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

Buka u SVKV dolazi od ventilatora (glavni izvor buke s vlastitim zadaćama) i drugih izvora, širi se kroz kanal zajedno sa strujom zraka i zrači u ventiliranu prostoriju. Na buku i njeno smanjenje utječu: klima uređaji, grijači, uređaji za upravljanje i distribuciju zraka, konstrukcija, zavoji i grananje zračnih kanala.

Akustički proračun SVKV provodi se kako bi se optimalno odabrali sva potrebna sredstva za smanjenje buke i odredila očekivana razina buke na projektnim točkama prostorije. Tradicionalno, aktivni i reaktivni prigušivači bili su primarno sredstvo za smanjenje buke u sustavu. Zvučna izolacija i apsorpcija zvuka sustava i prostorije potrebna je kako bi se osiguralo ispunjenje normi razina buke koje su dopuštene za ljude - važni ekološki standardi.

Upravo sada unutra građevinski propisi i pravila Rusije (SNiP), obavezna u projektiranju, izgradnji i radu zgrada kako bi se zaštitili ljudi od buke, razvila se izvanredna situacija. U starom SNiP II-12-77 "Zaštita od buke", metoda akustičkog izračuna zgrada UHCW je zastarjela i stoga nije uključena u novi SNiP 23-03-2003 "Zaštita od buke" (umjesto SNiP II-12 -77), gdje ga još uvijek općenito nema.

Tako, stara metoda zastarjelo, ali nije novo. Došlo je vrijeme da se stvori moderna metoda akustičkog proračuna UHCW u zgradama, kao što je već slučaj s vlastitim specifičnostima u drugim, prethodno naprednijim u akustici, područjima tehnologije, npr. morska plovila... Razmotrimo tri moguće metode akustičkog proračuna u odnosu na UHCW.

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

Za pravokutnu cijev, strana bi trebala biti manja od polovice valne duljine, a za okruglu cijev, 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 strana presjeka manja od 1,65 m. U uskoj zakrivljenoj cijevi, širenje zvuka će ostati isto kao i u ravnoj cijevi.

To je poznato iz prakse korištenja pregovaračkih cijevi, primjerice, dugo vremena na parobrodima. Tipičan raspored dugog voda ventilacijskog sustava ima dvije definirajuće vrijednosti: L wH je snaga zvuka koja ulazi u ispusni vod iz ventilatora na početku dugog voda, a L wK je snaga zvuka koja dolazi iz ispusnog voda na kraj dugog reda i ulazak u prozračenu prostoriju.

Duga linija sadrži sljedeće karakteristične elemente. Navodimo ih: zvučno izolirani ulaz R 1, zvučno izolirani aktivni prigušivač R 2, zvučno izolirani T-prigušivač R 3, zvučno izolirani mlazni prigušivač R 4, zvučno izolirani leptir ventil R 5 i zvučno izolirani izlaz R 6. Zvučna izolacija ovdje znači razliku u dB između snage zvuka u valovima koji upadaju na određeni element i zvučne snage koju ovaj element emitira nakon što valovi prođu dalje kroz njega.

Ako zvučna izolacija svakog od ovih elemenata ne ovisi o svim ostalima, onda se zvučna izolacija cijelog sustava može izračunati 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 je zvučni tlak u cijevi povezan s brzinom vibracije u cijevi prema Newtonovom drugom zakonu relacijom

gdje je ρ gustoća zraka. Zvučna snaga ravnih harmonijskih valova jednaka je integralu površine presjek S kanala za razdoblje zvučnih vibracija T u W:

gdje je T = 1 / f period zvučnih vibracija, s; f - frekvencija vibracije, Hz. Zvučna snaga u dB: L w = 10lg (N / N 0), gdje je N 0 = 10 -12 W. Unutar navedenih pretpostavki, zvučna izolacija dugog niza ventilacijskog sustava izračunava se pomoću sljedeće formule:

Broj elemenata n za određeni UHCS može biti, naravno, veći od gore navedenog n = 6. Primijenimo teoriju dugih linija za izračunavanje vrijednosti R i na gore navedene karakteristične elemente sustava ventilacije zraka.

Ulaz i izlaz za ventilaciju sa R 1 i R 6. Spoj dviju uskih cijevi s različitim površinama poprečnog presjeka S 1 i S 2 prema teoriji dugih vodova analog je sučelja između dva medija pri normalnom upadanju zvučnih valova na sučelje. Granični uvjeti na spoju dviju cijevi određeni su jednakošću zvučnih tlakova i brzina vibracija na obje strane spoja, pomnoženih s površinom poprečnog presjeka cijevi.

Rješavajući ovako dobivene jednadžbe dobivamo koeficijent prijenosa energije i zvučnu izolaciju spoja dviju cijevi s gornjim presjecima:

Analiza ove formule pokazuje da se kod S 2 >> S 1 svojstva druge cijevi približavaju svojstvima slobodne granice. Na primjer, uska cijev otvorena u polubeskonačan prostor može se smatrati s gledišta zvučno izolacijskog učinka kao da graniči s vakuumom. Za 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 R 2. Zvučna izolacija u ovom slučaju može se približno i brzo procijeniti u dB, na primjer, prema poznatoj formuli inženjera A.I. Belova:

gdje je P opseg područja protoka, m; l je duljina prigušivača, m; S je površina poprečnog presjeka kanala prigušivača, m 2; α eq - 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 veća, što je veći apsorpcijski kapacitet stijenki α eq, duljina prigušivača l i omjer opsega kanala prema njegovom poprečnom površina presjeka P/S. Za najbolje materijale koji upijaju zvuk, na primjer, marke PPU-ET, BZM i ATM-1, kao i druge široko korištene apsorpcije zvuka, stvarni koeficijent apsorpcije zvuka α je prikazan u.

Tee R 3. U ventilacijskim sustavima najčešće se prva cijev s površinom presjeka S 3 zatim grana na dvije cijevi s površinom presjeka S 3,1 i S 3,2. Takva grana se naziva tee: zvuk ulazi kroz prvu granu, a prolazi kroz druge dvije. Općenito, prva i druga cijev mogu biti sastavljene od više cijevi. Onda imamo

Zvučna izolacija T-a od presjeka S 3 do presjeka S 3.i određena je formulom

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

Reaktivni (komorni) prigušivač buke R 4. Komorni prigušivač 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 poprečnog presjeka S 4. I ovdje ćemo koristiti teoriju duge linije. Zamjenom karakteristične impedancije u poznatoj formuli za zvučnu izolaciju sloja proizvoljne debljine pri normalnoj incidenciji zvučnih valova odgovarajućim recipročnim vrijednostima površine cijevi, dobivamo formulu za zvučnu izolaciju komornog prigušivača

gdje je k valni broj. Zvučna izolacija komornog prigušivača doseže najveću vrijednost pri sin (kl) = 1, t.j. 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, tada se formula zvučne izolacije mora primjenjivati ​​uzastopno od komore do komore, a ukupni učinak izračunava se pomoću, na primjer, metode graničnih uvjeta. Učinkoviti komorni prigušivači ponekad zahtijevaju velike dimenzije. Ali njihova prednost je što mogu biti učinkoviti na bilo kojoj frekvenciji, uključujući niske frekvencije, gdje su aktivni prigušivači praktički beskorisni.

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

Prigušivač R 5. Prigušivač je strukturno tanka ploča površine S 5 i debljine δ 5, stegnuta između prirubnica cjevovoda, rupa u kojoj je s površinom od S 5,1 manja od unutarnjeg promjera cijevi (ili druge karakteristike veličina). Zvučna izolacija takvog gasa

gdje je c brzina zvuka u zraku. U prvoj metodi, glavno pitanje za nas pri razvoju nove metode je procijeniti točnost i pouzdanost rezultata akustičkog proračuna sustava. Odredimo točnost i pouzdanost rezultata izračuna zvučne snage dovedene u ventiliranu prostoriju - u ovom slučaju vrijednosti

Ovaj izraz prepisujemo u sljedećoj notaciji algebarskog zbroja, naime

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

Ovdje se prihvaća najnepovoljniji slučaj kada apsolutne pogreške svih pojmova 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 prema normalnom zakonu (Gaussova raspodjela). Razmotrimo te pogreške i usporedimo ih s odgovarajućom vrijednošću apsolutne maksimalne pogreške. Ovu vrijednost definiramo pod pretpostavkom da je svaki algebarski član y 0i zbroja distribuiran prema normalnom zakonu sa središtem M (y 0i) i standardom

Tada zbroj također slijedi normalni zakon distribucije s matematičkim očekivanjem

Pogreška algebarskog zbroja definirana je kao:

Tada se može tvrditi da s pouzdanošću jednakom vjerojatnosti 2Φ (t), pogreška zbroja neće premašiti vrijednost

Za 2Φ (t), = 0,9973, imamo t = 3 = α i statistička procjena za praktički maksimalnu pouzdanost je pogreška zbroja (formule) Apsolutna maksimalna pogreška u ovom slučaju

Dakle 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 u probabilističkoj procjeni pogrešaka u prvoj aproksimaciji može biti više ili manje prihvatljiv. Dakle, vjerojatna procjena pogrešaka je poželjna i treba je koristiti za odabir "granične vrijednosti neznanja", za koju se predlaže da se nužno koristi u akustičkom proračunu UHCS-a kako bi se osiguralo ispunjavanje dopuštenih standarda buke u ventiliranoj prostoriji (to prije nije učinjeno).

No, vjerojatnostna procjena pogrešaka rezultata također ukazuje u ovom slučaju da je teško postići visoku točnost rezultata proračuna pomoću prve metode, čak i za vrlo jednostavne krugove i ventilacijski sustav male brzine. Za jednostavne, složene, SVKV sheme male i velike brzine, zadovoljavajuća točnost i pouzdanost takvog izračuna može se u mnogim slučajevima postići samo drugom metodom.

Druga metoda akustičkog proračuna... Brodovi su dugo vremena koristili metodu izračuna koja se dijelom temelji na analitičkim ovisnostima, ali presudno na eksperimentalnim podacima. Iskustvo takvih proračuna koristimo na brodovima za moderne zgrade. Zatim, u ventiliranoj prostoriji koju opslužuje jedan j-ti razdjelnik zraka, razine buke L j, dB u projektiranoj točki treba odrediti sljedećom formulom:

gdje je L wi zvučna snaga, dB, generirana u i-tom elementu UHCW-a, R i je zvučna izolacija u i-tom elementu UHCW-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 rj udaljenost od j-tog razdjelnika 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 prostorni kut zračenja izvora, Φ faktor usmjerenosti izvora, κ koeficijent poremećaja difuznosti zvučnog polja).

Ako u prostoriji moderne zgrade postoji m razdjelnika zraka, od kojih je razina buke svakog u projektiranoj točki jednaka L j, tada ukupna buka svih njih mora biti niža od razine buke dopuštene za osobu , naime:

gdje je L H standard sanitarne buke. Prema drugoj metodi akustičkog proračuna, za svaki od njih se preliminarno eksperimentalno utvrđuje zvučna snaga L wi, generirana u svim elementima VHCW, i zvučna izolacija R i koja se odvija u svim tim elementima. Činjenica je da je u posljednjih jedno i pol do dva desetljeća napredovala elektronička tehnika akustičkih mjerenja, u kombinaciji s računalom.

Kao rezultat toga, poduzeća koja proizvode UHCW elemente moraju u svojim putovnicama i katalozima navesti karakteristike L wi i R i, mjerene u skladu s nacionalnim i međunarodnim standardima. Dakle, druga metoda uzima u obzir generiranje buke ne samo u ventilatoru (kao u prvoj metodi), već iu svim ostalim elementima HVAC-a, što može biti od velike važnosti za srednje i velike sustave.

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 u prvoj metodi. Ali može se odrediti s potrebnom točnošću pomoću standardnih mjerenja, što se sada radi za drugu metodu. Kao rezultat toga, druga metoda, za razliku od prve, pokriva gotovo sve UHCW sheme.

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

Zbrajanje akustičke snage izvora buke u vatima i zvučne izolacije elemenata u decibelima vrijedi samo, barem kada nema interferencije zvučnih valova u sustavu, prema navedenoj formuli za akustički proračun UHCW. A kada dođe do smetnji u cjevovodima, onda to može biti izvor snažnog zvuka, na kojem se, primjerice, temelji zvuk nekih puhačkih glazbala.

Druga metoda je već ušla u udžbenike i metodičke smjernice za kolegijne projekte u izgradnji akustike za studente viših razreda Državnog politehničkog sveučilišta u Sankt Peterburgu. Neuzimanje u obzir fenomena smetnji u cjevovodima povećava “graničnu vrijednost neznanja” ili, u kritičnim slučajevima, zahtijeva eksperimentalno usavršavanje rezultata do potrebnog stupnja točnosti i pouzdanosti.

Za izbor “granične vrijednosti neznanja” poželjno je, kao što je gore prikazano za prvu metodu, probabilistička procjena pogrešaka, za koju se predlaže da se nužno primjenjuje u akustičkom proračunu zgrada UHCW kako bi se osiguralo da dopušteni standardi buke u sobe se zadovoljavaju pri projektiranju modernih zgrada.

Treća metoda akustičkog proračuna... Ova metoda uzima u obzir procese interferencije u uskom cjevovodu dugog voda. Takvo računovodstvo može dramatično poboljšati točnost i pouzdanost rezultata. U tu svrhu predlaže se primijeniti za uske cijevi "metodu impedancija" akademika Akademije znanosti SSSR-a i Ruske akademije znanosti LM Brekhovskikha, koju je on koristio pri proračunu zvučne izolacije proizvoljnog broja ravni paralelni slojevi.

Dakle, prvo odredimo ulaznu impedanciju ravnoparalelnog sloja debljine δ 2, čija je konstanta širenja zvuka γ 2 = β 2 + ik 2, a akustična impedancija Z 2 = ρ 2 c 2. Označimo akustički otpor u mediju ispred sloja, odakle padaju valovi, Z 1 = ρ 1 c 1, a u mediju iza sloja imamo Z 3 = ρ 3 c 3. Tada će zvučno polje u sloju, uz izostavljanje faktora i ωt, biti superpozicija valova koji putuju u smjeru naprijed i natrag uz zvučni tlak

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

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

Ulazne impedancije ovdje se mogu dobiti kako, u jednostavnim slučajevima, proračunom, tako i u svim slučajevima mjerenjem na posebnoj instalaciji s modernom akustičnom opremom. Prema trećoj metodi, slično prvoj metodi, imamo zvučnu snagu koja izlazi iz odvodnog kanala na kraju dugačke linije SVKV i ulazi u ventiliranu prostoriju prema shemi:

Slijedi procjena rezultata, kao u prvoj metodi s "granicom neznanja", te razina 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 najviši stupanj pouzdanosti), imamo t = 3 i vrijednosti pogreške su jednake 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, s pouzdanošću 2Φ (t) = 0,6827 (procjena inženjerske pouzdanosti), imamo t = 1,0, a vrijednosti pogreške jednake su σ Li i σ Ri Treća metoda, usmjerena u budućnost, točnija je i pouzdanija, ali i složenija - zahtijeva visoke kvalifikacije u području građevinske akustike, teorije vjerojatnosti i matematičke statistike, te moderne mjerne tehnologije.

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

Sumirati

Rješenje hitnih pitanja razvoja nove metode akustičkog proračuna treba uzeti u obzir najbolje od postojećih metoda. Predložena je nova metoda akustičkog proračuna UHCW zgrada, koja ima minimalnu "granicu neznanja" BB, zahvaljujući obračunu pogrešaka metodama teorije vjerojatnosti i matematičke statistike te obračunu pojava interferencije metodom impedancija.

Podaci o novoj metodi izračuna izneseni u članku ne sadrže neke od nužnih detalja dobivenih dodatnim istraživanjem i praksom, a koji predstavljaju "know-how" autora. Krajnji cilj nove metode je osigurati odabir kompleksa sredstava za smanjenje buke ventilacijskih i klimatizacijskih sustava zgrada, čime se u usporedbi s postojećom povećava učinkovitost, smanjujući težina i trošak UHCS-a.

Još uvijek ne postoje tehnički propisi u području industrijske i civilne gradnje, stoga je razvoj u području, a posebno smanjenja buke zgrada UHCW-a, relevantan i treba ga nastaviti, barem do donošenja takvih propisa.

1. Brekhovskikh L.M. Valovi u slojevitim medijima // Moskva: Izdavačka kuća Akademije znanosti SSSR. 1957. godine.
2. Isakovich M.A. Opća akustika // M .: Izdavačka kuća "Znanost", 1973.
3. Priručnik o akustici broda. Uredio I.I. Klyukin i I.I. Bogolepova. - Lenjingrad, "Brodogradnja", 1978.
4. Horoshev G.A., Petrov Yu.I., Egorov N.F. Borba protiv buke ventilatora // M .: Energoizdat, 1981.
5. Kolesnikov A.E. Akustička mjerenja. Odobreno od strane Ministarstva visokog i srednjeg specijaliziranog obrazovanja SSSR-a kao udžbenik za sveučilišne studente upisane na specijalnost "Elektroakustika i ultrazvučno inženjerstvo" // Leningrad, "Brodogradnja", 1983.
6. Bogolepov I.I. Industrijska zvučna izolacija. Predgovor akad. I.A. Glebova. Teorija, istraživanje, projektiranje, proizvodnja, upravljanje // Lenjingrad, "Brodogradnja", 1986.
7. Zračna akustika. Dio 2. Izd. A.G. Munina. - M .: "Strojarstvo", 1986.
8. Izak G.D., Gomzikov E.A. Buka na brodovima i metode njenog smanjenja // M .: "Transport", 1987.
9. Smanjenje buke u zgradama i stambenim prostorima. Ed. G.L. Osipova i E. Ya. Yudin. - M .: Stroyizdat, 1987.
10. Građevinski propisi. Zaštita od buke. SNiP II-12-77. Odobreno Rezolucijom Državnog odbora Vijeća ministara SSSR-a za građevinska pitanja od 14. lipnja 1977. br. 72. - M .: Gosstroj Rusije, 1997.
11. Smjernice za proračun i projektiranje prigušenja zvuka ventilacijskih jedinica. Razvijeno za SNiP II-12–77 od strane organizacija Istraživačkog instituta za građevinsku fiziku, GPI Santekhpoekt, NIISK. - M .: Stroyizdat, 1982.
12. Katalog karakteristika buke tehnološke opreme (prema SNiP II-12–77). Istraživački institut za građevinsku fiziku Državnog građevinskog odbora SSSR-a // Moskva: Stroyizdat, 1988.
13. Građevinski zakoni i propisi Ruske Federacije. Zvučna zaštita. SNiP 23-03-2003. Usvojen i stavljen na snagu Rezolucijom Gosstroja Rusije od 30. lipnja 2003. br. 136. Datum uvođenja 2004-04-01.
14. Zvučna izolacija i apsorpcija zvuka. Udžbenik za sveučilišne studente upisane na smjer "Industrijska i niskogradnja" i "Oskrba toplinom i plinom i ventilacija", ur. G.L. Osipov i V.N. Bobiljev. - M .: Izdavačka kuća AST-Astrel, 2004.
15. Bogolepov I.I. Akustički proračun i projektiranje sustava ventilacije i klimatizacije. Metodičke upute za kolegijske projekte. St. Petersburg State Politechnic University // St. Petersburg. Izdavačka kuća SPbODZPP, 2004.
16. Bogolepov I.I. Građevinska akustika. Predgovor akad. Yu.S. Vasiljeva // Sankt Peterburg. Sveučilišna naklada Veleučilišta, 2006. (monografija).
17. Sotnikov A.G. Procesi, aparati i sustavi klimatizacije i ventilacije. Teorija, tehnika i dizajn na prijelazu stoljeća // St. Petersburg, AT-Publishing, 2007.
18. www.integral.ru. Firma "Integral". Proračun razine vanjske buke ventilacijskih sustava prema: SNiPu II-12–77 (II dio) - "Smjernice za proračun i projektiranje suzbijanja buke ventilacijskih jedinica." Sankt Peterburg, 2007.
19. www.iso.org je internetska stranica koja pruža potpune informacije o Međunarodnoj organizaciji za standardizaciju ISO, katalog i online trgovinu standarda gdje možete kupiti bilo koju trenutno važeću ISO normu u elektroničkom ili tiskanom obliku.
20. www.iec.ch je internetska stranica koja pruža potpune informacije o Međunarodnoj elektrotehničkoj komisiji IEC, katalog i internetsku trgovinu njezinih standarda, putem koje možete kupiti trenutno važeći IEC standard u elektroničkom ili tiskanom obliku.
21. www.nitskd.ru.tc358 - web stranica na Internetu, koja sadrži potpune informacije o radu tehničkog odbora TC 358 "Akustika" Federalne agencije za tehničku regulaciju, katalog i internetsku trgovinu nacionalnih standarda, putem kojih možete kupiti trenutno važeći ruski standard u elektroničkom ili tiskanom obliku.
22. Savezni zakon od 27. prosinca 2002. br. 184-FZ "O tehničkoj regulaciji" (izmijenjen i dopunjen 9. svibnja 2005.). Usvojen od strane Državne Dume 15. prosinca 2002. Odobren od strane Vijeća Federacije 18. prosinca 2002. Za provedbu ovog Federalnog zakona, vidi naredbu RF Gosgortekhnadzora br. 54 od 27. ožujka 2003. godine.
23. Savezni zakon br. 65-FZ od 1. svibnja 2007. „O izmjenama i dopunama Saveznog zakona „O tehničkoj regulaciji”.

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

Potreba za ventilacijom

Prvo, treba odmah napomenuti da bez svježeg zraka ljudska pluća počinju lošije funkcionirati. Moguća je i pojava raznih bolesti koje će se s velikim postotkom vjerojatnosti razviti u kronične. Drugo, ako je zgrada stambena zgrada u kojoj se nalaze djeca, tada se potreba za ventilacijom još više povećava, jer će neke bolesti koje mogu zaraziti dijete vjerojatno ostati s njim doživotno. Kako biste izbjegli takve probleme, najbolje je organizirati ventilaciju. Vrijedi razmotriti nekoliko opcija. Na primjer, možete izračunati dovodni ventilacijski sustav i instalirati ga. Također je vrijedno dodati da bolesti nisu svi problemi.

U prostoriji ili zgradi gdje nema stalne izmjene zraka, sav namještaj i zidovi bit će prekriveni premazom od bilo koje tvari koja se raspršuje u zrak. Na primjer, ako je ovo kuhinja, onda će sve što je prženo, kuhano itd. dati svoj talog. Osim toga, prašina je užasan neprijatelj. Čak i proizvodi za čišćenje koji su dizajnirani za čišćenje i dalje će ostaviti talog koji će negativno utjecati na stanare.

Vrsta ventilacijskog sustava

Naravno, prije nego što nastavite s projektiranjem, izračunom ventilacijskog sustava ili njegovom ugradnjom, potrebno je odlučiti o vrsti mreže koja je najprikladnija. Trenutno postoje tri temeljno različite vrste, a glavna razlika između njih je u njihovom funkcioniranju.

Druga skupina su ispušni plinovi. Drugim riječima, to je konvencionalna napa, koja se najčešće ugrađuje u kuhinjske prostore zgrade. Glavni zadatak ventilacije je izvlačenje zraka iz prostorije prema van.

Recirkulirajuće. Takav sustav je, možda, najučinkovitiji, budući da istovremeno pumpa zrak iz prostorije, a istodobno isporučuje svježi zrak s ulice.

Jedino pitanje koje se postavlja svima dalje 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 izvršiti ispravan izračun ventilacijskog sustava.

Opći proračun mreže

Kao što je gore spomenuto, samo odabir i instalacija određene vrste neće biti dovoljna. Potrebno je jasno definirati koliko se zraka mora ukloniti iz prostorije, a koliko se mora ispumpati natrag. Stručnjaci to nazivaju razmjenom zraka, koja se mora izračunati. Ovisno o podacima dobivenim pri izračunu ventilacijskog sustava, potrebno je započeti s odabirom vrste uređaja.

Danas je poznat veliki broj različitih metoda izračuna. Cilj im je definirati različite parametre. Za neke sustave izrađuju se izračuni kako bi se saznalo koliko toplog zraka ili para treba ukloniti. Neki se provode kako bi se saznalo koliko je zraka potrebno za razrjeđivanje onečišćenja ako je riječ o industrijskoj zgradi. Međutim, minus svih ovih metoda je zahtjev profesionalnog znanja i vještina.

Što učiniti ako je potrebno izračunati ventilacijski sustav, ali nema takvog iskustva? Prva stvar koju se preporučuje jest upoznati se s različitim regulatornim dokumentima dostupnim svakoj državi ili čak regiji (GOST, SNiP, itd.) Ovi dokumenti sadrže sve naznake s kojima se svaka vrsta sustava mora pridržavati.

Višestruki izračun

Jedan od primjera ventilacije može biti izračun višestrukosti. Ova metoda je prilično komplicirana. Međutim, to je sasvim izvedivo i dat će dobre rezultate.

Prva stvar koju treba razumjeti je što je višestrukost. Sličan izraz opisuje koliko se puta zrak u prostoriji zamijeni svježim zrakom u 1 satu. Ovaj parametar ovisi o dvije komponente - to su specifičnosti strukture i njezina područja. Za vizualnu demonstraciju prikazat će se izračun prema formuli za zgradu s jednom izmjenom zraka. To sugerira da je iz prostorije uklonjena određena količina zraka, a da je istovremeno uveden svježi zrak u količini koja je odgovarala volumenu iste zgrade.

Formula za izračun je sljedeća: L = n * V.

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

Ako se izračuna 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 mehaničkim tipom uređaja

Proračun mehaničkog ventilacijskog sustava i njegova ugradnja moraju se odvijati prema određenom planu.

Prvi korak je određivanje brojčane vrijednosti izmjene zraka. Potrebno je odrediti količinu tvari koja mora ući u strukturu kako bi se ispunili zahtjevi.

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

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

Četvrta faza je projektiranje ventilacijskog sustava. Važno je jasno sastaviti plan-dijagram prema kojem će se instalacija izvesti.

Potreba za mehaničkom ventilacijom javlja se samo ako se prirodni protok ne može nositi. Bilo koja od mreža izračunava se na temelju parametara kao što su vlastiti volumen zraka i brzina tog protoka. Za mehaničke sustave ova brojka može doseći 5 m 3 / h.

Na primjer, ako je potrebno osigurati prirodnu ventilaciju s površinom od 300 m 3 / h, tada će biti potrebna s kalibrom od 350 mm. Ako se ugrađuje mehanički sustav, tada se volumen može smanjiti za 1,5-2 puta.

Ispušna ventilacija

Izračun, kao i svaki drugi, mora početi s definicijom izvedbe. Mjerna jedinica za ovaj parametar za mrežu je m 3 / h.

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

Da biste započeli proračun ventilacijskog i klimatizacijskog sustava ovog tipa, potrebno je odrediti učestalost. Brojčanu vrijednost ovog parametra postavlja SNiPom. Ovdje je važno znati da će parametar za stambeni, poslovni ili industrijski prostor biti drugačiji.

Ako se izračuni provode za stambenu 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 učestalosti, kao i po broju ljudi. Za određivanje potrebne snage sustava potrebno je uzeti najveći protok.

Da biste saznali višestrukost izmjene zraka, potrebno je pomnožiti površinu prostorije s njegovom visinom, a zatim s vrijednošću višestrukosti (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, pokazatelj se povećava na 40 m 3 / h, s intenzivnim fizičkim naporom, volumen se povećava na 60 m 3 / h.

Akustički proračun ventilacijskog sustava

Akustički izračun obvezna je operacija koja je povezana s izračunom bilo kojeg sustava ventilacije prostorije. Slična se operacija provodi kako bi se izvršilo nekoliko specifičnih zadataka:

• odrediti oktavni spektar buke zračne i strukturalne ventilacije u projektnim točkama;
• usporediti postojeću buku s prihvatljivom bukom prema higijenskim standardima;
• odrediti put smanjenja buke.

Svi izračuni moraju se provesti na strogo utvrđenim projektnim točkama.

Nakon što su odabrane sve mjere za građevinske i akustičke standarde, koje su namijenjene uklanjanju nepotrebne buke u prostoriji, vrši se verifikacijski izračun cijelog sustava na istim točkama koje su ranije određene. Međutim, ovdje se također moraju dodati efektivne vrijednosti dobivene tijekom ove vježbe smanjenja buke.

Za izračune potrebni su određeni početni podaci. To su karakteristike buke opreme, koje se nazivaju razinama zvučne snage (SPL). Za izračun se koriste srednje geometrijske frekvencije u Hz. Ako se izvrši grubi izračun, tada se mogu koristiti razine korekcije buke u dBA.

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

Aerodinamički proračun ventilacijskog sustava

Takav postupak proračuna izvodi se tek nakon što je već izvršen proračun izmjene zraka za zgradu i donesena odluka o usmjeravanju zračnih kanala i kanala. Kako bi se ti izračuni uspješno proveli, potrebno je izraditi ventilacijski sustav u kojem je neophodno istaknuti dijelove kao što su okovi svih zračnih kanala.

Koristeći informacije i planove potrebno je odrediti duljinu pojedinih grana ventilacijske mreže. Ovdje je važno razumjeti da se proračun takvog sustava može provesti kako bi se riješila dva različita problema - izravni ili inverzni. Svrha izračuna ovisi upravo o vrsti zadatka:

• ravna linija - potrebno je odrediti dimenzije sekcija za sve dijelove sustava, uz postavljanje određene razine protoka zraka koji će proći kroz njih;
• obrnuto - odredite protok zraka postavljanjem određenog dijela za sve ventilacijske dijelove.

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

Računski programi

Budući da je to vrlo mukotrpan i dugotrajan proces ručnog izvođenja proračuna i izgradnje ventilacijske sheme, razvijeni su jednostavni programi koji mogu sami izvršiti sve radnje. Razmotrimo nekoliko. Jedan od takvih programa za izračun ventilacijskog sustava je Vent-Clac. Zašto je tako dobra?

Takav program za izračun i projektiranje mreža smatra se jednim od najprikladnijih i najučinkovitijih. Algoritam ove aplikacije temelji se na korištenju Altshul formule. Posebnost programa je da se dobro nosi i s proračunom ventilacije prirodnog i mehaničkog tipa.

Budući da se softver stalno ažurira, vrijedi napomenuti da je najnovija verzija aplikacije također sposobna obavljati takav posao kao što su aerodinamički izračuni otpora cijelog ventilacijskog sustava. Također može učinkovito izračunati druge dodatne parametre koji će pomoći u odabiru preliminarne opreme. Da bi izvršio ove izračune, program će trebati podatke kao što su protok zraka na početku i na kraju sustava, kao i duljina glavnog kanala u prostoriji.

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

Sanitarni standardi

Druga mogućnost za izračun ventilacije je prema sanitarnim standardima. Slični se proračuni provode za javne i administrativne objekte. Da biste izvršili ispravne izračune, morate znati prosječan broj ljudi koji će stalno biti unutar zgrade. Ako govorimo o stalnim potrošačima zraka unutra, onda im je potrebno oko 60 kubičnih metara na sat za jedan. No, budući da privremene osobe posjećuju i javne objekte, i o njima treba voditi računa. Količina zraka koja se troši za takvu osobu je oko 20 kubičnih metara na sat.

Ako izvršimo sve izračune na temelju početnih podataka iz tablica, tada će se po primanju konačnih rezultata jasno vidjeti da je količina zraka koja dolazi s ulice mnogo veća od one koja se troši unutar zgrade. U takvim situacijama najčešće pribjegavaju najjednostavnijem rješenju - nape za oko 195 kubičnih metara na sat. U većini slučajeva, dodavanje takve mreže stvorit će prihvatljivu ravnotežu za postojanje cijelog ventilacijskog sustava.

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

Za sustave centralne ventilacije i klimatizacije s razgranatim mrežama zračnih kanala dopušteno je izvoditi akustičke proračune samo za frekvencije od 125 i 250 Hz. Svi izračuni se izvode s točnošću od 0,5 Hz i zaokružujući konačni rezultat na cijeli broj decibela.

Kada ventilator radi u načinima učinkovitosti većim ili jednakim 0,9, maksimalna učinkovitost je 6 = 0. Ako način rada ventilatora ne odstupa za najviše 20% od maksimuma, pretpostavlja se da je učinkovitost 6 = 2 dB, a ako je odstupanje veće od 20% iznosi 4 dB.

Preporuča se poduzeti sljedeće maksimalne brzine zraka za smanjenje razine zvučne snage koja nastaje u zračnim kanalima: u glavnim zračnim kanalima javnih zgrada i pomoćnim prostorijama industrijskih zgrada 5-6 m/s, au granama - 2- 4 m/s. Za industrijske zgrade te se brzine mogu udvostručiti.

Za ventilacijske sustave s razgranatom mrežom zračnih kanala, akustički se proračun vrši samo za granu do najbliže prostorije (pri istim dopuštenim razinama buke), pri različitim razinama buke - za granu s najnižom dopuštenom razinom. Akustički proračun za usisne i ispušne osovine radi se zasebno.

Za centralizirane sustave ventilacije i klimatizacije s razgranatom mrežom zračnih kanala, izračun se može izvršiti samo za frekvencije od 125 i 250 Hz.

Kada buka ulazi u prostoriju iz više izvora (iz dovodnih i ispušnih rešetki, iz jedinica, lokalnih klima uređaja itd.), odabire se nekoliko izračunatih točaka na radnim mjestima najbližim izvorima buke. Za ove točke, razine oktavnog zvučnog tlaka iz svakog izvora buke određuju se zasebno.

Uz različite normativne zahtjeve za razine zvučnog tlaka tijekom dana, akustički se proračun izvodi na najnižim dopuštenim razinama.

U ukupnom broju izvora buke m ne uzimaju se u obzir izvori koji stvaraju na projektnoj točki oktavne razine 10 i 15 dB niže od normativnih, kada njihov broj nije veći od 3 odnosno 10.

Nekoliko ravnomjerno raspoređenih dovodnih ili ispušnih rešetki jednog ventilatora može se smatrati jednim izvorom buke kada buka jednog ventilatora prodire kroz njih.

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

Proračun ventilacije

Ovisno o načinu kretanja zraka, ventilacija je 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. Posljedično, ventilacija mora osigurati protok zraka od 90 kubičnih metara / sat. Ljeti je potrebno predvidjeti ugradnju klima uređaja kako bi se izbjegla prekomjerna temperatura u prostoriji za stabilan rad opreme. Potrebno je obratiti dužnu pozornost na količinu prašine u zraku, jer to izravno utječe na pouzdanost i vijek trajanja računala.

Snaga (točnije, snaga hlađenja) klima uređaja je njegova glavna karakteristika, ovisi o tome za koji je volumen prostorije namijenjen. Za približne izračune uzima se 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 izračunavanje protoka topline u danoj prostoriji korištena je pojednostavljena tehnika:

gdje je: Q - Toplotni tokovi

S - Površina prostorije

h - Visina prostorije

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

Za sobu od 15 m 2 i visinu od 3 m toplinski tokovi će biti:

Q = 15 3 35 = 1575 W

Osim toga, treba uzeti u obzir proizvodnju topline iz uredske opreme i ljudi, smatra se (u skladu sa SNiP 2.04.05-86 "Grijanje, ventilacija i klimatizacija") da osoba u mirnom stanju emitira 0,1 kW topline , računalo ili fotokopirni uređaj od 0,3 kW, dodavanjem ovih vrijednosti ukupnim toplinskim dobitcima može se dobiti potrebna snaga hlađenja.

Q add = (HS oper) + (CS comp) + (PS print) (4.9)

gdje je: Q add - Zbroj dodatnih toplinskih tokova

C - Računalno rasipanje topline

H - Odvođenje topline operatera

D - Rasipanje topline pisača

S comp - Broj radnih stanica

S print - Broj pisača

S opere - Broj operatora

Dodatni toplinski tokovi prostorije bit će:

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

Ukupna količina toplinskih dobitaka jednaka je:

Q ukupno 1 = 1575 + 1100 = 2675 (W)

U skladu s tim izračunima potrebno je odabrati odgovarajući kapacitet i broj klima uređaja.

Za prostoriju za koju se radi proračun treba koristiti klima uređaje nazivne snage 3,0 kW.

Proračun razine buke

Jedan od nepovoljnih čimbenika proizvodnog okruženja u ITC-u je visoka razina buke koju stvaraju tiskarski uređaji, klimatizacijski uređaji i rashladni ventilatori u samim računalima.

Da bismo odlučili je li potrebno i preporučljivo smanjiti buku, potrebno je poznavati razine buke na radnom mjestu operatera.

Razina buke koja proizlazi iz više nekoherentnih izvora koji istovremeno rade izračunava se na temelju principa energetskog zbrajanja emisija iz pojedinih 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, tada su potrebne posebne mjere za smanjenje buke. To uključuje: oblaganje zidova i stropa hale materijalima koji apsorbiraju zvuk, smanjenje buke na izvoru, ispravan raspored opreme i racionalnu organizaciju radnog mjesta operatera.

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

Tablica 4.6 - Razine zvučnog tlaka različitih izvora

Obično je radno mjesto operatera opremljeno sljedećom opremom: tvrdi disk u jedinici sustava, ventilator(i) sustava za hlađenje računala, monitor, tipkovnica, pisač i skener.

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

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

Rezultirajuća 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 malo vjerojatno da će se takvi periferni uređaji kao što su skener i pisač koristiti istovremeno, tada će ta brojka biti još niža. Osim toga, izravna prisutnost operatera nije potrebna kada pisač radi. pisač je opremljen mehanizmom za automatsko uvlačenje listova.