Brevet FR2551117A1 — publié le 19850301

La présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet une structure de plafond pour salles blanches ou locaux purifiés analogues, avec un plafond intermédiaire ou faux plafond disposé à une certaine distance d'écartement en dessous d'un plafond brut ou de gros oeuvre avec formation d'une chambre de pression et qui est composé de filtres à matières en suspension à grand rendement ou à grande capacité de performance, avec un plafond inférieur disposé 10 à un certain intervalle d'espacement en-dessous du plafond intermédiaire ou faux plafond avec formation d'une chambre de répartition ou de distribution d'air, lequel est composé d'éléments en forme de plaque à orifices traversant ou de passage verticaux pour un écoulement d'air vertical, dirigé vers le bas, et avec des plafonniers ou lampes de plafond L'invention se rapporte également aux diverses applications et utilisations résultant de la mise en oeuvre d'une telle structure ainsi qu'aux systèmes, ensembles, bâtiments, constructions, équipements et installations qui en sont pourvus. Dans différentes branches d'industriedans lesquelles des travaux de fabrication et de montage doivent être exécutes en observant une pureté 25 ou propreté particulièrement élevée, il s'est avéré nécessaire de rendre disponibles des locaux ou salles dce travail avec un écoulement d'air réglé, pauvre en particules, qui sont connus sous la dénomination de "salles blanches" ou de "locaux purs ou propres". 3 C, La définition de la pureté de l'air dans de telles salles blanches et les principes pour remplir ces exigences sont connus par diverses publications, par exemple par VDI 2083, feuille l (Décemirbre 1976), feuille 2 (Décembre 1977) et feuille 3 (Décembre 1983) et aussi par US Federal Standard 209 b (Avril 1973) L'un de ces principes est l'écoulement de déplacement, de refoulement ou de piston vertical,pauvre en turbulence et également appelé "Vertical Laminar Flow" = "VLF"(écoulement laminaire vertical, dans lequel l'air est conduit sur un plafond en filtres à matières en suspensicn au moyen d'un appareil de débit, de circulation ou de transport d'air en étant réglé en termprature, en humidité ou hygrométrie 10 et en vitesse Le plafond à-filtres à matière en suspension doit, en combinaison avec l'appareil de débit, de transport ou de circulation d'air, produire un écoulement d'air exempt de particules avec une vitesse d'écoulement uniforme sur la surface de plafond Ce 15 plafond doit donc remplir simultanément plusieurs fonctions, à savoir la répartition ou distribution d'air, le filtrage d'air et l'éclairage du local. Dans une structure de plafond pour salles blanches du type supposé (publication de demande de 20 brevet fédéral allemand non examinée N DEOS 2 028 777), les éléments en forme de plaque du plafond inférieur sont constitués par des tôles perforées et les plafonniers, luminaires ou lampes de plafond sont disposés en dessous de ce plafond inférieur ou au voisinage de celui-ci Les tôles perforées du plafond inférieur forment alors sensiblement une protection contre le contact pour les filtres à matières en suspension à grand rendement, dont le papier filtrant est, comme on le sait, très sensible 30 ou vulnérable au contact Ses perçages ou orifices seulement -courts ne peuvent en effet assmré aucun écoulement laminaire suffisamment bon Outre cela, les plafonniers ou lampes ou luminaires de plafond sous forme de tubes luminescents ou fluorescents, disposés 35 en dessous du plafond inférieur ou au voisinage de 255111 Z celui-ci, conduisent, en raison de la convection et en raison de leur fonction perturbatrice ou parasite en tant qu'obstacles, à des turbulences, dans l'écoulement d'air, qui influencent également défavorablement la laminarité de l'écoulement d'air Enfin, les tubes.5 luminescents ou fluorescents ne fournissent pas de lumière uniforme ni anti-éblouissante Une conformation anti-éblouissante des plafonniers ou lampes de plafond conduirait à un agrandissement de la structure de lampe en tant que telle, avec pour conséquencequ'en raison des 10 effets décrits, l'influence de la turbulence sur l'écoulement d'air serait encore plus grande. C'est la tâche de l'invention de perfectionner une structure de plafond du genre précédemment exposé, dans un sens tel qu'un écoulement d'air 15 vertical et exempt de turbulence, c'est-à-dire laminaire soit réalisé sur toute la surface de plafond et que, simultanément, un éclairage uniforme ainsi qu'anti-éblouissant de la salle blanche soit assuré_. Ce problème technique est résolu, conformément à l'invention, par le fait que les éléments en forme de plaque du plafond inférieur sont constitués par une structure capillaire aussi bien perméable à l'air qu'également perméable a la lumière ou 25 pouvant être traversée par celle-ci et que les plafonniers ou lampes de plafond sont montés au-dessus du plafond inférieur entre les filtres à matières en suspension. Grâce à la disposition, selon laquelle 39 les éléments en forme de plaque du plafond inférieur sont constitués par une structure capillaire aussi bien perméable à l'air qu'également perméable à la lumière ou pouvant être traversée par celle-ci, les 2551 ho $ 111 Z' plafonniers ou lampes de plafond peuvent être montés entre les filtres à matière en suspension Ainsi, ceux-ci ne sont plus situés dans l'écoulement d'air délivré par la structure de plafond, de sorte que 5 cet écoulement d'air peut se mouvoir verticalement vers le bas à travers la salle blanche suivant un écoulement laminaire Grâce à la structure capillaire du plafond inférieur, on obtient, en coopération avec les filtres à matières en suspension disposés 10 au-dessus, un écoulement, dans une grande mesure laminaire, sur toute la surface de plafond En raison de la grande laminarité de cet écoulement de refoulement ou de déplacement, réalisé de cette façon, sur la section transversale horizontale de la salle blanche, des corps,dégageant des particules, sont entourés ou baignés par l'écoulement, de sorte que les particules sont évacuées de la salle blanche vers le bas suivant le chemin le plus court, sans contamination transversale. Un autre avantage de la solution conforme à l'invention consiste en ce que la structure capillaire, en raison de l'effet de conduction ou de guidage de lumière de ses tubes capillaires, présente un facteur élevé de passage, de transmission ou de 25 traverséede lumière êt, de ce fait, un éclairage ou une illumination uniforme et simultanément antiéblouissant de la salle blanche, équipée de cette solution,est assuré Ceci est une conséquence de la forte transmission de lumière de la structure capillaire avec dispersion ou diffusion simultanée de lumière, qui assure un éclairage diffus et àans ombre portée du local. Par le brevet américain N 4 060 025 est connue une structure de plafond pour salles blanches du type suppose, dans laquelle à une certaine distance d'espacement en dessous du plafond brut ou de gros oeuvre est disposé un plafond inférieur qui est lui-même constitué de nouveau de deux plafonds supperposés ou se trouvant l'un au-dessus de l'autre, qui sont composés chacun d'une multiplicité de plaques. Les plaques elles-mêmes comportent une pluralité de perçages ou d'orifices verticaux formant voies de passage pour l'air Elles sont formées de matière synthétique perméable à la lumière ou pouvant être traversée par celle-ci, auquel cas les 15 plaques supérieures consistent de préférence en une matière transparente et les plaques inférieures en une matière translucide ou diaphane Les lampes ou luminaires sont fixés au plafond principal Dans cette construction de plafond, de l'air comprimé, 20 traité et filtré de façon conforme à partir d'une unité centrale de préparation, est introduit dans l'espace de pression formé entre le plafond principal et le premier plafond du double plafond De là, lair frais ou amené pénètre, à travers les passages verticaux et plaques du premier plafond, dans l'espace entre les deux plafonds du double plafond et, de là, sort,à travers les passages verticaux du second plafond du double plafond, dans la salle blanche. Par l'agencement décrit doit être obtenu un "laminar 30 flow" (écoulement laminaire) Cette notion peut toutefois se comprendre seulement dans le sens d'un écoulement de refoulement ou de déplacement. L'écoulement de refoulement ou de déplacement lui-même ne peut en effet pas être exempt de turbulence parce auela surface de passage traversant libre du double plafond, construit comme cela a été décrit, représente seulement 2 % à 5 % de la surface totale de la construction de plafond et, ainsi en raison de la grande distance d'écartement entre les passages verticaux dans les plaques, une injection, du côté de la salle blanche et, par suite, un tourbillonnement correspondant 10 de l'air entrant dans la salle blanche ont lieu. Un autre inconvénient du double plafond, composé de plaques perméables à la lumière et à l'air, de cette structure de plafond réside dans le fait que les deux constructions de plaques, disposées l'une 15 derrière l'autre, absorbent relativement beaucoup de lumière Outre cela, cet éclairage n'est pas anti-éblouissant Enfin, un autre inconvénient de ce système réside dans le fait qu'il est dépendant d'une installation centrale de traitement pour l'air 20 frais ou amené, de sorte qu'en cas de panne, de dérangement ou de mise hors service de cet unité, toutes les salles blanches sont immédiatement mises hors service. Selon un développement supplémentaire 25 ou perfectionnement préféré de la solution conforme à l'invention, la structure capillaire des plaques capillaires comporte des tubes capillaires d'environ 1 mm de large et d'environ 50 mm de long pour une surface libre d'environ 85 % Grâce à cela est obtenue une perméabilité à l'air extrêmement élevée, non encore réalisée jusqu'à présent, de la construction de plafond conforme à l'invention. Selon une autre caractéristique de l'idée de l'invention, les plaques à structure capillaire ou leurs tubes capillaires sont filés en polycarbonate, auquel cas ces tubes capillaires sont soudés ensemble les uns aux autres en la structure capillaire Les plaques de la structure capillaire possède ainsi une grande rigidité à la torsion ou au gauchissement avec la conséquence que, même dans le cas de plafonds à large portée ou étendue, une flexion transversale 10 des plaques ne se produit pas. Les plaques de structure capillaire connues ont été employées jusqu'à présent comme couche calorifuge ou thermiquement isolante entre deux plaques de verre ou plaques de matière synthétique 15 ou misesen oeuvre comme éléments pour collecteurs solaires ( Bild der Wissenschaft 2-1983, page 106) en tant que "piège ou capteur solaire" L'application, conforme à l'invention, de ces plaques de structure capillaire est donc nouvelle et produit, comme cela 20 a été décrit, un effet surprenant car, outre la pénétration traversante optimale de la lumière, sa propriété est utilisée pour obtenir un écoulement d'air laminaire. Selon une autre caractéristique de 25 la structure de plafond conforme à l'invention, le plafond intermédiaire comprend une structure en bâti ou châssis, dans laquelle les filtres et lampes ainsi que d'autres éléments de construction nécessaires pour la salle blanche, tels que l'ensemble du câblage 30 électro technique pour l'éclairage normal, l'éclairage d'urgence ou de secours, les installations d'intercommunication par interphone, les systèmes avertisseurs d'incendie et ainsi de suite, sont intégrés en formant un système étanche aux particules. Par ailleurs conformément à l'invention, sur le côté ou la face frontal (liaison avec la partie à ventilateur) de la paroi intermédiaire peut être fixé ou rapporté un profilé de raccordement 5 en tôle pour la liaison, étanche aux particules, avec une paroi ou un mur de salle blanche d'épaisseur arbitraire ( 50 mm dans le cas normal). Il est particulièrement avantageux que les dimensions de la structure auto portante du bâti 10 ou châssis en profiléssoient adaptées aux dimensions européennes de grille ou de paralume de 600 x 600 mm. Ainsi, une bonne division d'espace ou de local peut être entreprise sans que des modifications ou changementsde dimensions, sur les éléments restants 15 tels que parois ou murs, double plancher etc, doivent entrepris pendant le montage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celleci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif illustrant un mode concret de réalisation spécifique actuellement préféré de l'invention et dans lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe verticale partielle à travers une salle blanche ayant une structure de plafond conforme à l'invention; et la figure 2 est une vue frontale ou de face partielle sur une plaque à structure capillaire 30 sous la forme dans laquelle de telles plaques sont utilisées dans la construction de plafond conforme à l'invention. La salle blanche 1, représentée sur la figure 1, est réalisée sous forme d'un module spatial 35 ou de local qui, individuellement ou isolément ou en ayant plusieurs d'entre eux assemblés les uns aux autres, peut ou peuvent être érigés ou établis dans toute halle arbitrairement choisie ou dans tout local ou espace corrélativement grand La structure de plafond conforme à l'invention peut cependant, même en étant dépendante de cela, être montée dans des locaux déjà existants, en particulier lorsque des possibilités correspondantes existent pour l'installation de la partie ventilateur. Cette salle blanche 1 possède un plancher 2 10 qui peut être un double plancher perforé A une distance correspondante au-dessus du plancher 2 est disposé un plafond principal 3 qui est supporté par une structure d'acier, laquelle repose sur des montants d'appui verticaux 4 La salle blanche 1 est en outre 15 limitée, sur ses quatre côtés ou faces, par des murs ou parois verticaux 12 qui présentent de préférence une épaisseur de 5 cm. La structure d'acier 3 a comporte un support ou une poutre horizontal saillant ou en 20 porte -à fau: 5 auquel est fixé un élément 6 à ventilateur L'élément 6 à ventilateu L reçoit entre autres des ventilateurs 7 qui peuvent être de préférence des ventilateurs radiaux, un préfiltre 8, un réfrigérant ou refroidisseur 9, un amortisseur de 25 son, atténuateur acoustique ou isolant phonique ou silencieux 10 et une armoire ou un coffret de commande, de distribution ou de commutation 11. De ce fait, l'air, à introduire dans la salle blanche 1 par le ventilateur 7, est déjà préfiltré et refroidi 30 et également le niveau sonore du ventilateur est réduit. Un plafond intermédiaire, désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 14, est disposée à une distance d'écartement prédéterminée en dessous du plafond principal 3 par l'intermédiaire d'une suspension 13 reliée à la structure d'acier 3 a. Il se compose de filtres à matièresen suspension 15 en forme de plaque disposés les uns à côté des autres en juxtaposition et qui sont de préférence des filtres HEPA avec des dimensions de 762 x 762 x 150 mm Ces filtres sont montés dans une structure à cadre ou en bâti ou châssis 16 fixée à la suspension 13 et y sont fixes ou maintenuede préférence par des griffes de 10 serrage en acier noble Des lampes ou luminaires 17 sont montés de telle façon dans la structure en cadre, bâti ou châssis et entre les filtres 15,dans l'exemple de réalisation représenté, que leurs faces inférieures se raccordent en affleurement aligné avec les faces 15 inférieures des filtres 15 Les filtres à matières en suspension 15, les lampes ou luminaires 17 et les autres éléments d'installation usuels sont montés de façon étanche aux particules dans la construction en cadre ou bâti 16 La construction en cadre, bâti 20 ou châssis 16 permet en outre, aussi bien du côté frontal qu'également du côté longitudinal, une liaison, étanche aux particules, de modules de local adjacents. Entre le plafond principal 3 et le plafond 25 intermédiaire 14 est réalisée une chambre de pression dans laquelle débouche l'orifice de soufflage du ventilateur 7 A la suite de cette orifice de soufflage sont intégrés ou incorporés, dans la chambre de pression , un silencieux ou amortisseur de son ou atténuateur 30 acoustique ou isolant phonique 21 qui peutôtre un amortisseur de son à diffuseur ainsi qu'une chicane formant tôle ou écran de rebondissement Ainsi est obtenu un niveau sonore particulièrement bas. En dessous du plafond intermédiaire 14 35 se trouve finalement un plafond inférieur 18 qui est -255111 Z judicieusement suspendu a la structure en cadre ou châssis 16 Ce plafond 18 se compose de plaques 19 qui présentent une structure capillaire qui ressort schématiquement de la figure 2 La structure capillaire se compose de tubes capillaires 19 a d'approximativement 1 mm de large et d'environ 50 mm de long,qui permettent ensemble d'obtenir au total une surface libre d'environ 85 % La structure capillaire est ainsi perméable à l'air L'écoulement 10 à travers les capillaires s'effectue pour des nombres de REYNOLDS inférieurs à 50, de sorte qu'un écoulement laminaire véritable est assure, auquel toutefois, après sortie des tubes capillaires 19 a, est supperposée une faible turbulence en raison de la faible épaisseur de paroi ou des lacunes ou vides de garniture non traversés par l'écoulement La structure capillaire laisse en outre passer la lumière en ce sens que les rayons lumineux, des sources lumineuses 17 fixées au-dessus de la structure capillaire, assurent un éclairage uniforme anti-éblouissant avec réflexion sensiblement totale sur les parois internes des tubes capillaires La structure capillaire ainsi agencée et conformée produit d'une part, pour une perte de pression seulement faible, un écoulement vertical 25 laminaire en "Vertical-Laminar-Flow" et, d'autre part, un bon éclairage anti-éblouissant qui est par exemple important pour des lieux de travail de traitement de données, d'informatique ou d'électronique. Les plaques à structure capillaire 19 peuvent être fabriquées en polycarbonate fortement transparent, auquel cas les tubes capillaires sont disposés perpendiculairement au plan des plaques et assemblés par collage adhérent les uns aux autres. Elles peuvent cependant aussi être fabriquées en verre ou en d'autres matériauxtransparenis correspondants. Ces plaques à structure capillaire 19 ont en outre la propriété qu'elles peuvent être relativement chargées, de sorte que des plaques 19, de dimension relativement grandes,peuvent être utilisées pour l'assemblage ou la constitution du plafond inférieur 18, sans qu'un gauchissement soit à craindre. Entre le plafond intermédiaire 14 et 10 le plafond inférieur 18 est réalisée une chambre de distribution ou de répartition d'air 23 qui reçoit de l'air frais ou amené provenant sous pression de la chambre de pression 20 et traversant les filtres 15 et le laisse passer, en étant sensiblement uniformément 15 distribué ou réparti, à travers les orifices capillaires des plaques à structure capillaire 19. La structure en bâti ou en châssis 16 est constituée en tôle d'acier profilée, zinguée au laminoir Sendzimir et est, comme cela a déjà été préalablement mentionné, conforméede telle façon qu'outre la fonction de support, elle accomplit aussi une fonction d'étanchéité et, ce, relativement à la réception des filtres 15 et à la réception, étanche aux particules, des lampes 17 et des conduites ou canalisations d'installation Dans la structure en bâti ou en chassis 16 peuvent être intégrées, d'une façon étanche aux particules, une conduite ou canalisation d'arrosage ou d'aspersion et une tête d'arrosage ou d'aspersion et d'autres installations, comme par exemple des installationsélectro-acoustiques, des avertisseurs d'ionisation et analogues, peuvent y être montées. REVENDICATIONS 1 Structure de plafond pour salles blanches, du type comprenant: un plafond termédiaire ( 14), disposé à une certaine distance en dessous d'un plafond brut ou de gros oeuvre ( 3) avec formation d'une chambre de pression ( 20) et lequel est composé de filtres à matières en suspension ( 15) à grand rendement; un plafond inférieur ( 18) disposé à une certaine distance en dessous du plafond intermédiaire ( 14) 10 avec formation d'une chambre distributrice ou répartitrice d'air ( 23) et lequel est composé d'éléments en forme de plaque ( 19) à orifices de passage traversants verticaux pour un écoulement d'air vertical dirigé vers le bas; et des plafonniers ou lampes de plafond, caractérisée en ce que: les éléments en forme de plaque ( 19) du plafond inférieur ( 18) sont constitués par une structure capillaire aussi bien perméable à l'air 20 que laissant aussi passer la lumière et les plafnniers ou lampes de plafond ( 17) sont montés au-dessus du plafond inférieur ( 4) entre les filtres à matières en suspension ( 15). 2 Structure de plafond selon la 25 revendication 1, caractérisée en ce que la structure capillaire des plaques capillaires ( 19) comporte des tubes capillaires d'environ 1 mm de large et d'environ mm de long pour une surface libre d'environ 85 %. 3 Structure de plafond selon la revendication 2, caractérisée en ce que les plaques de structure capillaire ( 19) sont fabriquées en polycarbonate. 4 Structure de plafond selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le plafond intermédiaire ( 14) comprend une construction en bâti ( 16) dans laquelle sont montés les filtres ( 15) et lampes ( 17) ainsi que d'autres éléments de construction nécessaires, en formant un système étanche aux particules. Structure de plafond selon la revendication 4, caractérisée en ce que les dimensions de la structure auto portante en bâti ou châssis en profilés ( 16) correspondent aux dimensions de grille ou de paralume européennes de 600 x 600 mm. 6 Structure de plafond selon la revendication 2, caractérisée en ce que sur le côté ou la face frontal (liaison avec la partie à ventilateurs) 15 du plafond intermédiaire ( 14) est prévu un profilé de raccordement en tôle pour la liaison, étanche aux particules, avec une paroi ( 12) de salle blanche