Как рассчитать и нивелировать шум от вентсистем. Акустические расчеты Аэродинамический расчет системы вентиляции

Акустический расчет производят для каждой из восьми октавных полос слухового диапазона (для которых нормируются уровни шума) со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Для центральных систем вентиляции и кондиционирования воздуха с разветвленными сетями воздуховодов допускается осуществлять акустический расчет только для частот 125 и 250 Гц. Все расчеты выполняют с точностью до 0,5 Гц и округлением конечного результата до целого числа децибел.

При работе вентилятора в режимах КПД большего или равного 0,9 КПД максимума 6 = 0. При отклонении режима работы вентилятора не более 20% максимума КПД принимают 6=2 дБ, а при отклонении более чем на 20% - 4 дБ.

Рекомендуется для снижения уровня звуковой мощности, генерируемой в воздуховодах, принимать следующие максимальные скорости движения воздуха: в магистральных воздуховодах общественных зданий и вспомогательных помещений промышленных зданий 5-6 м/с, а в ответвлениях - 2-4 м/с. Для промышленных зданий эти скорости можно увеличивать в 2 раза.

Для систем вентиляции с разветвленной сетью воздуховодов акустический расчет делают только для ветви к ближайшему помещению (при одинаковых допускаемых уровнях шума), при разных уровнях шума - для ветви с наименьшим допускаемым уровнем. Акустический расчет для воздухоприемных и выбросных шахт делают отдельно.

Для централизованных систем вентиляции и кондиционирования воздуха с разветвленной сетью воздуховодов расчет можно делать только для частот 125 и 250 Гц.

При поступлении шума в помещение от нескольких источников (из приточных и вытяжных решеток, от агрегатов, местных кондиционеров н др.) выбирают несколько расчетных точек на рабочих местах, ближайших к источникам шума. Для этих точек определяют октавные уровни звукового давления от каждого источника шума в отдельности.

При различных в течение суток нормативных требованиях к уровням звукового давления акустический расчет выполняют на наиболее низкие допустимые уровни.

В общем числе источников шума т не учитывают источники, создающие в расчетной точке октавные уровни на 10 и 15 дБ ниже нормативных, при числе их соответственно не более 3 и 10. Не учитывают также дросселирующие устройства у вентиляторов.

Несколько равномерно распределенных по помещению приточных или вытяжных решеток от одного вентилятора можно рассматривать как один источник шума при проникании через них шума от одного вентилятора.

При расположении в помещении нескольких источников одинаковой звуковой мощности уровни звукового давления в выбранной расчетной точке определяют по формуле

Расчет вентиляции

В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция бывает естественная и принудительная.

Параметры воздуха, поступающего в приемные отверстия и проемы местных отсосов технологических и других устройств, которые расположены в рабочей зоне, следует принимать в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76. При размерах помещения 3 на 5 метров и высоте 3 метра, его объем 45 куб.м. Следовательно, вентиляция должна обеспечивать расход воздуха в 90 куб.м/час. В летнее время следует предусмотреть установку кондиционера с целью избежания превышения температуры в помещении для устойчивой работы оборудования. Необходимо уделить должное внимание количеству пыли в воздухе, так как это непосредственно влияет на надежность и ресурс эксплуатации ЭВМ.

Мощность (точнее мощность охлаждения) кондиционера является главной его характеристикой, от неё зависит на какой объем помещения он рассчитан. Для ориентировочных расчетов берется 1 кВт на 10 м 2 при высоте потолков 2,8 - 3 м (в соответствии со СНиП 2.04.05-86 "Отопление, вентиляция и кондиционирование").

Для расчета теплопритоков данного помещения использована упрощенная методика:

где:Q - Теплопритоки

S - Площадь помещения

h - Высота помещения

q - Коэффициент равный 30-40 вт/м 3 (в данном случае 35 вт/м 3)

Для помещения 15 м 2 и высотой 3 м теплопритоки будут составлять:

Q=15·3·35=1575 вт

Кроме этого следует учитывать тепловыделение от оргтехники и людей, считается (в соответствии со СНиП 2.04.05-86 "Отопление, вентиляция и кондиционирование") что в спокойном состоянии человек выделяет 0,1 кВт тепла, компьютер или копировальный аппарат 0,3 кВт, прибавив эти значения к общим теплопритокам можно получить необходимую мощность охлаждения.

Q доп =(H·S опер)+(С·S комп)+(P·S принт) (4.9)

где:Q доп - Сумма дополнительных теплопритоков

C - Тепловыделение компьютера

H - Тепловыделение оператора

D - Тепловыделение принтера

S комп - Количество рабочих станций

S принт - Количество принтеров

S опер - Количество операторов

Дополнительные теплопритоки помещения составят:

Q доп1 =(0,1·2)+(0,3·2)+(0,3·1)=1,1(кВт)

Итого сумма теплопритоков равна:

Q общ1 =1575+1100=2675 (Вт)

В соответствии с данными расчетами необходимо выбрать целесообразную мощность и количество кондиционеров.

Для помещения, для которого ведется расчет, следует использовать кондиционеры с номинальной мощностью 3,0 кВт.

Расчет уровня шума

Одним из неблагоприятных факторов производственной среды в ИВЦ является высокий уровень шума, создаваемый печатными устройствами, оборудованием для кондиционирования воздуха, вентиляторами систем охлаждения в самих ЭВМ.

Для решения вопросов о необходимости и целесообразности снижения шума необходимо знать уровни шума на рабочем месте оператора.

Уровень шума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников:

L = 10·lg (Li n), (4.10)

где Li - уровень звукового давления i-го источника шума;

n - количество источников шума.

Полученные результаты расчета сравнивается с допустимым значением уровня шума для данного рабочего места. Если результаты расчета выше допустимого значения уровня шума, то необходимы специальные меры по снижению шума. К ним относятся: облицовка стен и потолка зала звукопоглощающими материалами, снижение шума в источнике, правильная планировка оборудования и рациональная организация рабочего места оператора.

Уровни звукового давления источников шума, действующих на оператора на его рабочем месте представлены в табл. 4.6.

Таблица 4.6 - Уровни звукового давления различных источников

Обычно рабочее место оператора оснащено следующим оборудованием: винчестер в системном блоке, вентилятор(ы) систем охлаждения ПК, монитор, клавиатура, принтер и сканер.

Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу (4.4) , получим:

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

Полученное значение не превышает допустимый уровень шума для рабочего места оператора, равный 65 дБ (ГОСТ 12.1.003-83). И если учесть, что вряд ли такие периферийные устройства как сканер и принтер будут использоваться одновременно, то эта цифра будет еще ниже. Кроме того при работе принтера непосредственное присутствие оператора необязательно, т.к. принтер снабжен механизмом автоподачи листов.

Основой для проектирования шумоглушения систем вентиляции и кондиционирования воздуха является акустический расчет - обязательное приложение к проекту вентиляции любого объекта. Основные задачи такого расчета: определение октавного спектра воздушного, структурного вентиляционного шума в расчетных точках и его требуемого снижения путем сопоставления этого спектра с допустимым спектром по гигиеническим нормам. После подбора строительно-акустических мероприятий по обеспечению требуемого снижения шума проводится поверочный расчет ожидаемых уровней звукового давления в тех же расчетных точках с учетом эффективности этих мероприятий.

Исходными данными для акустического расчета являются шумовые характеристики оборудования - уровни звуковой мощности (УЗМ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1 000, 2 000, 4 000, 8 000 Гц. Для ориентировочных расчетов могут использоваться корректированные уровни звуковой мощности источников шума в дБА.

Расчетные точки располагаются в местах обитания человека, в частности, на месте установки вентилятора (в вентиляционной камере); в помещениях или в зонах, граничащих с местом установки вентилятора; в помещениях, обслуживаемых системой вентиляции; в помещениях, где воздуховоды проходят транзитом; в зоне устройства приема или выброса воздуха, или только приема воздуха для рециркуляции.

Расчетная точка находится в помещении, где установлен вентилятор

В общем случае уровни звукового давления в помещении зависят от звуковой мощности источника и фактора направленности излучения шума, количества источников шума, от расположения расчетной точки относительно источника и ограждающих строительных конструкций, от размеров и акустических качеств помещения.

Октавные уровни звукового давления, создаваемые вентилятором (вентиляторами) в месте установки (в венткамере), равны:

где Фi - фактор направленности источника шума (безразмерный);

S - площадь воображаемой сферы или ее части, окружающей источник и проходящей через расчетную точку, м 2 ;

B - акустическая постоянная помещения, м 2 .

Расчетные точки находятся на прилегающей к зданию территории

Шум вентилятора распространяется по воздуховоду и излучается в окружающее пространство через решетку или шахту, непосредственно через стенки корпуса вентилятора или открытый патрубок при установке вентилятора снаружи здания.

При расстоянии от вентилятора до расчетной точки много больше его размеров источник шума можно считать точечным.

В этом случае октавные уровни звукового давления в расчетных точках определяются по формуле

где L Pоктi - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;

∆L Pсетиi - суммарное снижение уровня звуковой мощности по пути распространения звука в воздуховоде в рассматриваемой октавной полосе, дБ;

∆L нi - показатель направленности излучения звука, дБ;

r - расстояние от источника шума до расчетной точки, м;

W - пространственный угол излучения звука;

b a - затухание звука в атмосфере, дБ/км.

Источниками шума в вентиляционных системах являются работающий вентилятор, электродвигатель, воздухораспределители, воздухозаборные устройства.

По природе возникновения различают аэродинамический и механиче­ский шум. Аэродинамический шум вызывается пульсациями давления при вращении колеса вентилятора с лопатками, а также за счет интенсивной турбулизации потока. Механический шум возникает в результате вибрации стенок кожуха вентилятора, в подшипниках, в передаче.

Для вентилятора характерно существование трех независимых путей распространения шума: по воздуховодам на всасывании, по воздуховодам на нагнетании, через стенки кожуха в окружающее пространство. В при­точных системах наиболее опасным является распространение шума в сторону нагнетания, в вытяжных - в сторону всасывания. Уровни звуко­вого давления по этим направлениям, измеренные в соответствии со стандартами, указываются в паспортных данных и каталогах вентиляци­онного оборудования.

Для уменьшения шума и вибрации проводится ряд предупредительных мер: тщательная балансировка рабочего колеса вентилятора; применение вентиляторов с меньшим числом оборотов (с лопатками, загнутыми назад и максимальным КПД); крепление вентиляторных агрегатов на виброоснова­ниях; присоединение вентиляторов к воздуховодам с помощью гибких вставок; обеспечение допустимых скоростей движения воздуха в воздухо­водах, воздухораспределительных и воздухоприемных устройствах.

Если перечисленных мероприятий недостаточно, для снижения шума в вентилируемых помещениях применяют специальные шумоглушители.

Шумоглушители бывают трубчатые, пластинчатые и камерного типа.

Трубчатые глушители выполняются в виде прямого участка металли­ческого воздуховода круглого или прямоугольного сечения, облицованного изнутри звукопоглощающим материалом, применяются при площади сече­ния воздуховодов до 0,25 м 2 .

При больших сечениях применяются пластинчатые глушители, основ­ным элементом которых является звукопоглощающая пластина - металли­ческая перфорированная по бокам коробка, заполненная звукопоглощаю­щим материалом. Пластины устанавливаются в прямоугольном кожухе.

Шумоглушители обычно устанавливаются в приточных механических системах вентиляции общественных зданий со стороны нагнетания, в вы­тяжных системах - со стороны всасывания. Необходимость установки шу­моглушителей определяется на основании акустического расчета вентиля­ционной системы. Смысл акустического расчета:

1) устанавливается допустимый уровень звукового давления для дан­ного помещения;

2) определяется уровень звуковой мощности вентилятора;

3) определяется снижение уровня звукового давления в вентиляцион­ной сети (на прямых участках воздуховодов, в тройниках и т.п.);

4) определяется уровень звукового давления в расчетной точке поме­щения, ближе всего расположенного к вентилятору со стороны нагнетания для приточной системы и со стороны всасывания - для вытяжной системы;

5) сравнивается уровень звукового давления в расчетной точке поме­щения с допустимым уровнем;

6) в случае превышения подбирается шумоглушитель необходимой конструкции и длины, определяется аэродинамическое сопротивление глу­шителя.

СНиП устанавливает допустимые уровни звукового давления, дБ, для различных помещений по среднегеометрическим частотам: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Наиболее интенсивно шум вентилятора про­является в низких октавных полосах (до 300 Гц), поэтому в курсовом про­екте акустический расчет производится в октавных полосах 125, 250 Гц.

В курсовом проекте необходимо произвести акустический расчет приточной системы вентиляции центра долголетия и подобрать шумоглушитель. Ближайшее помещение со стороны нагнетания вентилятора – комната наблюдения(дежурный) размером 3,7x4,1x3 (h) м, объемом 45,5 м 3 , воздух поступает через жалюзийную решетку типа Р150 размером 150x150 мм. Скорость выхода воздуха не превышает 3 м/с. Воздух из решетки выходит параллельно потолку (угол Θ = 0°). В приточной камере установлен радиальный вентилятор ВЦ4 75-4 с параметрами: производи­тельность L = 2170 м 3 /ч, развиваемое давление Р = 315,1 Па, частота вращения n= =1390 об/мин. Диаметр колеса вентилятора D=0,9 ·D ном.

Схема расчетной ветви воздуховодов представлена на рис. 13.1а

1) Устанавливаем допустимый уровень звукового давления для данного помещения .

2) Определяем октановый уровень звуковой мощности аэродинамического шума, излучаемого в вентиляционную сеть со стороны нагнетания, дБ, по формуле:

Так как расчет мы выполняем для двух октановых полос, то удобно пользоваться таблицей. Результаты расчета октавного уровня звуковой мощности аэродинамического шума, излучаемого в вентиляционную сеть со стороны нагнетания, заносим в табл. 13.1.

3) Определяем снижение звуковой мощности в элементах вентиляционной сети, дБ:

где - сумма снижений уровня звукового давления в различных элементах сети воздуховода до входа в расчетное помещение.

3.1. Снижение уровня звуковой мощности на участках металлического воздуховода круглого сечения:

Значение снижения уровня звуковой мощности в металлических воздуховодах круглого сечения принимаем по

3.2. Снижение уровня звуковой мощности в плавных поворотах воздуховодов, определяем по . При плавном повороте шириной 125-500 мм – 0 дБ.

3.3. Снижение октановых уровней звуковой мощности в разветвлении, дБ:

где m n – отношение площадей сечений воздуховодов ;

Площадь сечения воздуховода ответвления, м 2 ;

Площадь сечения воздуховода перед ответвлением, м 2 ;

Суммарная площадь поперечных сечений воздуховодов ответвлений, м 2 .

Узлы разветвлений для вентиляционной системы (рис. 13.1а) показаны на рисунках 13.1, 13.2,13.3,13.4

Узел 1 Рис 13.1.

Расчет для полос 125 Гц и 250 Гц.

Для тройника - поворота (узел 1):

Узел 2 Рис 13.2.

Для тройника – поворота (узел 2):

Узел 3 Рис 13.3.

Для тройника – поворота (узел 3):

Узел 4 Рис 13.4.

Для тройника – поворота (узел 4):

3.4. Потери звуковой мощности в результате отражения звука от приточной решетки Р150 для частоты 125 Гц - 15 дБ, 250 Гц – 9дБ .

Суммарное снижение уровня звуковой мощности в вентиляционной сети до расчетного помещения

В октановой полосе 125 Гц:

В октановой полосе 250 Гц:

4)Определяем октановые уровни звукового давления в расчетной точке помещения. При объеме помещения до 120 м 3 и при расположении расчетной точки не менее чем на 2м от решетки средний по помещению октановый уровень звукового давления в помещении, дБ,можно определять:

В – постоянная помещения, м 2 .

Постоянную помещения в октановых полосах частот следует определять по формуле

Так как октавный уровень звуковой мощности в расчетной точке помещения меньше допустимого(для среднегеометрической частоты 125 48,5<69; для среднегеометрической частоты 250 53,6< 63) ,то шумоглушитель устанавливать не стоит.