Sustav ventilacije i klimatizacije (HVAC) jedan je od glavnih izvora buke u modernim stambenim, javnim i industrijskim zgradama, na brodovima, u spavaćim vagonima vlakova, u svim vrstama salona i kontrolnih kabina.

Buka u HVAC sustavu dolazi od ventilatora (glavnog izvora buke sa svojim zadaćama) i drugih izvora, širi se kroz zračni kanal zajedno sa strujanjem zraka i zrači u ventiliranu prostoriju. Na buku i njezino smanjenje utječu: klima uređaji, grijaći uređaji, uređaji za upravljanje i distribuciju zraka, izvedba, zavoji i grananja zračnih kanala.

Akustički proračun UVAV-a provodi se s ciljem optimalnog odabira svih potrebnih sredstava za smanjenje buke i određivanja očekivane razine buke na projektiranim točkama prostorije. Tradicionalno, glavna sredstva za smanjenje buke sustava su aktivni i reaktivni prigušivači buke. Zvučna izolacija i apsorpcija zvuka sustava i prostorije potrebna je kako bi se osigurala usklađenost s normama razine buke dopuštene za ljude - važnim ekološkim standardima.

Sada unutra građevinski kodovi i ruskim pravilima (SNiP), obveznim za projektiranje, izgradnju i rad zgrada kako bi se ljudi zaštitili od buke, došlo je do izvanredne situacije. U starom SNiP II-12-77 „Zaštita od buke” metoda akustičkog proračuna HVAC zgrada bila je zastarjela i stoga nije bila uključena u novi SNiP 23.03.2003 „Zaštita od buke” (umjesto SNiP II-12- 77), gdje još nije uključen odsutan.

Tako, stara metoda zastarjelo, ali ništa novo. Došlo je vrijeme da se stvori suvremena metoda akustičkog proračuna UVA u zgradarstvu, kao što to već ima svoje specifičnosti u drugim, dotad u akustici naprednijim područjima tehnike, npr. morskih brodova. Razmotrimo tri moguće metode akustičkog izračuna u odnosu na UHCR.

Prva metoda akustičkog proračuna. Ova metoda, koja se temelji isključivo na analitičkim ovisnostima, koristi teoriju dugih linija, poznatu u elektrotehnici i ovdje se odnosi na širenje zvuka u plinu koji ispunjava usku cijev s krutim stijenkama. Proračun je napravljen pod uvjetom da je promjer cijevi mnogo manji od duljine zvučnog vala.

Kod pravokutne cijevi stranica mora biti manja od polovice valne duljine, a kod okrugle cijevi radijus. Upravo se te cijevi u akustici nazivaju uskim. Dakle, za zrak na frekvenciji od 100 Hz, pravokutna cijev će se smatrati uskom ako je stranica poprečnog presjeka manja od 1,65 m. U uskoj zakrivljenoj cijevi, širenje zvuka će ostati isto kao u ravnoj cijevi.

To je poznato iz prakse korištenja govornih cijevi, na primjer, na brodovima dugo vremena. Tipičan dizajn dugolinijskog ventilacijskog sustava ima dvije definirajuće veličine: L wH je zvučna snaga koja ulazi u ispusnu cijev od ventilatora na početku dugog voda, a L wK je zvučna snaga koja izlazi iz ispusne cijevi na kraju. dugog reda i ulaska u ventiliranu prostoriju.

Duga linija sadrži sljedeće karakteristične elemente. Navodimo ih: ulaz sa zvučnom izolacijom R 1, aktivni prigušivač zvuka sa zvučnom izolacijom R 2, T-prigušivač zvuka sa zvučnom izolacijom R 3, reaktivni prigušivač zvuka sa zvučnom izolacijom R 4, prigušni ventil sa zvučnom izolacijom R 5 i izlaz ispuha sa zvučnom izolacijom R 6. Zvučna izolacija ovdje se odnosi na razliku u dB između zvučne snage u valovima koji padaju na određeni element i zvučne snage koju ovaj element emitira nakon što valovi dalje prođu kroz njega.

Ako zvučna izolacija svakog od ovih elemenata ne ovisi o svim ostalim, tada se zvučna izolacija cijelog sustava može procijeniti proračunom na sljedeći način. Valna jednadžba za usku cijev ima sljedeći oblik jednadžbe za ravne zvučne valove u neograničenom mediju:

gdje je c brzina zvuka u zraku, a p zvučni tlak u cijevi, povezan s brzinom titranja u cijevi prema drugom Newtonovom zakonu relacijom

gdje je ρ gustoća zraka. Snaga zvuka za ravne harmonijske valove jednaka je integralu površine poprečni presjek S zračnog kanala za period zvučnih vibracija T u W:

gdje je T = 1/f period zvučnih vibracija, s; f—frekvencija osciliranja, Hz. Zvučna snaga u dB: L w = 10lg(N/N 0), gdje je N 0 = 10 -12 W. U okviru navedenih pretpostavki, zvučna izolacija dugog voda ventilacijskog sustava izračunava se prema sljedećoj formuli:

Broj elemenata n za određeni HVAC može, naravno, biti veći od gornjeg n = 6. Da bismo izračunali vrijednosti R i, primijenimo teoriju dugih vodova na gore navedene karakteristične elemente ventilacije zraka sustav.

Ulazni i izlazni otvori ventilacijskog sustava s R1 i R6. Prema teoriji dugih vodova, spoj dviju uskih cijevi s različitim površinama poprečnog presjeka S 1 i S 2 je analog sučelja između dva medija s normalnim upadom zvučnih valova na sučelje. Rubni uvjeti na spoju dviju cijevi određeni su jednakošću zvučnih tlakova i brzina vibracija s obje strane granice spoja, pomnoženih s površinom poprečnog presjeka cijevi.

Rješavanjem ovako dobivenih jednadžbi dobivamo koeficijent prijenosa energije i zvučnu izolaciju spoja dviju cijevi gore navedenih presjeka:

Analiza ove formule pokazuje da se pri S 2 >> S 1 svojstva druge cijevi približavaju svojstvima slobodne granice. Na primjer, uska cijev otvorena prema polubeskonačnom prostoru može se smatrati, sa gledišta zvučno izoliranog učinka, kao granica s vakuumom. Kada je 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.

Aktivni prigušivač R2. Zvučna izolacija u ovom slučaju može se približno i brzo procijeniti u dB, na primjer, koristeći dobro poznatu formulu inženjera A.I. Belova:

gdje je P opseg protočnog dijela, m; l - duljina prigušivača, m; S je površina poprečnog presjeka kanala prigušivača, m2; α eq je ekvivalentni koeficijent apsorpcije zvuka obloge, ovisno o stvarnom koeficijentu apsorpcije α, na primjer, kako slijedi:

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

Iz formule proizlazi da je zvučna izolacija kanala aktivnog prigušivača R 2 to veća što je veća apsorpcijska sposobnost stijenki α eq, duljina prigušivača l i omjer opsega kanala i njegove površine poprečnog presjeka P /S. Za najbolje materijale koji apsorbiraju zvuk, na primjer, marke PPU-ET, BZM i ATM-1, kao i druge široko korištene apsorbere zvuka, stvarni koeficijent apsorpcije zvuka α prikazan je u.

Tee R3. U ventilacijskim sustavima najčešće se prva cijev površine presjeka S 3 grana u dvije cijevi površine presjeka S 3.1 i S 3.2. Ovo se grananje naziva tee: zvuk ulazi kroz prvu granu, a dalje prolazi kroz druge dvije. Općenito, prva i druga cijev mogu se sastojati od više cijevi. Onda imamo

Zvučna izolacija tee od odjeljka S 3 do odjeljka S 3.i određena je formulom

Imajte na umu da, zbog aerohidrodinamičkih razmatranja, T-cevi nastoje osigurati da površina poprečnog presjeka prve cijevi bude jednaka zbroju površina poprečnog presjeka u granama.

Reaktivni (komorni) prigušivač buke R4. Komorni prigušivač buke je akustički uska cijev presjeka S 4 , koja prelazi u drugu akustički usku cijev velikog presjeka S 4.1 duljine l, nazvanu komora, a zatim opet prelazi u akustički usku cijev s a presjek S 4 . Ovdje također upotrijebimo teoriju dugog niza. Zamjenom karakteristične impedancije u poznatoj formuli za zvučnu izolaciju sloja proizvoljne debljine pri normalnom upadu zvučnih valova s ​​odgovarajućim recipročnim vrijednostima površine cijevi, dobivamo formulu za zvučnu izolaciju komornog prigušivača buke.

gdje je k valni broj. Zvučna izolacija komornog prigušivača buke postiže najveću vrijednost kada je sin(kl) = 1, tj. na

gdje je n = 1, 2, 3, … Učestalost maksimalne zvučne izolacije

gdje je c brzina zvuka u zraku. Ako se u takvom prigušivaču koristi nekoliko komora, onda se formula za zvučnu izolaciju mora primijeniti uzastopno od komore do komore, a ukupni učinak se izračunava pomoću, na primjer, metode rubnih uvjeta. Učinkoviti komorni prigušivači ponekad zahtijevaju velike ukupne dimenzije. Ali njihova je prednost što mogu biti učinkoviti na bilo kojoj frekvenciji, uključujući i niske, gdje su aktivni ometači praktički beskorisni.

Zona visoke zvučne izolacije komornih prigušivača buke pokriva ponavljajuće prilično široke frekvencijske pojaseve, ali imaju i periodične zone prijenosa zvuka, vrlo uske frekvencije. Kako bi se povećala učinkovitost i izjednačio frekvencijski odziv, prigušivač komore često je iznutra obložen apsorberom zvuka.

Prigušnica R5. Ventil je konstruktivno tanka ploča površine S 5 i debljine δ 5, stegnuta između prirubnica cjevovoda, rupa u kojoj je s površinom S 5.1 manja od unutarnjeg promjera cijevi (ili druge karakteristične veličine) . Zvučna izolacija takvog ventila za gas

gdje je c brzina zvuka u zraku. Kod prve metode, glavni problem za nas pri razvoju nove metode je procjena točnosti i pouzdanosti rezultata akustičkog proračuna sustava. Odredimo točnost i pouzdanost rezultata izračuna zvučne snage koja ulazi u ventiliranu prostoriju - u ovom slučaju vrijednost

Prepišimo ovaj izraz u sljedećoj notaciji za algebarski zbroj, naime

Imajte na umu da je apsolutna najveća pogreška približne vrijednosti najveća razlika između njezine točne vrijednosti y 0 i približne vrijednosti y, to jest ± ε = y 0 - y. Apsolutna najveća pogreška algebarskog zbroja nekoliko približnih veličina y i jednaka je zbroju apsolutnih vrijednosti apsolutnih pogrešaka pojmova:

Ovdje je usvojen najnepovoljniji slučaj kada apsolutne pogreške svih članova imaju isti predznak. U stvarnosti, djelomične pogreške mogu imati različite predznake i biti raspoređene prema različitim zakonima. Najčešće se u praksi pogreške algebarskog zbroja raspoređuju po normalnom zakonu (Gaussova distribucija). Razmotrimo ove pogreške i usporedimo ih s odgovarajućom vrijednošću apsolutne maksimalne pogreške. Odredimo ovu količinu pod pretpostavkom da je svaki algebarski član y 0i zbroja raspoređen prema normalnom zakonu sa središtem M(y 0i) i standardnim

Tada zbroj također slijedi zakon normalne distribucije s matematičkim očekivanjem

Greška algebarskog zbroja određena je kao:

Tada možemo reći da uz pouzdanost jednaku vjerojatnosti 2Φ(t), pogreška zbroja neće premašiti vrijednost

Uz 2Φ(t), = 0,9973 imamo t = 3 = α i statistička procjena s gotovo maksimalnom pouzdanošću je pogreška zbroja (formula) Apsolutna najveća pogreška u ovom slučaju

Prema tome 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).

Ovdje rezultat vjerojatnosne procjene pogreške u prvoj aproksimaciji može biti više ili manje prihvatljiv. Dakle, poželjna je vjerojatnosna procjena pogrešaka i to je ono što bi se trebalo koristiti za odabir "margine za neznanje", za koju se predlaže da se nužno koristi u akustičkom izračunu UAHV kako bi se zajamčila usklađenost s dopuštenim standardima buke u ventiliranoj prostoriji (ovo prije nije učinjeno).

Ali vjerojatnosna procjena pogrešaka rezultata u ovom slučaju pokazuje da je teško postići visoku točnost rezultata izračuna koristeći prvu metodu čak i za vrlo jednostavne sheme i ventilacijski sustav niske brzine. Za jednostavne, složene UHF krugove male i velike brzine, zadovoljavajuća točnost i pouzdanost takvih proračuna može se postići u mnogim slučajevima samo korištenjem druge metode.

Druga metoda akustičkog proračuna. Na morskim brodovima dugo se koristi metoda izračuna koja se djelomično temelji na analitičkim ovisnostima, ali odlučujuće na eksperimentalnim podacima. Iskustvo takvih proračuna na brodovima koristimo za moderne građevine. Zatim, u ventiliranoj prostoriji koju opslužuje jedan j-ti razdjelnik zraka, razine buke L j, dB, u projektnoj točki treba odrediti prema sljedećoj formuli:

gdje je L wi snaga zvuka, dB, stvorena u i-tom elementu UAHV, R i je zvučna izolacija u i-tom elementu UHVAC-a, dB (vidi prvu metodu),

vrijednost koja uzima u obzir utjecaj prostorije na buku u njoj (u građevinskoj literaturi ponekad se koristi B umjesto Q). Ovdje je r j udaljenost od j-tog razvodnika zraka do projektirane točke prostorije, Q je konstanta apsorpcije zvuka prostorije, a vrijednosti χ, Φ, Ω, κ su empirijski koeficijenti (χ je blizu -koeficijent utjecaja polja, Ω je prostorni kut izvora zračenja, Φ je faktor usmjerenosti izvora, κ je koeficijent poremećaja difuznosti zvučnog polja).

Ako se u prostorima moderne zgrade nalazi m razdjelnika zraka, razina buke svakog od njih u projektiranoj točki jednaka je L j, tada bi ukupna buka svih njih trebala biti ispod dopuštenih razina buke za ljude, tj. :

gdje je L H sanitarni standard buke. Prema drugoj metodi akustičkog proračuna, zvučna snaga L wi koja se stvara u svim elementima UHCR-a i zvučna izolacija Ri koja se pojavljuje u svim tim elementima određuju se eksperimentalno za svaki od njih unaprijed. Činjenica je da je u proteklih jedno i pol do dva desetljeća elektronička tehnologija za akustička mjerenja, u kombinaciji s računalom, jako napredovala.

Kao rezultat toga, poduzeća koja proizvode UHCR elemente moraju u svojim putovnicama i katalozima naznačiti karakteristike L wi i Ri, mjerene u skladu s nacionalnim i međunarodnim standardima. Dakle, u drugoj metodi, stvaranje buke se uzima u obzir ne samo u ventilatoru (kao u prvoj metodi), već iu svim ostalim elementima UHCR-a, što može biti značajno za sustave srednje i velike brzine.

Osim toga, budući da je nemoguće izračunati zvučnu izolaciju R i takvih elemenata sustava kao što su klima uređaji, jedinice za grijanje, uređaji za upravljanje i distribuciju zraka, stoga oni nisu uključeni u prvu metodu. Ali može se odrediti s potrebnom točnošću standardnim mjerenjima, što se sada radi za drugu metodu. Kao rezultat toga, druga metoda, za razliku od prve, pokriva gotovo sve UVA sheme.

I konačno, druga metoda uzima u obzir utjecaj svojstava prostorije na buku u njoj, kao i vrijednosti buke prihvatljive za ljude prema važećim građevinskim propisima i propisima u ovom slučaju. Glavni nedostatak druge metode je taj što ne uzima u obzir akustičku interakciju između elemenata sustava – pojave smetnji u cjevovodima.

Zbrajanje zvučnih snaga izvora buke u vatima i zvučne izolacije elemenata u decibelima, prema navedenoj formuli za akustički proračun UHFV, vrijedi samo, barem, kada nema interferencije zvučnih valova u sustav. A kada postoje smetnje u cjevovodima, to može biti izvor snažnog zvuka, na čemu se, primjerice, temelji zvuk nekih puhačkih instrumenata.

Druga metoda je već uključena u udžbenik iu smjernice za projekte kolegija iz građevinske akustike za studente viših godina Državnog politehničkog sveučilišta u Sankt Peterburgu. Neuzimanje u obzir fenomena interferencije u cjevovodima povećava "marginu za neznanje" ili zahtijeva, u kritičnim slučajevima, eksperimentalno usavršavanje rezultata do potrebnog stupnja točnosti i pouzdanosti.

Kako bi se odabrala „granica za neznanje“, poželjno je, kao što je gore prikazano za prvu metodu, koristiti procjenu vjerojatnosne pogreške, koja se predlaže za korištenje u akustičkom proračunu UHVAC zgrada kako bi se zajamčila usklađenost s dopuštenim standardima buke u prostorijama pri projektiranju modernih zgrada.

Treća metoda akustičkog proračuna. Ova metoda uzima u obzir procese smetnji u uskom cjevovodu dugog voda. Takvo računovodstvo može radikalno povećati točnost i pouzdanost rezultata. U tu svrhu predlaže se za uske cijevi primijeniti "metodu impedancije" akademika Akademije znanosti SSSR-a i Ruske akademije znanosti L.M. Brekhovskoga, koju je koristio pri proračunu zvučne izolacije proizvoljnog broja ravnina-paralelnih cijevi. slojeva.

Dakle, odredimo najprije ulaznu impedanciju planparalelnog sloja debljine δ 2, čija je konstanta širenja zvuka γ 2 = β 2 + ik 2 i akustički otpor Z 2 = ρ 2 c 2. Označimo akustički otpor u sredstvu ispred sloja iz kojeg padaju valovi, Z 1 = ρ 1 c 1 , a u sredstvu iza sloja imamo Z 3 = ρ 3 c 3 . Tada će zvučno polje u sloju, s izostavljenim faktorom i ωt, biti superpozicija valova koji putuju u smjeru naprijed i nazad sa zvučnim pritiskom

Ulazna impedancija cijelog sustava slojeva (formula) može se dobiti jednostavnom primjenom (n - 1) puta prethodne formule, tada imamo

Primijenimo sada, kao u prvoj metodi, teoriju dugih vodova na cilindričnu cijev. I tako, sa smetnjama u uskim cijevima, imamo formulu za zvučnu izolaciju u dB dugog voda ventilacijskog sustava:

Ulazne impedancije ovdje se mogu dobiti i, u jednostavnim slučajevima, proračunom, i, u svim slučajevima, mjerenjem na posebnoj instalaciji sa suvremenom akustičnom opremom. Prema trećoj metodi, slično prvoj metodi, imamo zvučnu snagu koja izlazi iz odvodnog kanala na kraju dugog UHVAC voda i ulazi u ventiliranu prostoriju prema sljedećoj shemi:

Slijedi procjena rezultata, kao u prvoj metodi s "marginom za neznanje", i razine zvučni pritisak premise L, kao u drugoj metodi. Na kraju dobivamo sljedeću osnovnu formulu za akustički proračun sustava ventilacije i klimatizacije zgrada:

Uz pouzdanost izračuna 2Φ(t) = 0,9973 (praktički najveći stupanj pouzdanosti), imamo t = 3 i vrijednosti pogreške jednake su 3σ Li i 3σ Ri. Uz pouzdanost 2Φ(t)= 0,95 (visok stupanj pouzdanosti), imamo t = 1,96 i vrijednosti pogreške su približno 2σ Li i 2σ Ri. Uz pouzdanost 2Φ(t)= 0,6827 (procjena inženjerske pouzdanosti), imamo t = 1,0 i vrijednosti pogreške jednake su σ Li i σ Ri. Treća metoda, usmjerena u budućnost, točnija je i pouzdanija, ali i složenija - zahtijeva visoku kvalifikaciju u područjima građevinske akustike, teorije vjerojatnosti i matematičke statistike, te suvremene mjerne tehnologije.

Pogodno je koristiti u inženjerskim proračunima pomoću računalne tehnologije. Prema autoru, može se predložiti kao nova metoda za akustički proračun sustava ventilacije i klimatizacije u zgradama.

Sumirati

Rješenje gorućih pitanja razvoja nove metode akustičkog izračuna trebalo bi uzeti u obzir najbolje od postojećih metoda. Predložena je nova metoda za akustički proračun UVA zgrada, koja ima minimalnu “marginu za neznanje” BB, zahvaljujući uzimanju u obzir pogrešaka primjenom metoda teorije vjerojatnosti i matematičke statistike te uzimanju u obzir pojava interferencije metodom impedancije.

Podaci o novoj metodi izračuna izneseni u članku ne sadrže neke potrebne pojedinosti dobivene dodatnim istraživanjem i radnom praksom, a koje predstavljaju autorov “know-how”. Krajnji cilj nove metode je omogućiti izbor skupa sredstava za smanjenje buke sustava ventilacije i klimatizacije zgrada, čime se povećava, u odnosu na postojeći, učinkovitost, smanjujući težinu i cijenu HVAC sustava. .

Tehnički propisi u području industrijske i civilne gradnje još uvijek ne postoje, pa su razvoji u području, posebice smanjenja UVA buke zgrada, relevantni i treba ih nastaviti, barem do donošenja takvih propisa.

1. Brekhovskikh L.M. Valovi u slojevitim medijima // M.: Izdavačka kuća Akademije znanosti SSSR-a. 1957. godine.
2. Isakovich M.A. Opća akustika // M.: Izdavačka kuća "Nauka", 1973.
3. Priručnik iz brodske akustike. Uredio I.I. Klyukin i I.I. Bogolepova. - Lenjingrad, “Brodogradnja”, 1978.
4. Khoroshev G.A., Petrov Yu.I., Egorov N.F. Borba protiv buke ventilatora // M.: Energoizdat, 1981.
5. Kolesnikov A.E. Akustična mjerenja. Odobreno od strane Ministarstva za visoko i srednje specijalizirano obrazovanje SSSR-a kao udžbenik za studente koji studiraju na specijalnosti "Elektroakustika i ultrazvučna tehnologija" // Lenjingrad, "Brodogradnja", 1983.
6. Bogolepov I.I. Industrijska zvučna izolacija. Predgovor akademika I.A. Glebova. Teorija, istraživanje, dizajn, proizvodnja, kontrola // Lenjingrad, “Brodogradnja”, 1986.
7. Zrakoplovna akustika. Dio 2. Ed. A.G. Munina. - M.: “Strojarstvo”, 1986.
8. Izak G.D., Gomzikov E.A. Buka na brodovima i metode za njezino smanjenje // M.: “Transport”, 1987.
9. Smanjenje buke u zgradama i stambenim prostorima. ur. G.L. Osipova i E.Ya. Yudina. - M.: Strojizdat, 1987.
10. Propisi o građenju. Zaštita od buke. SNiP II-12-77. Odobreno Rezolucijom Državnog odbora Vijeća ministara SSSR-a za građevinske poslove od 14. lipnja 1977. br. 72. - M.: Gosstroj Rusije, 1997.
11. Smjernice za proračun i projektiranje prigušenja buke ventilacijskih uređaja. Razvijeno za SNiP II-12–77 od strane organizacija Istraživačkog instituta građevinske fizike, GPI Santekhpoekt, NIISK. - M.: Strojizdat, 1982.
12. Katalog karakteristika buke procesne opreme (prema SNiP II-12–77). Istraživački institut građevinske fizike Državnog komiteta za izgradnju SSSR-a // M.: Stroyizdat, 1988.
13. Građevinske norme i pravila Ruske Federacije. Zvučna zaštita. SNiP 23-03-2003. Usvojen i stavljen na snagu Dekretom Državnog odbora za izgradnju Rusije od 30. lipnja 2003. br. 136. Datum uvođenja 2004-04-01.
14. Zvučna izolacija i apsorpcija zvuka. Udžbenik za sveučilišne studente koji studiraju na specijalnosti "Industrijsko i građevinsko inženjerstvo" i "Opskrba toplinom i plinom i ventilacija", ed. G.L. Osipova i V.N. Bobyljeva. - M.: Izdavačka kuća AST-Astrel, 2004.
15. Bogolepov I.I. Akustički proračun i projektiranje sustava ventilacije i klimatizacije. Upute za izradu nastavnih projekata. Državno politehničko sveučilište St. Petersburg // St. Petersburg. Izdavačka kuća SPbODZPP, 2004.
16. Bogolepov I.I. Građevinska akustika. Predgovor akademika Yu.S. Vasilyeva // St. Petersburg. Naklada Veleučilišta, 2006.
17. Sotnikov A.G. Procesi, uređaji i sustavi klimatizacije i ventilacije. Teorija, tehnologija i dizajn na prijelazu stoljeća // St. Petersburg, AT-Publishing, 2007.
18. www.integral.ru. Firma "Integral". Izračun vanjske razine buke ventilacijskih sustava prema: SNiP II-12–77 (II. dio) - „Vodič za proračun i projektiranje prigušenja buke ventilacijskih jedinica.” Sankt Peterburg, 2007.
19. www.iso.org je internetska stranica koja sadrži cjelovite informacije o Međunarodnoj organizaciji za normizaciju ISO, katalog i online trgovinu normama putem koje možete kupiti bilo koju trenutno važeću ISO normu u elektroničkom ili tiskanom obliku.
20. www.iec.ch je internetska stranica koja sadrži potpune informacije o Međunarodnoj elektrotehničkoj komisiji IEC, katalog i internetsku trgovinu njezinih normi, putem koje možete kupiti trenutno važeću IEC normu u elektroničkom ili tiskanom obliku.
21. www.nitskd.ru.tc358 je internetska stranica koja sadrži cjelovite informacije o radu tehničkog odbora TK 358 “Akustika” Savezne agencije za tehničku regulaciju, katalog i internetsku trgovinu nacionalnih standarda, putem koje možete kupiti trenutno potrebni ruski standard u elektroničkom ili tiskanom obliku.
22. Savezni zakon od 27. prosinca 2002. br. 184-FZ "O tehničkoj regulativi" (s izmjenama i dopunama 9. svibnja 2005.). Usvojen od strane Državne dume 15. prosinca 2002. Odobren od strane Vijeća Federacije 18. prosinca 2002. O provedbi ovog Saveznog zakona vidi Naredbu Državne rudarske i tehničke inspekcije Ruske Federacije od 27. ožujka 2003. br. 54.
23. Savezni zakon od 1. svibnja 2007. br. 65-FZ „O izmjenama i dopunama Saveznog zakona „O tehničkoj regulativi“.

Ventilacija u prostoriji, osobito u stambenoj ili industrijskoj, mora funkcionirati 100%. Naravno, mnogi mogu reći da možete jednostavno otvoriti prozor ili vrata za prozračivanje. Ali ova opcija može raditi samo ljeti ili proljeće. Ali što učiniti zimi, kada je vani hladno?

Potreba za ventilacijom

Prvo, odmah je vrijedno napomenuti da bez svježeg zraka ljudska pluća počinju raditi lošije. Također je moguće da će se pojaviti razne bolesti koje će s velikim postotkom vjerojatnosti prerasti u kronične. Drugo, ako je zgrada stambena zgrada u kojoj su djeca, tada se potreba za ventilacijom još više povećava, jer će neke bolesti koje mogu zaraziti dijete najvjerojatnije ostati s njim cijeli život. Kako biste izbjegli takve probleme, najbolje je organizirati ventilaciju. Postoji nekoliko opcija koje vrijedi razmotriti. Na primjer, možete početi izračunavati dovodni ventilacijski sustav i instalirati ga. Također vrijedi dodati da bolesti nisu jedini problem.

U prostoriji ili zgradi u kojoj nema stalne izmjene zraka sav namještaj i zidovi postat će prekriveni premazom od bilo koje tvari koja se rasprši u zrak. Recimo, ako je ovo kuhinja, onda će sve što se prži, kuha i sl. ostaviti svoj talog. Osim toga, prašina je strašan neprijatelj. Čak će i proizvodi za čišćenje koji su namijenjeni za čišćenje ostaviti ostatke koji će negativno utjecati na osobe koje se nalaze u njemu.

Vrsta ventilacijskog sustava

Naravno, prije nego što počnete projektirati, izračunati ventilacijski sustav ili ga instalirati, morate odlučiti o vrsti mreže koja je najprikladnija. Trenutno postoje tri bitno različite vrste, čija je glavna razlika u njihovom funkcioniranju.

Druga grupa je ispušna grupa. Drugim riječima, ovo je obična napa, koja se najčešće postavlja u kuhinjske prostore zgrade. Glavni zadatak ventilacije je izvlačenje zraka iz prostorije prema van.

Recirkulacija. Takav sustav je možda najučinkovitiji, jer istovremeno ispumpava zrak iz prostorije i istovremeno dovodi svježi zrak s ulice.

Jedino sljedeće pitanje koje svi imaju je kako funkcionira ventilacijski sustav, zašto se zrak kreće u jednom ili drugom smjeru? Za to se koriste dvije vrste izvora buđenja zračne mase. Mogu biti prirodni ili mehanički, odnosno umjetni. Da bi se osigurao njihov normalan rad, potrebno je pravilno izračunati ventilacijski sustav.

Opći proračun mreže

Kao što je gore spomenuto, jednostavno odabir i instaliranje određene vrste neće biti dovoljno. Potrebno je jasno odrediti koliko točno zraka treba ukloniti iz prostorije, a koliko ga treba upumpavati natrag. Stručnjaci nazivaju ovu razmjenu zraka, koju je potrebno izračunati. Ovisno o podacima dobivenim pri proračunu ventilacijskog sustava, potrebno je napraviti polazište pri odabiru vrste uređaja.

Danas je poznat veliki broj različitih metoda proračuna. Oni su usmjereni na određivanje različitih parametara. Za neke sustave provode se izračuni kako bi se saznalo koliko toplog zraka ili isparavanja treba ukloniti. Neki se provode kako bi se utvrdilo koliko je zraka potrebno za razrjeđivanje kontaminanata, ako se radi o industrijskoj zgradi. Međutim, nedostatak svih ovih metoda je zahtjev za stručnim znanjem i vještinama.

Što učiniti ako je potrebno izračunati ventilacijski sustav, ali nema takvog iskustva? Prva stvar koju je preporučljivo učiniti je upoznati se s različitim regulatornim dokumentima koji su dostupni u svakoj državi ili čak regiji (GOST, SNiP, itd.) Ti dokumenti sadrže sve indikacije koje svaka vrsta sustava mora ispunjavati.

Višestruki izračun

Jedan primjer ventilacije može biti izračun višekratnika. Ova metoda je prilično komplicirana. Međutim, sasvim je izvedivo i dat će dobre rezultate.

Prvo što trebate razumjeti je što je višestrukost. Sličan izraz opisuje koliko se puta zrak u prostoriji promijeni u svježi u 1 satu. Ovaj parametar ovisi o dvije komponente - specifičnostima strukture i njezinom području. Za jasnu demonstraciju bit će prikazan izračun pomoću formule za zgradu s jednom izmjenom zraka. To znači da je određena količina zraka uklonjena iz prostorije, a istovremeno je uvedena količina svježeg zraka koja odgovara volumenu iste zgrade.

Formula za izračun je: L = n * V.

Mjerenje se provodi u kubnim metrima/sat. V je volumen prostorije, a n je vrijednost višestrukosti koja se uzima iz tablice.

Ako izračunavate sustav s nekoliko prostorija, tada formula mora uzeti u obzir volumen cijele zgrade bez zidova. Drugim riječima, prvo morate izračunati volumen svake sobe, zatim zbrojiti sve dostupne rezultate i zamijeniti konačnu vrijednost u formulu.

Ventilacija s uređajem mehaničkog tipa

Proračun mehaničkog ventilacijskog sustava i njegove instalacije mora se odvijati prema određenom planu.

Prva faza je određivanje numeričke vrijednosti izmjene zraka. Potrebno je odrediti količinu tvari koja mora ući u strukturu kako bi zadovoljila zahtjeve.

Druga faza je određivanje minimalnih dimenzija zračnog kanala. Vrlo je važno odabrati ispravan poprečni presjek uređaja, jer o tome ovise stvari kao što su čistoća i svježina ulaznog zraka.

Treća faza je odabir vrste sustava za ugradnju. Ovo je važna točka.

Četvrta faza je projektiranje ventilacijskog sustava. Važno je jasno izraditi plan prema kojem će se izvršiti instalacija.

Potreba za mehaničkom ventilacijom javlja se samo ako se prirodni priljev ne može nositi. Bilo koja od mreža izračunava se na takvim parametrima kao što su njezin volumen zraka i brzina ovog protoka. Za mehaničke sustave ova brojka može doseći 5 m 3 / h.

Na primjer, ako je potrebno osigurati prirodnu ventilaciju na području od 300 m 3 / h, tada će vam trebati kalibar 350 mm. Ako je ugrađen mehanički sustav, volumen se može smanjiti za 1,5-2 puta.

Ispušna ventilacija

Izračun, kao i svaki drugi, mora započeti činjenicom da je produktivnost određena. Mjerne jedinice za ovaj parametar za mrežu su m 3 /h.

Da biste izvršili učinkovit izračun, morate znati tri stvari: visinu i površinu prostorija, glavnu svrhu svake sobe, prosječan broj ljudi koji će biti u svakoj sobi u isto vrijeme.

Da bi se započelo izračunavanje sustava ventilacije i klimatizacije ove vrste, potrebno je odrediti višestrukost. Numeričku vrijednost ovog parametra postavlja SNiP. Ovdje je važno znati da će parametar za stambene, poslovne ili industrijske prostore biti različit.

Ako se izračuni provode za domaću zgradu, tada je višestrukost 1. Ako govorimo o instaliranju ventilacije u upravnoj zgradi, tada je pokazatelj 2-3. Ovisi o nekim drugim uvjetima. Da biste uspješno izvršili izračun, morate znati iznos razmjene po mnoštvu, kao i po broju ljudi. Za određivanje potrebne snage sustava potrebno je uzeti najveći protok.

Da biste saznali brzinu izmjene zraka, morate pomnožiti površinu prostorije s visinom, a zatim s vrijednošću stope (1 za kućanstvo, 2-3 za ostale).

Da bi se izračunao sustav ventilacije i klimatizacije po osobi, potrebno je znati količinu zraka koju potroši jedna osoba i tu vrijednost pomnožiti s brojem ljudi. U prosjeku, uz minimalnu aktivnost, jedna osoba troši oko 20 m 3 / h; s prosječnom aktivnošću brojka se povećava na 40 m 3 / h; s intenzivnom tjelesnom aktivnošću volumen se povećava na 60 m 3 / h.

Akustički proračun ventilacijskog sustava

Akustički proračun je obavezna operacija koja je povezana s proračunom bilo kojeg sustava ventilacije prostorija. Ova operacija se provodi kako bi se izvršilo nekoliko specifičnih zadataka:

• odrediti oktavni spektar zračne i strukturalne ventilacijske buke u projektiranim točkama;
• usporediti postojeću buku s dopuštenom bukom prema higijenskim standardima;
• odrediti način smanjenja buke.

Svi proračuni moraju se provesti u strogo utvrđenim projektnim točkama.

Nakon što su odabrane sve mjere prema građevinskim i akustičkim standardima, koje su namijenjene uklanjanju prekomjerne buke u prostoriji, provodi se kontrolni proračun cijelog sustava na istim točkama koje su ranije određene. Međutim, tome se također moraju dodati efektivne vrijednosti dobivene tijekom ove mjere smanjenja buke.

Za izračune su potrebni određeni početni podaci. One su postale karakteristike buke opreme, koje su se zvale razine zvučne snage (SPL). Za izračune se koriste geometrijske srednje frekvencije u Hz. Ako se izvrši približni izračun, tada se mogu koristiti korekcijske razine buke u dBA.

Ako govorimo o točkama dizajna, one se nalaze u ljudskim staništima, kao i na mjestima gdje je instaliran ventilator.

Aerodinamički proračun ventilacijskog sustava

Ovaj postupak proračuna provodi se tek nakon što je već izvršen proračun izmjene zraka za zgradu i donesena odluka o trasiranju zračnih kanala i kanala. Da bi se uspješno izvršili ovi izračuni, potrebno je stvoriti ventilacijski sustav, u kojem je potrebno istaknuti takve dijelove kao što su armature svih zračnih kanala.

Pomoću podataka i planova potrebno je odrediti duljinu pojedinih grana ventilacijske mreže. Ovdje je važno razumjeti da se izračun takvog sustava može provesti za rješavanje dva različita problema - izravnog ili obrnutog. Svrha izračuna ovisi o vrsti zadatka:

• ravno - potrebno je odrediti dimenzije poprečnog presjeka za sve dijelove sustava, uz postavljanje određene razine protoka zraka koji će proći kroz njih;
• obrnuto je odrediti protok zraka postavljanjem određenog presjeka za sve ventilacijske dijelove.

Da bi se izvršili proračuni ove vrste, potrebno je cijeli sustav podijeliti u nekoliko zasebnih dijelova. Glavna karakteristika svakog odabranog fragmenta je stalan protok zraka.

Računalni programi

Budući da je izvođenje izračuna i ručna izgradnja sheme ventilacije vrlo naporan i dugotrajan proces, razvijeni su jednostavni programi koji mogu samostalno obavljati sve radnje. Pogledajmo nekoliko. Jedan takav program za proračun ventilacijskog sustava je Vent-Clac. Zašto je tako dobra?

Sličan program za izračune i dizajn mreže smatra se jednim od najprikladnijih i najučinkovitijih. Algoritam rada ove aplikacije temelji se na korištenju Altschulove formule. Posebnost programa je da se dobro nosi s izračunima prirodne i mehaničke ventilacije.

Budući da se softver stalno ažurira, vrijedno je napomenuti da je najnovija verzija aplikacije također sposobna obavljati takve poslove kao što su aerodinamički proračuni otpora cijelog ventilacijskog sustava. Također može učinkovito izračunati druge dodatne parametre koji će pomoći u odabiru preliminarne opreme. Kako bi napravio ove izračune, programu će biti potrebni podaci kao što su protok zraka na početku i kraju sustava, kao i duljina glavnog zračnog kanala prostorije.

Budući da ručno izračunavanje svega toga traje dugo i morate rastaviti izračune u faze, ova aplikacija će vam pružiti značajnu podršku i uštedjeti puno vremena.

Sanitarni standardi

Druga mogućnost izračuna ventilacije je prema sanitarnim standardima. Slični izračuni provode se za javne i administrativne objekte. Da biste napravili točne izračune, morate znati prosječan broj ljudi koji će stalno biti unutar zgrade. Ako govorimo o redovitim potrošačima zraka u zatvorenim prostorima, njima je potrebno oko 60 kubnih metara po satu po osobi. No budući da javne objekte posjećuju i privremene osobe, o njima također treba voditi računa. Količina zraka koju takva osoba potroši je oko 20 kubnih metara na sat.

Ako izvršite sve izračune na temelju početnih podataka iz tablica, tada kada dobijete konačne rezultate, postat će jasno vidljivo da je količina zraka koja dolazi s ulice mnogo veća od one koja se troši unutar zgrade. U takvim situacijama najčešće posežu za najjednostavnijim rješenjem - napama od cca 195 kubika na sat. U većini slučajeva dodavanje takve mreže stvorit će prihvatljivu ravnotežu za postojanje cijelog ventilacijskog sustava.

Akustički proračun proizveden za svaki od osam oktavnih pojaseva slušnog raspona (za koje su razine buke normalizirane) s geometrijskim srednjim frekvencijama od 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz.

Za sustave centralne ventilacije i klimatizacije s velikom mrežom zračnih kanala dopušteno je provoditi akustičke proračune samo za frekvencije od 125 i 250 Hz. Svi izračuni izvode se s točnošću od 0,5 Hz, a konačni rezultat se zaokružuje na cijeli broj decibela.

Kada ventilator radi u režimima učinkovitosti većim ili jednakim 0,9, maksimalna učinkovitost je 6 = 0. Kada način rada ventilatora odstupa za najviše 20% od maksimuma, uzima se da je učinkovitost 6 = 2 dB, a kada je odstupanje veće od 20% - 4 dB.

Da bi se smanjila razina zvučne snage koja se stvara u zračnim kanalima, preporuča se uzeti sljedeće maksimalne brzine zraka: u glavnim zračnim kanalima javnih zgrada i pomoćnim prostorijama industrijskih zgrada 5-6 m/s, au ograncima - 2- 4 m/s. Za industrijske zgrade te se brzine mogu udvostručiti.

Za ventilacijske sustave s razgranatom mrežom zračnih kanala, akustički proračuni se izrađuju samo za granu do najbliže prostorije (pri istim dopuštenim razinama buke), a za različite razine buke - za granu s najnižom dopuštenom razinom. Akustički proračuni za usisne i ispušne otvore rade se zasebno.

Za centralizirane sustave ventilacije i klimatizacije s razgranatom mrežom zračnih kanala izračuni se mogu napraviti samo za frekvencije od 125 i 250 Hz.

Kada buka ulazi u prostoriju iz više izvora (od dovodnih i odvodnih rešetki, od jedinica, lokalnih klima uređaja itd.), odabire se nekoliko projektiranih točaka na radnim mjestima koja su najbliža izvorima buke. Za te točke oktavne razine zvučnog tlaka iz svakog izvora buke određuju se zasebno.

Kada regulatorni zahtjevi za razine zvučnog tlaka variraju tijekom dana, akustički proračuni se izvode na najnižim dopuštenim razinama.

U ukupnom broju izvora buke m nisu uzeti u obzir izvori koji u projektnoj točki stvaraju oktavne razine koje su 10 i 15 dB ispod standardnih, kada njihov broj nije veći od 3 odnosno 10. Prigušni uređaji za navijači također nisu uzeti u obzir.

Nekoliko dovodnih ili odsisnih rešetki jednog ventilatora ravnomjerno raspoređenih po prostoriji mogu se smatrati jednim izvorom buke kada kroz njih prodire buka jednog ventilatora.

Kada se u prostoriji nalazi nekoliko izvora iste zvučne snage, razine zvučnog tlaka u odabranoj proračunskoj točki određuju se formulom

Proračun ventilacije

Ovisno o načinu kretanja zraka, ventilacija može biti prirodna i prisilna.

Parametri zraka koji ulazi u usisne otvore i otvore lokalnog usisavanja tehnoloških i drugih uređaja koji se nalaze u radnom području trebaju se uzeti u skladu s GOST 12.1.005-76. S veličinom sobe od 3 do 5 metara i visinom od 3 metra, njegov volumen je 45 kubičnih metara. Stoga ventilacija treba osigurati protok zraka od 90 kubnih metara na sat. Ljeti je potrebno instalirati klima uređaj kako bi se izbjeglo prekoračenje temperature u prostoriji za stabilan rad opreme. Potrebno je obratiti dužnu pozornost na količinu prašine u zraku jer ona izravno utječe na pouzdanost i vijek trajanja računala.

Snaga (točnije snaga hlađenja) klima uređaja je njegova glavna karakteristika, ona određuje volumen prostorije za koju je namijenjen. Za približne izračune uzmite 1 kW na 10 m 2 s visinom stropa od 2,8 - 3 m (u skladu sa SNiP 2.04.05-86 "Grijanje, ventilacija i klimatizacija").

Za izračun dotoka topline određene prostorije korištena je pojednostavljena metoda:

gdje je: Q - Dotok topline

S - Površina sobe

h - Visina prostorije

q - Koeficijent jednak 30-40 W/m 3 (u ovom slučaju 35 W/m 3)

Za sobu od 15 m2 i visinu od 3 m, dobitak topline će biti:

Q=15·3·35=1575 W

Osim toga, treba uzeti u obzir emisiju topline uredske opreme i ljudi; vjeruje se (u skladu sa SNiP 2.04.05-86 „Grijanje, ventilacija i klimatizacija”) da u mirnom stanju osoba emitira 0,1 kW topline, računala ili fotokopirnog stroja 0,3 kW, dodavanjem ovih vrijednosti ukupnim dotocima topline, možete dobiti potrebni rashladni kapacitet.

Q dodatni =(H·S opera)+(S·S comp)+(P·S print) (4.9)

gdje je: Q dodatni - Zbroj dodatnih toplinskih dotoka

C - Odvođenje topline računala

H - Rasipanje topline operatera

D - Disipacija topline pisača

S comp - Broj radnih stanica

S print - Broj pisača

S operatori - Broj operatora

Dodatni dotoci topline u prostoriju bit će:

Q dodatni1 =(0,1 2)+(0,3 2)+(0,3 1)=1,1(kW)

Ukupan zbroj toplinskih dotoka jednak je:

Q total1 =1575+1100=2675 (W)

Sukladno ovim izračunima potrebno je odabrati odgovarajuću snagu i broj klima uređaja.

Za prostoriju za koju se provodi proračun potrebno je koristiti klima uređaje nazivne snage 3,0 kW.

Proračun razine buke

Jedan od nepovoljnih čimbenika proizvodnog okruženja u računskom centru je visoka razina buke koju stvaraju uređaji za ispis, oprema za klimatizaciju i ventilatori rashladnih sustava u samim računalima.

Kako bismo odgovorili na pitanja o potrebi i izvedivosti smanjenja buke, potrebno je znati razine buke na radnom mjestu operatera.

Razina buke koja proizlazi iz više nekoherentnih izvora koji rade istovremeno izračunava se na temelju načela energetskog zbrajanja emisija iz pojedinačnih izvora:

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

gdje je Li razina zvučnog tlaka i-tog izvora buke;

n je broj izvora buke.

Dobiveni rezultati proračuna uspoređuju se s dopuštenom razinom buke za određeno radno mjesto. Ako su rezultati proračuna viši od dopuštene razine buke, potrebne su posebne mjere za smanjenje buke. To uključuje: oblaganje zidova i stropa hale materijalima za apsorpciju zvuka, smanjenje buke na izvoru, pravilan raspored opreme i racionalnu organizaciju radnog mjesta operatera.

Razine zvučnog tlaka izvora buke koji utječu na operatera na njegovom radnom mjestu prikazane su u tablici. 4.6.

Tablica 4.6 - Razine zvučnog tlaka različitih izvora

Obično je radno mjesto operatera opremljeno sljedećom opremom: tvrdim diskom u sistemskoj jedinici, ventilatorom(ima) sustava za hlađenje računala, monitorom, tipkovnicom, pisačem i skenerom.

Zamjenom vrijednosti razine zvučnog tlaka za svaku vrstu opreme u formulu (4.4), dobivamo:

L=10 lg(104+104,5+101,7+101+104,5+104,2)=49,5 dB

Dobivena vrijednost ne prelazi dopuštenu razinu buke za radno mjesto operatera, jednaku 65 dB (GOST 12.1.003-83). A ako uzmemo u obzir da je mala vjerojatnost da će se istovremeno koristiti periferni uređaji poput skenera i pisača, ta će brojka biti još manja. Osim toga, kada pisač radi, nije potrebna izravna prisutnost operatera, jer Pisač je opremljen mehanizmom za automatsko uvlačenje listova.