Решения защиты от шума оборудования систем кондиционирования воздуха, охлаждения и воздушного отопления

строительные науки Решения защиты от шума оборудования

систем кондиционирования воздуха, охлаждения

акустика и воздушного отопления

В.П. Гусев, И.Л. Шубин

НИИСФ РААСН

Системы кондиционирования воздуха, охлаждения и воздушного отопления (СКОВО) применяются в административных и общественных зданиях, в жилых и спортивно-оздоровительных комплексах для создания нормативных и комфортных температурно-влажност-ных режимов. При работе оборудование этих систем негативно воздействует на места обитания человека — излучает шум, звуковая мощность которого пропорциональна его потребляемой мощности. В статье приводится информация о положительном опыте защиты от шума оборудования СКОВО, устанавливаемого на строящихся и реставрируемых объектах г. Москвы.

Источниками шума СКОВО являются, в первую очередь, холодильные машины, различные охладители и сухие градирни, конденсаторы, наружные блоки кондиционеров. Эти элементы систем устанавливаются, как правило, снаружи зданий на кровле, на специальных открытых площадках и стенах. Шум, излучаемый ими в окружающее пространство, воздействует на прилегающую городскую застройку, создавая в местах работы, проживания и отдыха населения недопустимые акустические условия. Нередко такие условия создаются и при проникновении шума через ограждения в здание, на котором они установлены.

Излучателями повышенного шума всех указанных агрегатов являются преимущественно осевые вентиляторы (у холодильных машин это могут быть еще и компрессоры). Из-за конструктивных особенностей и ограничений, связанных с условиями эксплуатации, спектр средств, пригодных для снижения их шума, весьма ограничен. Многолетний опыт работы авторов в области борьбы с шумом различных источников показал, что практически единственным оптимальным способом защиты от шумового воздействия разнообразных по типу и мощности холодильных установок и охладителей является экранирование.

В настоящее время экранирование шума точечных, линейных и пространственных источников осуществляется посредством так называемых акустических экранов (АЭ). Проектирование АЭ проводится на основе расчетов, базирующихся на теории акустики (волновой, геометрической и статической), описывающей процессы поглощения, отражения, прохождения, интерференции и дифракции звука на элементах акустических экранов. Наиболее точное физическое представление работы акустических экранов дал 3. Маекава [1,2,3]. Он применил идеи дифракционной теории Френеля-Кирхгофа и получил достаточно простые выражения для определе-

ния эффективности экранов различной формы. Учитывая их простоту и в целом ясность предлагаемого метода расчета для различных ситуаций (условий), они нашли наибольшее распространение. Существуют и другие расчетные методы [4,5].

Так, для экранирования шума автомобильных и железных дорог широкое применение нашли металлические акустические экраны со звукопоглощением. По акустической эффективности, долговечности, надежности, стойкости и внешнему виду металлические акустические экраны со звукопоглощением имеют неоспоримые преимущества перед отражающими экранами из бетона или кирпича. Разработаны технические требования на изготовление и монтаж АЭ, новые технологии производства АЭ из металла, а также технологии монтажа и демонтажа АЭ. Конструктивные решения и технологии производства заложены в основу проектно-конст-рукторской документации основных отечественных производителей АЭ фирмы «Трансбарьер» и «Мас-стар». Они изготавливают десятки конструкций металлических экранов, обладающих высокой эффективностью, удобствами при сборке, высокими эксплуатационными качествами. Другими словами, в стране создана научная база, выполнены основные конструктивные разработки, создана технология производства и монтажа АЭ, построены предприятия для их производства.

В практике защиты от шума оборудования СКОВО в каждом конкретном случае параметры АЭ подбираются индивидуально и согласовываются с заказчиками.

В общем, при решении задачи по обеспечению требуемого снижения шума элементов СКОВО технические решения экранирования, а также требования (рекомендации) на проектирование и изготовление акустических экранов, приходится разрабатывать на основе предварительно выполненных расчетов по действующим методикам, учитывающих расположение АЭ в пространстве, их форму и размеры, звукопоглощающие и звукоизолирующие свойства материалов. Часто заказчику необходимо представлять на согласование несколько вариантов экранирования с прогнозируемыми акустическими характеристиками. При этом не всегда предпочтение отдается не наиболее эффективному из них, а оптимальному с точки зрения формы, размеров и используемых материалов.

В последние несколько лет сотрудники НИИСФ участвовали в проектировании и строительстве огромного множества разных по назначению крупных и важных объектов мегаполиса, где задача защиты от шума оборудования СКОВО, наряду с другими способами и средствами, успешно решена экранированием. В качестве примера можно привес-

акустика

ти Государственный музей-заповедник «Царицыно» (ул. Дольская, д. 1, стр. 6); комплекс зданий МТС-5 ОАО «Ростелеком» (ул. Гончарная, д. 30); административный комплекс (Страстной бульвар, вл. 9); многофункциональный спортивно-развлекательный комплекс (Ленинградское шоссе, д. 37); московский медицинский центр (ул. Крылатская, д. 15); жилой комплекс с подземной автостоянкой (ул. Косыгина, д. 2); торгово-офисный комплекс с подземным гаражом-автостоянкой (ул. Воздвиженка, д. 10/2); жилой комплекс с офисными помещениями (ул. Шаболовка, д. 10); гостинично-деловой комплекс (ул. Поклонная, вл. 9); бизнесцентр «Северное Сияние» (ул. Правды, д. 26); го-стинично-административный комплекс (ул. Б. Грузинская, вл. 52 и Тишинская площадь, д. 3); выставочный павильон на Октябрьской площади ВВЦ (ул. Сергея Эйзенштейна, Октябрьская площадь); универсальный (трансформируемый) зал в Барвихе (Московская обл., Одинцовский район, д. Барвиха); специальная школа-интернат №30 (ул. Олений Вал, д. 22); административный комплекс для размещения территориальных налоговых инспекций (ул. Земляной вал, вл. 11—13); многофункциональный спортивно-рекреационный центр (Ленинградский проспект, вл. 31, стр. 2); многофункциональный комплекс на участке №14 ММДЦ «Москва-Сити» (Краснопресненская набережная); административно-офисный блок (Хорошовское шоссе, вл. 2—20, блок В).

Доказательством положительного решения поставленных задач, разумеется, могут служить натурные испытания. Однако в натурных условиях в городской застройке на расстоянии более 10 м от источника шума из-за высокого круглосуточного фона эффективность (эффект установки) экранов точно определить (измерить) практически невозможно, поэтому она принималась равной требуемому снижению шума. В зависимости от ситуации требуемое снижение уровня шума составляло 6—20 дБ А. Шум оборудования систем на фоне шумового воздействия других источников не проявлялся.

Эффективные примеры технических решений экранирования шума оборудования СКОВО и схемы установки экранов у источников шума на некоторых из перечисленных объектов представлены на рисунках 1 — 11. Они объединены в четыре группы по типу оборудования.

Холодильные машины

1. Требуемое снижение шума мощных холодильных машин типа кТДй и сухих охладителей типа СХДЫ фирмы «ТРЕЙН», размещенных на кровле 7-этажного административного здания, в жилой за-

стройке достигнуто за счет установки акустических экранов, приведенных на рисунке 1.

АЭ состоят из вертикальной и наклонной части. Верхняя точка вертикальной части выше верхней точки источника шума на 1000 мм. В верхней вертикальной части экранов устанавливаются наклонные экраны (козырьки). Угол наклона козырьков 45° и 60°, ширина — 1000 и 2000 мм. Экраны в плане выходят за абрисы источников шума (машин) на 2000 мм. Расстояние между корпусом источника шума (машины) и экраном 800 мм.

Конструкция акустического экрана состоит из ограждающей преграды, выполненной из плоского асбе-стоцементного листа толщиной 12,5 мм, или плотного пластика толщиной 12—15 мм, или металлического листа толщиной 1—1,2 мм, облицованной со стороны источника шума звукопоглощающим материалом.

Вариант простой и эффективной в широком диапазоне частот звукопоглощающей облицовки представлен на рисунке 2.

Звукопоглощающие панели (стенки) предназначены для повышения эффективности АЭ. Конструкция панели аналогична конструкции АЭ. Отличие — звукопоглощающая облицовка с обеих ее сторон. Высота панелей равна высоте вертикальной части акустического экрана.

2. Акустический экран, схема установки которого приведена на рисунке 3, обеспечивает защиту террасы ресторана от шума холодильных машин. Объект — многоэтажное здание гостиницы многофункционального спортивно-рекреационного центра на Ленинградском проспекте.

Здесь и в дальнейшем для экранов используются материалы, приведенные в п.1, а звукопоглощающая облицовка АЭ идентичная той, что приведена на рисунке 2.

3. Для защиты прилегающей жилой застройки от шума холодильной машины установлена система АЭ, как показано на рисунке 4.

Холодильная машина типа ДСХНР фирмы «иМНАМ-ВиБН» расположена на кровле жилого дома категории «А».

Дополнительный забор воздуха осевых вентиляторов машины организован за счет щели шириной 200 мм между площадкой и нижней кромкой АЭ. Некоторое понижение эффективности экрана со щелью компенсируется экранирующим действием парапета по краю кровли.

Для предотвращения образования повышенного структурного шума в помещениях под перекрытием предусмотрено виброизолирующее основание под машину, а также виброизоляция соединительных труб в местах прохода через ограждения.

4. Защиту прилегающей к зданию жилой застройки от повышенного шума трех мощных холодильных машин в дневное время суток обеспечивает

акустика

5 2009 259

акустика

Рисунок 2. Звукопоглощающая облицовка.

1. Металлический перфорированный лист (коэффициент перфорации 25—35%, толщина 0,55 м);

2. стеклоткань Э2-100, Э3-100;

3. ЗПМ — минеральная вата, плотность 60—80 кг/м3 , толщина 80мм;

4. металлический профиль (деревянный брус с противопожарной обработкой поверхности);

5. экран (металлический или асбоцементный лист на опорах).

Рисунок 3. Схема установки экранов у холодильных машин.

акустика

Рисунок 4. Акустический экран у холодильной машины.

Рисунок 5. Схема установки акустического экрана.

акустика

I -1

существующий забор \

козырек экрана

1500

ООО ООО

козырек экрана

звукопоглощающая панель

\

сухая градирня ТНЕР!МСЖЕУ

1000

^45°

о о о{ ( о с

акустическии экран

акустическии, экран

существующий забор

звукопоглощающая панель

сухая градирня

800

' опора под экран

Рисунок 6. Схема установки акустического экрана у сухих градирен.

акустический экран, схема установки которого у вентиляционной шахты показана рисунке 5.

Холодильные машины (две типа ЫББ 5003 ЕОО и одна типа ЫББ 4502 ЕРО) установлены на кровле 6-этажного здания спортивных залов. Объект — многофункциональный спортивно-рекреационный центр на Ленинградском проспекте.

Экран жестко соединен со стенкой вентиляционной шахты. Звукопоглощающая облицовка предусмотрена выше этой шахты.

Сухие градирни и тепловые насосы

1. Требуемое снижение шума сухих градирен

в жилом 5-этажном доме, расположенном в 15 м от источников шума, достигнуто за счет установки АЭ со звукопоглощающими панелями. Схема установки экрана и панелей представлена на рисунке 6.

Объект — комплекс зданий МТС-5 ОАО «Ростелеком».

Экран установлен в торце сухих градирен, размещенных у забора предприятия на металлической платформе, со стороны жилого дома.

Высота экрана больше высоты машин на 2000 мм, ширина козырька 1000 мм. Расстояние от экрана до торцов машин от 500 до 900 мм.

2. Техническое решение по обеспечению необходимой защиты 12-этажного жилого дома от шума двух тепловых насосов типа СХДЫ 700 экранированием иллюстрирует рисунок 7.

Объект — административное здание многофункционального комплекса «Сибирское подворье».

Как видно, верхняя точка вертикальной части АЭ выше верхней точки источника шума на 500 мм. Экран в плане выходит за абрис источника шума на 1500 мм. В верхней вертикальной части экрана установлен козырек шириной 700 мм, угол наклона козырька 45°.

Расстояние между корпусом источника шума и экраном 800 мм (минимальное расстояние, необходимое для обслуживания агрегатов).

Наружные блоки кондиционеров

1. 3ащиту малоэтажных жилых домов категории «А» от воздействия шума наружного блока кондиционера обеспечивают система акустических экранов (выгородка), приведенная на рисунке 8.

Наружный блок типа Р500У0М установлен у сте-

акустика

акустическии экран

козырек экран

направление на 12-этажный жилой дом

направление на 12-этажный жилой дом

I - I

Рисунок 7. Схема размещения акустического экрана у тепловых насосов.

кровля 7-го этажа

ны снаружи гаража коттеджа №310 в поселке Ни-колино.

Необходимый забор воздуха осевых вентиляторов блока организован за счет щели шириной 250 мм в нижней части АЭ (между газоном и нижней кромкой экрана).

2. Акустический экран, приведенный на рисунке 9, обеспечивает защиту палат и операционных больницы стационара «Мединцентр» от шума двух мощных конденсаторных блоков.

Конденсаторные блоки один типа СУН-052Д/ 3(1), другой типа СУН-082Д/2 (2) — элементы системы кондиционирования воздуха в новом здании стационара «Мединцентр», расположенного на тер-

ритории Боткинской больницы, установлены рядом со зданием этого стационара.

3. Требуемое снижение шума в жилых помещениях квартир, создаваемого наружными блокаб-локами кондиционеров, размещенных на технических балконах на всех этажах того же здания, обеспечивают АЭ и звукопоглощающая облицовка стен балконов (рисунок 10).

Экраны устанавливаются перпендикулярно наружной стене здания на боковом срезе технического балкона — в сторону лестничной клетки (вылет экрана — 0,8 м).

АЭ являются продолжением звукопоглощающей облицовки (см. рисунок 2). Верх экрана закрыт

акустика

Поверхность земли Рисунок 8. Расположение системы экранов у наружного блока.

металлическим козырьком, защищающим слой звукопоглощающего материала от проникновения атмосферных осадков. Вентиляционное оборудование

Требуемую защиту трех зон жилой застройки от шума вентиляционного оборудования обеспечивает система АЭ, показанная на рисунке 11. Видно, что экраны установлены с трех сторон вентиляционной шахты.

Вентиляционное оборудование (крышные вентиляторы, вентустановки, воздуховоды) установлено на перекрытии выбросной вентиляционной шахты административного здания физкультурно-оздоровительного комплекса, который расположен в плотной жилой застройке.

Список литературы:

1. Z. Maekawa. Noise reduction by screens, Appl. Acoustics, 1968, vol.1.

2. Z. Maekawa at all. Some problemson noise prevention. Miskolc, 1971, 4.8.1-4.8.7.

3. Z. Maekawa. Simple estimation methods for reduction by variously shaped barriers. Arch. Acoustics, 1985, vol. 10(4).

4. Шубин И.Л. Акустическое благоустройство городов (на примере г. Москвы) / / Архитектурная акустика. Шумы и вибрации. Сб. тр. X сес. Росс. акуст. общ-ва. НИИСФ РААСН. — М., 2000. — T.3.

5. Шубин И.Л. Опыт проектирования шумоза-щитных экранов в г. Москве. Архитектурная акустика. Шумы и вибрации. Сб. тр. XI сес. Росс. акуст. общ-ва. НИИСФ РААСН. — М., 2001. — T.4.

акустика

Рисунок 9. Расположение акустического экранами кондиционеров, размещенных на технических балконах на всех этажах того же здания, обеспечивает АЭ и звукопоглощающая облицовка стен балконов (рисунок 10).

наружные блоки

звукопоглощающая 'облицовка

акустическии экран

Рисунок 10. Схема установки экранов технических балконах жилого дома.

звукопоглощающей облицовки на

акустика

4-этажный жилой дом

II - II

кровля

Рисунок 11. Схема установки акустических экранов у шахты.

266 5 2009