Звукоизолирующие кожухи для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: лучшие практики

Управление погодой было давней мечтой человечества с самого зарождения. Взять, к примеру, антропоморфных богов и мистических существ, которые влияли на климат в различных сказаниях и мифах. Человечество осуществило эту мечту, создав систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Это неотъемлемое дополнение к современной жизни имеет свою цену. И речь идёт не об очевидной финансовой. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха часто шумят. Разрушительные воздушные и структурные шумовые помехи, которые мешают расслабиться, сосредоточиться и восстановиться. Теперь мечта — контролировать шум от системы кондиционирования.

Благодаря акустическим кожухам эта мечта станет всего лишь коротким сном. Эти решения представляют собой точно спроектированные оболочки, которые удерживают, поглощают и изолируют звук до его распространения, устраняя проблему в самом её источнике.

 

Понимание акустических корпусов

 

Мощное механическое оборудование, такое как чиллеры, воздухообрабатывающие агрегаты или крышные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, обычно производит воздушный и структурный шум. Находиться рядом с ними неприятно, но обычно их устанавливают в густонаселённых районах.

У нас было несколько проектов, в которых офисное здание и жилой комплекс пытались сосуществовать, а блок HVAC подвергал их постоянному воздействию шума.

Звукоизолирующие кожухи отличаются от жалюзи или воздуховодных глушителей , которые препятствуют распространению звука через воздушные потоки. Кожухи препятствуют прямому распространению шума, исходящего от самого оборудования.

 

 

Они изготовлены из оцинкованной или покрытой порошковой краской стали, представляют собой жёсткую структурную раму и заполнены звукопоглощающими материалами. Сочетание массы и звукопоглощения позволяет корпусам блокировать и ослаблять звуковую энергию в широком диапазоне частот.

Основные функции звукоизолирующего кожуха системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха включают в себя:

• Предотвращение распространения звука по воздуху от вибрирующих поверхностей машин.
  
• Ограничение передачи вибрации на строительные конструкции.
  
• Сохранение оперативного доступа через съемные панели, смотровые окна или навесные звукоизолирующие двери.
  
• Обеспечение вентиляции с помощью ослабленных путей воздушного потока и глушителей для предотвращения накопления тепла.
  

В результате получается автономный блок акустического контроля. Благодаря ему машина акустически и механически изолирована от окружающей среды. Это особенно ценно в густонаселённых городских районах, центрах обработки данных или на объектах со строгими нормами по уровню шума.

 

Почему шум систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требует особого внимания

 

Глядя только на их прямоугольную форму, можно создать неверное впечатление, но системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха имеют сложный профиль шума. Они генерируют смесь тональных и броdbшумов. В этом и заключается сложность.

С одним источником шума гораздо проще справиться, но с кондиционерами это случается редко, если вообще случается. Тональный шум возникает от двигателей, вентиляторов и ремней, работающих на фиксированных скоростях. Это и создаёт тот самый знаменитый гул кондиционера. Турбулентность воздушного потока, или циклическая работа компрессора, генерирует более широкий диапазон частот, что затрудняет его изоляцию и контроль.

Постоянный шум, или гул, предсказуем, поэтому его легче изолировать и контролировать. Проблема в том, что в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха этот тип шума часто сочетается с прерывистым. Компрессоры и вентиляторы конденсатора могут создавать непредсказуемые всплески шума при включении и выключении. Эта непоследовательность заставляет людей более ощутимо воспринимать раздражающий звук.

 

 

К типичным источникам шума систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха относятся:

• Осевые и центробежные вентиляторы
  
• Компрессоры и конденсаторы
  
• Электродвигатели и насосы
  
• Передача вибрации через рамы, опоры и соединения воздуховодов
  
  

Исследования, подобные опубликованному доктором медицинских наук Матиасом Баснером , связывают хроническое воздействие шума от систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха со снижением когнитивных способностей, повышенным стрессом и нарушением сна.

Это особенно заметно, когда помещения расположены рядом с офисными зданиями, больницами или жилыми кварталами. Городские районы с отражающими поверхностями только усугубляют проблему, заставляя звук непредсказуемо распространяться между зданиями.

Для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требуются точно спроектированные акустические кожухи, которые одновременно учитывают воздушный поток, вибрацию и тональный состав.

 

Лучшие практики проектирования корпусов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

 

Эффективные звукопоглощающие кожухи должны учитывать воздушный поток, безопасность и доступ для обслуживания. Успешное проектирование начинается с понимания акустического профиля устройства и адаптации решения к его конкретным требованиям.

 

 

Именно поэтому нельзя просто купить готовое решение и установить его, как лампочку. Вам нужны специалисты по акустике , которые оценят ситуацию и дадут рекомендации по оптимальному подходу к звукоизоляции систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Подход под руководством экспертов

1. Начните с акустической оценки конкретного объекта
   
   Измерьте громкость работы системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (в децибелах) и определите, насколько тише она должна быть, чтобы не беспокоить соседние помещения, такие как дома, офисы или больницы.
   
   Это поможет вам поставить реалистичную цель по снижению шума и убедиться, что ваш проект будет соответствовать местным нормам по уровню шума (например, Директиве ЕС 2002/49/EC или ISO 11690 по уровню шума на рабочем месте).
   
   
2. Проектирование для управления тепловым режимом
   
   Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) генерируют много тепла, поэтому ваше помещение должно обеспечивать приток и отток воздуха. Используйте шумоглушители или акустические жалюзи, чтобы поддерживать вентиляцию и не допускать шума. Если естественного потока воздуха недостаточно для охлаждения оборудования, добавьте вентиляторы или механические системы для активного перемещения воздуха; это называется принудительной вентиляцией.
   
   
3. Используйте высокоэффективные акустические материалы
   
   Корпуса обычно состоят из стальной обшивки, заполнения минеральной ватой или пенопластом, а также слоев с наполнителем для блокировки воздушного шума и поглощения реверберации. Выбирайте негорючие и влагостойкие материалы для продления срока службы.
   
   
4. Минимизировать передачу вибрации
   
   Используйте антивибрационные опоры, плавающие полы или изолирующие прокладки, чтобы изолировать корпус от пола или окружающей конструкции. Это предотвращает распространение корпусного шума.
   
   
5. Отдайте приоритет модульности и доступу к сервисам
   
   Вы же не хотите, чтобы инспекторы составили вам протокол или выписали штраф из-за отсутствия доступа к устройству? Оборудуйте кожухи съёмными панелями, люками для обслуживания и смотровыми окнами для проведения плановых осмотров без разборки. Модульность обеспечивает быструю сборку и удобную транспортировку при установке на крыше или в компактном исполнении.
   
   
6. Избегайте акустических сокращений
   
   Даже небольшие отверстия могут пропускать звук. Убедитесь, что все стыки, кабельные вводы и соединения воздуховодов герметичны. Используйте такие материалы, как резиновые прокладки, специальные герметики (акустический герметик) или перекрывающие друг друга панели, чтобы предотвратить проникновение шума.
   
   
7. Характеристики модели перед изготовлением
   
   Обращаясь к такому эксперту, как DECIBEL, запросите услуги по конечно-элементному анализу (FEA) или вычислительной гидродинамике (CFD). С помощью этих методов мы можем моделировать распространение шума и эффективность вентиляции на концептуальном уровне. Это снижает риски и экономит средства при монтаже, поскольку вы получаете детальное моделирование на экране, позволяющее увидеть, как различные решения повлияют на вашу систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

 

 

Материалы и конструкции

 

Эффективность звукоизолирующего кожуха определяется тремя основными факторами: весом каркаса (массой), степенью поглощения вибраций (демпфированием) и способностью поглощать звуковую энергию (поглощением). Для эффективной работы решения каждый из этих факторов должен быть тщательно просчитан и скомбинирован с остальными.

1. Масса – остановка воздушного шума

Масса — первый и самый очевидный барьер для звука. Согласно закону массы, чем плотнее и толще материал, тем больше он препятствует распространению звуковых волн. Это особенно актуально для низкочастотного шума, который часто встречается в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

• В качестве наружной оболочки корпуса используются такие материалы, как сталь, бетон или древесноволокнистая плита высокой плотности.
  
• Более тяжелая ограждающая стена может блокировать больше звука, но дополнительная масса также означает, что при проектировании следует учитывать структурную поддержку.

2. Демпфирование – контроль передачи вибрации

Звук может распространяться через сам корпус, особенно при вибрации компонентов. Именно здесь вступает в дело демпфирование. Демпфирующие материалы преобразуют механическую вибрацию в низкопотенциальное тепло, разрывая цепь передачи звука.

• Обычно это предполагает добавление вязкоупругого слоя между двумя жесткими панелями.
  
• Это особенно важно вблизи точек крепления, крепежных элементов или в любых местах, где оборудование напрямую крепится к корпусу.
  
• Без надлежащего демпфирования корпус может усиливать шум, как мембрана барабана, даже если он сделан из толстой стали. Что противоречит его предназначению.

3. Поглощение – впитывание внутренних отражений

Попадая в помещение, звук может распространяться внутри, создавая давление. Внутренние стены оснащены поглощающими материалами, которые поглощают эту энергию, не давая ей выйти наружу.

• Обычные материалы включают акустическую пену и минеральную вату.
  
• Обычно они устанавливаются за перфорированной металлической облицовкой, чтобы звук мог достигать поглощающего слоя.
  
• Поглощение помогает устранить средне- и высокочастотный шум, например, гул двигателя.
  

Компоненты типичного корпуса

• Внешний стальной лист (для звукоизоляции и защиты от атмосферных воздействий)
  
• Демпфирующий состав среднего слоя (для снижения вибрации)
  
• Внутреннее акустическое заполнение (для поглощения звука)
  
• Перфорированная внутренняя обшивка (для защиты наполнителя и обеспечения доступа к нему звуковых волн)
  

Пожарная безопасность и долговечность

Наружные блоки HVAC работают в условиях непогоды. Поэтому материалы для корпусов должны быть огнестойкими, устойчивыми к коррозии и погодным условиям. Обычно используется оцинкованная или нержавеющая сталь с защитным покрытием, защищающим от дождя, ветра и ультрафиолетового излучения.

 

Интеграция с другими элементами шумоподавления

 

Хотя эта статья посвящена решению проблемы шума в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВК), эти системы редко бывают самостоятельными. Любое решение будет гораздо эффективнее при наличии комплексной стратегии звукоизоляции, учитывающей всю механическую систему или архитектурный подход.

 

 

Кожухи в значительной степени подавляют звук, но в сочетании с контролем вибрации, ослаблением шума в воздуховодах и изоляцией зданий они могут быть гораздо более эффективными.

• Виброизоляторы : используйте пружинные опоры, антивибрационные прокладки или резиновые ножки под блоками HVAC, чтобы предотвратить распространение механического шума через структурные опоры в полы или стены.
  
• Глушители для воздуховодов или акустические экраны: кожухи могут сдерживать воздушный шум у машины, но шум всё равно может распространяться через подключённые воздуховоды. Установка глушителей помогает поглощать звук до того, как он достигнет жилых помещений.
  
• Обработка ограждающих конструкций здания: В помещениях, где низкий фоновый шум имеет решающее значение, контроль шума должен выходить за пределы машинного отделения. Звукоизоляция стен, потолков и коммуникационных шахт обеспечивает ограничение звуковой энергии.
  

Звукоизолирующие кожухи — это всего лишь нота в симфонии звукоизоляции зданий. На рынке представлено так много решений, что игнорировать шум от вашей системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха просто неразумно, как с точки зрения нормативных требований, так и с точки зрения пользователя.

Эти кожухи изолируют шум от машин, но они сами по себе не должны быть изолированы от согласованного проекта акустического дизайна.

Свяжитесь с нами , чтобы узнать, как компания DECIBEL может помочь вам разработать и реализовать высокопроизводительные акустические корпуса!