acoustique de la maison symphonique - ashrae...
TRANSCRIPT
Acoustique de la Maison Symphonique
Présenté par:
Yves St-Georges, ing, PMP
Directeur de projet – Concepteur mécanique
Jean-Francois Latour, B.Sc., ASA
Chargé de projet , acoustique et vibrations
Sommaire
Présentation du projet
Critères de conception
Architecture
Structure
Électro-mécanique
Acoustique
Le projet
Salle de concert
acoustique
Classe internationale
Acoustique variable
Concerts acoustiques ou
amplifiés
Acousticiens spécialisés
de New York et Londres
ainsi qu’une équipe locale
Projet PPP 25 ans
Le projet
Devis performance
Niveau de bruit
Programme des besoins: Recettes à
suivre - Principes de conception
Construction unique
Équipements / composantes non
standards
Recherche et Développement
Critères de conception
Éléments acoustiques
architecturaux
Géométrie
Niveau de bruit N-1
Isolation acoustique
Contrôle vibrations
Déneigeuse dans rue /
Hélicoptère au toit
Architecture
Acoustique
Géométrie de la Salle « Shoebox » - Nombre d’or acoustique
Reproduire acoustique salle de concert classique
Densité / masse de toutes les surfaces
Finition bois d’ingénierie – Nez de balcon
Diffuseurs acoustiques / conduits de ventilation
Architecture
Finition de bois acoustique
Bois collé / Plâtre et murs de beton
Marteau pour vérifier adhérence de
toutes les surfaces
Ornements en plâtre – Diffusion
fréquences acoustiques
Bois « brossé » pour diffusion hautes
fréquences
Architecture
Réflecteurs acoustiques
Support acoustique
non-amplifié
« Caisse de
résonance »
Rideaux acoustiques
Architecture
Réflecteurs acoustiques
11 réflecteurs mobiles
Ajustements selon acoustique désirée
Contrôle automatisé avec recettes
préprogrammées
Facteur sécurité 10x
Développé au Québec
Architecture
Rideaux acoustiques
Couverture de toutes les
surfaces
Motorisation avec position
programmable
Ajustement de l’acoustique
de la Salle (réduction de la
réverbération)
Rideaux dans niches
Architecture
Scène
Bancs des chœurs mobiles
Entièrement automatique
Acoustiquement transparent
pour réduire la réflexion du son
Architecture
Isolation acoustique
Murs de blocs pleins
Boîte-dans-la-boîte
Toiture avec dalles de béton double
Sas d’accès étanches son et lumière
Conduit surpression avec acoustique
Architecture
Murs rideaux
Verre acoustique
plusieurs couches
Espace minimum de
250 mm
Structure en verre
Système
pressurisation HEPA
/Roue dessicante
Nettoyage minimal
Structure
Rigidité Rigidité accrue pour
performances acoustiques
Étude de vibrations
Poutres de 4 mètres de
hauteur
Structure
Isolation Acoustique
Salle indépendante du
bâtiment
Installée sur coussins en
caoutchouc
Normes sismiques
Tunnel métro adjacent au
bâtiment
Structure
Structure sur isolateurs
Déflexion de 20 mm –
compensée au fur et à
mesure
Caoutchouc naturel avec
plaques acier
intermédiaires
Déflection et fréquence
Coussins: nouveau produit
entièrement développé au
Québec
Testé selon critères stricts
(Université de Sherbrooke)
Mécanique
Conception acoustique des systèmes
Niveau N-1 pour la salle
PNC 15 à 40 selon la vocation des autres pièces
Intégration complète à l’architecture
Efficacité énergétique – Certification LEED
Alimentation d’air pour chaque siège
Mécanique
Unités de ventilation
Ventilateurs à entraînement
direct
Ventilateurs multiples
Haute fréquence
Redondance
Entretien
Sans ventilateurs de retour
Systèmes air extérieur dédiés -
en cascade
Plancher radiant chaud / froid
Mécanique
Ventilation
Alimentation de ventilation par les
socles des sièges 150 mm dia
Trous 12 mm
270 cm carré
10 l/s par siège
Alimentation d’air pour chaque
siège
Plafonds / plenums de ventilation
Grilles au plancher
Mécanique
Plenums acoustiques
Alimentation des sièges
Pression uniforme – 15 Pa
Vitesse ouvertures 0,5 m/s (100 pi/min)
Aucun volet de balancement
Débit selon surface de l’ouverture
Mécanique
« Tube digestif »
Salles mécaniques adjacentes
Laine acoustique 100 mm
Basse vitesse < 0,1 m/s (20 pi/min)
Performances acoustiques très élevées
.
Salle
mécanique Auditorium
Mécanique
Isolation acoustique des réseaux
Ventilation et plomberie sur ressorts /isolateurs
Salles mécaniques
Drainage
Vibration de la structure
Sismique avec câbles
Mécanique
Isolation acoustique des réseaux
Calcul poids chaque conduit /
tuyau
Mesure chaque ressorts /
ajustements après mise en
service
Vérification mouvements
(Fréquence)
Mécanique
Isolateurs acoustiques
50 types différents
Néoprène
Déflection 8 mm
Duromètre 40
Qualité « appui de pont »
Charge minimale 50 %
Isolateur ressorts et néoprène
50mm déflexion finale @ 50% charge
Angle 30° de mouvement
Aucun contact métal
Mécanique
Mécanique Scellements acoustiques
Plus de 150 types de scellements
Acoustique et coupe-feu
Cloisons multiples
Surveillance temps plein
Mécanique - Conception
Laine acoustique
Fibre de verre
Densité: 48 kg/m. carré
Minimum 50 mm
Plenum:100 mm
Enduit sur toutes les surfaces
Bases d’inertie
Isolateurs 25 mm déflexion
2 fois le poids des équipements
Tuyauterie:
Interdit pour PNC-20 et moins
Aucune fontaine
Perte maximum 400 Pa/m
Vitesse 1,2 m/s 50 mm et moins
Pompe: Diamètre de turbine 80 % du carter
Vitesses d’air
2 m/s (400 pi/min) près diffuseurs
5 m/s (1000 pi/min) Conduit montant
6 m/s (1200 pi/min) salles mécaniques
Atténuateurs:
Perte de pression 60 Pa maximum
Angle de transition maximum 18°
Conduits ventilation:
Angle maximum 1:7
Coudes grand rayon (2x largeur)
Pas déflecteurs
Vitesse constante - sans turbulences
Volets coupe-feu extérieur de l’écoulement
Pas d’obstruction en fin de ligne
Volet répartition une lame
Plaque de diffusion PNC-15 (Régies)
Électricité
Éclairage Pas de ballasts
fluorescents
Incandescent à
filaments courts
Blocs alimentation DEL
à distance
Électricité
Vibrations Aucun transformateur sur la
dalle isolée (Salle)
Bases d’inertie déflexion 50
mm
Conduits flexibles
Électricité
Isolation acoustique
Sous-station 25 kV avec flexibles
Conduits EMT avec coussins de
néoprène
Aucun contact métal / métal
Électricité
Sonorisation pour concerts amplifiés
3 grappes haut-parleurs rétractables
Couverture complète de tous les sièges
Ajustement temps de délais
Motorisation – Porte dans réflecteur
Acoustique
Rappel sur notion d’acoustique
Onde sonore
Niveau sonore en décibel
Critère N-1 et PNC
Stratégies de contrôle de bruit
Niveau de bruit mesuré
Acoustique
Onde sonore
Mécanique
Requiert un médium
Polarisation possible (3)
Longueur d’onde limitée à 2 fois
l’espace atomique dans le médium
Vitesse de 343 m/s à TPN
Onde EM (lumière)
Électromagnétique
Aucun médium requis
Polarisation possible (2)
Vitesse de 299,792,458 m/s
Acoustique
Onde sonore
Aucun déplacement net de
particule
Faible perte d’énergie dans l’air
Vent
Déplacement net de
particule
Perte d’énergie durant la
propagation (turbulence,
friction, etc.)
Acoustique
L’onde sonore a une identité :
dans le temps
dans l’espace
en fréquence (cycles ou en période)
en amplitude
Période (P)
en seconde
Longueur d’onde
(λ) en mètre
Fréquence (f) en
Hertz (s-1)
Pression (Pa) en
Pascal
Pression max
Pression
atmosphérique
Pression min
Acoustique
Niveau de pression sonore
Grande plage de valeurs :
20 micropascals
200 pascals
Utilisation d’une échelle logarithmique (décibel) :
0,0002 Pa = 20 dB
0,002 Pa = 40 dB
0,02 Pa = 60 dB
0,2 Pa = 80 dB
2 Pa = 100 dB
20 Pa = 120 dB
200 Pa = 140 dB
Lp = 10 * log( Pression2 / Pref2), Où Pref : 20 μPa
Acoustique
Longueur d’onde
Inversement proportionnelle à la fréquence
Dépend de la vitesse de propagation
343 m/s dans l’air (TPN)
5 050 m/s dans l’acier
Dans l’air :
Fréquence (Hz) Longueur d’onde (m)
125 2,74
500 0,69
1000 0,34
5000 0,07
Acoustique
Critère de bruit
Preferred Noise Criteria (PNC):
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Niv
eau
de
pre
ssio
n s
on
ore
(d
B:
réf
20
mic
rop
asc
als
)
Fréquence (Hz)
Acoustique
Critère de bruit
Noise Criteria (utilisé couramment) :
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Niv
eau
de
pre
ssio
n s
on
ore
(d
B:
réf
20
mic
rop
asc
als
)
Fréquence (Hz)
Acoustique
Critère de bruit
PNC vs NC :
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Niv
eau
de
pre
ssio
n s
on
ore
(d
B:
réf
20
mic
rop
asc
als
)
Fréquence (Hz)
Courbe PNC
Courbe NC
Acoustique
Critère de bruit
PNC vs NC :
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Niv
eau
de
pre
ssio
n s
on
ore
(d
B:
réf
20
mic
rop
asc
als
)
Fréquence (Hz)
Courbe PNC
Courbe NC
Acoustique
Critère de bruit
Critère N-1 (vs PNC 15, NC 25 et seuil d’audition)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Niv
eau
de
pre
ssio
n s
on
ore
(d
B:
réf
20
mic
rop
asc
als
)
Fréquence (Hz)
Courbe N-1
Courbe PNC 15Courbe NC 25Seuil d'audition
Acoustique
Stratégie de contrôle de bruit
Sources de bruits :
Ventilateurs;
Boîte à volume variable (sauf auditorium);
Turbulence dans les gaines;
Éléments terminaux.
Préférable d’atténuer le plus près de la source;
Plus la source de bruit est proche des récepteurs, il est d’autant plus
important que la génération de bruit soit faible (p. ex. diffuseurs);
Utilisation de données fiables pour les calculs.
Acoustique
Stratégie de contrôle de bruit
En l’absence de données, des mesures de qualification étaient
nécessaires en mock-up (p. ex. socles de sièges) :
Acoustique
Stratégie de contrôle de bruit
Chaque élément générateur de bruit a fait l’objet d’une évaluation
acoustique
Silencieux :
Avantage : compact, performant à moyennes et hautes
fréquences
Désavantage : accélère le passage de l’air (bruit régénéré),
performance limitée à basses fréquences
Acoustique
Stratégie de contrôle de bruit
Les coudes de grande dimension atténuent mieux les basses
fréquences en raison de la longueur d’onde :
L’atténuation d’un coude est proportionnelle à la largeur du conduit
Acoustique
Niveau de bruit mesuré
Les mesures dans l’auditorium ont démontré un niveau sonore
compatible avec le critère N-1 :