Isolation acoustique de bouches d'aération de
fenêtres.
ISOLATION ACOUSTIQUE DE BOUCHES D'AERATION DE FENETRES
L'invention est relative à l'isolation acoustique des bâtiments qui doivent présenter une certaine aération. Plus précisément, l'invention est relative à l'isolation acoustique des fenêtres ou huisseries analogues qui portent des ouvertures d'aération.
Dans le domaine de l'isolation acoustique des fenêtres, l'attention s'est portée principalement jusqu'à présent sur l'amélioration des performances de la partie vitrée.
Les demandes de brevet FR 77 11228 et 82 11779 sont bien représentatives des questions qui se posent lorsque l'on considère le vitrage lui-même. Ces demandes présentent également les résultats auxquels les solutions proposées permettent de parvenir. Il est ainsi indiqué que l'indice d'affaiblissement acoustique obtenu pour ces vitrages est supérieur à 30 dB (A) et peut atteindre et dépasser 40 dB (A), l'indice en question étant celui mesuré pour un bruit caractéristique du trafic routier (NF.S.31051).
Il faut rappeler que l'isolation acoustique à l'intérieur d'un bâtiment est une donnée d'ensemble. Elle dépend bien entendu des parties vitrées mais également de la menuiserie ou même des parois. Dans cet ensemble l'élément dont l'affaiblissement acoustique est le plus faible détermine le résultat d'ensemble. Ordinairement c'est le vitrage qui de ce point de vue est déterminant au moins lorsque la construction présente une bonne étanchéité.
Lorsqu'une ouverture doit être pratiquée notamment sur la fenêtre pour permettre une aération des bâtiments, il se crée un défaut d'étanchéité qui diminue sensiblement le niveau d'affaiblissement acoustique de l'ensemble.
L'invention se propose de résoudre cette question de l'affaiblissement acoustique lorsque des bouches d'aération sont nécessaires sur les fenêtres ou analogues.
Dans la pratique, les bouches d'aération sont constituées le plus couramment d'ouvertures de dimensions limitées pratiquées sur une traverse de fenêtre. Ces ouvertures sont en outre généralement recouvertes d'une grille et/ou d'un auvent. Par ailleurs, pour éviter que ces ouvertures ne se prêtent à une circulation d'air trop intense sous l'effet du vent, elles sont souvent pourvues de feuilles souples qui agissent à la façon de valves et viennent obstruer l'ouverture lorsque la vitesse de circulation devient trop importante.
Pour améliorer les performances acoustiques des fenêtres comportant ce type de bouches d'aération, l'invention prévoit l'utilisation sur chacune de ces bouches d'au moins un élément qui, sans faire obstacle à la circulation d'air, impose à celle-ci un trajet qui n'est pas rectiligne et d'autre part conduit l'air circulant au contact d'un matériau absorbant acoustique.
En plus de leur aptitude à atténuer les sons et à laisser circuler l'air, les éléments utilisés selon l'invention doivent satisfaire à des conditions précises et contraignantes du point de vue de leurs dimensions. Il est en effet capital que cet élément puisse se fixer sur une traverse de fenêtre sans gêner le mouvement de la fenêtre ni empieter sur la partie vitrée.
La forme géométrique de l'élément est choisie de préférence de façon à pouvoir s'adapter aux fenêtres présentant déjà une ouverture d'aération. Dans la pratique, il s'agit d'ordinaire d'ouvertures oblongues dont la dimension la plus grande est établie dans le sens des traverses de fenêtres.
Pour les fenêtres produites dès l'origine pour recevoir un élément selon l'invention, la forme n'est pas d'ordinaire différente. En effet, la forme et les dimensions de ces ouvertures d'aération disposées sur la menuiserie des fenêtres répondent à des nécessités d'ordre pratique. Il faut une certaine section d'ouverture, et la place disponible sur les traverses est ordinairement très limitée. Eventuellement plusieurs ouvertures disposées côte à côte peuvent remplacer une seule ouverture plus large de façon à ne pas trop affaiblir la menuiserie de la fenêtre.
Lorsque plusieurs ouvertures sont alignées sur une traverse de fenêtre, il est possible de disposer un élément par ouverture ou si les ouvertures sont proches les unes des autres, de couvrir plusieurs ouvertures avec un élément unique.
L'invention est décrite de façon détaillée dans la suite de la description en faisant référence aux planches de dessins dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'une fenêtre présentant des bouches d'aération,
- la figure 2 présente, en coupe, une vue partielle d'une bouche d'aération munie d'un dispositif d'affaiblissement acoustique selon l'invention,
- la figure 3 est une vue partielle de dessus, en coupe, de l'ensemble présenté à la figure 2,
- la figure 4 est une vue de dessus analogue à celle de la figure 3, à échelle réduite,
- la figure 5 est une coupe d'un ensemble comprenant deux éléments d'affaiblissement acoustique, selon l'invention, disposés de part et d'autre de la menuiserie de la fenêtre,
- la figure 6 est un autre mode de réalisation d'un élément d'affaiblissement acoustique selon l'invention,
- la figure 7 est une vue de côté partielle en coupe B-B de la menuiserie d'une fenêtre portant un autre ensemble de deux éléments selon l'invention,
- la figure 8 est, à échelle moindre, une vue de dessus en coupe A-A de l'ensemble présenté à la figure 7. La figure 1 montre une construction typique de fenêtre isolante comportant des bouches d'aération.
La traverse 1 de cette fenêtre porte, par exemple, un double vitrage 2 tel que ceux décrits dans les demandes de brevets précitées. Ce double vitrage est fixé au moyen d'une parclose 3. Pour garantir une bonne étanchéité de la,fenêtre, un joint souple 4 peut être disposé entre le vitrage 2 et la traverse 1.
Deux bouches d'aération 5 et 6 sont ménagées sur la traverse
1. Ces bouches sont constituées par des ouvertures allongées mettant en communication l'air situé de part et d'autre de la fenêtre.
A l'heure actuelle, les bouches d'aération de ce type sont couvertes de grilles 7, comme indiqué à la figure 4, et éventuellement d'un système modérant la circulation d'air tel que présenté à la figure
5.
La figure 2 montre la disposition d'un élément d'affaiblissement acoustique 9, selon l'invention, sur une bouche d'aération 6.
L'élément 9 est constitué d'un profilé 10 en un matériau rigide ou semi-rigide tel qu'un alliage d'aluminium, un matériau macro-moléculaire synthétique... Le profilé 10 recouvre la bouche 6 sur toute sa longueur et même, s'étend au-delà de la bouche comme présenté sur la figure 4.
L'élément 9 comporte également un matériau absorbant acoustique 11 qui couvre tout le fond du profilé 10.
Lorsqu'il est placé de façon à masquer la bouche d'aération, l'élément 9 délimite un espace 12 constituant un conduit qui met la bouche 6 en communication avec l'extérieur (ou l'intérieur selon que l'élément 9 se situe sur une face ou sur l'autre de la fenêtre). Dans la forme présentée aux figures 3 et 4, les extrémités du profilé ne sont pas closes. L'ouverture 15 sur l'extérieur à chaque extrémité a donc la même section que celle de l'espace 12.
Le choix des dimensions de ces ouvertures doit tenir compte de deux exigences contraires. Pour que la circulation d'air se fasse de façon satisfaisante, les ouvertures doivent être suffisamment vastes. Par ailleurs, l'affaiblissement acoustique est d'autant meilleur que les ouvertures sont plus petites.
D'autres facteurs interviennent qui permettent de concilier ces deux exigences. La présence de l'absorbant 11 est le plus important de ces facteurs. En effet, si en augmentant la hauteur H du profilé
(voir figure 6 les indications relatives aux dimensions) on accroit la section offerte pour le passage de l'air, l'affaiblissement acoustique a tendance à diminuer. Cependant, dans le cas représenté la surface d'absorption croit également et avec elle l'effet d'absorption. Dans l'ensemble, en conséquence et en choisissant convenablement les autres paramètres, il est possible d'accroître la section des ouvertures en maintenant pratiquement identique ou en abaissant légèrement le niveau d'affaiblissement acoustique.
Sur l'exemple représenté à la figure 2, pour les raisons indiquées ci-dessus, la hauteur du profilé 10 et par suite celle de l'espace 12, sont très supérieures à la hauteur h de la bouche d'aération 6. A la figure 2 encore, le profilé 10 est décentré par rapport à la bouche 6. La position du profilé peut être modifiée sans pratiquement changer le résultat. Il est notamment possible de placer l'élément 9 de façon symétrique comme représenté à la figure 5, sans modifier sensiblement le niveau d'affaiblissement sonore. La position du profilé peut donc être choisie en fonction d'autres facteurs par exemple la place disponible sur la traverse de la fenêtre.
La circulation de l'air, par les ouvertures 15 situées aux extrémités du profilé, s'effectue comme indiqué par les flèches en traits mixtes sur la figure 4.
Il est préférable pour que l'effet de "chicane" joue convenablement et que par suite l'air circulant soit bien conduit le long de la paroi absorbante 11, que la distance séparant ces ouvertures 15 de la bouche d'aération soit au moins égale à la hauteur h de la bouche d'aération.
La capacité d'atténuation dépend pour une part non négligeable de la nature du matériau absorbant 11. On peut disposer selon l'invention d'un matériau quelconque connu pour présenter un bon pouvoir d'absorption. Les matériaux les plus appropriés pour ces utilisations sont naturellement ceux qui en plus sont peu susceptibles de se dégrader dans le temps. On utilisera avantageusement des produits tels que les matériaux macromoléculaires expansés ou des produits fibreux. A titre d'exemple des mousses de polyuréthane ou des feutres fibreux tels que ceux constitués à partir de fibres de verre, de fibres de roche ou de fibres cellulosiques conviennent bien à cet usage.
L'épaisseur e du matériau nécessaire pour obtenir une bonne absorption dépend de la nature du matériau. Avec les matériaux traditionnels indiqués ci-dessus, cette épaisseur est relativement faible. Quelques millimètres suffisent. Bien entendu, il est possible d'accroitre cette épaisseur mais les améliorations obtenues résultant de cet accroissement sont faibles. De préférence, pour des raisons d'encombrement, l'épaisseur de matériau absorbant ne dépasse pas 20 mm et se situe avantageusement entre 8 et 15 mm.
Quel que soit le matériau absorbant choisi, pour que l'absorption soit importante, nous avons dit qu'il était souhaitable d'offrir une surface d'absorption aussi grande que possible. Pour avoir une absorption satisfaisante on peut, en pratique, considérer que la surface d'absorption doit être au moins 1,5 fois celle correspondant à la section de la bouche d'aération et de préférence supérieure à 2 fois cette section.
Pour favoriser l'absorption, il est préférable également de limiter la profondeur P de l'espace 12. De façon empirique, on peut estimer que l'absorption est d'autant meilleure que l'on multiplie les réflexions sur les parois qui se font face (dont la paroi absorbante),
<EMI ID=1.1>
avantageusement inférieure à la hauteur h de la bouche d'aération. En valeur absolue, cette profondeur est de préférence inférieure à 20 mm et mieux, inférieure à 15 mm.
En plus de l'élément 9 qui a été décrit précédemment, l'affaiblissement acoustique peut être accru en adjoignant un élément complémentaire 16 tel que représenté à la figure 5.
L'élément complémentaire 16 est disposé sur l'autre face de la fenêtre, autrement dit à l'autre extrémité de la bouche d'aération 6.
Cet élément complémentaire 16 peut être analogue au premier élément 9. On peut aussi utiliser un élément complémentaire tel que celui de la figure 5. Cet élément est conçu de telle façon qu'il prolonge en quelque sorte la bouche d'aération 6. En effet l'élément constitué d'un profilé 17, analogue au profilé 10, est garni d'un matériau isolant 18, le profilé et l'isolant laissant une ouverture 19 dont les dimensions correspondent à celles de la bouche d'aération 6, et cette ouverture 19 est disposée en regard de la bouche 6. Dans ces conditions, la circulation d'air n'est pratiquement pas ralentie par l'élément 16. Il va de soi que cette disposition est moins favorable pour l'atténuation acoustique.
Pour cette raison, un élément de ce type ne peut être envisagé que comme complément si l'on souhaite une performance en rapport avec celle des autres constituants de la fenêtre.
La disposition de l'élément complémentaire 16 qui vient d'être décrite permet, en outre, une adaptation commode des systèmes régulateurs traditionnels. Nous avons dit en effet que dans les réalisations antérieures, les bouches d'aération étaient closes soit par une grille, telle que celle que l'on a indiquée en 7 à la figure 4, soit par un dispositif permettant d'éviter une circulation trop intense.
Un dispositif traditionnel pour limiter la circulation est représenté en 20 à la, figure 5. Il comprend une capsule 21 qui est fixée sur l'ouverture 19 (ou directement sur la bouche d'aération 6 lorsque l'élément complémentaire 16 n'est pas utilisé). Cette capsule
21 porte une grille 22 dont les dimensions sont au moins égales à celles de la bouche d'aération 6. Une feuille souple 23 est fixée sur la face interne de la capsule.
Au repos, la feuille souple -s'écarte de la grille dégageant l'ouverture. Lorsque la vitesse de circulation de l'air en provenance de l'extérieur dépasse une certaine limite, sous une rafale de vent par exemple, la feuille 23 est plaquée contre la grille qu'elle obstrue au moins en partie, limitant ainsi automatiquement le passage d'air.
Si en théorie, il est envisageable d'adapter ces systèmes de régulation sur n'importe quelle ouverture d'un élément d'insonorisation disposé sur une bouche d'aération, en pratique, c'est à l'ouverture de la bouche d'aération ou sur un élément complémentaire reproduisant la même configuration que la bouche qu'il est le plus commodément disposé. C'est une raison supplémentaire de préférer utiliser un élément complémentaire tel que présenté à la figure 5.
A titre d'exemple, un dispositif selon l'invention a été utilisé sur une fenêtre pourvue de bouches d'aération. La fenêtre équipée de la façon décrite dans la demande de brevet français FR 82 11799 présente avant percement des bouches d'aération un indice d'affaiblissement acoustique de 40 dB .(A) à l'essai au bruit du trafic routier déterminé selon la norme NF.S.31051.
Dans la traverse de la fenêtre deux bouches d'aération sous forme de mortaises de 15 mm de diamètre et de 110 mm de longueur chacune sont percées. Les ouvertures sont faites à 50 mm l'une de l'autre sur une même ligne dans le sens de la traverse. En l'absence d'un dispositif selon l'invention, l'essai au bruit de la fenêtre ne présentait plus qu'un indice d'affaiblissement de 29 dB (A). La différence est très importante si l'on considère que cet indice suit une loi logarithmique.
Un dispositif d'atténuation, tel que celui représenté à la figure 2, est fixé sur les bouches d'aération. Ce dispositif est composé à partir d'un profilé d'aluminium d'épaisseur 3 mm. Ses dimensions sont : 450 x 50 x 28 mm. Le profilé est garni d'un feutre de laine de verre relativement dense sur toute sa longueur et toute sa largeur, et sur une pronfondeur de 10 mm, laissant ainsi un espace libre d'épais- seur 10 mm entre la traverse de la fenêtre et la couche de laine de verre.
Les mortaises étant séparées de 50 mm, les ouvertures communiquant avec l'air environnant se situent à 80 mm des extrémités de mortaises (plus de 5 fois le diamètre des mortaises). La surface de matériau absorbant exposée est 6 fois supérieure à celle des bouches d'aération.
Une fois le dispositif selon l'invention fixé-sur les-bouches d'aération, l'indice d'affaiblissement de la fenêtre est remonté à
36 dB (A).
Dans le cas présent, un élément complémentaire 16 a été utilisé également. Cet élément dont l'ouverture 19 est ajustée à celle de la bouche 6 est de la forme présentée à la figure 5. La hauteur et la profondeur du profilé 17 sont chacune de 50 mm. Le profilé s'étend sur 0
toute la longueur des bouches d'aération. Comme précédemment, le matériau absorbant 18 est un feutre de laine de verre.
L'usage de cet élément complémentaire permet de porter l'indice d'affaiblissement à 38 dB (A).
En outre, ce résultat est atteint sans modifier la circulation d'air. Avec le dispositif selon l'invention ou sans celui-ci, sous une différence de pression de 10 Pa entre les deux faces de la fenêtre, la bouche d'aération laisse passer 30 m<3> d'air par heure ou davantage.
Le même dispositif a été essayé sur une fenêtre de.même genre mais dont le vitrage est moins performant et qui présente, avant la formation des bouches d'aération, un coefficient d'affaiblissement acoustique de 35 dB (A). L'ouverture de bouches d'aération dont les dimensions sont les mêmes que précédemment fait tomber l'affaiblissement acoustique à 28 dB (A). La posse de l'élément 9 selon l'invention fait remonter le taux d'affaiblissement à 34 dB (A).
Dans ce second cas, il n'est pas apparu nécessaire de compléter le dispositif par l'adjonction d'un élément sur l'autre face de la fenêtre, les caractéristiques du premier élément d'affaiblissement étant considérées comme suffisantes. Mais bien entendu, l'utilisation de cet élément complémentaire 16 est également possible.
L'exemple des figures 7 et 8 constitue un mode permettant d'atteindre un affaiblissement acoustique encore meilleur.
L'ensemble de la figure 7 utilisé sur la menuiserie de la fenêtre comprend un élément extérieur 30 et un élément intérieur 31. Ces deux éléments recouvrent la bouche d'aération 32 pratiquée dans la menuiserie 33.
Ces éléments.30 et 31 se présentent globalement sous forme de profilés 34 et 35 allongés qui recouvrent entièrement la bouche 32.
Ces profilés sont recouverts intérieurement d'un matériau absorbant tel qu'un feutre de fibres de verre 36.
Les profilés sont fixés à la menuiserie 33 par tout moyen traditionnel. Dans l'exemple présenté, les profilés sont collés par leurs bords repliés au moyen de bandes adhésives 37.
La géométrie et la disposition des éléments 30 et 31 est telle qu'elle favorise un long trajet de l'air au contact du matériau absorbant 36. Ce type de trajet est indiqué, à titre d'exemple, à la figure 2 en trait mixte.
Pour faire en sorte que le trajet soit aussi long que possible, les ouvertures 38, 39 de passage de l'air laissées libres, pour l'élément 30, sont disposées aux extrémités de cet élément. En pratique, il est en effet économiquement avantageux que les éléments aient une structure aussi simple que possible. Dans l'exemple présenté, c'est ce que l'on obtient en utilisant un simple profilé muni de matériau isolant. Ce profilé appliqué sur la menuiserie délimite une conduite 40 qui s'étend sur toute sa longueur et s'ouvre à l'air extérieur par ses deux extrémités.
D'autres configurations sont également possibles, mais conduiraient nécessairement à un cheminement de l'air plus court le long du matériau absorbant.
L'élément intérieur 31 diffère de l'élément 30 en ce qu'ordinairement il est pourvu de moyens 41 destinés à limiter le passage de l'air en cas de coup de vent. Ces moyens 41 fonctionnent comme une valve qui se referme lorsque la vitesse de l'air devient trop importante. Pour pouvoir fonctionner, ces moyens 41 doivent avoir une certaine dimension qui est normalement très supérieure à celle offerte à l'extrémité de l'élément 31 (auquel on s'efforce, dans toute la mesure du possible, de garder des dimensions transversales limitées pour des raisons évidentes d'encombrement).
Lorsque de tels moyens de limitation sont utilisés, ils sont ordinairement disposés sur une des deux faces du profilé.Dans ce cas toujours pour conserver un trajet aussi long que possible, les moyens 41 sont placés le plus près possible des extrémités 42, 43. Toujours dans ce cas, il va de soi que les extrémités doivent être closes pour forcer l'air à passer par les moyens 41. Des bouchons 44 et 45 sont donc pla- cés aux extrémités 42 et 43.
Bien évidemment, si l'usage des moyens 41 ne s'avère pas nécessaire, l'élément 31 peut être simplement ouvert à ses extrémités de la même façon que pour l'élément 30.
Pour que l'absorption soit très importante, il est avantageux de faire en sorte que la distance séparant les ouvertures 38 et 39 de la bouche d'aération 32 soit plusieurs fois égale à la hauteur h de cette bouche d'aération. De préférence, cette distance est au moins égale à 5 fois la hauteur h.
Pour l'élément intérieur 31, la même règle est avantageusement appliquée à la distance séparant la bouche 32 des ouvertures correspondant aux moyens de limitation 41.
De façon générale, pour des raisons de commodité et d'esthétique, la longueur des éléments 30 et 31 est choisie sensiblement iden-tique. Ces longueurs peuvent cependant être différentes.
Une autre amélioration selon l'invention consiste à faire en sorte que les "conduites" 40 et 46, respectivement délimitées par les éléments 30 et 31 et la menuiserie de la fenêtre, soient entièrement tapissées de matériau absorbant. C'est normalement le cas des parois des profilés, reste donc la paroi constituée par la menuiserie. Pour cette dernière selon l'invention, des logements 47, 48, 49, 50 sont ménagés dans la menuiserie pour recevoir une bande de matériau absorbant qui peut être fixée par collage.
Une disposition équivalente à la précédente consiste à utiliser des éléments constitués de profilés formant des conduites closes sur toutes leurs faces, par exemple des profilés à section carrée, toutes les faces internes de ces profilés étant pourvues de matériau absorbant. Dans ce cas, on découpe sur une des faces du profilé une ouverture correspondant aux dimensions de la bouche d'aération que l'on dispose en regard.
Des essais effectués avec des ensembles tels que décrits précédemment, ont montré un accroissement très sensible du niveau d'atténuation acoustique sans réduire la circulation d'air de façon gênante.
A titre indicatif, sur une fenêtre isolante dont l'indice d'affaiblissement acoustique pour un bruit de trafic routier est de
40 dB (A), la formation d'une bouche d'aération de 300 mm de long sur
40 mm de hauteur conduit à un taux d'atténuation qui n'est plus que de
28 dB (A).
On dispose des éléments tels que ceux présentés aux figures 1 et 2 sur la bouche d'aération.
La longueur des éléments 30 et 31 est de 1200 mm.
Les "conduites" 40 et 46 par lesquelles l'air circule ont une section d'approximativement 40 x 40 mm.
Les conduites sont garnies de feutre de laine de verre d'épaisseur 15 mm. Les logements 47, 48, 49, 50 ont une profondeur de
10 mm.
Dans ces conditions, les essais font apparaitre que la fenêtre retrouve le niveau initial d'affaiblissement acoustique, soit
40 dB (A) pour un bruit de trafic routier.
L'importance de l'élément 31 est donc particulièrement remarquable. A titre de comparaison, lorsque l'élément 31 est retiré, l'indice d'affaiblissement acoustique n'est plus que de 34 dB (A).
La mesure de la circulation d'air par cette fenêtre montre, pour une différence de pression de 10 Pa, un débit de 25 m<3> par heure ce qui est très satisfaisant.
REVENDICATIONS
1. Procédé d'affaiblissement acoustique pour les fenêtres, ou analogues, comportant une ou plusieurs bouches d'aération, dans lequel la ou les bouches d'aération sont recouvertes d'un ou plusieurs éléments qui masquent ces bouches, et qui sans faire obstacle à la circulation de l'air imposent à celui-ci un trajet non rectiligne, cet élément ou ces éléments comportant en outre un matériau absorbant acoustique, et le trajet imposé à l'air longeant le matériau absorbant.
Acoustic insulation of air vents
Windows.
ACOUSTIC INSULATION OF WINDOW VENTILATION
The invention relates to the sound insulation of buildings which must have a certain ventilation. More specifically, the invention relates to the acoustic insulation of windows or similar frames which carry ventilation openings.
In the field of acoustic insulation of windows, attention has focused mainly so far on improving the performance of the glazed part.
Patent applications FR 77 11228 and 82 11779 are well representative of the questions which arise when considering the glazing itself. These requests also present the results to which the proposed solutions make it possible. It is thus indicated that the sound reduction index obtained for these glazings is greater than 30 dB (A) and can reach and exceed 40 dB (A), the index in question being that measured for a noise characteristic of road traffic (NF.S.31051).
It should be remembered that the sound insulation inside a building is an overall fact. It depends of course on the glass parts but also on the carpentry or even the walls. In this set, the element with the lowest sound reduction determines the overall result. Ordinarily it is the glazing which from this point of view is determining at least when the construction has a good seal.
When an opening must be made in particular on the window to allow ventilation of the buildings, a leak is created which significantly reduces the level of acoustic reduction of the whole.
The invention proposes to solve this question of sound reduction when air vents are required on windows or the like.
In practice, the air vents most commonly consist of openings of limited dimensions made on a window cross member. These openings are also generally covered with a grid and / or an awning. Furthermore, to prevent these openings from lending themselves to too intense air circulation under the effect of the wind, they are often provided with flexible sheets which act like valves and obstruct the opening when the speed of circulation becomes too important.
To improve the acoustic performance of windows comprising this type of air vents, the invention provides the use on each of these vents of at least one element which, without obstructing the circulation of air, imposes on it ci a path which is not rectilinear and on the other hand leads the circulating air in contact with an acoustic absorbent material.
In addition to their ability to attenuate sounds and allow air to circulate, the elements used according to the invention must satisfy precise and restrictive conditions from the point of view of their dimensions. It is indeed essential that this element can be fixed on a window crosspiece without interfering with the movement of the window or encroaching on the glazed part.
The geometric shape of the element is preferably chosen so as to be able to adapt to windows already having a ventilation opening. In practice, these are usually oblong openings, the largest dimension of which is established in the direction of the window crosspieces.
For windows produced from the outset to receive an element according to the invention, the shape is not usually different. Indeed, the shape and dimensions of these ventilation openings arranged on the window joinery meet practical needs. A certain opening section is required, and the space available on the sleepers is usually very limited. Possibly several openings arranged side by side can replace a single wider opening so as not to weaken the window joinery too much.
When several openings are aligned on a window cross member, it is possible to arrange one element per opening or, if the openings are close to each other, to cover several openings with a single element.
The invention is described in detail in the following description, with reference to the drawing boards in which:
FIG. 1 is a perspective view in section of a window presenting air vents,
FIG. 2 shows, in section, a partial view of an air vent provided with an acoustic weakening device according to the invention,
FIG. 3 is a partial top view, in section, of the assembly presented in FIG. 2,
FIG. 4 is a top view similar to that of FIG. 3, on a reduced scale,
FIG. 5 is a sectional view of an assembly comprising two acoustic attenuation elements, according to the invention, arranged on either side of the window joinery,
FIG. 6 is another embodiment of an acoustic weakening element according to the invention,
FIG. 7 is a partial side view in section B-B of the joinery of a window carrying another set of two elements according to the invention,
- Figure 8 is, on a smaller scale, a top view in section A-A of the assembly presented in Figure 7. Figure 1 shows a typical construction of insulating window with air vents.
The cross member 1 of this window carries, for example, double glazing 2 such as those described in the aforementioned patent applications. This double glazing is fixed by means of a glazing bead 3. To guarantee good sealing of the window, a flexible seal 4 can be placed between the glazing 2 and the cross-member 1.
Two air vents 5 and 6 are provided on the crosspiece
1. These vents are formed by elongated openings connecting the air located on either side of the window.
At present, the air vents of this type are covered with grilles 7, as shown in Figure 4, and possibly with a system moderating the circulation of air as shown in Figure
5.
FIG. 2 shows the arrangement of an acoustic weakening element 9, according to the invention, on an air outlet 6.
The element 9 consists of a profile 10 made of a rigid or semi-rigid material such as an aluminum alloy, a synthetic macro-molecular material ... The profile 10 covers the mouth 6 over its entire length and even , extends beyond the mouth as shown in Figure 4.
The element 9 also includes an acoustic absorbent material 11 which covers the entire bottom of the profile 10.
When it is placed so as to hide the ventilation opening, the element 9 delimits a space 12 constituting a duct which puts the mouth 6 in communication with the outside (or the interior depending on whether the element 9 is located on one side or the other of the window). In the form shown in Figures 3 and 4, the ends of the profile are not closed. The opening 15 on the outside at each end therefore has the same section as that of the space 12.
The choice of the dimensions of these openings must take into account two contrary requirements. For the air circulation to be satisfactory, the openings must be large enough. Furthermore, the sound reduction is all the better the smaller the openings.
There are other factors that allow these two requirements to be reconciled. The presence of absorbent 11 is the most important of these factors. Indeed, if by increasing the height H of the profile
(see figure 6 for information on dimensions) the section offered for the passage of air is increased, the sound reduction tends to decrease. However, in the case shown the absorption surface also increases and with it the absorption effect. On the whole, therefore, and by choosing the other parameters appropriately, it is possible to increase the cross-section of the openings by keeping practically identical or by slightly lowering the level of sound reduction.
In the example shown in Figure 2, for the reasons indicated above, the height of the profile 10 and therefore that of the space 12, are much greater than the height h of the air vent 6. At the Figure 2 again, the profile 10 is offset from the mouth 6. The position of the profile can be changed without practically changing the result. It is in particular possible to place the element 9 symmetrically as shown in Figure 5, without significantly changing the level of sound reduction. The position of the profile can therefore be chosen according to other factors, for example the space available on the cross member of the window.
The air circulation, through the openings 15 located at the ends of the profile, takes place as indicated by the arrows in phantom in FIG. 4.
It is preferable for the "baffle" effect to play properly and therefore the circulating air to be well conducted along the absorbent wall 11, that the distance separating these openings 15 from the air vent is at least equal at the height h of the air vent.
The attenuation capacity depends to a significant extent on the nature of the absorbent material 11. According to the invention, any material known to have good absorption power may be available. The materials most suitable for these uses are naturally those which in addition are unlikely to degrade over time. Advantageously, products such as expanded macromolecular materials or fibrous products will be used. By way of example, polyurethane foams or fibrous felts such as those made from glass fibers, rock fibers or cellulosic fibers are very suitable for this use.
The thickness e of the material necessary to obtain good absorption depends on the nature of the material. With the traditional materials indicated above, this thickness is relatively small. A few millimeters are enough. Of course, it is possible to increase this thickness but the improvements obtained resulting from this increase are small. Preferably, for reasons of space, the thickness of absorbent material does not exceed 20 mm and is advantageously between 8 and 15 mm.
Whatever absorbent material is chosen, in order for the absorption to be significant, we have said that it was desirable to offer the largest possible absorption surface. In order to have satisfactory absorption, it can in practice be considered that the absorption surface must be at least 1.5 times that corresponding to the section of the air outlet and preferably greater than 2 times this section.
To promote absorption, it is also preferable to limit the depth P of space 12. Empirically, it can be estimated that absorption is all the better as the reflections on the walls are multiplied. face (including the absorbent wall),
<EMI ID = 1.1>
advantageously less than the height h of the air vent. In absolute value, this depth is preferably less than 20 mm and better still, less than 15 mm.
In addition to the element 9 which has been described previously, the sound reduction can be increased by adding an additional element 16 as shown in FIG. 5.
The complementary element 16 is arranged on the other face of the window, in other words at the other end of the air outlet 6.
This complementary element 16 can be similar to the first element 9. One can also use a complementary element such as that of FIG. 5. This element is designed in such a way that it extends in a way the air vent 6. In fact the element consisting of a profile 17, similar to the profile 10, is lined with an insulating material 18, the profile and the insulation leaving an opening 19 whose dimensions correspond to those of the air vent 6, and this opening 19 is arranged opposite the mouth 6. Under these conditions, the air circulation is practically not slowed down by the element 16. It goes without saying that this arrangement is less favorable for acoustic attenuation.
For this reason, an element of this type can only be envisaged as a complement if a performance in relation to that of the other components of the window is desired.
The arrangement of the complementary element 16 which has just been described allows, moreover, a convenient adaptation of the traditional regulating systems. We have said in fact that in the previous embodiments, the air vents were closed either by a grid, such as that indicated at 7 in FIG. 4, or by a device making it possible to avoid excessive circulation. intense.
A traditional device for limiting circulation is shown at 20 in FIG. 5. It comprises a capsule 21 which is fixed on the opening 19 (or directly on the air vent 6 when the complementary element 16 is not used). This capsule
21 carries a grid 22 whose dimensions are at least equal to those of the air vent 6. A flexible sheet 23 is fixed to the internal face of the capsule.
At rest, the flexible sheet-deviates from the grid releasing the opening. When the air circulation speed from the outside exceeds a certain limit, under a gust of wind for example, the sheet 23 is pressed against the grid which it obstructs at least in part, thus automatically limiting the passage of air.
If in theory, it is possible to adapt these regulation systems to any opening of a soundproofing element disposed on an air outlet, in practice, it is at the opening of the air outlet. aeration or on an additional element reproducing the same configuration as the mouth that it is most conveniently arranged. This is an additional reason to prefer to use an additional element as presented in Figure 5.
By way of example, a device according to the invention was used on a window provided with air vents. The window equipped as described in French patent application FR 82 11799 has, before drilling the air vents, an acoustic reduction index of 40 dB. (A) when tested for road traffic noise determined according to the standard NF.S.31051.
In the cross member of the window two air vents in the form of mortises of 15 mm in diameter and 110 mm in length each are drilled. The openings are made 50 mm from each other on the same line in the direction of the crosspiece. In the absence of a device according to the invention, the noise test of the window only showed a weakening index of 29 dB (A). The difference is very important if we consider that this index follows a logarithmic law.
An attenuation device, such as that shown in Figure 2, is attached to the air vents. This device is made from an aluminum profile 3 mm thick. Its dimensions are: 450 x 50 x 28 mm. The profile is lined with a relatively dense glass wool felt over its entire length and width, and on a depth of 10 mm, thus leaving a free space of thickness 10 mm between the cross member of the window and the layer of glass wool.
The mortises being separated by 50 mm, the openings communicating with the surrounding air are located 80 mm from the ends of the mortises (more than 5 times the diameter of the mortises). The area of exposed absorbent material is 6 times that of the air vents.
Once the device according to the invention is fixed on the air vents, the window weakening index is raised to
36 dB (A).
In the present case, an additional element 16 has also been used. This element, the opening 19 of which is adjusted to that of the mouth 6, is of the form presented in FIG. 5. The height and the depth of the profile 17 are each 50 mm. Profile extends over 0
the entire length of the air vents. As before, the absorbent material 18 is a glass wool felt.
The use of this additional element makes it possible to bring the weakening index to 38 dB (A).
In addition, this result is achieved without modifying the air circulation. With the device according to the invention or without it, under a pressure difference of 10 Pa between the two faces of the window, the air vent allows 30 m <3> of air to pass per hour or more.
The same device has been tested on a window of the same kind but whose glazing is less efficient and which has, before the formation of the air vents, an acoustic reduction coefficient of 35 dB (A). Opening the air vents with the same dimensions as before brings the sound reduction down to 28 dB (A). The posse of the element 9 according to the invention raises the weakening rate to 34 dB (A).
In this second case, it did not appear necessary to complete the device by adding an element to the other face of the window, the characteristics of the first weakening element being considered to be sufficient. But of course, the use of this complementary element 16 is also possible.
The example of FIGS. 7 and 8 constitutes a mode making it possible to achieve an even better acoustic attenuation.
The assembly of FIG. 7 used on the window carpentry comprises an external element 30 and an internal element 31. These two elements cover the air vent 32 made in the carpentry 33.
These elements. 30 and 31 are generally in the form of elongated profiles 34 and 35 which completely cover the mouth 32.
These profiles are covered internally with an absorbent material such as a glass fiber felt 36.
The profiles are fixed to the joinery 33 by any traditional means. In the example presented, the profiles are glued by their folded edges by means of adhesive strips 37.
The geometry and the arrangement of the elements 30 and 31 is such that it promotes a long path of the air in contact with the absorbent material 36. This type of path is indicated, by way of example, in FIG. 2 in phantom. .
To ensure that the path is as long as possible, the air passage openings 38, 39 left free, for the element 30, are arranged at the ends of this element. In practice, it is in fact economically advantageous for the elements to have a structure as simple as possible. In the example presented, this is what is obtained by using a simple profile provided with insulating material. This profile applied to the joinery defines a pipe 40 which extends over its entire length and opens to the outside air by its two ends.
Other configurations are also possible, but would necessarily lead to a shorter air path along the absorbent material.
The internal element 31 differs from the element 30 in that it is usually provided with means 41 intended to limit the passage of air in the event of gale. These means 41 function as a valve which closes when the air speed becomes too high. To be able to function, these means 41 must have a certain dimension which is normally much greater than that offered at the end of the element 31 (to which an effort is made, as far as possible, to keep limited transverse dimensions to obvious reasons for congestion).
When such limiting means are used, they are usually arranged on one of the two faces of the profile. In this case always to keep a path as long as possible, the means 41 are placed as close as possible to the ends 42, 43. Always in this case, it goes without saying that the ends must be closed to force the air to pass through the means 41. Plugs 44 and 45 are therefore placed at the ends 42 and 43.
Obviously, if the use of the means 41 is not necessary, the element 31 can be simply opened at its ends in the same way as for the element 30.
For absorption to be very high, it is advantageous to ensure that the distance separating the openings 38 and 39 from the air vent 32 is several times equal to the height h of this air vent. Preferably, this distance is at least equal to 5 times the height h.
For the internal element 31, the same rule is advantageously applied to the distance separating the mouth 32 from the openings corresponding to the limiting means 41.
In general, for reasons of convenience and aesthetics, the length of the elements 30 and 31 is chosen to be substantially identical. These lengths may however be different.
Another improvement according to the invention consists in ensuring that the "conduits" 40 and 46, respectively delimited by the elements 30 and 31 and the window joinery, are entirely lined with absorbent material. This is normally the case for the walls of the profiles, so there remains the wall formed by the joinery. For the latter according to the invention, housings 47, 48, 49, 50 are provided in the joinery to receive a strip of absorbent material which can be fixed by gluing.
An arrangement equivalent to the previous one consists in using elements made up of profiles forming closed conduits on all their faces, for example profiles with a square section, all the internal faces of these profiles being provided with absorbent material. In this case, an opening is cut on one of the faces of the profile corresponding to the dimensions of the ventilation opening which is placed opposite.
Tests carried out with assemblies as described above have shown a very significant increase in the level of acoustic attenuation without reducing the air circulation in an annoying manner.
As an indication, on an insulating window whose sound reduction index for road traffic noise is
40 dB (A), the formation of a 300 mm long air vent on
40 mm in height leads to an attenuation rate which is no more than
28 dB (A).
There are elements such as those presented in Figures 1 and 2 on the air vent.
The length of the elements 30 and 31 is 1200 mm.
The "conduits" 40 and 46 through which the air circulates have a cross section of approximately 40 x 40 mm.
The pipes are lined with 15 mm thick glass wool felt. The housings 47, 48, 49, 50 have a depth of
10 mm.
Under these conditions, the tests show that the window regains the initial level of sound reduction, i.e.
40 dB (A) for road traffic noise.
The importance of the element 31 is therefore particularly remarkable. For comparison, when the element 31 is removed, the sound reduction index is no more than 34 dB (A).
The measurement of the air circulation through this window shows, for a pressure difference of 10 Pa, a flow rate of 25 m <3> per hour which is very satisfactory.
CLAIMS
1. A method of sound reduction for windows, or the like, comprising one or more air vents, in which the air vent (s) are covered with one or more elements which mask these vents, and which without obstructing to the circulation of air impose on it a non-rectilinear path, this element or these elements further comprising an acoustic absorbent material, and the path imposed on the air along the absorbent material.