Sommaire
De nos jours, les simulations numériques sont à la pointe de la recherche et du développement. Ainsi, au Brick and Tile Research Institute, un modèle de simulation numérique bidimensionnel a été développé pour le calcul de la transmission du son à travers des murs construits en briques verticalement perforées. On a pu montrer que le modèle de simulation numérique peut être utilisé pour déterminer de manière satisfaisante l'indice de réduction du son en fonction de la fréquence des murs construits avec des briques avec de grandes et petites perforations. En outre, il a pu être démontré que le modèle de simulation numérique simule les vibrations individuelles des briques et leur influence sur l'indice de réduction du bruit dépendant de la fréquence avec une précision acceptable. Ce modèle de simulation numérique peut être utilisé pour des études de paramètres et comme un outil pour soutenir le nouveau développement de briques perforées verticalement.
Pour l'évaluation de l'isolation phonique des éléments de construction construits avec des briques perforées verticalement, des enquêtes principalement basées sur des mesures sont menées sur le terrain. Ces enquêtes sont longues et coûteuses. En particulier, le développement de nouvelles configurations nécessite la production réelle de briques perforées verticalement. En revanche, les simulations numériques peuvent être appliquées à un stade précoce du développement, c'est-à-dire avant même la production de prototypes, en tant qu'outil puissant de recherche et développement. De plus, dans le développement de nouvelles configurations de perforation, pour améliorer l'isolation acoustique, l'influence des nouvelles configurations sur l'isolation thermique de la brique perforée verticalement peut être vérifiée dans la simulation numérique. Ainsi, dans le meilleur des cas, l'isolation phonique de la brique perforée verticalement peut être optimisée sans aucune réduction brutale de l'isolation thermique. Pour cette raison, au Brick and Tile Research Institute, un modèle numérique a été développé pour décrire la transmission du son à travers un mur construit avec des briques perforées verticalement.
Isolation phonique d'un élément de construction à un vantail
Outre les paramètres de matériau des briques perforées verticalement, leur indice de réduction du bruit est également influencé par la configuration des perforations dans les briques perforées verticalement. Dans le passé, diverses mesures de bruit de structure ont été menées sur des briques perforées verticalement par Gösele [1] et à l'Institut Fraunhofer de physique du bâtiment par Koch et Maysenhölder [2] [3]. Ici, outre les vibrations de l'ensemble du mur, les vibrations individuelles des briques sous la forme de vibrations en flexion et en épaisseur ont été déterminées. Dans la gamme de fréquences basses et moyennes, la paroi vibre presque comme un élément à un seul battant et homogène. A partir d'environ 500 Hz, des vibrations en flexion et en épaisseur de briques individuelles perforées verticalement sont générées, conduisant à une réduction de l'isolation acoustique dans cette gamme de fréquences. Des vibrations de mode d'épaisseur peuvent être observées dans les éléments de construction homogènes et non homogènes. Cependant, les vibrations de mode d'épaisseur dans les éléments de construction homogènes, contrairement à celles des éléments non homogènes, comme les murs en briques verticalement perforées, se produisent au-dessus de la plage de fréquences relative à l'acoustique du bâtiment et ne sont donc pas prises en compte dans l'indice de réduction du bruit. . La gamme de fréquences dans laquelle le changement de l'isolation acoustique en fonction de la fréquence a lieu et l'ampleur de ce changement sont influencés par la configuration des perforations, la taille de la brique et le support matériel.
Description du modèle de simulation numérique pour le calcul de la transmission du son à travers des murs construits en briques perforées verticalement
Dans le cadre d'un projet de recherche AIF mené au Brick and Tile Research Institute, un modèle de simulation numérique a été développé pour le calcul de la transmission du son à travers des murs construits en briques verticalement perforées. Le modèle de simulation a été créé sur la base de la norme DIN EN ISO 10140, qui régit la mesure de l'isolation aux bruits aériens des éléments de construction dans un banc d'essai. En conséquence, les indices de réduction du bruit des murs construits en briques perforées verticalement mesurés dans un banc d'essai peuvent être comparés qualitativement aux indices de réduction du bruit calculés numériquement dans le modèle de simulation. Cependant, aucun accord avec une précision de 1 à 2 dB ne peut être attendu. Tout d'abord, comme dans les tests réalisés par Meier [4] et aussi dans les dernières études de Flieger et al. [5] en coopération avec le Physikalisch-Technischen Bundesanstalt PTB (Institut national de métrologie allemand) à Braunschweig, dans le cadre d'une enquête interlaboratoire, de grandes différences dans l'indice de réduction du bruit d'un élément de construction référent mesuré dans douze bancs d'essai différents ont été observées. La figure »1 montre les résultats soumis par tous les participants dans le cadre de l'enquête interlaboratoire.
En conséquence, selon le banc d'essai, les résultats de mesure de l'indice d'insonorisation d'un mur construit avec une seule et même brique perforée verticalement peuvent différer considérablement. De plus, avec les calculs numériques, des simplifications du modèle doivent être acceptées, ce qui entraînera en conséquence des écarts. En raison du nombre élevé de nœuds qui seraient nécessaires pour une approche tridimensionnelle dans la gamme de fréquences de 100 Hz à 3150 Hz, le modèle de simulation numérique développé dans ce projet de recherche est reproduit en deux dimensions dans une section horizontale. Pour cette raison, dans une comparaison entre les indices de réduction du bruit calculés numériquement des murs construits en briques perforées verticalement et ceux mesurés dans des bancs d'essai, aucun accord avec une précision de 1 à 2 dB n'est attendu. Par conséquent, l'objectif est que le modèle de simulation numérique reproduise la courbe caractéristique d'un indice de réduction du son dépendant de la fréquence d'un mur de briques perforé verticalement et la diminution de la réduction du bruit qui résulte des vibrations individuelles des briques et réagit correctement aux changements de l'entrée respective. paramètres. Le modèle de simulation numérique est donc à utiliser pour les études de paramètres et pour l'optimisation des briques perforées verticalement, et il contribuera donc à une réduction considérable du temps et des coûts. Le modèle de simulation numérique n'est donc pas conçu pour servir de substitut aux mesures finales de l'indice d'insonorisation dans les bancs d'essai, mais comme outil d'investigation avant même la fabrication d'un prototype en cours de développement.
Le développement du modèle de simulation numérique pour la détermination de la réduction du bruit des murs de briques perforés verticalement était basé sur la norme DIN EN IS O10140-2: 2010 [6], dans laquelle la mesure de la réduction du bruit des éléments de construction dans les bancs d'essai est ancrée. Ici, comme pour la mesure de test, une source et une salle de réception ainsi qu'une cloison sont modélisées en deux dimensions. Le modèle de simulation bidimensionnel consiste à reproduire une coupe horizontale des bancs d'essai. La mesure de l'indice de réduction du bruit dans les bancs d'essai est effectuée conformément à la norme DIN EN ISO 10140-2: 2010 dans des bandes de troisième octave dans la plage relative à l'acoustique de la construction de 100 Hz à 3150 Hz. Ici, l'indice de réduction du son R résulte, comme le montre l'équation suivante, de la différence du niveau de pression acoustique mesuré puis énergétiquement moyenné dans la pièce source L1 et la pièce réceptrice L2. En outre, un terme de correction, qui résulte de la surface d'absorption acoustique équivalente A dans la pièce source et de la zone S de l'élément de bâtiment d'essai, est pris en compte:
R = L1 - L2 + 10 lg
Source Ziegelindustrie International
