Шум климатического оборудования влияет не только на комфорт людей, но и на нормальную эксплуатацию офисов, гостиниц, медицинских учреждений, жилых комплексов и производственных зданий. Источником проблемы может быть сочетание воздушного шума, вибрации конструкций, турбулентности в воздуховодах и передачи колебаний по трубопроводам.
Снижение шума нужно закладывать ещё на стадии проекта. Если сначала установить оборудование, а затем устранять гул и вибрацию, стоимость работ обычно возрастает: приходится менять опоры, переделывать участки воздуховодов, усиливать основания, переносить наружные блоки или устанавливать дополнительные экраны.
Основные источники шума
Компрессоры создают механические колебания и низкочастотный гул. Вентиляторы формируют аэродинамический шум, который усиливается при высокой скорости воздуха, загрязнении рабочего колеса или работе в нестабильной зоне характеристики. Насосы передают вибрацию на трубопроводы, а металлические воздуховоды могут резонировать.
- компрессоры чиллеров, тепловых насосов и наружных блоков;
- осевые и центробежные вентиляторы;
- насосные группы и регулирующая арматура;
- вибрация корпуса и металлических панелей;
- турбулентность на поворотах, решётках и клапанах;
- жёсткие соединения оборудования со строительными конструкциями.
Как шум распространяется по зданию
Воздушный шум проходит через воздуховоды, шахты, проёмы и неплотности ограждений. Структурный шум распространяется по перекрытиям, стенам, трубам и металлическим рамам. Поэтому агрегат может находиться далеко от помещения, но гул всё равно будет слышен из-за передачи колебаний по жёсткой конструкции.
Особенно сложно бороться с низкими частотами. Тонкий акустический материал хорошо поглощает средне- и высокочастотный шум, но почти не влияет на вибрацию компрессора. Для неё важнее масса основания, правильно настроенные опоры и отсутствие жёстких мостиков.
Виброизоляция чиллера
Виброизоляция чиллера начинается с оценки массы агрегата, частоты вращения компрессоров и вентиляторов, типа основания и допустимого прогиба опор. Нельзя выбирать виброизоляторы только по внешнему виду или максимальной нагрузке. Слишком жёсткая опора почти не снижает вибрацию, а слишком мягкая вызывает раскачивание.
Для чиллеров применяют резиновые, резинометаллические или пружинные опоры. Пружинные виброизоляторы эффективнее на низких частотах, но требуют точного подбора и устойчивого основания. На кровлях и технических этажах часто используют инерционную раму, которая распределяет массу и уменьшает передачу колебаний на перекрытие.
Виброопоры и гибкие соединения
Виброопоры подбирают по фактической нагрузке на каждую точку. Вес оборудования редко распределяется идеально равномерно, поэтому одинаковые опоры под всеми углами не всегда работают правильно. После монтажа проверяют осадку, горизонтальность агрегата и отсутствие контакта корпуса с жёсткими элементами.
Даже правильно выбранные опоры не помогут, если трубопроводы, кабельные лотки или дренаж создают жёсткий мостик. На подключениях предусматривают гибкие вставки, компенсаторы и правильно закреплённые участки труб. Кронштейны после гибкой вставки должны воспринимать нагрузку, не передавая её обратно на агрегат.
Шум вентиляции
Шум вентиляции возникает в вентиляторе, воздуховодах, регулирующих клапанах, решётках и диффузорах. Частая ошибка — уменьшение сечения воздуховода ради экономии места. Скорость воздуха растёт, повышаются потери давления, клапаны работают сильнее прикрытыми, а система начинает свистеть и гудеть.
Для снижения шума ограничивают скорость воздуха, применяют плавные переходы, увеличенные радиусы поворотов и правильно подобранные решётки. Вентилятор должен работать в устойчивой зоне характеристики. Работа при слишком малом или чрезмерном расходе повышает турбулентность, нагрузку на двигатель и уровень звука.
Глушители воздуховодов
Глушители воздуховодов устанавливают после вентилятора, перед обслуживаемыми помещениями и в местах, где нужно разорвать акустическую связь между зонами. Наиболее распространены пластинчатые и трубчатые глушители. Их выбирают по требуемому снижению шума, диапазону частот, расходу воздуха и допустимому сопротивлению.
Слишком короткий глушитель почти не влияет на низкие частоты, а чрезмерно узкие проходы создают дополнительное сопротивление и собственный аэродинамический шум. Перед глушителем желательно предусмотреть прямой участок или выравнивающий элемент, чтобы поток входил равномерно.
Крепления и проходки воздуховодов
Между вентилятором и воздуховодом устанавливают гибкую вставку, которая уменьшает передачу вибрации на сеть. Она не должна быть натянута, перекошена или использоваться для компенсации неправильной геометрии монтажа. После вставки воздуховод закрепляют независимо от корпуса оборудования.
Подвесы воздуховодов в чувствительных зонах выполняют с виброизолирующими элементами. Металлический воздуховод не должен жёстко касаться стен и перекрытий. В проходках применяют эластичное заполнение, которое сохраняет звукоизоляцию ограждения.
Снижение шума наружного блока
Снижение шума наружного блока начинается с правильного размещения. Нельзя устанавливать блок в замкнутой нише, где звук многократно отражается, а нагретый воздух возвращается на вход. Нужно учитывать расстояние до окон, соседних зданий, террас, дворов и границ участка.
Акустический экран должен перекрывать прямую видимость между источником и защищаемой зоной, но не мешать воздухообмену. Слишком близкий или глухой экран ухудшает охлаждение конденсатора, повышает давление и заставляет вентиляторы работать быстрее, из-за чего шум может увеличиться.
Как выполняется акустический расчёт
Для расчёта используют звуковую мощность оборудования по октавным полосам, расстояние до расчётной точки, направленность источника, отражения от поверхностей и звукоизоляцию ограждений. Несколько источников суммируют логарифмически: два одинаковых агрегата дают прирост примерно на 3 дБ.
Для вентиляционной сети отдельно рассчитывают шум вентилятора, затухание по длине воздуховодов, влияние поворотов, разветвлений, глушителей, решёток и шум, создаваемый самим потоком. Результат сравнивают с допустимым уровнем для конкретного помещения и времени суток.
Проверка при монтаже и запуске
- нагрузка и осадка каждой виброопоры;
- отсутствие жёстких контактов корпуса с основанием;
- состояние гибких вставок и компенсаторов;
- балансировка вентиляторов и насосов;
- скорость воздуха в воздуховодах и решётках;
- работа оборудования на разных ступенях мощности;
- отсутствие дребезга панелей и сервисных дверей;
- соответствие фактического шума расчётным значениям.
Типичные ошибки
Распространённые ошибки — установка агрегата прямо на перекрытие, случайные резиновые подкладки, жёсткое соединение труб, слишком маленькие воздуховоды, отсутствие глушителей и размещение наружного блока напротив окон. Ещё одна проблема — попытка решить структурную вибрацию только акустической ватой.
Эффективное снижение шума требует работы с источником, путём распространения и защищаемым помещением. Если устранить только один элемент, оставшиеся каналы передачи могут сохранить проблему.
Итог
Чтобы уменьшить шум климатического оборудования, нужно правильно подобрать агрегаты, скорости воздуха и воды, виброопоры, гибкие соединения, глушители и место установки. Для чиллеров важны инерционное основание и виброизоляция, для вентиляции — аэродинамика сети, а для наружных блоков — расстояния, направление выброса и акустические экраны. Инженеры NIKLAND учитывают акустику при проектировании HVAC-систем и подбирают решения для снижения шума и вибрации на коммерческих и промышленных объектах.
