IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Рациональное проектирование систем воздуховодов заключается в беспрепятственном поступлении в определенные зоны строительного объекта воздушного потока. Кроме того, его движение внутри воздуховода не должно создавать повышенный шум. В результате сильной турбулентности, которая возникает при неэффективном проектировании, наблюдаются уменьшение давления и появление шумов. Избавление от последних может потребовать серьезных финансовых затрат и длительного периода времени на выполнение соответствующих работ.

Элементы системы воздушных каналов имеют следующие акустические характеристики:

• понижение уровня звуковых волн в воздуховоде,

• потери при транспортировке шума посредством стенок воздушного канала,

• самогенерируемый шум.

Учет вышеуказанных характеристик является необходимым в случае выбора системы воздуховодов, а также при расчете ее габаритов и направлений расположения.

Шумопонижение в воздуховоде

Под шумопонижением в воздуховоде понимают уменьшение шума в процессе его перемещения по воздуховоду. Необлицованные металлические воздуховоды характеризуются ограниченным снижением низкочастотных звуковых волн. При этом в таких конструкциях невозможно подавить высокочастотные звуковые волны. Волокнистый или пористый облицовочный материал, который соответствует нормам по пожарной безопасности, не способствует уменьшению низкочастотного шума. Однако он способен значительно снизить распространение средне- и высокочастотных звуковых волн. С графиком сравнения эффективности снижения уровня звуковых волн в металлических воздуховодах с имеющейся или отсутствующей облицовкой можно ознакомиться на рисунке 1. Преимуществом стекловолоконных и гибких воздуховодов является обеспечение значительного снижения шума различной частоты. Такие конструкции отличаются необходимыми показателями потерь во время распространения звуковых волн посредством стенок воздуховода.

Рисунок 1. Сравнение значений снижения шума в покрытых и непокрытых облицовочным материалом металлических воздуховодах

Потери во время прохода звуковых волн посредством стенок воздуховода

Потери при распространении звуковых волн посредством стенок воздуховода означают уменьшение уровня шума во время его прохождения посредством стенок воздуховода. Независимо от частоты звуковых волн, увеличенная масса стенок воздушного канала приводит к возрастанию таких потерь. Быстрое достижение максимальной отметки данного процесса сопровождается уменьшением эффективности затухания. Наиболее результативным методом увеличения эффективности снижения низкочастотных звуковых волн является повышение жесткости стенок воздушного канала. волны. Увеличение значений потерь во время транспортировки посредством стенок способствует меньшему распространению звуковых волн за границы воздушного канала.

Собственный шум

Под самогенерируемым (собственным) шумом подразумевают шум, причиной возникновения которого является турбулентность. Местом его образования являются фитинги и прочие элементы системы воздушных каналов (отводы, клапаны, колена, переходы, канальные звукопоглотители и т.п.), которые препятствуют нормальному прохождению воздушного потока. На интенсивность звуковых волн, издаваемых каждой частью системы воздуховодов, влияет тип воздушного канала и фитинга, а также скорость воздуха в элементе системы. Образование собственного шума в большинстве случаев не является негативным процессом при достижении воздушным потоком скорости не более 7,5 метров в секунду и если диффузорные ответвления сопоставимы с размером интеграционного элемента, соединяющего воздуховод и диффузор.

Покрытие нагнетательных камер и воздуховодов облицовочными материалами с целью достижения оптимальных акустических параметров

Для достижения необходимых акустических характеристик нагнетательные камеры и воздуховоды облицовываются вспененным материалом или полужестким волокном. При этом данные конструкции облицовываются изнутри. Такое решение способствует звукопоглощению, теплоизоляции и защите от распространения звуковых волн за пределы воздуховода или нагнетательной камеры. Широкое распространение получила облицовка, толщина которой составляет 2,5 сантиметра. Она помогает глушить высокочастотные звуковые волны, но практически бездействует при снижении низкочастотных волн. Увеличение толщины облицовочного материала до 5-10 сантиметров способствует гашению низкочастотных звуковых волн по причине занятия таким материалом значительной части внутреннего пространства воздуховода.

Воздуховоды из стекловолоконных плит

Воздуховоды из стекловолоконных плит предназначены для изготовления готовых тепло- и шумоизолированных воздуховодов прямоугольного сечения в воздушных отопительных установках, в системах вентиляции и кондиционирования жилых и общественных зданий, в том числе больниц и промышленных сооружений, также пищевой промышленности.

Плиты толщиной 40 и 50 мм рекомендуются к использованию в зданиях с высокими акустическими требованиями, таких как студии звукозаписи, теле- и радиостудии, филармонии, театры, кинотеатры, библиотеки, лекционные и конференц-залы, а также офисы, больничные палаты, жилые дома.

Жесткость стекловолоконных стенок воздуховода подкрепляется тонким внешним покрытием из алюминия. Обычно такая облицовка применяется во время строительства объектов жилой недвижимости в силу ее доступности и легкого отделения под воздействием режущего инструмента. Для разрезания облицовки можно использовать обычный нож. Стекловолокно является достаточно низкоплотным материалом, поэтому такая облицовка может способствовать преломлению звуковых волн посредством стенок воздушного канала. В результате образующийся во внутренней части воздуховода шум затухает, не проникая в основные помещения.

Отводы и колена

Отводы и колена способствуют достаточному гашению звуковых волн (особенно высоко- и среднечастотных) во внутренней части воздуховода. Причиной тому является отражение таких волн от стенок воздушного канала и применение других методик подавления шума. Радиусные колена являются менее эффективными в плане подавления шума из-за того, что траектория движения воздушного потока и образующихся звуковых волн отличается большей плавностью.

Гибкие воздуховоды

Использование гибких воздуховодов необходимо для интеграции воздуховодов и потолочных диффузоров. Подобные конструкции должны обеспечивать значительное снижение звуковых волн во внутренней части воздуховодов по той причине, что их стенки не препятствуют прохождению образующегося шума. Другими словами, стенки воздуховодов почти не способны контролировать потери в процессе распространения через них звуковых волн. Преимуществом таких конструкций, по сравнению с имеющими полиэтиленовую облицовку воздуховодами, является более эффективное подавление звуковых волн в их внутренней части.

Таблица 1. Описание распространенных предложений по уменьшению издержек на приобретение инженерного оборудования и узлов, а также ожидаемых акустических последствий после реализации таких предложений

Предложение	Ожидаемые акустические последствия
Скорректировать размеры вентилятора и повысить скорость его работы	Повышение уровня звуковых волн по причине неэф­фективности вентилятора данного типа и повышения скорости высвобождаемого воздуха
Сократить размеры воздуховода	Повышение уровня звуковых волн и вероятность появления грохота по причине увеличения скорости воздуха
Уменьшить толщину стенок воздуховода	Большая вероятность появления грохота по причине ис­пользования тонких стенок воздухово­да; уменьшение массы способствует ускоренному распространению звуковых волн посредством стенок воздуховода
Уменьшить размеры технического помещения	Увеличение уровня звуковых волн в смежных помещениях по причине несоблюдения должного расстояния между стенами и оборудованием
Отказаться от каменных стен, использовать стены сухой штукатурки в помещениях для размещения оборудования	Увеличение уровня низкочастотных звуковых волн и грохота в смежных помещениях
Заменить контроллеры электромоторов с частотно-регулируемым приводом на вход­ные направляющие устройства для изменения мощности вентиляторов	Повышение уровня звуковых волн на любой рабочей частоте по причине использования входного на­правляющего устройства
Скорректировать размеры оконечных конструкций или решеток	Повышение уровня звуковых волн по причине увеличения скорости воздуха
Заменить стальные пружинные изоляторы вибрации неопреновыми прокладками	Уменьшение статического прогиба неопрена способствует понижению эффективности защиты от вибраций
Не применять канальные звукопоглотители	Повышение уровня звуковых волн в системе воздуховодов
Уменьшить количество мест установки системы, имеющей переменный расход воздуха	Увеличение уровня звуковых волн рядом с массивными оконечными устройствами системы с изменяющимся расходом воздушной массы
Использовать крупногабаритную агрегатированную установку (размещается на крыше) вместо системы водяного охлаждения	Повышение уровня распространения звуковых волн в основных помещениях, располагающихся под оборудованием; повышение уровня вибраций стенок шахт (причиной указанных проблем является повышенная турбулентность воздушного потока в воздушных каналах, а также недостаточная внутренняя защита от вибраций)

Список литературы

1. СП 51.13330.2011 «Защита от шума и акустика залов. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003»

2. СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003»

Код для цитирования: Скопировать