Brevet FR2217640A1 — publié le 19740906

L'invention concerne un circuit d'aération de lo caux habités à plafond creux perméable à l'air. Les circuits d'aération passant par le plafond perforé et comportant des ajutages ou des orifices grillagés d'arrivée et de départ de l'air sont disposés dans les locaux habités de manière que l'air frais se mélange avec turbulence à célui de la pièce et qu'une quantité correspondante de mélange d'air soit évacuée paraspiration. Dans les pièces stériles, des parois opposées sont constituées en admission et en évacuation de l'air de manière que l'air ambiant soit renouvelé en étant refoulé horizontalement. L'air frais se mélange à l'air ambiant avec une forte turbulence. Il faut donc que le mélange s1 effectue au-dessus de la zone dans laquelle se tiennent les occupants pour éviter que ceux-ci soient dans un courant d'air. Les circuits d'aération basés sur le principe du mélange permettent certes à l'air d'être plus ou moins homogène dans la totalité de la pièce, mais un certain pourcentage d'air frais est directement évacué avec le mélange. La fréquence de changement d'air doit autre d'autant plus grande que la proportion d'air frais exigée de l'ambiance est élevée, et pourtant l'air de la pièce ne peut pas etre complètement renouvelé.Les circuits à refoulement horizontal dtune paroi lacune autre provoquent un manque d'homogénéité de l'air, car il n'existe que de l'air frais à protimité de l'admission et que de l'air usé à proximité de l'embouchure d'évacuation. La fréquence de renouvellement doit donc être élevée. Lorsque l'air doit en plus assumer une fonction de rafratchissement ou de réchauffage de la pièce, les forces ascensionnelles et descensionnelles naturelles perturbent les courants de mélange ainsi que le courant horizontal de refoulement et créent par place un manque considérable d'homogénéité dans l'air ambiant. L'invention a pour objet un circuit permettant de soustraire les organes respiratoires et sensoriels des occupants aux courants d'air en les plaçant en parallèle sur la circulation de l'air dans la pièce, de manière que chaque occupant reçoive de l'air climatisé et frais à 100 % et que l'-air usé, contaminé par la chaleur, l'humidité, le gaz carbonique et les principes odorants s'élimine de la pièce par la voie la plus courte sans passer-par d'autres emplacements de consommation et de contamination par lthomme. Selon une particularité essentielle de l'inven tion, le sol et le plafond comportent des surfaces perméables à l'air et, derrière celles-ci, des cavités de répartition et d'aspiration de l'air de manière que celui-ci circule verticalement, en étant réparti sur l'aire totale, du sol vers le plafond ou dans le sens inverse selon le principe du refoulement de manière qu'aucune force ascentionnelle ni descensionnelle ne puisse faire varier le sens de la circulation. Le circuit de l'invention- a l'avantage que la section de circulation correspond aux deux grandes dimensions de l'aire de la pièce et que le sens de la longueur de cette circulation correspond à la dimension en général la plus petite de la pièce - ce facteur représentant une condition idéale pour le principe du refoulement - et, en conséquence , la vitesse de circulation est très faible et peut rester suffisamment basse m8me à grande fréquence de changement d'air, de sorte que les occupants n'éprouvent aucune sensation de courant d'air. Chaque occupant se tient sur sa propre partie de la superficie balayée par l'air et correspondant à la section de la circulation. Le courant vertical ne passe qu'une fois dans la zone d'inspiration et d'expiration et de perception des odeurs d'un occupant. La vitesse de la circuhation étant telle que les occupants n'éprouvent aucunè sensation de courant d'air, la climatisation peut titre optimale et, en particulier, l'air refroidi peut être introduit par le haut et la force deecentionnelle peut le répartir dans la pièce dans les conditions les plus favorables.L'air est mis en circulation de préférence de haut en bas. Paris lorsque l'air est à température relativement élevée, c'est-àdire qu'il subit une force ascentionnelle, et qu'il est mis en circulation de bas en haut pour assurer le chauffage de la pièce ou pour évacuer la chaleur des lampes d'éclairage , il ne fait monter que les particules des poussières en suspension dont la masse est telle que leur vitesse de chute libre est inférieure scelle appliquée à l'aération. La vitesse des courants naturels d'air d'une pièce correspondant appro timstivement à celle de l'aération, ces particules sont de toute façon transportées dans le local. Le courant de refoulement, c'est-à-dire d'aération, se superposant aux courants naturels évacue ces particules vers le haut Les autres particules de masse supérieure tombent sur le sol comme en cas anormal sans aération. La force ascentionnelle ou descensionnelle ayant la même direction que celle du courant créé d'air, ces forces exercent un effet d'orientation sur la circulation. Le sol, qui doit donc être creux pour ausurer l'aération, peut aussi entre utilisé pcur la pose es condueteurs d'électricité ou des conduits d'eau, d'air comprimé, etc.La répartition des masses calculée de la manière la plus favorable pour la flèehe que subissent les plafonds porteurs sous charge donne automatiquemnent des cavités utilisables pour l'aération. La hauteur des locaux peut être limitée au minimum légal, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des zones de mélange d'air de climatisa-tion pour l'adoption de la hauteur d'une pièce. L'invention sera décrite en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe transversale schématique d'une pièce comportant un circuit d'aération selon l'invention ; la figure 2 est une coupe transversale un sol creux à poutres en étriers dans lesquels- des plaques perforées sont posées; la figure 3 est une coupe transversale d'un sol creux constitué de poutres en étrier dont les ailes sont orientées vers le bas la figure 4 est une coupe transversale d'un sol creux à poutres en T; la figure 5 est une coupe transversale d'un sol sur la dalle porteuse duquel des panneaux creux ont posés ; la la figure 6 est une coupe transversale d'un sol creux à panneaux perforés, dentés et fixés par bétonnage ;; la figure 7 est une coupe transversale d'un scl creux à panneaux perforés et exhaussés, fixés par bétonnage la figure 8 est une coupe transversale d'un sol à cavités doubles ; la figure 9 est une coupe transversale d'un sol creux revêtu d'une moquette perforée la figure 10 est une coupe transversale d'un sol creux revenu de matière plastique comportant de petites perforations ; la figure 11 est une vue partielle en perspective d'un sol creux revenu d'un parquet dont les lamelles sont séparées par des fentes ; et la figure 12 est un schéma d'un circuit d'aération passant par plusicirs sols et plafonds vrew superposés. Le sol 2 du local d'habitation 1 de la figure 1 comporte des perforations 3 de manière que l'air évacué pénétrant dans la cavité 4 d'aspiration ou que l'air frais prpvenant de la cavité 4 de répartition située dans .la dalle porteuse 5 du sol puisse sortir de la pièce 1 ou y pénétrer, cet air circulant verticalement en provenance du plafond perforé 6 ou en se- dirigeant sur ce plafond qui comporte des cavités 7 de répartition ou d'aspiration.La ligne 8 représentée sur la figure 1 montre le circuit suivi par l'air dans les cavités 7 et 4 du plafond perforé 6 et de la dalle porteuse 5 ainsi que dans les locaux 1 et 10, ce dernier local renfermant le ventilateur 9 et les appareils mélangeurs et de climatisation 50 ainsi qu'un raccord 48,51 à un réseau central d'air -frai et d'air usé ,respectivement. La dalle porteuse du sol de la figure 2 est constituée de poutres 11 en étrier, dans lesquelles sont posés des panneaux perméables 12 et des panneaux 13 imperméables à l'air Les ailes 14 des poutres i5'en étrier de la figure Dvsont orientées vers le bas. Les perforations doivent etre réalisées à la fabrication dans la zone horizontale comprimée 16 de la poutre. Des panneaux 13 forment le fond fermé des cavités 4. Un panneaa perforé 12 est posé entre deux poutres 15. Le plafond porteur de la figure 4 comprend des poutres 17 en T sur lesquelles des panneaux perforés 12 sont posée et entre lesquelles sont insérés des panneaux 13 qui forment le fond fermé des cavités 4. Des panneaux perforés 18 et des entretoises 19 sont posés sur la dalle porteuse 20 de la figure 5.de manière à former des cavités 4 entre eux. Les panneaux et poutres porteuses peuvent être fixés par bétonnage de la manière représentée sur les figures 6 et 7. Les panneaux perforés et dentés 21 et les poutres porteuses 22 en étriers sont liés en un ensemble unitaire par coulée de béton. Des panneaux rapportés 23 permettent de constituer les cavités 4. Lorsque les poutres porteuses 24 sont en double T, de la manière représentée sur la figure 7, des panneaux perforés exhaussés 25 peuvent prendre appui sur les ailes 26 du T. Les panneaux et poutres sont reliés en un ensemble uritaire par coulée de béton. Des panneaux perforés 12 de béton sont posés sur la partie supérieure de poutres légères 29 en caissons d'acier, des. panneaux perforés 27 également de béton sont posés sur la partie inférieure de ces poutres et des panneaux non perforés 28 de béton sont posés entre les précédents de manière à constituer des cavités 4 de répartition et d'aspiration de l'air dans le sol et des cavités 30 d'aspiration ou de répartition de l'air dans le plafond de la pièce inférieure. Le sol perforé 31 de la figure 9 peut être recouvert d'une moquette 52 constituée d'un support perforé 34 gaufré de manière à comporter des cavités 33 et d'un tissu 35 perméable à l'air. Lorsque le sol perforé 31 tel que celui de la -figure 10 porte un revêtement 36 de matière plastique présentant des perforations de petites dimensions, un support perforé 37 peut renfermer l'espace nécessaire de transition entre les deux systèmes de trous Des lamelles 38 de parquet (figure 11) peuvent avoir des cotes suffisamment exactes pour pouvoir être posées sur des solives 4t et btre séparées par des petits intervalles 40 au moyen d'entretoises 39 de manière que l'air puisse être- aspiré ou soufflé par ces intervalles. Ceux-ci peuvent avoir une forme prismatique telle que représentée sur la figure 11, mais peuvent aussi zetre en V, en Z ou en L. Les sols comportant des intervalles de ce type peuvent aussi & re recouverts d'un rev8tement et de son support. Les trois dalles superposées 42, 43 et 44 de la figure 12 sont disposées de manière que chacune d'elles renferme un circuit d'arrivée et de départ d'air dans le sol 45 et dans le plafond sous-jacent 46. Un appareil de climatisation est disposé dans une chanbre 47 de chaque' dalle,l'air pouvant être traité dans ces appareils ou pouvant être échangé par les raccords 48 et 51 à un circuit central de ventilation. Il va de soi que les circuits de climatisation décrits et représentés peuvent subir diverses modifications, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les trous du sol peuvent se rétrécir par le haut, être cylindriques ou prismatiques ou être constitués de fentes ou encore de la porosité ou de la constitution en grillage du sol. Le sol perméable à l'air peut être constitué de panneaux préfabriqués, de corps creux ou de grillages placés entre les poutres. Le sol peut aussi être constitué de la partie horizontale plane supérieure sous compression de poutres profilées en tôles d'acier ou de poutres en cais sons ou de section en arcade. Par ailleurs, les cavités internes peuvent entre constituées par des entretoises surélevant le sol formé de panneaux perméables disposés sur la dalle séparant deux étages d'un bâtiment. Le rev8tement de sol peut être perforé, poreux, en tissu, feutre ou grillage et être en matière plastique, bois, métal ou céramique. Le coté du revêtement perméable de sol par lequel il prend appui sur la dalle peut comporter des cavités de répartition locale de l'air. La perméabilité du sol peut être accrue à proximité de machines placées sur lui ou à proximité de parois et de fenêtres sujettes à échange de chaleur avec 11 extérieur. Par ailleurs, l'air en circulation peut passer par des appareillages d'épuration, de refroidissement, de chauffage, de séchage, d'humidification, d'ionisation, d'ozonisation , d'accélération, d'apport-d'air frais ou d'accélération et de' mélange avec de l'air frais, ces appareillages pouvant Entre montés dans le mur ou le plafond. Une partie de l'air évacué de la pièce par aspiration peut passer par un circuit de refroidissement des lampes d ' éclai- rage ; le circuit interne d'air peut aussi être raccordé à des machines posées sur le sol pour les refroidir. REVENDICATIONS Circuit d'aération de locaux habités comportant; un plafond perméable à l'air et derrière lequel sont aménagées des ca vités de répartition et d'aspiration d'air, caractérisé en ce que le sol est rendu perméable à l'air par des trous rétrécis vers le haut, cylindriques ou prismatiques, ou par des fentes ou encore par sa poro sité propre ciu sa constitution en grillage et des cavités situées sous la surface du sol sont destinées à répartir et aspirer l'air sur la superficie totale du local de manière qu'il circule~verticalement dans ce dernier du sol vers le plafond ou du plafond vers le sol selon le principe du refoulement et de manière que les forces ascensionnelles ou descensiormelles ne puissent pas modifier sa direction de circulation. 2. Circuit d'aération selon la revendication caractérisé en ce que l'air arrivée ou de départ e-st réparti ou aspiré à travers le sol perméable dans des cavités d'une dalle porteuse séparant deux étages d'un bAtiment-ou l'air d'arrivée ou de départ' traversant le plafond perméable de la pièce inférieure monté sur la même dalle est réparti ou aspiré accessoirement dans d'autres cavités séparées situées sous ledit sol. 3. Circuit d'aération selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le sol perméable à l'air est constitué de panneaux, corps creux ou grillages préfabriqués posés entre ou sur les poutres porteuses séparant les étages d'un bâtiment. 4. Circuit d'aération selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le sol parméab1e-à l'air est constitué de la partie supérieure horizontale plane sous compression de poutres profilées de tales d'acier ou de poutres a' section en caisson. ou en arcade. 5. Circuit d'aération selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le sol perméable est constitué de panneaux préfabriqués, dentés ou exhaussés ou de corps creux posés sur ou dans des poutres on étrier, en T ou en double T et fixés par coulée de béton. 6. Circuit d'aération selon la revendication 1, caractérisé en ce qije des panneaux creux de sol sont posés en juxtao- sition sur une dalle séparant deux étages d'un batiment de manière que l'air d'arrivée ou de départ sont réparti ou aspiré à la surface fierméa- ble sur laquelle les occupants se trouvent. 7. Circuit d'aération selon la revendication 1, caractérisé en ce que des solives ou entretoises surélèvent les panneaux perméables ou en grillages du sol sur la dalle séparant deux étages du batimen' de manière que l'air d'arrivée QU de départ soit réparti ou aspiré à travers le sol perméable dans les cavités séparant ce dernier et ladite dalle. 8. Circuit d'aération selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un rev8tement de sol en moquette, matière plastique, bois, métal ou céramique est perforé, poreux, formé d'un tissu, d'un feutre ou d'un grillage de manière que l'air soit dirigé dans la pièce ou en soit prélevé à travers ce revêtement posé sur le sol perméable d'une dalle séparant deux étages d'un bEtiment. 9. Circuit d'aération. selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 prise ensemble avec la revendication 8, earac- térisé en ce que le revêtement perméable de sol comporte du c8té par lequel il prend appui des cavités de répartition locale de l'air entre lui et la surface de la dalle ou une couche de base formée d'un treillis., tissu ou feutre perméable en matière textile, plastique ou métallique sur laquelle il est possible de marcher ou un treillage plan de métal ou de matière plastique comportant des fentes ou des trous et mis en forme de manière à présenter des cavités est placé entre le revete- ment et le sol pour répartir l'air localement. 10. Circuit d'aération selon l'une quelconque des revendications 1 -à 7 prise ensemble avec l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la perméabilité à l'air du revêtement de sol est accrue à proximité de machines ou à proximité de parois et de fenêtres susceptibles de provoquer un échange de chaleur avec ltex- térieur. 11. Circuit d'aération selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 prise ensemble avec l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'air dirigé sur ou évacué du plafond et l'air dirigé sur ou évacué du sol de la même piece ou de la pièce supérieure passe par un appareillage d'épuration, de refroidissement, de chauffage, de séchage, d'humidification, d'ionisation, d'ozonisation, d'accélération, d'apport d'air frais c;u d'accélération et de mélange avec de l'air frais, cet appareillage étant logé dans la paroi ou dans le plafond. 12. Circuit d'aération selon l'une quelconque des revendications 1 a 11, caractérisé en ce que l'-air du circuit qui sort du local évacue la chaleur des lampes d'éclairage montées dans le plafond en étant aspiré dans les cavités du plafond, de manière qutil passe par le circuit de refroidissement de ces lampes ou le plafond peut être constitué de manière qu'une partie de l'air aspiré de la pièce passe par le circuit de refroidissement des lampes d'éclairage ou que la circulation d'air frais soit-raccordée au circuit d'arrivée et de départ d'air du sol de la pièce supérieure. 13. Circuit d'aération selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la circulation interne est raccordée à des machines posées sur le sol pour les refroidir.