Table of Contents

Разбиране на шума на системата HVAC

Отоплението, вентилацията и климатичната система (HVAC) са от съществено значение за комфорта в помещенията, но тяхната работа често предизвиква нежелан шум, който може да възпрепятства производителността, да наруши съня и да намали качеството на живот. Шумът продължава да бъде един от най-честите проблеми с обитателите в жилищните и търговските сгради, което прави акустичен дизайн критичен компонент на инженерството на NEAC. Хронично излагане на дори умерени нива на NEAC шум . . . 35 . 45 . .А . е свързан с увеличаване на стреса, намалена когнитивно изпълнение, и по-ниско удовлетворение от вътрешната среда.

Общи източници на шум на HVAC

шумът от HVAC произхожда от три основни категории: механични вибрации, турбуленция на въздушния поток и работа с оборудване.

  • Еърауреди (AHUs)[ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Дуктов Вибрация . Тънък метални канали резонират с високоскоростен въздушен поток или вибрация на оборудване. Недостатъчно поддръжка позволява на каналите да се свиват срещу строителната конструкция. Правоъгълните канали са склонни да произвеждат повече шум от пробив в спираловидните кръгли канали с еквивалентно сечение.
  • Fan Motors and Blades . Worn или небалансирани остриета произвеждат ритмично тупване. VFD-задвижваните двигатели могат да излъчват звукови вълни, ако честотата на носителя не е правилно зададена.
  • Компресорен шум гофрионните компресори излъчват отделен нискочестотен дрон. Реципрочните компресори обикновено са шумоподаватели (60 .80 dBA на 1 m) от свитъците или нетърпливите типове . .65 .A. Променливи скоростни компресори, често срещани в съвременните термопомпи, могат да променят честотата на шума по време на работа.
  • Смразяващ поток . Турбозен поток през разширителни клапани и тръби причинява гърч, съскане, или щракване шумове. В мини-софт системи, roadfleine комплекти, които работят през стени или тавани могат да предават звук директно в окупирани пространства.
  • Дампер и регистър шум голи затворени амортисьори и маломерни решетки генерират свистене поради висока скорост на въздуха. Дори напълно отворени регистри с остри ръбове могат да създадат турбулентни шум над 500 ft/min скорост на лицето.
  • Външни конденциални единици . Вентилатор и компресор шум от котлони, разположени близо до прозорци или patios е чест източник на съсед оплаквания.

Идентифициране на доминиращ източник на енергия, чрез voiceing, вибрационен анализ, или ниво на звука surfitguides избора на целеви мерки за намаляване на шума. Често съществува комбинация от източници; адресиране само най-силно може да разкрие вторични шумове, които стават забележими.

Измерване и диагностициране на шумови проблеми

Преди да се приложат решения, количествено определяне на шума с помощта на измервателен уред за нивото на звука или приложението за смартфон, калибрирано за измервания dBA. Измерване на няколко места в близост до оборудването и в окупираните зони. За по-подробен анализ използвайте анализатор в реално време (RTA) за улавяне на спектрометри на честотата. Сравни показанията с препоръчаните нива: например ASHRAE предлага NC-30 за частни офиси и NC-35 за отворени офиси. За вибрациите използвайте акселерометър, за да идентифицирате пиковите честоти, които помагат при избора на правилния изолатор на вибрациите.

Техникаи за намаляване на шума

След като се идентифицират източниците, комбинация от пасивни и активни техники може значително да намали нивата на звука. Следните стратегии са широко използвани от акустични консултанти и инженери на HVAC.

1. Звук Изолационни и акустични бариери

Прилагането на звукопоглъщащи материали около шумни компоненти намалява звуковите вълни във въздуха. Ефективността зависи от плътността на материала, дебелината и правилното запечатване. Въздушното предаване на звука се контролира най-добре с маса и поглъщане; структуриран-преносен шум изисква изолация.

Материали и приложения

  • Минерална вълна . Плътна и огнеустойчива минерална вата абсорбира средно- до високочестотна шум. Често използвани вътре оборудване заграждения и канална подплата. Типична плътност 48 .96 kg/m3; дебели табла . . . . 100 mm) осигурява по-добра нискочестотна абсорбция.
  • Acosstic Foam . По-добре за механични стени стая, но не и за интериорни тръби, поради съпротивление на въздушния поток. Open-cell полиуретан пяна с . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Мас-Лодирани Vinyl (MLV)[ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Фибростъкло Duct Liner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Акустичен Caulk и Sealants . Попълнете процепи около тръби, тръби, тръби, и електрически кутии. Дори 1% отворена площ може да намали ефективността на бариерата с 10 dB.

Запечатайте всички празнини с акустичен корпус. За механични стени на помещението използвайте двойнослойна суха стена с зашеметяващи шипове или устойчиви канали. Помислете за звукоизолирани врати с автоматични врати дъна, за да поддържате целостта на заграждението. За външно оборудване използвайте устойчиви на атмосферни влияния бариери и избягвайте улавянето на влага.

Практически съвети за инсталиране

Когато опаковате тръби с MLV, припокривате шевове с най-малко два инча и уплътнение с акустична лента. Избягвайте компресиране на минерална вата, абсорбцията му намалява, когато компресирате. В оранжеви помещения, гарантира изолация не блокира пожарогасители или панели за достъп. За звукови заграждения, осигуряват вентилация чрез заглушаване на всмукването и ауспухните пътища, облицовани с акустична пяна или заглушители.

2. Вибрационна изолация

Вибрацията пътува от оборудването чрез структурни връзки и излъчва звук в съседни стаи. Изолирането на оборудването от рамката на сградата е от съществено значение за нискочестотния шумов контрол.

Избор и оразмеряване на изолаторите

  • Rubber-In-Shear Mounts . Подходящ за малки вентилатори и помпи до 200 Lbs. Осигуряват заглушаване за ниско- до средночестотна вибрация.
  • Пролетни изолатори с неопренова база . За по-тежки съоръжения като въздушните дръжки и охладители. Неопреновата база предотвратява контакта метал-метал и късо съединение. На разположение в отворени пружини или домашни дизайни.
  • Еластомерни подложки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Инертийна базова система . бетонен блок или стоманена рамка върху пружини, използвани за големи центробежни вентилатори за намаляване на естествената честота и добавяне на маса. Допълнителната маса намалява вибрациите амплитудата и подобрява изолационната ефективност.

Правило на ключа: постига поне 90% ефективност на изолацията за честоти над 20 Hz. Изчислете изисква статична деформация на базата на работната скорост на оборудването. Например, вентилатор 1750 rpm се нуждае от около 1.5 инча статично отклонение за 95% изолация. Винаги включва сеизмични кичури в зони, които са подложени на земетресение. Уверете се, че изолаторите не са късо съединение от твърд тръбопровод, тръби, или канални връзки.

Изолиране на дюктона и Пипинг

Използвайте гъвкави конектори (канви или гума) между оборудването и твърдата тръба, за да пробиете пътя на вибрациите. За тръби, инсталирайте пружинни закачалки с неопренни елементи на всеки 10 фута. Избягвайте твърди метални скоби; използвайте гумени закачалки в слухов режим вместо това. Уверете се, че тръбите и тръбите не се свързват с строителна конструкция през пролуки. За тръби, които преминават през стени или подове, използвайте тръби с устойчиви уплътнения.

3. Дизайн и оптимизация на въздушния поток

Оптимизираните тръби намаляват шума без да се жертват производителност. Правилното оразмеряване и оформление са най-ефективните мерки за контрол на шума.

Нискошумни насоки за Ductwork

  • Пропер Дюкта Sizeing . Следвайте ASHRAE препоръчва скорости: ≤ 400 ft/min за жилищните основни канали, ≤ 600 ft/min за търговски стволове, и ≤ 300 ft/min за клонове близо до заети пространства. За критични пространства като звукозапис студиа, поддържа скорости под 200 ft/min.
  • Smooth Transitions . Използвайте дългите лакти (радиус най-малко 1,5 пъти диаметър на тръбата) или завъртане на вани. Избягвайте квадратни лакти и резки промени на площта. За правоъгълни канали, използвайте дву части или три части лакти с вътрешни водачи вани.
  • Акустични заглушители (звукови атенуатори)[] . Настаняване на сглобяеми заглушители в тръби работи близо до въздушния mander. Те съдържат заглушител със звуко-заглушаващи материали и могат да постигнат 10 .25 . Намаляване. Изберете въз основа на налягането спад граници; реактивни заглушители цел ниски честоти, absorptive заглушители се справят средно-висока честота.
  • Дифузер и регистър селекция . Изберете дифузери с перфорирани лицеви плочи и вътрешна пяна. Линейни слот разсейватели са по-тихи от кръгли решетки таван. Размери регистри за лицеви скорости под 500 ft/min. За ламинар поток в здравеопазването, използвайте HEPA дифузери с предварително филтри за намаляване на турбуленцията.
  • Дюкт Лининг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Запечатване на всички тръби с мастичната или UL-списъка лента. Пропуските причиняват подсвиркване и намаляване на ефективността. Използвайте спираловидно каналче, а не правоъгълни, когато е възможно; спираловидно канал има по-нисък шум от пробив и по-добра твърдост. За съществуващи тръби, помисли за добавяне на вътрешни звукови бъгове или замяна секции с подплатен канал.

Напредък в дизайна на Doct Silner

Заглушителите използват реактивни камери в допълнение към абсорптивните среди, за да се целят в нискочестотния шум. Комбинираните заглушители могат да намалят общата звукова мощност с 20 dB, като същевременно поддържат спад в налягането. За приложения в чисти помещения или болници, използвайте заглушители с почистващи средства или конструкция от неръждаема стомана. Някои производители предлагат заглушители с интегрални звукови капани, които могат да бъдат полеви коригирани за изпълнение.

4. Избор и поставяне на оборудване

Изборът на нискошумно оборудване от самото начало намалява необходимостта от по-късни дооборудване. Производителите все повече предлагат тихи модели със звукопоглъщащи функции като акустични качулки, компресори с мека плантация и променливи скорости.

  • Check Sound Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Variable Speed Drives (VFDs)[] . Позволете на вентилаторите да работят по-бавно при ниско търсене, намаляване на енергията и шума. Постоянните скорости вентилатори работят при пълен взрив винаги, усилващ шум. VFD също така намаляват стартовия ток и механичния шок.
  • Отменете местоположението . . Поставете шумно оборудване (кондензатори, компресори) далеч от окупираните зони .Идеално на покривите или в отделни механични помещения с звукови врати.
  • Дизайн на затваряне . Ако е на закрито, изграждане на звукоизолационно заграждение с помощта на MLV, акустична пяна, и твърда врата с уплътнение. Осигурете вентилация за разсейване на топлината, използвайки заглушител във вентилационната пътека.
  • Електронно комуникирани двигатели (ECMs)[ . Queter и по-ефективни от сенчест-полюс или постоянен разделен кондензатор двигатели. Ъпгрейд стари вентилатори двигатели за незабавно намаляване на шума. ECMs също елиминират шум от колана в някои приложения.
  • По-нискошумни вентилатори . За да се движите напред, за да се движите по-ниско скорост, използвайте няколко по-малки вентилатора, отколкото един голям вентилатор, за да разпространявате източника на шум.

5. Редовна поддръжка и подобрения

Рутинната поддръжка предотвратява шум от износване. Добре поддържаната система работи по-тихо и по-ефективно. Много шумови проблеми възникват от небрежност, а не от дизайн недостатъци.

  • Смях и двигатели[ . Сухите лагери произвеждат остъргване или смилане. Следвайте графика на производителя за грес или масло. Използвайте смазочно масло за храна в търговски кухни.
  • Проверете Обтягане на колан и подравняване[ по-леки колани предизвикват шамар и скърцане. Замяна на износени колани и пренареждане на ленти с помощта на лазерно подравняване инструмент.
  • Clean вентилаторни блейди и коали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Балансови вентилатори . И динамично балансиране намалява вибрациите значително. Използвайте фазов анализ за идентифициране на теглото. Надбаланс може да бъде по-лошо, отколкото не балансиране; наеми квалифициран техник с преносим балансьор.
  • Погледни Duct Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Преместете Worn Dampers и Awtors . Damper лопатки, които дрънкат или трептят във въздушния поток добави шум. Ъпгрейд към противно остриетата с ниско-липсващи уплътнения.

За системи за стареене, помислете за замяна на вентилатори с назад-завиване центробежни вентилатори, които са по-тихи по същество от напред-критични дизайни. Също така инспектира и презел тръбите, за да се предотврати изтичане на свирка.

Стратегии за намаляване на шума за специфични типове сгради

Жилищни домове

В домовете най-често срещаните източници на шум са външни кондензиращи единици, вибрационни тръби и небалансирани вентилатори. Приоритизирайте откриването на външни възли на разстояние най-малко на 10 метра от прозорците и използването на акустични бариери (шрушки, огради или твърди екрани). За работа, гарантирайте, че всички стави са запечатани и използвайте гъвкави съединители на въздухопровода на изхода на въздухопровода. Инсталирайте звукопоглъщащ канал в първите 5 фута на главния багажник. Използвайте мотори на ECM в пещ или въздушен хандър; помислете за обновяване на смукателната мини-разцепваща система, ако работата с тръби е изключително шумна.

Търговски служби

Отворени офиси страдат от VAV кутия шум, дифузер съскане, и HVAC хам от покривни възли. Използвайте VAV кутии със звукови атенюатори или интегрирани заглушители. Посочете линейни слот разсейватели с лицева скорост под 450 фута / мин. За офис подове, използвайте таван връщане пленуми с звукови бланки за намаляване на кръстосаното говорене. Поставете механични стаи далеч от ядрото заседатели и тихи зони. Инсталирайте звуко-номинирани таванни плочки (NDC > 0.8) над работни станции.

Здравни заведения

За да се използват висококачествени заглушители, използвайте разсейватели HEPA с предфилтри и звукови капани. Посочете вибрационни изолатори с висока статична деформация за въздушните водачи. Уверете се, че пейджърите и алармените системи не са разположени близо до леглата на пациентите.

Училища и образователни пространства

Класните стаи се нуждаят от NC-25 или по-ниско за говорна неразбираемост. Използвайте вентилатори за вентилатори с VFD и акустични заграждения. Поставете компресори и кондензатори далеч от стените на класната стая. За гимнастика и залите, използвайте вентилатори със заглушител с променлива скорост. Инсталирайте звукопоглъщащ канал и избягвайте твърди връзки между канали и структура.

Допълнителни стратегии за намаляване на шума

В трудни условия като звукозаписно студио, болници или офиси с отворен план конвенционалните методи може да се нуждаят от добавки с напреднали техники.

Активно управление на шума (ANC)

ANC използва микрофони и високоговорители, за да генерира звукови вълни 180 градуса извън фаза с обидния шум, го анулират електронно. Тази технология е ефективна за нискочестотни вентилатори, което е трудно да блокира пасивно. Компании като Bose Professional и [Silentium[[ предлага търговски ANC решения за канални системи. Разходите са намалели, което прави ANC жизнеспособен за по-големи търговски проекти. Инсталирането изисква внимателно поставяне на микрофони и говорители за контрол, за да се избегне обратна връзка. Хибридни системи, които съчетават ANC с пасивни заглушители, могат да постигнат 30 dB намаление в целеви честотни ленти.

Системи за връщане на плочи и тавани

Използването на тавана пленум като път за връщане може да усили шума на въздушния ръкохватчик. Инсталирането на облицован обратни тръби отделно от пленума намалява преноса на звук. Добавянето на облицовка пленум кутия между дифузьор и тръба тече атенуари шум преди той да влезе в стаята. За отворени тавани, използвайте акустично absorptive таванни плочки с висок коефициент на шум (намаляване на шума) рейтинг. Помислете за използване на звукооопонижаващи таванни бафли или облаци в големи открити пространства.

Моделиране на атенуация

Професионалните инженери използват софтуер като ASHRAE... ASHR...Sound and Vibration NUTS[ за модел на звукоиздаващо и идентифицира най-рентабилните интервенции. Моделирането на сметки за геометрия на тръбите, характеристики на вентилаторите, заглушител за вмъкване на загуби, и ефекти на стаята. За сложни проекти, този подход може да спести пари чрез избягване на свръхинженерство. Безплатни онлайн инструменти от някои производители на заглушител също осигуряват груби оценки.

Интеграция с системи за автоматизация на сгради

Интелигентните HVAC контроли могат да намалят шума чрез работа, базирана на търсенето. Например, система за управление на сгради може да планира най-големите фенове да работят с по-ниски скорости през нощните часове или когато зоните са незаети. IoT сензорите могат да наблюдават нивата на вибрациите и да предупреждават за поддръжката преди шумът да стане забележим. Този прогностичен подход удължава живота на оборудването и поддържа тиха работа. Освен това, сензорите за включване могат да регулират скоростта на вентилатора, за да съответстват на реалния товар, като елиминират ненужните операции с пълна скорост.

Регулаторни и строителни съображения

Много юрисдикции налагат ограничения на шума за системите на HVAC. Ключовите стандарти включват:

  • ASHRAE Standard 2019 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Механичен международен код (IMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • LEED v4 . Точки за ниско шумово проектиране, включително акустични кредити за производителност, които изискват изпълнение на критериите за NC. Предпоставка за EQ кредит: Минимална акустична производителност.
  • Местни наредби за шум . Много градове регулират нощните нива на шум от външно оборудване. Общата граница е 55 dBA на линия на имота през нощните часове. Energy.gov[ предоставя насоки за контрол на звука в домовете.

Съответствието не само подобрява комфорта, но може и да увеличи стойността на имота. Консултирайте местните кодове преди започване на обновяването; някои юрисдикции изискват акустично изпитване за ново строителство. За индустриалните среди също така се вземат под внимание стандартите ISO 140 и ASTM E90 за загуба на звук.

Разгледани разходи - Подобрени позиции

Инвестирането в намаляване на шума набира материални ползи: по-висока производителност (проучвания показват 10 .Божествено подобрение в отворените офиси), по-добро качество на съня в жилищата, и по-малко оплаквания наематели в търговските пространства. Разходите за добавяне на заглушители, вибрационни изолатори, както и звуковите бариери обикновено е 1 .5% от общите разходи по проекта . Ретрофитите могат да бъдат по-скъпи, но целеви намеси, като например заместване на шумен вентилатор или добавяне на кеглите на кеглите, които не могат да се изплащат в ненасищане в рамките на месеци. За съществуващите сгради, фазов подход, фокусиран върху най-умерените източници, осигурява най-добрата възвръщаемост. Прости поправки като затягане на свободните панели или добавяне на гумени разходи за охват почти нето, но може да намали шума с 510 .

Заключение

NEVAC шум е управляемо предизвикателство, когато се разглеждат систематично. Чрез разбиране на търсачките . Вибрация, въздушен поток турбуленция, и оборудване операция . И прилагане на подходящи техники като звук изолация, вибрационна изолация, оптимизиран дизайн на тръби, и ниско шум оборудване подбор, пътниците могат да се насладят на по-тихи условия. Редовната поддръжка гарантира, че нивата на шум остават ниски над системата . За взискателни пространства, напреднали методи като активен шумов контрол или акустичен модел предоставят допълнително подобрение. В крайна сметка, прилагането на тези техники не само отговаря на изискванията за код, но и подобрява благосъстоянието и производителността без компромиси с енергийната ефективност или термичен комфорт.