В - постійна приміщення в октавній смузі, що розглядається, в м 2 , що приймається відповідно до пп. 3.4 або 3.5;

AZ-i - поправка, що враховує розподіл рівнів звукової потужності плафонів і ґрат по октавних смугах, що приймається за табл. 6, в дБ;

Д – поправка на розташування джерела шуму; при розміщенні джерела у робочій зоні (не вище 2 м від підлоги), А = 3 дБ; якщо джерело вище за цю зону, А *■ 0;

0,7 – коефіцієнт запасу;

F, Б - позначення ті самі, що й у п. 2.9, формула (5).

Примітка. Визначення швидкості руху повітря, що допускається, проводиться тільки для однієї частоти, яка дорівнює для плафонів ВНІІГС 250 Щ, для дискових плафонів 500 гц, для анемостатів і решіток 2000 гц.

2.14. З метою зниження рівня звукової потужності шуму, що генерується поворотами та трійниками повітроводів, ділянок різкої зміни площі поперечного перерізу тощо, слід обмежувати швидкості руху повітря у магістральних повітроводах громадських будівель та допоміжних будівель промислових підприємств до 5-6 м/сек, а на відгалуженнях до 2-4 м/сек. Для виробничих приміщень ці швидкості можна відповідно збільшувати вдвічі, якщо за технологічними та іншими вимогами це допустимо.

3. РОЗРАХУНОК ОКТАВНИХ РІВНІВ ЗВУКОВОГО ТИСКУ У РОЗРАХУНОЧНИХ ТОЧКАХ

3.1. Октавні рівні звукового тиску на постійних робочих місцях або приміщеннях (у розрахункових точках) нічого не винні перевищувати встановлених нормами.

(Примітки: 1. Якщо нормативні вимоги до рівнів звукового тиску різні протягом доби, то акустичний розрахунок установок слід проводити на найнижчі допустимі рівні звукового тиску.

2. Рівні звукового тиску на постійних робочих місцях або в приміщеннях (у розрахункових точках) залежать від звукової потужності та розташування джерел шуму та звукопоглинаючих якостей приміщення, що розглядається.

3.2. При визначенні октавних рівнів звукового тиску розрахунок слід проводити для постійних робочих місць або розрахункових точок у приміщеннях, найбільш близьких до джерел шуму (опалювально-вентиляційних агрегатів, повітророзподільних або повітрозабірних пристроїв, повітряних або повітряно-теплових завіс тощо). На прилеглій території за розрахункові точки слід приймати точки, що є найближчими до джерел шуму (вентилятори, відкрито розташовані на території, витяжні або повітрозабірні шахти, викидні пристрої вентиляційних установок тощо), для яких нормуються рівні звукового тиску.

а - джерела шуму (автономний кондиціонер та плафон) та розрахункова точка знаходяться в одному приміщенні; б - джерела шуму (вентилятор та елементи установки) та розрахункова точка знаходяться у різних приміщеннях; в - джерело шуму - вентилятор знаходиться у приміщенні, розрахункова точка - на прильоті низькою території; 1 – автономний кондиціонер; 2 – розрахункова точка; 3 - генеруючий шум плафон; 4 - віброізольований вентилятор; 5 – гнучка вставка; в - центральний глушник; 7 - раптове звуження перерізу повітроводу; 8 - розгалуження повітроводу; 9 - прямокутний поворот з напрямними лопатками; 10 - плавний поворот повітропроводу; 11 - прямокутний поворот повітропроводу; 12 - грати; /

3.3. Октавні/Рівні звукового тиску в розрахункових точках слід визначати так.

Випадок 1. Джерело шуму (решітка, що генерує шум, плафон, автономний кондиціонер і т. п.) знаходиться в приміщенні, що розглядається (рис. 3). Октавні рівні звукового тиску, створювані в розрахунковій точці одним джерелом шуму, слід визначати за формулою

L-L, + I0! g (-£-+--i-l (8)

окт \ 4 Я г г В т )

Примітка. Для звичайних приміщень, до яких не пред'являються спеціальні вимоги з акустики, - за формулою

L = Lp - 10 lg В ш -4- Д -(- 6, (9)

де Lp okt - октавний рівень звукової потужності джерела шуму (визначається за даними розділу 2) в дб\

У ш - постійна приміщення з джерелом шуму в октавній смузі (визначається за пп. 3.4 або 3.5) в ж 2 ;

Д - поправка розташування джерела шуму Якщо джерело шуму розташований у робочої зоні, то всіх частот Д =3 дб; якщо вище за робочу зону, - Д=0;

Ф - фактор спрямованості випромінювання джерела шуму (визначається кривими на рис 4), безрозмірний; г - відстань від геометричного центру джерела шуму до розрахункової точки ж.

Графічне рішення рівняння (8) наводиться на рис. 5.

Випадок 2. Розрахункові точки знаходяться у приміщенні, що ізолюється від шуму. Шум від вентилятора або елемента установки поширюється по повітроводах і випромінюється в приміщення через повітророзподільний або повітроприймальний пристрій (решітку). Октавні рівні звукового тиску, що створюються в розрахункових точках, слід визначати за формулою

L = L P -ДL p + 101g(-%+-V (10)

Примітка. Для звичайних приміщень, до яких не пред'являються спеціальні вимоги з акустики, - за формулою

L - L p -A Lp -10 lgiJ H ~Ь A -f- 6, (11)

де L р - октавний рівень випромінюваної в повітропровід звукової потужності шуму вентилятора або елемента установки в аналізованої октавної смузі в дб (визначається відповідно до пп. 2.5 або 2.10);

AL р в - сумарне зниження рівня (втрати) звукової потужності шуму вентилятора або еле-

мента установки в аналізованої октавної смузі шляхом поширення звуку в дб (визначається відповідно до п. 4.1); Д – поправка на розташування джерела шуму; якщо повітророзподільний або повітроприймальний пристрій розташований у робочій зоні, А = 3 дБ, якщо вище за неї, - Д = 0; Фі - фактор спрямованості елемента установки (отвір, грати і т. п.), що випромінює шум в приміщення, що ізолюється, безрозмірний (визначається за графіками на рис. 4); г„-відстань від елемента установки, що випромінює шум у ізольоване приміщення, до розрахункової точки в м\

В - постійна ізолюваного від шуму приміщення в аналізованої октавної смузі в м 2 (визначається за пп. 3.4 або 3.5).

Випадок 3. Розрахункові точки знаходяться на прилеглій до будівлі території. Шум вентилятора поширюється по повітропроводу та випромінюється в атмосферу через решітку або шахту (рис. 6). Октавні рівні звукового тиску, що створюється в розрахункових точках, слід визначати за формулою

I = L p -AL p -201gr a -i^- + A-8, (12)

де г а -відстань від елемента установки (решітка, отвір), що випромінює шум в атмосферу, до розрахункової точки в м \ р а -загасання звуку в атмосфері, що приймається за табл. 7 дб/км\

А - поправка в дБ, що враховує розташування розрахункової точки щодо осі випромінюючого шуму елемента установки (для всіх частот приймається за рис. 6).

1 – вентиляційна шахта; 2 - жалюзійні грати

Інші величини ті ж, що у формулах (10)

3.4. Постійну приміщення слід визначати за графіками на рис. 7 або табл. 9, користуючись табл. 8 визначення характеристики приміщення.

3.5. Для приміщень, до яких пред'являються спеціальні вимоги щодо акустики (унікальні глядач-

зали і т. п.), постійну приміщення слід визначати відповідно до вказівок з акустичного розрахунку для цих приміщень.

3.6. Якщо в розрахункову точку надходить шум від декількох джерел шуму (наприклад, припливних і рециркуляційних решіток, автономного кондиціонера та ін), то для розрахункової точки, що розглядається, за відповідними формулами п. 3.2 слід визначати октавні рівні звукового тиску, створювані кожним із джерел шуму окремо , та сумарний рівень у

Ці «Вказівки з акустичного розрахунку вентиляційних установок» розроблені НДІ-будівельної фізики Держбуду СРСР спільно з інститутами Сантехпроект Держбуду СРСР та Гіпроніавіапром Мінавіапрому.

Вказівки розроблені у розвиток вимог глави СНиП І-Г.7-62 «Опалення, вентиляція та кондиціювання повітря. Норми проектування» та «Санітарних норм проектування промислових підприємств» (СН 245-63), у яких встановлено необхідність зниження шуму установок вентиляції, кондиціювання повітря та повітряного опалення будівель та споруд різного призначення, коли він перевищує допустимі за нормами рівні звукового тиску.

Редактори: А. №1. Кошкін (Держбуд СРСР), д-р техн. наук, проф. Є. Я. Юдін та кандидати техн. наук Е. А. Лєсков та Г. Л. Осипов (НДІ будівельної фізики), канд. техн. наук І. Д. Розсади

У Вказівках викладено загальні принципи акустичних розрахунків установок вентиляції, кондиціювання повітря та повітряного опалення з механічним спонуканням. Розглянуто способи зниження рівнів звукового тиску на постійних робочих місцях та у приміщеннях (у розрахункових точках) до величин, встановлених нормами.

на (Гіпроніавіапром) та інж. |р. А. Кацнельсон/ (ДПІ Сантехпроект)

1. Загальні положення............ - . . , 3

2. Джерела шуму установок та їх шумові характеристики 5

3. Розрахунок октавних рівнів звукового тиску в розрахункових

точках.................... 13

4. Зниження рівнів (втрати) звукової потужності шуму

різних елементах повітроводів........ 23

5. Визначення необхідного зниження рівнів звукового тиску. . . *. ............... 28

6. Заходи щодо зниження рівнів звукового тиску. 31

Додаток. Приклади акустичного розрахунку установок вентиляції, кондиціювання повітря та повітряного опалення з механічним спонуканням...... 39

План І кв. 1970 р., № 3

3.7. Якщо розрахункові точки знаходяться в приміщенні, по якому проходить «шумний» повітропровід, а шум у приміщення проникає через стінки повітроводу, то октавні рівні звукового тиску слід визначати за формулою

L - L p -AL p + 101g -R B - 101gB"-J-3, (13)

де Lp 9 - октавний рівень звукової потужності джерела шуму, що випромінюється в повітропровід, в дБ (визначається відповідно до пп 2 5 і 2.10);

ALp b - сумарне зниження рівнів (втрати) звукової потужності шляхом поширення звуку від джерела шуму (вентилятора, дроселя і т. п.) до початку розглянутої ділянки повітроводу, що випромінює шум у приміщення, в дб (визначається відповідно до розділу 4);

Державний комітет Ради Міністрів СРСР у справах будівництва (Держбуд СРСР)

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1. Ці Вказівки розроблені для розвитку вимог глави СНиП І-Г.7-62 «Опалення, вентиляція та кондиціювання повітря. Норми проектування» та «Санітарних норм проектування промислових підприємств» (СН 245-63), у яких встановлено необхідність зниження шуму установок вентиляції, кондиціювання повітря та повітряного опалення з механічним спонуканням до рівнів звукового тиску допустимих за нормами.

1.2. Вимоги цих Вказівок поширюються на акустичні розрахунки повітряного (аеродинамічного) шуму, що утворюється під час роботи установок, перелічених у п. 1.1.

Примітка. У цих Вказівках не розглядаються розрахунки віброізоляції вентиляторів та електродвигунів (ізоляції струсів та звукових коливань, що передаються будівельним конструкціям), а також розрахунки звукоізоляції огороджувальних конструкцій вентиляційних камер.

1.3. Методика розрахунків повітряного (аеродинамічного) шуму заснована на визначенні рівнів звукового тиску шуму, що утворюється при роботі зазначених у п. 1.1 установок, на постійних робочих місцях або у приміщеннях (у розрахункових точках), визначенні необхідності зниження цих рівнів шуму та заходів щодо зменшення рівнів звукового тиску до величин, які допускаються нормами.

Примітки: 1. Акустичний розрахунок повинен входити до складу проектів установок вентиляції, кондиціювання повітря та повітряного опалення з механічним спонуканням для будівель та споруд різного призначення.

Акустичний розрахунок слід робити лише для приміщень про нормовані рівня шуму.

2. Повітряний (аеродинамічний) шум вентилятора і шум, що створюється потоком повітря в повітропроводах, мають широкосмугові спектри.

3. У цих Вказівках під шумом слід йонимать всякого роду звуки, що заважають сприйняттю корисних звуків або порушують тишу, а також звуки, що надають шкідливу або дратівливу дію на організм людини.

1.4. При акустичному розрахунку центральної установки вентиляції, кондиціювання повітря та повітряного опалення слід розглядати найбільш коротку гілку повітроводів. Якщо центральна установка обслуговує кілька приміщень, для яких нормативні вимоги до шуму різні, то додатково слід проводити розрахунок для гілки повітроводів, що обслуговує приміщення з найменшим рівнем шуму.

Окремо слід проводити розрахунок для автономних опалювально-вентиляційних агрегатів, автономних кондиціонерів, агрегатів повітряних або повітрянотеплових завіс, місцевих відсмоктувачів, агрегатів установок повітряного душування, які найближче розташовані до розрахункових точок або мають найбільшу продуктивність та звукову потужність.

Окремо слід проводити акустичний розрахунок гілок повітроводів, що виходять в атмосферу (всмоктування та викид повітря установками).

За наявності між вентилятором і обслуговуваним приміщенням пристроїв дроселюючих (діафрагм, дросель-клапанів, шиберів), повітророзподільних та повітроприймальних (решітки, плафони, анемостати тощо), різких змін поперечного перерізу повітроводів, поворотів і трійників слід проводити та елементів установок.

1.5. Акустичний розрахунок слід проводити для кожної з восьми октавних смуг слухового діапазону (для яких нормуються рівні шуму) із середньогеометричними частотами октавних смуг 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 та 8000 гц.

Примітки: 1. Для центральних систем повітряного опалення, вентиляції та кондиціонування повітря за наявності розгалуженої мережі повітроводів допускається проводити розрахунок тільки для частот 125 і 250 гц.

2. Усі проміжні акустичні розрахунки виконуються з точністю до 0,5 дБ. Кінцевий результат заокруглюється до цілого числа децибелів.

1.6. Необхідні заходи щодо зниження шуму, створюваного установками вентиляції, кондиціювання повітря та повітряного опалення, у разі потреби слід визначати для кожного джерела окремо.

2. ДЖЕРЕЛА ШУМУ УСТАНОВОК ТА ЇХ ШУМОВІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1. Акустичні розрахунки щодо визначення рівня звукового тиску повітряного (аеродинамічного) шуму слід проводити з урахуванням шуму, що створюється:

а) вентилятором;

б) під час руху повітряного потоку в елементах установок (діафрагмах, дроселях, шиберах, поворотах повітроводів, трійниках, ґратах, плафонах тощо).

Крім того, слід враховувати шум, що передається по вентиляційних повітроводах з одного приміщення до іншого.

2.2. Шумові характеристики (октавні рівні звукової потужності) джерел шуму (вентиляторів, опалювальних агрегатів, кімнатних кондиціонерів, дроселюючих, повітророзподільних та повітроприймальних пристроїв тощо) слід приймати за паспортами на це обладнання або за каталожними даними

За відсутності шумових характеристик їх слід визначати експериментально за завданням замовника чи розрахунком, керуючись даними, наведеними у цих Вказівках.

2.3. Загальний рівень звукової потужності шуму вентилятора слід визначати за формулою

L p =Z+251g#+l01gQ-K (1)

де 1^Р - загальний рівень звукової потужності шуму вен

тилятора в дБ щодо 10“ 12 вт;

L-критерій шумності, що залежить від типу та конструкції вентилятора, в дБ; слід приймати за табл. 1;

Я-повне тиск, створюване вентилятором, кГ/м 2 ;

Q - продуктивність вентилятора м/сек;

5 - поправка на режим вентилятора в дб.

Таблиця 1

Примітки: 1. Значення 6 при відхиленні режиму роботи вентилятора не більше ніж 20% від режиму максимуму к. п. д. слід приймати рівним 2 дб. На режимі роботи вентилятора з максимумом п. д. 6=0.

2. Для полегшення розрахунків на рис. 1 наведено графік визначення величини 251gtf+101gQ.

3, Отримана за формулою (1) величина характеризує звукову потужність, випромінювану відкритим вхідним або вихідним патрубком вентилятора в один бік у вільну атмосферу або в приміщення за наявності плавного підведення повітря до вхідного патрубка.

4. При неплавному підведенні повітря до вхідного патрубка або встановлення дроселя у вході патрубку до величин, зазначених у

табл. 1 слід додавати для осьових вевтиляторів 8 дб, для відцентрових вентиляторів 4 дб

2.4. Октавні рівні звукової потужності шуму вентилятора, що випромінюється відкритим вхідним або вихідним патрубком вентилятора L р, у вільну атмосферу або в приміщення, слід визначати за формулою

(2)

де - загальний рівень звукової потужності вентилятора в дБ;

ALi - поправка, що враховує розподіл звукової потужності вентилятора по октавних смугах в дБ, що приймається залежно від типу вентилятора та кількості обертів за табл. 2.

Таблиця 2

Поправки ALu, що враховують розподіл звукової потужності вентилятора по октавних смугах, в дб

Примітки: 1. Наведені у табл. 2 дані без дужок справедливі, коли число оборотів вентилятора знаходиться в межах 700-1400 об)хв.

2. При числі обертів вентилятора 1410-2800 обІмін весь спектр слід зрушити на октаву вниз, а при числі обертів 350-690 об/хв на октаву вгору, приймаючи для крайніх октав значення, вказані в дужках для частот 32 і 16000 гц.

3. При числі обертів вентилятора понад 2800 об/хв весь спектр слід посунути на дві октави вниз.

2.5. Октавні рівні звукової потужності шуму вентилятора, що випромінюється у вентиляційну мережу, слід визначати за формулою

Lp - L p ■- A L-± -|~ Л i-2,

де AL 2 - поправка, що враховує вплив приєднання вентилятора до мережі повітроводів у дБ, що визначається за табл. 3.

2.6. Загальний рівень звукової потужності шуму, випромінюваного вентилятором через стінки кожуха (корпусу) у приміщення вентиляційної камери, слід визначати за формулою (1) за умови, що величина критерію шумності L приймається за табл. 1, як його середнє значення для боку всмоктування та нагнітання.

Октавні рівні звукової потужності шуму, що випромінюється вентилятором у приміщення вентиляційної камери, слід визначати за формулою (2) та табл. 2.

2.7. Якщо у вентиляційній камері одночасно працює кілька вентиляторів, то для кожної октавної смуги необхідно визначати сумарний рівень

звукової потужності шуму, що випромінюється всіма вентиляторами.

Сумарний рівень звукової потужності шуму L cyu під час роботи п однакових вентиляторів слід визначати за формулою

£сум = Z.J + 10 Ign, (4)

де Li - рівень звукової потужності шуму одного вентилятора в дБ-, п - число однакових вентиляторів.

Для підсумовування рівнів звукової потужності шуму чи звукового тиску, створюваних двома джерелами шуму різних рівнів, слід використовувати табл. 4.

2.8. Октавні рівні звукової потужності шуму, що випромінюється в приміщення автономними кондиціонерами, опалювально-вентиляційними агрегатами, агрегатами повітряного душування (без мереж повітроводів) з осьовими вентиляторами, слід визначати за формулою (2) та табл. 2 з підвищеною поправкою 3 дБ.

Для автономних агрегатів з відцентровими вентиляторами октавні рівні звукової потужності шуму, що випромінюється всмоктувальним та нагнітаючим патрубками вентилятора, слід визначати за формулою (2) та табл. 2, а сумарний рівень шуму – за табл. 4.

Примітка. При заборі повітря установками зовні по вишивання поправку приймати не потрібно.

2.9. Загальний рівень звукової потужності шуму, створюваного дроселюючими, повітророзподільними та повітроприймальними пристроями (дросель-клапани).

Інженерно-будівельний журнал, N 5, 2010 рік
Рубрика: Технології

Д.т.н., професор І.І.Боголепов

ГОУ Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет
та ГОУ Санкт-Петербурзький державний морський технічний університет;
магістр А.А.Гладких,
ГОУ Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет

Система вентиляції та кондиціонування повітря (СВКВ) – найважливіша система для сучасних будівель та споруд. Однак, окрім необхідного якісного повітря, система транспортує у приміщення шум. Він йде від вентилятора та інших джерел, поширюється по повітроводу і випромінюється у вентильоване приміщення. Шум несумісний із нормальним сном, навчальним процесом, творчою роботою, високопродуктивною працею, повноцінним відпочинком, лікуванням, отриманням якісної інформації. У будівельних нормах та правилах Росії склалася така ситуація. Метод акустичного розрахунку СВКВ будівель, що використовувався в старому СНиП II-12-77 "Захист від шуму", застарів і не увійшов тому до нового СНиП 23-03-2003 "Захист від шуму". Отже, старий метод застарів, а нового загальновизнаного поки що немає. Нижче пропонується простий наближений спосіб акустичного розрахунку СВКВ у сучасних будинках, розроблений з використанням кращого виробничого досвіду, зокрема на морських судах.

Пропонований акустичний розрахунок заснований на теорії довгих ліній поширення звуку в акустично вузькій трубі і теорії звуку приміщень з практично дифузним звуковим полем . Він виконується з метою оцінки рівнів звукового тиску (далі - УЗД) та відповідності їх значень чинним нормам допустимого шуму. Він передбачає визначення УЗД від СВКВ внаслідок роботи вентилятора (далі – "машина") для наступних типових груп приміщень:

1) у приміщенні, де розташована машина;

2) у приміщеннях, через які повітропроводи проходять транзитом;

3) у приміщеннях, що обслуговуються системою.

Вихідні дані та вимоги

Розрахунок, проектування та контроль захисту людей від шуму пропонується виконувати для найважливіших для людського сприйняття октавних смуг частот, а саме: 125 Гц, 500 Гц та 2000 Гц. Октавна смуга частот 500 Гц є среднегеометрической величиною в діапазоні нормованих по шуму октавних смуг частот 31,5 Гц - 8000 Гц. Для постійного шуму розрахунок передбачає визначення УЗД у октавних смугах частот за рівнями звукової потужності (УЗМ) у системі. Величини УЗД та УЗМ пов'язані загальним співвідношенням = - 10 де - УЗД щодо порогового значення 2·10 Н/м; - УЗМ щодо порогового значення 10 Вт; - площа поширення фронту звукових хвиль,

УЗД повинні визначатися в розрахункових точках приміщень, що нормуються по шуму, за формулою = + , де - УЗМ джерела шуму. Величина, що враховує вплив приміщення на шум у ньому, розраховується за такою формулою:

де - Коефіцієнт, що враховує вплив ближнього поля; - Просторовий кут випромінювання джерела шуму, рад.; - коефіцієнт спрямованості випромінювання, що приймається за експериментальними даними (у першому наближенні дорівнює одиниці); - відстань від центру випромінювача шуму до розрахункової точки м; = - акустична стала приміщення, м; - середній коефіцієнт звукопоглинання внутрішніх поверхонь приміщення; - Сумарна площа цих поверхонь, м; - Коефіцієнт, що враховує порушення дифузного звукового поля в приміщенні.

Зазначені величини, розрахункові точки та норми допустимого шуму регламентуються для приміщень різних будівель БНіПом 23-03-2003 "Захист від шуму". Якщо розрахункові значення УЗД перевершують норму допустимого шуму хоча б у одній із зазначених трьох смуг частот, необхідно спроектувати заходи та засоби зниження шуму.

Вихідними даними для акустичного розрахунку та проектування СВКВ є:

- компонувальні схеми, що застосовуються у конструкції споруди; розміри машин, повітроводів, регулюючої арматури, колін, трійників та повітророзподільників;

- швидкості руху повітря в магістралях та відгалуженнях - за даними технічного завдання та аеродинамічного розрахунку;

- креслення загального розташування приміщень, що обслуговуються СВКВ - за даними будівельного проекту споруди;

- шумові характеристики машин, що регулює арматури та повітророзподільників СВКВ - за даними технічної документації на ці вироби.

Шумовими характеристиками машини є такі рівні УЗМ повітряного шуму в октавних смугах частот у дБ: - УЗМ шуму, що поширюється від машини в повітропроникнення; - УЗМ шуму, що поширюється від машини в повітропровід нагнітання; - УЗМ шуму, що випромінюється корпусом машини в навколишній простір. Всі шумові характеристики машини визначаються в даний час на підставі акустичних вимірювань за відповідними національними або міжнародними стандартами та іншими нормативними документами.

Шумові характеристики глушників, повітроводів, регульованої арматури та повітророзподільників представлені УЗМ повітряного шуму в октавних смугах частот у дБ:

- УЗМ шуму, що генерується елементами системи при проходженні потоку повітря через них (генерація шуму); - УЗМ шуму, що розсіюється або поглинається в елементах системи під час проходження через них потоку звукової енергії (зниження шуму).

Ефективність генерації та зниження шуму елементами СВКВ визначаються на підставі акустичних вимірів. Підкреслимо, що значення величин і мають бути зазначені у відповідній технічній документації.

Належна увага приділяється при цьому точності та надійності акустичного розрахунку, які закладаються у похибку результату величинами та .

Розрахунок для приміщень, де встановлена ​​машина

Нехай у приміщенні 1, де встановлена ​​машина, є вентилятор, рівень звукової потужності якого, що випромінюється в трубопровід всмоктування, нагнітання і через корпус машини, є величини в дБ і . Нехай у вентилятора на стороні трубопроводу нагнітання встановлено глушник шуму з ефективністю глушіння в дБ (). Робоче місце знаходиться на відстані машини. Розділяюче приміщення 1 та приміщення 2 стіна знаходиться на відстані від машини. Постійне звукопоглинання приміщення 1: = .

Для приміщення 1 розрахунок передбачає вирішення трьох завдань.

1-е завдання. Виконання норми допустимого шуму.

Якщо всмоктувальний та нагнітальний патрубки виведені з приміщення машини, то розрахунок УЗД у приміщенні, де вона розташована, провадиться за такими формулами.

Октавні УЗД у розрахунковій точці приміщення визначаються у дБ за формулою:

де - УЗМ шуму, що випромінюється корпусом машини з урахуванням точності та надійності за допомогою . Величина, зазначена вище, визначається за формулою:

Якщо у приміщенні розміщені nджерел шуму, УЗД від кожного з яких у розрахунковій точці рівні , то сумарний УЗД від усіх визначається за формулою:

В результаті акустичного розрахунку та проектування СВКВ для приміщення 1, де встановлена ​​машина, має бути забезпечене виконання у розрахункових точках норм допустимого шуму.

2-ге завдання.Розрахунок величини УЗМ у повітроводі нагнітання з приміщення 1 до приміщення 2 (приміщення, через який повітропровід проходить транзитом), а саме величини у дБ проводиться за формулою

3-тє завдання.Розрахунок величини УЗМ, випромінюваної стінкою площею зі звукоізоляцією приміщення 1 приміщення 2, а саме величини в дБ, виконується за формулою

Таким чином, результатом розрахунку в приміщенні 1 є виконання норм шуму в цьому приміщенні та отримання вихідних даних для розрахунку в приміщенні 2.

Розрахунок для приміщень, через які повітропровід проходить транзитом

Для приміщення 2 (для приміщень, якими повітропровід проходить транзитом) розрахунок передбачає вирішення наступних п'яти завдань.

1-е завдання.Розрахунок звукової потужності, що випромінюється стінками повітроводу в приміщення 2, а саме визначення величини в дБ за формулою:

У цій формулі: - див. вище 2 завдання для приміщення 1;

= 1,12 - еквівалентний діаметр перерізу повітроводу з площею поперечного перерізу;

- Довжина приміщення 2.

Звукоізоляція стінок циліндричного повітроводу в дБ розраховується за формулою:

де - динамічний модуль пружності матеріалу стінки повітропроводу, Н/м;

- внутрішній діаметр повітроводу в м;

- Товщина стінки повітроводу в м;


Звукоізоляція стінок повітроводів прямокутного перерізу розраховується за такою формулою в ДБ:

де = - маса одиниці поверхні стінки повітроводу (твір щільності матеріалу в кг/м на товщину стінки м);

- Середньогеометрична частота октавних смуг у Гц.

2-ге завдання.Розрахунок УЗД у розрахунковій точці приміщення 2, що знаходиться на відстані від першого джерела шуму (повітропровід) виконується за формулою, дБ:

3-тє завдання.Розрахунок УЗД у розрахунковій точці приміщення 2 від другого джерела шуму (УЗМ, випромінюваної стіною приміщення 1 приміщення 2, - величина в дБ) виконується за формулою, дБ:

4-е завдання.Виконання норми допустимого шуму.

Розрахунок ведеться за формулою в дБ:

В результаті акустичного розрахунку та проектування СВКВ для приміщення 2, через яке повітропровід проходить транзитом, має бути забезпечене виконання в розрахункових точках норм допустимого шуму. Це – перший результат.

5-е завдання.Розрахунок величини УЗМ у повітроводі нагнітання з приміщення 2 до приміщення 3 (приміщення, що обслуговується системою), а саме величини у дБ за формулою:

Величина втрат на випромінювання звукової потужності шуму стінками повітроводів на прямолінійних ділянках повітроводів одиничної довжини дБ/м представлена ​​в таблиці 2. Другим результатом розрахунку в приміщенні 2 є отримання вихідних даних для акустичного розрахунку системи вентиляції в приміщенні 3.

Розрахунок для приміщень, що обслуговуються системою

У приміщеннях 3, що обслуговуються СВКВ (для яких система в кінцевому рахунку і призначена), розрахункові точки та норми допустимого шуму приймаються відповідно до СНиП 23-03-2003 "Захист від шуму" та технічним завданням.

Для приміщення 3 розрахунок передбачає вирішення двох завдань.

1-е завдання.Розрахунок звукової потужності, що випромінюється повітроводом через випускний повітророзподільний отвір у приміщення 3, а саме визначення величини в дБ, пропонується виконувати наступним чином.

Приватне завдання 1 для низькошвидкісної системи зі швидкістю повітря v<< 10 м/с и = 0 и трех типовых помещений (см. ниже пример акустического расчета) решается с помощью формулы в дБ:

Тут



() - втрати в глушнику шуму у приміщенні 3;

() - втрати у трійнику у приміщенні 3 (див. нижче формулу);

- Втрати в результаті відображення від кінця повітроводу (див. таблицю 1).

Загальне завдання 1полягає у рішенні для багатьох із трьох типових приміщень за допомогою наступної формули в дБ:



Тут - УЗМ шуму, що поширюється від машини в повітропровід нагнітання в дБ з урахуванням точності та надійності величиною (приймається за даними технічної документації на машини);

- УЗМ шуму, що генерується повітряним потоком у всіх елементах системи в дБ (приймається за даними технічної документації на ці елементи);

- УЗМ шуму, що поглинається та розсіюється при проходженні потоку звукової енергії через всі елементи системи в дБ (приймається за даними технічної документації на ці елементи);

- величина, що враховує відображення звукової енергії від кінцевого вихідного отвору повітроводу в дБ, приймається за таблицею 1 (ця величина дорівнює нулю, якщо вже включає );

- величина, що дорівнює 5 дБ для низькошвидкісного СВКВ (швидкість повітря в магістралях менше 15 м/с), рівна 10 дБ для середньошвидкісного СВКВ (швидкість повітря в магістралях менше 20 м/с) і дорівнює 15 дБ для високошвидкісного СВКВ (швидкість у магістралях) 25 м/с).

Таблиця 1. Величина у дБ. Октавні смуги

Основою для проектування шумоглушення систем вентиляції та кондиціювання повітря є акустичний розрахунок – обов'язковий додаток до проекту вентиляції будь-якого об'єкта. Основні завдання такого розрахунку: визначення октавного спектру повітряного, структурного вентиляційного шуму в розрахункових точках та його необхідне зниження шляхом зіставлення цього спектра з допустимим спектром за гігієнічними нормами. Після підбору будівельно-акустичних заходів щодо забезпечення необхідного зниження шуму проводиться перевірочний розрахунок очікуваних рівнів звукового тиску в тих самих розрахункових точках з урахуванням ефективності цих заходів.

Вихідними даними для акустичного розрахунку є шумові характеристики обладнання - рівні звукової потужності (УЗМ) в октавних смугах із середньогеометричними частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для орієнтовних розрахунків можуть використовуватись кориговані рівні звукової потужності джерел шуму в дБА.

Розрахункові точки розташовуються у місцях проживання людини, зокрема, на місці установки вентилятора (у вентиляційній камері); у приміщеннях або в зонах, що межують із місцем встановлення вентилятора; у приміщеннях, що обслуговуються системою вентиляції; у приміщеннях, де повітроводи проходять транзитом; у зоні пристрою прийому або викиду повітря, або тільки прийому повітря для рециркуляції.

Розрахункова точка знаходиться у приміщенні, де встановлений вентилятор

У загальному випадку рівні звукового тиску в приміщенні залежать від звукової потужності джерела та фактора спрямованості випромінювання шуму, кількості джерел шуму, від розташування розрахункової точки щодо джерела та будівельних конструкцій, що захищають, від розмірів і акустичних якостей приміщення.

Октавні рівні звукового тиску, що створюються вентилятором (вентиляторами) у місці установки (у венткамері), рівні:

де Фi – фактор спрямованості джерела шуму (безрозмірний);

S - площа уявної сфери або її частини, що оточує джерело і проходить через розрахункову точку, м 2;

B - акустична стала приміщення, м 2 .

Розрахункові точки знаходяться на прилеглій до будівлі території

Шум вентилятора поширюється по повітроводу і випромінюється в навколишній простір через решітку або шахту, безпосередньо через стінки корпусу вентилятора або відкритий патрубок при встановленні вентилятора ззовні будівлі.

При відстані від вентилятора до розрахункової точки набагато більше його розмірів джерело шуму вважатимуться точковим.

У цьому випадку октавні рівні звукового тиску у розрахункових точках визначаються за формулою

де L Pокті - октавний рівень звукової потужності джерела шуму, дБ;

∆L Pсетіi - сумарне зниження рівня звукової потужності по шляху поширення звуку в повітроводі в октавній смузі, що розглядається, дБ;

∆L ні - показник спрямованості випромінювання звуку, дБ;

r - відстань від джерела шуму до розрахункової точки м;

W – просторовий кут випромінювання звуку;

b a - загасання звуку у атмосфері, дБ/км.

Система вентиляції та кондиціонування повітря (СВКВ) є одним з основних джерел шуму в сучасних житлових, громадських та промислових будівлях, на суднах, у спальних вагонах поїздів, у різноманітних салонах та кабінах управління.

Шум у СВКВ йде від вентилятора (головного джерела шуму зі своїми завданнями) та інших джерел, поширюється по повітроводу разом з потоком повітря і випромінюється у приміщення, що вентилюється. На шум та його зниження впливають: кондиціонери, опалювальні агрегати, регулюючі та повітророзподільні пристрої, конструкція, повороти та розгалуження повітроводів.

Акустичний розрахунок СВКВ проводиться з метою оптимального вибору всіх необхідних засобів зниження шуму та визначення очікуваного рівня шуму у розрахункових точках приміщення. Традиційно головним засобом зниження шуму системи є активні та реактивні глушники шуму. Звукоізоляцією та звукопоглинанням системи та приміщення потрібно забезпечити виконання норм допустимих для людини рівнів шуму – важливих екологічних норм.

Зараз у будівельних нормах і правилах Росії (СНиП), обов'язкових при проектуванні, будівництві та експлуатації будівель з метою захисту від шуму, склалася надзвичайна ситуація. У старому СНиП II-12-77 «Захист від шуму» метод акустичного розрахунку СВКВ будівель застарів і не увійшов тому до нового СНиП 23-03-2003 «Захист від шуму» (замість СНиП II-12-77), де він поки що взагалі Відсутнє.

Таким чином, старий метод застарів, а нового немає. Настає час створення сучасного методу акустичного розрахунку СВКВ у будівлях, як це вже має місце бути зі своєю специфікою в інших, раніше більш просунуті по акустиці, областях техніки, наприклад, на морських судах. Розглянемо три можливі способи акустичного розрахунку, стосовно СВКВ.

Перший спосіб акустичного розрахунку. У цьому способі, що встановлюється суто на аналітичних залежностях, використовується теорія довгих ліній, відома в електротехніці і віднесена до поширення звуку в газі, що заповнює вузьку трубу з жорсткими стінками . Розрахунок проводиться за умови, що діаметр труби набагато менше довжини звукової хвилі.

Для труби прямокутного перерізу сторона повинна бути меншою за половину довжини хвилі, а для круглої труби — радіус. Саме такі труби в акустиці називають вузькими. Так, для повітря на частоті 100 Гц труба прямокутного перерізу буде вважатися вузькою, якщо сторона перерізу менше 1,65 м. У вузькій зігнутій трубі поширення звуку залишиться таким самим, як і в прямій трубі.

Це відомо з практики застосування переговорних труб, наприклад давно на пароплавах. Типова схема довгої лінії системи вентиляції має дві визначальні величини: L wH - звукова потужність, що надходить у трубопровід нагнітання від вентилятора на початку довгої лінії, а L wK - звукова потужність, що виходить із трубопроводу нагнітання в кінці довгої лінії і надходить у вентильоване приміщення.

Довга лінія містить такі характерні елементи. Перерахуємо їх: вхідний отвір зі звукоізоляцією R 1 , активний глушник шуму зі звукоізоляцією R 2 , трійник зі звукоізоляцією R 3 , реактивний глушник шуму зі звукоізоляцією R 4 , дросельна заслінка зі звукоізоляцією R 5 та випускний отвір зі звуко. Під звукоізоляцією тут розуміється різниця в дБ між звуковою потужністю в падаючих на даний елемент хвилях і звукової потужності, що випромінюється цим елементом після проходження хвиль через нього.

Якщо звукоізоляція кожного з цих елементів не залежить від інших, то звукоізоляція всієї системи може бути оцінена розрахунком наступним чином. Хвильове рівняння для вузької труби має наступний вид рівняння для плоских звукових хвиль у необмеженому середовищі:

де c - швидкість звуку в повітрі, а p - звуковий тиск у трубі, пов'язаний з коливальною швидкістю в трубі за другим законом Ньютона співвідношенням

де ρ - щільність повітря. Звукова потужність для плоских гармонійних хвиль дорівнює інтегралу за площею поперечного перерізу S повітроводу за період звукових коливань T в Вт:

де T = 1/f - період звукових коливань, с; f - Частота коливань, Гц. Звукова потужність дБ: L w = 10lg(N/N 0), де N 0 = 10 -12 Вт. У межах зазначених припущень звукоізоляція довгої лінії системи вентиляції розраховується за такою формулою:

Число елементів n для конкретної СВКВ може бути, звичайно, більшим за вказані вище n = 6. Застосуємо для розрахунку величин R i теорію довгих ліній до вищевказаних характерних елементів системи вентиляції повітря.

Вхідний та вихідний отвори системи вентиляціїз R 1 та R 6 . Місце з'єднання двох вузьких труб з різними площами поперечних перерізів S 1 і S 2 за теорією довгих ліній - аналог межі розділу двох середовищ при нормальному падінні звукових хвиль на межу розділу. Граничні умови на місці з'єднання двох труб визначаються рівністю звукових тисків і коливальних швидкостей з обох боків межі з'єднання, помножених на площі поперечних перерізів труб.

Вирішуючи отримані таким способом рівняння, отримаємо коефіцієнт проходження по енергії та звукоізоляцію місця з'єднання двох труб із зазначеними вище перерізами:

Аналіз цієї формули показує, що за S 2 >> S 1 властивості другої труби наближаються до властивостей вільної межі. Наприклад, вузьку трубу, відкриту в напівнескінченний простір, можна вважати з точки зору звукоізолюючого ефекту як межу з вакуумом. При S 1<< S 2 свойства второй трубы приближаются к свойствам жесткой границы. В обоих случаях звукоизоляция максимальна. При равенстве площадей сечений первой и второй трубы отражение от границы отсутствует и звукоизоляция равна нулю независимо от вида сечения границы.

Активний глушник шуму R2. Звукоізоляцію в цьому випадку приблизно і швидко можна оцінити в дБ, наприклад, за відомою формулою інженера А.І. Бєлова:

де П - периметр прохідного перерізу, м; l - Довжина глушника, м; S - площа поперечного перерізу каналу глушника, м 2; α екв - еквівалентний коефіцієнт звукопоглинання облицювання, що залежить від дійсного коефіцієнта поглинання α, наприклад, таким чином:

α 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

α екв 0,1 0,2 0,4 0,5 0,6 0,9 1,2 1,6 2,0 4,0

З формули слід, що звукоізоляція каналу активного глушника R 2 тим більша, чим більша поглинальна здатність стінок екв, довжина глушника l і відношення периметра каналу до площі його поперечного перерізу П/S. Для кращих звукопоглинаючих матеріалів, наприклад, марки ППУ-ЕТ, БЗМ і АТМ-1, а також інших звукопоглиначів, що широко використовуються, дійсний коефіцієнт звукопоглинання α представлений в .

Трійник R3. У системах вентиляції найчастіше перша труба з площею перерізу S 3 розгалужується потім дві труби з площами перерізу S 3.1 і S 3.2 . Таке розгалуження називається трійником: через першу гілку звук надходить, через дві інші проходить далі. У випадку перша і друга труба можуть складатися із сукупності труб. Тоді маємо

Звукоізоляція трійника від перерізу S 3 до перерізу S 3.i визначається за формулою

Зауважимо, що через аерогідродинамічні міркування в трійниках прагнуть забезпечити рівність площі перерізів першої труби сумі площі перерізів у розгалуженнях.

Реактивний (камерний) глушник шуму R4. Камерний глушник шуму являє собою акустично вузьку трубу з перерізом S 4 переходить в іншу акустично вузьку трубу великого перерізу S 4.1 довжиною l, званої камерою, і потім знову переходить в акустично вузьку трубу з перетином S 4 . Скористаємося і тут теорією довгої лінії. Замінивши у відомій формулі звукоізоляції шару довільної товщини при нормальному падінні звукових хвиль характеристичний імпеданс на відповідні зворотні величини площі труби, отримаємо формулу звукоізоляції глушника шуму

де k - хвильове число. Найбільшого значення звукоізоляція камерного глушника шуму досягає sin(kl)= 1, тобто. при

де n = 1, 2, 3, … Частота максимальної звукоізоляції

де с - Швидкість звуку в повітрі. Якщо в такому глушнику використовується кілька камер, формула звукоізоляції повинна застосовуватися послідовно від камери до камери, а сумарний ефект розраховується застосуванням, наприклад, методу граничних умов. Ефективні глушники камери вимагають іноді великих габаритних розмірів. Але їхня перевага полягає в тому, що вони можуть бути ефективними на будь-яких частотах, у тому числі низьких, де активні глушники практично марні.

Зона великої звукоізоляції у камерних глушників шуму охоплює досить широкі смуги частот, що повторюються, але вони мають також періодичні зони пропускання звуку, дуже вузькі за частотою . Для підвищення ефективності та вирівнювання частотної характеристики камерний глушник часто облицьовують зсередини звукопоглиначем.

Заслінка R5. Заслінка конструктивно являє собою тонку пластину площею S 5 і товщиною δ 5 , затискає між фланцями трубопроводу, отвір в якому площею S 5.1 менше внутрішнього діаметра труби (або ін. характерного розміру). Звукоізоляція такої дросельної заслінки

де с - Швидкість звуку в повітрі. У першому способі головне нам питання розробки нового методу — це оцінка точності і надійності результату акустичного розрахунку системи. Визначимо точність і надійність результату розрахунку звукової потужності, що надходить у вентильоване приміщення - в даному випадку величини

Перепишемо цей вислів у наступних позначеннях алгебраїчної суми, а саме

Зауважимо, що абсолютна максимальна помилка наближеної величини є максимальна різниця між її точним значенням y 0 та наближеним y, тобто ± ε= y 0 - y. Абсолютна максимальна помилка алгебраїчної суми кількох наближених величин y i дорівнює сумі абсолютних значень абсолютних помилок доданків:

Тут прийнято найменш сприятливий випадок, коли абсолютні помилки всіх доданків мають один і той самий знак. Насправді, приватні помилки можуть мати різні знаки і бути розподілені за різними законами. Найчастіше практично похибки алгебраїчної суми розподіляються за нормальним законом (розподіл Гаусса). Розглянемо ці похибки та зіставимо їх із відповідною величиною абсолютної максимальної похибки. Визначимо цю величину при припущенні, що кожен член алгебри y 0i суми розподілений за нормальним законом з центром M(y 0i) і стандартом

Тоді сума також дотримується нормального закону розподілу з математичним очікуванням

Похибка алгебраїчної суми визначиться як:

Тоді можна стверджувати, що з надійністю, що дорівнює ймовірності 2Φ(t), похибка суми не перевищуватиме величини

При 2Φ(t), = 0,9973 маємо t = 3 = α і статистична оцінка за практично максимальної надійності похибка суми (формула) Абсолютна максимальна похибка в цьому випадку

Таким чином, ε 2Φ(t)<< ε. Проиллюстрируем это на примере результатов расчета по первому способу. Если для всех элементов имеем ε i = ε= ±3 дБ (удовлетворительная точность исходных данных) и n = 7, то получим ε= ε n = ±21 дБ, а (формула). Результат имеет совершенно неудовлетворительную точность, он неприемлем. Если для всех характерных элементов системы вентиляции воздуха имеем ε i = ε= ±1 дБ (очень высокая точность расчета каждого из элементов n) и тоже n = 7, то получим ε= ε n = ±7 дБ, а (формула).

Тут результат при ймовірнісній оцінці похибок у першому наближенні більш-менш може бути прийнятним. Отже, кращою є ймовірнісна оцінка похибок і саме її слід використовувати для вибору «запасу на незнання», який пропонується обов'язково застосовувати в акустичному розрахунку СВКВ для гарантії виконання допустимих норм шуму у приміщенні, що вентилюється (раніше цього не робилося).

Але і ймовірнісна оцінка похибок результату свідчить у цьому випадку про те, що досягти високої точності результатів розрахунку по першому способу важко навіть для дуже простих схем та низькошвидкісної системи вентиляції. Для простих, складних, низько- та високошвидкісних схем СВКВ задовільної точності та надійності такого розрахунку можна досягти у багатьох випадках лише за другим способом.

Другий спосіб акустичного розрахунку. На морських судах давно використовують спосіб розрахунку, заснований частково на аналітичних залежностях, але вирішальним чином на експериментальних даних. Використовуємо досвід розрахунків на судах для сучасних будівель. Тоді у вентильованому приміщенні, що обслуговується одним j-м розподільником повітря, рівні шуму L j , дБ, в розрахунковій точці слід визначати за наступною формулою:

де L wi - звукова потужність, дБ, що генерується в i-му елементі СВКВ, R i - звукоізоляція в i-му елементі СВКВ, дБ (див. перший спосіб),

величина, що враховує вплив приміщення на шум у ньому (у будівельній літературі іноді замість Q використовують B). Тут r j - відстань від j-го розподільника повітря до розрахункової точки приміщення, Q - постійна звукопоглинання приміщення, а величини χ, Φ, Ω, κ- емпіричні коефіцієнти (χ- коефіцієнт впливу ближнього поля, Ω- просторовий кут випромінювання джерела, Φ- фактор спрямованості джерела, κ-коефіцієнт порушення дифузності звукового поля).

Якщо у приміщенні сучасної будівлі розміщені m повітророзподільників, рівень шуму від кожного з яких у розрахунковій точці дорівнює L j , то сумарний шум від усіх них повинен бути нижчим від допустимих для людини рівнів шуму, а саме:

де L H - санітарна норма шуму. По другому способу акустичного розрахунку звукова потужність L wi , що генерується у всіх елементах СВКВ, і звукоізоляція R i , що має бути у всіх цих елементах, для кожного з них знаходиться попередньо експериментально. Справа в тому, що за останні півтора-два десятиліття сильно прогресувала електронна техніка акустичних вимірювань, поєднана з комп'ютером.

В результаті підприємства, що випускають елементи СВКВ, повинні вказувати у паспортах та каталогах характеристики L wi та R i , виміряні відповідно до національних та міжнародних стандартів . Таким чином, у другому способі враховується генерація шуму не тільки у вентиляторі (як у першому способі), але і у всіх інших елементах СВКВ, що для середньо- та високошвидкісної систем може мати істотне значення.

Крім того, оскільки неможливо розрахувати звукоізоляцію R i таких елементів системи як кондиціонери, опалювальні агрегати, регулюючі та повітророзподільні пристрої, тому їх у першому способі немає. Але її можна визначити з необхідною точністю шляхом стандартних вимірювань, що робиться тепер для другого способу. У результаті, другий спосіб, на відміну першого, охоплює майже всі схеми СВКВ.

І, нарешті, другий спосіб враховує вплив властивостей приміщення на шум у ньому, а також значення допустимих для людини шуму відповідно до даного випадку діючих будівельних норм і правил. Основний недолік другого методу у тому, що він немає обліку акустичної взаємодії між елементами системи — інтерференційних явищ у трубопроводах.

Підсумовування за зазначеною формулою акустичного розрахунку СВКВ звукових потужностей джерел шуму у ватах, а звукоізоляції елементів у децибелах справедливе лише, щонайменше, коли інтерференції звукових хвиль у системі немає. А коли інтерференція у трубопроводах є, то вона може бути джерелом потужного звуку, на чому ґрунтується, наприклад, звучання деяких духових музичних інструментів.

Другий метод вже увійшов у навчальний посібник та методичні вказівки з курсових проектів будівельної акустики для студентів старших курсів Санкт-Петербурзького державного політехнічного університету. Неврахування інтерференційних явищ у трубопроводах збільшує «запас на незнання» або вимагає у відповідальних випадках експериментального доведення результату до потрібного ступеня точності та надійності.

Для вибору «запасу на незнання» кращою є, як було показано вище для першого способу, ймовірнісна оцінка похибок, яку пропонується обов'язково застосовувати в акустичному розрахунку СВКВ будівель для гарантії виконання допустимих норм шуму в приміщеннях при проектуванні сучасних будівель.

Третій спосіб акустичного розрахунку. Цей метод враховує інтерференційні у вузькому трубопроводі довгої лінії. Такий облік може кардинально підвищити точність та надійність результату. З зазначеною метою пропонується для вузьких труб застосувати «спосіб імпедансів» академіка АН СРСР та РАН Бреховських Л.М., який він використав при розрахунку звукоізоляції довільного числа плоскопаралельних шарів.

Отже, визначимо спочатку вхідний імпеданс плоскопаралельного шару товщиною δ 2 , стала поширення звуку якого γ 2 = β 2 + ik 2 і акустичне опір Z 2 = ρ 2 c 2 . Позначимо акустичне опір серед шару, звідки падають хвилі, Z 1 = ρ 1 c 1 , а серед за шаром маємо Z 3 = ρ 3 c 3 . Тоді звукове поле в шарі, при опущенні фактора i ωt, буде суперпозицією хвиль, що біжать у прямому і зворотному напрямках, зі звуковим тиском

Вхідний імпеданс усієї системи шарів (формула) може бути отриманий простим (n - 1)-кратним застосуванням попередньої формули, тоді маємо

Застосуємо тепер, як у першому способі, теорію довгих ліній до циліндричної труби. І таким чином, при інтерференції у вузьких трубах маємо формулу звукоізоляції в дБ довгої лінії системи вентиляції:

Вхідні імпеданси тут можуть бути отримані як, у найпростіших випадках, розрахунком, так і, у всіх випадках, виміром на спеціальній установці сучасною акустичною апаратурою. По третьому способу, аналогічно першому способу, маємо звукову потужність, що виходить з повітроводу нагнітання в кінці довгої лінії СВКВ і надходить у вентильоване приміщення за схемою:

Далі йде оцінка результату, як у першому способі із «запасом на незнання», і рівня звукового тиску приміщення L, як у другому способі. Остаточно отримуємо наступну основну формулу акустичного розрахунку системи вентиляції та кондиціювання повітря будівель:

При надійності розрахунку 2Φ(t)= 0,9973 (практично вищий ступінь надійності) маємо t = 3 та величини похибок дорівнюють 3σ Li та 3σ Ri . При надійності 2Φ(t)= 0,95 (високий ступінь надійності) маємо t = 1,96 і величини похибок дорівнюють приблизно 2σ Li і 2σ Ri , При надійності 2Φ(t)= 0,6827 (інженерна оцінка надійності) маємо t = 1,0 і величини похибок рівні σ Li і σ Ri Третій спосіб, спрямований у майбутнє, точніший і надійніший, але й складніший — вимагає високої кваліфікації в галузях будівельної акустики, теорії ймовірностей та математичної статистики, сучасної вимірювальної техніки.

Його зручно використовувати у інженерних розрахунках із застосуванням комп'ютерних технологій. Він, на думку автора, може бути запропонований як новий метод акустичного розрахунку системи вентиляції та кондиціювання повітря будівель.

Підбиваючи підсумки

Вирішення назрілих питань розробки нового методу акустичного розрахунку має враховувати найкраще з наявних способів. Пропонується такий новий метод акустичного розрахунку СВКВ будівель, який має мінімальний «запас на незнання» BB, завдяки обліку похибок методами теорії ймовірностей та математичної статистики та обліку інтерференційних явищ методом імпедансів.

Подані у статті відомості про новий метод розрахунку не містять деяких необхідних подробиць, отриманих додатковими дослідженнями та практикою роботи, та які становлять «ноу-хау» автора. Кінцева мета нового методу – забезпечити вибір комплексу засобів зниження шуму системи вентиляції та кондиціонування повітря будівель, що збільшує, порівняно з існуючим, ефективність, зменшуючи вагу та вартість СВКВ.

Технічні регламенти в галузі промислового та цивільного будівництва поки що відсутні, тому розробки в області, зокрема, зниження шуму СВКВ будівель актуальні і мають бути продовжені щонайменше до прийняття таких регламентів.

1. Бреховських Л.М. Хвилі у шаруватих середовищах // М: Видавництво Академії наук СРСР. 1957.
2. Ісакович М.А. Загальна акустика // М: Видавництво «Наука», 1973.
3. Довідник із суднової акустики. За редакцією І.І. Клюкіна та І.І. Боголєпова. - Ленінград, «Суднобудування», 1978.
4. Хорошєв Г.А., Петров Ю.І., Єгоров Н.Ф. Боротьба з шумом вентиляторів // М: Енерговидав, 1981.
5. Колесніков А.Є. Акустичні виміри. Допущено Міністерством вищої та середньої спеціальної освіти СРСР як підручник для студентів вузів, які навчаються за спеціальністю «Електроакустика та ультразвукова техніка» // Ленінград, «Суднобудування», 1983.
6. Боголепов І.І. Промислова звукоізоляція. Передмова акад. І.А. Глібова. Теорія, дослідження, проектування, виготовлення, контроль // Ленінград, «Суднобудування», 1986.
7. Авіаційна акустика Ч. 2. За ред. А.Г. Муніна. - М: «Машинобудування», 1986.
8. Ізак Г.Д., Гомзіков Е.А. Шум на судах та методи його зниження// М.: «Транспорт», 1987.
9. Зниження шуму в будинках та житлових районах. За ред. Г.Л. Осипова та Є.Я. Юдіна. - М.: Будвидав, 1987.
10. Будівельні норми і правила. Захист від шуму. БНіП II-12-77. Затверджено постановою Державного комітету Ради Міністрів СРСР у справах будівництва від 14 червня 1977 р. №72. - М: Держбуд Росії, 1997.
11. Посібник з розрахунку та проектування шумоглушення вентиляційних установок. Розроблено до СНиП II-12-77 організаціями НДІ будівельної фізики, ДПІ сантехпоект, НДІБК. - М.: Будвидав, 1982.
12. Каталог шумових характеристик технологічного обладнання (до СНіП II-12-77). НДІ будівельної фізики Держбуду СРСР // М.: Будвидав, 1988.
13. Будівельні норми та правила Російської Федерації. Захист від шуму (Sound protection). БНіП 23-03-2003. Прийнято та введено в дію постановою Держбуду Росії від 30 червня 2003 р. №136. Дата запровадження 2004-04-01.
14. Звукоізоляція та звукопоглинання. Навчальний посібник для студентів вузів, які навчаються за спеціальністю «Промислове та цивільне будівництво» та «Теплогазопостачання та вентиляція» за ред. Г.Л. Осипова та В.М. Бобильова. - М: Видавництво АСТ-Астрель, 2004.
15. Боголепов І.І. Акустичний розрахунок та проектування системи вентиляції та кондиціювання повітря. Методичні вказівки до курсових проектів. Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет// Санкт-Петербург. Видавництво СПбОДЗПП, 2004.
16. Боголепов І.І. Будівельна акустика Передмова акад. Ю.С. Васильєва // Санкт-Петербург. Видавництво Політехнічного університету, 2006.
17. Сотніков А.Г. Процеси, апарати та системи кондиціювання повітря та вентиляції. Теорія, техніка та проектування на рубежі століть // Санкт-Петербург, Видавництво AT-Publishing, 2007.
18. www.integral.ru. Фірма "Інтеграл". Розрахунок рівня зовнішнього шуму систем вентиляції за: СНиП II-12-77 (ч. II) - «Посібник з розрахунку та проектування шумоглушення вентиляційних установок». Санкт-Петербург, 2007.
19. www.iso.org - сайт в Інтернеті, на якому є повна інформація про Міжнародну організацію зі стандартизації ISO, каталог та Інтернет-магазин стандартів, через який можна придбати будь-який нині стандарт ISO в електронному або друкованому вигляді.
20. www.iec.ch - сайт в Інтернеті, на якому є повна інформація про Міжнародну електротехнічну комісію IEC, каталог та Інтернет-магазин її стандартів, через який можна придбати чинний в даний час стандарт IEC в електронному або друкованому вигляді.
21. www.nitskd.ru.tc358 - сайт в Інтернеті, на якому є повна інформація про роботу технічного комітету ТК 358 «Акустика» Федерального агентства з технічного регулювання, каталог та Інтернет-магазин національних стандартів, через який можна придбати потрібний російський стандарт в електронному чи друкованому вигляді.
22. Федеральний закон від 27 грудня 2002 р. №184-ФЗ «Про технічне регулювання» (зі змінами від 9 травня 2005 р.). Прийнятий Державної Думою 15 грудня 2002 р. схвалений Радою Федерації 18 грудня 2002 р. Про реалізацію цього Федерального закону див. наказ Держгіртехнагляду РФ від 27 березня 2003 р. №54.
23. Федеральний закон від 1 травня 2007 р. № 65-ФЗ «Про внесення змін до Федерального закону «Про технічне регулювання».

Вентиляція у приміщенні, особливо у житловому чи промисловому, має функціонувати на 100 %. Звичайно, багато хто може сказати, що можна просто відкрити вікно або двері, щоб провітрити. Але цей варіант може спрацювати лише влітку чи навесні. А що робити взимку, коли на вулиці холодно?

Необхідність вентиляції

По-перше, відразу варто відзначити, що без свіжого повітря легкі людини починають гірше функціонувати. Можлива також поява різних захворювань, які з великим відсотком ймовірності переростуть у хронічні. По-друге, якщо будівля - це житловий будинок, в якому знаходяться діти, то потреба у вентиляції зростає ще сильніше, тому що деякі недуги, які можуть заразити дитину, швидше за все, залишаться у неї на все життя. Щоб уникнути таких проблем, найкраще зайнятися облаштуванням вентиляції. Варто розглянути кілька варіантів. Наприклад, можна зайнятися розрахунком припливної системи вентиляції та її установкою. Також варто додати, що хвороби – це далеко не всі проблеми.

У кімнаті або будівлі, де немає постійного обміну повітря, всі меблі та стіни покриватимуться нальотом від будь-якої речовини, яка розпорошується в повітрі. Припустимо, якщо це кухня, то все, що смажиться, вариться і т.д., дасть власний осад. Крім цього, страшним ворогом є пил. Навіть засоби для чищення, які покликані прибирати, все одно залишатимуть свій осад, який негативно позначиться на мешканцях.

Вид системи вентиляції

Звичайно, перш ніж приступити до проектування, розрахунку системи вентиляції або її встановлення необхідно визначитися з типом мережі, який найкраще підійде. В даний час розрізняють три принципово різні види, основна різниця між якими в їхньому функціонуванні.

Друга група – це витяжна. Іншими словами – це звичайна витяжка, яка найчастіше встановлюється у кухонних приміщеннях будівлі. Основне завдання вентиляції – це витяжка повітря з кімнати назовні.

Рециркуляційна. Подібна система є, мабуть, найбільш ефективною, тому що вона одночасно і викачує повітря з приміщення, і в той же час подає свіже з вулиці.

Єдине питання, яке виникає у всіх далі - це, як працює система вентиляції, чому повітря переміщається в той чи інший бік? Для цього використовують два види джерела пробудження повітряної маси. Вони можуть бути природними чи механічними, тобто штучними. Щоб забезпечити їхню нормальну роботу, необхідно провести правильний розрахунок системи вентиляції.

Загальний розрахунок мережі

Як уже говорилося вище, просто вибрати та встановити певний тип буде мало. Необхідно чітко визначити, скільки повітря необхідно виводити з приміщення і скільки потрібно закачувати назад. Фахівці називають це повітрообміном, який потрібно вирахувати. Залежно від отриманих даних при розрахунку системи вентиляції необхідно відштовхуватися при виборі типу пристрою.

На сьогоднішній день відома велика кількість різноманітних методів розрахунку. Вони націлені визначення різних параметрів. Для деяких систем проводять розрахунки, щоб дізнатися, скільки потрібно видаляти теплого повітря або випаровування. Деякі здійснюються для того, щоб дізнатися, скільки повітря необхідно для розведення забруднень, якщо це промислова будівля. Проте мінус усіх цих способів – вимога професійних знань та вмінь.

Що робити, якщо провести розрахунок системи вентиляції необхідно, але такого досвіду немає? Найперше, що рекомендується зробити - це ознайомитися з різними нормативними документами, що є у кожної держави або навіть регіону (ГОСТ, СНиП і т. д.). У цих паперах є всі показання, яким повинен відповідати будь-який тип системи.

Кратний розрахунок

Одним із прикладів вентиляції може стати розрахунок за кратностями. Такий метод є досить складним. Однак він цілком здійсненний і дасть добрі результати.

Перше, що необхідно зрозуміти – це те, що таке кратність. Подібний термін визначає те, скільки разів повітря в приміщенні змінилося свіжим за 1 годину. Такий параметр залежить від двох складових – це специфіка будівлі та її площа. Для наочної демонстрації буде показаний розрахунок за формулою для будівлі з одноразовим повітрообміном. Це говорить про те, що з приміщення було виведено певну кількість повітря та одночасно з цим введено свіжого повітря таку кількість, яка відповідала обсягу цієї будівлі.

Формула обчислення використовується така: L = n * V.

Вимірювання здійснюється у кубометрах/годину. V – це обсяг кімнати, а n – це значення кратності, яке береться з таблиці.

Якщо проводиться розрахунок системи з кількома кімнатами, то у формулі потрібно враховувати об'єм усієї будівлі без стін. Іншими словами, необхідно спочатку обчислити об'єм кожної кімнати, після чого скласти всі результати, а підсумкове значення підставити в формулу.

Вентиляція з механічним типом пристрою

Розрахунок механічної системи вентиляції, та її установка має відбуватися за певним планом.

Перший етап - це визначення числового значення повітрообміну. Потрібно визначити кількість речовини, яка має надходити всередину будівлі, щоб відповідати вимогам.

Другий етап – це визначення мінімальних габаритів повітропроводу. Дуже важливо вибрати правильний переріз пристрою, так як від цього залежать такі речі, як чистота і свіжість повітря, що надходить.

Третій етап – це вибір типажу системи для монтажу. Це найважливіший момент.

Четвертий етап – і проектування системи вентиляції. Важливо чітко скласти план-схему, за якою проводитиметься монтаж.

Необхідність у механічній вентиляції виникає лише в тому випадку, якщо природний приплив не справляється. Будь-яка мереж розраховується на такі параметри, як свій обсяг повітря і швидкість цього потоку. Для механічних систем цей показник може досягати 5 м3/год.

Наприклад, якщо необхідно забезпечити природною вентиляцією площу 300 м 3 /год, то знадобиться з калібром 350 мм. Якщо монтується механічна система, то обсяг можна зменшити у 1,5-2 рази.

Витяжна вентиляція

Розрахунок, як і будь-який інший, повинен починатися з того, що визначається продуктивність. Одиниці виміру цього параметра для мережі – м 3 /год.

Щоб провести ефективний розрахунок, необхідно знати три речі: висота та площа кімнат, основне призначення кожного приміщення, усереднена кількість людей, які одночасно будуть у кожній кімнаті.

Для того, щоб почати проводити розрахунок системи вентиляції та кондиціювання повітря цього типу, необхідно визначитися з кратністю. Числове значення цього параметра встановлено БНіПом. Тут важливо знати, що параметр для житлового, комерційного чи промислового приміщення відрізнятиметься.

Якщо розрахунки ведуться для побутової будівлі, то кратність дорівнює 1. Якщо йдеться про встановлення вентиляції в адміністративній будові, показник дорівнює 2-3. Це залежить від інших умов. Щоб успішно провести розрахунок, потрібно знати розмір обміну за кратністю, а також за кількістю людей. Необхідно брати найбільше значення витрати, щоб визначити потрібну потужність системи.

Щоб дізнатися кратність обміну повітря, необхідно помножити площу приміщення на його висоту, а після цього значення кратності (1 для побутових, 2-3 для інших).

Для того щоб провести розрахунок системи вентиляції та кондиціювання на людину, необхідно знати кількість споживаного повітря однією людиною та помножити це значення на кількість людей. У середньому за мінімальної активності одна людина споживає близько 20 м 3 /год, при середній активності показник зростає до 40 м 3 /год, при інтенсивних фізичних навантаженнях обсяг збільшує до 60 м 3 /год.

Акустичний розрахунок системи вентиляції

Акустичний розрахунок – це обов'язкова операція, яка додається до розрахунку будь-якої системи вентилювання приміщення. Подібна операція здійснюється для того, щоб виконати кілька конкретних завдань:

• визначити октавний спектр повітряного та структурного вентиляційного шуму у розрахункових точках;
• зіставити наявний шум, з допустимим шумом за гігієнічними нормами;
• визначити шлях зниження шуму.

Усі розрахунки необхідно проводити у суворо встановлених розрахункових точках.

Після того, як були обрані всі заходи з будівельно-акустичних норм, які покликані усунути зайвий шум у приміщенні, проводиться перевірний розрахунок усієї системи в тих же точках, що були визначені раніше. Однак сюди потрібно додати ефективні значення, отримані в ході цього заходу щодо зниження шуму.

Для проведення обчислень необхідні певні вихідні дані. Ними стали шумові характеристики обладнання, які назвали рівнями звукової потужності (УЗМ). Для розрахунку використовують середньогеометричні частоти у Гц. Якщо проводиться орієнтовний розрахунок, можна використовувати коригувальні рівні шуму в дБА.

Якщо говорити про розрахункові точки, то вони розташовуються в місцях проживання людини, а також у місцях установки вентилятора.

Аеродинамічний розрахунок системи вентиляції

Такий процес розрахунку виконується тільки після того, як вже проведено розрахунок повітрообміну для будови, а також було прийнято рішення про трасування повітроводів та каналів. Щоб успішно провести ці обчислення, необхідно скласти системи вентиляції, у якій обов'язково потрібно виділити такі частини, як фасонні частини всіх повітроводів.

Використовуючи інформацію та плани, потрібно визначити протяжність окремих гілок вентиляційної мережі. Тут важливо розуміти, що розрахунок такої системи може проводитися, щоб вирішити два різні завдання - пряме чи зворотне. Мета проведення обчислень залежить саме від типу завдання:

• пряма - необхідно визначити габарити перерізів для всіх ділянок системи, задавши при цьому певний рівень витрати повітря, що проходитиме через них;
• зворотний - визначити витрату повітря, задавши певний перетин для всіх ділянок вентиляції.

Щоб провести обчислення цього типу, необхідно розбити всю систему на кілька окремих ділянок. Основна характеристика кожного обраного фрагмента – це постійна витрата повітря.

Програми для розрахунку

Так як проводити обчислення та будувати схему вентиляції вручну – це дуже трудомісткий та тривалий процес, були розроблені прості програми, які здатні зробити всі дії самостійно. Розглянемо кілька. Одна з таких програм розрахунку системи вентиляції – Vent-Clac. Чим вона така гарна?

Подібна програма для розрахунків та проектування мереж вважається однією з найбільш зручних та ефективних. Алгоритм роботи цієї програми ґрунтується на використанні формули Альтшуля. Особливість програми в тому, що вона добре справляється як з розрахунком вентиляції природного типу, так і механічного типу.

Оскільки ПЗ постійно оновлюється, варто відзначити, що остання редакція програми здатна проводити такі роботи, як аеродинамічні розрахунки опору всієї системи вентиляції. Також може ефективно розрахувати інші додаткові параметри, що допоможуть у підборі попереднього обладнання. Для того щоб провести ці обчислення, програмі знадобляться такі дані, як витрата повітря на початку та в кінці системи, а також довжина основного повітроводу приміщення.

Так як вручну розраховувати все це довго і доводиться розбивати обчислення на етапи, цей додаток надасть істотну підтримку і заощадить велику кількість часу.

Санітарні норми

Ще один варіант розрахунку вентиляції – за санітарними нормами. Подібні обчислення проводяться для громадських та адміністративно-побутових об'єктів. Щоб здійснити правильні обчислення, необхідно знати середню кількість людей, яка постійно перебуватиме всередині будівлі. Якщо говорити про постійних споживачів повітря всередині, їм необхідно близько 60 кубометрів на годину на одного. Але оскільки об'єкти громадського призначення відвідують і тимчасові особи, то їх також необхідно брати до уваги. Кількість споживаного повітря на таку людину близько 20 кубометрів на годину.

Якщо проводити всі розрахунки, спираючись на вихідні дані з таблиць, то при отриманні кінцевих результатів стане чітко видно, що кількість повітря, що надходить з вулиці, набагато більше, ніж споживання всередині будівлі. У таких ситуаціях найчастіше вдаються до найпростішого рішення – витяжки приблизно на 195 кубометрів на годину. Найчастіше додавання такої мережі створить прийнятний баланс існування всієї системи вентиляції.