Основным источником шума и вибрации в механических системах вентиляции является вентиляторная установка, при работе которой возникают два вида шума — аэродинамический и механический.
Аэродинамический шум образуется вследствие вихреобразования у лопастей колеса и кожуха вентилятора, главным образом на входе и выходе, а также периодических пульсаций воздуха, которые ощущаются также в виде шума. Механический шум создается от вибрации лопастного колеса, кожуха и электродвигателя, а также от подшипников, передачи и других элементов вентиляторной установки.
Сильная вибрация вентиляторной установки не только отрицательно влияет на самочувствие человека, но и нередко служит помехой в технологическом процессе производства. Во многих случаях вибрация может быть причиной преждевременного износа и даже разрушения строительных конструкций зданий.
Аэродинамический и механический шум, возникающий при работе вентиляторной установки, распространяется по воздушной среде, движущейся в каналах и воздуховодах, по их стенкам или по массиву, в котором они проложены. Кроме того, шум распространяется через основание и фундамент вентиляторной установки по ограждающим конструкциям здания, через которые проникает в помещения, иногда довольно далеко расположенные от вентиляторной камеры. Для борьбы с шумом вентиляторных установок снижают окружную скорость вращения рабочего колеса вентилятора, скорость движения воздуха в воздуховодах и других элементах системы вентиляции, а также проводят конструктивные и монтажные мероприятия.
По условиям относительной бесшумности рекомендуются следующие окружные скорости вращения рабочего колеса вентилятора: для осевых вентиляторов, устанавливаемых в жилых и общественных зданиях, не выше 35 м/с, а для радиальных — 25—30 м/с; и производственных зданиях окружные скорости принимают с уметом шума от других источником, по не выше 50 м/с. Максимальные скорости движения воздуха в воздуховодах и других элементах системы вентиляции назначают, руководствуясь данными табл. 15.2. Для обеспечения заданного давления при небольшой окружной скорости рабочего колеса вентилятора целесообразно принимать схему рабочего колеса в две ступени и более.
Конструктивные и монтажные мероприятия, снижающие уровень шума, должны тщательно разрабатываться в процессе проектирования системы вентиляции здания и полностью осуществляться при монтаже ее до сдачи в эксплуатацию. Приведем некоторые вполне обоснованные указания, соблюдение которых позволит создать качественные системы вентиляции.
1. Необходимо стремиться к применению более простых по составу и не очень разветвленных систем, обладающих минимально возможным аэродинамическим сопротивлением. Это позволит применить вентиляционные агрегаты с невысокими давлениями, менее шумные.
2. Помещения, для которых уровень звукового давления строго регламентирован, следует располагать вдали от приточных и вытяжных камер. Удлинением пути, проходимого звуком от камеры до помещения, достигается ослабление уровня звукового давления в 1 дБ на 1 м. Вблизи вентиляционных камер не должно быть помещений с малым уровнем собственного шума.
3. Эффективно применение радиальных вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, а также осевых вентиляторов.
4. Необходима замена подшипников качения подшипниками скольжения.
5. Вытяжные камеры следует располагать над вспомогательными помещениями (лестничными клетками, санузлами и т. п.).
6. Внутренние поверхности вентиляционных камер необходимо покрывать звукопоглощающей штукатуркой или обивать материалами, хорошо поглощающими звуки различной высоты.
7. Для повышения звукоизолирующей способности дверей камер возможно утяжеление их конструкции с использованием досок толщиной 40-50 мм, устройство двойных дверей и обеспечение максимальной плотности притворов.
8. Нельзя крепить непосредственно к каркасу и ограждающим конструкциям зданий электродвигатели, вентиляторы и другое оборудование, вызывающее вибрацию.
9. В воздуховодах следует устанавливать специальные шумоглушители.
10. Вентиляторы рекомендуется соединять с электродвигателем посредством эластичной муфты или применять клиновидную передачу.
11. Необходимо присоединение вентилятора к воздуховоду через мягкие вставки из прорезиненной ткани.
12. Входное отверстие в вентилятор необходимо устраивать плавным.
13. Эффективно применение виброзвукоизолирующих оснований.
14. Металлические поверхности для уменьшения производимого ими шума следует покрывать вибродемпфирующей мастикой (смесь синтетических смол и наполнителей).
15. Необходимо тщательно балансировать рабочее колесо вентилятора.
В некоторых случаях, когда требуется максимально уменьшить шум вентиляторных установок (рис. 15.20), размещаемых в первом этаже или в подвале, фундамент возводят с использованием нескольких видов виброзвукоизолирующих средств (рис. 15.21).
Глушители шума следует применять в тех случаях, когда рациональным выбором параметров установки, ее соответствующей компоновкой или установкой малошумного вентилятора нельзя добиться уровня звукового давления, допустимого для данного помещения. Глушители разделяются на диссипативные (активные) с поглощающим материалом и отражающие (реактивные) — без поглощающего материала. В вентиляционных установках используют преимущественно диссипативные глушители.
Для глушения шума, передаваемого воздуховодом, применяют трубчатые, пластинчатые и сотовые шумоглушители (рис. 15.22). В качестве звукопоглощающего материала в шумоглушителях для приточных систем вентиляции рекомендуется применять мягкие маты (холсты) плотностью 15 кг/м3 из супертонкого стекловолокна (СТВ), базальтовое волокно. В порядке исключения можно применять капроновое волокно, но обязательно, согласно противопожарным требованиям, со стеклотканью. Для вытяжных систем следует использовать также эффективные по звукопоглощающим качествам, но более дешевые материалы: плиты из стекловолокна марки ЦФД плотностью 30—40 кг/м3, минераловатные плиты марки ПМ плотностью 60—70 кг/м3, мелкофракционный керамзит.
При набивке шумоглушителей другими, менее эффективными материалами необходимо увеличивать длину глушителя. Для трубчатых глушителей всех типоразмеров звукопоглощающую облицовку делают толщиной 100 мм и длиной не менее 1 м. В пластинчатых звукоглушителях толщину крайних звукопоглощающих пластин принимают равной 100 и 200 мм, а толщину средних — в 2 раза большей. Пластинчатые звукоглушители изготовляют одно-, двух- и трехканальными с различными размерами проходного сечения.
При выборе материала для облицовки камер и воздуховодов следует отдавать предпочтение пористому материалу со сквозными порами: материалы с замкнутыми порами (губки, пенопласт) обладают низким коэффициентом звукопоглощения.
Согласно ГОСТ 12.1.003—83 устанавливаются допустимые уровни звукового давления в децибелах (дБ), создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха и механической вентиляции.
К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко
«Теплотехника. Теплогазоснабжение и вентиляция»
