Вентилационната и климатична система (ОВК) е един от основните източници на шум в съвременните жилищни, обществени и промишлени сгради, на кораби, в спални вагони на влакове, във всякакви салони и кабини за управление.

Шумът в ОВК идва от вентилатора (основен източник на шум със собствени задачи) и други източници, разпространява се по въздуховода заедно с въздушния поток и се излъчва във вентилираното помещение. Върху шума и неговото намаляване влияят: климатици, отоплителни тела, устройства за управление и въздухоразпределение, конструкция, завои и разклонения на въздуховоди.

Акустичното изчисляване на UHVK се извършва с цел оптимален избор на всички необходими средства за намаляване на шума и определяне на очакваното ниво на шум в проектните точки на помещението. Традиционно основното средство за намаляване на системния шум са активните и реактивните шумопотискатели. Звукоизолацията и шумопоглъщането на системата и помещението са необходими, за да се осигури съответствие с нормите за допустими за хората нива на шум - важни екологични стандарти.

Сега при строителни нормии руски правила (SNiP), задължителни за проектиране, строителство и експлоатация на сгради с цел защита на хората от шум, е възникнала извънредна ситуация. В стария SNiP II-12-77 „Защита от шум“ методът за акустично изчисляване на ОВК сгради беше остарял и следователно не беше включен в новия SNiP 23.03.2003 г. „Защита от шум“ (вместо SNiP II-12- 77), където все още не е включен отсъства.

по този начин стар методостаряло, но нищо ново. Дойде време да се създаде модерен метод за акустично изчисляване на UVA в сгради, какъвто вече е случаят със собствените си специфики в други, преди това по-напреднали в акустиката области на технологията, напр. морски кораби. Нека разгледаме три възможни метода за акустично изчисление във връзка с UHCR.

Първият метод за акустично изчисление. Този метод, базиран изцяло на аналитични зависимости, използва теорията на дългите линии, известна в електротехниката и тук се отнася до разпространението на звука в газ, запълващ тясна тръба с твърди стени. Изчислението се прави при условие, че диаметърът на тръбата е много по-малък от дължината на звуковата вълна.

За правоъгълна тръба страната трябва да е по-малка от половината от дължината на вълната, а за кръгла тръба - радиусът. Именно тези тръби се наричат ​​тесни в акустиката. И така, за въздух с честота 100 Hz, правоъгълна тръба ще се счита за тясна, ако страната на напречното сечение е по-малка от 1,65 m, в тясна извита тръба разпространението на звука ще остане същото като в права тръба.

Това е известно от практиката на използване на говорни тръби, например, на кораби от дълго време. Типичен дизайн на вентилационна система с дълга линия има две определящи величини: L wH е звуковата мощност, влизаща в изпускателната тръба от вентилатора в началото на дългата линия, и L wK е звуковата мощност, идваща от изпускателната тръба в края. на дългата линия и влизане в проветриво помещение.

Дългата линия съдържа следните характерни елементи. Изброяваме ги: вход с шумоизолация R 1, активен шумозаглушител с шумоизолация R 2, тройник с шумоизолация R 3, реактивен шумозаглушител с шумоизолация R 4, дроселна клапа с шумоизолация R 5 и изпускателен отвор с шумоизолация R 6. Звукоизолацията тук се отнася до разликата в dB между звуковата мощност във вълните, падащи върху даден елемент, и звуковата мощност, излъчвана от този елемент, след като вълните преминат през него по-нататък.

Ако звукоизолацията на всеки от тези елементи не зависи от всички останали, тогава звукоизолацията на цялата система може да се оцени чрез изчисление, както следва. Вълновото уравнение за тясна тръба има следната форма на уравнението за плоски звукови вълни в неограничена среда:

където c е скоростта на звука във въздуха, а p е звуковото налягане в тръбата, свързано със скоростта на вибрациите в тръбата съгласно втория закон на Нютон чрез отношението

където ρ е плътността на въздуха. Звуковата мощност за равнинни хармонични вълни е равна на интеграла на площта напречно сечение S на въздуховода за периода на звукови вибрации T във W:

където T = 1/f е периодът на звуковите вибрации, s; f - честота на трептене, Hz. Звукова мощност в dB: L w = 10lg(N/N 0), където N 0 = 10 -12 W. В рамките на посочените допускания звукоизолацията на дълга линия на вентилационната система се изчислява по следната формула:

Броят на елементите n за конкретен HVAC може, разбира се, да бъде по-голям от горния n = 6. За да изчислим стойностите на R i, нека приложим теорията на дългите линии към горните характерни елементи на въздушната вентилация система.

Входящи и изходящи отвори на вентилационната системас R1 и R6. Според теорията на дългите линии кръстовището на две тесни тръби с различни площи на напречното сечение S 1 и S 2 е аналог на интерфейса между две среди с нормално падане на звукови вълни върху интерфейса. Граничните условия на кръстовището на две тръби се определят от равенството на звуковото налягане и скоростите на вибрациите от двете страни на границата на кръстовището, умножено по площта на напречното сечение на тръбите.

Решавайки получените по този начин уравнения, получаваме коефициента на предаване на енергия и звукоизолацията на кръстовището на две тръби с посочените по-горе сечения:

Анализът на тази формула показва, че при S 2 >> S 1 свойствата на втората тръба се доближават до свойствата на свободната граница. Например, тясна тръба, отворена към полубезкрайно пространство, може да се счита от гледна точка на звукоизолиращия ефект като граничеща с вакуум. Когато 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.

Активен шумозаглушител R2. Звукоизолацията в този случай може да бъде приблизително и бързо оценена в dB, например, като се използва добре известната формула на инженера A.I. Белова:

където P е периметърът на сечението на потока, m; l - дължина на ауспуха, m; S е площта на напречното сечение на канала на шумозаглушителя, m2; α eq е еквивалентният коефициент на звукопоглъщане на облицовката, в зависимост от действителния коефициент на поглъщане α, например, както следва:

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

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

От формулата следва, че звукоизолацията на канала на активния ауспух R 2 е по-голяма, колкото по-голяма е абсорбционната способност на стените α eq, дължината на ауспуха l и съотношението на периметъра на канала към неговата площ на напречното сечение P /С. За най-добрите звукопоглъщащи материали, например марките PPU-ET, BZM и ATM-1, както и други широко използвани звукопоглъщащи материали, действителният коефициент на звукопоглъщане α е представен в.

Тениска R3. Във вентилационните системи най-често първата тръба с напречно сечение S 3 след това се разклонява на две тръби с напречно сечение S 3.1 и S 3.2. Това разклонение се нарича тройник: звукът навлиза през първия клон и преминава по-нататък през другите два. Като цяло, първата и втората тръба могат да се състоят от множество тръби. Тогава имаме

Звукоизолацията на тройника от сечение S 3 до сечение S 3.i се определя по формулата

Имайте предвид, че поради аерохидродинамични съображения, тройниците се стремят да гарантират, че площта на напречното сечение на първата тръба е равна на сумата от площите на напречното сечение в клоните.

Реактивен (камерен) шумопотискател R4. Камерният шумопотискател е акустично тясна тръба с напречно сечение S 4, която се превръща в друга акустично тясна тръба с голямо напречно сечение S 4.1 с дължина l, наречена камера, и след това отново се превръща в акустично тясна тръба с напречно сечение S 4 . Нека използваме тук и теорията за дългата линия. Чрез заместване на характеристичния импеданс в известната формула за звукоизолация на слой с произволна дебелина при нормално падане на звукови вълни със съответните реципрочни стойности на площта на тръбата, получаваме формулата за звукоизолация на шумозаглушител на камерата

където k е вълновото число. Звукоизолацията на камерния шумопотискател достига най-висока стойност, когато sin(kl) = 1, т.е. при

където n = 1, 2, 3, … Честота на максимална звукоизолация

където c е скоростта на звука във въздуха. Ако в такъв шумозаглушител се използват няколко камери, тогава формулата за звукоизолация трябва да се прилага последователно от камера към камера и общият ефект се изчислява, като се използва например методът на граничните условия. Ефективните камерни шумозаглушители понякога изискват големи общи размери. Но тяхното предимство е, че те могат да бъдат ефективни на всякакви честоти, включително ниски, където активните заглушители са практически безполезни.

Зоната на висока звукоизолация на камерните шумопотискатели обхваща повтарящи се доста широки честотни ленти, но те също имат периодични зони на предаване на звука, много тесни по честота. За да се повиши ефективността и да се изравни честотната характеристика, шумозаглушителят на камерата често е облицован отвътре с абсорбатор на звука.

Амортисьор R5. Вентилът е конструктивно тънка плоча с площ S 5 и дебелина δ 5, закрепена между фланците на тръбопровода, отворът в който с площ S 5.1 е по-малък от вътрешния диаметър на тръбата (или друг характерен размер) . Звукоизолация на такава дроселна клапа

където c е скоростта на звука във въздуха. При първия метод основният проблем за нас при разработването на нов метод е оценката на точността и надеждността на резултата от акустичното изчисление на системата. Нека определим точността и надеждността на резултата от изчисляването на звуковата мощност, влизаща във вентилираната стая - в този случай стойността

Нека пренапишем този израз в следната нотация за алгебрична сума, а именно

Имайте предвид, че абсолютната максимална грешка на приблизителна стойност е максималната разлика между нейната точна стойност y 0 и приблизителната стойност y, което е ± ε = y 0 - y. Абсолютната максимална грешка на алгебричната сума на няколко приблизителни количества y i е равна на сумата от абсолютните стойности на абсолютните грешки на условията:

Тук се приема най-неблагоприятният случай, когато абсолютните грешки на всички членове са с еднакъв знак. В действителност частичните грешки могат да имат различни знаци и да се разпределят по различни закони. Най-често в практиката грешките на алгебрична сума се разпределят по нормалния закон (разпределение на Гаус). Нека разгледаме тези грешки и да ги сравним със съответната стойност на абсолютната максимална грешка. Нека определим това количество при допускането, че всеки алгебричен член y 0i от сумата е разпределен според нормалния закон с център M(y 0i) и стандартен

Тогава сумата също следва нормалния закон на разпределение с математическо очакване

Грешката на алгебричната сума се определя като:

Тогава можем да кажем, че с надеждност, равна на вероятността 2Φ(t), грешката на сумата няма да надвишава стойността

С 2Φ(t), = 0,9973 имаме t = 3 = α и статистическа оценка с почти максимална надеждност е грешката на сумата (формула) Абсолютната максимална грешка в този случай

Така 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).

Тук резултатът от оценката на вероятностната грешка в първо приближение може да бъде повече или по-малко приемлив. Така че вероятностната оценка на грешките е за предпочитане и именно тя трябва да се използва за избор на „маржа за невежество“, която се предлага задължително да се използва при акустичното изчисление на UAHV, за да се гарантира съответствие с допустимите стандарти за шум във вентилирана стая (това не е правено преди).

Но вероятностната оценка на грешките на резултата в този случай показва, че е трудно да се постигне висока точност на резултатите от изчислението, като се използва първият метод дори за много прости схеми и нискоскоростна вентилационна система. За прости, сложни, ниско- и високоскоростни UHF вериги, задоволителна точност и надеждност на такива изчисления могат да бъдат постигнати в много случаи само с помощта на втория метод.

Вторият метод за акустично изчисление. На морските кораби отдавна се използва метод за изчисление, основан отчасти на аналитични зависимости, но решително на експериментални данни. Ние използваме опита от такива изчисления на кораби за модерни сгради. След това във вентилирана стая, обслужвана от един j-ти въздухоразпределител, нивата на шум L j, dB, в проектната точка трябва да се определят по следната формула:

където L wi е звуковата мощност, dB, генерирана в i-тия елемент на UAHV, R i е звукоизолацията в i-тия елемент на UHVAC, dB (вижте първия метод),

стойност, която отчита влиянието на помещението върху шума в него (в строителната литература B понякога се използва вместо Q). Тук r j е разстоянието от j-тия въздухоразпределител до проектната точка на помещението, Q е константата на звукопоглъщане на помещението, а стойностите χ, Φ, Ω, κ са емпирични коефициенти (χ е близката -коефициент на влияние на полето, Ω е пространственият ъгъл на излъчване на източника, Φ е коефициентът на насоченост на източника, κ—коефициентът на смущение на дифузността на звуковото поле).

Ако в помещенията на една съвременна сграда са разположени m въздухоразпределители, нивото на шума от всеки от тях в проектната точка е равно на L j, то общият шум от всички тях трябва да бъде под допустимите нива на шум за хората, т.е. :

където L H е стандартът за санитарен шум. Съгласно втория метод за акустично изчисление, звуковата мощност L wi, генерирана във всички елементи на UHCR, и звукоизолацията Ri, възникваща във всички тези елементи, се определят експериментално за всеки от тях предварително. Факт е, че през последните едно и половина до две десетилетия електронната технология за акустични измервания, комбинирана с компютър, напредна значително.

В резултат на това предприятията, произвеждащи UHCR елементи, трябва да посочват в своите паспорти и каталози характеристиките на L wi и Ri, измерени в съответствие с националните и международните стандарти. По този начин, при втория метод, генерирането на шум се взема предвид не само във вентилатора (както в първия метод), но и във всички други елементи на UHCR, което може да бъде от значение за средно- и високоскоростни системи.

Освен това, тъй като е невъзможно да се изчисли звукоизолацията R i на такива елементи на системата като климатици, отоплителни тела, устройства за управление и разпределение на въздуха, следователно те не са включени в първия метод. Но може да се определи с необходимата точност чрез стандартни измервания, което сега се прави за втория метод. В резултат на това вторият метод, за разлика от първия, обхваща почти всички UVA схеми.

И накрая, вторият метод отчита влиянието на свойствата на помещението върху шума в него, както и стойностите на шума, приемливи за хората според действащите строителни норми и разпоредби в този случай. Основният недостатък на втория метод е, че той не отчита акустичното взаимодействие между елементите на системата - явленията на смущения в тръбопроводите.

Сумирането на звуковите мощности на източниците на шум във ватове и звукоизолацията на елементите в децибели, съгласно посочената формула за акустично изчисляване на UHFV, е валидно най-малко само когато няма интерференция на звукови вълни в система. И когато има смущения в тръбопроводи, това може да бъде източник на мощен звук, на който се основава например звукът на някои духови музикални инструменти.

Вторият метод вече е включен в учебника и в ръководството за курсови проекти по строителна акустика за старши студенти на Санкт Петербургския държавен политехнически университет. Неотчитането на явленията на смущения в тръбопроводите увеличава „маржата за невежество“ или изисква, в критични случаи, експериментално прецизиране на резултата до необходимата степен на точност и надеждност.

За да изберете „маржа за невежество“, за предпочитане е, както е показано по-горе за първия метод, да се използва вероятностна оценка на грешката, която се предлага да се използва при акустичните изчисления на UHVAC сгради, за да се гарантира съответствие с допустимите стандарти за шум в помещенията при проектирането на модерни сгради.

Третият метод за акустично изчисление. Този метод отчита процесите на смущения в тесен тръбопровод на дълга линия. Такова счетоводство може радикално да повиши точността и надеждността на резултата. За тази цел се предлага да се приложи за тесни тръби "импедансния метод" на академика на Академията на науките на СССР и Руската академия на науките Л. М. Бреховских, който той използва при изчисляване на звукоизолацията на произволен брой плоскопаралелни слоеве.

И така, нека първо определим входния импеданс на плоскопаралелен слой с дебелина δ 2, чиято константа на разпространение на звука е γ 2 = β 2 + ik 2 и акустичното съпротивление Z 2 = ρ 2 c 2. Нека означим акустичното съпротивление в средата пред слоя, от който падат вълните, Z 1 = ρ 1 c 1 , а в средата зад слоя имаме Z 3 = ρ 3 c 3 . Тогава звуковото поле в слоя, с пропуснат фактор i ωt, ще бъде суперпозиция на вълни, движещи се в права и обратна посока със звуково налягане

Входният импеданс на цялата система от слоеве (формула) може да се получи чрез просто прилагане (n - 1) пъти на предишната формула, тогава имаме

Нека сега приложим, както в първия метод, теорията за дългите линии към цилиндрична тръба. И така, с намеса в тесни тръби, имаме формулата за звукоизолация в dB на дълга линия на вентилационна система:

Входните импеданси тук могат да бъдат получени както в прости случаи чрез изчисление, така и във всички случаи чрез измерване на специална инсталация с модерно акустично оборудване. Според третия метод, подобно на първия метод, имаме звукова мощност, излъчвана от изпускателния канал в края на дълга UHVAC линия и влизаща във вентилираната стая по следната схема:

Следва оценката на резултата, както при първия метод с „марж за незнание“, и нивото на звуково налягане на помещението L, както при втория метод. В крайна сметка получаваме следната основна формула за акустичното изчисляване на вентилационната и климатична система на сгради:

При надеждност на изчислението 2Φ(t) = 0,9973 (практически най-високата степен на надеждност), имаме t = 3 и стойностите на грешката са равни на 3σ Li и 3σ Ri. При надеждност 2Φ(t)= 0.95 (висока степен на надеждност), имаме t = 1.96 и стойностите на грешката са приблизително 2σ Li и 2σ Ri. При надеждност 2Φ(t)= 0.6827 (инженерна оценка на надеждността), имаме. t = 1.0 и стойностите на грешката са равни на σ Li и σ Ri. Третият метод, насочен към бъдещето, е по-точен и надежден, но и по-сложен - изисква висока квалификация в областта на строителната акустика, теорията на вероятностите и математическа статистика и съвременна измервателна техника.

Удобно е да се използва при инженерни изчисления с помощта на компютърни технологии. Според автора може да се предложи като нов метод за акустично изчисляване на вентилационни и климатични системи в сгради.

Обобщавайки

Решението на належащите въпроси за разработване на нов метод за акустично изчисление трябва да вземе предвид най-добрите от съществуващите методи. Предложен е нов метод за акустично изчисляване на UVA сгради, който има минимална „маржа за невежество“ BB, благодарение на отчитането на грешките, използващи методите на теорията на вероятностите и математическата статистика и отчитане на интерференционните явления чрез метода на импеданса.

Информацията за новия метод на изчисление, представена в статията, не съдържа някои необходими подробности, получени чрез допълнителни изследвания и трудова практика, които представляват „ноу-хау“ на автора. Крайната цел на новия метод е да осигури избор на набор от средства за намаляване на шума за вентилационните и климатичните системи на сградите, което повишава в сравнение със съществуващата ефективност, намалявайки теглото и цената на ОВК.

Все още няма технически регламенти в областта на промишленото и гражданското строителство, така че разработките в областта, по-специално на намаляването на шума от UVA сгради, са уместни и трябва да продължат, поне докато не бъдат приети такива регламенти.

1. Бреховских Л.М. Вълни в слоеста среда // М.: Издателство на Академията на науките на СССР. 1957 г.
2. Исакович М.А. Обща акустика // М.: Издателство "Наука", 1973 г.
3. Наръчник по корабна акустика. Под редакцията на I.I. Клюкин и И.И. Боголепова. - Ленинград, "Корабостроене", 1978 г.
4. Хорошев Г.А., Петров Ю.И., Егоров Н.Ф. Борба с шума на вентилатора // М.: Енергоиздат, 1981.
5. Колесников A.E. Акустични измервания. Одобрено от Министерството на висшето и средното специално образование на СССР като учебник за студенти, обучаващи се по специалността „Електроакустика и ултразвукова техника“ // Ленинград, „Корабостроене“, 1983 г.
6. Боголепов И.И. Индустриална шумоизолация. Предговор от акад И.А. Глебова. Теория, изследване, проектиране, производство, управление // Ленинград, "Корабостроене", 1986 г.
7. Авиационна акустика. Част 2. Изд. А.Г. Мунина. - М.: „Машиностроене“, 1986 г.
8. Изак Г.Д., Гомзиков Е.А. Шум на кораби и методи за намаляването му // М.: „Транспорт“, 1987.
9. Намаляване на шума в сгради и жилищни зони. Ед. Г.Л. Осипова и Е.Я. Юдина. - М.: Стройиздат, 1987.
10. Строителни норми и правила. Защита от шум. SNiP II-12-77. Одобрен с постановление на Държавния комитет на Съвета на министрите на СССР по въпросите на строителството от 14 юни 1977 г. № 72. - М.: Госстрой на Русия, 1997.
11. Указания за изчисляване и проектиране на шумозаглушаване на вентилационни агрегати. Разработено за SNiP II-12–77 от организации на Научноизследователския институт по строителна физика, GPI Santekhpoekt, NIISK. - М.: Стройиздат, 1982.
12. Каталог на шумовите характеристики на технологичното оборудване (към SNiP II-12–77). Изследователски институт по строителна физика на Държавния комитет по строителството на СССР // М.: Стройиздат, 1988.
13. Строителни норми и правила на руската федерация. Звукова защита. SNiP 23-03-2003. Приет и въведен в сила с постановление на Държавния комитет по строителството на Русия от 30 юни 2003 г. № 136. Дата на въвеждане 2004-04-01.
14. Звукоизолация и шумопоглъщане. Учебник за студенти по специалността „Промишлено и гражданско строителство” и „Топлогазоснабдяване и вентилация”, изд. Г.Л. Осипова и В.Н. Бобилева. - М.: Издателство АСТ-Астрел, 2004 г.
15. Боголепов И.И. Акустично изчисляване и проектиране на вентилационни и климатични системи. Указания за курсови проекти. Санкт Петербургски държавен политехнически университет // Санкт Петербург. Издателство СПбОДЗПП, 2004 г.
16. Боголепов И.И. Строителна акустика. Предговор от акад Ю.С. Василиева // Санкт Петербург. Издателство на Политехнически университет, 2006г.
17. Сотников А.Г. Процеси, устройства и системи за климатизация и вентилация. Теория, технология и дизайн в началото на века // Санкт Петербург, AT-Publishing, 2007.
18. www.integral.ru. Фирма "Интеграл". Изчисляване на нивото на външния шум на вентилационните системи съгласно: SNiP II-12–77 (част II) - „Ръководство за изчисляване и проектиране на затихване на шума на вентилационни инсталации“. Санкт Петербург, 2007 г.
19. www.iso.org е интернет сайт, който съдържа пълна информация за Международната организация по стандартизация ISO, каталог и онлайн магазин за стандарти, чрез който можете да закупите всеки валиден ISO стандарт в електронна или печатна форма.
20. www.iec.ch е интернет сайт, който съдържа пълна информация за Международната електротехническа комисия IEC, каталог и онлайн магазин на нейните стандарти, чрез който можете да закупите валидния към момента IEC стандарт в електронен или печатен вид.
21. www.nitskd.ru.tc358 е интернет сайт, който съдържа пълна информация за работата на техническия комитет TK 358 „Акустика“ на Федералната агенция за техническо регулиране, каталог и онлайн магазин на национални стандарти, чрез които можете да закупите текущия изискван руски стандарт в електронен или печатен вид.
22. Федерален закон от 27 декември 2002 г. № 184-FZ „За техническото регулиране“ (с измененията на 9 май 2005 г.). Приет от Държавната дума на 15 декември 2002 г. Одобрен от Съвета на федерацията на 18 декември 2002 г. За прилагането на този федерален закон вижте Заповед на Държавния минно-технически инспекторат на Руската федерация от 27 март 2003 г. №. 54.
23. Федерален закон от 1 май 2007 г. № 65-FZ „За изменение на Федералния закон „За техническото регулиране“.

Вентилацията в една стая, особено в жилищна или промишлена, трябва да работи на 100%. Разбира се, мнозина могат да кажат, че можете просто да отворите прозорец или врата, за да проветрите. Но тази опция може да работи само през лятото или пролетта. Но какво да правим през зимата, когато навън е студено?

Необходимост от вентилация

Първо, веднага си струва да се отбележи, че без чист въздух белите дробове на човек започват да функционират по-зле. Възможно е също така да се появят различни заболявания, които с голяма вероятност ще се превърнат в хронични. Второ, ако сградата е жилищна сграда, в която има деца, тогава необходимостта от вентилация се увеличава още повече, тъй като някои заболявания, които могат да заразят дете, най-вероятно ще останат с него за цял живот. За да избегнете подобни проблеми, най-добре е да организирате вентилация. Има няколко опции, които си заслужава да бъдат разгледани. Например, можете да започнете да изчислявате системата за захранваща вентилация и да я инсталирате. Също така си струва да добавим, че болестите не са всички проблеми.

В стая или сграда, където няма постоянен обмен на въздух, всички мебели и стени ще се покрият с покритие от всяко вещество, което се пръска във въздуха. Да кажем, ако това е кухня, тогава всичко, което се пържи, вари и т.н., ще остави своята утайка. Освен това прахът е страшен враг. Дори почистващи продукти, които са предназначени да почистват, пак ще оставят остатък, който ще се отрази негативно на обитателите.

Тип вентилационна система

Разбира се, преди да започнете да проектирате, изчислявате вентилационна система или да я инсталирате, трябва да решите кой тип мрежа е най-подходящ. В момента има три принципно различни типа, основната разлика между които е във функционирането им.

Втората група е изпускателната група. С други думи, това е обикновен аспиратор, който най-често се монтира в кухненските помещения на сградата. Основната задача на вентилацията е да извежда въздуха от помещението навън.

Рециркулация. Такава система е може би най-ефективната, тъй като едновременно изпомпва въздуха от помещението и в същото време доставя чист въздух от улицата.

Единственият въпрос, който всеки следва, е как работи вентилационната система, защо въздухът се движи в една или друга посока? За това се използват два вида източници на пробуждане на въздушната маса. Те могат да бъдат естествени или механични, тоест изкуствени. За да се осигури нормалната им работа, е необходимо правилно да се изчисли вентилационната система.

Общо изчисление на мрежата

Както бе споменато по-горе, просто избирането и инсталирането на определен тип няма да е достатъчно. Необходимо е ясно да се определи точно колко въздух трябва да се отстрани от помещението и колко трябва да се изпомпва обратно. Експертите наричат ​​това обмен на въздух, който трябва да се изчисли. В зависимост от данните, получени при изчисляване на вентилационната система, е необходимо да се направи отправна точка при избора на типа устройство.

Днес са известни голям брой различни методи за изчисление. Те са насочени към определяне на различни параметри. За някои системи се извършват изчисления, за да се установи колко топъл въздух или изпарение трябва да бъдат отстранени. Някои се извършват, за да се установи колко въздух е необходим за разреждане на замърсителите, ако това е промишлена сграда. Недостатъкът на всички тези методи обаче е изискването за професионални знания и умения.

Какво да направите, ако е необходимо да се изчисли вентилационната система, но няма такъв опит? Първото нещо, което се препоръчва да направите, е да се запознаете с различните регулаторни документи, налични във всяка държава или дори регион (GOST, SNiP и т.н.) Тези документи съдържат всички указания, на които трябва да отговаря всеки тип система.

Многократно изчисление

Един пример за вентилация може да бъде изчисление чрез кратни. Този метод е доста сложен. Въпреки това е напълно осъществимо и ще даде добри резултати.

Първото нещо, което трябва да разберете, е какво е множественост. Подобен термин описва колко пъти въздухът в една стая се променя на свеж за 1 час. Този параметър зависи от два компонента - спецификата на конструкцията и нейната площ. За ясна демонстрация ще бъде показано изчисление, използващо формулата за сграда с един въздухообмен. Това показва, че определено количество въздух е било отстранено от помещението и в същото време е вкарано количество свеж въздух, което съответства на обема на същата сграда.

Формулата за изчисление е: L = n * V.

Измерването се извършва в кубични метри/час. V е обемът на помещението, а n е стойността на кратността, която се взема от таблицата.

Ако изчислявате система с няколко стаи, тогава формулата трябва да вземе предвид обема на цялата сграда без стени. С други думи, първо трябва да изчислите обема на всяка стая, след това да съберете всички налични резултати и да замените крайната стойност във формулата.

Вентилация с устройство от механичен тип

Изчисляването на механичната вентилационна система и нейното инсталиране трябва да се извърши съгласно конкретен план.

Първият етап е да се определи числената стойност на обмена на въздух. Необходимо е да се определи количеството вещество, което трябва да влезе в конструкцията, за да отговаря на изискванията.

Вторият етап е определяне на минималните размери на въздуховода. Много е важно да изберете правилното напречно сечение на устройството, тъй като от него зависят такива неща като чистотата и свежестта на входящия въздух.

Третият етап е изборът на типа система за монтаж. Това е важен момент.

Четвъртият етап е проектирането на вентилационната система. Важно е ясно да се състави план, според който ще се извърши инсталацията.

Необходимостта от механична вентилация възниква само ако естественият приток не може да се справи. Всяка от мрежите се изчислява въз основа на такива параметри като обема на въздуха и скоростта на този поток. За механични системи тази цифра може да достигне 5 m 3 / h.

Например, ако е необходимо да се осигури естествена вентилация на площ от 300 m 3 / h, тогава ще ви е необходим калибър 350 mm. Ако се монтира механична система, обемът може да се намали 1,5-2 пъти.

Изпускателна вентилация

Изчислението, както всяко друго, трябва да започне с факта, че се определя производителността. Единиците за измерване на този параметър за мрежата са m 3 /h.

За да извършите ефективно изчисление, трябва да знаете три неща: височината и площта на стаите, основната цел на всяка стая, средния брой хора, които ще бъдат във всяка стая едновременно.

За да започнете да изчислявате вентилационна и климатична система от този тип, е необходимо да определите кратността. Числената стойност на този параметър се определя от SNiP. Тук е важно да знаете, че параметърът за жилищни, търговски или промишлени помещения ще бъде различен.

Ако изчисленията се извършват за битова сграда, тогава кратността е 1. Ако говорим за инсталиране на вентилация в административна сграда, тогава индикаторът е 2-3. Зависи от някои други условия. За да извършите успешно изчислението, трябва да знаете размера на обмена по множество, както и по броя на хората. Необходимо е да се вземе най-големият дебит, за да се определи необходимата мощност на системата.

За да разберете скоростта на обмен на въздух, трябва да умножите площта на помещението по нейната височина и след това по стойността на скоростта (1 за домашни, 2-3 за други).

За да се изчисли вентилационната и климатична система на човек, е необходимо да се знае количеството въздух, консумирано от един човек, и да се умножи тази стойност по броя на хората. Средно, при минимална активност, един човек консумира около 20 m 3 / h при средна активност, цифрата се увеличава до 40 m 3 / h при интензивна физическа активност, обемът се увеличава до 60 m 3 / h.

Акустично изчисляване на вентилационната система

Акустичното изчисление е задължителна операция, която е приложена към изчислението на всяка вентилационна система на помещението. Тази операция се извършва, за да се изпълнят няколко специфични задачи:

• определяне на октавния спектър на въздушния и структурния вентилационен шум в проектните точки;
• съпоставете съществуващия шум с допустимия шум съгласно хигиенните норми;
• определяне на начин за намаляване на шума.

Всички изчисления трябва да се извършват в строго установени проектни точки.

След като всички мерки са избрани според строителните и акустичните стандарти, които са предназначени да елиминират излишния шум в помещението, се извършва изчисление за проверка на цялата система в същите точки, които бяха определени по-рано. Към това обаче трябва да се добавят и ефективните стойности, получени по време на тази мярка за намаляване на шума.

За извършване на изчисления са необходими определени първоначални данни. Те станаха шумовите характеристики на оборудването, които бяха наречени нива на звукова мощност (SPL). За изчисленията се използват средни геометрични честоти в Hz. Ако се извърши приблизително изчисление, тогава могат да се използват коригиращи нива на шум в dBA.

Ако говорим за проектни точки, те се намират в човешките местообитания, както и на местата, където е инсталиран вентилаторът.

Аеродинамично изчисляване на вентилационната система

Този процес на изчисление се извършва само след като вече е извършено изчислението на въздухообмена за сградата и е взето решение за трасирането на въздуховоди и канали. За да се извършат успешно тези изчисления, е необходимо да се създаде вентилационна система, в която е необходимо да се подчертаят такива части като формованите части на всички въздуховоди.

Използвайки информация и планове, трябва да определите дължината на отделните клонове на вентилационната мрежа. Тук е важно да се разбере, че изчислението на такава система може да се извърши за решаване на две различни задачи - директни или обратни. Целта на изчисленията зависи от вида на задачата:

• прав - необходимо е да се определят размерите на напречното сечение за всички секции на системата, като същевременно се зададе определено ниво на въздушния поток, който ще премине през тях;
• обратното е да се определи въздушният поток чрез задаване на определено напречно сечение за всички вентилационни секции.

За да се извършат изчисления от този тип, е необходимо цялата система да се раздели на няколко отделни секции. Основната характеристика на всеки избран фрагмент е постоянен въздушен поток.

Програми за изчисление

Тъй като извършването на изчисления и изграждането на вентилационна схема ръчно е много трудоемък и отнемащ време процес, са разработени прости програми, които могат да извършват всички действия независимо. Нека разгледаме няколко. Една такава програма за изчисляване на вентилационната система е Vent-Clac. Защо е толкова добра?

Подобна програма за изчисления и проектиране на мрежа се счита за една от най-удобните и ефективни. Алгоритъмът на работа на това приложение се основава на използването на формулата на Altschul. Особеността на програмата е, че тя се справя добре както с изчисленията на естествената, така и с механичната вентилация.

Тъй като софтуерът се актуализира постоянно, заслужава да се отбележи, че най-новата версия на приложението също може да извършва работа като аеродинамични изчисления на съпротивлението на цялата вентилационна система. Той може също така ефективно да изчисли други допълнителни параметри, които ще помогнат при избора на предварително оборудване. За да направи тези изчисления, програмата ще се нуждае от данни като въздушния поток в началото и края на системата, както и дължината на главния въздуховод на помещението.

Тъй като ръчното изчисляване на всичко това отнема много време и трябва да разделите изчисленията на етапи, това приложение ще осигури значителна подкрепа и ще спести много време.

Санитарни норми

Друг вариант за изчисляване на вентилацията е според санитарните стандарти. Подобни изчисления се извършват за обществени и административни съоръжения. За да направите правилни изчисления, трябва да знаете средния брой хора, които постоянно ще бъдат в сградата. Ако говорим за редовни консуматори на въздух в помещенията, те се нуждаят от около 60 кубически метра на час на човек. Но тъй като обществените обекти се посещават и от временни лица, те също трябва да се вземат предвид. Количеството въздух, консумирано от такъв човек, е около 20 кубически метра на час.

Ако извършите всички изчисления въз основа на първоначалните данни от таблиците, тогава, когато получите окончателните резултати, ще стане ясно, че количеството въздух, идващ от улицата, е много по-голямо от това, което се консумира вътре в сградата. В такива ситуации най-често прибягват до най-простото решение - аспиратори от приблизително 195 кубика на час. В повечето случаи добавянето на такава мрежа ще създаде приемлив баланс за съществуването на цялата вентилационна система.

Акустично изчислениепроизведени за всяка от осемте октавни ленти на звуковия диапазон (за които нивата на шума са нормализирани) със средни геометрични честоти от 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz.

За системи за централна вентилация и климатизация с широка мрежа от въздуховоди е разрешено да се извършват акустични изчисления само за честоти от 125 и 250 Hz. Всички изчисления се извършват с точност от 0,5 Hz и крайният резултат се закръгля до цяло число децибели.

Когато вентилаторът работи в режими на ефективност, по-големи или равни на 0,9, максималната ефективност е 6 = 0. Когато режимът на работа на вентилатора се отклонява с не повече от 20% от максимума, ефективността се приема за 6 = 2 dB и когато отклонението е повече от 20% - 4 dB.

За да се намали нивото на звукова мощност, генерирана във въздуховодите, се препоръчва да се вземат следните максимални скорости на въздуха: в главните въздуховоди на обществени сгради и спомагателни помещения на промишлени сгради 5-6 m / s, а в разклоненията - 2- 4 m/s. За промишлени сгради тези скорости могат да бъдат удвоени.

За вентилационни системи с обширна мрежа от въздуховоди акустичните изчисления се правят само за клона до най-близкото помещение (при едни и същи допустими нива на шум), за различни нива на шум - за клона с най-ниско допустимо ниво. Акустичните изчисления за въздухосмукателни и изпускателни шахти се извършват отделно.

За централизирани системи за вентилация и климатизация с широка мрежа от въздуховоди изчисленията могат да се правят само за честоти от 125 и 250 Hz.

Когато шумът навлиза в помещението от няколко източника (от захранващи и изпускателни решетки, от агрегати, локални климатици и др.), се избират няколко проектни точки на работните места, които са най-близо до източниците на шум. За тези точки октавните нива на звуково налягане от всеки източник на шум се определят отделно.

Когато нормативните изисквания за нивата на звуково налягане варират през деня, акустичните изчисления се извършват при най-ниските допустими нива.

В общия брой източници на шум m не се вземат предвид източници, които създават октавни нива в проектната точка, които са с 10 и 15 dB под стандартните, когато техният брой е не повече от 3 и 10 дроселиращи устройства за феновете също не се вземат предвид.

Няколко захранващи или изпускателни решетки от един вентилатор, равномерно разпределени в помещението, могат да се считат за един източник на шум, когато шумът от един вентилатор прониква през тях.

Когато в една стая има няколко източника с еднаква звукова мощност, нивата на звуково налягане в избраната проектна точка се определят по формулата

Изчисляване на вентилацията

В зависимост от начина на движение на въздуха вентилацията може да бъде естествена и принудителна.

Параметрите на въздуха, постъпващ през всмукателните отвори и отворите за локално засмукване на технологични и други устройства, разположени в работната зона, трябва да се вземат в съответствие с GOST 12.1.005-76. При размер на помещението 3 на 5 метра и височина 3 метра обемът му е 45 кубични метра. Следователно вентилацията трябва да осигурява въздушен поток от 90 кубически метра на час. През лятото е необходимо да се инсталира климатик, за да се избегне превишаване на температурата в помещението за стабилна работа на оборудването. Необходимо е да се обърне необходимото внимание на количеството прах във въздуха, тъй като това пряко влияе върху надеждността и експлоатационния живот на компютъра.

Мощността (по-точно охлаждащата мощност) на климатика е неговата основна характеристика, тя определя обема на помещението, за което е предназначен. За приблизителни изчисления вземете 1 kW на 10 m 2 с височина на тавана 2,8 - 3 m (съгласно SNiP 2.04.05-86 "Отопление, вентилация и климатизация").

За изчисляване на топлинните потоци на дадено помещение е използван опростен метод:

където: Q - Приток на топлина

S - Площ на стаята

h - Височина на помещението

q - Коефициент, равен на 30-40 W/m 3 (в този случай 35 W/m 3)

За стая от 15 m2 и височина 3 m топлинната печалба ще бъде:

Q=15·3·35=1575 W

Освен това трябва да се вземе предвид топлинното излъчване от офис оборудване и хора; смята се (в съответствие със SNiP 2.04.05-86 „Отопление, вентилация и климатизация“), че в спокойно състояние човек отделя 0,1 kW на топлина, компютър или копирна машина 0,3 kW, като добавите тези стойности към общите топлинни потоци, можете да получите необходимия капацитет на охлаждане.

Q допълнителен =(H·S опера)+(С·S comp)+(P·S печат) (4.9)

където: Q допълнителен - Сума от допълнителни топлинни потоци

C - Разсейване на топлината на компютъра

H - Разсейване на топлината на оператора

D - Разсейване на топлината на принтера

S comp - Брой работни станции

S print - Брой принтери

S operators - Брой оператори

Допълнителните притоци на топлина в помещението ще бъдат:

Q add1 =(0,1 2)+(0,3 2)+(0,3 1)=1,1(kW)

Общата сума на входящите топлинни потоци е равна на:

Q total1 =1575+1100=2675 (W)

В съответствие с тези изчисления е необходимо да изберете подходящата мощност и брой климатици.

За помещението, за което се извършва изчислението, трябва да се използват климатици с номинална мощност 3,0 kW.

Изчисляване на нивото на шума

Един от неблагоприятните фактори на производствената среда в компютърния център е високото ниво на шум, създаван от печатащи устройства, климатични съоръжения и вентилатори на охладителните системи в самите компютри.

За да се отговори на въпроси относно необходимостта и осъществимостта на намаляване на шума, е необходимо да се знаят нивата на шум на работното място на оператора.

Нивото на шума, произтичащо от няколко некохерентни източника, работещи едновременно, се изчислява въз основа на принципа на енергийното сумиране на емисиите от отделни източници:

L = 10 lg (Li n), (4.10)

където Li е нивото на звуково налягане на i-тия източник на шум;

n е броят на източниците на шум.

Получените резултати от изчисленията се сравняват с допустимото ниво на шум за дадено работно място. Ако резултатите от изчислението са по-високи от допустимото ниво на шум, тогава са необходими специални мерки за намаляване на шума. Те включват: покриване на стените и тавана на залата със звукопоглъщащи материали, намаляване на шума при източника, правилно разположение на оборудването и рационална организация на работното място на оператора.

Нивата на звуково налягане на източниците на шум, въздействащи на оператора на работното му място, са представени в табл. 4.6.

Таблица 4.6 - Нива на звуково налягане от различни източници

Обикновено работното място на оператора е оборудвано със следното оборудване: твърд диск в системния блок, вентилатор(и) на системи за охлаждане на компютъра, монитор, клавиатура, принтер и скенер.

Замествайки стойностите на нивото на звуково налягане за всеки тип оборудване във формула (4.4), получаваме:

L=10 lg(104+104.5+101.7+101+104.5+104.2)=49.5 dB

Получената стойност не надвишава допустимото ниво на шум за работното място на оператора, равно на 65 dB (ГОСТ 12.1.003-83). И ако вземем предвид, че е малко вероятно периферните устройства като скенер и принтер да се използват едновременно, тогава тази цифра ще бъде още по-ниска. Освен това, когато принтерът работи, не е необходимо прякото присъствие на оператор, т.к Принтерът е оборудван с механизъм за автоматично подаване на листа.