La sélection d’équipements plus silencieux peut éliminer de nombreux problèmes de bruit avant même qu’ils ne surviennent. Les options de traitement le long du chemin constituent la deuxième meilleure option et peuvent inclure des silencieux, des barrières, une absorption, un calorifugeage ou d'autres options. Le dernier recours est généralement un traitement au niveau du récepteur, avec une protection auditive en cas d'exposition professionnelle forte.
Approches du contrôle du bruit
Sources sonores
Dans la mesure du possible, il est important d'obtenir les niveaux de puissance acoustique de la source auprès du fournisseur. Les niveaux de puissance acoustique doivent être dérivés de performances testées conformément à une norme reconnue applicable à cet équipement. Les ventilateurs sont généralement testés selon AMCA 300 ou 320, les unités de traitement d'air selon AHRI 260, les unités terminales selon ASHRAE 130. Les tests selon une norme reconnue garantissent que les résultats peuvent être comparés et évalués entre les fabricants. Les estimations des niveaux de puissance ne doivent être utilisées qu’en dernier recours lorsque les données fournies par le fabricant ne sont pas disponibles. Les sources sonores courantes dans un système CVC sont les ventilateurs, le bruit d'écoulement généré par les éléments, les composants VAV et les équipements mécaniques.
Chemin
Une fois les sources connues, la position par rapport au récepteur peut être déterminée. Cela permettra d’identifier le chemin par lequel le bruit est transmis. Il est important de noter que le bruit se propage généralement par plusieurs chemins, à la fois aériens et structurels, de sorte que les chemins possibles doivent être reconnus et évalués de manière appropriée. De plus, une fois qu’une voie est traitée, une autre voie peut devenir dominante et tout traitement ultérieur sur la première voie ne sera pas efficace.
Le diagramme des chemins sonores (ci-dessous) illustre les chemins de transmission possibles du son et des vibrations de la source au récepteur. Dans cet exemple, la source sonore est un appareil de traitement de l'air qui contient à la fois un ventilateur et un compresseur ; le récepteur est l'occupant humain dans la pièce adjacente. Les silencieux sont un moyen efficace et économique d’intégrer le contrôle du bruit dans un système afin de réduire le bruit provenant des chemins transmis par les conduits. Les principaux types de silencieux, notamment absorbants ou dissipatifs, doublés d'un film et réactifs ou sans pack, sont abordés dans les sections suivantes.
Chemin A – Chemin supporté par la structure, où la vibration de l’appareil de traitement d’air traverse le sol.
Chemin B – Trajet aéroporté, où le bruit provenant de l'équipement rayonne directement vers le récepteur.
Chemin C – Cheminement conduit, où le bruit de l'équipement rayonne à travers les parois du réseau de gaines ou passe à travers les gaines d'alimentation/retour dans l'espace occupé.
Receveur
Une fois la source et le trajet identifiés, il s'agit d'évaluer le récepteur et de déterminer quels niveaux sonores sont considérés comme acceptables afin que la solution la plus efficace et la plus économique au problème de bruit puisse être sélectionnée. Le calcul du niveau de pression acoustique au niveau du récepteur constitue le dernier élément du concept source-récepteur et combine les contributions de tous les types de trajets. La principale considération pour spécifier un objectif ou des critères de conception sonore est l’utilisation prévue de l’espace. La source la plus couramment référencée pour les critères de conception typiques d’un espace intérieur occupé est le manuel d’applications ASHRAE. Les critères sonores extérieurs sont généralement spécifiés par ordonnance locale en termes de valeur globale pondérée A spécifiée à la limite d'une propriété.
Types de silencieux et applications
Absorbant
Les silencieux acoustiques, également appelés silencieux dissipatifs, utilisent un support insonorisant pour atténuer les niveaux sonores. Lorsque le bruit à l’intérieur du conduit traverse le silencieux, l’énergie acoustique pénètre dans les déflecteurs par les trous du revêtement métallique perforé interne. Ce revêtement métallique perforé protège le support acoustique de l'érosion par l'air à haute vitesse, mais présente une surface libre suffisamment grande pour être acoustiquement transparent. Une fois à l’intérieur du déflecteur, l’énergie acoustique interagit avec le support absorbant, généralement constitué de brins de fibre de verre.
Le frottement entre l'énergie acoustique et les fibres de verre convertit l'énergie acoustique en chaleur, réduisant ainsi la quantité d'énergie acoustique et diminuant les niveaux sonores à la décharge du silencieux. Pour les silencieux qui subiront des vitesses d'espacement élevées une fois installés, une feuille de tissu en fibre de verre peut être placée entre le métal perforé et le support en fibre de verre pour une protection contre l'érosion sans effet sur les performances acoustiques du silencieux. Les applications d'absorption typiques incluent les conduits rectangulaires, coudés et circulaires, les unités de traitement d'air, les silencieux de générateur, la ventilation, les plénums de ventilateur et l'alimentation, le retour et l'échappement généraux de CVC.
Absorbant doublé d’un film
Les silencieux absorbants doublés d'un film fonctionnent sur le même principe que les silencieux absorbants standards. Cependant, ces silencieux sont dotés d'un mince film polymère enroulé autour du support acoustique pour protéger le support des contaminants atmosphériques et de l'humidité qui peuvent être présents dans le flux d'air de certains systèmes. Il est important de noter que l’ajout du film de revêtement affectera négativement les capacités d’absorption acoustique du support acoustique.
Pour minimiser ces effets, une fine doublure acoustique est placée entre le film et le métal perforé. Les applications typiques des silencieux doublés d'un film incluent les laboratoires, les salles blanches et les hôpitaux où les contaminants et l'humidité présents dans le flux d'air peuvent être préoccupants.
Sans emballage
Les silencieux sans pack, parfois appelés silencieux réactifs, ne contiennent aucun matériau absorbant et sont construits uniquement en tôle solide et perforée. L'atténuation du son est obtenue en utilisant plusieurs chambres résonantes de différentes tailles situées derrière la doublure métallique perforée. Lorsque le son traverse le silencieux, l'énergie acoustique se dissipe d'une manière similaire au concept du résonateur de Helmholtz, ce qui entraîne une diminution des niveaux sonores à la décharge du silencieux. Étant donné que ces silencieux sont accordés sur une bande étroite de fréquences, il est plus difficile d’obtenir une atténuation significative sur des fréquences à large bande.
Les silencieux sans emballage sont généralement spécifiés lorsque les supports en fibre de verre ne sont pas acceptables ou lorsqu'il est nécessaire de stériliser l'ensemble du système de conduits. Cela peut inclure des laboratoires, des salles blanches, des hôpitaux ou une fabrication de produits électroniques.
Effet des médias acoustiques
Le graphique ci-dessous est une comparaison des différents types de silencieux. Le graphique montre que le silencieux absorbant standard présente les meilleures performances globales sur toute la gamme de fréquences. L'ajout d'un film tel que du Mylar diminue considérablement l'efficacité du silencieux absorbant, mais peut être grandement améliorée aux fréquences plus élevées en plaçant une entretoise acoustique entre le métal perforé et le film.
Le graphique montre également les caractéristiques de performance uniques du silencieux sans pack, qui utilise des chambres de résonance accordées au lieu de supports acoustiques. Le silencieux absorbant standard fournit une large courbe de perte d'insertion assez prévisible sur toutes les plages de fréquences, tandis que le silencieux sans pack culmine dans les plages de fréquences moyennes. Ce pic est dû à la taille et à la forme des chambres internes qui sont réglées pour supprimer cette fréquence.
Rectangulaire
Les silencieux rectangulaires sont la norme pour atténuer le bruit transmis par les conduits. Leur conception simple et leur coût relativement faible en font le premier choix pour une atténuation acoustique la plus élevée et une perte de charge la plus faible sur le système de distribution d'air. Ils sont disponibles avec un certain nombre d’options qui leur permettent de s’intégrer facilement à n’importe quel système CVC.
Une large gamme de conceptions avec une chute de pression faible à élevée et un large choix de types de fluides peuvent être appliquées à des systèmes allant de 0 à 2 500 fpm.
Coude
Les silencieux coudés présentent bon nombre des mêmes caractéristiques de performance que les silencieux rectangulaires, mais sont extrêmement polyvalents et constituent un excellent choix pour les systèmes où des longueurs droites de conduits ne sont pas disponibles. Les silencieux coudés fonctionnent au niveau ou au-dessus des niveaux des silencieux rectangulaires avec une légère augmentation de la chute de pression sur le système et peuvent être configurés pour s'adapter à la plupart des tailles de conduits sans utiliser de transitions.
Circulaire
Les silencieux circulaires constituent une excellente solution lorsque des conduits ronds sont utilisés dans le système. Ils éliminent le besoin de transitions carré-rond qui provoquent des chutes de pression indésirables et des effets sur le système. Les silencieux circulaires sont disponibles dans une large gamme de tailles qui permettent différentes plages d'atténuation et de chute de pression.
Ventilateur axial
Les silencieux pour ventilateurs axiaux sont conçus pour être couplés étroitement à un ventilateur axial. Ces silencieux sont conçus pour atténuer le bruit à la source et améliorer les performances aérodynamiques à l'entrée et à la sortie du ventilateur. Le module central du silencieux du ventilateur axial est correctement dimensionné pour aider à réduire la perte de pression sur le moyeu du ventilateur.
Un silencieux de ventilateur axial de refoulement décélère l'air pour maximiser la reprise de pression statique.
Personnalisé
Une configuration de silencieux standard ne peut pas toujours être adaptée pour fonctionner dans toutes les situations. Dans ces cas, il est nécessaire de développer un silencieux unique répondant aux exigences de l’application. Lorsque des produits de contrôle du bruit doivent être appliqués à un système avec un espace limité ou lorsque le silencieux est directement couplé à un ventilateur, un silencieux personnalisé peut être conçu pour fournir les performances requises.
Les conceptions personnalisées typiques incluent des silencieux de transition, des silencieux en forme de T ou de Z et des silencieux qui nécessitent une taille qui n'est pas disponible dans la gamme de modèles standard.
Produits de transfert aérien
Les silencieux à transfert d'air permettent à l'air de se déplacer d'une zone à une autre sans compromettre l'intégrité acoustique du mur. Ces silencieux ne sont généralement pas canalisés et font partie de la construction du mur.
Interphonie
Les silencieux de diaphonie sont utilisés pour transférer l'air vers les zones adjacentes tout en fournissant l'atténuation nécessaire pour empêcher le transfert de bruits indésirables. Ils sont couramment utilisés pour empêcher l’intrusion de la parole dans les pièces adjacentes.
Les silencieux de diaphonie sont fabriqués dans une variété de configurations qui peuvent être utilisées pour résoudre de nombreux problèmes de transfert acoustique d'air.
Dissipateur de retour à ligne fine
Les dissipateurs de retour à ligne mince utilisent plusieurs déflecteurs remplis de supports acoustiques qui sont décalés dans un cadre de seulement 4 pouces d'épaisseur. Ils sont parfaits pour les applications à la place des grilles de transfert standard afin de réduire la transmission du son entre les espaces adjacents ou d'atténuer le bruit de l'air de retour.
Persiennes acoustiques
Les persiennes acoustiques peuvent être utilisées pour permettre à l’air de circuler à travers une ouverture tout en fournissant l’atténuation acoustique nécessaire. Les persiennes acoustiques utilisent un support acoustique pour absorber l'énergie sonore et un métal perforé pour protéger le support de l'érosion par le flux d'air.
Les persiennes acoustiques sont conçues pour être aérodynamiques afin de minimiser la chute de pression.
Panneaux et enceintes acoustiques
Utilisés pour contrôler le bruit excessif des équipements, les panneaux et enceintes acoustiques Price sont disponibles dans de nombreuses formes et tailles pour répondre aux exigences spécifiques de réduction du bruit.
Les applications typiques incluent les systèmes de barrière, les enceintes personnalisées et les plénums d'entrée et d'échappement ; avec des applications allant des grandes unités pour turbines à gaz aux unités plus petites pour pompes, moteurs, compresseurs ou toute autre source de bruit CVC ou industriel indésirable.
Guide d'ingénierie Contrôle du bruit - Manuel CVC de l'ingénieur des prix