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Comment des ventilateurs silencieux peuvent-ils influer sur la qualité de l'environnement intérieur (QEI), préserver la santé des personnes et réduire les émissions mondiales de CO2 ? Voici notre article basé sur une étude de pointe sur les ventilateurs.
Aujourd'hui, la plupart des gens passent la majorité de leur temps à l'intérieur. ll n'est donc pas surprenant que la qualité de l'environnement intérieur (QEI) est devenue de plus en plus importante. Lorsque nous évaluons celle-ci, nous pensons généralement à la température, au niveau de CO2 et à l'humidité. Cependant, il a été établi que l'acoustique est un facteur important pour notre confort. Le bruit peut nuire directement à la santé en provoquant une perte d'audition et des bourdonnements, mais aussi en entraînant des troubles du sommeil et du stress de manière indirecte. Tous ces éléments auront une incidence sur nos performances et notre bien-être.
Par ailleurs, des études ont montré que le bruit a un effet néfaste sur la lecture et l'écriture et que le développement cognitif des enfants est affecté par une exposition chronique au bruit.
Comment évaluer la qualité du son ?
Les exigences actuelles réglementent le niveau de bruit dans le bâtiment, une valeur normale étant de 30 dB(A)... Mais qu'est-ce qu'un son de 30 dB(A) ? Les caractéristiques du son sont liées aux fréquences tonales, ce qui signifie que vous pouvez avoir un bruit tonal avec une basse fréquence, une haute fréquence, ou seulement un bruit à large bande qui remplit l'exigence de 30 dB(A). Ce sujet a été étudié dans le cadre d'un projet de l'Institut de recherche suédois RISE. Différents systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) ont été installés et mesurés, chacun d'entre eux devant répondre à la norme de 30 dB(A).
Vous pouvez écouter ici trois configurations différentes avec des caractéristiques sonores différentes :
Tous ces sons répondent à l'exigence des 30 dB(A) mais ils sont cependant très différents. Il est donc peut-être temps de changer les exigences et d'inclure également les caractéristiques sonores. Pour en savoir plus sur le contrôle du son et du bruit, consultez notre livre blanc portant sur les bâtiments d'enseignement (page 30).
La santé de millions de personnes est affectée par des maladies liées au bruit. Les maladies liées au mode de vie sont normalement liées au stress, à une mauvaise alimentation et à un mode de vie inactif, mais une étude de l'OMS a montré qu'une exposition à long terme au bruit tonal peut affecter les systèmes autonomes et hormonaux du corps humain, et peut entraîner un arrêt cardiaque, une hypertension artérielle, une perte d'audition et des troubles mentaux.
Pour plus d'informations sur la façon d'éliminer tout bruit monotone dans votre bâtiment, cliquez ici.
Minimiser le bruit tonal des ventilateurs
La structure des bâtiments modernes est très efficace pour réduire le bruit externe provenant de la circulation etc. mais le bruit interne provenant des systèmes CVC est plus difficile à isoler. Les ventilateurs sont la source dominante de bruit. Des silencieux sont souvent installés pour y pallier, mais la chute de pression supplémentaire augmente la consommation d'énergie et les émissions de CO2. Le bruit est généralement de nature tonale et change avec la vitesse du ventilateur. Dans les systèmes à volume d'air variable (VAV), la vitesse du ventilateur change continuellement pour répondre à la demande, ce qui signifie que le bruit tonal change continuellement sur une large gamme de fréquences. Les silencieux sont efficaces pour absorber le bruit à large bande mais pas le bruit tonal. Il est possible de concevoir un silencieux pour une fréquence de tonalité spécifique, mais pas pour une large gamme de tonalités.
Souhaitant trouver une solution à ces problèmes, Swegon a collaboré avec l'Université de technologie de Chalmers et a sponsorisé mon étude de doctorat industrielle intitulée "une méthode numérique pour prédire et minimiser le bruit tonal des ventilateurs". Cette méthode vise à identifier et à réduire les sources responsables du bruit tonal dans les ventilateurs centrifuges.
Les sources sont maintenant identifiées et les résultats ont été publiés dans l'une des revues les plus réputées dans le domaine, ‘Physics of Fluids’. Vous pouvez trouver l'article au complet ici.
Alors, que retenir de cette étude ?
Naturellement, il y a un léger jeu entre l'aube du ventilateur en rotation et le conduit d'entrée. En raison de la différence de pression, l'air est forcé de passer par cet espace. Des turbulences sont alors générées lorsque le flux, passant par cet espace, rencontre le flux principal dans la roue du ventilateur (rectangle vert, figure A). Cette turbulence (colorée en bleu sur la Figure B), qui évolue avec l'enveloppe du ventilateur, est balayée vers l'aval et croise le bord d'attaque de la pale du ventilateur (rectangle orange Figure B). Cette interaction explique, de ce fait, la distribution inégale et instable de la pression entre les pales. La surface sur ces parties fluctue dans une large gamme d'amplitude, ce qui produit un bruit tonal. C'est ainsi que l'on identifie la source du bruit tonal du ventilateur (zone rouge de la Figure C).
Pourquoi est-ce important alors ?
Grâce aux connaissances acquises au cours de cette recherche, nous avons la possibilité d’améliorer nos ventilateurs et de mettre sur le marché de nouveaux produits offrant de meilleures caractéristiques sonores contribuant ainsi à améliorer la qualité de l'environnement intérieur, et donc à créer des espaces intérieurs confortables et sains.
Et en supprimant le bruit directement à la source, nous le faisons sans ajouter de pièges à sons supplémentaires, ce qui permet d'économiser l'énergie du ventilateur et de réduire les émissions de CO2 dans la foulée.
