Мероприятия по снижению уровня шума. Защита жилых домов, оборудованных крышной котельной, от шума и вибраций

К.т.н. Л.В. Родионов, начальник отдела сопровождения научных исследований; к.т.н. С.А. Гафуров, старший научный сотрудник; к.т.н. В.С. Мелентьев, старший научный сотрудник; к.т.н. А.С. Гвоздев, ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва», г. Самара

Для обеспечения горячей водой и отоплением современных многоквартирных домов (МКД) в проекты иногда закладываются крышные котельные. Данное решение в некоторых случаях является экономически выгодным. При этом, зачастую, при монтаже котлов на фундаменты не обеспечивается должная виброизоляция . В результате жильцы верхних этажей подвержены постоянному шумовому воздействию.

Согласно действующим на территории России санитарным нормам уровень звукового давления в жилых помещениях не должен превышать 40 дБА – днём и 30 дБА – ночью (дБА – акустический децибел, единица измерения уровня шума с учётом восприятия звука человеком. – Прим. ред.).

Специалистами института акустики машин при Самарском государственном аэрокосмическом университете (ИАМ при СГАУ) были выполнены измерения уровня звукового давления в жилом помещении квартиры, расположенной под крышной котельной жилого дома . Выяснилось, что источником шума являлось именно оборудование крышной котельной. Несмотря на то что эту квартиру от помещения крышной котельной отделяет технический этаж, по результатам замеров зафиксировано превышение дневных санитарных норм, как по эквивалентному уровню, так и на октавной частоте 63 Гц (рис. 1).

Измерения были выполнены в дневное время суток. Ночью режим работы котельной практически не меняется, а фоновый уровень шума может быть ниже. Поскольку оказалось, что «проблема» присутствует уже днём, то измерения в ночное время суток решено не проводить.

Рисунок 1 . Уровень звукового давления в квартире в сравнении с санитарными нормами.

Локализация источника шума и вибрации

Для более точного определения «проблемной» частоты были выполнены измерения уровня звукового давления в квартире, котельной и на техническом этаже на разных режимах работы оборудования.

Наиболее характерным режимом работы оборудования, при котором появляется тональная частота в низкочастотной области, является одновременная работа трёх котлов (рис. 2). Известно, что частота рабочих процессов котлов (горение внутри) достаточно низкая и приходится на диапазон 30-70 Гц.

Рисунок 2. Уровень звукового давления в различных помещениях при работе трёх котлов одновременно

Из рис. 2 видно, что частота 50 Гц преобладает во всех измеренных спектрах. Таким образом, основной вклад в спектры уровней звукового давления в исследуемых помещениях вносят котлы.

Уровень фоновых помех в квартире не сильно меняется при включении котельного оборудования (кроме частоты 50 Гц), поэтому можно сделать вывод, что звукоизоляция двух перекрытий, отделяющих помещение котельной от жилых комнат, достаточна для снижения уровня воздушного шума, производимого котельным оборудованием до санитарных норм. Следовательно, следует искать другие (не прямые) пути распространения шума (вибрации) . Вероятно, высокий уровень звукового давления на 50 Гц обусловлен структурным шумом.

Для локализации источника структурного шума в жилых помещениях, а также для выявления путей распространения вибрации дополнительно проведены замеры виброускорения в котельной, на техническом этаже, а также в жилом помещении квартиры верхнего этажа.

Измерения проведены на различных режимах работы котельного оборудования. На рис. 3 представлены спектры виброускорений для режима, при котором работают все три котла.

По результатам проведённых замеров сделаны следующие выводы:

– в квартире на верхнем этаже под котельной санитарные нормы не выполняются;

– основным источником повышенного шума в жилых помещениях является рабочий процесс горения в котлах. Превалирующей гармоникой в спектрах шума и вибрации является частота 50 Гц.

– отсутствие должной виброизоляции котла от фундамента приводит к передаче структурного шума на пол и стены котельной. Вибрация распространяется как через опоры котлов, так и по трубам с передачей от них к стенам, а также полу, т.е. в местах жёсткого их соединения.

– следует разрабатывать мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией на пути их распространения от котла.

а) б)
в)

Рисунок 3 . Спектры виброускорения: а – на опоре и фундаменте котла, на полу котельной; б – на опоре выхлопной трубы котла и на полу около выхлопной трубы котла; в – на стене котельной, на стене технического этажа и в жилом помещении квартиры.

Разработка системы виброзащиты

Исходя из предварительного анализа распределения масс конструкции газового котла и оборудования, для выполнения проекта были выбраны тросовые виброизоляторы ВМТ-120 и ВМТ-60 с номинальной нагрузкой на один виброизолятор (ВИ) 120 и 60 кг соответственно. Схема виброизолятора показана на рис. 4.

Рисунок 4. 3D-модель тросового виброизолятора модельного ряда ВМТ.

Рисунок 5. Схемы закрепления виброизоляторов: а) опорная; б) подвесная; в) боковая.

Разработаны три варианта схемы закрепления виброизоляторов: опорная, подвесная и боковая (рис. 5).

Расчёты показали, что боковая схема установки может быть реализована с помощью 33 виброизоляторов ВМТ-120 (для каждого котла), что является экономически нецелесообразным. Кроме этого, предполагаются весьма серьёзные сварочные работы.

При реализации подвесной схемы усложняется вся конструкция, так как к раме котлов необходимо приваривать широкие и достаточно длинные уголки, которые также будут сварены из нескольких профилей (для обеспечения необходимой крепёжной поверхности).

Кроме того, сложна технология установки рамы котла на эти полозья с ВИ (неудобно крепить ВИ, неудобно ставить и центрировать котёл и т.п.). Ещё один недостаток такой схемы – свободное перемещение котла в боковых направлениях (раскачивание в поперечной плоскости на ВИ). Количество виброизоляторов ВМТ-120 для данной схемы составляет 14.

Частота виброзащитной системы (ВЗС) – около 8,2 Гц.

Третий, наиболее перспективный и технологически более простой вариант – со стандартной опорной схемой. Для неё потребуется 18 виброизоляторов ВМТ-120.

Расчётная частота ВЗС 4,3 Гц. Кроме этого, конструкция самих ВИ (часть тросовых колец расположена под углом) и грамотное их размещение по периметру (рис. 6), позволяет воспринимать при такой схеме и боковую нагрузку, величина которой составит порядка 60 кгс на каждый ВИ, при этом вертикальная нагрузка на каждый ВИ составляет около 160 кгс.

Рисунок 6. Размещение виброизоляторов на раме при опорной схеме.

Проектирование системы виброзащиты

На основе данных проведённых статических испытаний и динамического расчёта параметров ВИ была разработана система виброзащиты котельной жилого дома (рис. 7).

Объект виброзащиты включает три котла одинаковой конструкции 1 , установленные на бетонных фундаментах с металлическими стяжками; систему трубопроводов 2 для подвода холодной и отвода нагретой воды, а также отвода продуктов горения; систему труб 3 для подвода газа к горелкам котлов.

Созданная виброзащитная система включает внешние виброзащитные опоры котлов 4 , предназначенные для поддержки трубопроводов 2 ; внутренний виброзащитный пояс котлов 5 , предназначенный для изоляции вибрации котлов от пола; внешние виброзащитные опоры 6 для газовых труб 3.

Рисунок 7. Общий вид котельной с установленной виброзащитной системой.

Основные конструктивные параметры системы виброзащиты:

1. Высота от пола, на которую необходимо поднять силовые рамы котлов – 2 см (допуск при установке минус 5 мм).

2. Количество виброизоляторов из расчёта на один котёл: 19 ВМТ-120 (18 – во внутреннем поясе, несущем вес котла, и 1 – на внешней опоре для демпфирования вибраций водяного трубопровода), а также 2 виброизолятора ВМТ-60 на внешних опорах – для виброзащиты газового трубопровода.

3. Схема нагружения типа «опора» работает на сжатие, обеспечивая хорошую виброизоляцию. Собственная частота системы составляет в диапазоне 5,1-7,9 Гц, что даёт эффективную виброзащиту в области свыше 10 Гц.

4. Коэффициент демпфирования виброзащитной системы составляет 0,4-0,5, что обеспечивает усиление на резонансе не более 2,6 (амплитуда колебаний не более 1 мм при амплитуде входного сигнала 0,4 мм).

5. Для регулировки горизонтальности котлов на боковых сторонах котла в П-образных профилях предусмотрено девять посадочных мест под виброизоляторы аналогичного типа. Номинально установлено только пять.

При монтаже возможно располагать виброизоляторы в произвольном порядке в любые из предусмотренных девять мест для достижения совмещения центра масс котла и центра жёсткости виброзащитной системы.

6. Преимущества разработанной виброзащитной системы: простота конструкции и монтажа, незначительная величина подъёма котлов над полом, хорошие демпфирующие характеристики системы, возможность регулировки.

Эффект от использования разработанной виброзащитной системы

При внедрении разработанной виброзащитной системы уровень звукового давления в жилых помещениях квартир верхних этажей снизился до допустимого уровня (рис. 8) . Измерения были выполнены и в ночное время суток.

Из графика на рис. 8 видно, что в нормируемом частотном диапазоне и по эквивалентному уровню звука санитарные нормы в жилом помещении выполняются.

Эффективность от разработанной виброзащитной системы при измерениях в жилом помещении на частоте 50 Гц составляет 26,5 дБ, а по эквивалентному уровню звука 15 дБА (рис. 9).

Рисунок 8 . Уровень звукового давления в квартире в сравнении с санитарными нормами с учётом разработанной виброзащитной системы.

Рисунок 9. Уровень звукового давления в третьоктавных полосах частот в жилом помещении при работе трёх котлов одновременно.

Заключение

Созданная виброзащитная система позволяет защищать жилой дом, оборудованный крышной котельной, от вибраций, создаваемой работой газовых котлов, а также обеспечивать нормальный вибрационный режим работы для самого газового оборудования вместе с системой трубопроводов, увеличивая ресурс службы и снижая вероятность аварий.

Основными преимуществами разработанной виброзащитной системы являются простота конструкции и монтажа, низкая стоимость в сравнении с другими типами виброизоляторов, устойчивость к температурам и загрязнению, незначительная величина подъёма котлов над полом, хорошие демпфирующие характеристики системы, возможность регулировки.

Виброзащитная система препятствует распространению структурного шума от оборудования крышной котельной по конструкции здания, тем самым снижая уровень звукового давления в жилых помещениях до допустимого уровня.

Литература

1. Иголкин, А.А. Снижение шума в жилом помещении за счёт применения виброизоляторов [Текст] / А.А. Иголкин, Л.В. Родионов, Е.В. Шахматов // Безопасность в техносфере. № 4. 2008. С. 40-43.

2. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки», 1996, 8 с.

3. ГОСТ 23337-78 «Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий», 1978, 18 с.

4. Шахматов, Е.В. Комплексное решение проблем виброакустики изделий машиностроения и аэрокосмической техники [Текст] / Е.В. Шахматов // LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH&CO.KG. 2012. 81 с.

От редакции. 27.10.2017 г. Роспотребнадзор опубликовал на своём официальном сайте информацию «О воздействии физических факторов, в том числе шума, на здоровье населения» , в которой отмечает, что в структуре жалоб граждан на различные физические факторы наибольший удельный вес (свыше 60%) составляют жалобы именно на шум. Основными из них являются жалобы жителей, в т.ч., на акустический дискомфорт от систем вентиляции и холодильного оборудования, шум и вибрацию при работе отопительного оборудования.

Причинами повышенного уровня шума, создаваемого указанными источниками, служит недостаточность шумозащитных мероприятий на стадии проектирования, монтаж оборудования с отступлением от проектных решений без оценки генерируемых уровней шума и вибрации, неудовлетворительная реализация шумозащитных мероприятий на стадии ввода в эксплуатацию, размещение оборудования, не предусмотренного проектом, а также неудовлетворительный контроль за эксплуатацией оборудования.

Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека обращает внимание граждан, что при неблагоприятном воздействии физических факторов, в т.ч. шума, следует обращаться в территориальное Управление Роспотребнадзора по субъекту РФ.

14. Защита от вибраций

Допустимый уровень звука А (шум) от оборудования, установленного в теплопунктах или насосных

Согласно PN-87/8-02151/02 п. 3, уровень звука А (шум) от насосов или запорной арматуры, измеренный на расстоянии 1 м от оборудования, не должен превышать 65 дБ.

В книге “Технические условия строительства и приемки газовой или жидкотопливной котельной”, выпущенной Польской корпорацией санитарной, отопительной, газовой техники и кондиционирования (издание ІІ), приводятся допустимые значения уровней звука:

для котлов мощностью 30-120 кВт с атмосферными горелками – ниже 65 дБ (А);

для котлов мощностью 30-120 кВт с вентиляторными горелками – ниже 85 дБ (А);

для котлов мощностью более 120 кВт – не выше 85 дБ (А).

При установке котла мощностью менее 30 кВт в помещении отдельной кухни, уровень звука не должен превышать 51 дБ (А), а в кухне, совмещенной с другим помещением – 45 дБ (А). Источники, на основании которых приводятся указанные величины, авторам не известны. Предположительно их цитируют из инструкций, изданных

в западных странах.

В связи с тем, что польские нормы не содержат указаний относительно значений уровня звука, источником которого является котельная, запаздывая с изменениями на теплотехническом рынке, авторы ссылаются на немецкие указания VDI 2715 относительно понижения шума отопительного оборудования. Эти указания комплексно охватывают проблемы шума, создаваемого котельной.

Несмотря на очень строгие ограничения (даже ниже 25 дБ (А)) к шуму, производимому котельной (как к уровню звука, излучаемого в окружающую среду, так и к уровню звука, проникающего в прилегающие помещения), допустимый уровень звука в самом помещении котельной зависит от номинальной мощности котла и установленной горелки. Для котлов с вентиляторными горелками его значение можно определить по формуле:

Минимальные значения индекса изоляции воздушного шума перекрытием между котельной

и жилыми помещениями

Значение индекса изоляции воздушного шума перекрытием (с учетом всех путей косвенной звукопередачи) между помещением котельной и помещениями квартиры, в соответствии с нормами PN-B-02151-3 от 1999 г., не может быть меньше R’A1 = 55 дБ. Значение индекса приведенного уровня ударного шума, проникающего от пола котельной в квартиры, не должно превышать L’n.w = 58 дБ.

14.4. Шум, создаваемый группой “котел – горелка”

14.4.1. Влияние мощности котла на уровень излучаемого шума

На рис. 14.4 показаны корректированные уровни звука в дБ (А) для котлов различной мощности с вентиляторными горелками. На графике показаны кривые изменения уровня звука по октавным полосам в зависимости от мощности котла. Представленные характеристики получены опытным путем, в результате многочисленных экспериментов с котельными установками. Конечно, могут случаться отклонения, и их нужно учитывать при проектировании защиты от шума. Приведены данные фирмы RAICHLE.

14. Защита от вибраций

Рис. 14.4. Распределение уровня звукового давления по октавным полосам для группы “котел – вентиляторная горелка”

различной мощности

14.4.2. Уровень звука котлов различного типа

В настоящее время все чаще применяются котлы с вентиляторными горелками. В пользу такого решения говорит много факторов, но, как правило, решающим оказывается более высокий КПД. Кроме ряда преимуществ, группа “котел – вентиляторная горелка” имеет и недостаток – повышенный уровень шума. Основным источником шума вентиляторной горелки являются завихрения, возникающие в перекачиваемом газе. Интенсивность этого звука прямо пропорциональна средней скорости лопастей в степени, величина которой находится в пределах <5, 6>. Интенсивность звука примерно одинаковая как на всасывании, так и на нагнетании вентилятора.

Согласно , уровень звуковой мощности для вентиляторов, определенный в полупространстве, можно ориентировочно рассчитать по формуле:

14. Защита от вибраций

При известной мощности W двигателя вентилятора (кВт), можно использовать следующие формулы:

Для определения точных значений уровня звуковой мощности в зависимости от типа вентилятора и условий его работы можно использовать указания VDI 2081.

Уровни звуковой мощности, производимой вентилятором в зависимости от расходаи разности давлений

∆p , рассчитанные по формуле , представлены на рис. 14.5.

Рис. 14.5. Зависимость звуковой мощностиL N вентилятора от объемного расходаи разности давлений∆p

Как видно из графика, звуковая мощность L N прямо пропорциональна объемному расходупри определенной разности давлений∆p . Для сравнения на рис. 14.6 показан уровень звука А только для вентиляторных горелок различной мощности. Максимальные значения уровня звука для данной мощности котла колебаются в диапазоне частот от 500 до 2000 Гц. Сравнение графиков на рис. 14.4 и 14.6 позволяет сделать вывод о том, что уровень звука группы “котел – горелка” ненамного выше уровня звука одной вентиляторной горелки. Максимальные значения уровня звука группы “котел – горелка” отмечаются в диапазоне более низких частот 63-500 Гц. В этом случае имеем дело с низкочастотным шумом.

Упрощенно можно утверждать, что котел влияет на структуру и уровень звука, производимого вентиляторной горелкой, только качественно, но не количественно.

14. Защита от вибраций

Проведенные авторами исследования показали, что значения звука для котлов малой мощности, как с вентиляторными, так и с атмосферными горелками, практически одинаковые. Разница в излучении шума отмечалась для котлов мощностью выше 100 кВт. Повышение уровня звукового давления связано с ростом производительности вентилятора.

На рис. 14.6 показан уровень звуковой мощности А для вентиляторных горелок в зависимости от мощности котла.

Рис. 14.6. Уровень звуковой мощности А для вентиляторных горелок в зависимости от мощности котла

14.5. Акустическая модель отопительной установки

Изучение путей распространения упругих волн необходимо начать с анализа главного акустического механизма, связанного с отдельными элементами отопительной установки. Сначала нужно локализовать источники, которые генерируют колебания и шум. В отопительных установках – это группа “котел – горелка”, насосы и запорная арматура. Первоначально нужно оценить уровень генерируемого шума. Несмотря на то, что каждое из этих устройств может соответствовать требованиям действующих в этой области норм, суммарное воздействие шума от всего оборудования часто превышает допустимые значения для смежных помещений или окружающей среды.

Следующий этап – определение путей передачи звука. В отопительных установках существует несколько основных путей распространения звука. К ним относятся трубопроводы вместе с теплоносителем (преимущественно водой), дымоходы, вентиляционные каналы и отдельные устройства, которые через точки соприкосновения или крепления участвуют в распространении шума.

Последним этапом является локализация зон, излучающих звук. В результате такого анализа разработана причинно-следственная цепь генерации и распространения шума, представленная на рис. 14.7.

14. Защита от вибраций

Рис. 14. 7. Причинно-следственная цепь генерации и распространения шума

Шум, который возникает в одном из источников, распространяется дальше в виде колебаний частиц среды, с которой данный источник контактирует. В отопительной установке источники, генерирующие упругие волны, контактируют, в большинстве случаев, с веществом во всех физических состояниях – воздухом, жидкостью и твердым телом. Поэтому распространение возникающих колебаний необходимо рассматривать для всех этих трех категорий.

Общая модель отопительной установки представлена на рис. 14.8. Она разделена на динамические факторы, которые активно участвуют в процессе генерации упругих колебаний, и статические факторы, которые распространяют вибрацию и шумы. Динамические факторы – это главные источники шума, перечисленные выше: группа “котел – горелка”, насосы и запорная арматура.

К статическим факторам относятся трубопроводы систем отопления, вентиляционные каналы, дымоходы, корпуса и кожухи оборудования, перегородки и, конечно, конструкция дома в целом.

В зависимости от того, в какой среде происходит генерация или распространение шума, он и носит соответствующее название: воздушные шумы, шумы, распространяющиеся в воде, ударные шумы. Как показано на рис.14.8, не все источники создают упругие волны во всех трех категориях, как и не каждая среда играет ключевую роль в распространении шума от данного источника. Целью выделения факторов шума является идентификация доминирующих источников, путей передачи и излучающих поверхностей.

Конечным эффектом вибрации оборудования являются звуки (шумы), которые распространяются в воздушном пространстве и могут также побуждать вибрацию (колебания) перегородок и других строительных конструкций, находящиеся в окружающей среде.

14. Защита от вибраций

звук, распространяющийся в воздухе

звук, распространяющийся в жидкостизвук ударный

Рис. 14.8. Акустическая модель котельной и системы отопления

Источники шума

Шум при перемещении газов (продуктов сгорания, воздуха) возникает вследствие турбулентных явлений, ударов или пульсаций. Турбулентность является механизмом генерации шума, который может принимать различные формы. Например, может состоять из простых фоновых составляющих, связанных в основном с истечением газов из отверстий, или иметь широкополосный спектр при протекании их по каналам с острыми кромками, с запорными элементами или другими местными сопротивлениями.

Поток с большой скоростью, например на концах лопастей вентилятора или сопла, создает завихрения, способствующие возникновению шума в широком звуковом диапазоне. Его уровень и спектр зависят от скорости потока, вязкости среды и геометрии сопла.

Жидкость, как и воздух, генерирует шум вследствие турбулентности, пульсаций и ударов. Перечисленные выше принципы относятся и к жидкости. Кроме того, в ней может возникать явление кавитации, когда статическое давление опускается ниже давления насыщения пара. Возникновение кавитации – явление, характерное для запорной арматуры и насосов. В зоне падения давления ниже давления насыщения пара появляются кавитационные пузырьки пара. Во время повторного сжатия пузырьки лопаются, создавая зоны значительного повышения давления. В связи с тем, что повторное сжатие (компрессия) часто происходит в пристенном слое потока, кавитация является причиной эрозии. Кавитация генерирует шум обширного диапазона.

Удар является причиной структурного (ударного) шума в трубопроводах системы отопления. Наиболее важными параметрами, влияющими на возникновение ударного шума, являются масса и скорость частиц, которые сталкиваются, и продолжительность удара. Частотный анализ удара показывает, что высокие частоты преобладают над широкополосным шумом в связи с короткой продолжительностью самого удара.

Группа “котел – горелка” генерирует звук всех ранее перечисленных категорий. Пути распространения звука тоже разные: движущаяся жидкость, точки крепления, дымоходы, облицовка и кожухи оборудования. Общая звуковая мощность, излучаемая группой “котел – горелка”, – это сумма всех вышеперечисленных составляющих.

14.6. Снижение уровня шума в воздушном пространстве

В воздушное пространство шум проникает через приточные и вытяжные отверстия. По своей природе шум имеет направление, а наибольшая его интенсивность наблюдается вдоль оси канала. Отсюда следует вывод, что

в отверстии направление шума следует изменить, например с помощью экрана, или в отверстии или канале установить шумоглушитель.

Излучение шума с поверхностей оборудования зависит от размера, формы, упругости, массы и звукопоглощающих свойств поверхности. Поэтому желательно, чтобы оборудование имело компактную конструкцию, так как незначительные размеры, большая жесткость и масса уменьшают излучение шума.

14. Защита от вибраций

Шум, распространяющийся в воздушном пространстве, можно ограничить с помощью:

звукоизолирующих кожухов;

акустических экранов;

шумоглушителей;

звукопоглощающих покрытий.

Звукоизолирующий кожух

Под понятием кожух подразумевается оболочка, внутри которой находится источник шума (рис.14.10). Звукоизолирующий кожух представляет собой пассивное средство, ограничивающее распространение шума. Часто это единственная возможность снижения уровня шума от активных акустических источников – движущихся механизмов или их частей. Особенность кожуха состоит в том, что уровень шума снижается уже в непосредственной близости от источника. Это позволяет защитить также рабочие места, расположенные вблизи источника шума.

Кожух изготавливают преимущественно из тонколистовой стали. Для улучшения звукоизолирующих свойств его покрывают изнутри слоем пористого звукопоглощающего материала. Толщина слоя такого материала зависит от наиболее низкой частоты звука.

Уменьшение передачи ударного шума от источника к кожуху происходит за счет применения материалов, амортизирующих колебания в узлах крепления.

Звукоизоляционный материал

Звукопоглощающий материал

Шумоглушитель на

вентиляционном отверстии

Виброоснование

Рис. 14.10. Разрез звукоизолирующего кожуха и пример звукоизолирующего кожуха горелки котла Vitoplex

Принципы проектирования оболочек вокруг источников звука:

плотная изоляция источника звука; даже небольшие щели или отверстия необходимо закрыть;

использование металла в качестве звукоизоляционного материала с внешней стороны кожуха;

применение звукопоглощающего материала внутри кожуха;

использование шумоглушителей в вентиляционных отверстиях, отверстиях для прохода кабелей, труб и т. п.;

отсутствие жестких соединений между оборудованием и кожухом, уменьшение количества точек крепления.

14. Защита от вибраций

Мерой эффективности звукоизолирующего кожуха является величина звукоизолирующей способности кожуха D кож – разность между средним уровнем звукового давления во всех точках измерения при работающем механизме или оборудовании без кожухаL m1 (дБ) и средним значением уровня звукового давления в тех же точках при работающем механизме, но уже со звукоизолирующим кожухомL m2 (дБ) на среднегеометрических частотах октавных полос от 63 до 8000 Гц. Значение звукоизолирующей способности кожухаD кож в дБ определяется по формуле:

Изучая акустическую эффективность кожуха, не нужно смешивать понятия звукоизолирующей способности кожуха и удельной звукоизолирующей способности перегородки R w , определяемой акустическими свойствами элементов, из которых она изготовлена.

Экраны можно устанавливать возле небольших елементов оборудования с высоким уровнем излучения шума. Эффективность их значительно ниже эффективности звукоизолирующих кожухов и зависит от направления и расстояния от источника шума. Вместе с тем экраны могут быть полезны для снижения шума в ограниченных зонах, например на рабочем месте оператора.

Эффективность экранов ограничена частотами, при которых высота и длина экрана такие же, как и длина звуковой волны, передаваемой в воздухе, или больше.

Принципы проектирования экранов:

экраны применяются для защиты от шума рабочих мест операторов;

для изготовления экранов используются плотные звукоизоляционные материалы;

экраны со стороны источника шума покрываются звукопоглощающим слоем.

Шумоглушители

Шумоглушители – это элементы, которые препятствуют прохождению звука, передаваемого воздуховодами. Абсорбционные шумоглушители выполняются в виде “пористого канала”. Они часто встроены в кожухи вентиляторов для обеспечения охлаждения двигателей без снижения эффективности звукоизолирующих свойств.

Принципы проектирования шумоглушителей:

использование абсорбционных шумоглушителей для снижения широкополосного шума;

недопущение скорости движущейся среды выше 12 м/сек в абсорбционных глушителях;

применение реактивных шумоглушителей, действующих по принципу отражения для снижения шума на низких частотах;

использование шумоглушителей-расширителей на выходе сжатого воздуха.

Количество обращений граждан, поступающих в УправлениеРоспотребнадзора по Тюменской области, об ухудшении условий проживания вследствие воздействия сверхнормативных уровней шума ежегодно возрастает.

За 2013 год поступило 362 обращения (суммарно по фактам нарушения тишины и покоя, размещения и шума), в 2014 – 416 обращений, за 2015 год уже поступило 80 обращений.

Согласно сложившейся практике, после обращения жителей Управлением назначаются измерения уровней шума и вибрации в жилом помещении. В случае необходимости измерения проводят в организациях, расположенных рядом с квартира­ми, где, например, эксплуатируется «шумящее» оборудование - источник шума (ресторан, кафе, магазин и т.д.). При обнару­жении превышений уровней шума и вибрации над допусти­мыми значениями, согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на ра­бочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки», в адрес владельцев источ­ников шума - юридических лиц, индивидуальных предпри­нимателей - Управление выдает предписание об устранении выявленных нарушений санитарного законо­дательства.

Каким образом можно снизить шум от перечисленного выше оборудования, чтобы при его эксплуатации не возни­кали жалобы жильцов дома? Конечно, идеальный вариант -предусмотреть необходимые меры на стадии проектирова­ния жилого здания, тогда и разработка шумопонижающих мероприятий всегда возможна, и внедрение их при стро­ительстве в десятки раз дешевле, чем в тех домах, которые уже построены.

Совсем по-другому обстоит дело, если здание уже постро­ено и в нем имеются источники шума, которые превышают действующие нормы. Тогда чаще всего шумные агрегаты за­меняют на менее шумные и реализуют мероприятия по виб­роизоляции агрегатов и подводящих к ним коммуникаций. Далее мы рассмотрим конкретные источники шума и меры по виброизоляции оборудования.

ШУМ ОТ КОНДИЦИОНЕРА

Применение трехзвенной виброизоляции, когда кондиционер устанавливают на раму через виброизолятор, а раму - на железобетонную плиту через резиновые прокладки (при этом железобетонная плита устанавливается на пружинные виброизоляторы на кровлю здания), приводит к снижению проникающего структурного шума до уровней, допустимых в жилых по­мещениях.

Для снижения шума необходимо, кроме усиления шумовиброизоляции стенок воздуховода и установки глушителя на воздуховод вентагрегата (со стороны помещений), крепить расширительную камеру и воздуховоды к перекрытию через виброизолирующие подвески или прокладки.

ШУМ ОТ КОТЕЛЬНОЙ НА КРЫШЕ

Для защиты от шума котельной, расположенной на кры­ше дома, фундаментную плиту крышной котельной устанав­ливают на пружинные виброизоляторы или виброизоли­рующий мат из специального материала. Оборудованные в котельной насосы и котлоагрегаты устанавливают на ви­броизоляторы и применяют мягкие вставки.

Насосы в котельной нельзя ставить двигателем вниз! Они должны быть смонтированы таким образом, чтобы на­грузка от трубопроводов не передавалась на корпус насоса. Наряду с этим уровень шума выше от насоса более высокой мощности или в случае, если установлено несколько насосов. Для снижения шума фундаментную плиту котельной также можно поставить на пружинные амортизаторы или высоко­прочные многослойные резиновые и резинометаллические виброизоляторы.

Действующими нормами не допускается размеще­ние крышной котельной непосредственно на перекры­тии жилых помещений (перекрытие жилого помещения не может служить основанием пола котельной), а также смежно с жилыми помещениями. Не допускается про­ектирование крышных котельных на зданиях детских дошкольных и школьных учреждений, лечебных кор­пусах поликлиник и больниц с круглосуточным пре­быванием пациентов, на спальных корпусах санатори­ев и учреждений отдыха. При установке оборудования на кровле и перекрытиях желательно размещать его в местах, наиболее удаленных от защищаемых объектов.

ШУМ ОТ ИНТЕРНЕТ-ОБОРУДОВАНИЯ

Согласно рекомендациям по проектированию систем связи, информатизации и диспетчеризации объектов жи­лищного строительства, антенные усилители сотовой связи рекомендуется устанавливать в металлическом шкафу с за­порным устройством на технических этажах, чердаках или лестничных клетках верхних этажей. При необходимости установки домовых усилителей на разных этажах многоэтажных зданий их следует устанавливать в металлических шкафах в непо­средственной близости от стояка под потолком, как правило на высоте не менее 2 м от низа шкафа до пола.

При монтаже усилителей на технических этажах и чердаках для устранения передачи вибрации металлическо­го шкафа с запорным устройством последний необходимо установить на виброизоляторы.

ВЫХОД - ВИБРОИЗОЛЯТОРЫ И «ПЛАВАЮЩИЕ» ПОЛЫ

Для вентиляционного, холодильного оборудования на верхних, нижних и промежуточных технических этажах жилых зданий, гостиниц, многофункциональных комплексов или при соседстве с нормируемыми по шуму помещениями, где постоянно пребывают люди, можно установить агрегаты на заводские виброизоляторы на железобетонную плиту. Эту плиту монтируют на виброизолированном слое или пружинах на «плавающий» пол (дополнительная железобе­тонная плита на виброизолирующем слое) в техническом помещении. Следует учесть, что вентиляторы, наружные конденсаторные блоки, которые сейчас выпускаются, вибро­изоляторами комплектуют только по заявке заказчика.

«Плавающие» полы без специальных виброизоляторов можно использовать лишь с оборудованием, имеющим ра­бочие частоты более 45-50 Гц. Это, как правило, небольшие машины, виброизоляция которых может быть обеспечена и другими способами. Эффективность полов на упругом осно­вании на столь низких частотах невелика, поэтому применяют их исключительно в сочетании с другими видами виброизоля­торов, что обеспечивает высокую виброизоляцию на низких частотах (за счет виброизоляторов), а также на средних и вы­соких (за счет виброизоляторов и «плавающего» пола).

Стяжку плавающего пола необходимо тщательно изоли­ровать от стен и несущей плиты перекрытия, так как образо­вание даже небольших жестких мостиков между ними может существенно ухудшить его виброизолирующие свойства. В мес­тах примыкания «плавающего» пола к стенам должен быть шов из нетвердеющих материалов, не пропускающий воду.

ШУМ ОТ МУСОРОПРОВОДА

Для снижения шума необходимо соблюдать требования норм и не проектировать ствол мусоропровода смежно с жилыми помещениями. Ствол мусоропровода не должен примыкать или располагаться в стенах, ограждающих жи­лые либо служебные помещения с нормируемыми уровнями шума.

Из мероприятий по уменьшению шума мусоропроводов наиболее распространены следующие:

• в помещениях для сбора мусора предусматривается «плавающий» пол;
• по согласию жильцов всех квартир подъезда мусоро­провод заваривается (или ликвидируется) с размещением в помещении мусорокамеры колясочных, комнаты для кон­сьержки и т.д. (положительной момент в том, что кроме шума исчезают запахи, ликвидируется возможность появления крыс и насекомых, вероятность пожаров, грязь и т.д.);
• ковш загрузочного клапана монтируют обрамленными резиновыми или магнитными уплотнителями;
• декоративная теплошумозащитная облицовка ствола мусоропровода из строительных материалов отделяется от строительных конструкций здания звукоизолирующими прокладками.

Сегодня многие строительные фирмы предлагают свои услуги, различные конструкции для увеличения звукоизоля­ции стен и обещают полную тишину. Следует обратить вни­мание на то, что на самом деле никакие конструкции не смо­гут снять структурный шум, передающийся по перекрытиям пола, потолка и по стенам при сбрасывании твердых быто­вых отходов в мусоропровод.

ШУМ ОТ ЛИФТОВ

В СП 51.13330.2011 «Защита от шума. Актуализирован­ная редакция СНиП 23-03-2003» сказано, что лифтовые шах­ты целесообразно располагать в лестничной клетке между лестничными маршами (п. 11.8). При архитектурно-планиро­вочном решении жилого здания следует предусматривать, чтобы к встроенной лифтовой шахте примыкали помещения, не требующие повышенной защиты от шума и вибрации (хол­лы, коридоры, кухни, санитарные узлы). Все лифтовые шахты независимо от планировочного решения должны быть само­несущими и иметь самостоятельный фундамент.

Шахты надлежит отделить от других конструкций здания акустическим швом 40-50 мм или виброизолирующими про­кладками. В качестве материала упругого слоя рекомендова­ны плиты из акустической минеральной ваты на базальтовой или стекловолокнистой основе и различные вспененные по­лимерные рулонные материалы.

Для защиты от структурного шума лифтовой установки ее приводной двигатель с редуктором и лебедкой, устанав­ливаемые обычно на одной общей раме, виброизолируют от опорной поверхности. Современные лифтовые привод­ные агрегаты комплектуют соответствующими виброизо­ляторами, установленными под металлическими рамами, на которых жестко крепят двигатели, редукторы и лебедки, в связи с чем дополнительная виброизоляция приводного агрегата, как правило, не требуется. При этом дополнительно рекомендуется сделать двухкаскадную (двузвенную) систему виброизоляции, установив опорную раму через виброизоля­торы на железобетонную плиту, которая также отделена от пола виброизоляторами.

Эксплуатация лифтовых лебедок, установленных на двухка-скадных системах виброизоляции, показала, что уровни шума от них не превышают нормативные значения в ближайших жи­лых помещениях (через 1-2 стены). В практических целях не­обходимо следить за тем, чтобы виброизоляция не была нару­шена случайными жесткими мостиками между металлической рамой и опорной поверхностью. Подводящие электрокабели должны иметь достаточно длинные гибкие петли. Тем не менее работа других элементов лифтовых установок (панели управ­ления, трансформаторы, башмаки кабины и противовеса и т.п.) может сопровождаться шумом выше нормативных значений.

Запрещается проектировать пол машинного отделения лифта как продолжение плиты перекрытия потолка жилой комнаты верхнего этажа.

ШУМ ОТ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ НА ПЕРВЫХ ЭТАЖАХ

Для защиты от шума трансформаторных подстанций жилых и иных помещений с нормируемыми уровнями шума необходимо соблюдать следующие условия:

• помещения встроенных трансформаторных подстанций;
• не должны примыкать к защищаемым от шума помещениям;
• встроенные трансформаторные подстанции следует
• располагать в подвалах или на первых этажах зданий;
• трансформаторы необходимо устанавливать на вибро­изоляторы, рассчитанные соответствующим способом;
• электрические щиты, содержащие электромагнитные коммуникационные аппараты, и отдельно установленные масляные выключатели с электрическим приводом должны монтироваться на резиновых виброизоляторах (воздушные разъединители не требуют виброизоляции);
• вентиляционные устройства помещений встроенных трансформаторных подстанций должны быть оборудованы глушителями шума.

Для дополнительного снижения шума от встроенной трансформаторной подстанции целесообразно обработать ее потолки и внутренние стены звукопоглощающей облицовкой.

Во встроенных трансформаторных подстанциях должна быть выполнена за­щита от электромагнитного излучения (сетка из специально­го материала с заземлением для снижения уровня излучения электрической составляющей и стальной лист для магнитной).

ШУМ ОТ ПРИСТРОЕННЫХ КОТЕЛЬНЫХ, ПОДВАЛЬНЫХ НАСОСОВ И ТРУБ

Оборудование котельных (на­сосы и трубопроводы, вентагрегаты, воздуховоды, газовые котлы и т.д.) должно быть виброизолировано с применением виброфундаментов и мягких вставок. Вентиляционные уста­новки оснащают глушителями.

Чтобы виброизолировать расположенные в подвалах на­сосы, элеваторные узлы в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП), вентагрегаты, холодильные камеры, указанное обору­дование устанавливают на виброфундаменты. Трубопроводы и воздуховоды виброизолируются от конструкций дома, так как преобладающим шумом в квартирах, расположенных выше, может оказаться не базовый шум от оборудования в подвале, а тот, который передается ограждающим конструкциям через вибрацию трубопроводов и фундаменты оборудования. Устра­ивать встроенные котельные в жилых зданиях запрещается.

В системах трубопроводов, соединенных с насосом, необ­ходимо применять гибкие вставки - резинотканевые рукава или резинотканевые рукава, армированные металлическими спиралями, в зависимости от гидравлического давления в сети, длиной 700-900 мм. При наличии трубных участков меж­ду насосом и гибкой вставкой участки следует крепить к сте­нам и перекрытиям помещения на виброизолирующих опо­рах, подвесках или через амортизирующие прокладки. Гибкие вставки нужно располагать как можно ближе к насосной уста­новке как на нагнетательной линии, так и на всасывающей.

Для снижения уровней шума и вибрации в жилых домах от работы систем тепловодоснабжения необходимо изоли­ровать распределительные трубопроводы всех систем от строительных конструкций здания в местах их прохождения через несущие конструкции (ввода в жилые дома и вывода из них). Зазор между трубопроводом и фундаментом на вво­де и выводе должен быть не менее 30 мм.

Подготовлено по материалам журнала Санитарно-эпидемиологический собеседник (№1(149), 2015

Для устранения каждого из этих шумов требуются различные способы. Кроме того, каждый тип шума имеет свои свойства и параметры, и их необходимо учитывать при производстве малошумных холодильных чиллеров .

Можно применить большое количество различной изоляции и не добиться желаемого результата, а можно напротив, применив минимальное количество «правильного» материала в нужном месте, используя изоляцию по технологии, добиться отличной малошумности.

Для пониманию сути процесса звукоизоляции обратимся к основным методам достижения малошумности промышленных водоохладителей.

Для начала необходимо определиться с базовыми терминами.

Шум — нежелательный, неблагоприятный для целевой деятельности человека в радиусе его распространения звук.

Звук — волновое распространение колеблющихся, вследствие внешнего воздействия частиц в некоторый среде - твердой, жидкой или газообразной.

Есть и другие менее распространенные и существенно более дорогие и громоздкие решения для достижения тишины, приближенной к абсолютной, если этого требует место установки водоохладителя . Например, шумоиззоляции технического помещения, где находится компрессорно-испарительный блока чиллера , использование водяных конденсаторов или мокрых градирен без применения вентиляторов, и некоторые другие более экзотичные, но они крайне редко используются на практике.

Звукоизоляция котельной.

Звукоизоляция котельной.В настоящей публикации мы рассмотрим причины повышенного уровня шума и вибраций от газовых котлов и котельных, а так же способы их устранения для достижения нормативных показателей и уровня комфорта жильцов.

Установка автономных модульных газовых котельных на крышах многоквартирных домов приобретает все большую популярность среди застройщиков. Преимущества такой котельной очевидны. Среди них

Отсутствие необходимости возведения отдельного здания под оборудование котельной

Уменьшение теплопотерь на 20% за счет малого количества теплотрасс в сравнении с отоплением от центральной теплосети

Экономия на монтаже коммуникаций от теплоносителя к потребителю

Отсутствие необходимости принудительной вентиляции

Возможность полной автоматизации работы системы с минимумом обслуживающего персонала

Одним из недостатков крышной котельной является и вибраций от котла и насосов. Как правило, они являются следствием недостатков при проектировании, строительстве и монтаже оборудования котельной. Поэтому ответственность за устранение повышенного уровня шума и мероприятия по звукоизоляции котельной лежат на застройщике или управляющей жилищной компании.

Шум от котельной является низкочастотным и передается по элементам конструкции здания непосредственно от источника и по коммуникациям. Его интенсивность в помещении, оборудованном под котельную составляет 85-90дБ. Шумоизоляция крышной котельной оправдана, если она производится со стороны источника, а не в квартире. Звукоизоляция потолка и стен в квартире при подобных шумах является дорогостоящей и малоэффективной.

Причины повышенного уровня шума в крышной котельной.

Недостаточная толщина и массивность основания, на котором стоит оборудование котельной. Это приводит к проникновению воздушного шума в квартиры через плиту перекрытия и технический этаж.

Отсутствие должной виброизоляции котла. При этом вибрации передаются на перекрытия и стены, которые излучают звук в квартиры.

Жесткое крепление трубопроводов, коммуникаций и их опор так же является источником конструкционного шума. В норме трубы должны проходить через ограждающие конструкции в эластичной гильзе, окруженные слоем звукопоглощающего материала.

Недостаточная толщина трубопровода, как ошибка при проектировании, приводящая к высокой скорости движения воды и созданию повышенного уровня гидродинамического шума.

Звукоизоляция крышной котельной. Перечень мероприятий.

Устройство виброизолирующих опор под оборудованием котельной. Расчет материалов для виброизоляции производится с учетом площади опоры и веса оборудования;

Ликвидация «жестких связей» в местах крепления опор трубопровода с помощью материала силомер, термозвукоизол или установки виброкреплений на шпильки, фиксирующие коммуникации;

При отсутствии эластичных гильз расширение места прохода трубопровода через несущие конструкции, оборачивание упругим материалом (к-флекс, вибростек и пр.) и жаропрочной прослойкой (базальтовый картон);

Оборачивание трубопровода материалом, уменьшающим теплопотери и обладающим свойствами звукоизоляции: , Тексаунд 2фт AL;

Дополнительная звукоизоляция ограждающих конструкций помещения крышной котельной;

Установка резиновых компенсаторов для уменьшения передачи вибраций по трубопроводу;

Установка шумоглушителей в канале выброса отработанных газов;

Монтаж шумопоглощающих материалов на основе базальта (Стопзвук БП) или стекловолокна (Акустилайн файбер) позволяет уменьшить фоновый шум в котельной на 3-5дБ.

ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ КОТЛА В ДЕРЕВЯННОМ ДОМЕ.

Правила строительных норм и пожарной безопасности диктуют установку котла в специальном помещении, оснащенным отдельным входом. Как правило, он находится в цоколе или подвальном помещении. При таком расположении жалобы на повышенный уровень шума от котла редки.

Котел, установленный на одном этаже с жилыми комнатами, обладающий высокими показателями по уровню шума при полной тишине в загородном доме может причинять неудобство жильцам. Поэтому звукоизоляция котла может быть актуальной.

Причины повышенного уровня шума могут быть аналогичны таковым при работе крышной котельной, но в меньшем масштабе. К ним так же относятся

Особенности конструкции наружнего короба котла. У большинства моделей котлов горелка и вентилятор закрыты отдельной заслонкой, что уменьшает шум, производимый горелкой. Если звукоизоляционной защитой является только пластиковый короб котла, шум от горелки может быть ощутимым.

Шумный вентилятор от производителя.

Разбалансировка вентилятора, налипание грязи вследствие попадания пыли извне и пренебрежением мероприятий по обслуживанию.

Попадание воздуха в систему отопления.

Неправильная настройка газовой горелки.

Жесткая система крепления котла и выходных труб.

Звукоизоляция котла начинается с выявления причин повышенного уровня шума и связана с работой сотрудников газовых служб, обслуживающих его или компании, занимающейся звукоизоляцией помещений.

Если работа котла и системы налажена,то

Монтируем котел на виброизолированную площадку на креплениях с силомером

Устанавливаем резиновые компенсаторы в местах выхода труб от корпуса котла