Cálculos acústicos
Entre los problemas de la recuperación medio ambiente la lucha contra el ruido es una de las más urgentes. En las grandes ciudades, el ruido es uno de los principales factores físicos que configuran el entorno de vida.
El crecimiento de la construcción industrial y residencial, rápido desarrollo. diferentes tipos transporte, aumentando el uso en residencial y edificios públicos fontanería y equipo de ingenieria, electrodomésticos llevó al hecho de que los niveles de ruido en las áreas residenciales de la ciudad se volvieron comparables a los niveles de ruido en el trabajo.
El régimen de ruido de las grandes ciudades está formado principalmente por el transporte por carretera y ferrocarril, que representa el 60-70% de todo el ruido.
El aumento de la intensidad del tráfico aéreo, la aparición de nuevos y potentes aviones y helicópteros, así como el transporte ferroviario, el metro abierto y las líneas de metro poco profundas tienen un efecto notable en el nivel de ruido.
Al mismo tiempo, en algunas grandes ciudades, donde se están tomando medidas para mejorar el entorno sonoro, se observa una disminución de los niveles de ruido.
Hay ruidos acústicos y no acústicos, ¿cuál es la diferencia entre ellos?
El ruido acústico se define como un conjunto de sonidos de diferente fuerza y frecuencia, que surgen del movimiento vibratorio de partículas en medios elásticos (sólidos, líquidos, gaseosos).
Ruido no acústico - Ruido radioelectrónico - fluctuaciones aleatorias de corrientes y voltajes en dispositivos electrónicos, surgen como resultado de la emisión desigual de electrones en dispositivos de vacío (ruido de disparo, ruido de parpadeo), irregularidades en la generación y recombinación de portadores de carga ( electrones de conducción y huecos) en dispositivos semiconductores, movimiento térmico de portadores de corriente en conductores (ruido térmico), Radiación termal La Tierra y la atmósfera terrestre, así como los planetas, el Sol, las estrellas, el medio interestelar, etc. (ruido espacial).
Cálculo acústico, cálculo del nivel de ruido.
En el proceso de construcción y operación de varios objetos, los problemas de control del ruido son una parte integral de la protección laboral y la protección de la salud pública. Las máquinas pueden actuar como fuentes vehiculos, mecanismos y otros equipos. Ruido, su magnitud de impacto y vibración en una persona depende del nivel presión sonora, características de frecuencia.
La estandarización de las características de ruido se entiende como el establecimiento de restricciones sobre los valores de estas características, a las cuales el ruido que afecta a las personas no debe exceder los niveles permisibles regulados por la corriente. normas sanitarias y reglas.
Los objetivos del diseño acústico son:
Identificación de fuentes de ruido;
Determinación de sus características de ruido;
Determinación del grado de influencia de las fuentes de ruido en los objetos estandarizados;
Cálculo y construcción de zonas individuales de incomodidad acústica de fuentes de ruido;
Desarrollo de medidas especiales de protección acústica que proporcionen el confort acústico requerido.
Instalación sistema de ventilación y el aire acondicionado ya se considera un requisito natural en cualquier edificio (ya sea residencial o administrativo), el cálculo acústico debe realizarse para locales de este tipo. Entonces, si no se realiza el cálculo del nivel de ruido, puede resultar que el nivel de absorción de sonido en la habitación sea muy bajo, y esto complica enormemente el proceso de comunicación entre las personas que se encuentran en ella.
Por lo tanto, antes de instalar sistemas de ventilación en la habitación, es imperativo realizar un cálculo acústico. Si resulta que la sala se caracteriza por malas propiedades acústicas, es necesario proponer la realización de una serie de medidas para mejorar el entorno acústico en la sala. Por lo tanto, se realizan cálculos acústicos para la instalación de acondicionadores de aire domésticos.
El cálculo acústico se realiza con mayor frecuencia para objetos que tienen una acústica compleja o tienen mayores requisitos de calidad de sonido.
Las sensaciones sonoras surgen en los órganos auditivos cuando se exponen a ondas sonoras en el rango de 16 Hz a 22 mil Hz. El sonido se propaga en el aire a una velocidad de 344 m / s, en 3 segundos. 1 km.
El valor del umbral de audición depende de la frecuencia de los sonidos percibidos y es igual a 10-12 W / m2 en frecuencias cercanas a 1000 Hz. El límite superior es el umbral del dolor, que depende menos de la frecuencia y se encuentra en el rango de 130 a 140 dB (a una frecuencia de 1000 Hz con una intensidad de 10 W / m2, en presión sonora).
La relación entre el nivel de intensidad y la frecuencia determina la percepción del volumen del sonido, es decir, Los sonidos de diferente frecuencia e intensidad pueden ser evaluados por una persona como igualmente fuertes.
Sobre la percepción señales de sonido El efecto de enmascaramiento de la señal se puede observar contra un fondo acústico determinado.
El efecto de enmascaramiento puede afectar negativamente a los indicadores acústicos y se puede utilizar para mejorar el entorno acústico, p. Ej. en el caso de enmascarar el tono de alta frecuencia con uno de baja frecuencia, que es menos dañino para los humanos.
El procedimiento para realizar un cálculo acústico.
Para realizar el cálculo acústico, se requieren los siguientes datos:
Las dimensiones de la habitación para la que se realizará el cálculo del nivel de ruido;
Las principales características del local y sus propiedades;
Espectro de ruido de fuente;
Descripción del obstáculo;
Datos de distancia desde el centro de la fuente de ruido hasta el punto de cálculo acústico.
Al calcular, para empezar, las fuentes de ruido y su propiedades características... Además, en el objeto en estudio, se seleccionan puntos en los que se realizarán los cálculos. En los puntos seleccionados del objeto, se calcula un nivel de presión sonora preliminar. En base a los resultados obtenidos, se realiza un cálculo para reducir el ruido a los estándares requeridos. Habiendo recibido todos los datos necesarios, se está llevando a cabo un proyecto para desarrollar medidas, gracias a las cuales se reducirá el nivel de ruido.
Un cálculo acústico realizado correctamente es la clave para una excelente acústica y comodidad en una habitación de cualquier tamaño y diseño.
Con base en el cálculo acústico realizado, se pueden proponer las siguientes medidas para reducir el nivel de ruido:
* instalación de estructuras insonorizadas;
* uso de sellos en ventanas, puertas, portones;
* el uso de estructuras y pantallas que absorben el sonido;
* implementación de planificación y desarrollo del área residencial de acuerdo con SNiP;
* el uso de silenciadores en sistemas de ventilación y aire acondicionado.
Cálculo acústico.
El trabajo sobre el cálculo de los niveles de ruido, la evaluación del impacto acústico (ruido), así como el diseño de medidas especializadas de protección contra el ruido, debe ser realizado por una organización especializada con un campo relevante.
medición de cálculo acústico de ruido
En el mismísimo definición simple La tarea principal del cálculo acústico es estimar el nivel de ruido generado por una fuente de ruido en un punto de diseño dado con una calidad específica de impacto acústico.
El proceso de cálculo acústico consta de las siguientes etapas principales:
1. Recopilación de los datos iniciales necesarios:
La naturaleza de las fuentes de ruido, su modo de funcionamiento;
Características acústicas de las fuentes de ruido (en el rango de frecuencias medias geométricas 63-8000 Hz);
Parámetros geométricos de la habitación en la que se encuentran las fuentes de ruido;
Análisis de elementos debilitados de la estructura de cerramiento, a través de los cuales el ruido penetrará en el ambiente;
Parámetros geométricos y de insonorización de elementos debilitados de estructuras de cerramiento;
Análisis de objetos cercanos con la calidad establecida de impacto acústico, definiciones de niveles de sonido permisibles para cada objeto;
Análisis de distancia desde fuentes externas ruido a objetos estandarizados;
Análisis de posibles elementos de blindaje en la trayectoria de propagación de ondas sonoras (edificios, espacios verdes, etc.);
Análisis de elementos debilitados de estructuras de cerramiento (vanos de ventanas, puertas, etc.), a través de los cuales el ruido penetrará en el local estandarizado, identificando su capacidad de aislamiento acústico.
2. El cálculo acústico se realiza sobre la base de la corriente pautas y recomendaciones. Básicamente, estos son "métodos de cálculo, estándares".
En cada punto calculado, es necesario resumir todas las fuentes de ruido disponibles.
El resultado del cálculo acústico son ciertos valores (dB) en bandas de octava con frecuencias medias geométricas de 63-8000 Hz y un nivel de sonido equivalente (dBA) en el punto calculado.
3. Análisis de los resultados del cálculo.
El análisis de los resultados obtenidos se realiza comparando los valores obtenidos en el punto calculado con las Normas Sanitarias establecidas.
Si es necesario, la siguiente etapa del cálculo acústico puede ser el diseño de las medidas necesarias de protección contra el ruido que reducirán el impacto acústico en los puntos de diseño a un nivel aceptable.
Realización de medidas instrumentales.
Además de los cálculos acústicos, es posible calcular medidas instrumentales de niveles de ruido de cualquier complejidad, que incluyen:
Medición de la exposición al ruido sistemas existentes ventilación y aire acondicionado para edificios de oficinas, apartamentos privados, etc.;
Medición de niveles de ruido para la certificación de lugares de trabajo;
Realización de trabajos de medición instrumental de niveles de ruido dentro del proyecto;
Realización de trabajos de medición instrumental de niveles de ruido en el marco de informes técnicos al aprobar los límites de la SPZ;
Realización de las medidas instrumentales de exposición al ruido.
Las mediciones instrumentales de los niveles de ruido las realiza un laboratorio móvil especializado que utiliza equipos modernos.
La sincronización del cálculo acústico. El momento del trabajo depende del volumen de cálculos y mediciones. Si es necesario hacer un cálculo acústico para proyectos de edificios residenciales o edificios administrativos, se llevan a cabo en promedio de 1 a 3 semanas. El diseño acústico de objetos grandes o únicos (teatros, salas de órganos) requiere más tiempo según los materiales originales proporcionados. Además, la cantidad de fuentes de ruido investigadas, así como los factores externos, afectan en gran medida la vida útil.
Cálculo de ventilación
Dependiendo del método de movimiento del aire, la ventilación es natural y forzada.
Los parámetros del aire que ingresa a las aberturas de admisión y las aberturas de succión local de dispositivos tecnológicos y de otro tipo que se encuentran en el área de trabajo deben tomarse de acuerdo con GOST 12.1.005-76. Con un tamaño de habitación de 3 por 5 metros y una altura de 3 metros, su volumen es de 45 metros cúbicos. En consecuencia, la ventilación debe proporcionar un caudal de aire de 90 metros cúbicos / hora. En verano, es necesario prever la instalación de un acondicionador de aire para evitar el exceso de temperatura en la habitación para el funcionamiento estable del equipo. Es necesario prestar la debida atención a la cantidad de polvo en el aire, ya que esto afecta directamente la confiabilidad y la vida útil de la computadora.
La potencia (más precisamente, la potencia de refrigeración) del aire acondicionado es su principal característica, depende del volumen de la habitación para la que está diseñado. Para cálculos aproximados, se toma 1 kW por 10 m 2 con una altura de techo de 2.8 - 3 m (de acuerdo con SNiP 2.04.05-86 "Calefacción, ventilación y aire acondicionado").
Se utilizó una técnica simplificada para calcular el flujo de calor en una habitación determinada:
donde: Q - Flujos de calor
S - Área de la habitación
h - Altura de la habitación
q - Factor igual a 30-40 W / m 3 (en este caso 35 W / m 3)
Para una habitación de 15 m 2 y una altura de 3 m, los flujos de calor serán:
Q = 15 3 35 = 1575 W
Además, se debe tener en cuenta la generación de calor de los equipos de oficina y las personas, se considera (de acuerdo con SNiP 2.04.05-86 "Calefacción, ventilación y aire acondicionado") que en un estado de calma una persona emite 0.1 kW de calor. , una computadora o una fotocopiadora de 0.3 kW, sumando estos valores a las ganancias totales de calor, se puede obtener la potencia de enfriamiento requerida.
Q suma = (operación HS) + (comp. C S) + (impresión PS) (4.9)
donde: Q add - La suma de los flujos de calor adicionales
C - Disipación de calor de la computadora
H - Disipación de calor del operador
D - Disipación de calor de la impresora
S comp - Número de estaciones de trabajo
S print - Número de impresoras
S óperas - Número de operadores
Los flujos de calor adicionales de la habitación serán:
Q suma1 = (0,1 2) + (0,3 2) + (0,3 1) = 1,1 (kW)
La cantidad total de ganancias de calor es igual a:
Q total1 = 1575 + 1100 = 2675 (W)
De acuerdo con estos cálculos, es necesario seleccionar la capacidad y el número adecuados de acondicionadores de aire.
Para la habitación para la que se realiza el cálculo, se deben usar acondicionadores de aire con una potencia nominal de 3.0 kW.
Cálculo del nivel de ruido.
Uno de los factores desfavorables del entorno de producción en el ITC es el alto nivel de ruido generado por los dispositivos de impresión, los equipos de aire acondicionado y los ventiladores de refrigeración de los propios ordenadores.
Para decidir si es necesario y aconsejable reducir el ruido, es necesario conocer los niveles de ruido en el puesto de trabajo del operador.
El nivel de ruido que surge de varias fuentes incoherentes que operan simultáneamente se calcula sobre la base del principio de suma de energía de las emisiones de fuentes individuales:
L = 10 lg (Li n), (4.10)
donde Li es el nivel de presión sonora de la i-ésima fuente de ruido;
n es el número de fuentes de ruido.
Los resultados del cálculo obtenidos se comparan con el nivel de ruido admisible para un lugar de trabajo determinado. Si los resultados del cálculo son más altos que el nivel de ruido permitido, se requieren medidas especiales para reducir el ruido. Estos incluyen: revestir las paredes y el techo de la sala con materiales fonoabsorbentes, reducir el ruido en la fuente, disposición correcta del equipo y organización racional del lugar de trabajo del operador.
Los niveles de presión sonora de las fuentes de ruido que actúan sobre el operador en su lugar de trabajo se presentan en la tabla. 4.6.
Tabla 4.6 - Niveles de presión acústica de varias fuentes
Por lo general, el lugar de trabajo del operador está equipado con el siguiente equipo: disco duro en la unidad del sistema, ventilador (es) de los sistemas de enfriamiento de la PC, monitor, teclado, impresora y escáner.
Sustituyendo los valores del nivel de presión sonora para cada tipo de equipo en la fórmula (4.4) obtenemos:
L = 10 lg (104 + 104,5 + 101,7 + 101 + 104,5 + 104,2) = 49,5 dB
El valor resultante no excede el nivel de ruido permisible para el lugar de trabajo del operador, igual a 65 dB (GOST 12.1.003-83). Y si consideramos que es poco probable que se utilicen al mismo tiempo dispositivos periféricos como un escáner y una impresora, entonces esta cifra será aún menor. Además, la presencia directa del operador no es necesaria cuando la impresora está en funcionamiento. la impresora está equipada con un mecanismo automático de alimentación de hojas.
Descripción:
Las normas y reglas vigentes en el país prescriben que los proyectos deben prever medidas para proteger contra el ruido de los equipos utilizados para el sustento de la vida humana. Dicho equipo incluye sistemas de ventilación y aire acondicionado.
Cálculo acústico como base para diseñar un sistema de ventilación (aire acondicionado) silencioso
V.P. Gusev, doctor tech. ciencias, jefe. laboratorio de protección acústica de ventilación e ingeniería-equipos tecnológicos (NIISF)
Las normas y reglas vigentes en el país prescriben que los proyectos deben prever medidas para proteger contra el ruido de los equipos utilizados para el sustento de la vida humana. Dicho equipo incluye sistemas de ventilación y aire acondicionado.
La base para el diseño de la supresión de ruido de los sistemas de ventilación y aire acondicionado es el cálculo acústico, un accesorio obligatorio para el proyecto de ventilación de cualquier objeto. Las principales tareas de dicho cálculo son: determinación del espectro de octava del aire, ruido de ventilación estructural en los puntos de diseño y su reducción requerida comparando este espectro con el espectro permisible de acuerdo con las normas de higiene. Después de la selección de las medidas constructivas y acústicas para asegurar la reducción de ruido requerida, se realiza un cálculo de verificación de los niveles de presión sonora esperados en los mismos puntos calculados, teniendo en cuenta la efectividad de estas medidas.
Los materiales a continuación no pretenden ser una presentación completa de la metodología para el cálculo acústico de sistemas de ventilación (instalaciones). Contienen información que aclara, complementa o revela de una nueva forma diversos aspectos de esta metodología utilizando el ejemplo del cálculo acústico del ventilador como principal fuente de ruido en el sistema de ventilación. Los materiales se utilizarán en la preparación de un conjunto de reglas para el cálculo y diseño de la supresión de ruido. unidades de ventilación al nuevo SNiP.
Los datos iniciales para el cálculo acústico son las características de ruido del equipo: niveles de potencia acústica (SPL) en bandas de octavas con frecuencias medias geométricas de 63, 125, 250, 500, 1.000, 2.000, 4.000, 8.000 Hz. Para cálculos aproximados, a veces se utilizan los niveles de potencia acústica corregidos de las fuentes de ruido en dBA.
Los puntos de diseño están ubicados en hábitats humanos, en particular, en el lugar donde está instalado el ventilador (en la cámara de ventilación); en habitaciones o en áreas adyacentes al sitio de instalación del ventilador; en habitaciones servidas por un sistema de ventilación; en habitaciones donde los conductos de aire están en tránsito; en el área del dispositivo de admisión o escape, o simplemente aire de admisión para recirculación.
El punto calculado está en la habitación donde está instalado el ventilador.
En general, los niveles de presión acústica en una habitación dependen de la potencia acústica de la fuente y del factor de directividad de la emisión de ruido, el número de fuentes de ruido, la ubicación del punto de diseño en relación con la fuente y las estructuras del edificio circundantes, y el tamaño y las cualidades acústicas de la habitación.
Los niveles de presión sonora de octava generados por el ventilador (es) en el lugar de instalación (en la cámara de ventilación) son:
donde Фi es el factor de directividad de la fuente de ruido (adimensional);
S es el área de una esfera imaginaria o su parte que rodea la fuente y pasa por el punto calculado, m 2;
B es la constante acústica de la habitación, m 2.
El punto calculado se encuentra en una habitación adyacente a la habitación donde está instalado el ventilador.
Niveles de octava ruido en el aire La penetración a través de la cerca en la habitación aislada adyacente a la habitación donde está instalado el ventilador está determinada por la capacidad de insonorización de las cercas de una habitación ruidosa y las cualidades acústicas de la habitación protegida, que se expresa mediante la fórmula:
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donde L w es el nivel de presión sonora en una octava en una habitación con una fuente de ruido, dB;
R - aislamiento del ruido aéreo por la estructura envolvente a través de la cual penetra el ruido, dB;
S es el área de la estructura de cerramiento, m 2;
B u - constante acústica de la habitación aislada, m 2;
k es un coeficiente que tiene en cuenta la violación de la difusión del campo de sonido en la habitación.
El punto de diseño está ubicado en una habitación servida por el sistema.
El ruido del ventilador se propaga a través del conducto de aire (conducto de aire), se atenúa parcialmente en sus elementos y a través de las rejillas de distribución y toma de aire penetra en la habitación de servicio. Los niveles de presión sonora de una octava en una habitación dependen de la cantidad de reducción de ruido en el conducto de aire y de las cualidades acústicas de esa habitación:
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donde L Pi es el nivel de potencia acústica en la i-ésima octava irradiada por el ventilador al conducto de aire;
D L networki - atenuación en el canal de aire (en la red) entre la fuente de ruido y la habitación;
D L con i - lo mismo que en la fórmula (1) - fórmula (2).
Atenuación en la red (en el canal de aire) Red D L P: la suma de la atenuación en sus elementos, ubicados secuencialmente a lo largo del curso de las ondas sonoras. La teoría energética de la propagación del sonido a través de tuberías supone que estos elementos no se afectan entre sí. De hecho, la secuencia de elementos perfilados y tramos rectos forman un sistema de onda única, en el que el principio de independencia de la amortiguación en el caso general no puede justificarse en tonos sinusoidales puros. Al mismo tiempo, en bandas de frecuencia de octava (anchas), las ondas estacionarias creadas por componentes sinusoidales individuales se cancelan entre sí y, por lo tanto, un enfoque de energía que no tiene en cuenta el patrón de onda en los conductos de aire y considera el flujo de energía sonora puede ser considerado justificado.
La atenuación en tramos rectos de conductos de material laminado se debe a pérdidas por deformación de las paredes y radiación del sonido hacia el exterior. La disminución en el nivel de potencia acústica D L P por 1 m de la longitud de las secciones rectas de los conductos de aire metálicos, dependiendo de la frecuencia, se puede juzgar a partir de los datos de la Fig. 1.
Como puede ver, en los conductos de aire. sección rectangular la atenuación (disminución en USM) disminuye con el aumento de la frecuencia del sonido y aumenta en la sección transversal circular. En presencia de aislamiento térmico en conductos de aire metálicos, que se muestra en la Fig. 1, los valores deberían duplicarse aproximadamente.
El concepto de atenuación (disminución) del nivel del flujo de energía acústica no puede equipararse con el concepto de cambio en el nivel de presión sonora en el conducto de aire. A medida que una onda de sonido se mueve a través de un canal, la cantidad total de energía que transporta disminuye, pero esto no está necesariamente asociado con una disminución en el nivel de presión sonora. En un canal que se estrecha, a pesar de la atenuación del flujo de energía total, el nivel de presión sonora puede aumentar debido a un aumento en la densidad de energía del sonido. Por el contrario, en un conducto en expansión, la densidad de energía (y el nivel de presión sonora) pueden disminuir más rápido que la potencia acústica total. La atenuación acústica en una sección de sección variable es igual a:
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donde L 1 y L 2 son los niveles medios de presión sonora en las secciones inicial y final de la sección del canal a lo largo del curso de las ondas sonoras;
F 1 y F 2: áreas de sección transversal, respectivamente, al principio y al final de la sección del canal.
La atenuación en las curvas (en curvas, curvas) con paredes lisas, cuya sección transversal es menor que la longitud de onda, está determinada por la reactancia del tipo de masa adicional y la aparición de modos de orden superior. La energía cinética del flujo en el giro sin cambiar la sección transversal del canal aumenta debido a la falta de uniformidad resultante del campo de velocidades. La rotación cuadrada actúa como un filtro de paso bajo. La reducción del ruido en las curvas en el rango de la onda plana viene dada por una solución teórica exacta:
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donde K es el módulo del coeficiente de transmisión del sonido.
Para ≥ l / 2, el valor de K es igual a cero y la onda de sonido del plano incidente teóricamente se refleja completamente girando el canal. La máxima reducción de ruido se produce cuando la profundidad de giro es aproximadamente la mitad de la longitud de onda. El valor del módulo teórico del coeficiente de transmisión del sonido a través de curvas rectangulares se puede juzgar a partir de la Fig. 2.
En estructuras reales, según los datos de las obras, la atenuación máxima es de 8-10 dB, cuando la mitad de la longitud de onda encaja en el ancho del canal. Con el aumento de la frecuencia, la atenuación disminuye a 3-6 dB en el rango de longitudes de onda cercanas en magnitud al ancho del canal duplicado. Luego, vuelve a aumentar suavemente a altas frecuencias, alcanzando los 8-13 dB. En la Fig. 3 muestra las curvas de atenuación de ruido en los giros de canal para ondas planas (curva 1) y para incidencia de sonido difuso aleatorio (curva 2). Estas curvas se obtienen sobre la base de datos teóricos y experimentales. La presencia de una reducción de ruido máxima en a = l / 2 se puede utilizar para reducir el ruido con componentes discretos de baja frecuencia ajustando los tamaños de canal en las curvas a la frecuencia de interés.
La reducción de ruido en curvas de menos de 90 ° es aproximadamente proporcional al ángulo de dirección. Por ejemplo, la reducción de ruido en una esquina de 45 ° es igual a la mitad de la reducción de ruido en una esquina de 90 °. La reducción de ruido no se tiene en cuenta al tomar curvas a menos de 45 °. Para giros suaves y curvas rectas de conductos de aire con álabes guía, la reducción de ruido (nivel de potencia acústica) se puede determinar utilizando las curvas de la Fig. 4.
En las ramificaciones de canales, cuyas dimensiones transversales son menos de la mitad de la longitud de onda de la onda sonora, las causas físicas de la atenuación son similares a las de la atenuación en los codos y las ramas. Esta atenuación se determina de la siguiente manera (Fig. 5).
Basado en la ecuación de continuidad del medio:
A partir de la condición de continuidad de la presión (r p + r 0 = r pr) y la ecuación (7), la potencia acústica transmitida se puede representar mediante la expresión
y la disminución del nivel de potencia acústica con un área de sección transversal de rama
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Con un cambio brusco en la sección transversal de un canal con dimensiones transversales inferiores a medias longitudes de onda (Fig. 6 a), la disminución en el nivel de potencia acústica se puede determinar de la misma manera que en el caso de la ramificación.
La fórmula de cálculo para tal cambio en la sección transversal del canal tiene la forma
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donde m es la relación entre el área de la sección transversal del canal más grande y el más pequeño.
La disminución de los niveles de potencia acústica cuando los tamaños de los canales son mayores que la media longitud de onda de las ondas no planas con un estrechamiento repentino del canal es
Si el canal se expande o se estrecha gradualmente (Fig. 6 by 6 d), entonces la disminución en el nivel de potencia acústica es cero, ya que no se produce la reflexión de ondas con una longitud menor que las dimensiones del canal.
En elementos simples de sistemas de ventilación, se toman los siguientes valores de reducción en todas las frecuencias: calentadores y enfriadores de aire 1.5 dB, acondicionadores de aire centrales 10 dB, filtros de malla 0 dB, el lugar donde el ventilador está adyacente a la red de conductos de aire es 2 dB.
La reflexión del sonido desde el extremo del conducto ocurre si la dimensión transversal del conducto es menor que la longitud de la onda de sonido (Fig. 7).
Si una onda plana se propaga, entonces no hay reflexión en el conducto grande y podemos suponer que no hay pérdidas por reflexión. Sin embargo, si la abertura conecta una habitación grande y un espacio abierto, solo las ondas sonoras difusas, dirigidas hacia la abertura, entran en la abertura, cuya energía es igual a una cuarta parte de la energía del campo difuso. Por lo tanto, en este caso, el nivel de intensidad del sonido se atenúa en 6 dB.
Las características direccionales de la emisión de sonido por las rejillas de distribución de aire se muestran en la Fig. ocho.
Cuando una fuente de ruido está ubicada en el espacio (por ejemplo, en una columna en una habitación grande) S = 4p r 2 (radiación en la esfera completa); en la parte media de la pared, pisos S = 2p r 2 (radiación hacia el hemisferio); en el ángulo diedro (radiación en 1/4 de la esfera) S = p r 2; en una esquina triangular S = p r 2/2.
La atenuación del nivel de ruido en la habitación está determinada por la fórmula (2). El punto de diseño se selecciona en el lugar de residencia permanente de las personas más cercano a la fuente de ruido, a una distancia de 1,5 m del suelo. Si el ruido en el punto de diseño es generado por varias rejillas, entonces el cálculo acústico se realiza teniendo en cuenta su impacto total.
Cuando la fuente de ruido es una sección de un conducto de aire de tránsito que atraviesa una habitación, los niveles de octava de potencia sonora del ruido emitido por ella, determinados por la fórmula aproximada, sirven como datos iniciales para el cálculo mediante la fórmula (1) :
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donde L pi es el nivel de potencia acústica de la fuente en la banda de frecuencia de i-ésima octava, dB;
D L 'Pseti - atenuación en la red entre la fuente y la sección de tránsito considerada, dB;
R Ti - aislamiento acústico de la estructura de la sección de tránsito del conducto de aire, dB;
S T es el área de la superficie de la sección de tránsito que entra en la habitación, m 2;
F T - área sección transversal sección del conducto, m 2.
La fórmula (16) no tiene en cuenta el aumento de la densidad de la energía sonora en el conducto debido a los reflejos; las condiciones para la incidencia y el paso del sonido a través de la estructura del conducto son significativamente diferentes del paso del sonido difuso a través de los recintos de la habitación.
Los puntos de diseño están ubicados en el área adyacente al edificio.
El ruido del ventilador se propaga a través del conducto y se irradia al espacio circundante a través de una rejilla o un eje, directamente a través de las paredes de la carcasa del ventilador o una tubería de ramificación abierta cuando el ventilador se instala fuera del edificio.
Cuando la distancia desde el ventilador al punto de diseño es mucho mayor que su tamaño, la fuente de ruido puede considerarse una fuente puntual.
En este caso, los niveles de presión sonora de octava en los puntos calculados están determinados por la fórmula
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donde L Pokti - nivel de potencia acústica de octava de la fuente de ruido, dB;
D L Pnetsi es la disminución total del nivel de potencia acústica a lo largo de la trayectoria de propagación del sonido en el conducto en la banda de octava considerada, dB;
D L ni - índice de directividad de la radiación sonora, dB;
r es la distancia desde la fuente de ruido al punto de diseño, m;
W es el ángulo espacial de radiación sonora;
b a - atenuación del sonido en la atmósfera, dB / km.
Si hay una fila de varios ventiladores, rejillas u otra fuente de ruido extendido de dimensiones limitadas, entonces el tercer término en la fórmula (17) se toma igual a 15 lgr.
Cálculo de ruido transmitido por estructuras
El ruido transmitido por la estructura en las habitaciones adyacentes a las cámaras de ventilación es el resultado de la transferencia de fuerzas dinámicas del ventilador al techo. El nivel de presión sonora de octava en la habitación aislada adyacente se determina mediante la fórmula
Para ventiladores ubicados en una sala técnica fuera de la superposición sobre la sala aislada:
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donde L Pi es el nivel de potencia acústica en octavas del ruido aéreo emitido por el ventilador en la cámara de ventilación, dB;
Z c - resistencia total a las ondas de los elementos aislantes de vibraciones en los que está instalada la máquina de refrigeración, N s / m;
Carril Z - la impedancia de entrada del piso - la losa de apoyo, en ausencia de un piso sobre una base elástica, la losa del piso - si está disponible, N s / m;
S es el área de superposición condicional de la sala técnica sobre la sala aislada, m 2;
S = S 1 para S 1> S u / 4; S = S u / 4; en S 1 ≤ S u / 4, o si la sala técnica no está ubicada sobre la sala aislada, pero tiene una pared común con ella;
S 1 - el área de la sala técnica sobre la sala aislada, m 2;
S u - área de la habitación aislada, m 2;
S in - el área total de la sala técnica, m 2;
R - aislamiento propio del ruido aéreo por superposición, dB.
Determinación de la reducción de ruido requerida
La reducción requerida en los niveles de presión sonora de octava se calcula por separado para cada fuente de ruido (ventilador, accesorios, accesorios), pero esto tiene en cuenta el número de fuentes de ruido del mismo tipo en el espectro de potencia sonora y los niveles de presión sonora generados por cada de ellos en el punto de diseño. En general, la reducción de ruido requerida para cada fuente debe ser tal que los niveles totales en todas las bandas de frecuencia de octava de todas las fuentes de ruido no excedan niveles aceptables presión sonora.
En presencia de una fuente de ruido, la reducción requerida del nivel de presión sonora en una octava se determina mediante la fórmula
donde n es el número total de fuentes de ruido que se tienen en cuenta.
El número total de fuentes de ruido n al determinar D L tri la reducción requerida del nivel de presión sonora de octava en el área urbana debe incluir todas las fuentes de ruido que crean niveles de presión sonora en el punto de diseño que difieren en menos de 10 dB.
Al determinar D L tri para los puntos de diseño en una habitación protegida del ruido del sistema de ventilación, el número total de fuentes de ruido debe incluir:
Al calcular la reducción requerida del ruido del ventilador: la cantidad de sistemas que dan servicio a la habitación; no se tiene en cuenta el ruido generado por los dispositivos y accesorios de distribución de aire;
Al calcular la reducción de ruido requerida generada por los dispositivos de distribución de aire de los sistema de ventilación, - el número de sistemas de ventilación que dan servicio a la habitación; no se tiene en cuenta el ruido del ventilador, los dispositivos de distribución de aire y los accesorios;
Al calcular la reducción requerida del ruido generado por los accesorios y dispositivos de distribución de aire de la rama considerada, - el número de accesorios y estranguladores, cuyos niveles de ruido difieren entre sí en menos de 10 dB; no se tiene en cuenta el ruido del ventilador y las rejillas.
Al mismo tiempo, el número total de fuentes de ruido que se tienen en cuenta no tiene en cuenta las fuentes de ruido que crean un nivel de presión sonora en el punto de diseño en 10 dB menos que el permitido, con un número que no exceda de 3 y 15 dB menos. que el permitido con su número no superior a 10.
Como puede ver, el cálculo acústico no es tarea sencilla... La precisión requerida de su solución es proporcionada por especialistas en acústica. La eficiencia de la supresión de ruido y el costo de su implementación dependen de la precisión del cálculo acústico realizado. Si se subestima el valor de la reducción de ruido requerida calculada, las medidas no serán lo suficientemente efectivas. En este caso, será necesario eliminar las deficiencias en la instalación operativa, lo que inevitablemente está asociado con costos de material significativos. Cuando la reducción de ruido requerida es demasiado alta costos injustificados se colocan directamente en el proyecto. Entonces, solo instalando silenciadores, cuya longitud es 300-500 mm más larga que la requerida, los costos adicionales para objetos medianos y grandes pueden ser de 100 a 400 mil rublos o más.
Literatura
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