Расчет и проектирование защиты от шума
Скачать 104.32 Kb.
|
| РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА Гусев В.П., Лешко М.Ю. НИИСФ РААСН niisf@niisf.ru Основные элементы систем воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: вентиляторы, вентиляционные установки, путевая арматура, фасонные элементы и др. являются источниками повышенного широкополосного аэродинамического шума, который распространяется по воздуховодам с некоторым затуханием по сети на значительные расстояния и достигает обслуживаемого системой помещения. Для обеспечения нормативных акустических условий в таком помещении за источником шума предусматривается установка глушителя (пластинчатого, трубчатого, канального, камерного в зависимости от мощности оборудования). Его эффективность подбирается по требуемому снижению октавных уровней шума, равному разности рассчитанных уровней звукового давления (УЗД) в указанном помещении и их допустимых значений [1], чем больше это снижение, тем менее эффективный требуется глушитель. Разумеется, при этом учитывается суммарное снижение уровней звуковой мощности по пути распространения звука от источника. В длинной сети суммарное снижение звуковой мощности (  ), как правило, значительное, соответственно эффективность упомянутого глушителя низкая, поэтому в ее начальных участках (за источником и глушителем) уровни шума могут быть недопустимо высокими. В результате, когда такие шумные участки воздуховодов транзитом проходят через закрытые или открытые пространства, к акустическим условиям в которых предъявляются достаточно жесткие требования, в них возникает повышенный воздушный шум, следовательно, требуются соответствующие защитные меры. Исходными данными для разработки защитных мер в подобных ситуациях на проектируемых объектах является зависимое от частоты требуемое снижение ожидаемых (рассчитанных) уровней шума, проникающего через стенки транзитных воздуховодов. Ожидаемые УЗД при прохождении такого воздуховода через офисное или любое другое помещение, определяются по формуле, приведенной в стандарте НИИСФ РААСН [2]:  (1)где  - октавный уровень звуковой мощности источника шума, излучаемой в воздуховод, дБ; - суммарное снижение уровней звуковой мощности источника, дБ, по пути распространения звука до начала участка воздуховода, излучающего шум в помещение; - площадь наружной поверхности участка воздуховода, через которую поступает шум в помещение, м2;  - площадь поперечного сечения воздуховода, м2;  - звукоизолирующая способность стенок воздуховода, дБ;  - постоянная изолируемого помещения, м2. Указанное суммарное снижение звуковой мощности по пути распространения в обычных сетях в воздушных каналах, имеющих относительно небольшие поперечные сечения, определяется в соответствии с основополагающим документом в области защиты от шума [3] и стандартом [2] по формулам, основанным на принципах волновой акустики. В мощных вентиляционных системах, в крупногабаритных каналах, применение этих формул ограничивается диапазоном низких частот. В области средних и высоких частот для оценки уровней звукового давления и снижения звуковой мощности предпочтительнее так называемый комбинированный метод [4]. Суть его заключается в раздельном рассмотрении распространения прямой и отраженной составляющих уровней шума с последующим их суммированием. Для реализации этого инновационного метода оценки звуковых полей в крупногабаритных воздушных каналах разработана и успешно апробирована компьютерная программа. Существуют ситуации, когда воздуховод транзитом проходит через шумное помещение, а шум через стенки проникает в воздуховод и далее по нему в тихое обслуживаемое системой помещение. В таких ситуациях требуется знание ожидаемых УЗД в тихом помещении, которые определяются по формуле [2]:  (2)где  - октавный уровень звукового давления в шумном помещении, дБ; - площадь поверхности участка воздуховода в пределах помещения, м2; - звукоизолирующая способность стенок воздуховода, дБ; - постоянная изолируемого от шума тихого помещения, м2;  - снижение уровней звуковой мощности, дБ, по пути распространения звука от шумного до тихого помещений.Практика показывает, что требуемую защиту окружающей среды от воздушного шума, излучаемого стенками транзитных воздуховодов, можно добиться за счет установки на них покрытий, изначально известных как теплоизолирующих, но обладающих звукоизолирующими свойствами [5]. В последние годы на строительном рынке появилось множество однослойных и многослойных (комбинированных) покрытий на базе эластичных (упругих), волокнистых и жестких материалов, различающихся по толщине, плотности, способу изготовления и закрепления на воздуховоде. На начальном этапе они часто применялись без достаточного на то обоснования, например, упругий вспененный пористый материал, известный как «К-флекс», преподносится в качестве панацеи для снижения вибрации и излучаемого шума труб систем холодоснабжения (между насосами, холодильными машинами и воздушными охладителями). Однако экспериментально установленная эффективность такого покрытия весьма далека от того, чтобы рекомендовать его для повсеместного использования. Основанием для применения того или иного материала, покрытия могут служить только достоверные данные о звукоизолирующих свойствах – об акустическом эффекте их установки на трубы вообще и металлические воздуховоды, в частности. Для получения названных данных в лаборатории НИИСФ РААСН была создана экспериментальная установка, отработана методика и организованы испытания, отвечающие требованиям действующих стандартов [6,7], на основе измерений в реверберационном поле в измерительной камере аэроакустического стенда. Испытано множество материалов и комбинированных покрытий на круглые и прямоугольные трубы различного назначения. Полученные результаты внесены в их технические паспорта и позволяют сделать некоторые обобщения, сравнить акустические возможности и звукоизолирующие свойства этих средств шумоглушения. Сначала испытывались легкие покрытия из вспененных и волокнистых материалов: сегменты из пеноплэкса толщиной 40 мм и плотностью 35 кг/м3 - ПП; листовой пенофол (40 мм, 40 кг/м3) - ПФ; листовой вспененный полиэтилен типа «Блэк Стар ДАКТ-Ал» (10 мм, 25 кг/м3) - ПЭ; волокнистый материал «ISOVER» (100 мм, 22 кг/м3) – ИЗ1 и «ISOVER» (30 мм, 30 кг/м3) – ИЗ2 (названия материалов определены изготовителями). Эффекты их установки на круглую трубу диаметром 200 мм представлены на рис. 1 в наглядной графической форме. Если невысокие эффекты установки покрытий из вспененных и волокнистых материалов в диапазоне низких частот отнести к недостаткам, то таковые отсутствуют у комбинированных покрытий из пористых упругих материалов типа K-FONIK с плотностью от 160 до 240 кг/м3. Испытано четыре варианта комбинированных и два однослойных покрытий: - вариант 1: K-FLEX IGO (19 мм); - вариант 2: K-FLEX IGO (19 мм) + K-FONIK ST GK 072 (12 мм) + K-FONIK ST GK 072 (12 мм) + IN CLAD; - вариант 3: K-FONIK ST GK 072 (12 мм) + K-FONIK ST GK 072 (12 мм) + IN CLAD; - вариант 4: K- FONIK 240 (25 мм); - вариант 5: K- FONIK 240 (25 мм) + K-FONIK ST GK 072 (12 мм); - вариант 6: K-FLEX ST (25 мм) + K-FLEX ST (25 мм) + K-FLEX GK (2 мм) + K-FLEX ST (25 мм) + K-FLEX GK (2 мм) + K-FLEX ST (25 мм) + IN CLAD. Эффекты установки перечисленных покрытий на упомянутую круглую трубу или изменение за счет них звукоизолирующей способности ее стенок представлены на рис. 2. ΔL, дБ  Рис. 1 - Эффективность покрытий из вспененных и волокнистых материалов ΔL, дБ  Рис. 2 – Эффективность покрытий из материалов типа K- FONIK1 – вариант 1; 2 – вариант 2; 3 – вариант 3; 4 - вариант 4; 5 - вариант 5; 6 - вариант 6. По результатам данных испытаний можно отметить следующее: 1. Покрытия на основе пористых упругих материалов типа K-FONIK обеспечивают значительное снижение уровня шума, излучаемого трубой, в широком диапазоне частот (рис. 3). Максимальное его снижение достигается за счет четырех комбинированных покрытий (см. варианты 2, 3, 5, 6). 2. В диапазоне низких частот (до 500 Гц) их эффективность существенно выше, чем у покрытий из вспененных и волокнистых материалов (см. рис. 2) и составляет 9-12 дБ. С ростом частоты она существенно повышается и достигает 38-43 дБ на среднегеометрических частотах октавных полос 4000, 8000 Гц. 3. Минимальный акустический и даже отрицательный эффект, как ожидалось, получен при установке двух однослойных покрытий (варианты 1, 4). Вариант под первым номером по своим, физико-техническим свойствам практически идентичен упомянутому пористому материалу типа «К-флекс», от которого так же не следует ожидать большого эффекта, а применять в проектах только с учетом конкретных акустических ситуаций (зависимого от частоты требуемого снижения шума, соответствующего невысокой эффективности). Когда требуются покрытия для эксплуатации преимущественно в сложных условиях, например, в открытом пространстве при воздействии атмосферных осадков и низкой температуры воздуха, пожалуй, более пригодны покрытия с использованием пеностекла, минеральной ваты и металлического листа. Одна из отечественных фирм производит такие покрытия на трубы диаметром от 100 до 1000 мм с использованием теплошумоизоляционных изделий (блоков) из пеностекла производства ОАО «Гомельстекло» и цилиндров теплоизоляционных из минеральной базальтовой ваты производства ООО «КАТВУЛ». Материалы в этих покрытиях имеют существенные отличия по физико-техническим параметрам от представленных двух типов пористых упругих и волокнистых материалов. Для акустических испытаний было представлено пять вариантов однослойных и комбинированных покрытий на трубу диаметром 325 мм: Вариант 1: пеностекло (толщина 50 мм, плотность 170 кг/м3), минеральная вата (толщина 50 мм, плотность 120 кг/м3), сталь оцинкованная (толщина 1 мм); Вариант 2: минеральная вата (50 мм, 120 кг/м3), пеностекло (50 мм, 170 кг/м3), сталь оцинкованная (1 мм); Вариант 3: пеностекло (50 мм, 170 кг/м3), минеральная вата (80 мм, 120 кг/м3), сталь оцинкованная (1 мм); Вариант 4: пеностекло (50 мм, 170 кг/м3); Вариант 5: пеностекло (80 мм, 170 кг/м3). Результаты испытаний перечисленных покрытий представлены в той же наиболее наглядной графической форме на рис. 3. ΔL, дБ  Рис. 3 - Эффект установки на трубу комбинированных и однослойных покрытий с использованием пеностекла и минеральной ваты 1 – вариант 1; 2 – вариант 2; 3 – вариант 3; 4 – вариант 4; 5 – вариант 5 Как видно на рис. 4, в диапазоне низких частот эффективности комбинированных покрытий сравнимы или ниже, чем у подобных покрытий на основе пористых упругих материалов типа K-FONIK, а на средних и высоких частотах они несколько выше. Однослойные покрытия в диапазоне низких и средних частот имеют отрицательную звукоизолирующую способность. К недостатку, думается, следует отнести относительную сложность крепления этих покрытий на трубах и потребность в более квалифицированных специалистах для проведения монтажных работ. Существующие покрытия на круглые трубы диаметром до 1000 мм на основе испытаний при необходимости могут быть классифицированы по звукоизолирующей способности, как устанавливает стандарт [6]. В нем предлагаются три класса (А, Б, С), в каждом из которых в трех подклассах приводятся значения минимальной звукоизолирующей способности покрытий в зависимости от диаметров труб: А1, А2, А3 (до 300 мм), Б1, Б2, Б3 (от 300 до 650 мм), С1, С2, С3 (от 650 до1000 мм). Пользуясь такой классификацией и сравнивая полученные результаты измерений с нормативными данными можно отметить, что звукоизолирующая способность (эффект установки) первого варианта покрытия выше минимальной требуемой изоляции воздушного шума по классу А2, и соответствует с некоторым запасом классу В2, но ниже минимальной требуемой изоляции по классу С2 (рис. 4). ΔL, дБ  Рис. 4 – Сравнение эффективностей комбинированных с использованием пеностекла и минеральной ваты с нормативными значениями 1 – Вариант 1; 2 – Вариант 2; 3 – Вариант 3; 4 – Норма для класса В2; 5 - Норма для класса С2. По поводу целесообразности введения этих классов звукоизоляции у нас есть сомнения. Во-первых, существование классов побуждает (или принуждает) разработчиков (изготовителей) добиваться повышения звукоизолирующей способности покрытий, чтобы они соответствовали более высокому классу, а значит, усложнять их конструкции и повышать стоимость и без того весьма дорогостоящих покрытий, хотя необходимости в этом, вообще говоря, нет. Многолетний опыт работы в области защиты от шума различных источников, включая трубопроводные системы, дает основание утверждать, что максимальная эффективность (по классу С) требуется в единичных случаях. Массовое применение находят покрытия по классу А и В (к ним относятся покрытия на основе материалов типа K-FONIK, пеностекла и минваты). В тех редких случаях, когда эффективности предлагаемых вариантов покрытий недостаточно, ее можно повысить за счет увеличения толщины слоев применяемых материалов. Кстати, стандарт не исключат и повышение излучаемой звуковой мощности трубой в области низких частот (см. рис. 4), т.е. ухудшение звукоизолирующей способности стенок труб, за счет устанавливаемого покрытия. Во-вторых, класс сам по себе мало о чем говорит. В него может быть включен широкий спектр покрытий на множество разных труб, а в реальных условиях требуется подобрать одно на конкретную трубу, излучающую повышенный шум, в конкретную защищаемую от него среду. Следовательно, требуется не знание класса, которому может удовлетворять ряд покрытий, а только то, оптимальное, определить которое можно на основе анализа, прежде всего, их акустических характеристик (эффектов установки), а затем учесть конструктивные параметры и стоимость. Рассмотренные в статье акустические характеристики однослойных и комбинированных покрытий на транзитные воздуховоды систем ОВК (и любые другие излучающие шум трубы), являются их важными акустическими характеристиками и необходимыми данными для проектирования защиты от шума названных источников. Они дают возможность подбора оптимальных с точки зрения акустики и экономики вариантов покрытий в зависимости от требуемого снижения шума, излучаемого трубопроводными системами в открытые или замкнутые пространства. Литература1. Санитарные нормы СН 2.2.4./2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки, 1997. 2. СТО 02495359-6.001-2011 Расчет и проектирование шумоглушения систем вентиляции, кондиционирования воздуха, холодоснабжения и воздушного отопления», М.: НИИСФ РААСН, 2011. 3. СНиП 23-03-2003 «Защита от шума», М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004. 4. Гусев В.П., Леденев В.И. Комбинированный метод расчета уровней шума в крупногабаритных газовоздушных каналах. // Дни Российской строительной науки в Германии. Инновационные решения. Контакты. Связи: Материалы научно-технической конференции, ноябрь 2012. 5. Гусев В.П. Из опыта борьбы с шумом оборудования инженерных систем. // АВОК, №2 - 2012 – С.38-42 6. ГОСТ Р ИСО 15665-2007 «Шум. Руководство по акустической изоляции труб и арматуры трубопроводов». 7. ГОСТ 31274-2004 (ИСО 3741:1999) «Шум машин. Определение уровней звуковой мощности по звуковому давлению. Точные методы для реверберационных камер». |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Задание по курсу «Проектирование электроустановок в энергетике» на... В данной работе рассмотрено проектирование релейной защиты и автоматики, а также защиты воздушных линии электропередачи, подстанций... |  | Реферат Безопасность труда, условия труда, соломоизмельчитель, отбор... Безопасность труда, условия труда, соломоизмельчитель, отбор проб, равномерность распределения, уровень шума, средства защиты растений,... |
| Курсовойпроек т (расчетно-пояснительная записка) по курсу «Прикладная... Рассмотрен расчёт и проектирование привода общего назначения, состоящего из двигателя, ременной передачи и одноступенчатого червячного... | | Пояснительная записка содержит: 5 рис., 4 источника, 22 стр Цель работы: произвести кинематический анализ и расчёт станка 1П 365, расчёт метчика и расчёт призматического фасонного резца |
| Интегральная оценка акустической эффективности средств индивидуальной... Научно-исследовательский испытательный центр (авиакосмическая медицина и военная эргономика) 4 цнии мо РФ | | Допустить к защите в гак Вычислительная геометрия, гис, модели данных, трассировка лучей, численное моделирование, акустика, распространение шума, транспортный... |
| Комплексное снижение шума от энергетического оборудования «Об охране окружающей природной среды» обязывают снижение его негативного воздействия. Санитарные нормы сн 4 1 562-96 устанавливают... | | Расчет и проектирование конструкций в среде scad office Первое сообщение... Некоммерческого партнерства специализированных организаций нефтехимической и нефтегазовой промышленности |
| Тема: «Разработать оптимальное рабочее место инженера-программиста,... | | Рабочая программа дисциплины Полученные практические знания формируют специалиста, способного вести самостоятельное проектирование и расчет фундаментов различных... |
| Реферат Работа содержит 22 листа, 12 рисунков, 4 таблицы, 7 источников литературы Расчет посадок цилиндрических, шпоночных соединений, подшипников качения и расчет размерной цепи | | Расчет настроек автоматического регулятора Исследовать работу комбинированной автоматической системы управления в целом и ее отдельных контуров. Провести расчет оптимальных... |
| Расчет и проектирование конструкций в среде scad office Первое сообщение... Участник (фамилия имя отчество на русском языке и фамилия имя на иностранном языке как в загранпаспорте) | | Курсовая работа по дисциплине «сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» Проектирование сети, логическое проектирование сети, физическое проектирование сети, нагрузка на сеть, пропускная способность сети,... |
| Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» Проектирование сети, логическое проектирование сети, физическое проектирование сети, нагрузка на сеть, пропускная способность сети,... | | Литература 29 введение настоящие методические указания предназначены... Указания состоят из трех разделов. В первом разделе приводятся общие рекомендации по оформлению, выполнению и порядку защиты типового... |
