КОНТРОЛЬ ШУМА СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

Системы вентиляции в ряде случаев создают высокие уровни шума в по-мещениях, Это обусловлено использованием вентиляторов большой мощности и высокой скоростью движения воздуха по воздуховодам генерируют шум и вибрацию. Эту проблему следует рассматривать уже на этапе проектирования систем распределения воздуха, поскольку на готовом объекте проводить кор-ректирующие действия всегда сложнее и дороже.

Для того чтобы проектируемая система вентиляции имела хорошие аку-стические показатели, необходимо учесть следующие обстоятельства: описы-ваемый феномен обусловлен одновременным наличием источника шума, средств передачи и приемника. Источниками шума являются механические и электрические устройства: вентиляторы, компрессоры, насосные агрегаты, а также диффузоры, решетки, клапаны. Все они генерируют шум, распростра-няющийся по воздуховодам через структуру самого сооружения и различными путями поступающий к приемнику, иначе говоря, к людям, находящимся в зда-нии (рис.5.1).

1–шум, передаваемый через полы; 2–шум, передаваемый воздушным путем через систему подачи воздуха; 3–шум, генерируемый в трубопроводной сети; 4–шум, передаваемый воздушным путем через систему возврата воздуха; 5–шум, передаваемый через стеновые конструкции; 6–источники шума; 7–приемник

Рис.5.1. Пути распространения шума от вентиляционной камеры к приемнику:

Как известно, источники шума помимо мощности и направленности ха-рактеризуются также спектром излучения, который может содержать низкочас-тотные либо высокочастотные колебания, тоновые или широкополосные со-ставляющие непрерывного типа или изменяющиеся во времени.

Важно проанализировать с точки зрения спектра излучения все узлы ис-пользуемого оборудования, поскольку, во-первых, низкочастотный шум регу-лировать сложнее, чем шум средних и высоких частот, а во-вторых, чистые то-на и изменяемость во времени делают шум особенно неприятным (рис. 2).

Рис. 5.2. Шумовой спектр различных типов механических устройств Таким образом, технической задачей является разработка проекта систе-

мы распределения воздуха таким образом, чтобы в помещении соблюдались как расчетные показатели, так и предельно допустимые уровни шума.

Рассмотрим влияние типа используемых вентиляторов и их характери-стик, типа системы и скорости движения воздуха в ней.

Вентиляторы

От того, насколько тщательно будут рассчитаны параметры системы вен-тиляции и правильно произведена установка оборудования, в значительной сте-пени зависит качество системы воздухоподготовки и вероятность последующих корректирующих действий по снижению шумности работы агрегатов.

Поскольку мощность звукоизлучения вентиляторов определяется меха-нической мощностью, при проектировании системы распределения воздуха не-обходимо минимизировать препятствия на пути движения потока. Вентиляторы

следует выбирать с наименьшими показателями акустической мощности при прочих равных аэродинамических характеристиках.

Акустическая мощность может быть рассчитана, например, по формуле:

L_W = 10lgQ + 20lg∆P dB

в зависимости от объемного расхода Q, м³/ч, и полного давления ∆P , Па. Следует, тем не менее, подчеркнуть, что результат решения данного

уравнения будет иметь достоверность с допускаемым отклонением в пределах ±4 дБ. Уточнить данные можно непосредственно у производителей оборудова-ния, особенно, если испытания проводятся согласно требованиям действующих нормативов. Наибольшее значение имеют те данные по звукоизлучению агрега-тов, которые позволяют определить акустическую мощность вентиляторов на сети воздуховодов. Как правило, предоставляются данные об уровне звуковой мощности устройства, а также повышающие коэффициенты для определения частотного спектра звукоизлучения на всасывающем и подающем патрубках вентилятора.

Разные типы вентиляторов дают различное звукоизлучение, и шумность агрегатов в пределах одной категории определяется различными факторами. Чаще всего, если вентилятор подобран для работы в условиях наивысшей аэро-динамической эффективности строго в соответствии с расчетными показателя-ми напора и расхода воздуха и с точки зрения акустики, его рабочие параметры будут неплохими. Снижение эффективности даже на несколько процентов из-за того, что разработчик «перебрал» или «недобрал» в части расчетных парамет-ров, может вдвое увеличить уровень звукоизлучения системы (+3 дБ).

Говоря о двух наиболее распространенных типах вентиляторов – ради-альных и осевых, следует отметить, что звуковой спектр последних достаточно ровный, а первые дают снижение шума порядка 4 – 6 дБ на октаву. Для ради-альных вентиляторов характерным является генерирование и распространение низкочастотного шума. Осевые вентиляторы, будучи несколько тише на низких частотах по сравнению с радиальными вентиляторами той же мощности, гораз-до более шумные на высоких частотах (рис.5.3).

Рис.5.3. Спектральная динамика шума, генерируемого радиальными и осевыми вентиляторами.

Правильный выбор типа вентилятора и его рабочей точки дает возмож-ность регулировать в определенных пределах спектральные составляющие из-лучаемого шума, соответствующие той или иной частоте и ей кратным, опреде-ляемым умножением скорости вращения рабочего колеса на число лопаток. Ра-диальные вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед, применяемые во мно-гих кондиционерах, на низких частотах генерируют характерный гул, особенно когда рабочая точка левее точки максимальной производительности. Радиаль-ные вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, либо с крыльчатым профилем (притом, что их энергетическая эффективность намного выше), как правило, все-таки более шумные, чем такие же вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед в частности, в указанной выше полосе частот, находящейся в низкочас-тотном диапазоне, смягчить который весьма проблематично. В полосах ниже и выше такие вентиляторы тише вентиляторов с лопатками, загнутыми вперед.

Осевой вентилятор по сравнению с любым другим вентилятором, при аналогичных заданных параметрах давления и производительности, генерирует меньше шума на низких частотах. С акустической точки зрения это обстоятель-ство имеет большое значение, поскольку с высокими частотами бороться легче, чем с низкими.