Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

издаваемого

шума и

вибрации, радиоизлучений и т.д. все предпри-

на пять

классов, для

которых устанавливаются мини-

ятИЯ

делятся

-защитной

зоны:

льная

-

ширина санитарно

\13

•

предприятия

первого

класса

- 2000

м;

предприятия

второго

класса

- 1000

м;

•

предприятия

третьего класса

- 500

м;

•

м;

предприятия

четвертого класса - 300

•

предприятия

пятого класса -

100 м.

•

,

парфюмерно-

минипроизводств (предприятий

Для

пищевой

промышленности,

общественного питания,

-

косметической

зрелищ

объектов) минимальная

санитарно

-защитная зона

ных

и

культурных

50 м

при расчетном обосновании ее достаточ-

принимается

равной

ности

по шумовому воздействию.

зоны

по

приведенной

классифи

санитарно-защитной

Ширина

-

кации

(в первую очередь для предприятии

I, II и III

класса), должна

в атмосфере

, при-

быть

уточнена

расчетами

рассеивания

выбросов

химических веществ

с учетом

оритетных

по

объему и токсичности

фонового загрязнения

атмосферы. Фоновое

загрязне-

сложившегося

действующих, намеченных

к

ние

должно

учитываться от выбросов

строительству

или

проектируемых

предприятий

.

381

Электронная

библиотека

Ъббр:/

/

Ъдч

.

кЬзби.ги

Глава

12

БОРЬБА

С

ШУМОМ

И

ВИБРАЦИЕЙ

ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ

УСТАНОВОК

§

72.

Источники

возникновения

шума

Источником

шума и

вибрации

в

вентиляционных

системах

яв

ляется

котором

имеют

место

-

вентилятор, в

нестационарные

процес

сы

течения воздуха через рабочее

колесо

и

в

самом

кожухе

-

числу

относятся

пульсации

скорости,

образование

и

.

К

их

срыв

элементов

вентилятора.

Указанные

факторы

являются

вихрей

с

причиной

возникновения

аэродинамического шума.

Е

Я

.

Юдин,

исследовавший шум

.

вентиляционных

установок

,

указывает

на

три

основные

составляющие

аэродинамического

шума

создаваемого

вентилятором:

,

1)

вихревой

шум - следствие образования

вихрей и

периодическо

го

срыва

их при

обтекании

элементов

вентилятора потоком

воздуха;

-

2)

шум от

местных

неоднородностей потока,

образующихся

входе

и

выходе

из колеса

и

приводящих к

нестационарному

на

нию

лопаток

и

неподвижных

элементов

обтека-

вентилятора,

расположен

-

ных

около

колеса;

3)

шум вращения - каждая

движущаяся

колеса вентиля-

тора

является

источником

возмущения

лопатка

воздушной

среды

и образо-

вания

вихрей.

Доля

шума

вращения

в

общем

шуме

вентилятора

обычно

незначительна.

Колебания

элементов

конструкции

вентиляционной

установки,

часто

вследствие

неудовлетворительной

балансировки

,

яв-

ляются

причиной

механического шума. Механический шума венти-

лятора

обычно

имеет ударный

характер,

пример

тому

- стуки в

зазо-

рах

изношенных

подшипников.

при

Зависимость

колеса

шума от

окружной

скорости

рабочего

различных

характеристиках

сети для

вентилятора

с

центробежного

загнутыми

вперед

лопатками

Из рисунка

представлена на

(

рис. 12.1).

следует,

что при

окружной

скорости

более

13

м/с

механический

шум

при

шарикоподшипников «маскируется»

аэродинамическим

шумом;

меньшей

скорости шум подшипников

преобладает.

При

окружной

скорости

более

13

м/с

уровень

аэродинамического шума

растет

бы

-

стрее

уровня механического

шума. У

центробежных

вентиляторов

с

382

Электронная

библиотека

ЕЕЕр:/

/

бдх/.

кЬ-

зЕи.ги

	за		гНутыми		назад	лопатками	уровень
					,	чем у вентиляторов
	"		льК	меньше			с
	С	^	0
	'

идб

аэродинамического		шума	не-
лопатками	загнутыми вперед.
,

^
		=
I	2	0

90 80

Л

1

Нет	=
I	00
2

2

/

70 60

V

*

V

'3

50

6

8

10

20

30

40

и,

м/с

Рис от

12.1. Зависимость окружной скорости

уровня аэродинамического и механического	шума
рабочего колеса с лопатками, загнутыми вперед

В могут

системах	вентиляции	кроме
быть вихри, образующиеся			в

вентилятора	источниками
элементах воздуховодов		и

шума в вен-

тиляционных

решетках,

а

также

колебания

недостаточно

жестких

стенок стенки мов из

воздуховодов.	Кроме	того,	возможно проникновение		через
воздуховодов	и вентиляционные решетки посторонних шу-
	,	через	которые	проходит воздуховод		.
соседних помещений

§73.

Звук и шум. Физические и физиологические
характеристики	, единицы измерения

щее

Звуком называют волновое колебание упругой

в ней дополнительное переменное давление.

Звук какой-либо одной строго определенной

среды, создаю-

частоты может

0	ть	воспроизведен		камертоном.
	Ь1
Характеризуется			совокупностью

Подавляющее большинство				звуков
различных	частот	и	представляют

	. Но даже в сложных
	собой сложные звуки	тональность
	ленная повторяющаяся
		.
	Шумом называется сложный звук, не
	женных частотных составляющих.

звуках возможна опреде-

содержащий	ясно выра-

383

Электронная

библиотека

Ъ.ЬЬр

:

/

/

Ь

д

м.кЪ.з^

и

.

ги

I ,Дб

В быту шумом

часто

80		называют		нежелательные
75		звуки,	которые			сопровож
65									-
		дают работу того					или ИНО-
70							машины
		ГО аппарата			или
60		Для оценки шумов						служат
55		спектрограммы,				в которых
50		звуковая		энергия				распре-
		делена	по		частотам				ИЛИ
45
		частотным			полосам. На
40
35		рис. 12.2		приведена					спек-
30
		трограмма			шума				ради-
25
		ального		пылевого				венти-
20
		лятора	ЦАГИ				4,		рабо-
15
		тающего с частотой							вра-
10
15 20 40 100 200 400 1000 2000	4000/ Гц	щения 1040 1/мин. При-
Рис 12 2 Спектрограмма радиального		веденная			спектрограмма
пылевого вентилятора ЦАГИ	4	показывает,			что	шум вен-
при п - 1040 1/мин		тилятора							-
				относится к мно

гочастотным шумам. Мно- гочастотность шума вентилятора определяет выбор типа шумоглу-

шителя для приточных и вытяжных установок.

Физические показатели оценки шума (звука).

Частота колебания, измеряемая в герцах (Гц):

	1	(12.1)
а	г г
/ =-
	V

где Т - время одного колебания или период колебания, с.

Длиной волны называется расстояние, м, на которое звук одной

частоты распространяется за один период колебания:

Х = с - Т = —	(12.2)
Г

где с - скорость распространения звука в воздухе, м/с, равная 340 м/с

при 7 = 20°С.

Интенсивностью звука, или силой звука /, называют количество

энергии, переносимой звуковыми волнами за единицу времени через

единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения волн. Единицей интенсивности звука (или СИДЬ1 звука) служит Вт/м2.

384

Электронная библиотека ЕЕЕр://:1 дV.кЕзби.ги

уровень

интенсивности

звука

измеряется

в

децибеллах:

4

=

е

/

(12.3)

_

Ю1

/

’

о

^

уровень

интенсивности

звука, дБ; /- интенсивность

данного

звука той же частоты, с которым

/м

2

;

/

-

интенсивность

,

оВука

Вт

0

2

авнивают

данный звук, Вт/м

.

Ср

звука,

которую

интенсивность

/

принимают

наименьшую

За

о

ухо человека

на

пороге

слышимости

(в среднем это

воспринимает

“12'

2

значение

/

10

Вт/м

).

составляет о =

представляет собой такой

уровень

В

этом

случае децибел (дБ)

интенсивности

при котором

звука,

Ю

-

1б

/ КГ12

=

1.

Звуковым давлением
,	возникающее	в
давление

р	называют			дополнительное		переменное
							нее звуко-
среде		при	прохождении		через

вых

волн.

звукового давления.

Так как

интенсивность

звука про-

Уровень

2

, а звуковое давле-

квадрату

амплитуды колебаний А

порциональна

А, то при переходе от

уровня ин-

ние

- первой

степени

амплитуды

давления получим

:

тенсивности

звука к уровню

звукового

Ьр

=

Ю

1ё

Р Ро

\

2

=

20

\&

Л., Ро

(

12.4

)

	где	-уровень звукового давления, дБ; р - звуковое
	ного^звука, Па; р -		давление, с которым сравнивают
		0	, Па.
	ление данного звука

давление звуковое

дан- дав-

давление

),

кото-

За ро принимают

наименьшее

звуковое

(порог

-Ю

~ 5

.

значение р

2

рое

воспринимает

ухо человека (в среднем

=

Па)

0

децибел. В

звуковых

давлений также

служит

Единицей уровней

звукового

уровень

собой

такой

этом случае

децибел

представляет

Давления

,

при

котором

201			Р
ё	2		-5
		•	10

=

1

.

,

находится

в

Интенсивность

звука, воспринимаемая

человеком

10 Вт/м .

Нижний предел

пределах от 1СГ

до

соответствует

порогу

12

2

пре

Сль1

- болевому порогу. Отношение верхнего

,

верхний

-

Шимости

равно 1013,

т.е. десяти

триллионам

Лела

к

нижнему

слышимости

.

13

^

еНТИЛЯЦИЯ

	385
Электронная библиотека	Ъббр:/ / Удм.кЬзби.ги

При

столь громадном диапазоне слышимости, каким

обладает

слу.

ховой

аппарат человека для

получения удобных в

пользовании

&

е

-

личин

децибелов в формулах

(12.3)

и (12.4)

использованы

Л0

ГаРиф.

мические

зависимости.

Из

(12.4) следует, что разности двух

зависимостей (12.3) и

уровней

звуковых

давлений или двух

уровней интенсивностей звука

соответс

т

-

вует

определенное отношение

их абсолютных значений.

Каждому

-

воению звукового давления соответствует увеличение уровня

УД

на 6

дБ,

а

каждому удвоению

интенсивности

звука

давления

- увеличение

его

уровня

на

3 дБ. Изменение уровня звукового

давления на

10

дБ

-

близительно

изменению интенсивности

звука

в

При

соответствует

раза

2

Шум

,

генерируемый

вентилятором, принято оценивать

в

.

в

дБ

этих

единицах нормируются

допустимый

уровень

шума

в

.

помеще

нии,

проводятся расчеты

затухания

звука

в

сети воздуховодов

и

-

в

объеме помещения. В акустических

расчетах вентиляционных

уста

-

новок пользуются октавными

полосами частот, т.е. такими, у

кото

-

рых

конечная частота 2 раза больше

начальной:

12.5)

(

а			л/2
среднегеометрическая частота в
/ср г	=	-Ли Лк

раза больше

= Л /„ .

начальной:

(

12.6)

Сложение

уровней

звуковой

мощности

или

уровней

звукового

давления проводится по формуле:

Вобщ

= Вб+

§

(1

+

-0,1

Д

—

(12.7

10

)

Ю1

)

где Ь

0бщ - суммарный уровень

для каждых

двух

слагаемых

уровней,

6

слагаемых уровней, дБ;

-

разность

дБ; Ь

- больший из двух

Д

Ьм

между

= Ьб

большим и меньшим слагаемыми уровнями, дБ;

АЬ- добавка

к

большему

уровню,

дБ

.

При

числе

разных

уровней

более

двух

сложение

их

проводят

последовательно, начиная с двух больших уровней.

Если все слагаемые уровни одинаковы, то общий

уровень

равен

.

			^	^		10	п,
			общ —		+
	где п - число одинаковых слагаемых уровней.
	Физиологические
	Высота	тона	показатели оценки звука.
			определяется		частотой колебаний:
	частота, тем
		выше	тон.

чем

(12.8	)

больше

386

Электронная

библиотека

ЪССр:1

/

Х.^ч

.

кЬзЕи

.ги

с

нормальным слухом слышит

звуки в

диапазоне

ко

Человек

-

до 20000 Гц. Голос человека

создает

тоны от 80

до

баний

от 20

В музыке

пользуются

тонами

от 30

до 4000

Гц.

Ухо чело

ГЦ

13

00

-

-

воспринимает

звуки

различных

частот.

Наиболее

-разному

века

по

фи-

ч

вствительно

оно

к высоким

тонам.

Для связи

физических и

\

зиологических

используют

тон

с частотой

показателей оценки звука

|000

Гц,

с

уровнем

которого сравнивают

уровни звуковых

давлений

других

равногромких

звуков.

в фонах)

данного

звука

на

Уровнем

громкости (

оцениваемым

-

с

ним звука

зывают

, дБ,

равногромкого

уровень

звукового давления

с

частотой

1000

Гц.

§74.

Нормирование

шумов

Шум,

создаваемый

вентиляционной

установкой,

передается

в

	помещения		следующими	путями:			и
	а) по воздушной среде внутри воздуховодов через приточные
							;
	вытяжные	решетки или через шахты вытяжных систем в атмосферу
					воздуховодов	в помещение, по ко-
	б) через стенки транзитных

	торому	они	проложены		;		вентиляционную
	в) по воздушной среде, окружающей
								и через них в
	ку, к ограждающим			конструкциям		камеры
	помещения.

установ- смежные

Каждый

из

перечисленных

путей

передачи

шума

определяет

со-

ответствующие мероприятия, которые должны быть предусмотрены
для уменьшения шума в		помещениях с нормируемым уровнем						звука
						их		.
Шумы нормируют исходя			из допустимого воздействия					на ор
								-
			шум или		вообще не оказывает			влия
ганизм	человека, при							-
	котором
ния на	самочувствие человека или это влияние незначительно.
Допустимые уровни		звукового		давления на постоянных			рабочих

местах

в

производственных

помещениях,

в

жилых

и

общественных

зданиях

на

территории

жилой застройки и промышленных

, а также

действующими санитарными

нор-

объектов строго

ограничиваются

мами.

октавных полосах со

средне

Шумы нормируются в

девяти

-

геометрическими частотами 31,5;

63;

125; 250;

500; 1000; 2000

4000

и

;

8000 Гц.

допустимого

уровня

звукового

давления

При нормировании

раз-

человека звуков

Учитывается физиологическое

воздействие на

умной

частоты.

Низкие

частоты

воспринимаются более

благопри-

Ятно,

,

поэтому

в табл. 12.1

«Допустимые

уровни

шУма

нежели высокие

назначения

гражданских

зданий»

в

помещениях различного

1

3

*

		387
Электронная	библиотека	ГГГр:/ /Ъдч.кЪзГи.ги

допустимый	при частоте 63
уровень шума
превышает
уровень звукового давления при

Гц в 8000

два Гц.

с

лишним

Раза

Допустимые уровни шума	Ьпом	в помещениях
гражданских зданий (по СНиП 23-03-2003

различного «Защита от

Таблица 12

назначения шума»)

/

Назначение	Время
помещения	суток

	Учебные
	помещения	нет
	школ

	Уровни звукового давления, дБ,
в	октавных полосах частот						со сред-
негеометрическими частотами,								Гц
‘			о	о	о	о	о	о
					о	о	о	о
О	со		о	о	о	о	о	о
со		(N1	«	4
	чо		сч				"Г	оо
				П
79	63	52	45	39	35	32	30	28

		с 7	до	76	59	48	40	34	30	27	25	23
	Номера	23	ч.
	гостиниц	с 23		69	51	39	31	24	20	17	14	13
		до 7 ч.
	Торговые
	залы мага	нет		93	74	65	58	53	50	47	45	44
	-
	зинов

Уровни звука,

ДВА

40

35 25

55

Макс.

Уровни звука,

4

55

50 50

70

Следует		в
отметить, что человек сформировался
звуковой	полное безмолвие столь же
среде, поэтому
но, как и излишний шум.

определенной неблагоприят-

§75.

Мероприятия по снижению поступления шума

помещения от вентиляционных установок

в

Снижение
уровней
звукового давления на постоянных рабочих
помещения осуществляют применением	комплекса следующих ме-

роприятий:
1) установкой	малошумных	вентиляторов,
ных по акустическим характеристикам;

наиболее

совершен

-

2) •

•

выбором				:
	оптимальных	режимов работы вентиляторов				-
с	максимальным коэффициентом полезного действия,				при	ко
тором шум вентилятора минимален;						е
				котор
с	минимально-					°
	возможным давлением		вентилятора,
также способствует уменьшению уровня шума.

388

Электронная

библиотека

ЫГр:

/

/

Ь

д

у.

кГзби.ги

ограничением

скорости движения воздуха в

отводах,

коленах

3

)

,

и других

элементах вентиляционной сети:

гр

Йниках

0

пенопластовых воздуховодов,

обладающих

по

4)

применением

-

денной

способностью

к поглощению звука;

вь

5

)

изменением

акустических качеств помещения, в котором тре-

.

звукопо-

снижение

уровня

звукового давления, с помощью

.

ч

ется

;

^

щающих

г

0

облицовок или штучных звукопоглотителей

шума

по

6)

снижением

уровня

звуковой мощности источников

CB8

распространения

звука с помощью глушителей или облицовки

внутренних

риалами

поверхностей воздуховодов звукопоглощающими мате-

.

шума

в

канале может быть приближенно

опреде

Ослабление

-

ленно

по

формуле

:

М,

=

1,

09

а

1

П га*сеч

’

(

12.9

)

где

АЬ

-

потери

уровня

звуковой

мощности

в

канале,

дБ;

а

-

коэф-

фициент сечения

звукопоглощения стенок канала; Я- периметр поперечного
канала, м;		- площадь	поперечного сечения	2
				канала, м
	Асеч			;

/

-

длина

канала,

м

.

Из

формулы

(

12.9

)

следует,

что

глушение

шума

в

каналах

мало-

го сечения или в каналах с развитым периметром будет происходить

интенсивнее, чем в каналах большого сечения или с минимальным

периметром.

Шум от

транзитных

воздуховодов,

проходящих

через

помеще-

ние

,

может

быть

уменьшен

увеличением

массивности

стенок

возду-

ховодов, (выполнением их	из бетона, шлакоалебастровых			плит и
Других массивных материалов		) или наложением на стенки	металли
				-
ческих воздуховодов слоя	звукоизолирующих материалов			-
				(стекло
волокно, минеральный войлок		и пр.).

Уменьшение	шума в помещениях, смежных с
камерой, достигается выбором		соответствующего
вентиляционной	камеры и звукоизоляции их.

вентиляционной материала стен

§76.

Конструкции

шумоглушителей

	Шумоглушители можно разделить на две категории: пассивные
	активные. В пассивных шумоглушителях используются	звукопо
11		-
глощающие материалы или особенности поглощения и отражения

1вУка

от

конструкций

шумоглушителя

.

Активные

шумоглушители

Для

гашения

шума

создают

звук

с

амплитудой,

отстающий

на

поло-

389

Электронная

библиотека

ЫШр:

/

/

Ь д м

.

кЪзби.ги

вину длины волны от звука, который

ния волн происходит глушение шума.

гасится

.

В

результате

налоге

Наиболее

простыми по

конструкции

являются

камерные

щу

моглушители

(рис. 12.3г), однако

устройства этого типа

гасят

щум

лишь одной частоты или группы близких по частоте шумов

ков. Принцип действия состоит

наложении бегущей

и

зву

„

в

и

ной

отражен

звуковых

волн.

Камерный глушитель может представлять

Со

-

бой

камеру, длиной

в половину

длины волны шума.

Отразившаяся

от

от

противоположной стенки звуковая волна отстает

основной

половину длины, их наложение

друг на друга приводит к

на

гашения шума.

эффекту

а

)

1

б

)

1

/о

«/о.

т			3
			2
0	'
в )		1	8

гу&	Т

			I	_	и
7	7	5	1
7	6

'	0
12

5 2 9 10

4

12

	Рис 12.3. Схемы шумоглушителей диссипативного типа
	а - трубчатого, 6 -сотового; в - пластинчатого; г - камерного
1	- наружный	кожух, 2- звукопоглощающий материал, 3- перфорированный
воздуховод; 4		- звукопоглощающие ячейки; 5- звукопоглощающие пластины;

б

-

панель для воздуха; 7- обтекатели; 8 - каркас пластины,

10 - каркас пластины, И - камера; 12- облицовка

9

-ткань,

		Спектрограммы				показывают, что спектр шума вентиляторов				ох	-
								Гц. Поэтому в венти			-
	ватывает полосу			частот в диапазоне 15-5000
											-
	ляционных		установках						дей
						применяют	глушители диссипативного		час		-
	ствия, в которых происходит рассеяние звуковой энергии всех
											,
	тот.	Глушителями			диссипативного		действия	являются: трубчатые
	пластинчатые и сотовые.
	390

Электронная

библиотека

ГГГр://Гд

V.

кГзГи

.ги