123308, г. Москва, 2-й Силикатный проезд, дом 34

Акустический расчёт наружных блоков систем кондиционирования

В настоящее время многие офисные и жилые помещения оборудуются системами кондиционирования воздуха. Значительную часть систем кондиционирования представляют собой системы малой производительности (сплит-системы), состоящие из наружного и внутреннего (или нескольких внутренних) блоков.

Наружный блок системы кондиционирования представляет собой смонтированные в одном корпусе компрессор, конденсатор и осевой вентилятор обдува конденсатора.

Шумоизоляция кондиционера

Как правило, наружные блоки систем кондиционирования монтируются на фасадах зданий непосредственно у окон помещений и могут являться источниками повышенного шума. Поэтому борьба с шумом наружных блоков является важной проблемой, которая должна решаться на проектной стадии до монтажа систем кондиционирования.

Одним из путей решения поставленной проблемы является выполнение акустических расчетов шума, излучаемого наружными блоками систем кондиционирования и проникающего в помещения с нормируемым уровнем шума.

Настоящая статья посвящена вопросу подготовки исходных данных, необходимых для расчета и санитарно-гигиенической оценки шума, излучаемого наружными блоками. Актуальность подготовки необходимых исходных данных для расчета вызвана отсутствием в подавляющем большинстве каталогов фирм-изготовителей систем кондиционирования данных по уровням звуковой мощности наружных блоков в октавном диапазоне частот и отсутствием единой системы предоставления шумовых характеристик наружных блоков.

Шумоизоляция кондиционера

Исходные данные для расчёта из каталогов фирм-изготовителей (шумовые характеристики наружных блоков).

В настоящее время в каталогах фирм-изготовителей систем кондиционирования шумовые характеристики наружных блоков могут быть представлены либо в виде уровней звуковой мощности (УЗМ), либо в виде уровней звукового давления (УЗД).

УЗМ наружного блока могут быть приведены в следующих вариантах:

  • УЗМ блока в октавных полосах частот, дБ;
  • УЗМ блока с коррекцией по шкале «А» в октавных полосах частот, дБ(А);
  • средний уровень звуковой мощности блока, Lwсp, дБА.

УЗД наружного блока могут быть приведены в следующих вариантах:

  • УЗД в октавных полосах частот на расстоянии 1 м от блока дБ;
  • УЗД в октавных полосах частот на расстоянии 3-х, 5-ти или 10-ти метрах от блока, дБ;
  • эквивалентный уровень звукового давления блока, Lэ, дБА.

Далее подробнее остановимся на использовании в качестве исходных данных для акустических расчётов каждого возможного варианта предоставляемых фирмами-изготовителями шумовых характеристик наружных блоков.

Использование в качестве исходных данных для акустического расчёта УЗМ наружного блока.

Как было сказано выше, УЗМ наружного блока могут быть приведены в следующих вариантах:

  • УЗМ блока в октавных полосах частот, LW, дБ;
  • УЗМ блока с коррекцией по шкале «А» в октавных полосах частот, LWA, дБ(А);
  • средний уровень звуковой мощности блока, LWср, дБА.

В соответствии с работами [1, 2], для данного случая уровни звукового давления в расчётных точках на территории следует определять по формуле:

Lузд РТ = LW кат – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βar/1000, (1)

где: LW кат - октавные УЗМ наружного блока, принятые по данным каталога фирмы- изготовителя, дБ;

r - расстояние от наружного блока до расчётной точки, м;

Ф - фактор направленности источника шума;

Ω - пространственный угол излучения звука;

βа - затухание звука в атмосфере, принимаемое по табл. 5 СНиП 23-03-2003 (при r ≤ 50 м – не учитывается).

В соответствии с работой [3] для данного случая необходим пересчёт в октавные УЗМ блока с использованием поправок ΔA по формуле:

LW = LWA + ΔA, (2)

где: ΔA – стандартное значение коррекции А, зависящее от частоты, принимается по таблице на стр. 295 работы [3] или по нижеприведённой таблице 1.

Таблица 1. Стандартное значение коррекции А (Δ<sub>A</sub>) в дБ.
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
ΔA, дБ 26,2 16,1 8,6 3,2 0 -1,2 -1,0 1,1

Далее, в соответствии с работами [1, 2], уровни звукового давления в расчётных точках на территории следует определять по формуле:

LуздРТ = (LWA + ΔA) – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βar/1000. (3)

В соответствии с работой [3], для данного случая необходим пересчёт в октавные УЗМ блока с использованием поправок К(ΔLA) по формуле:

LW = LWср + К(ΔLA), (4)

где: К(ΔLA) – спектральные поправки, определяемые по таблице 16.5. работы [3] или по нижеприведённой таблице 2.

Таблица 2. Поправки К(ΔLA) для пересчёта из дБА в дБ.
ΔLA, дБ К(ΔLA) при среднегеометрической частоте октавных полос, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9
-1 -26,3 -24,9 -21,9 -18,6 -12,0 -3,0 -7,0 -15,8
0 -18,7 -16,5 -13,8 -9,5 -6,5 -5,2 -7,0 -11,4
1 -14,2 -11,3 -8,4 -6,0 -4,4 -6,1 -9,0 -14,4
2 -9,4 -7,7 -6,1 -4,7 -4,1 -7,4 -11,6 -16,1
3 -6,7 -5,3 -4,0 -3,7 -4,1 -7,4 -11,6 -16,1
4 -4,1 -3,3 -2,6 -2,8 -4,3 -7,9 -12,4 -17,1
5 -3,0 -1,4 -0,9 -2,4 -4,7 -8,5 -13,7 -19,0
6 -1,2 0,2 0,2 -2,0 -4,8 -9,7 -14,8 -19,8
7 0,2 2,2 0,7 -2,1 -5,3 -9,9 -14,4 -18,5
8 1,2 3,8 1,7 -1,8 -5,6 -11,1 -17,0 -24,1
9 4,2 4,3 2,2 -2,0 -5,7 -11,1 -16,8 -22,8
10,5 7,1 5,5 1,8 -2,4 -6,4 -10,6 -14,0 -17,1
13 9,9 9,0 2,5 -3,0 -7,3 -11,6 -16,4 -20,7
16 14,0 11,1 2,3 -3,9 -9,3 -13,5 -18,0 -22,5

Показатель спектра ΔLA определяется по таблице 16.7. работы [3] или по нижеприведённой таблице 3.

Таблица 3. Классификация акустических спектров шума по значениям показателя спектра ΔLA.
Характер спектра Категория оборудования ΔLA, дБ
1 2 3
Высокочастотный с максимумом на частотах 2000 и 4000 Гц Дисковые циркулярные и ленточные пилы; газотурбины; газовые горелки, сопла для истечения сжатого воздуха -2 – 0
Высокочастотный с максимумом на частотах 1000 Гц или в полосе 1000-8000 Гц Клепальные молотки; шлифовальные, волочильные, отрезные станки; швейные машины; эксгаустеры; конвертеры; центрифуги; обжиговые печи; осевые компрессоры; механические прессы с усилением до 400 кН 0 – 1
Широкополосный без ярко выраженных максимумов в полосе 500-1000 Гц Ткацкие, фрезерные, токарные, сверлильные, строгальные станки; вычислительная техника; копировальные, изолировочные, сварочные машины; перфораторы; бетоноукладчики; сепараторы 1 – 2
Средне- и низкочастотный с максимумом в полосе 125-1000 Гц Прессы с усилием более 400 кН; грохоты; молоты; буровые, сортопрокатные, прядильные и основовязальные станки; ковочные, формовочные, дробильные, закаточные машины; высокоскоростные осевые вентиляторы 2 – 3
Низко- и среднечастотный с максимумом в полосе 125-500 Гц Раскройные, строгальные станки; станы трубного производства; слябинги; бумажные машины; сырьевые мельницы; ножницы машиностроительного и металлургического производства; турбоагрегаты; низкоскоростные осевые вентиляторы 3 – 4
Низко- и среднечастотный с максимумом в полосе 125-500 Гц Раскройные, строгальные станки; станы трубного производства; слябинги; бумажные машины; сырьевые мельницы; ножницы машиностроительного и металлургического производства; турбоагрегаты; низкоскоростные осевые вентиляторы 3 – 4
Низко- и среднечастотный с резким спадом 6 дБ/октаву выше 1000 Гц Прядильные, каркасно-набивные станки; полиграфическое оборудование; бегуны; стекловарочные печи и т.п. 4 – 5
То же, выше 500 Гц Мартеновские печи; мельницы; месильные машины 5 – 8
То же, выше 250 Гц Центробежные вентиляторы; вытяжные системы типа «циклон»; насосы; станки точечной сварки; сушильные барабаны 8 – 11
Низкочастотный, со спадом 5 дБ/октаву во всём нормируемом диапазоне Автотранспорт; вибростолы и агрегаты; трансформаторы; поршневые компрессоры; авиационный шум; листопрокатные станы; газовые плавильные печи 11 – 15

Далее, в соответствии с работами [1, 2], уровни звукового давления в расчётных точках на территории следует определять по формуле:

LуздРТ = [LWср + К(ΔLA)] – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βar/1000. (5)

Как было сказано выше, УЗД наружного блока могут быть приведены в следующих вариантах:

  1. УЗД в октавных полосах частот на расстоянии 1 м от блока, L, дБ;
  2. УЗД в октавных полосах частот на расстоянии 3-х, 5-ти или 10-ти метрах от блока, L3-10М, дБ;
  3. эквивалентный уровень звукового давления блока, Lэкв, дБА.

Ранее, при использовании в качестве исходных данных УЗД в 1м от наружного блока (полученных из каталога или путём натурных акустических измерений) расчёт уровней звукового давления в расчётных точках на территории проводился по формуле работ [2, 4]:

Lузд РТ = L – 20lgr – βar1000, (6)

где: L - октавные УЗД в 1 м от наружного блока, принятые по данным каталога фирмы- изготовителя или по результатам натурных акустических измерений, дБ;

r - расстояние от наружного блока до расчётной точки, м;

βа - затухание звука в атмосфере, принимаемое по табл. 5 СНиП 23-03-2003 (при r ≤ 50 м – не учитывается).

При использовании в качестве исходных данных УЗД в 3-х, 5-ти или 10-ти метрах от наружного блока (полученных из каталога или путём натурных акустических измерений) расчёт уровней звукового давления в расчётных точках на территории проводился по формуле работ [2, 4]:

Lузд РТ = L(3…10)М – 20lg(r/r0) – βar/1000, (7)

где: L(3…10)М - октавные УЗД в 3-х, 5-ти или 10-ти метрах от наружного блока, принятые по данным каталога фирмы-изготовителя или по результатам натурных акустических измерений, дБ;

r - расстояние от наружного блока до расчётной точки, м;

r0 - базовое расстояние (3, 5 или 10 м), на котором были измерены УЗД наружного блока, м;

βа - затухание звука в атмосфере, принимаемое по табл. 5 СНиП 23-03-2003 (при r ≤ 50 м – не учитывается).

В настоящее время, в связи с требованиями работы [1], необходимо сперва пересчитать имеющиеся значения УЗД в октавные УЗМ наружного блока (или иного источника шума) и после этого использовать для расчётов формулу (8), заменив LW кат на LW:

Lузд РТ = LW – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βar/1000. (8)

Использование в качестве исходных данных для акустического расчёта УЗД в октавных полосах частот в 1 м от наружного блока, L.


Пересчёт УЗД шума наружного блока в УЗМ производится по методике работы [3]. По известным по каталогам октавным УЗД наружного блока производится пересчёт октавных УЗД L1м в октавные УЗМ LW по формуле для протяжённых источников шума:

LW = LУЗД 1М + 10lgS, (9)

где: S – площадь, м2, воображаемой поверхности в виде параллепипеда со скруглёнными углами и рёбрами, проходящей через точку измерения и равноудалённой от поверхности огибающего источник шума (наружного блока) параллепипеда с геометрическими размерами b1, b2, h, м:

S = b1 b2 + 2(b1 + b2)h + π(b1 + b2 + 2h) + 2π (10)

где: h - высота наружного блока, м. За высоту наружного блока принимается размер стороны блока, перпендикулярный поверхности, на которой установлен наружный блок.

Далее рассчитываются октавные УЗМ наружного блока по формуле (9), после чего производится расчёт уровней звукового давления в расчётной точке на территории по формуле (8).

Использование в качестве исходных данных для акустического расчёта УЗД в октавных полосах частот в 3-х, 5-ти или 10-ти метрах от наружного блока, L3-10М.

Пересчёт УЗД шума наружного блока в УЗМ производится по методике работы [3]. По известным по каталогам октавным УЗД наружного блока производится пересчёт октавных УЗД L3-10м в октавные УЗМ LW по формуле для протяжённых источников шума:

LW = LУЗД 3-10М + 10lgS, (11)

где: S – площадь, м2, воображаемой поверхности в виде параллепипеда со скруглёнными углами и рёбрами, проходящей через точку измерения и равноудалённой от поверхности огибающего источник шума (наружного блока) параллепипеда с геометрическими размерами b1, b2, h, м:

S = b1 b2 + 2(b1 + b2)h + πr0(b1 + b2 + 2h) + 2πr02 (12)

где: r0 - базовое расстояние (3, 5 или 10 м), на котором были измерены УЗД наружного блока, м;

h - высота наружного блока, м. За высоту наружного блока принимается размер стороны блока, перпендикулярный поверхности, на которой установлен наружный блок.

Далее рассчитываются октавные УЗМ наружного блока по формуле (11), после чего производится расчёт уровней звукового давления в расчётной точке на территории по формуле (8).

Использование в качестве исходных данных для акустического расчёта эквивалентного УЗД наружного блока, Lэкв.

При известном по каталогу эквивалентном УЗД (Lэкв, дБА) производится пересчёт в среднюю мощность LWср, по формуле для протяжённых источников шума:

LWср = Lэкв+10lgS, (13)

где: S – площадь, м2, воображаемой поверхности в виде параллепипеда со скруглёнными углами и рёбрами, проходящей через точку измерения и равноудалённой от поверхности огибающего источник шума (наружного блока) параллепипеда с геометрическими размерами b1, b2, h, м:

S = b1 b2 + 2(b1 + b2)h + πr0(b1 + b2 + 2h) + 2πr02 (14)

где: r0 - базовое расстояние (1, 3, 5 или 10 м), на котором был измерен эквивалентный УЗД наружного блока, м;

h - высота наружного блока, м. За высоту наружного блока принимается размер стороны блока, перпендикулярный поверхности, на которой установлен наружный блок.

Далее получаем октавные УЗМ по формуле (4):

LW = LWср + К(ΔLA),

где: К(ΔLA) – спектральные поправки, определяемые по таблице 16.5. работы [3] или по вышеприведённым таблицам 2 и 3.

После определения LW, дБ, в соответствии с работами [1, 2], для данного случая уровни звукового давления в расчётных точках на территории следует определять по формуле (8).

Варианты имеющихся исходных данных для наружных блоков систем кондиционирования и формулы расчёта УЗД в расчётных точках, расположенных на нормируемой территории, приведены в таблице 4.

Таблица 4.
Исходные данные Требуемые дополнительные действия Формула расчёта УЗД в расчётной точке на нормируемой территории, L, дБ
1 2 3 4
Известны уровни звуковой мощности (УЗМ).
1 Известны октавные УЗМ наружного блока, Lw, дБ - L = Lw – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βаr/1000
2 Известны октавные УЗМ наружного блока с коррекцией по шкале «А», Lw,дБ(А) Расчёт октавных УЗМ с учётом коррекции «А»: Lw = LwA + ΔA L = LwA + ΔA – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βаr/1000
3 Известна средняя УЗМ наружного блока, LWср, дБА Пересчёт в октавные УЗМ по методике работы [2] LW = LWA + К(ΔLA), дБ L = LWср + К(ΔLA) – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – – βаr/1000
Известны уровни звукового давления (УЗМ).
4 Известны октавные УЗД наружного блока на расстоянии 1 м по каталогу или по данным натурных акустических измерений, LУЗД = L1М., дБ - L = L – 20lgr – βаr/1000
Пересчёт октавных УЗД L1м в октавные УЗМ LW по формуле для протяжённых источников шума: LW = L + 10lgS, S - по формуле (10) L = Lw – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βаr/1000
5 Известны октавные УЗД наружного блока на расстоянии 3-х, 5-ти или 10-ти метров по каталогу или по данным натурных акустических измерений, LУЗД = L3-10М., дБ - L = L(3…10)М – 20lg(r/r0) – βar/1000
Пересчёт октавных УЗД L3-10м в октавные УЗМ LW по формуле для протяжённых источников шума: LW = L3-10М + 10lgS, S - по формуле (12) L = Lw – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βаr/1000
6 Известен эквивалентный УЗД наружного блока по данным каталога, Lэкв, дБ(А) Пересчёт в средний УЗМ LWср по формуле для протяжённых источников шума: LWср = Lэкв + 10lgS, S - по формуле (14). Пересчёт в октавные УЗМ по методике работы [2] LW = LWA + К(ΔLA), дБ. L = Lw – 20lgr + 10lgФ – 10lgΩ – βаr/1000

Библиографические данные

  1. СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003 (с изменением №1). Министерство регионального развития РФ, М., 2011. 2. Справочник проектировщика «Защита от шума», М.: Стройиздат, 1974.
  2. Справочник проектировщика «Защита от шума», М.: Стройиздат, 1974.
  3. Осипов Л.Г. и др. Звукоизоляция и звукопоглощение. Учебное пособие для вузов. ООО «Издательство Астрель», М., 2004.
  4. СНиП 11-12-77. Защита от шума. Госстрой СССР, М., 1978.

←  Все статьи