Методика для ручного контролю HVAC

Розуміння шуму системи HVAC

Системи опалення, вентиляції та кондиціонування (HVAC) є важливим для внутрішнього комфорту, але їх робота часто виробляє небажаний шум, який може перешкоджати продуктивності, порушувати сон і деградувати якість життя. Ноуси скарги залишаються однією з найбільш часто зустрічаються питання в як житлових, так і комерційних будівлях, що робить акустичний дизайн критичної складової HVAC-інжинірингу. Хронічний вплив навіть помірних рівнів шуму HVAC -середина 35-45 dBA-гас пов'язана з підвищеним стресом, зниженою когнітивною продуктивністю і меншим задоволенням з кімнатними середовищами.

Загальні джерела шуму HVAC

ВАК шумоутворює з трьох основних категорій: механічна вібрація, турбулентність повітря, експлуатація обладнання. Нижче наведено найбільш поширені джерела в житлових і комерційних системах:

Айр Руководні блоки (AHU)] – Ударники і двигуни генерують низькочастотний гумка і високочастотний віск. Відбійні вентилятори посилюють ці звуки значно. Форма вболівальника також має значення: задніх відцентрових вентиляторів властиво тихіше, ніж експедирування або типи пропелер.
Ductwork Vibration] – Тонкі металеві протоки, що обертаються з високою оксамитовою вентиляцією або вібрацією обладнання. Недостатньо підтримувати труби до рітейлу проти будівельної структури. Ректангуальні протоки, як правило, виробляють більш розривний шум, ніж спіральні круглі протоки еквівалентного перерізу.
Fan Motors and Blades] – Worn або unbalanced лопаті виробляють ритмічне тиснення. Стрічкові вентилятори додають шум від поясу ковзання або знеболювання. Двигуни VFD-driven можуть випромінювати знебовий відтінок, якщо частота носія не встановлена належним чином.
Compressor Noise] – Холодильні компресори виділяють відмінну низькочастотний дрон. Процідюючі компресори зазвичай шумоізоляційні (60–80 дБА на 1 м) ніж прокрутки або роторні види (50–65 дБА). Варіально-швидкісні компресори, поширені в сучасних теплових насосах, можуть перенести шумові частоти при експлуатації.
Рефрижерантний потік] – Турбулентний потік через клапани розширення та труби викликає захоплення, сходу або натискання шумів. У міні-сплітних системах, наборів холодоагентів, що працюють через стіни або стелі, можуть передавати звук безпосередньо в зайняті місця.
Damper і Реєстр шуму] – Частково закриті ампери і негабаритні решітки генерують збивання через високу локальну швидкість повітря. Навіть повністю відкриті реєстри з гострими краями можуть створювати шум турбулентності понад 500 футів / хв. швидкість обличчя.
Надворі блоки конденсаторів – Вентилятор і компресор шум від конденсаторів, розташованих біля вікон або патіосу, є частим джерелом сусідніх скарг. Любителі пропелера зазвичай шумні, ніж осьові вентилятори з більшими діаметрами леза.

Виявлення домінантного джерела — прослуховування, коливання аналізу або вимірювання рівня звуку — додає вибір цільових заходів з зменшення шуму. Часто існує поєднання джерел, що звертаються тільки найгуманітнішим може виявити вторинні шуми, які стають помітними.

Вимірювання та діагностика проблем шуму

Перед впровадженням рішень, кількісно вивчіть шум за допомогою метра рівня звуку або смартфона додаток калібрований для вимірювань dBA. Заміряйте на декількох місцях біля обладнання і в окупованих зонах. Для більш детального аналізу використовуйте аналізатор в режимі реального часу (RTA) для захоплення частотних спектрів. Порівняйте читання від рекомендованих рівнів: наприклад, ASHRAE пропонує NC-30 для приватних офісів і NC-35 для відкритих офісів. Для вібрації використовуйте акселерометр для визначення пікових частот, що допомагає при виборі правильної вібрації ізолятор. Рівень базилікування документів для оцінки поліпшення після лікування.

Ключові методи зменшення шуму

Після того, як джерела виявляються, поєднання пасивних і активних методів може істотно знизити рівень звуку. Наведені нижче стратегії широко застосовуються акустичні консультанти і інженери HVAC.

1. Звукоізоляція та акустичні бар'єри

Застосування звукопоглинаючих матеріалів навколо вузликів, що не засмічує повітряно-розвантажувальні хвилі. Ефективність залежить від щільності матеріалу, товщини та правильного ущільнення. Повітряно-розвантажувальне передавання найкраще регулюється з масою та поглинанням; структурно-нерухомий шум вимагає ізоляції.

Матеріали та матеріали

Mineral Wool] – Денс і вогнетривкі, мінеральна вата поглинає середню-частотний шум. Зазвичай використовується всередині обладнання корпусу і прокладки. Типова щільність 48–96 кг/м3; товсті дошки (50–100 мм) забезпечують краще низькочастотний поглинання.
Acoustic Foam] – Знижує луну і звукове відображення. Найкраще для механічних стін кімнати, але не для вихрових інтер'єрів через опір потоку повітря. Панелі з поліуретаном відкритого типу з НРК 0,75–0.95 поширені.
Mass-Loaded Vinyl (MLV) – Гнучкий бар’єр високої щільності, який блокує звукопередачі. Обгортання навколо каналів або обладнання; ідеально підходить для ретроfits. Масова площа за одиницю (1–2 фунт/ft2) визначає клас передавання звуку (STC).
Fiberglass Duct Liner – Призначений для внутрішніх трубних поверхонь для шуму пошкодженого повітря і зменшення шуму розбиття. Необхідно відповідати пожежної і цвільйості стандартам (UL 181).
Акустична каулька і ущільнювачі – Заповнювати проміжки навколо проникнення труб, протокових швів і електричних коробок. Навіть 1% відкриті площі може зменшити ефективність бар’єру на 10 дБ.

Ущільнення всіх проміжків з акустичною фуркою. Для механічних стін приміщення використовуйте двошаровий гіпсокартон з шаховими шпильками або стійкими каналами. Розглянемо звукозаписні двері з автоматичними дверцятами для підтримки цілісності корпусу. Для зовнішнього обладнання використовують гарячі бар'єри і не вимикаючи вологи.

Поради щодо встановлення

При обгортанні протоки з MLV, перекривають шви не менше двох сантиметрів і ущільнюють акустичною стрічкою. Уникайте стисненого мінеральної вовни—й абсорбції дімінішів при стисненні. У плевих просторах забезпечується утеплення не блокує дампери або панелі доступу. Для звукопроводів забезпечується вентиляція через вафлі забір і вихлопних шляхів, що вистилаються акустичною піною або тирсами.

2. Виброізоляція

Виброгасіння проїздів з обладнання через структурні з'єднання і променів як звук у суміжних приміщеннях. Ізоляційне обладнання з будівельної бази є важливим для низькочастотного шумоуправлення.

Вибір та визначення ізоляції

Rubber-In-Shear Mounts – Підходить для маленьких вентиляторів і насосів до 200 фунтів. Забезпечте знешкодження для низько- до середньої частоти коливань. Типове відхилення 0,25–0.5 дюймів.
Весняні Ізолятори з Neoprene Base – Для важчих пристроїв, таких як ручники і чиллери. Неопренна основа запобігає металевому контакту і коротко-зливу. Доступно в відкритих або кімнатних конструкціях.
Еллометичні колодки] – економічно вигідні для легких навантажень, таких як дахові установки. Товщина визначає дефлекцію; використовують принаймні 1⁄2 дюйма для компресорів. Не так ефективний для низькочастотної вібрації нижче 30 Гц.
Системи бази даних] – бетонний блок або сталевий каркас на пружинах, що використовується для великих відцентрових вентиляторів для зниження природної частоти і маси. Додаткова маса зменшує вібро амплітуду і покращує ефективність ізоляції.

Ключове правило: досягнення принаймні 90% ефективності ізоляції для частот вище 20 Гц. Розрахунок потрібної статичної відключення на основі обладнання, що працює швидкість. Наприклад, вентилятор 1750 об / хв потребує приблизно 1,5 дюйми статичного відключення для 95% ізоляції. Завжди включають сейсмічні водопровідні камери в області землетрусів-проне. Переконайтеся, що ізолятори не коротко збігаються жорсткою кондицією, трубопроводів або повітропроводів.

Ізольована дуплексна робота і пілінг

Використовуйте гнучкі роз'єми (полотно або гумові) між обладнанням і жорсткою протокою, щоб зламати шлях вібрації. Для проколів встановлюють пружинні вішалка з неопренними елементами кожні 10 футів. Уникайте жорстких металевих кронштейнів; використовуйте гумово-в-шкарпетні вішалка замість. Переконайтеся, що протоки і труби не контактують з структурою будівлі через проміжки. Для проколів, які проходять стіни або підлоги, використовують труби рукавами з сильних ущільнювачів.

3. Оптимізація та повітровлення

Звукоізоляції повітря від турбулентності, високої швидкості та різких змін напрямку. Оптимальна робота з каналом зменшує шум без сідлажувальної продуктивності. Правильне заспокійливе і верстка є найбільш економічно вигідними шумоуправління заходи.

Попереднє замовлення в дизайні Duct Silencer

Сучасні тиші використовують реактивні камери, крім абсорбційних засобів для цілей низькочастотного шуму. Комбінаційні тиші можуть зменшити загальну потужність звуку на 20 дБ при підтримці низького тиску краплі. Для чистої кімнати або госпітальних застосувань використовують тиші з чистими медіа або нержавіючої сталі конструкції. Деякі виробники пропонують тиші з інтегральними звуковими пастками, які можуть бути полі-регульованими для виконання.

4. Вибір обладнання та розміщення

Вибираючи малозмінне обладнання з зовнішньої частини, мінімізуючи необхідність в більш ніж пізній реконструкціях. Виробники все частіше пропонують тихі моделі з звукопідсиленням такими як акустичні витяжки, м'які кріплення компресорів, змінні швидкісні диски.

Чека Звукові рейтинги] – Дивитися для звукової потужності виробника (dB) або звукового тиску (dBA). Фантазії, Panasonic, Daikin, Trane пропонують тихі моделі. Запитайте ARI Standard 270 дані для пакетованих одиниць. Порівняйте рівень шуму при типових умовах експлуатації, не просто на повній навантаженні.
Варіабельні приводи швидкості (VFDs) - Всі двигуни вентилятора для запуску повільніше при низькому попиті, зменшення як енергії, так і шуму. Постійні вентилятори швидкості працюють на повному вибуху завжди, посилюючи шум. VFD також зменшує початковий струм і механічний удар.
Remote Location – Помістити шумне обладнання (конденсатори, компресори) від окупованих зон – по дахових стоків або в детадних механічних приміщеннях з акустичними дверима. Якщо всередині приміщення, ізоляте обладнання на стіні інтер'єру від спальні і офісів.
Enclosure Design – Якщо у приміщенні, будувати звукоізоляційний корпус за допомогою MLV, акустичної піни, а також твердо-ядерних дверей з атмоделюванням. Забезпечити вентиляцію для теплового розсіювання за допомогою тиші в вентиляційному шляху. Забезпечити запобіжники досить великі, щоб забезпечити доступ до технічного обслуговування без компромування акустики.
Електронно прив'язаними двигунами (ECMs) – Китувач і більш ефективніше, ніж затінені-полові або постійні сплітні конденсаторні двигуни. Оновлення старих вентиляторів до ECMs для негайного зниження шуму. ECMs також ліквідує шум привідний привід в деяких додатках.
Low-Noise Fans] – Задня частина відцентрових вентиляторів тихіше, ніж вперед, що випускається для того ж мита. Для осьових вентиляторів вибирайте більші діаметри леза, що працюють на меншій швидкості. Використовуйте декілька менших вентиляторів, а не одного великого вентилятора, щоб розширити джерело шуму.

5. Регулярне обслуговування та оновлення

У процесі експлуатації роутин запобігає шуму зносу. Система добре затримується тим, що і більш ефективно. Багато проблем шуму виникають з нехтувань, а не дизайну недоліків.

Lubricate Bearings and Motors – Сухі підшипники виробляють скребкування або шліфування. Дотримуйтесь розкладу виробника для мастила або масла. Використовуйте харчові мастильні матеріали на комерційних кухнях.
Чека ремінь Тиснява і вирівнювання] – Стрічки для стрибків і витискання. Заміна носових стрічок і релоневих шків за допомогою лазерного вирівнюючого інструменту. Вирівняні шківи збільшують вібрації і зменшують термін служби поясу.
Чисте повітровода і котушки] – Дирт-монтаж вентиляторів небалансу і обмеження потоку повітря, заспокійливої роботи і більш шуму. Чисті котушки щорічно з затвердженим очищувачем; фан-ролики можна протерти вологою тканиною.
Блансерф] – Статичне та динамічне балансування значно зменшує вібрацію. Використання фазового аналізу для визначення місця розташування ваги. Оверблансер може бути гірше, ніж не балансування; найняти кваліфікований технік з портативним балансером.
Inspect Duct Connections – Затягніть розпушувачі з каналом і додайте гумові прокладки на точки з'єднання, щоб запобігти ративанню. Перевірте з ладу або застібки, які можуть викликати розділи для окремого.
Замінити погані попадання і прикмети – Леза пошкоджених, які ламаються або блоч в повітровці додають шум. Оновлення на противагу амперах з низьколегальними ущільнювачами.

Для старіння систем, розгляньте заміну вентиляторів з задньої відцентрових вентиляторів, які властиво тихіше, ніж експедиційні конструкції. Також огляд і ресепційне відувальне обладнання для запобігання зливу від витоків. Комплексний графік профілактичного обслуговування повинен включати в себе щоквартальні звукові перевірки для критичних просторів.

Стратегії зменшення шуму для конкретних типів будівель

Житлові будинки

У будинках найбільш поширені джерела шуму є зовнішні конденсуючі блоки, коливання каналів і небалансовані ударники. Перед тим як знайти відкриті блоки не менше 10 футів від вікон і використовувати акустичні бар'єри (шруби, паркани або тверді екрани). Для ductwork забезпечують всі з'єднання ущільнюються і використовують гнучкі з'єднувачі повітря при виході з ручного пристрою. Встановити звукопоглинаючий протоку в перші 5 футів основного стовбура. Використовувати двигуни ECM в печі або повітряному ручці; розглянути зростання в продужену міні-сплітну систему, якщо кладка надмірно шумо.

Комерційні офіси

Відкриті офіси полягають у шумі VAV, дифузора його, а також HVAC перегнічують від покрівельних блоків. Використовуйте VAV коробки з звуковими осетенами або інтегрованими тирсами. Вкажіть лінійні дифузори з швидкістю обличчя нижче 450 фут / хв. Для офісних підлог, використовуйте стельові порожні пленги з акустичними вафлями для зменшення перехрестя. Помістіть механічні кімнати від основних кімнат і тихих зон. Встановіть звукозапису стельової плитки (NRC > 0.8) над робочими станціями.

Охорона здоров'я

Лікарня і клініки вимагають надзвичайно низьких рівнів шуму для відновлення пацієнта. Використовуйте виділені літні повітряні системи (ДОАС) з високими гратами. Для операційних приміщень використовують дифузори HEPA з префільтрами і звуковими пастками. Вкажіть коливання ізолятори з високим статичним відшаруванням для ручників повітря. Забезпечити, що системи старіння і сигналізації не розміщені біля ліжка пацієнта. Забезпечити акустичне районування між кімнатами і нурсинговими станціями.

Школа та навчальні заклади

Класні кімнати потребують NC-25 або нижній для мовної інтелекту. Використовуйте вентилятори з VFDs і акустичні застібки. Помістіть компресори і конденсатори від стін класу. Для гімназій і аудиторій використовуйте варіабельні швидкісні вентилятори з тиграми. Встановіть звуково-абсорбуючий протоковий вкладиш і уникнути жорстких з'єднань між протоками і структурою. Розглянемо охолоджені системи балки для тихої роботи в лекторних залах.

Розширені стратегії зменшення шуму

У вимогливих середовищах, таких як студії запису, лікарні, або відкриті-планові кабінети, звичайні методи можуть знадобитися доповнення з передовими методиками.

Контроль якості (ANC)

ANC використовує мікрофони та акустичні системи, щоб генерувати звукові хвилі 180 градусів з фази з відключенням шуму, скасування його в електронному режимі. Ця технологія є ефективною для низькочастотної вболівальника гума, яка важко блокувати пасивно. Компанії, такі як Bose Professional] і Silentium пропонують комерційні рішення ANC для каналів. Вартість зменшилися, що робить ANC в'язаними для великих комерційних проектів. Встановлення вимагає ретельного розміщення мікрофонів помилок і контрольних динаміків, щоб уникнути зворотного зв'язку. Гібридні системи, які об'єднують ANC з пасивними тиреа з пасивними тидерами можуть досягати 30 dB в частота, спрямованих частот.

Системи для повернення стельових і стельових систем

Використання стельової плени як шлях повернення може посилити шум повітряний ручник. Встановлення стягнутих каналів окремо від пленової кількості зменшує звукопередачі. Додавання лляної пленової коробки між дифузором і протоком, що запускається, закривається шумом до його вводу приміщення. Для відкритих стель використовують акустично абсорбційну стелю плитку з високими НР (неприємний коефіцієнт зменшення) рейтингами. Розглянемо використання звуку, що загартує стельові бафлі або хмари у великих відкритих просторах.

Модельизація порції

Професійні інженери використовують програмне забезпечення, як ASHRAE HVAC Sound і Vibration Handbook для моделювання звукопрогнування і виявлення найбільш економічно ефективних інтервенцій. Моделювання рахунків для геометрії каналів, характеристики вентилятора, втрати вставки, і впливу приміщення. Для складних проектів цей підхід може заощадити гроші, уникаючи переврядування. Безкоштовні онлайн інструменти від деяких виробників мовних машин також забезпечують грубі оцінки.

Інтеграція з системами автоматизації будівель

Смарт HVAC контролює може зменшити шум за допомогою операції на основі вимог. Наприклад, система управління будівлями може розкладати найбільші вентилятори для запуску на нижніх швидкості протягом нічних годин або коли зони нерозголошення. Датчики Інтернету можуть контролювати рівень вібрації і обслуговування оповіщення перед шумом стає помітним. Цей прогнозний підхід поширюється на життя обладнання і підтримує тиху операцію. Крім того, датчики розміщення можуть регулювати швидкість вентилятора, щоб відповідати в режимі реального часу навантаження, усунення зайвих повношвидкісних операцій.

Нормативно-будівельні розрахунки

Багато юрисдикцій використовують шумові обмеження для систем HVAC. Основні стандарти включають:

ASHRAE Standard 2019 – рекомендує максимальні рівні звучання: приватні офіси ≤ NC-30, відкриті офіси ≤ NC-35, лікарні ≤ NC-25, а також житлові спальні ≤ NC-20. Ці принципи, не універсально дотримані, але часто додаються в будівельних специфікаціях.
Міжнародний механічний код (ІМК) – Вимагає коливальні ізолятори для механічного обладнання, прикріпленого до структури. Деякі локальні коди вказують мінімальний відключення для весняних ізоляторів (наприклад, 1,5 дюйма для вентиляторів).
OSHA] – Комплекти допустимих обмежень впливу (90 дБА на 8 годин). Підсилювачі повинні використовувати інженерні елементи перед регуляцією на захист слуху. Звукові запобіжники можуть зменшити вплив робітника нижче 85 дБА.
LEED v4] – Нагороди для низького дизайну, включаючи акустичні показники, які вимагають зустрічі NC критеріїв. Передумова для EQ кредит: мінімальна акустична продуктивність.
Local Noise Ordinances – Багато міст регламентують рівні нічних шумів від зовнішнього обладнання. Загальний ліміт 55 дБА на лінії власності протягом нічних годин. Energy.gov] забезпечує керівництво по звуковому контролю в будинках.

Допомагаємо не тільки поліпшити комфорт, але й підвищити вартість майна. Консультування місцевих кодів перед початком реконструкції; деякі юрисдикції вимагають акустичного тестування для нового будівництва. Для промислових середовищ також розглядають ISO 140 і ASTM E90 стандарти для втрати передавання звуку.

Розглядання витрат

Інвестування в зниження шуму приносить відчутні переваги: вища продуктивність (студії показують 10–15% поліпшення в відкритих офісах), кращу якість сну в резиденції, а менша орендаря скарг в комерційні приміщення. Вартість додання шухлядок, коливань ізолятори, звукові бар'єри зазвичай 1–5% від загальної вартості проекту HVAC. Ретрофіти можуть бути більш дорогі, але цільові інтервенції, як заміна шумоподібного вентилятора двигуна або додавання лайнера, що сплачує назад в неокупному задоволенні протягом декількох місяців. Для існуючих будівель, фазитний підхід, що фокусується на найбільш негативних джерелах, але дозволяє зменшити витрати палива.

Висновок

HVAC шум є керованим викликом, коли адресований систематично. З розумінням джерел - механічна вібрація, турбулентність повітряних потоків, і обладнання операції - і застосування відповідних методів, таких як звукоізоляція, вібраційна ізоляції, оптимізований дизайн каналів, і вибір обладнання низької шуму, окупанти можуть насолоджуватися більш тихим середовищем. Регулярне обслуговування гарантує, що рівень шуму залишаються низькими за життя системи. Для вимогливих просторів, передових методів, таких як активний контроль шуму або акустична модель, забезпечує подальше рефінансування. В кінцевому підсумку, реалізація цих методів не тільки відповідає вимогам коду, але і підвищує хорошу продуктивність без компромування енергоефективності або теплового комфорту.