n'attire pourtant pas les foules, celui de la ventilation/climatisation qui nous conduit principalement et tout naturellement a l'acoustique dans le domaine de l'aéraulique.

il est malheureusement communément admis que l'ingénieur conçoit son système de conditionnement d'air pour satisfaire toutes les exigences de la ventilation, et qu'il peut ensuite tout simplement remettre son projet a l'acousticien qui arrive avec un silencieux et qu'ainsi, tous les problèmes de bruits sont résolus ... vous vous doutez bien que cette croyance est erronée.

très souvent l'acousticien va alors ce heurter au concepteur du réseau, puisque ce dernier est dans l'impossibilité de modifier son projet, d'y accorder de l'espace supplémentaire, d'engager des changements de structure ou d'architecture. il est a ce stade trop tard pour quelque changement que ce soit. par conséquent, ou les niveaux de bruits seront élevés et devront être acceptés ou l'on dépensera énormément de temps et d'argent pour réaliser des modifications.

pour ces raisons, les décisions et choix effectués, même au tout premier stade du projet, doivent être pris en tenant compte des considérations acoustiques.


levons donc un peu le voile sur ce domaine.




La règlementation

*Cinéma : recommandation de la Commission Supérieure Technique du Cinéma (CSTS) : NR 27 et 32dB (A). En ce qui nous concerne NR 20 voir 15 est plus que souhaité. (je rappel que NR 20 c'est environ 70dB a 30 Hz)

*Tomlinson Holman préconise: Background noise due to HVAC (heating, ventilation, and air conditioning) system and equipement in the room < NC 17

*un extrat de DOLBY TECH PAGE:

4.3 Background Noise
4.3.1 HVAC Design

General Layout Mechanical equipment having rotating parts should not have any direct physical contact with the walls or ceilings of theatres.
Do not locate air-moving devices in the ceiling plenum directly above the theatre. This includes heat pumps, fan-powered boxes, variable air volume boxes (VAV), fan coil units CFCU), exhaust fans, and air handlers IAHU).
VAV boxes may be located above theatres only if the ceiling is comprised of at least one layer of 5/8-inch thick gypsum board. Other equipment should be reviewed for its radiated sound level if it must be located above the space. Avoid using fan-powered VAV boxes due to high levels of radiated noise.
Locate air-moving devices above storage rooms, corridors or the projection room. If for some reason they must be located over the auditorium, placement at a corner where they are supported by two load-bearing walls or a structural column will be of great benefit. Consideration could also be given to the use of stanchion supports on the roof. Noise from the air-handler is transmitted in two ways: direct transmission of rumble through the building structure, and airborne noise through the ducted air. If air-handlers have to be mounted on the roof at auditorium corners as described, extend the ducting as far as possible before a downturn to reduce airborne noise.

All air handlers and projector exhaust fans must be vibration isolated.

Again, never locate air-handling devices on the roof directly over the theatre.

Air Handling and Distribution


Review supply air diffuser selections and specify an NC rating five points less than required.

Lay out supply air ductwork and registers to have equivalent duct lengths between diffusers and the fan.

Only those ducts, pipes and conduits essential to serve a specific auditorium space should be allowed to penetrate its walls.

Supply Air Duchvork

Provide an exclusive duct branch and zone system to serve each auditorium/screen so as to avoid crosstalk.

Size ductwork mains over the theatre to have one-inch thick internal duct liner.

The discharge sound level of the supply fan being used should be reviewed in order to specify the appropriate duct length and/or sound attenuator.

Excess turbulence generated noise may be avoided by using 900 duct turns; provide long radius elbows. turning vanes. If unavoidable, specify air-foil

Dampers

Dampers should never be located directly behind the face of the air distribution device.

Plumbing and Piping Systems

Avoid locating plumbing and rainwater leaders in the walls or ceiling spaces of the theatre.

Any piping located in the walls or ceiling of the theatre space should be attached with resilient mountings.

Provide a clearance between pipes and gypsum board or other finish surfaces. Do not allow pipes to make rigid metal-to-metal contact between ceiling hanger wires, supports, framing, or other structure to which finishes are attached.

Penetrations

Ducts penetrating the sound-rated wall or floor/ceiling construction should be in an insulated sleeve packed with one-inch thick mineral wool fire safing and sealed on both sides using backer rod and acoustical sealant.

Piping penetrations less than three inches in diameter should be sealed using acoustic sealant filling a 1/4-inch clearance. Larger pipes should be treated similar to ducts.

Avoid any back-to-back penetrations, such as electrical panel boards, junction boxes or fire extinguisher cabinets. Offset penetrations two stud cavities.

a étoffer ...


Règles générales de conception

Pour obtenir de très faibles niveaux sonores dans la salle, il convient d'adapter les vitesses de circulation dans les réseaux, de proscrire les registres ou organes de réglages trop proches des diffuseurs terminaux ainsi que toutes régénérations. Le niveau sonore initial doit être traité à la source, dès la centrale.

Le système du «microclimat» traite siège par siège chaque occupant et l’enveloppe d’un flux d’air, qui compensera ses apports thermiques. L’avantage de ce système, c’est que l’on ne traite réellement que la zone d'occupation, d’où une économie importante dans les débits d’air mis en œuvre.

L’EQUILIBRAGE est le mot clé dans l’alimentation de ces diffuseurs.

Le soufflage en vrac est la meilleure solution à ce niveau. Les bouches devront conserver une perte de charge minimum de 15 à 20 Pa pour assurer une bonne répartition (auto-équilibrage) et éviter d’avoir des bouches trop alimentées et donc trop bruyantes.

Les réseaux de soufflage et de reprise doivent être acoustiquement traités. Les vitesses doivent rester faibles. Le niveau sonore des centrales doit être piégé avant la sortie du local technique.



LA SUITE AU PROCHAIN ÉPISODE.



il sera traité principalement (liste non exhaustive):

les diffuseurs, les silencieux, les ventilateurs, la propagation du bruit dans le réseau, le bruit engendré par la gaine, celui engendré par la vitesse, celui sortant par les parois de la gaine et vers l'extérieur, les ponts phonique, les critères de confort, petit rappel d'acoustique fondamental ... etc ..
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 11 Oct 2010, 16:06

Excellent ! ça tombe bien, demain, j'ai prévu de poster quelques lignes concernant les modes stationnaires dans les gaines de ventilation.
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Messagepar Nexus.6 » 11 Oct 2010, 16:14

Très bien.

Ce schéma suppose que le système de ventilation se fait selon un ensemble de tuyaux entrant et sortant dans la salle.

Est-il applicable à la VMC et clim?

Mais je n'aurais pas de clim dans ma salle, mais 2 VMC dans la maison (maison+extension).

Je peux décider de poser une bouche VMC dans ma salle mais comment gérer l'entrée d'air? Sous la porte? Une ouie dans la fenêtre?

J'ai déjà peur de vos réponses...
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar jeff51 » 11 Oct 2010, 17:32

Nexus.6 a écrit:Très bien.

Ce schéma suppose que le système de ventilation se fait selon un ensemble de tuyaux entrant et sortant dans la salle.

Est-il applicable à la VMC et clim?

Mais je n'aurais pas de clim dans ma salle, mais 2 VMC dans la maison (maison+extension).

Je peux décider de poser une bouche VMC dans ma salle mais comment gérer l'entrée d'air? Sous la porte? Une ouie dans la fenêtre?

J'ai déjà peur de vos réponses...


+1 pour suivre!
Même question et heureusement je n'ai pas encore installé la VMC ni fait les entrées et sorties d'air...
Les solutions m'intéressent donc au plus haut point! :wink:
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 13 Oct 2010, 18:21

On a déjà parlé des entrées et sorties d'air dans la pièce.

Regardez de ce coté:
http://www.homecinema-fr.com/forum/view ... p173886779
JPL
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Bss » 14 Oct 2010, 06:11

Nexus.6 a écrit:Ce schéma suppose que le système de ventilation se fait selon un ensemble de tuyaux entrant et sortant dans la salle.
Est-il applicable à la VMC et clim?


oui sans problème, mais lorsqu'il est question de clim sur ce sujet, je parle de clim "gainable" et non de split, dont on ne peut faire grand chose en raison du niveau de bruit quelles procurent et de leur architecture particulière sur laquelle on ne peut que très difficilement agir. (j'en ai testé quelques unes, même THDG, bonjour l'enfer ...)

Nexus.6 a écrit:Je peux décider de poser une bouche VMC dans ma salle mais comment gérer l'entrée d'air? Sous la porte? Une ouie dans la fenêtre?


je vous rappelle que vous écrivez sur le sujet de la ventilation certes, mais celui-ci fait parti du thème plus général qu'est l'isolation phonique ... :idea:
dans le cas qui nous concerne, il n'est pas possible d'appliquer "les principes standards", il faut obligatoirement gérer une insertion/soufflage et une reprise/extraction, de façon identique au schéma de JPL.
Dernière édition par Bss le 17 Oct 2010, 08:14, édité 2 fois au total.
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar jeff51 » 16 Oct 2010, 08:33

Jean-Pierre Lafont a écrit:On a déjà parlé des entrées et sorties d'air dans la pièce.

Regardez de ce coté:
http://www.homecinema-fr.com/forum/view ... p173886779
JPL


Merci JP! :wink:
J'avais manqué ce post... :oops:
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Totof66 » 16 Oct 2010, 09:07

J'emménage ce WE dans mon nouvel apart et la VMC je l'entend du RDC alors qu'il y a aussi un étage et qu'elle est au dessus :???:
Je sent que je vais la changer ou lui mettre un coup de marteau :lol:
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Bss » 17 Oct 2010, 08:09

Le VENTILATEUR

il m'est apparu normal d'entamer le sujet par ce dernier, sachant qu'il est la principale source de bruit dans n'importe quel système de ventilation/climatisation. Une petite partie de la puissance fournie au ventilateur est émise sous forme de puissance acoustique. plus la puissance fournie au ventilateur est élevée, plus grande sera puissance acoustique. par conséquent le ventilateur doit toujours être sélectionné pour fonctionner au point de rendement maximum qui est également le point optimum sur le plan acoustique. Afin d'obtenir un fonctionnement stable du ventilateur, il n'est pas obligatoire de sélectionner un ventilateur sur-dimensionné. Il suffit de choisir le point de fonctionnement sur la partie de la courbe caractéristique du ventilateur ou il est assuré d'avoir un fonctionnement stable en dépit de petites variations de la perte de charge dans le système.

Le dimensionnement correct du ventilateur est un des facteurs les plus importants pour arriver a un minimum de bruit du ventilateur. La grande majorité des fabricants sérieux donnent la puissance acoustique a la sortie de leur ventilateur en même temps que les caractéristiques de pression et de débit et puissance. Il devient donc possible d'estimer la puissance acoustique a la sortie, pour n'importe quel point de fonctionnement. Elle est habituellement exprimée par un seul nombre. Les corrections sont généralement fournies pour chaque bande de fréquence, de façon que l'on puisse établir le niveau de puissance de n'importe quelle bande d'octave. Attention toutefois aux quelques fabricants qui expriment encore le bruit de leurs ventilateurs en niveau de pression acoustique, ceci n'a pas de sens et il ne faut pas l'utiliser tant que ce niveau de pression acoustique n'est pas converti en niveau de puissance acoustique.

Il existe deux grandes familles de ventilateurs:


les axiaux ou hélicoïdes
Image

et les centrifuges
Image

Comme toutes machine tournantes, ils génèrent tous deux différents bruits ayant des origines diverses, électromagnétique, mécanique, des vibrations et bien évidement aéraulique.
"La puissance sonore du ventilateur" va se répartir en un bruit rayonné autour du caisson et un bruit qui se propagera dans le réseau (aspiration et refoulement). Si les vibrations ne sont pas piégées par un traitement antivibratoire (manchettes souples, plots... ), elles se propageront également par voies solides dans le réseau, la dalle, etc. ....

Un ventilateur donné génère plus ou moins de bruit, selon:

● Sa vitesse de rotation
● Son point de fonctionnement
● Son rendement
● Le nombre et l’inclinaison des pales ou des ailettes.

Toutefois le niveau sonore d’un ventilateur dépend également de sa réalisation (équilibrage et homogénéité des pales et de la turbine)

LES AXIAUX.

Leurs installations est aisées, possèdent un bon rendement et un niveau sonore acceptable, un encombrement réduit ainsi que leur possibilité de monter en débit en font des matériels assez souvent utilisés, sauf en .... .... climatisation :mrgreen:. pour quelle raison ??? Car ils se caractérisent principalement par leur spectre présentant dans les basses fréquences, des valeurs assez élevées. Ce dernier est fonction de la vitesse de rotation du ventilateur et de son rendement.

Image
Influence de la vitesse de rotation sur le niveau sonore d’un axial (a débit et pression constantes)

Il est recommandé régulièrement un rendement jugé comme correct d’environ 70%. Une autre particularité de ce type de ventilateur, et la fréquence dite « fréquence de pales». En effet le nombre de pales crée une pointe dans la fréquence du spectre.

F = (nM)/60

Avec : n= nombre de pales et M= vitesse de rotation en tr/mn

Elle est graphiquement facile à identifier grâce au pique de quelques décibels dans une des bandes d’octave entre 63 et 250 Hz.

Image
Influence du nombre de pales sur le niveau sonore d’un axial.

LES CENTRIFUGES.

Voici ceux qui nous intéresse plus particulièrement en raison de leur adéquation en débit-pression aux utilisations classique du génie-climatique. leur spectre présente cette fois ci un maxima dans les moyennes fréquences et non plus les basses fréquences comme les axiaux, de plus leur niveau sonore reste faible ce qui facile également (en plus du déplacement dans la BP, du maxima) leur traitement acoustique. les modèles type "action" sont ceux qui nous intéressent.

Image
Spectres sonores des ventilateurs centrifuges type action ou réaction.

A SUIVRE ....
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar cosmic59 » 23 Déc 2011, 22:12

Quelques questions:
Voici les 2 conduits de ma Vmc double flux qui passe dans le (futur) plénum de mon studio:

http://img40.imageshack.us/img40/2471/vmch.jpg

La bouche d'aération que l'on voit est celle de l'arrivée d'air à laquelle je compte raccordée une gaine souple calorifugée sur2m puis mettre un piège à son (de type chicanes amorties à l'intérieur d'un caisson bois mastiqué suspendu au plafond du plénum par 2 suspentes antivibratiles Akustar) puis re conduit souple d'1m reliée à la bouche d'insufflation de 80mm du studio qui rentre dans le studio par le plafond de la cloison de doublage.

Puis je insérer cette bouche directement dans le plafond du doublage? Si oui en l'entourant de quelle type de mousse, Akousti band, ou alors en la jointoyant au mastic acoustique à travers les 3 couches de fermacell?

Pour l'extraction je compte la faire passive en me servant de l'extraction de la pièce voisine (SDB) en passant dans la cloison au dessus de la porte du studio avec un petit morceau de gaine souple pour traverser le plénum puis piège à son (inséré et mastiqué dans le mur de la pièce voisine au dessus de la 2ème porte) . La sortie du piège à son est directe dans la pièce voisine. Est ce que ça tient debout?
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 24 Déc 2011, 16:19

Je laisse Bss répondre à la question, mais il y a quelque chose qui me chiffonne.
Sachant que la vitesse d'écoulement d'air dans le tronçon de gaine qui précède son arrivée dans la pièce ne peut dépasser 1,3 à 1,4m/s, cela donne pour une gaine de 80mm un débit maxi de 18m3/h. Je ne connais pas les dimensions de la pièce, mais même si elle est petite (18m², par exemple), ça fait un renouvellement toutes les 2,5 heures...
ça vous parait suffisant ? :doute:
Une gaine de 120mm permettrait un renouvellement toutes les 66mn, (ce qui est encore très limite et même insuffisant si le projecteur est dans la pièce).
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar cosmic59 » 24 Déc 2011, 17:47

Pas de vidéo proj car c'est une cabine de mixage de 9m². Après je peux peut être utiliser un conduit souple en 125mm entre le conduit de Vmc et le piège à son (lui aussi avec 2 ouvertures de 125mm) et entre le piège à son et la cloison de doublage en y mettant une bouche en 125? Quelle est la formule pour calculer le débit d'air?
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 24 Déc 2011, 20:10

Quelle est la formule pour calculer le débit d'air?

Le calcul est lié à la dissipation thermique des appareils, des éclairages et des personnes présents dans la pièce.
Il y a aussi des clauses d'hygiène et de sécurité.
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar ClementW » 25 Déc 2011, 01:36

...dont le règlement Sanitaire Départemental
http://www.alphasabine.info - acoustique pratique
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar cosmic59 » 31 Déc 2011, 16:41

Je cherchai plus la formule mathématique pour calculer la vitesse de circulation de l'air pour un débit donné et un diamètre donné.
Bon pour l'insufflation, je vais changer le T réducteur en 80mm par un T 125mm de façon à avoir un meilleur débit et arriver ave un conduit souple 125 dans le studio. Pour traverser la paroi du studio, est ce que je peux utiliser directement le manchon de la bouche de soufflage en l'entourant de mousse acoustiband et en colmatant au mastic acoustic?
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Bss » 31 Déc 2011, 18:26

Bonsoir,

désolé, mais je suis plus qu'occupé en ce moment ... quelques simulations pointues ne me laissent pas respirer.

vous trouverez peut être votre bonheur ici:

Image
Image
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar cosmic59 » 06 Jan 2012, 22:04

Merci pour ces données techniques.
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar cosmic59 » 18 Jan 2012, 13:28

Quel type de mousse utiliser pour le fourreau des conduits de VMC traversant les cloisons du doublage?
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar cosmic59 » 10 Fév 2012, 22:05

Pour l'intérieur d'un piège à son, quelle densité de laine et/ou quelle type de mousse peut on utiliser?
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Re: VENTILATION: l'acoustique dans le domaine de l'aérauliqu

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 11 Fév 2012, 14:17

cosmic59 a écrit:Quel type de mousse utiliser pour le fourreau des conduits de VMC traversant les cloisons du doublage?
Polyuréthane ou mélamine

Pour l'intérieur d'un piège à son, quelle densité de laine et/ou quelle type de mousse peut on utiliser?
En principe on utilise de la laine de haute densité (96kg/m3).
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