Prezračevalni in klimatski sistem (HVAC) je eden glavnih virov hrupa v sodobnih stanovanjskih, javnih in industrijskih zgradbah, na ladjah, v spalnih vagonih vlakov, v vseh vrstah salonov in kontrolnih kabin.

Hrup v HVAC prihaja iz ventilatorja (glavnega vira hrupa s svojimi nalogami) in drugih virov, širi se po zračnem kanalu skupaj s tokom zraka in seva v prezračevani prostor. Na hrup in njegovo zmanjševanje vplivajo: klimatske naprave, ogrevalne enote, naprave za regulacijo in distribucijo zraka, konstrukcija, zavoji in razcepi zračnih kanalov.

Akustični izračun UVAV se izvede z namenom optimalne izbire vseh potrebnih sredstev za zmanjševanje hrupa in določitve pričakovane ravni hrupa na projektiranih točkah prostora. Tradicionalno so glavna sredstva za zmanjševanje sistemskega hrupa aktivni in reaktivni dušilci hrupa. Zvočna izolacija in absorpcija zvoka sistema in prostora je potrebna za zagotovitev skladnosti z normami ravni hrupa, dovoljenimi za ljudi - pomembnimi okoljskimi standardi.

Zdaj noter gradbeni predpisi in ruskih pravil (SNiP), ki so obvezni za načrtovanje, gradnjo in obratovanje stavb za zaščito ljudi pred hrupom, je prišlo do izrednih razmer. V starem SNiP II-12-77 "Zaščita pred hrupom" je bila metoda akustičnega izračuna zgradb HVAC zastarela in zato ni bila vključena v novi SNiP 23.03.2003 "Zaščita pred hrupom" (namesto SNiP II-12- 77), kjer še ni vključena odsotna.

torej stara metoda zastarelo, a nič novega. Prišel je čas, da se oblikuje sodobna metoda akustičnega izračuna UVA v stavbah, kot je to že značilno za svoje posebnosti na drugih, prej akustično naprednejših, tehnoloških področjih, npr. morska plovila. Razmislimo o treh možnih metodah akustičnega izračuna v zvezi z UHCR.

Prva metoda akustičnega izračuna. Ta metoda, ki temelji izključno na analitičnih odvisnostih, uporablja teorijo dolgih črt, ki je znana v elektrotehniki in se tukaj nanaša na širjenje zvoka v plinu, ki polni ozko cev s togimi stenami. Izračun je narejen pod pogojem, da je premer cevi veliko manjši od dolžine zvočnega vala.

Pri pravokotni cevi mora biti stranica manjša od polovice valovne dolžine, pri okrogli cevi pa polmer. Prav te cevi se v akustiki imenujejo ozke. Tako se bo za zrak s frekvenco 100 Hz pravokotna cev štela za ozko, če je stranica prečnega prereza manjša od 1,65 m. V ozki ukrivljeni cevi bo širjenje zvoka enako kot v ravni cevi.

To je znano iz prakse uporabe govornih cevi, na primer na ladjah že dolgo časa. Tipična zasnova dolgega prezračevalnega sistema ima dve določujoči količini: L wH je zvočna moč, ki vstopa v izpustno cev iz ventilatorja na začetku dolgega voda, in L wK je zvočna moč, ki izvira iz izpustne cevi na koncu. dolge vrste in vstop v prezračevano sobo.

Dolga linija vsebuje naslednje značilne elemente. Naštejemo jih: dovod z zvočno izolacijo R 1, aktivni dušilec z zvočno izolacijo R 2, T z zvočno izolacijo R 3, reaktivni dušilec z zvočno izolacijo R 4, dušilna loputa z zvočno izolacijo R 5 in izpušni kanal z zvočno izolacijo R 6. Zvočna izolacija se tukaj nanaša na razliko v dB med zvočno močjo valov, ki padajo na določen element, in zvočno močjo, ki jo oddaja ta element, potem ko valovi preidejo skozenj naprej.

Če zvočna izolacija vsakega od teh elementov ni odvisna od vseh ostalih, potem lahko zvočno izolacijo celotnega sistema izračunamo na naslednji način. Valovna enačba za ozko cev ima naslednjo obliko enačbe za ravne zvočne valove v neomejenem mediju:

kjer je c hitrost zvoka v zraku, p pa zvočni tlak v cevi, povezan s hitrostjo nihanja v cevi po drugem Newtonovem zakonu z razmerjem

kjer je ρ gostota zraka. Zvočna moč ravnih harmoničnih valov je enaka integralu ploščin prečni prerez S zračnega kanala za obdobje zvočnih nihanj T v W:

kjer je T = 1/f obdobje zvočnih vibracij, s; f - frekvenca nihanja, Hz. Zvočna moč v dB: L w = 10lg(N/N 0), kjer je N 0 = 10 -12 W. Znotraj navedenih predpostavk se zvočna izolacija dolgega voda prezračevalnega sistema izračuna po naslednji formuli:

Število elementov n za določen HVAC je seveda lahko večje od zgornjega n = 6. Za izračun vrednosti R i uporabimo teorijo dolgih črt za zgornje značilne elemente prezračevanja zraka sistem.

Vhodne in izstopne odprtine prezračevalnega sistema z R 1 in R 6. Po teoriji dolgih vodov je stičišče dveh ozkih cevi z različnima presekoma S 1 in S 2 analog vmesnika med dvema medijema z normalnim vpadom zvočnih valov na vmesnik. Robni pogoji na stičišču dveh cevi so določeni z enakostjo zvočnih tlakov in hitrosti nihanja na obeh straneh meje stičišča, pomnoženo s površino prečnega prereza cevi.

Z reševanjem tako dobljenih enačb dobimo koeficient prenosa energije in zvočno izolacijo stičišča dveh cevi z zgoraj navedenimi odseki:

Analiza te formule kaže, da se pri S 2 >> S 1 lastnosti druge cevi približajo lastnostim proste meje. Na primer, ozko cev, odprto v pol-neskončni prostor, lahko z vidika zvočnoizolacijskega učinka obravnavamo kot mejo na vakuum. Ko 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 dušilec zvoka R2. Zvočno izolacijo v tem primeru je mogoče približno in hitro oceniti v dB, na primer z uporabo dobro znane formule inženirja A.I. Belova:

kjer je P obseg pretočnega odseka, m; l - dolžina dušilca, m; S je površina prečnega prereza kanala dušilca, m2; α eq je ekvivalentni koeficient absorpcije zvoka obloge, odvisen od dejanskega koeficienta absorpcije α, na primer kot sledi:

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 sledi, da je zvočna izolacija aktivnega dušilnega kanala R 2 večja, večja je absorpcijska sposobnost sten α eq, dolžina dušilnika l in razmerje med obodom kanala in površino njegovega preseka P /S. Za najboljše materiale, ki absorbirajo zvok, na primer blagovne znamke PPU-ET, BZM in ATM-1, pa tudi druge široko uporabljene absorberje zvoka, je dejanski koeficient absorpcije zvoka α predstavljen v.

Majica R3. Pri prezračevalnih sistemih se najpogosteje prva cev s presekom S 3 nato razcepi v dve cevi s presekom S 3.1 in S 3.2. To razvejanje imenujemo tee: zvok vstopi skozi prvo vejo in gre naprej skozi drugi dve. Na splošno sta lahko prva in druga cev sestavljena iz množice cevi. Potem imamo

Zvočna izolacija T-cev od odseka S 3 do odseka S 3.i je določena s formulo

Upoštevajte, da si zaradi aerohidrodinamičnih vidikov T-cev prizadevajo zagotoviti, da je površina preseka prve cevi enaka vsoti površin preseka v vejah.

Reaktivni (komorni) dušilec hrupa R4. Komorni dušilec hrupa je akustično ozka cev s presekom S 4 , ki preide v drugo akustično ozko cev z velikim prerezom S 4.1 dolžine l, imenovano komora, nato pa spet preide v akustično ozko cev z prerez S 4 . Tudi tukaj uporabimo teorijo dolge proge. Z zamenjavo karakteristične impedance v znani formuli za zvočno izolacijo plasti poljubne debeline pri normalnem vpadu zvočnih valov z ustreznimi vzajemnimi vrednostmi površine cevi dobimo formulo za zvočno izolacijo komornega dušilnika zvoka

kjer je k valovno število. Zvočna izolativnost komornega zvočnika doseže največjo vrednost, ko je sin(kl) = 1, tj. pri

kjer je n = 1, 2, 3, … Pogostost največje zvočne izolacije

kjer je c hitrost zvoka v zraku. Če se v takem dušilcu uporablja več komor, je treba formulo za zvočno izolacijo uporabiti zaporedno od komore do komore, skupni učinek pa se izračuna z uporabo, na primer, metode robnih pogojev. Učinkoviti komorni dušilci včasih zahtevajo velike skupne dimenzije. Njihova prednost pa je, da so lahko učinkoviti na vseh frekvencah, tudi na nizkih, kjer so aktivni motilniki praktično neuporabni.

Območje visoke zvočne izolacije komornih dušilcev hrupa pokriva ponavljajoče se precej široke frekvenčne pasove, vendar imajo tudi periodične cone prenosa zvoka, zelo ozke frekvence. Da bi povečali učinkovitost in izenačili frekvenčni odziv, je dušilec komore pogosto obložen z notranje strani z dušilcem zvoka.

blažilnik R5. Ventil je konstrukcijsko tanka plošča s površino S 5 in debelino δ 5, vpeta med prirobnice cevovoda, v kateri je luknja s površino S 5.1 manjša od notranjega premera cevi (ali druge značilne velikosti) . Zvočna izolacija takšnega dušilnega ventila

kjer je c hitrost zvoka v zraku. Pri prvi metodi je za nas glavno vprašanje pri razvoju nove metode ocena točnosti in zanesljivosti rezultata akustičnega izračuna sistema. Ugotovimo natančnost in zanesljivost rezultata izračuna zvočne moči, ki vstopa v prezračevano sobo - v tem primeru vrednost

Zapišimo ta izraz v naslednjem zapisu za algebraično vsoto, namreč

Upoštevajte, da je absolutna največja napaka približne vrednosti največja razlika med njeno natančno vrednostjo y 0 in približno vrednostjo y, to je ± ε = y 0 - y. Absolutna največja napaka algebraične vsote več približnih količin y i je enaka vsoti absolutnih vrednosti absolutnih napak izrazov:

Tu je sprejet najmanj ugoden primer, ko imajo absolutne napake vseh izrazov enak predznak. V resnici imajo lahko delne napake različne predznake in se porazdelijo po različnih zakonitostih. Najpogosteje se v praksi napake algebraične vsote porazdelijo po normalnem zakonu (Gaussova porazdelitev). Upoštevajmo te napake in jih primerjajmo z ustrezno vrednostjo absolutne največje napake. Določimo to količino ob predpostavki, da je vsak algebraični člen y 0i vsote porazdeljen po normalnem zakonu s središčem M(y 0i) in standardom

Potem tudi vsota sledi normalnemu zakonu porazdelitve z matematičnim pričakovanjem

Napaka algebraične vsote je določena kot:

Potem lahko rečemo, da z zanesljivostjo, ki je enaka verjetnosti 2Φ(t), napaka vsote ne bo presegla vrednosti

Z 2Φ(t), = 0,9973 imamo t = 3 = α in statistična ocena s skoraj največjo zanesljivostjo je napaka vsote (formula). Absolutna največja napaka v tem primeru

Tako je 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).

Pri tem je lahko rezultat ocene verjetnostne napake v prvem približku bolj ali manj sprejemljiv. Zato je boljša verjetnostna ocena napak in to je tisto, kar je treba uporabiti za izbiro "meje za nevednost", za katero se predlaga, da se nujno uporabi pri akustičnem izračunu UAHV, da se zagotovi skladnost z dovoljenimi standardi hrupa v prezračevanem prostoru. (to prej ni bilo storjeno).

Toda verjetnostna ocena napak rezultata v tem primeru kaže, da je težko doseči visoko natančnost rezultatov izračuna s prvo metodo tudi za zelo preproste sheme in prezračevalni sistem z nizko hitrostjo. Za enostavna, zapletena, nizko- in visokohitrostna UHF vezja je mogoče zadovoljivo natančnost in zanesljivost takih izračunov v mnogih primerih doseči le z drugo metodo.

Druga metoda akustičnega izračuna. Na morskih plovilih se že dolgo uporablja metoda izračuna, ki deloma temelji na analitičnih odvisnostih, v veliki meri pa na eksperimentalnih podatkih. Izkušnje tovrstnih izračunov na ladjah uporabljamo za sodobne zgradbe. Nato je treba v prezračevanem prostoru, ki ga oskrbuje en j-ti razdelilnik zraka, ravni hrupa L j, dB, na projektni točki določiti po naslednji formuli:

kjer je L wi zvočna moč, dB, ustvarjena v i-tem elementu UAHV, R i je zvočna izolacija v i-tem elementu UHVAC, dB (glej prvo metodo),

vrednost, ki upošteva vpliv prostora na hrup v njem (v gradbeni literaturi se namesto Q včasih uporablja B). Tukaj je r j razdalja od j-tega razdelilnika zraka do projektne točke prostora, Q je konstanta absorpcije zvoka prostora, vrednosti χ, Φ, Ω, κ pa so empirični koeficienti (χ je skorajšnja -koeficient vpliva polja, Ω je prostorski kot vira sevanja, Φ je faktor usmerjenosti vira, κ je koeficient motenj difuznosti zvočnega polja).

Če je v prostorih sodobne stavbe nameščenih m razdelilnikov zraka, je raven hrupa vsakega od njih na projektirani točki enaka L j, potem mora biti skupni hrup vseh pod ravnjo hrupa, ki je dovoljena za ljudi, tj. :

kjer je L H sanitarni standard hrupa. Po drugi metodi akustičnega izračuna sta zvočna moč L wi, ki nastane v vseh elementih UHCR, in zvočna izolacija Ri, ki se pojavi v vseh teh elementih, določeni eksperimentalno za vsakega od njih vnaprej. Dejstvo je, da je elektronska tehnologija za akustične meritve v kombinaciji z računalnikom v zadnjem desetletju in pol do dveh zelo napredovala.

Posledično morajo podjetja, ki proizvajajo elemente UHCR, v svojih potnih listih in katalogih navesti značilnosti L wi in Ri, izmerjene v skladu z nacionalnimi in mednarodnimi standardi. Tako se pri drugi metodi upošteva nastajanje hrupa ne samo v ventilatorju (kot v prvi metodi), temveč tudi v vseh drugih elementih UHCR, kar je lahko pomembno za sisteme srednje in visoke hitrosti.

Poleg tega, ker je nemogoče izračunati zvočno izolacijo R i elementov sistema, kot so klimatske naprave, grelne enote, naprave za krmiljenje in distribucijo zraka, zato niso vključeni v prvo metodo. Vendar ga je mogoče s potrebno natančnostjo določiti s standardnimi meritvami, kar se zdaj izvaja za drugo metodo. Kot rezultat, druga metoda, za razliko od prve, pokriva skoraj vse sheme UVA.

In končno, druga metoda upošteva vpliv lastnosti prostora na hrup v njem, pa tudi vrednosti hrupa, sprejemljive za ljudi v skladu z veljavnimi gradbenimi predpisi in predpisi v tem primeru. Glavna pomanjkljivost druge metode je, da ne upošteva akustične interakcije med elementi sistema - interferenčnih pojavov v cevovodih.

Seštevek zvočnih moči virov hrupa v vatih in zvočne izolativnosti elementov v decibelih po navedeni formuli za akustični izračun UHFV velja vsaj takrat, ko v prostoru ni interference zvočnih valov. sistem. In ko pride do motenj v cevovodih, je to lahko vir močnega zvoka, na katerem na primer temelji zvok nekaterih pihalnih glasbil.

Druga metoda je že vključena v učbenik in v smernice za tečajne projekte iz gradbene akustike za študente višjih letnikov Sanktpeterburške državne politehnične univerze. Neupoštevanje pojavov motenj v cevovodih poveča "mejo za nevednost" ali pa v kritičnih primerih zahteva eksperimentalno izboljšanje rezultata do zahtevane stopnje natančnosti in zanesljivosti.

Za izbiro "meje za nevednost" je bolje, kot je prikazano zgoraj za prvo metodo, uporabiti verjetnostno oceno napake, ki naj bi se uporabljala pri akustičnem izračunu zgradb UHVAC, da se zagotovi skladnost z dovoljenimi standardi hrupa v prostorih. pri načrtovanju sodobnih stavb.

Tretja metoda akustičnega izračuna. Ta metoda upošteva interferenčne procese v ozkem cevovodu dolgega voda. Takšno računovodstvo lahko radikalno poveča natančnost in zanesljivost rezultata. V ta namen je predlagano, da se za ozke cevi uporabi "impedančna metoda" akademika Akademije znanosti ZSSR in Ruske akademije znanosti L. M. Brekhovskikh, ki jo je uporabil pri izračunu zvočne izolacije poljubnega števila ravninskih paralel. plasti.

Torej, najprej določimo vhodno impedanco ravniparalelne plasti z debelino δ 2, katere konstanta širjenja zvoka je γ 2 = β 2 + ik 2 in zvočni upor Z 2 = ρ 2 c 2. Označimo zvočni upor v mediju pred plastjo, iz katere padajo valovi, Z 1 = ρ 1 c 1 , v mediju za plastjo pa Z 3 = ρ 3 c 3 . Potem bo zvočno polje v plasti z izpuščenim faktorjem i ωt superpozicija valov, ki potujejo v smeri naprej in nazaj z zvočnim tlakom

Vhodno impedanco celotnega slojnega sistema (formulo) lahko dobimo z enostavno uporabo (n - 1)-krat prejšnje formule, potem imamo

Uporabimo zdaj, kot v prvi metodi, teorijo dolgih črt za valjasto cev. In tako, z vmešavanjem v ozke cevi, imamo formulo za zvočno izolacijo v dB dolge linije prezračevalnega sistema:

Vhodne impedance tukaj je mogoče pridobiti tako, v preprostih primerih, z izračunom in v vseh primerih z meritvami na posebni napravi s sodobno akustično opremo. Po tretji metodi, podobno kot pri prvi metodi, imamo zvočno moč, ki izhaja iz odvodnega kanala na koncu dolge cevi UHVAC in vstopa v prezračevani prostor po naslednji shemi:

Sledi ocena rezultata, kot pri prvi metodi z "mejo za nevednost", in raven zvočnega tlaka prostora L, kot pri drugi metodi. Na koncu dobimo naslednjo osnovno formulo za akustični izračun prezračevalnega in klimatskega sistema stavb:

Z zanesljivostjo izračuna 2Φ(t) = 0,9973 (praktično najvišja stopnja zanesljivosti) imamo t = 3 in vrednosti napake enake 3σ Li in 3σ Ri. Z zanesljivostjo 2Φ(t)= 0,95 (visoka stopnja zanesljivosti) imamo t = 1,96 in vrednosti napake približno 2σ Li in 2σ Ri Z zanesljivostjo 2Φ(t)= 0,6827 (ocena inženirske zanesljivosti) imamo. t = 1,0 in vrednosti napake so enake σ Li in σ Ri. Tretja metoda, usmerjena v prihodnost, je bolj natančna in zanesljiva, a tudi bolj kompleksna - zahteva visoko usposobljenost na področjih gradbene akustike, teorije verjetnosti. in matematične statistike ter sodobne merilne tehnologije.

Primeren je za uporabo pri inženirskih izračunih z uporabo računalniške tehnologije. Po mnenju avtorja jo lahko predlagamo kot novo metodo za akustični izračun prezračevalnih in klimatskih sistemov v stavbah.

Če povzamem

Rešitev perečih vprašanj razvoja nove metode akustičnega izračuna mora upoštevati najboljše od obstoječih metod. Predlagana je nova metoda za akustični izračun UVA stavb, ki ima minimalno "mejo za nevednost" BB, zahvaljujoč upoštevanju napak z uporabo metod teorije verjetnosti in matematične statistike ter upoštevanju interferenčnih pojavov z impedančno metodo.

Podatki o novi metodi izračuna, predstavljeni v članku, ne vsebujejo nekaterih potrebnih podrobnosti, pridobljenih z dodatnimi raziskavami in delovno prakso, ki predstavljajo avtorjev »know-how«. Končni cilj nove metode je zagotoviti izbiro nabora sredstev za zmanjševanje hrupa prezračevalnih in klimatskih sistemov stavb, ki v primerjavi z obstoječim povečajo učinkovitost, zmanjšajo težo in stroške HVAC. .

Tehničnih predpisov na področju industrijske in civilne gradnje še ni, zato je razvoj predvsem na področju zmanjševanja hrupa UVA stavb aktualen in ga je treba nadaljevati, vsaj dokler takšni predpisi ne bodo sprejeti.

1. Brekhovskikh L.M. Valovi v večplastnih medijih // M .: Založba Akademije znanosti ZSSR. 1957.
2. Isakovič M.A. Splošna akustika // M.: Založba "Nauka", 1973.
3. Priročnik o ladijski akustiki. Uredil I.I. Klyukin in I.I. Bogolepova. - Leningrad, "Ladjedelništvo", 1978.
4. Khoroshev G.A., Petrov Yu.I., Egorov N.F. Boj proti hrupu ventilatorja // M.: Energoizdat, 1981.
5. Kolesnikov A.E. Akustične meritve. Odobreno s strani Ministrstva za visoko in srednje specializirano izobraževanje ZSSR kot učbenik za študente, ki študirajo na specialnosti "Elektroakustika in ultrazvočna tehnologija" // Leningrad, "Ladjedelništvo", 1983.
6. Bogolepov I.I. Industrijska zvočna izolacija. Predgovor akademika I.A. Glebova. Teorija, raziskave, načrtovanje, proizvodnja, nadzor // Leningrad, "Ladjedelništvo", 1986.
7. Letalska akustika. 2. del. Ed. A.G. Munina. - M.: "Strojništvo", 1986.
8. Izak G.D., Gomzikov E.A. Hrup na ladjah in metode za njegovo zmanjšanje // M.: "Transport", 1987.
9. Zmanjšanje hrupa v zgradbah in stanovanjskih območjih. Ed. G.L. Osipova in E.Ya. Yudina. - M.: Stroyizdat, 1987.
10. Gradbeni predpisi. Zaščita pred hrupom. SNiP II-12-77. Odobreno z resolucijo Državnega odbora Sveta ministrov ZSSR za gradbene zadeve z dne 14. junija 1977 št. 72. - M.: Gosstroy Rusije, 1997.
11. Navodila za izračun in načrtovanje dušenja hrupa prezračevalnih naprav. Za SNiP II-12–77 so ga razvile organizacije Raziskovalnega inštituta za gradbeno fiziko, GPI Santekhpoekt, NIISK. - M.: Stroyizdat, 1982.
12. Katalog hrupnih značilnosti procesne opreme (po SNiP II-12–77). Raziskovalni inštitut za gradbeno fiziko Državnega komiteja ZSSR za gradbeništvo // M.: Stroyizdat, 1988.
13. Gradbeni standardi in pravila Ruske federacije. Zvočna zaščita. SNiP 23-03-2003. Sprejeto in uveljavljeno z Odlokom Državnega odbora za gradnjo Rusije z dne 30. junija 2003 št. 136. Datum uvedbe 2004-04-01.
14. Zvočna izolacija in absorpcija zvoka. Učbenik za študente, ki študirajo na specialnosti "Industrijsko in gradbeno inženirstvo" ter "Oskrba s toploto in plinom ter prezračevanje", ed. G.L. Osipova in V.N. Bobiljeva. - M.: Založba AST-Astrel, 2004.
15. Bogolepov I.I. Akustični izračun in projektiranje prezračevalnih in klimatskih sistemov. Navodila za tečajne projekte. Državna politehnična univerza v Sankt Peterburgu // St. Petersburg. Založba SPbODZPP, 2004.
16. Bogolepov I.I. Gradbena akustika. Predgovor akademika Yu.S. Vasiljeva // Sankt Peterburg. Založba Politehnike, 2006.
17. Sotnikov A.G. Procesi, naprave in sistemi klimatizacije in prezračevanja. Teorija, tehnologija in dizajn na prelomu stoletja // St. Petersburg, AT-Publishing, 2007.
18. www.integral.ru. Podjetje "Integral". Izračun zunanje ravni hrupa prezračevalnih sistemov v skladu s: SNiP II-12–77 (II. del) - "Vodnik za izračun in načrtovanje dušenja hrupa prezračevalnih enot." Sankt Peterburg, 2007.
19. www.iso.org je spletna stran, ki vsebuje popolne informacije o Mednarodni organizaciji za standardizacijo ISO, katalog in spletno trgovino s standardi, prek katere lahko kupite katerikoli trenutno veljavni standard ISO v elektronski ali tiskani obliki.
20. www.iec.ch je spletna stran, ki vsebuje popolne informacije o Mednarodni elektrotehniški komisiji IEC, katalog in spletno trgovino njenih standardov, preko katere lahko kupite trenutno veljavni standard IEC v elektronski ali tiskani obliki.
21. www.nitskd.ru.tc358 je spletna stran, ki vsebuje popolne informacije o delu tehničnega odbora TK 358 "Akustika" Zvezne agencije za tehnično regulacijo, katalog in spletno trgovino nacionalnih standardov, prek katerih lahko kupite trenutno zahtevani ruski standard v elektronski ali tiskani obliki.
22. Zvezni zakon z dne 27. decembra 2002 št. 184-FZ "O tehničnih predpisih" (s spremembami 9. maja 2005). Sprejeta v Državni dumi 15. decembra 2002. Odobrena v Svetu federacije 18. decembra 2002. O izvajanju tega zveznega zakona glej Odlok Državnega rudarskega in tehničnega inšpektorata Ruske federacije z dne 27. marca 2003 št. 54.
23. Zvezni zakon z dne 1. maja 2007 št. 65-FZ "O spremembah zveznega zakona o tehničnih predpisih".

Prezračevanje v prostoru, zlasti v stanovanjskem ali industrijskem, mora delovati 100%. Seveda lahko mnogi rečejo, da lahko preprosto odprete okno ali vrata za prezračevanje. Toda ta možnost lahko deluje le poleti ali spomladi. Toda kaj storiti pozimi, ko je zunaj hladno?

Potreba po prezračevanju

Prvič, takoj je treba opozoriti, da brez svežega zraka človekova pljuča začnejo delovati slabše. Možno je tudi, da se bodo pojavile različne bolezni, ki bodo z velikim odstotkom verjetnosti prerasle v kronične. Drugič, če je stavba stanovanjska stavba, v kateri so otroci, se potreba po prezračevanju še poveča, saj bodo nekatere bolezni, ki lahko okužijo otroka, najverjetneje ostale z njim vse življenje. Da bi se izognili takšnim težavam, je najbolje urediti prezračevanje. Obstaja več možnosti, ki jih je vredno razmisliti. Na primer, lahko začnete izračunati dovodni prezračevalni sistem in ga namestiti. Ob tem velja dodati, da bolezni niso edina težava.

V prostoru ali zgradbi, kjer ni stalne izmenjave zraka, bo vse pohištvo in stene prekrito s premazom katere koli snovi, ki se razprši v zrak. Recimo, če je to kuhinja, potem bo vse, kar je ocvrto, kuhano itd., pustilo svojo usedlino. Poleg tega je prah grozen sovražnik. Tudi čistilni izdelki, ki so namenjeni čiščenju, bodo še vedno pustili ostanke, ki bodo negativno vplivali na potnike.

Vrsta prezračevalnega sistema

Seveda, preden začnete načrtovati, izračunati prezračevalni sistem ali ga namestiti, se morate odločiti za vrsto omrežja, ki je najprimernejše. Trenutno obstajajo tri bistveno različne vrste, katerih glavna razlika je v njihovem delovanju.

Druga skupina je izpušna skupina. Z drugimi besedami, to je običajna napa, ki je najpogosteje nameščena v kuhinjskih prostorih stavbe. Glavna naloga prezračevanja je odvajanje zraka iz prostora navzven.

Recirkulacija. Takšen sistem je morda najučinkovitejši, saj hkrati črpa zrak iz prostora in hkrati dovaja svež zrak z ulice.

Edino naslednje vprašanje, ki ga vsi zastavljajo, je, kako deluje prezračevalni sistem, zakaj se zrak premika v eno ali drugo smer? Za to se uporabljajo dve vrsti virov prebujanja zračne mase. Lahko so naravne ali mehanske, torej umetne. Da bi zagotovili njihovo normalno delovanje, je potrebno pravilno izračunati prezračevalni sistem.

Splošni izračun omrežja

Kot že omenjeno, samo izbira in namestitev določenega tipa ne bosta dovolj. Jasno je treba natančno določiti, koliko zraka je treba odstraniti iz prostora in koliko ga je treba črpati nazaj. Strokovnjaki to imenujejo izmenjava zraka, ki jo je treba izračunati. Glede na podatke, pridobljene pri izračunu prezračevalnega sistema, je treba narediti izhodišče pri izbiri vrste naprave.

Danes poznamo veliko število različnih metod izračuna. Namenjeni so določanju različnih parametrov. Za nekatere sisteme se izvedejo izračuni, da se ugotovi, koliko toplega zraka ali izhlapevanja je treba odstraniti. Nekateri se izvajajo, da bi ugotovili, koliko zraka je potrebno za razredčenje onesnaževal, če gre za industrijsko zgradbo. Pomanjkljivost vseh teh metod pa je zahteva po strokovnem znanju in spretnostih.

Kaj storiti, če je potrebno izračunati prezračevalni sistem, vendar ni takšnih izkušenj? Prva stvar, ki jo je priporočljivo storiti, je, da se seznanite z različnimi regulativnimi dokumenti, ki so na voljo v vsaki državi ali celo regiji (GOST, SNiP itd.) Vsebujejo vse indikacije, ki jih mora upoštevati katera koli vrsta sistema.

Večkratni izračun

Primer prezračevanja je lahko izračun z večkratniki. Ta metoda je precej zapletena. Vendar je povsem izvedljivo in bo dalo dobre rezultate.

Prva stvar, ki jo morate razumeti, je, kaj je mnogoterost. Podoben izraz opisuje, kolikokrat se zrak v prostoru spremeni v svež v eni uri. Ta parameter je odvisen od dveh komponent - posebnosti strukture in njenega območja. Za jasen prikaz bo prikazan izračun z uporabo formule za stavbo z eno samo izmenjavo zraka. To pomeni, da je bila iz prostora odvzeta določena količina zraka in hkrati vnesena količina svežega zraka, ki je ustrezala prostornini iste zgradbe.

Formula za izračun je: L = n * V.

Meritve se izvajajo v kubičnih metrih/uro. V je prostornina prostora, n pa vrednost večkratnosti, ki je vzeta iz tabele.

Če računate sistem z več prostori, mora formula upoštevati prostornino celotne zgradbe brez sten. Z drugimi besedami, najprej morate izračunati prostornino vsake sobe, nato sešteti vse razpoložljive rezultate in končno vrednost nadomestiti s formulo.

Prezračevanje z mehansko napravo

Izračun mehanskega prezračevalnega sistema in njegova namestitev morata potekati po določenem načrtu.

Prva faza je določitev numerične vrednosti izmenjave zraka. Treba je določiti količino snovi, ki mora vstopiti v strukturo, da bi izpolnila zahteve.

Druga faza je določitev minimalnih dimenzij zračnega kanala. Zelo pomembno je izbrati pravilen prerez naprave, saj so od tega odvisne stvari, kot sta čistost in svežina dovodnega zraka.

Tretja faza je izbira vrste sistema za namestitev. To je pomembna točka.

Četrta faza je načrtovanje prezračevalnega sistema. Pomembno je jasno sestaviti načrt, po katerem bo izvedena namestitev.

Potreba po mehanskem prezračevanju se pojavi le, če naravni dotok ne more obvladati. Vsako od omrežij se izračuna na podlagi parametrov, kot sta prostornina zraka in hitrost tega pretoka. Za mehanske sisteme lahko ta številka doseže 5 m 3 / h.

Na primer, če je potrebno zagotoviti naravno prezračevanje na območju 300 m 3 / h, potem boste potrebovali kaliber 350 mm. Če je nameščen mehanski sistem, se lahko glasnost zmanjša za 1,5-2 krat.

Izpušno prezračevanje

Izračun, tako kot vsak drug, se mora začeti z dejstvom, da je produktivnost določena. Merske enote za ta parameter za omrežje so m 3 /h.

Za izvedbo učinkovitega izračuna morate poznati tri stvari: višino in površino prostorov, glavni namen vsake sobe, povprečno število ljudi, ki bodo hkrati v vsaki sobi.

Za začetek izračuna prezračevalnega in klimatskega sistema te vrste je treba določiti večkratnost. Številčno vrednost tega parametra določa SNiP. Pri tem je pomembno vedeti, da bo parameter za stanovanjske, poslovne ali industrijske prostore drugačen.

Če se izračuni izvajajo za domačo stavbo, potem je večkratnost 1. Če govorimo o namestitvi prezračevanja v upravni stavbi, potem je indikator 2-3. Odvisno je od nekaterih drugih pogojev. Za uspešno izvedbo izračuna morate poznati znesek menjave glede na množico, pa tudi glede na število ljudi. Za določitev potrebne moči sistema je treba vzeti največji pretok.

Če želite izvedeti stopnjo izmenjave zraka, morate površino prostora pomnožiti z njegovo višino in nato z vrednostjo stopnje (1 za domače, 2-3 za druge).

Za izračun prezračevalnega in klimatskega sistema na osebo je treba poznati količino zraka, ki ga porabi ena oseba, in to vrednost pomnožiti s številom ljudi. V povprečju ena oseba porabi približno 20 m 3 / h s povprečno aktivnostjo, številka se poveča na 40 m 3 / h z intenzivno telesno aktivnostjo, volumen se poveča na 60 m 3 / h.

Akustični izračun prezračevalnega sistema

Akustični izračun je obvezna operacija, ki je priložena izračunu katerega koli sistema prezračevanja prostora. Ta operacija se izvaja za izvedbo več posebnih nalog:

• določiti oktavni spekter hrupa v zraku in strukturnega prezračevanja na projektiranih točkah;
• primerjati obstoječi hrup z dovoljenim hrupom po higienskih standardih;
• določite način za zmanjšanje hrupa.

Vse izračune je treba izvesti na strogo določenih projektnih točkah.

Ko so izbrani vsi ukrepi glede na gradbene in akustične standarde, ki so namenjeni odpravljanju prekomernega hrupa v prostoru, se izvede verifikacijski izračun celotnega sistema na istih točkah, ki so bile predhodno določene. Vendar pa je treba temu dodati tudi efektivne vrednosti, pridobljene med tem ukrepom za zmanjšanje hrupa.

Za izvedbo izračunov so potrebni določeni začetni podatki. Postale so značilnosti hrupa opreme, ki so se imenovale ravni zvočne moči (SPL). Za izračune se uporabljajo geometrične sredine frekvenc v Hz. Če se izvede približen izračun, se lahko uporabijo korekcijske ravni hrupa v dBA.

Če govorimo o oblikovalskih točkah, se nahajajo v človeških habitatih, pa tudi na mestih, kjer je nameščen ventilator.

Aerodinamični izračun prezračevalnega sistema

Ta postopek izračuna se izvede šele, ko je že opravljen izračun izmenjave zraka za stavbo in je sprejeta odločitev o trasiranju zračnih kanalov in kanalov. Za uspešno izvedbo teh izračunov je potrebno ustvariti prezračevalni sistem, v katerem je treba poudariti takšne dele, kot so fitingi vseh zračnih kanalov.

S pomočjo informacij in načrtov morate določiti dolžino posameznih vej prezračevalnega omrežja. Tukaj je pomembno razumeti, da se lahko izračun takšnega sistema izvede za rešitev dveh različnih problemov - neposrednega ali inverznega. Namen izračunov je odvisen od vrste naloge:

• naravnost - potrebno je določiti dimenzije preseka za vse dele sistema, hkrati pa nastaviti določeno raven pretoka zraka, ki bo šel skozi njih;
• obratno je določiti pretok zraka z nastavitvijo določenega preseka za vse prezračevalne odseke.

Za izvedbo tovrstnih izračunov je potrebno celoten sistem razdeliti na več ločenih delov. Glavna značilnost vsakega izbranega fragmenta je stalen pretok zraka.

Programi za izračun

Ker je izračun in izdelava prezračevalne sheme ročno zelo delovno intenziven in dolgotrajen proces, so bili razviti preprosti programi, ki lahko vsa dejanja opravijo neodvisno. Poglejmo jih nekaj. Eden takih programov za izračun prezračevalnega sistema je Vent-Clac. Zakaj je tako dobra?

Podoben program za izračune in načrtovanje omrežja velja za enega najbolj priročnih in učinkovitih. Delovni algoritem te aplikacije temelji na uporabi formule Altschul. Posebnost programa je, da se dobro spopade z izračuni naravnega in mehanskega prezračevanja.

Ker se programska oprema nenehno posodablja, velja omeniti, da je zadnja različica aplikacije sposobna izvajati tudi dela, kot so aerodinamični izračuni upora celotnega prezračevalnega sistema. Prav tako lahko učinkovito izračuna druge dodatne parametre, ki bodo pomagali pri izbiri predhodne opreme. Za izvedbo teh izračunov bo program potreboval podatke, kot so pretok zraka na začetku in koncu sistema, pa tudi dolžino glavnega zračnega kanala v prostoru.

Ker ročni izračun vsega tega traja dolgo in morate izračune razdeliti na stopnje, bo ta aplikacija zagotovila pomembno podporo in prihranila veliko časa.

Sanitarni standardi

Druga možnost za izračun prezračevanja je v skladu s sanitarnimi standardi. Podobni izračuni se izvajajo za javne in upravne objekte. Za pravilne izračune morate poznati povprečno število ljudi, ki bodo nenehno v stavbi. Če govorimo o običajnih porabnikih zraka v zaprtih prostorih, potrebujejo približno 60 kubičnih metrov zraka na uro na osebo. A ker javne objekte obiskujejo tudi začasne osebe, je treba upoštevati tudi njih. Količina zraka, ki jo porabi taka oseba, je približno 20 kubičnih metrov na uro.

Če vse izračune izvedete na podlagi začetnih podatkov iz tabel, potem ko prejmete končne rezultate, bo jasno razvidno, da je količina zraka, ki prihaja z ulice, veliko večja od tiste, ki se porabi v stavbi. V takšnih situacijah se najpogosteje zatečejo k najenostavnejši rešitvi – napam približno 195 kubičnih metrov na uro. V večini primerov bo dodajanje takšne mreže ustvarilo sprejemljivo ravnotežje za obstoj celotnega prezračevalnega sistema.

Akustični izračun proizveden za vsakega od osmih oktavnih pasov slušnega območja (za katerega so ravni hrupa normalizirane) z geometričnimi srednjimi frekvencami 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz.

Za sisteme centralnega prezračevanja in klimatizacije z razvejanimi mrežami zračnih kanalov je dovoljeno izvajati akustične izračune le za frekvence 125 in 250 Hz. Vsi izračuni so izvedeni z natančnostjo 0,5 Hz, končni rezultat pa je zaokrožen na celo število decibelov.

Ko ventilator deluje v načinih učinkovitosti, večjih ali enakih 0,9, je največji izkoristek 6 = 0. Če način delovanja ventilatorja odstopa za največ 20 % od maksimuma, se šteje, da je izkoristek 6 = 2 dB in ko je odstopanje več kot 20% - 4 dB.

Za zmanjšanje ravni zvočne moči, ki nastane v zračnih kanalih, je priporočljivo vzeti naslednje največje hitrosti zraka: v glavnih zračnih kanalih javnih zgradb in pomožnih prostorih industrijskih zgradb 5-6 m / s, v podružnicah - 2- 4 m/s. Za industrijske zgradbe se lahko te hitrosti podvojijo.

Za prezračevalne sisteme z obsežno mrežo zračnih kanalov se akustični izračuni izvajajo samo za vejo do najbližje sobe (pri enakih dovoljenih ravneh hrupa), za različne ravni hrupa pa za vejo z najnižjo dovoljeno ravnjo. Akustični izračuni za dovod zraka in izpušne jaške se izvajajo ločeno.

Za centralizirane prezračevalne in klimatske sisteme z razvejano mrežo zračnih kanalov se lahko izračuni izvedejo le za frekvence 125 in 250 Hz.

Kadar hrup vstopa v prostor iz več virov (iz dovodnih in odvodnih rešetk, iz enot, lokalnih klimatskih naprav itd.), se na delovnih mestih, ki so najbližje virom hrupa, izbere več projektnih točk. Za te točke se določijo oktavne ravni zvočnega tlaka iz vsakega vira hrupa posebej.

Kadar se regulativne zahteve glede ravni zvočnega tlaka čez dan spreminjajo, se akustični izračuni izvajajo na najnižjih dovoljenih ravneh.

V skupnem številu virov hrupa m niso upoštevani viri, ki na projektirani točki ustvarjajo oktavne ravni, ki so za 10 oziroma 15 dB nižje od standardnih, če njihovo število ni večje od 3 oziroma 10 dušilnih naprav navijači tudi niso upoštevani.

Več dovodnih ali izpušnih rešetk enega ventilatorja, ki so enakomerno razporejeni po prostoru, se lahko štejejo za en vir hrupa, če hrup enega ventilatorja prodira skozi njih.

Če je v prostoru več virov z enako zvočno močjo, se ravni zvočnega tlaka na izbrani konstrukcijski točki določijo po formuli

Izračun prezračevanja

Glede na način gibanja zraka je prezračevanje lahko naravno ali prisilno.

Parametre zraka, ki vstopa v sesalne odprtine in odprtine lokalnega sesanja tehnoloških in drugih naprav, ki se nahajajo v delovnem območju, je treba upoštevati v skladu z GOST 12.1.005-76. Z velikostjo prostora 3 x 5 metrov in višino 3 metre je njegova prostornina 45 kubičnih metrov. Zato mora prezračevanje zagotavljati pretok zraka 90 kubičnih metrov na uro. Poleti je treba namestiti klimatsko napravo, da se izognete prekoračitvi temperature v prostoru za stabilno delovanje opreme. Treba je biti pozoren na količino prahu v zraku, saj ta neposredno vpliva na zanesljivost in življenjsko dobo računalnika.

Moč (natančneje moč hlajenja) klimatske naprave je njena glavna značilnost, določa prostornino prostora, za katerega je namenjena. Za približne izračune vzemite 1 kW na 10 m 2 z višino stropa 2,8 - 3 m (v skladu s SNiP 2.04.05-86 "Ogrevanje, prezračevanje in klimatizacija").

Za izračun toplotnih dotokov določenega prostora je bila uporabljena poenostavljena metoda:

kjer je: Q - dotok toplote

S - Območje sobe

h - višina prostora

q - Koeficient enak 30-40 W/m 3 (v tem primeru 35 W/m 3)

Za sobo 15 m2 in višino 3 m bo toplotni dobiček:

Q=15·3·35=1575 W

Poleg tega je treba upoštevati oddajanje toplote pisarniške opreme in ljudi; domneva se (v skladu s SNiP 2.04.05-86 "Ogrevanje, prezračevanje in klimatizacija"), da oseba v mirnem stanju oddaja 0,1 kW toplote, računalnika ali fotokopirnega stroja 0,3 kW. Z dodajanjem teh vrednosti skupnim toplotnim dotokom lahko dobite potrebno hladilno zmogljivost.

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

kjer je: Q dodatni - vsota dodatnih toplotnih dotokov

C - Odvajanje toplote računalnika

H - Odvajanje toplote operaterja

D - Odvajanje toplote tiskalnika

S comp - Število delovnih postaj

S print - Število tiskalnikov

S operatorji - Število operaterjev

Dodatni dotok toplote v prostor bo:

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

Skupna vsota toplotnih dotokov je enaka:

Q total1 =1575+1100=2675 (W)

V skladu s temi izračuni je potrebno izbrati ustrezno moč in število klimatskih naprav.

Za prostor, za katerega se izvaja izračun, je treba uporabiti klimatske naprave z nazivno močjo 3,0 kW.

Izračun ravni hrupa

Eden izmed neugodnih dejavnikov proizvodnega okolja v računalniškem centru je visoka raven hrupa, ki ga ustvarjajo tiskalne naprave, klimatske naprave in ventilatorji hladilnih sistemov v samih računalnikih.

Za odgovor na vprašanja o potrebi in izvedljivosti zmanjšanja hrupa je treba poznati ravni hrupa na delovnem mestu operaterja.

Raven hrupa zaradi več nekoherentnih virov, ki delujejo hkrati, se izračuna po principu energijskega seštevka emisij iz posameznih virov:

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

kjer je Li raven zvočnega tlaka i-tega vira hrupa;

n je število virov hrupa.

Dobljene rezultate izračuna primerjamo z dovoljeno ravnjo hrupa za določeno delovno mesto. Če so rezultati izračuna višji od dovoljene ravni hrupa, so potrebni posebni ukrepi za zmanjšanje hrupa. Sem spadajo: prekrivanje sten in stropa hale z zvočno absorbirajočimi materiali, zmanjšanje hrupa pri izvoru, pravilna postavitev opreme in racionalna organizacija delovnega mesta operaterja.

Ravni zvočnega tlaka virov hrupa, ki vplivajo na operaterja na njegovem delovnem mestu, so predstavljene v tabeli. 4.6.

Tabela 4.6 - Ravni zvočnega tlaka različnih virov

Običajno je delovno mesto operaterja opremljeno z naslednjo opremo: trdi disk v sistemski enoti, ventilatorji hladilnih sistemov osebnega računalnika, monitor, tipkovnica, tiskalnik in optični bralnik.

Če nadomestimo vrednosti ravni zvočnega tlaka za vsako vrsto opreme v formulo (4.4), dobimo:

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

Dobljena vrednost ne presega dovoljene ravni hrupa za delovno mesto operaterja, ki je enaka 65 dB (GOST 12.1.003-83). In če upoštevamo, da je malo verjetno, da bodo periferne naprave, kot sta skener in tiskalnik, uporabljene hkrati, potem bo ta številka še nižja. Poleg tega, ko tiskalnik deluje, neposredna prisotnost operaterja ni potrebna, ker Tiskalnik je opremljen z mehanizmom za samodejno podajanje listov.