Exemples de réalisation Aéraulique des Bâtiments – HVAC

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Les entreprises de Bâtiment-Travaux Publics et de Ventilation/Climatisation ont de plus en plus recours à la simulation numérique en Mécanique des Fluides (CFD) afin de concevoir ou d’optimiser l’aéraulique et la thermique des constructions (HVAC : Chauffage, Ventilation et Climatisation); qu’il s’agisse de locaux industriels (halls de fabrication), de salles à environnement contrôlé (salles blanches, …) ou de bureaux.

Afin de répondre à ces demandes, AIRREDIC met en œuvre des moyens adaptés : • Moyens de calcul dimensionnés pour traiter des grands volumes ou des géométries complexes. • Utilisation du logiciel OpenFoam (fortement parallélisé); • Adaptation du logiciel OpenFoam aux calculs HVAC (calcul compressible bas Reynolds pour les salles étanches ou sous pression, prise en compte du rayonnement (interne et solaire) et des transferts thermiques conjugués (fluide/solide), maillages hybrides polyhédriques, …). ; • Utilisation d’outils numériques dédiés au calcul de réseaux ; • Outils dédiés au dimensionnement des conduites (pertes de charge, …) et des ventilateurs ; • Possibilité d’utiliser le logiciel ScStream de Cradle (MSC Software) pour les configurations complexes ; • Calculs transitoires et analyse aéroacoustique ;

Un exemple récent est l’optimisation et la validation par CFD du comportement de l’écoulement dans des salles blanches dédiées à la fabrication de produits pharmaceutiques. L’objectif est de respecter les normes en vigueur en termes de températures et de vitesses de flux d’air, tout en assurant le renouvellement de l’air dans des conditions de différences de pression imposées entre salles voisines. Le calcul prend en compte les sources de chaleur internes liées aux machines.

Les objectifs sont multiples : • Réduction des pertes de charge et équilibrage des débits en réseau ; • Conditions de travail (homogénéité des températures, flux d’air, …) ; • Hygiène et filtration (polluants, poussières, particules, propagation, …) ; • Désenfumage, zones à risques élevés, renouvellement de l’air ; • Zones à pression contrôlée (salles blanches, salles propres, …) ; • Confort thermique (convection, rayonnement, …)

AIRREDIC intervient durant les phases de dimensionnement et de conception de nouvelles installations ou d’adaptation de locaux existants afin d’optimiser les circuits aérauliques, les débits et puissances aérauliques et thermiques nécessaires, le positionnement des bouches de soufflage/reprise (aspiration), l’efficacité de flux laminaires, la géométrie de grilles d’aération, …

Compte tenu des volumes à traiter et du nombre de bouches de soufflage, une première étape a consisté à modéliser les grilles directrices à effet Coanda. Le champ de vitesse ainsi déterminé a été ensuite implémenté au niveau de chaque bouche de soufflage, permettant de réduire fortement la taille du modèle numérique tout en conservant la précision et le réalisme des conditions aux limites.