В предыдущей статье мы начали говорить о шуме, разобрались с понятием «децибел», поняли, что некорректно сравнивать звуковые мощность и давление.
Сегодня же мы поговорим о нормировании шума и способах борьбы с ним.
Для начала давайте ознакомимся с термином «шум», который представлен в [1].
Шум - звуковые колебания в диапазоне слышимых частот, способные оказать вредное воздействие на безопасность и здоровье работника. Шум на рабочем месте оказывает раздражающее влияние на работника, повышает его утомляемость, а при выполнении задач, требующих внимания и сосредоточенности, способен привести к росту ошибок и увеличению продолжительности выполнения задания. Длительное воздействие шума влечет тугоухость работника вплоть до его полной глухоты. Естественно, вопросы шума актуальны не только на рабочих местах, но и в жилых помещениях, помещениях общественного и бытового назначения (поликлиники, школы, детские сады, торговые центры, дома отдыха и т.д.). Основные методы защиты от шума представлены в [2].
Одним из основных источником шума в помещениях любого назначения является инженерное и технологическое оборудование. В состав этого оборудования и входят системы вентиляции и кондиционирования, о которых мы и рассказываем в наших статьях.
На рис. 1 приведена наглядная картина распространения шума от вентиляционной установки:
Рис. 1 Принципиальная схема распространения шума от вентиляционных систем и методы борьбы с ними (стрелками показано направление распространения шума)
С шумом от систем вентиляции можно бороться по-разному, в основном эта борьба реализована на этапе проектирования систем вентиляции и кондиционирования в основу, которого положено рациональное объемно-планировочное решение жилого или общественного здания. При строительстве и реконструкции зданий применяют:
звукопоглощающие облицовки (в помещениях общественных зданий);
глушители шума в системах принудительной вентиляции и кондиционирования воздуха;
виброизоляцию инженерного и санитарно-технического оборудования зданий.
В современных вентиляционных установках, особенно применяемых в помещениях с высокими требованиями к шумозащите (жилые помещения) ,важную роль играет конструктивное исполнение самой установки, т.е. шумозащита начинается с конструкции вентиляционной установки.
Здесь важно обращать внимание на следующие аспекты:
- Внутренняя аэродинамика установки (отсутствие срывов потоков, резких ускорений приводящих к повышению скорости потока выше 6 м/c). Так как существенным фактором генерации шума, является движение воздуха (трение о стенки);
- Шумозащита вентиляционной установки. Внутри должно быть нанесено акустически - прозрачное покрытие, с достаточной поглощающей способностью, чтобы «впитать» звуковую мощность источника шума (вентилятора). Акустически – прозрачным называется пористый материал, достаточно высокой плотности, чтобы поглотить энергию звуковой волны (хорошо для этой роли подходят: ППУ, каучуковые смолы и т.д.). Т.е. установки которые внутри имеют металлическое покрытие, как правило только усиливают шум;
- Виброизоляция вентиляторов в совокупности с качественной балансировкой. При вибрации вентиляторы издают низко-частотный шум, который крайне тяжело убрать;
- Корректный подбор вентиляторов, обороты не должны превышать 1500 – 2000 об/мин, и лопатки должны иметь большую площадь. Лучшими с акустической точки зрения, считаются вентиляторы с назад – загнутыми лопатками (см. рис. 2). Худшими – типа «беличье колесо» со вперед загнутыми лопатками (см. рис. 3), такие как правило используются в эталонных источниках шума;
- Высокая герметичность установки (отсутствие подсосов воздуха, вызывающих высокочастотный свист).
Рис. 2 Вентилятор с назад-загнутыми лопатками
Рис. 3 Вентилятор типа «беличье колесо». Вентиляторы такого типа часто используются в так называемых «бризерах»
Всем приведенным выше требованиям соответствуют приточно-вытяжные установки с роторными регенераторами типа AF-R:
Шумопоглощающее внутреннее покрытие;
Качественная балансировка колес;
Детальная инженерная проработка корпуса и подбор компонентов;
Высокая герметичность обеспечиваемая специальными прижимами и внутренним покрытием установок;
В хорошем распределении скоростей по установке можно убедиться посмотрев наглядную картину:
(а)
(б)
(в)
(г)
Рис. 4 Картина распределения скоростей воздуха для установки типа AF-R
На рис. 4 видно, что:
- Скорости не превышают 6 м/с ни по какой из частей воздушного тракта (кроме всасов вентиляторов и ближнего аэродинамического поля мотор-колеса);
- Поле скоростей по фильтрам и по ротору ровное (разница по сечению не превышает 15% от средне-массовой скорости);
- Отсутствуют срывы потоков (турбулентные вихри по ходу движения воздуха).
Для снижения шума вентиляционных установок, попадающего в окружающую среду по газовоздушному тракту, применяются глушители шума. Выбор типа глушителя зависит от ряда факторов, главными из которых являются:
спектр шума источника,
величина требуемого снижения шума,
конструкция заглушаемой установки и условия ее работы,
допустимое аэродинамическое сопротивление,
стоимость глушителя.
Глушители обычно подразделяются на: абсорбционные (активные) (звукопоглощающий материал - в них происходит поглощение звуковой энергии) и реактивные (не содержат звукопоглощающий материала, звуковая энергия в них отражается обратно к источнику шума). Такое подразделение весьма условно, поскольку в каждом глушителе звуковая энергия и поглощается, и отражается, только в разных соотношениях.
В система вентиляции и кондиционирования воздуха в большинстве случаев используются активные шумоглушители. Для изготовления шумоглушителей используется оцинкованная сталь. Насколько будет понижаться шум, напрямую находится в зависимости от длины самого устройства и толщины поглощающего звук материала, такого как: минеральная вата, базальтовое волокно, супертонкое волокно и прочее.
Шумоглушители, по своей конструкции, бывают двух видов: трубчатые (круглые), и пластинчатые. Фотографии трубчатого круглого шумоглушителя приведена на рис. 5.
Рис. 5. Трубчатый круглый шумоглушитель
Конструктивно такие шумоглушители состоят из двух круглых руб, которые имеют разный диаметр, причем внутренняя труба перфорированная, т.е. имеет большое количество круглых отверстий небольшого диаметра (для акустической прозрачности). Одна из труб вставляется в другую, а между ними помещается материал, имеющий звукопоглощающие свойства. Используются в системах вентиляции и кондиционирования с воздуховодами диаметром, как правило, не более 500 мм.
Пластинчатые шумоглушители имеют в основе своей конструкции прямоугольную трубу, выполненную из тонкого листового металла. Данная труба разделяется на небольшие секции металлическими перегородками, которые содержат внутри звукопоглощающий материал. Принцип действия: воздушный поток внутри устройства разделяется на более мелкие, соответственно, более слабые потоки, что значительно снижает уровень шума и вибрации. Область применения: крупные производственные и общественные здания. Фотография такого шумоглушителя представлена на рис. 2.
Рис. 6. Пластинчатый шумоглушитель
Выбор типа шумоглушителя и его характеристик в настоящее время производится при помощи специальных программных продуктов, которые используются на этапе проектирования систем вентиляции и кондиционирования. Не редко шумоглушитель является элементом установки приточной (вытяжной) вентиляции или кондиционирования воздуха, если такие установки выполняются в виде каркасно-панельных блоков.
Литература
ГОСТ 12.1.003-2014. Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требование безопасности. М.: Стандартинформ, 2014.
СП 51.13330.2011. Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003. М., 2011.