Источники шума в системах вентиляции и кондиционирования воздуха и способы снижения его уровня

Источники шума в  системах вентиляции и кондиционирования  воздуха 

и способы снижения его уровня

Вентиляционные установки, кондиционеры и тому подобное оборудование в любом случае производят определенный шум при своем функционировании. При работе оборудования в наиболее часто используемых малых и средних  объемах помещений среди основных факторов возникновения шума могут  быть названы:

• в холодильном блоке основные источники шума — это компрессор и вентиляторы конденсатора. Из общего объема шума на компрессор приходится 22%, на вентилятор — 40%, а на холодильный контур и трубопроводы — остающиеся 38%;
• в воздушных конденсаторах шум производят только вентиляторы;
• в фанкойлах (кондиционерах-доводчиках) шум производится только вентиляторами;
• в автономных кондиционерах моноблочного исполнения шум создается компрессором и вентилятором теплообменника. В установках с воздушным охлаждением встроенные центробежные вентиляторы производят дополнительный шум;
• в автономных кондиционерах типа Roof-Top основные источники шума — вентиляторы конденсатора, компрессор и вентиляторы теплообменника;
• в вентиляционных установках и вентиляционных секциях центральных кондиционеров шум и вибрация возникают от вентилятора и от трансмиссии мотор-вентилятор.

Вращающиеся элементы, недостаточно отрегулированные и плохо отцентрованные, а также изношенные подшипники и т.д., могут заметно повысить уровень производимого шума;

• в насосах шум производится двигателем, валом в подшипниках и трансмиссией (если таковая имеется). В случаях дефектов функционирования либо проектировки могут возникать эффекты создания полостей в насосах, приводящие к появлению характерных дополнительных шумов;
• различные компоненты (насосы, перегородки и т.д.).

Шум производится не непосредственно  самими этими компонентами, а при  перемещении в них жидкости(воды) или воздуха. Обычно при любом  изменении параметров потока производится шум, который может быть замечен  на фоне ранее существовавшего.

Обычно кондиционеры для  средних и малых помещений  имеют незначительные параметры  уровня шума. Уровень давления шума Lр может варьироваться от 25 дБ (А) маленького вентилконвектора (на расстоянии 1,5 м от источника) до 50 дБ холодильного блока с воздушным охлаждением (на расстоянии 10 м от источника).

Некоторые типичные показатели уровней давления шума кондиционеров  и их компонентов приводятся в  таблиц.

 

Типичные показатели уровней давления шума

для установок  кондиционирования воздуха, дБ(А)

Кроме показателей уровня шума часто бывает необходимо знать  диапазон частот шума, производимого  кондиционерами. Типичные показатели частот приведены в таблице:

Частоты, в диапазоне  которых производится

наибольшее количество шума в кондиционерах, Гц 
 
Передача шума в установках

В установках по кондиционированию (вентиляции) передача шума от источника  во внешнюю среду происходит тремя  способами:

• передача шума по воздуху: источником шума может быть установка, воздухо-приемник, труба, стенка и т.д. Этот шум непосредственно воспринимается людьми. Он может распространяться как во внутреннем, так и во внешнем пространстве. Например, холодильный блок кондиционера с воздушным охлаждением, расположенный на крыше здания, производит шум, распространяющийся на окружающую территорию, но он может проникать и внутрь здания, доставляя беспокойство жильцам;
• шум гидравлических систем: передается через жидкости, текущие по трубам. Он может возникать в результате образования полостей в насосе, резких изменений диаметра трубы, действием клапанов и т.д. Он может распространяться на большие расстояния, вызывая беспокойство.
• шум, распространяемый через сооружения. Его источник — вибрация, передаваемая от установки к строительным конструкциям здания. Вибрации могут передаваться на большие расстояния, затем «проявляясь» в виде шума, передаваемого по воздуху.

Поглощение шума, передаваемого  установками и трубами через  пол и стены, осуществляется обычно с помощью антивибрационных подставок  и прокладок. Обычно в установках малой и средней мощности речь идет об эластичных прокладках из стекловолокна  или эластомеров, помещаемых в местах соприкосновений.

Гидравлический шум и  шум, передаваемый через сооружения, обычно воздействуют только на здание, в пределах которого они образуются, распространяясь на разные, порой  удаленные его участки.

В обычной установке кондиционирования  основными источниками шума, передаваемого  по воздуху, являются:

• холодильный блок или внешний конденсатор с воздушным охлаждением;
• внутренние вентиляторы или фанкойлы;
• вентиляторы центральной системы обработки воздуха;
• воздухоприемники, распределители воздуха и решетки системы циркуляции воздуха;
• насосы;
• внутренние блоки кондиционеров с испарителями и продувочными вентиляторами

В установках с воздуховодами  шум распространяется от источника  обработки воздуха по вентиляционным каналам в разных направлениях. Мощность звука, вырабатываемого вентилятором, подразделяется приблизительно следующим  образом: 50% — на выходе и 50% — на входе воздуха. Поэтому шум проникает  в помещение как через выводные воздухораздающие устройства, так и через заборные решетки.

Установка распространяет шум  также через панели перекрытия помещения, в котором она находится. Шум, передаваемый через перекрытия, примерно на 15 дБ (± 5 дБ) слабее звука от источника.

Нередко имеют дело с шумом, не произведенным установкой, но который  поступает по каналам извне через  распределитель, расположенный в  шумном месте, либо по тому же вентиляционному  каналу, пересекающему шумное помещение. Проходя через вентиляционные каналы, этот шум достигает других помещений, находящихся в некотором удалении, вызывая отрицательный эффект.

Меры по снижению шума в системах вентиляции и кондиционирования  
Меры но снижению шума в системах вентиляции и кондиционирования основываются на двух видах операций, применимых одновременно или последовательно:

• меры, относящиеся к самому источнику шума;
• меры, относящиеся к каналам, передачи шума.

Эти меры всегда предусматриваются  на стадии проектирования и применяются  при монтаже систем (установок). В  таком случае удается получить наилучшие  результаты при меньших затратах. Меры, принимаемые после завершения монтажа, никогда не могут дать такого же результата, и в любом случае затраты на такие работы значительно  выше. По завершении работ некоторые  меры могут оказаться просто материально  невыполнимыми.

Меры относящиеся  к самому источнику шума

Выбор установки

Низкий уровень шумовых  характеристик установки прежде всего зависит от правильного  выбора холодильной установки, блока  переработки воздуха, вентиляторов и т.д., имеющих по возможности  наименьшие показатели уровня шума, исходя из технических потребностей проекта. В особых случаях может быть сделан заказ на производство холодильной  установки и других компонентов  системы в специальном шумопонижаю-щем исполнении (в определенных пределах, конечно), включающем звукоизолированные компрессоры, специальные малошумные-вентиляторы, другие вращающиеся компоненты с низкой скоростью вращения. Эти модели позволяют почти всегда обеспечить низкий уровень шума вблизи установки.

Аналогичные меры могут быть приняты в отношении вентиляторов систем обработки воздуха. Всегда рекомендуется  использовать вентиляторы, имеющие  низкий уровень шума, чтобы избежать необходимости установки изоляторов. Следует отметить, что, если установка  располагает системой забора воздуха, шумопоглощающие прокладки должны устанавливаться как на входных, так и на выпускных воздуховодах.

В некоторых случаях можно  снизить скорость вращения вентилятора. Это выполнимо до тех пор, пока мощность и давление воздуха сохраняются  в пределах допустимого. Обычно при  снижении скорости (частоты вращения) вентилятора сокращается и уровень  шума. Например, при уменьшении скорости на 20% уровень шума снижается на 5 дБ, снижение скорости на 30% сокращает  его на 8 дБ и т.д.

Выбор места расположения (монтажа) установки

Когда установка монтируется  вблизи одной, двух или трех отражающих стен, необходимо принимать во внимание так называемый «фактор направления» распространения звуковой энергии.

Надо также учитывать, что распространение шума установками  происходит в различных направлениях неравномерно. Почти всегда имеются  участки поверхности с большими или меньшими показателями шума, что  позволяет правильно сориентировать расположение установки, ограждая ее соответствующие  стороны.

Для установок, монтируемых  с внешней стороны, например, снаружи  здания (холодильные блоки с воздушным  охлаждением, кондиционеры Roof-top, выносные конденсаторы и т.д.), выбор их расположения должен не допускать как обратного проникновения шума в помещение, так и распространение его за пределы определенной зоны в пределах допустимых норм.

Вибрация, передаваемая установкой на опоры, может быть погашена благодаря  применению специальных противовибрационных  материалов.

Ниже приводятся некоторые  полезные рекомендации по выбору места  расположения установок:

• избегать расположения внутри шахт и лестничных пролетов. Уровень шума в них значительно возрастает;
• монтировать установки как можно дальше от дверей или окон. Даже несильный шум, который мог бы гаситься стеной, при его проникновении через открытую дверь или окно может приводить к нежелательным последствиям;
• установки с воздушным охлаждением имеют особенность по-разному распространять шум в зависимости от направления, имея «более шумные» и «менее шумные» стороны. Обычно более шумной является сторона выхода воздуха, а менее шумной — сторона забора воздуха (например, сторона теплообменника холодильника). Это также необходимо учитывать при монтаже установки;
• иногда может потребоваться создание вокруг установки защитного акустического барьера. С этой целью используют готовые панели, состоящие из стального листа и звукопоглощающих прокладок. Поверхность таких панелей, направленная на установку, имеет перфорацию, что позволяет обеспечить поглощение шума, а обратная сторона сплошная, что позволяет предотвратить его дальнейшее распространение. Высота панелей должна быть достаточной и не допускать прямого оптического про-сматривания установки.

Снижение уровня шума установки, достигаемое при использовании  этих панелей, может составлять до 12-15 дБ.

Выбор скорости подачу воздуха по воздуховода 

Скорость подачи воздуха  по воздуховодам также должна быть ниже определенных величин с тем, чтобы ограничить возникновение  шума и исключить появления эффектов «гула».

Последние возникают из-за образования вдоль стенок воздуховодов турбуленции воздушных потоков, приводящей к появлению шумов низкой частоты. Шум низкой частоты очень трудно, почти невозможно, устранить после завершения монтажа установки. Поэтому особенно важно предусмотреть на стадии проектирования систем создание в воздуховодах потоков воздуха с низкой скоростью перемещения. Обычно шумы низкой частоты оказывают особый неприятный эффект на человека. В таблице:

Предупреждение  возникновения эффекта гула в  воздуховодах.

Максимальная допустимая скорость перемещения воздуха и  минимальная толщина  стального листа.

 
- указаны максимальные показатели  скорости подачи воздуха по  воздуховодам в зависимости от  их размеров; кроме того указываются  минимальные толщины используемого  стального листа.

Меры относящиеся  к путям передачи шума

Эти действия относятся главным  образом к понижению шума, передающегося  по воздуховодам. Они являются отличными  шумопередающими каналами, а иногда даже способствуют его усилению

В связи с этим возможны следующие нежелательные явления.

• распространение шума от вентилятора в соседние помещения, к которым имеются подводы воздуха. Шум может производиться как внутри канала, так и самими стенками воздуховода при их вибрации, передаваемой от вентилятора;
• проникновение шума в соседние помещения со стороны более шумных помещений через воздухосборники и распределители воздуха, либо через стенки самого воздуховода;
• возникновение эффекта гула, как это было описано выше.

Для ограничения перечисленных  шумовых явлений могут применяться  различные меры. Такие как, ограничение  максимальной скорости воздуха в  воздуховодах или выбор минимальной  толщины листа для изготовления воздуховодов (см. табл. Предупреждение возникновения эффекта гула в  воздуховодах.)

Далее описание некоторых  мероприятий по снижению шума, связанные  со способом подсоединения отдельных  элементов вентиляционных сетей, внутренним покрытиям воздуховодов, установкой шумоглушителей и пр.