عایق کاری HVAC

By | شهریور ۲۱, ۱۳۹۱

معیار نویز (Noise Criteria)

در طراحی آکوستیک سیستم های تهویه، می بایست میزان حساسیت شنوایی انسان ها مدنظر قرار گیرد. به این ترتیب، دیگر مقدار “بلندی” صدا را، بر اساس اعدادی کاملا مطلق و دقیق نمی توان بیان کرد، چراکه حساسیت شنوایی در انسان ها متفاوت است. همچنین، گوش انسان واکنش های مختلفی نسبت به صداهای با شدت مختلف و فرکانس مختلف، از خود نشان می دهد. مثلا صدایی با شدت صوت مشخصی، ممکن است در فرکانسی “بلند” تعبیر شود، ولی همان شدت صوت در فرکانس دیگری چندان آلودگی صوتی ایجاد نخواهد کرد. برای تسهیل طراحی مهندسی آکوستیکی، معیاری تعریف می شود به عنوان معیار نویز (Noise Criteria). این معیار به صورت نمودارهایی نسبت به شدت صوت (برحسب dB) و فرکانس (فرکانس های میانی باندهای اکتاو) رسم می شود. این نمودارها، مقدار حداکثر شدت صوت را در هر فرکانس بیان می کنند. مثلا برای داشتن NC-35، شدت صوت در دامنه فرکانسی، باید زیر نمودار NC=35 قرار بگیرد.

 عایق کاری HVAC

مقدار مناسب NC متناسب با نیازهای طراحی و سیستم آکوستیک مطلوب، تعریف می شود. در بیشتر مواقع مقدار NC-45 جوابگوی عایق کاری آکوستیک سیستم تهویه است. معیار نویز، هرچند پارامتری مفید و مهم در طراحی آکوسیتک سیستم های تهویه محسوب می شود، اما می تواند عایق کاری صوتی را دچار خطا کند. مثلا چون معیار نویز به صورت مقادیر گسسته با فرجه های ۵ واحدی، تعریف می شود، ممکن است دو طیف مختلف نویز یا میزان آلودگی متفاوت، هر دو به یک NC ارجاع داده شوند.

معمولا فرکانس های پایین کمتر از فرکانس های بالاتر توسط عایق های صوتی جذب می شوند (البته این اصل برای میرایی صدا عمومیت دارد). بنابراین برای عایق کاری آکوستیک سیستم های تهویه، باندهای اکتاو ۶۳Hz و ۱۲۵Hz باید بیشتر مورد توجه قرار گیرند، چراکه وجود نویز در این باندها، می تواند باعث لرزش سیستم شود.

عایق کاری داکت ها (HVAC)

نکات زیر می تواند در عایق کاری صوتی داکت ها موثر واقع شود:

– از تجهیزاتی استفاده شود که حداقل سطح شدت صوت را دارند

– دریچه های خروجی هوا تا حد امکان دور از محل های حساس به صدا تعبیه گردند

– دریچه های خروجی هوا باید حداقل به مقدار ۵/۱ برابر بزرگ ترین وجه داکت های مستطیلی از زانویی ها و محل های شکست داکت فاصله داشته باشند. برای داکت های دایره ای، این فاصله باید حداقل ۵/۱ برابر قطر داکت باشد.

– از زانویی های منحنی (شعاع دار) استفاده شود و تا حد امکان از زانویی های با گوشه های تیز اجتناب شود. اگر زانویی های منحنی شکل در سازه جا نمی گیرند، بهتر است شکل زانویی پخ دار باشد.

– از سرعت هوا در خروجی ها کاسته شود. می توان اندازه داکت را در خروجی افزایش داد تا دبی جریان با افت سرعت، کاهش نیابد.

– از تغییر زاویه داکت بیش از ۱۵ درجه جلوگیری شود. در صورت نیاز به تغییر مسیر داکت، از زانویی با شرح فوق استفاده شود.

– کاهنده ها (کاهش دهنده اندازه داکت) نباید زاویه ای بیش از ۴۵ درجه و افزایش دهنده ها نباید زاویه ای بیش از ۶۰ درجه داشته باشند. (تعیین کاهنده یا افزایش دهنده بودن متناسب با جهت جریان انجام می شود)

– در صورت عبور سیم ها و اتصالات الکتریکی از درون داکت ها، می بایست اتصالات کمی شل باشند و صلب نباشند.

اولین گام در طراحی یک سیستم با حداکثر عملکرد آکوستیکی، تعیین یک معیار ارزیابی است. پس از تعیین معیار ارزیابی (مثلا NC)، تعیین سطح قابل قبول آن مطابق با آن معیار است (مثلا NC 35 یا NC 45). سطح قابل قبول متناسب با نیازمندی های طرح و هدف سیستم مشخص می شود.

سیستم را مطابق با نیازمندی های طرح، طراحی کنید. سطح فشار صوت اولیه، همان سطح فشار صوت تجهیز جاری کننده هوا (مانند فن و کمپرسور) است که از مقدار آن را از کاتالوگ سازنده و یا با اندازگیری می توان بدست آورد. سیستم را به صورت بخش های مجزا تصویر کنید. بهترین تعریف برای هر بخش عبارت است از ناحیه بین شاخه های داکت ها و جاهایی که داکت ها انشعاب می یابند و از سطح فشار صوت کاسته می شود. صداگیرها (silencers) هرکدام خود یک بخش فرض می شند تا مقدار افت فشار صوت و نویزی که خود ایجاد می کنند تقریب زده شود. برای تمامی باندهای اکتاو باید ارزیابی ها صورت گیرد.

هنگامی که داکت انشعاب می یابد، سطح فشار صوت افت پیدا می کند. مقدار افت متناسب با نسبت سطح داکت ها در پایین دست جریان است. در یک اتصال T شکل با سطوح داکت A1 و A2 در پایین دست جریان، مقدار افت فشار صوت در هریک از شاخه ها به صورت زیر محاسبه می شود:

L1 = 10 × Log (A1 / (A1 + A2)

L2 = 10 × Log (A2 / (A1 + A2)

 

مثلا اگر A1 برابر با ۴۰۰ اینچ مربع و A2 برابر با ۹۰۰ اینچ مربع باشد، L1 = -5 dB و L2 = -2 dB خواهند بود. این مقدار کاهش برای همه فرکانس ها صادق است.

همه افت های را در طول خط جریان در نظر بگیرید و از مقدار اولیه سطح فشار صوت کم کنید. سپس نویزهای احتمالی اضافه شده را به سطح فشار صوت باقی مانده اضافه کنید. توجه کنید که اگر دو منبع نویز مجزا در یک بخش داشته باشیم که اختلاف شدت صوتی بیش از ۱۰دسیبل دارند، تنها اثر منبع صوت قوی اضافه می شود و لازم نیست اثر منبع صوت ضعیف تر را به مقدار باقی مانده شدت صوت اضافه کنیم.

این پروسه را ادامه دهید تا به دریچه خروج برسید. مقدار نویز ایجاد شده توسط دریچه را که معمولا تابعی از سرعت جریان است، به مقدار شدت صوت باقی مانده اضافه کنید.

وقتی ارزیابی ها برای همه باندهای اکتاو تمام شد، می توان تعیین کرد که چه مقدار کاهش صوت در چه فرکانس هایی مورد نیاز است.

نویز فرار (Break-out noise)

نویز فرار نویزی است که درون داکت به خارج فرار می کند. داکت های مستطیلی بیش از داکت های دایره ای اجازه فرار به نویز می دهند. به خصوص در فرکانس های پایین فرار نویز بیشتر اتفاق می افتد.

نویزهای داخل شونده (Break-in noise) نیز وجود دارند که از دیواره داکت به داخل آن نفوذ می کنند. داکت های مستطیلی بیشتر از داکت های دایروی اجازه ورود نویز به داخل خود را می دهند. اگر داکت ها در نزدیکی تجهیزات پرسر و صدا نصب شده باشند، بهتر است در سطح خارجی آنها پوشش های آکوستیک نصب شود تا ورود نویز به داخل داکت به حداقل برسد.

نقش فرکناس در کاهش صدا

معمولا فرکناس های پایین سخت تر از فرکانس های متوسط و بالا جذب می شوند و افت فشار کمتری خواهند داشت. هرچه ضخامت پوشش آکوستیکی داکت بیشتر باشد، جذب صوت در فرکانس های پایین بهتر انجام خواهد شد. استفاده از صداگیرها (silencer) در جذب صوت های فرکانس متوسط و بالا بسیار موثر خواهد بود.

صداگیرها (Silencers)

سه نوع صداگیر وجود دارد: Dissipative – Reactive – Active

در انتخاب نوع صداگیر باید به نکات زیر توجه شود:

– ضریب جذب صوت – مقدار کاهش شدت صوت قبل و بعد از صداگیر

– افت فشار استاتیک جریان در حین عبور جریان از صداگیر

– نویز بازتولید شده – صدایی که در اثر عبور جریان هوا از درون صداگیر ایجاد می شود (متناسب با افت فشار استاتیک)

کناره های صداگیرهای dissipative و reactive از صفحات فلزی سوراخ شده ساخته شده است. فضای داخلی صداگیرهای dissipative از مواد جاذب صوت مانند پشم شیشه یا پشم سنگ پر می شود که خصوصیات جذب صوت خوبی از خود نشان می دهند. فضای داخلی صداگیرهای reactive تهی بوده و ماده ای درون آن نیست ولی به گونه ای تنظیم می شوند که شدت صدا را در فرکانس های خاصی کاهش می دهند در نتیجه این گونه صداگیرها برای باند وسیعی از فرکانس ها مناسب نیستند.

صداگیرهایی که جاذب های داخلی دارند، حداقل باید سه برابر قطر داکت از فن فاصله داشته باشند. نصب صداگیر در فاصله ای کمتر از سه برابر قطر داکت، افت استاتیکی شدید فشار جریان در حین عبور از صداگیر را به همراه خواهد داشت که خود افزایش نویز و صدا را در پی دارد.

مقدار افت فشار، نویز بازتولید شده و ضریب جذب صوت صداگیرهای dissipative و reactive باید توسط سازنده در کاتالوگ محصول عنوان شود. اندازگیری ها باید مطابق با استاندارد ASTM E477-06a (تحت عنوان Standard Test Method for Measuring Acoustical and Airflow Performance of Duct Liner Materials and Prefabricated Silencers) انجام شود.

صداگیرهای active موج معکوسی از خود تولید می کنند که با برهمنهش روی صدا اصلی، شدت آن را می کاهد. این گونه صداگیرها معمولا از یک میکروپروسسور، دو میکروفن که با فاصله مشخص از هم قرار گرفته اند و یک بلندگو که بین دو میکروفن درون داکت قرار گرفته است، تشکیل شده اند. میکروفن نزدیک به منبع صوتی با فرکانس پایین تر، سیگنال صدای منبع را به میکروپروسسور می فرستد. میکروپروسسور موجی در فاز مقابل (۱۸۰ درجه برعکس موج ورودی) ایجاد می کند و آن را از طریق بلندگو پخش می کند. موج جدید با موج قبلی تداخل کرده و شدت آن را می کاهد. مکیروفن دوم که در پایین دست جریان قرار گرفته است، صدای کاهش یافته را اندازگیری کرده و سیگنال بازخور (feedback) به میکروپروسسور می فرستد.

صداگیرهای active چون المان های حجیمی ندارند، باعث افت فشار استاتیکی جریان نمی شوند ولی عملکرد آنها در باند فرکانسی وسیع محدود است. با استفاده از این صداگیرها معمولا می توان صداهای با باند فرکانس محدود را تا ۳۵dB کاهش داد ولی باندهای وسیع تنها ۱۰ الی ۲۰dB کاهش می یابند. در هرحال، از صداگیرهای active در مواقعی که سرعت جریان بیش از ۱۵۰۰fpm باشد به خطار پدیده اغتشاش جریان (turbulence) نمی توان استفاده کرد.

نویز بازتولید شده به خطار عبور جریان از درون صداگیر بوجود می آید. معمولا وقتی افت فشار استاتیکی جریان، بیش از ۰٫۰۳۵ in. wg باشد، نویز بازتولید شده در محاسبات وارد می شود.

برگرفته از دانشنامه عایق ایران

One thought on “عایق کاری HVAC

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *