Conception de conduits de ventilation en tissu

Par Nick Kaufman Il y a dix ans, la conception de l'esthétique d'un système de ventilation exposé dans des applications de plafonds architecturaux ouverts commençait par la sélection de la couleur, du matériau et de la méthode de dispersion. La suspension ou l'extrémité supérieure du système de ventilation était la moindre préoccupation esthétique - c'était généralement le dernier choix, ou juste une réflexion après coup dans le processus. Après tout, les systèmes de suspension composés d'ancrages, de tiges filetées, de pinces, de câbles, de rails et d'autres produits matériels de base n'étaient guère la base d'un design d'intérieur esthétique.

Pour les systèmes de conduits textiles, cette approche de conception de bas en haut ne s'applique plus. Au lieu de cela, les ingénieurs-conseils, les architectes et les entrepreneurs en conception/construction découvrent que le processus de conception a presque été « inversé » en raison de nouvelles innovations de haut en bas qui ont révolutionné les systèmes de suspension/rétention, en particulier pour la ventilation des conduits en tissu. Ces systèmes maintiennent le tissu esthétiquement tendu et sans plis. La tendance actuelle est de concevoir des systèmes de ventilation à conduits en tissu littéralement de « haut en bas », car le choix du système de suspension/rétention est si critique pour l'esthétique et la performance de l'ensemble du système de ventilation.

La raison des nouveaux systèmes de suspension Le conduit en tissu n'est pas nouveau. En fait, il est utilisé dans les bâtiments commerciaux depuis près de 40 ans à l'échelle internationale et détient maintenant une part de marché de 15 à 20 % du marché nord-américain de la ventilation architecturale ouverte au plafond. Les raisons de sa popularité croissante incluent le fait qu'ils sont plus rapides à installer, plus légers et plus rationalisés par rapport aux catégories traditionnelles de conduits en spirale, ronds et autres. Il n'a pas non plus besoin de revêtements potentiellement nocifs pour l'environnement, tels que les scellants de conduits, les apprêts de peinture, la peinture et d'autres traitements de métal nu contenant des composés organiques volatils (COV) qui dégagent généralement des gaz dans les zones respiratoires occupées. De plus, sa conception de ventilation linéaire qui s'étend généralement sur toute la longueur du conduit est supérieure pour disperser l'air à un rythme plus doux et uniforme que les registres de conduits métalliques plus courants tous les 3 m (10 pi).

Bien que le conduit en tissu présente de nombreux avantages, l'un des principaux inconvénients des itérations précédentes de l'assemblage était l'affaissement et les plis inhérents au dégonflage pendant les périodes d'inactivité de l'unité de traitement d'air (AHU) - l'esthétique simplifiée prévue ressemble plutôt à une bannière qu'à un conduit rond . Une préoccupation connexe était le déploiement et le mouvement qui étaient parfois suivis d'un bruit sec lors des démarrages de l'AHU.

Le lancement récent du système de tension en conduit ou des dispositifs de tension cylindriques (CTD) par les fabricants de conduits en tissu a renversé cette préoccupation. Les CTD maintiennent le matériau tendu avec un aspect gonflé et sans plis, quel que soit le fonctionnement de l'AHU. Ils peuvent être utilisés dans des diamètres de tissu allant de 203 à 1524 mm (8 à 60 po).

La première génération de ce type de suspension comportait des cerceaux métalliques internes à 360 degrés tous les 1,5 m (5 pi) qui maintiennent la rondeur du conduit et minimisent l'affaissement et les plis. Les cerceaux légers, qui sont soutenus par des câbles verticaux attachés à une suspension ou à un rail de câble horizontal, maintiennent les conduits en tissu perpétuellement ouverts.

L'école secondaire Harry Ainlay du système scolaire public d'Edmonton en est un bon exemple. Le gymnase de l'école de 48 ans est doté d'un système de conduits en tissu CTD de style cerceau. Le système de périmètre de 58 m (190 pi) de long de 508 à 762 mm (20 à 30 po) de diamètre, de conduits non poreux de couleur argent était une solution de valeur ajoutée aux dépenses plus élevées d'installation en spirale. conduit métallique rond. Cependant, le conduit en tissu offre plus d'avantages qu'un simple prix. Les CTD à cerceau sont une solution plus esthétique aux conduits métalliques et avec moins d'entretien. Contrairement aux conduits métalliques, le tissu n'est pas bosselé par les balles capricieuses et autres objets de sport volants dans les environnements de gym typiques.

Dans le cas de Harry Ainlay, l'utilisation fréquente du badminton dans le gymnase a incité un système de type périmétrique, qui a été installé par l'entrepreneur en mécanique d'Edmonton, Paragon Ventilation, avec l'aide technique du représentant local du fabricant. (Ameresco Consulting d'Edmonton était le concepteur du système de CVC pour le projet.) Les évents linéaires, constitués d'orifices de 31,75 mm (1 1⁄4 po) espacés de 51 mm (2 po) (centre à centre), courent toute la longueur de l'emplacement 6:00 du bas du conduit. Ce positionnement projette l'air vers le bas plutôt que vers l'extérieur, ce qui pourrait potentiellement perturber le vol des navettes de badminton légères pendant les périodes de traitement de l'air. Un conduit métallique avec des registres aurait très probablement créé trop de turbulence de décharge d'air.

Nouvelles générations de CTD La deuxième génération de CTD comportait un support cylindrique à 360 degrés attaché à une colonne vertébrale squelettique centrale avec un dispositif à cliquet de tension. Au lieu de simplement des cerceaux internes, le serrage de l'écrou réglable sur le terrain accessible sur la colonne de tension de 1,8 m (6 pi) de long écarte les cerceaux de support avant et arrière. Cela permet non seulement de conserver un aspect gonflé, mais aussi de lisser le tissu pour éliminer tout pli, donnant ainsi un aspect épuré.

Un autre complexe sportif en Saskatchewan, Martensville Field House (situé juste à l'extérieur de Saskatoon), utilise le style CTD ajustable sur le terrain pour maintenir un système de conduits en tissu élégant, qui a été conçu par Associated Engineering (Saskatoon) et installé par Modern Niagara (Martensville ).

Le système de périmètre de 204 m (670 pi) de long commence et se termine par une descente de plénum métallique sur le toit qui distribue 20 388 m3/h (12 000 cfm) chacun à droite et à gauche de 1 016 mm (40 po) de diamètre, non -le tissu blanc poreux coule. Les évents personnalisés découpés au laser et modélisés par ordinateur mesurent 12, 19 et 25 mm (1⁄2, 3⁄4 et 1 po) de diamètre. Ils sont disposés linéairement dans des rangées allant de 4h00 à 8h00 emplacements sur le fond du conduit. Les orifices plus petits et plus grands dispersent l'air vers les sièges supérieurs et inférieurs, respectivement, de manière à diffuser une distribution d'air uniforme sur les spectateurs quelle que soit leur élévation dans les tribunes.

La troisième génération de CTD est une solution à valeur ajoutée qui utilise une combinaison de paniers de tension et de cerceaux internes pour soutenir, rationaliser et tendre le système de tissu. Le système est suspendu à un câble de tension ou à un système de suspension à chenilles. Les verrous de tension, qui sont fixés aux paniers de tension et au système de suspension, sont serrés manuellement pour étirer et verrouiller le tissu à l'extérieur dans un aspect tendu et lisse.

La tension, composée de deux anneaux universels à 360 degrés à plusieurs rayons espacés par un tube de raccordement en aluminium, est positionnée à plusieurs endroits du système, généralement situés aux extrémités opposées des sections de tissu et à des points intermédiaires pour les longueurs étendues. Les longueurs maximales des sections tendues sont de 12,2 m (40 pi). Les cerceaux internes installés en usine sont espacés tous les 1,5 m (5 pi) pour éliminer l'affaissement à mi-longueur.

Alors que de nombreux fabricants de conduits en tissu offrent des garanties standard allant jusqu'à une décennie sur le tissu installé avec les systèmes de suspension de style ancien, les nouveaux systèmes de suspension/rétention ont des garanties prolongées allant jusqu'à 20 ans, selon le tissu et le fabricant. Le tissu est de la même qualité, mais l'élimination de centaines (parfois de milliers) de cycles de mouvement de gonflage/dégonflage élimine la fatigue du tissu, car le matériau reste dans une position statique tout au long de son cycle de vie.

Comment concevoir de haut en basComme les systèmes de suspension/rétention ont changé la conception des conduits en tissu, ces systèmes doivent maintenant utiliser le processus de sélection chronologique suivant :

Un exemple de choix du système de suspension d'abord pour l'esthétique, par rapport à d'autres options, est la nouvelle usine de Drummondville, au Québec, d'un important fournisseur international de produits de toiture, d'étanchéité et de pare-air/vapeur. L'entreprise prévoit fabriquer des panneaux isolés pour murs et toits dans le nouveau bâtiment de 22 300 m2 (240 000 pieds carrés). La distribution d'air en tissu a été choisie pour les économies potentielles d'installation/de main-d'œuvre et son poids léger, puis a ajouté un CTD qui tend le tissu pour une esthétique simplifiée.

Le projet de conception/construction de la société locale Aeronergie a été remplacé à la 11e heure par le conduit métallique en spirale précédemment spécifié, car le conduit en tissu était jugé plus avantageux qu'une configuration traditionnelle pour le projet, a expliqué le président du consultant en ventilation industrielle, Carl Binette.

"Esthétiquement, les lignes épurées et l'aspect épuré du conduit en tissu ont toujours démontré leur supériorité sur les nervures et les diffuseurs en saillie en métal en spirale pendant le fonctionnement de l'AHU", a-t-il expliqué. "Lorsque les AHU sont inactifs, le système de tension dans le conduit aide le tissu rond à conserver un aspect gonflé, au lieu de s'affaisser ou de se froisser du conduit en tissu non soutenu à l'intérieur."

Les deux tronçons de couleur grise de 61 m (200 pi) de long et de 1 524 mm (60 po) de diamètre ont été installés en moins de trois jours. Le tissu poreux a été spécifié par rapport au non poreux pour améliorer la dispersion de l'air et le confort de l'air intérieur. La porosité conçue en usine s'élève généralement à 15 % de flux d'air à travers le tissage du conduit en tissu tandis que les 85 % restants s'écoulent à travers les évents linéaires.

La sélection de conduits en tissu a également aidé le propriétaire de l'installation à rechercher des crédits pour sa candidature en tant que bâtiment certifié Leadership in Energy and Environmental Design (LEED).

Pour tout projet LEED éventuel, les considérations relatives aux conduits en tissu comprennent :

Un autre projet d'Aéroénergie est l'aréna Pat Burns de 8,9 millions de dollars à Stanstead, au Québec. La patinoire à la fine pointe de la technologie offre plus de 500 places assises pour les spectateurs et offre une distribution d'air à partir d'unités de récupération d'énergie qui alimentent le premier système de conduits en tissu de type CTD au Québec. L'équipe de conception de l'aréna comprenait également l'ingénieur-conseil, Patrick Bourget ing., les ingénieurs Dupras Ledoux (Montréal) et l'entrepreneur en mécanique, Sylvain Duquesne Ventilation GR Inc. (Laval, Québec).

Le conduit textile a été conçu en usine pour disperser l'air conditionné uniformément et sans courants d'air à partir de quatre rangées d'évents linéaires de petit diamètre (16 à 25 mm (5⁄8 à 1 po)) qui s'étendent sur toute la longueur du conduit à 6 : 30, 7h15, 8h15 et 9h00 positions conçues en usine. Le conduit textile de 813 mm (32 po) de diamètre passe à un diamètre réduit de 610 mm (24 po) à mi-chemin de ses origines de mur de salle mécanique au côté opposé de l'arène.

Le système CTD maintient le conduit textile esthétiquement tendu 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, tout en maintenant les spectateurs dans une humidité relative (RH) de 40 % et une température de consigne confortable, selon les normes des arénas de hockey, de 14 C (58 F).

Le conduit textile devrait également réduire les coûts d'entretien de l'aréna par rapport au métal, car il ne peut pas être bosselé par des rondelles de hockey capricieuses, ne nécessite pas de réapplication de revêtements anticorrosifs coûteux et toxiques et peut être lavé commercialement pour éliminer les contaminants et maintenir une qualité optimale de l'air intérieur ( QAI). Une autre économie de coûts concerne l'énergie (en raison des températures uniformes de la dispersion de l'air dans les zones des spectateurs et de patinage), ce qui entraîne une réduction des temps de fonctionnement des équipements mécaniques de CVC.

Conclusion La sophistication croissante de la conception actuelle des suspensions de conduits en tissu nécessite des étapes de spécification résolument différentes de celles des systèmes d'il y a dix ans. Les fabricants de conduits en tissu peuvent aider les prescripteurs et les entrepreneurs de conception/construction à spécifier le système qui correspond le mieux à l'esthétique, aux performances et au budget de l'application.

Nick Kaufmann, LEED AP, est directeur de la fabrication et de l'ingénierie pour DuctSox Corp., un fabricant de conduits/accessoires en tissu. Vétéran de 21 ans de l'industrie du CVC/R, il est membre de l'American Society of Heating, Refrigerating, and Air-conditioning Engineers (ASHRAE) et détient quatre brevets liés au CVC sur le débit d'air, le réglage du débit d'air et l'in- systèmes de tension de gaine pour gaine textile. Kaufmann peut être contacté à [email protected].