В статье авторы анализируют источники шума, а также предлагает способы уменьшения звукового воздействия оборудования кондиционирования.

Ключевые слова: шум, кондиционирование, компрессорно-конденсаторные блоки, ККБ.

Шум и вибрация оказывают негативное влияние на самочувствие и работоспособность человека. Даже слабый монотонный шум в 70–80 децибел (дБА) может привести к снижению работоспособности, появлению головной боли, к нервным срывам, бессоннице. В настоящее время в системах кондиционирования воздуха широко используются компрессорно-конденсаторные блоки (ККБ), которые оказывают шумовое давление на прилегающую территорию. Работающие продолжительное время в течение дня, а зачастую и круглосуточно, указанные установки вызывают жалобы жителей на производимый ими шум.

Выделяют два основных источника шума в промышленных ККБ: компрессор и вентилятор конденсатора. Для устранения шума, создаваемого оборудованием ККБ, рассматриваются различные способы. Рассмотрим причины и пути устранения шумовых воздействий от установленного оборудования на одном из административных зданий — двух ККБ для работы в комплексе с приточными установками.

Основным источником высокого уровня шума в установленном ККБ являются работа осевые вентиляторов, установленных внутри корпуса блока в количестве 2 штук, которые периодически одновременно включаются для выполнения функции циркуляции воздуха через теплообменник блока. Вентиляторы работают с постоянной максимальной скорость и высокая скорость вращения лопастей создает сильный поток воздуха. Шум от вентиляторов наружного блока напрямую зависит от скорости и объема воздуха, который они перемещают. Чем выше скорость воздушного потока, тем больше шума создается. Это связано с турбулентностью воздуха, возникающей при высоких скоростях. Звук от работы оборудования и создаваемого потока воздуха может отражаться от расположенных вблизи стен, окон, ограждений и оборудования, создавая эффект эха и увеличивая общий уровень шума в определенных точках. Когда воздух выходит из кондиционера после прохождения через теплообменник, он может создавать шум за счет высокой скорости и взаимодействия с окружающей средой. В некоторых случаях компоненты кондиционера или сопутствующие структуры могут вибрировать на определенных частотах, усиливая шум за счет резонансных эффектов.

При одновременной работе двух ККБ, являющихся источниками шума, расположенных рядом, важно учитывать некоторые аспекты, связанные с их работой и взаимодействием, чтобы снизить уровень шумового загрязнения. Это может быть описано следующим образом: шум от двух источников шума не просто складывается, а суммируется логарифмически [2]. Это означает, что если каждый ККБ создает шум уровнем 60 дБ(A), то их совместная работа не будет 120 дБ(A), а приблизительно 64 дБ(A). Это связано с тем, что человеческое ухо воспринимает звук по логарифмической шкале. Шум от двух блоков может интерферировать, то есть усиливаться или ослабляться в зависимости от их фазы работы и расстояния между ними. Если вентиляторы и компрессоры работают синхронно, шум может усиливаться в определенных точках пространства. Если же они работают с разницей в фазе, то в некоторых местах шум может быть ниже, чем от одного блока.

Вибрации от работающих блоков могут передаваться через конструкцию здания, усиливая шум [3]. Усиление шума возможно из-за особенностей окружающей среды (например, в замкнутых пространствах). Учитывая все вышеизложенные факторы можно сказать о том, что при работе ККБ могут возникать условия, при которых уровень шумовых характеристик работающего оборудования может как превышать, так и быть ниже значений в соответствии с нормами СП51.13330.2011 «СНиП 23–03–2003 Защита от шума» [1].

Рассмотрим несколько наиболее эффективных вариантов мер для устранения шумового воздействия от установленных ККБ в соответствии с нормами и правилами проектирования [4]:

Одним из способов является снижение скорости вращения вентиляторов. Это выполнимо до тех пор, пока мощность и давление воздуха сохраняются в пределах допустимого. Обычно при снижении скорости (частоты вращения) вентилятора сокращается и уровень шума. Например, при уменьшении скорости на 20 % уровень шума снижается на 5 дБ, снижение скорости на 30 % сокращает его на 8 дБ и т. д. Снизить уровень шума от вентиляторов ККБ проще всего посредством частотного регулятора скорости вращения вентиляторов. Когда не требуется снижение шума, часто используют ступенчатое включение вентиляторов, при котором каждый включается сразу с максимальными оборотами. Большой шум дают именно обороты, т. е. 3–4 вентилятора, но с меньшими оборотами производят существенно меньше шума, чем один вентилятор на максимальных оборотах. Изменяя скорость вращения вентиляторов в зависимости от температуры — позволит снизить шум при работе кондиционера на низких скоростях.

Применение шумоизоляционных кожухов — один из эффективных способов снизить уровень шума, он заключается в прокладке специальных шумоизоляционных материалов внутри корпуса кондиционера. Для этого могут использоваться звукопоглощающие панели или минеральная вата. Этот метод позволяет существенно снизить уровень шума при работе компрессора. Различные типы изоляции имеют различную степень звукоизоляции. Как правило, толщина 0,5–0,6мм помогает добиться снижения шума на 15–20 дБ(А), при необходимости можно увеличить толщину. Лучшим решением служит оборачивание в два и более слоев до достижения желаемого результата. Звукопоглощающие материалы поглощают звуковые волны, снижая уровень шумов от источника шума. Для этого используется пористый материал. При звукопоглощении волна не отражается, а проходит через поглощающий материал, при этом звуковая энергия рассеивается по пористому материалу. Звукопоглощающей изоляцией разумно обклеивают отсеки наружных блоков кондиционеров, где расположены источники звуковых волн. Толщина изоляции подбирается сообразно производимому шуму.

Если система кондиционирования уже установлена, и нет возможности применять перечисленные выше методы, можно использовать пассивные способы борьбы с шумом, например, акустические панели. Акустические панели устанавливаются на стены или потолки помещений и поглощают звуковые волны. Это отличный способ снизить общий уровень шума от ККБ. Панели могут быть выполнены из различных материалов: ткань, дерево, полимерные материалы. Снижение уровня шума установки, достигаемое при использовании этих панелей, может составлять до 12–15 дБ.

Одно из действенных решений — перенос шумящего оборудование на новое место, удаленного от жилых зданий. Когда ККБ монтируется вблизи одной, двух или трех отражающих стен необходимо принимать во внимание так называемый «фактор направления» распространения звуковой энергии. Во всех случаях произведенный шум распространяется по принципу полусферы. Отражаясь от стены, он возрастает на 3 дБ, от двух стен возрастает на 6 дБ — распространяясь в сегменте 1/4 сферы, от трех стен возрастает на 9 дБ — распространяется в сегменте 1/8 сферы, относительно показателей шума, замеренного в свободном пространстве. По этой причине целесообразно избегать расположения ККБ в углах помещений. И по возможности, располагать установки как можно дальше от стен.

Рассмотренные выше мероприятия могут быть использованы как по отдельности, так и в комбинации для достижения наилучшего результата в устранении шума от наружных блоков систем кондиционирования.

Литература:

1. СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23–03–2003 (с Изменением N1) СП (Свод правил) от 28.12.2010 N51.13330.2011.
2. Гусев В. П. Акустический расчет как основа для проектирования малошумной системы вентиляции (кондиционирования) // АВОК.– 2006.– № 6.
3. Гусев В. П. Вибрация оборудования инженерных систем и способы защиты от нее // АВОК.– 2010.– № 5.
4. СП 271.1325800.2016 «Системы шумоглушения воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Правила проектирования» (Приказ Минстроя России от 16 декабря 2016 г. № 959/пр).