Calcul acoustique des systèmes de ventilation et de climatisation des bâtiments modernes. Calculs acoustiques Calculs acoustiques du système de ventilation

19.10.2019

Calcul acoustique comme base pour la conception d'un système de ventilation (climatisation) à faible bruit

V.P. Gusev, Docteur en Ingénierie. sciences, chef laboratoire de protection contre le bruit des équipements de ventilation et d'ingénierie et de technologie (NIISF)

La base de la conception de l'atténuation acoustique des systèmes de ventilation et de climatisation est le calcul acoustique - une application obligatoire au projet de ventilation de toute installation. Les tâches principales d'un tel calcul sont : la détermination du spectre d'octave du bruit aérien et structurel de ventilation aux points de conception et sa réduction requise en comparant ce spectre avec le spectre admissible selon les normes d'hygiène. Après avoir sélectionné les mesures constructives et acoustiques pour assurer la réduction du bruit requise, un calcul de vérification des niveaux de pression acoustique attendus aux mêmes points de conception est effectué, en tenant compte de l'efficacité de ces mesures.

Les matériaux donnés ci-dessous ne prétendent pas être une présentation complète de la méthodologie de calcul acoustique des systèmes de ventilation (installations). Ils contiennent des informations qui clarifient, complètent ou révèlent de manière nouvelle divers aspects de cette technique en prenant l'exemple du calcul acoustique d'un ventilateur comme principale source de bruit dans un système de ventilation. Les matériaux seront utilisés dans la préparation d'un ensemble de règles pour le calcul et la conception de l'atténuation du bruit. unités de ventilation au nouveau SNiP.

Les données initiales pour les calculs acoustiques sont les caractéristiques de bruit de l'équipement - niveaux de puissance acoustique (SPL) en bandes d'octave avec des fréquences moyennes géométriques de 63, 125, 250, 500, 1 000, 2 000, 4 000, 8 000 Hz. Pour les calculs approximatifs, des niveaux de puissance acoustique ajustés des sources de bruit en dBA sont parfois utilisés.

Les points de calcul sont situés dans les habitats humains, notamment sur le site d'installation du ventilateur (dans la chambre de ventilation) ; dans les pièces ou zones adjacentes au site d'installation du ventilateur ; dans les pièces desservies par un système de ventilation ; dans les pièces où passent des conduits d'air en transit ; dans la zone du dispositif de réception ou d'évacuation de l'air, ou uniquement de réception d'air pour recirculation.

Le point de conception est dans la pièce où le ventilateur est installé

En général, les niveaux de pression acoustique dans une pièce dépendent de la puissance acoustique de la source et du facteur directionnel d'émission sonore, du nombre de sources sonores, de l'emplacement du point de conception par rapport à la source et des structures environnantes du bâtiment, de la taille et de l'acoustique. qualités de la pièce.

Les niveaux de pression acoustique octave créés par le(s) ventilateur(s) sur le lieu d'installation (dans la chambre de ventilation) sont égaux à :

où Фi est le facteur de directivité de la source de bruit (sans dimension) ;

S est l'aire d'une sphère imaginaire ou d'une partie de celle-ci entourant la source et passant par le point calculé, m2 ;

B est la constante acoustique de la pièce, m2.

Le point de conception est situé dans la pièce adjacente à la pièce où le ventilateur est installé

Les niveaux d'octave du bruit aérien pénétrant à travers la clôture dans la pièce isolée adjacente à la pièce où est installé le ventilateur sont déterminés par la capacité d'insonorisation des clôtures de la pièce bruyante et les qualités acoustiques de la pièce protégée, qui s'exprime par le formule:

(3)

où L w est le niveau de pression acoustique d'une octave dans la pièce où se trouve la source de bruit, en dB ;

R - isolation du bruit aérien par la structure enveloppante à travers laquelle pénètre le bruit, dB ;

S - superficie de la structure enveloppante, m2 ;

B u - constante acoustique de la pièce isolée, m 2 ;

k est un coefficient qui prend en compte la violation de la diffusivité du champ sonore dans la pièce.

Le point de conception est situé dans la pièce desservie par le système

Le bruit du ventilateur se propage à travers le conduit d'air (canal d'air), est partiellement atténué dans ses éléments et pénètre dans la pièce desservie par les grilles de distribution d'air et d'admission d'air. Les niveaux de pression acoustique par octave dans une pièce dépendent du degré de réduction du bruit dans le conduit d'air et des qualités acoustiques de cette pièce :

(4)

où L Pi est le niveau de puissance acoustique dans la i-ième octave émis par le ventilateur dans le conduit d'air ;

Réseau D Li - atténuation dans le canal d'air (dans le réseau) entre la source de bruit et la pièce ;

D L pomi - le même que dans la formule (1) - formule (2).

Atténuation dans le réseau (dans le canal aérien) D L P du réseau est la somme des atténuations dans ses éléments, localisés séquentiellement le long des ondes sonores. La théorie énergétique de la propagation du son à travers les canalisations suppose que ces éléments ne s’influencent pas mutuellement. En fait, la séquence d'éléments façonnés et de sections droites forme un système d'onde unique, dans lequel le principe d'indépendance de l'atténuation dans le cas général ne peut être justifié dans les tons sinusoïdaux purs. Dans le même temps, dans les bandes de fréquences d'octave (larges), les ondes stationnaires créées par des composants sinusoïdaux individuels s'annulent, et donc une approche énergétique qui ne prend pas en compte la configuration des ondes dans les conduits d'air et considère le flux d'énergie sonore peut être considérée comme justifiée.

L'atténuation dans les sections droites des conduits d'air en matériau en feuille est causée par les pertes dues à la déformation des parois et au rayonnement sonore vers l'extérieur. La diminution du niveau de puissance acoustique D L P pour 1 m de longueur de sections droites de conduits d'air métalliques en fonction de la fréquence peut être jugée à partir des données de la Fig. 1.

Comme vous pouvez le constater, dans les conduits d'air à section rectangulaire, l'atténuation (diminution du bruit ultrasonore) diminue avec l'augmentation de la fréquence sonore, tandis que dans les conduits d'air à section ronde, elle augmente. S'il y a une isolation thermique sur les conduits d'air métalliques, comme indiqué sur la Fig. 1 les valeurs doivent être augmentées environ deux fois.

La notion d'atténuation (diminution) du niveau de flux d'énergie sonore ne peut être identifiée avec la notion de modification du niveau de pression acoustique dans le canal d'air. À mesure qu’une onde sonore se déplace dans un canal, la quantité totale d’énergie qu’elle transporte diminue, mais cela n’est pas nécessairement associé à une diminution du niveau de pression acoustique. Dans un canal qui se rétrécit, malgré l'atténuation du flux énergétique global, le niveau de pression acoustique peut augmenter en raison d'une augmentation de la densité de l'énergie sonore. En revanche, dans un conduit en expansion, la densité énergétique (et le niveau de pression acoustique) peut diminuer plus rapidement que la puissance acoustique totale. L'atténuation acoustique dans une section à section variable est égale à :

(5)

où L 1 et L 2 sont les niveaux de pression acoustique moyens dans la direction initiale et finale les ondes sonores sections de la section de canal ;

F 1 et F 2 - zones des sections transversales au début et à la fin de la section de canal, respectivement.

L'atténuation dans les virages (dans les coudes, les virages) à parois lisses, dont la section efficace est inférieure à la longueur d'onde, est déterminée par une réactance telle qu'une masse supplémentaire et l'apparition de modes d'ordre supérieur. L'énergie cinétique de l'écoulement lors d'un virage sans modification de la section transversale du canal augmente en raison de l'irrégularité du champ de vitesse qui en résulte. La rotation carrée agit comme un filtre passe-bas. Le degré de réduction du bruit lors d'un virage dans la plage des ondes planes est donné par une solution théorique exacte :

(6)

où K est le module du coefficient de transmission sonore.

Pour a ≥ l /2, la valeur de K est nulle et l'onde sonore plane incidente est théoriquement entièrement réfléchie par la rotation du canal. La réduction maximale du bruit se produit lorsque la profondeur de rotation est d'environ la moitié de la longueur d'onde. La valeur du module théorique du coefficient de transmission du son à travers des spires rectangulaires peut être jugée à partir de la Fig. 2.

Dans les conceptions réelles, selon les travaux, l'atténuation maximale est de 8 à 10 dB, lorsque la moitié de la longueur d'onde rentre dans la largeur du canal. Avec l'augmentation de la fréquence, l'atténuation diminue jusqu'à 3-6 dB dans la région des longueurs d'onde proches en amplitude de deux fois la largeur du canal. Ensuite, il augmente à nouveau progressivement aux hautes fréquences, atteignant 8-13 dB. En figue. La figure 3 montre les courbes d'atténuation du bruit aux tours de canal pour des ondes planes (courbe 1) et pour une incidence sonore diffuse et aléatoire (courbe 2). Ces courbes sont obtenues sur la base de données théoriques et expérimentales. La présence d'un maximum de réduction de bruit à a = l /2 peut être utilisée pour réduire le bruit avec des composants discrets basse fréquence en ajustant la taille des canaux à tour de rôle en fonction de la fréquence d'intérêt.

La réduction du bruit dans les virages inférieurs à 90° est approximativement proportionnelle à l'angle de rotation. Par exemple, la réduction du niveau sonore lors d'un virage à 45° est égale à la moitié de la réduction lors d'un virage à 90°. Dans les virages avec des angles inférieurs à 45°, la réduction du bruit n'est pas prise en compte. Pour les virages doux et les coudes droits des conduits d'air avec aubes directrices, la réduction du bruit (niveau de puissance acoustique) peut être déterminée à l'aide des courbes de la Fig. 4.

Dans les branches de canal dont les dimensions transversales sont inférieures à la moitié de la longueur d'onde du son, les causes physiques d'atténuation sont similaires aux causes d'atténuation dans les coudes et les virages. Cette atténuation est déterminée comme suit (Fig. 5).

Basé sur l'équation de continuité du milieu :

A partir de la condition de continuité de pression (r p + r 0 = r pr) et de l'équation (7), la puissance acoustique transmise peut être représentée par l'expression

et la réduction du niveau de puissance acoustique avec la section transversale de la branche

	(11)
	(12)
	(13)

En cas de changement soudain de la section transversale d'un canal dont les dimensions transversales sont inférieures aux demi-longueurs d'onde (Fig. 6 a), une diminution du niveau de puissance acoustique peut être déterminée de la même manière qu'avec un branchement.

La formule de calcul pour une telle modification de la section du canal a la forme

(14)

où m est le rapport entre la plus grande section transversale du canal et la plus petite.

La réduction des niveaux de puissance acoustique lorsque la taille des canaux est supérieure à la demi-longueur d'onde des ondes hors plan en raison d'un rétrécissement soudain du canal est

Si le canal se dilate ou se rétrécit doucement (Fig. 6 b et 6 d), alors la diminution du niveau de puissance acoustique est nulle, car la réflexion des ondes d'une longueur inférieure à la taille du canal ne se produit pas.

Dans les éléments simples des systèmes de ventilation, les valeurs de réduction suivantes sont acceptées à toutes les fréquences : radiateurs et refroidisseurs d'air 1,5 dB, climatiseurs centraux 10 dB, filtres à mailles 0 dB, l'endroit où le ventilateur jouxte le réseau de conduits d'air 2 dB.

La réflexion du son depuis l'extrémité du conduit d'air se produit si la taille transversale du conduit d'air est inférieure à la longueur d'onde du son (Fig. 7).

Si une onde plane se propage, alors il n’y a pas de réflexion dans un grand conduit, et on peut supposer qu’il n’y a pas de pertes par réflexion. Cependant, si une ouverture relie une grande pièce et un espace ouvert, alors seules les ondes sonores diffuses dirigées vers l'ouverture, dont l'énergie est égale au quart de l'énergie du champ diffus, pénètrent dans l'ouverture. Ainsi, dans ce cas, le niveau d’intensité sonore est affaibli de 6 dB.

Les caractéristiques directionnelles du rayonnement sonore provenant des grilles de distribution d'air sont illustrées à la Fig. 8.

Lorsque la source de bruit est située dans l'espace (par exemple, sur une colonne dans une grande pièce) S = 4p r 2 (rayonnement dans une sphère pleine) ; dans la partie médiane du mur, plafond S = 2p r 2 (rayonnement dans l'hémisphère) ; dans un angle dièdre (rayonnement en 1/4 de sphère) S = p r 2 ; dans un angle trièdre S = p r 2 /2.

L'atténuation du niveau sonore dans la pièce est déterminée par la formule (2). Le point de conception est choisi au lieu de résidence permanente des personnes, le plus proche de la source de bruit, à une distance de 1,5 m du sol. Si le bruit au point de conception est créé par plusieurs grilles, alors le calcul acoustique est effectué en tenant compte de leur impact total.

Lorsque la source de bruit est une section d'un conduit d'air de transit traversant un local, les données initiales pour le calcul selon la formule (1) sont les niveaux d'octave de puissance acoustique du bruit émis par celui-ci, déterminés par la formule approximative :

(16)

où L pi est le niveau de puissance acoustique de la source dans la bande de fréquences de la ième octave, en dB ;

D L’ Рnetii - atténuation dans le réseau entre la source et la section de transit considérée, dB ;

R Ti - isolation phonique de la structure de la section de transit du conduit d'air, dB ;

S T - superficie de la section de passage ouvrant sur le local, m 2 ;

F T - section transversale de la section du conduit d'air, m 2.

La formule (16) ne prend pas en compte l'augmentation de la densité d'énergie sonore dans le conduit d'air due aux réflexions ; les conditions d'incidence et de transmission du son à travers la structure des conduits sont très différentes de la transmission du son diffus à travers les enceintes de la pièce.

Les points de calcul sont situés dans la zone adjacente au bâtiment

Le bruit du ventilateur se propage à travers le conduit d'air et est rayonné dans l'espace environnant à travers une grille ou un puits, directement à travers les parois du boîtier du ventilateur ou un tuyau ouvert lorsque le ventilateur est installé à l'extérieur du bâtiment.

Si la distance entre le ventilateur et le point de conception est bien supérieure à sa taille, la source de bruit peut être considérée comme une source ponctuelle.

Dans ce cas, les niveaux de pression acoustique d'une octave aux points de conception sont déterminés par la formule

(17)

où L Pocti est le niveau de puissance acoustique par octave de la source de bruit, en dB ;

D L Pneti - réduction totale du niveau de puissance acoustique le long du trajet de propagation du son dans le conduit d'air dans la bande d'octave considérée, dB ;

D L ni - indicateur de directivité du rayonnement sonore, dB ;

r - distance de la source de bruit au point calculé, m ;

W est l'angle spatial du rayonnement sonore ;

b a - atténuation acoustique dans l'atmosphère, dB/km.

S'il y a une rangée de plusieurs ventilateurs, grilles ou autre source de bruit étendue de taille limitée, alors le troisième terme de la formule (17) est pris égal à 15 lgr.

Calcul du bruit solidien

Le bruit structurel dans les pièces adjacentes aux chambres de ventilation résulte du transfert de forces dynamiques du ventilateur au plafond. Le niveau de pression acoustique d'une octave dans une pièce isolée adjacente est déterminé par la formule

Pour les ventilateurs situés dans un local technique hors plafond au dessus du local isolé :

(20)

où L Pi est le niveau de puissance acoustique d'une octave du bruit aérien émis par le ventilateur dans la chambre de ventilation, en dB ;

Z c est la résistance totale aux ondes des éléments antivibratoires sur lesquels la machine frigorifique est installée, N s/m ;

Z per - impédance d'entrée du plancher - dalle porteuse, en l'absence de plancher sur fondation élastique, dalle de plancher - si présente, N s/m ;

S - superficie nominale Salle technique au dessus de la pièce isolée, m 2 ;

S = S 1 pour S 1 > S u /4 ; S = Su /4; lorsque S 1 ≤ S u /4, ou si le local technique n'est pas situé au-dessus du local isolé, mais a un mur en commun avec celui-ci ;

S 1 - superficie du local technique au dessus du local isolé, m 2 ;

S u - superficie de la pièce isolée, m 2 ;

Péché - superficie totale local technique, m 2;

R - propre isolation contre les bruits aériens par le plafond, dB.

Détermination de la réduction de bruit requise

La réduction requise des niveaux de pression acoustique d'octave est calculée séparément pour chaque source de bruit (ventilateur, éléments façonnés, raccords), mais le nombre de sources de bruit du même type dans le spectre de puissance acoustique et l'ampleur des niveaux de pression acoustique créés par chacune d'entre eux au moment de la conception sont pris en compte. En général, la réduction du bruit requise pour chaque source doit être telle que les niveaux totaux dans toutes les bandes de fréquences d'octave provenant de toutes les sources de bruit ne dépassent pas les niveaux de pression acoustique admissibles.

En présence d'une source de bruit, la réduction requise des niveaux de pression acoustique d'octave est déterminée par la formule

où n est le nombre total de sources de bruit prises en compte.

Lors de la détermination de D L trois de la réduction requise des niveaux de pression acoustique d'une octave dans les zones urbaines, le nombre total de sources de bruit n doit inclure toutes les sources de bruit qui créent des niveaux de pression acoustique au point de conception qui diffèrent de moins de 10 dB.

Lors de la détermination de D L trois pour les points de conception dans une pièce protégée du bruit du système de ventilation, le nombre total de sources de bruit doit inclure :

Lors du calcul de la réduction requise du bruit du ventilateur - le nombre de systèmes desservant la pièce ; le bruit généré par les appareils et accessoires de distribution d'air n'est pas pris en compte ;

Lors du calcul de l'atténuation sonore requise générée par les dispositifs de distribution d'air du système de ventilation considéré, - le nombre de systèmes de ventilation desservant le local ; le bruit du ventilateur, des dispositifs de distribution d'air et des éléments façonnés n'est pas pris en compte ;

Lors du calcul de l'atténuation sonore requise générée par les éléments façonnés et les dispositifs de distribution d'air de la branche concernée, - le nombre d'éléments façonnés et de selfs dont les niveaux sonores diffèrent les uns des autres de moins de 10 dB ; Le bruit du ventilateur et des grilles n'est pas pris en compte.

Cependant, dans nombre total Les sources de bruit prises en compte ne prennent pas en compte les sources de bruit qui créent au point de conception un niveau de pression acoustique inférieur de 10 dB à celui admissible lorsque leur nombre n'est pas supérieur à 3 et de 15 dB inférieur à celui admissible lorsque leur nombre n'est pas supérieur à dix.

Comme vous pouvez le constater, le calcul acoustique n'est pas tâche simple. Les spécialistes en acoustique assurent la précision nécessaire de sa solution. L'efficacité de la réduction du bruit et le coût de sa mise en œuvre dépendent de la précision du calcul acoustique effectué. Si la réduction du bruit requise calculée est sous-estimée, les mesures ne seront pas suffisamment efficaces. Dans ce cas, il sera nécessaire d'éliminer les défauts de l'installation existante, ce qui est inévitablement associé à des coûts matériels importants. Si la réduction du bruit requise est trop élevée, des coûts injustifiés sont directement intégrés au projet. Ainsi, uniquement en raison de l'installation de silencieux dont la longueur est de 300 à 500 mm plus longue que celle requise, les coûts supplémentaires dans les installations moyennes et grandes peuvent s'élever à 100 à 400 000 roubles ou plus.

Littérature

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La ventilation d'une pièce, notamment résidentielle ou industrielle, doit fonctionner à 100 %. Bien sûr, beaucoup diront qu’il suffit d’ouvrir une fenêtre ou une porte pour aérer. Mais cette option ne peut fonctionner qu’en été ou au printemps. Mais que faire en hiver, quand il fait froid dehors ?

Besoin d'aération

Tout d'abord, il convient de noter immédiatement que, sans air frais les poumons d'une personne commencent à fonctionner moins bien. Il est également possible que la plupart diverses maladies, qui, avec un pourcentage élevé de probabilité, se transformeront en maladies chroniques. Deuxièmement, si le bâtiment est un immeuble résidentiel dans lequel se trouvent des enfants, le besoin de ventilation augmente encore plus, car certaines maladies pouvant infecter un enfant resteront très probablement avec lui toute sa vie. Afin d'éviter de tels problèmes, il est préférable de prévoir une ventilation. Il existe plusieurs options à considérer. Par exemple, vous pouvez faire le calcul Système d'alimentation la ventilation et son installation. Il convient également d’ajouter que les maladies ne constituent pas le seul problème.

Dans une pièce ou un bâtiment où il n'y a pas d'échange d'air constant, tous les meubles et murs seront recouverts d'un revêtement provenant de toute substance pulvérisée dans l'air. Disons que s'il s'agit d'une cuisine, alors tout ce qui est frit, bouilli, etc. laissera ses sédiments. De plus, la poussière est un redoutable ennemi. Même les produits de nettoyage conçus pour nettoyer laisseront toujours des résidus qui auront un impact négatif sur les occupants.

Type de système de ventilation

Bien entendu, avant de commencer à concevoir, calculer un système de ventilation ou à l’installer, il faut décider du type de réseau le mieux adapté. Actuellement, il existe trois distinctions principales : différents types, la principale différence entre eux réside dans leur fonctionnement.

Le deuxième groupe est le groupe d’échappement. En d'autres termes, il s'agit d'une hotte ordinaire, qui est le plus souvent installée dans coins cuisine bâtiment. La tâche principale de la ventilation est d’extraire l’air de la pièce vers l’extérieur.

Recirculation. Un tel système est peut-être le plus efficace, car il pompe simultanément l'air de la pièce et fournit en même temps de l'air frais de la rue.

La seule question que tout le monde se pose ensuite est de savoir comment fonctionne le système de ventilation, pourquoi l'air se déplace-t-il dans un sens ou dans l'autre ? Pour cela, deux types de sources de réveil de la masse d'air sont utilisés. Ils peuvent être naturels ou mécaniques, c'est-à-dire artificiels. Pour leur fournir travail normal, il est nécessaire d'effectuer un calcul correct du système de ventilation.

Calcul général du réseau

Comme mentionné ci-dessus, la simple sélection et l’installation d’un type spécifique ne suffiront pas. Il est nécessaire de déterminer clairement quelle quantité d’air doit être évacuée de la pièce et quelle quantité doit être réinjectée. Les experts appellent cet échange d'air, qui doit être calculé. En fonction des données obtenues lors du calcul du système de ventilation, il est nécessaire de faire un point de départ lors du choix du type d'appareil.

On sait aujourd'hui un grand nombre de diverses méthodes de calcul. Ils visent à déterminer divers paramètres. Pour certains systèmes, des calculs sont effectués pour savoir quelle quantité retirer air chaud ou des fumées. Certaines sont réalisées afin de connaître la quantité d'air nécessaire pour diluer les contaminants, s'il s'agit d'un bâtiment industriel. Cependant, l’inconvénient de toutes ces méthodes réside dans l’exigence de connaissances et de compétences professionnelles.

Que faire s'il est nécessaire de calculer le système de ventilation, mais qu'une telle expérience n'existe pas ? La toute première chose qu’il est recommandé de faire est de se familiariser avec les différents documents réglementaires disponibles dans chaque état voire région (GOST, SNiP, etc.) Ces documents contiennent toutes les indications auxquelles tout type de système doit se conformer.

Calcul multiple

Un exemple de ventilation peut être le calcul par multiples. Cette méthode est assez compliquée. Cependant, cela est tout à fait réalisable et donnera de bons résultats.

La première chose que vous devez comprendre est ce qu’est la multiplicité. Un terme similaire décrit combien de fois l’air d’une pièce devient frais en 1 heure. Ce paramètre dépend de deux composantes : les spécificités de la structure et sa superficie. Pour une démonstration claire, un calcul utilisant la formule pour un bâtiment avec un seul échangeur d'air sera présenté. Cela indique qu'une certaine quantité d'air a été retirée de la pièce et qu'en même temps une quantité d'air frais a été introduite, correspondant au volume du même bâtiment.

La formule de calcul est : L = n * V.

La mesure est effectuée en mètres cubes/heure. V est le volume de la pièce et n est la valeur de multiplicité, extraite du tableau.

Si vous calculez un système comportant plusieurs pièces, la formule doit alors prendre en compte le volume de l'ensemble du bâtiment sans murs. En d’autres termes, vous devez d’abord calculer le volume de chaque pièce, puis additionner tous les résultats disponibles et substituer la valeur finale dans la formule.

Ventilation avec dispositif de type mécanique

Le calcul du système de ventilation mécanique et son installation doivent s'effectuer selon un plan précis.

La première étape consiste à déterminer la valeur numérique de l'échange d'air. Il est nécessaire de déterminer la quantité de substance qui doit pénétrer dans la structure pour répondre aux exigences.

La deuxième étape consiste à déterminer les dimensions minimales du conduit d'air. Il est très important de choisir bonne rubrique appareils, car des éléments tels que la propreté et la fraîcheur de l'air entrant en dépendent.

La troisième étape est la sélection du type de système à installer. C'est un point important.

La quatrième étape est la conception du système de ventilation. Il est important d'établir clairement un plan selon lequel l'installation sera réalisée.

Besoin de ventilation mécanique ne se produit que si l’afflux naturel ne parvient pas à faire face. Chacun des réseaux est calculé en fonction de paramètres tels que son volume d'air et la vitesse de ce flux. Pour les systèmes mécaniques, ce chiffre peut atteindre 5 m 3 / h.

Par exemple, s'il est nécessaire de fournir ventilation naturelle superficie de 300 m 3 / h, vous aurez alors besoin d'un calibre de 350 mm. Si monté Système mécanique, le volume peut alors être réduit de 1,5 à 2 fois.

Ventilation par aspiration

Le calcul, comme tout autre, doit commencer par le fait que la productivité est déterminée. Les unités de mesure de ce paramètre pour le réseau sont le m 3 /h.

Pour effectuer un calcul efficace, vous devez connaître trois choses : la hauteur et la superficie des pièces, la destination principale de chaque pièce, le nombre moyen de personnes qui se trouveront dans chaque pièce en même temps.

Afin de commencer à calculer un système de ventilation et de climatisation de ce type, il est nécessaire d’en déterminer la multiplicité. La valeur numérique de ce paramètre est définie par SNiP. Ici, il est important de savoir que le paramètre pour le résidentiel, le commercial ou locaux industriels sera différent.

Si les calculs sont effectués pour un bâtiment domestique, alors la multiplicité est de 1. Si nous parlons de concernant l'installation d'une ventilation dans un bâtiment administratif, alors l'indicateur est 2-3. Cela dépend d'autres conditions. Pour réussir le calcul, vous devez connaître le montant de l'échange par multiplicité, ainsi que par le nombre de personnes. Dois être pris valeur la plus élevée débit pour déterminer la puissance requise du système.

Pour connaître le taux de renouvellement d'air, il faut multiplier la surface de la pièce par sa hauteur, puis par la valeur du taux (1 pour le domestique, 2-3 pour les autres).

Afin de calculer le système de ventilation et de climatisation par personne, il est nécessaire de connaître la quantité d'air consommée par une personne et de multiplier cette valeur par le nombre de personnes. En moyenne, avec une activité minimale, une personne consomme environ 20 m 3 / h ; avec une activité moyenne, ce chiffre passe à 40 m 3 / h avec une activité intense ; activité physique le volume augmente jusqu'à 60 m 3 /h.

Calcul acoustique du système de ventilation

Le calcul acoustique est opération obligatoire, qui est attaché au calcul de tout système de ventilation de pièce. Cette opération est réalisée afin d'effectuer plusieurs tâches spécifiques :

déterminer le spectre d'octave du bruit aérien et structurel de ventilation aux points de conception ;
comparer le bruit existant avec bruit acceptable selon les normes d'hygiène ;
déterminer un moyen de réduire le bruit.

Tous les calculs doivent être effectués à des points de conception strictement établis.

Une fois que toutes les mesures ont été sélectionnées en fonction des normes de construction et acoustiques, conçues pour éliminer l'excès de bruit dans la pièce, un calcul de vérification de l'ensemble du système est effectué aux mêmes points que ceux déterminés précédemment. Il faut toutefois y ajouter également les valeurs efficaces obtenues lors de cette mesure de réduction du bruit.

Pour effectuer des calculs, certaines données initiales sont nécessaires. Ils sont devenus les caractéristiques sonores de l'équipement, appelées niveaux de puissance acoustique (SPL). Pour les calculs, les fréquences moyennes géométriques en Hz sont utilisées. Si un calcul approximatif est effectué, des niveaux de bruit de correction en dBA peuvent être utilisés.

Si nous parlons de points de conception, ils sont situés dans les habitats humains, ainsi que dans les endroits où le ventilateur est installé.

Calcul aérodynamique du système de ventilation

Ce processus de calcul n'est effectué qu'une fois que le calcul du renouvellement d'air du bâtiment a déjà été effectué et qu'une décision a été prise sur le tracé des conduits et des canaux d'air. Afin de réussir ces calculs, il est nécessaire de créer un système de ventilation dans lequel il est nécessaire de mettre en évidence des pièces telles que les raccords de tous les conduits d'air.

À l'aide d'informations et de plans, vous devez déterminer la longueur des branches individuelles du réseau de ventilation. Il est important de comprendre ici que le calcul d’un tel système peut être effectué pour résoudre deux diverses tâches- direct ou inverse. Le but des calculs dépend du type de tâche à accomplir :

droit - il est nécessaire de déterminer les dimensions de la section transversale pour toutes les sections du système, tout en définissant un certain niveau de débit d'air qui les traversera ;
l'inverse consiste à déterminer le débit d'air en définissant une certaine section pour toutes les sections de ventilation.

Afin d'effectuer des calculs de ce type, il est nécessaire de diviser l'ensemble du système en plusieurs sections distinctes. La principale caractéristique de chaque fragment sélectionné est débit constant air.

Programmes de calcul

Étant donné que la réalisation manuelle de calculs et la construction d'un système de ventilation sont un processus très laborieux et chronophage, nous avons développé programmes simples qui sont capables de faire toutes les actions eux-mêmes. Examinons-en quelques-uns. L'un de ces programmes de calcul de systèmes de ventilation est Vent-Clac. Pourquoi est-elle si bonne ?

Un programme similaire pour les calculs et la conception de réseaux est considéré comme l'un des plus pratiques et des plus efficaces. L'algorithme de fonctionnement de cette application est basé sur l'utilisation de la formule d'Altschul. La particularité du programme est qu'il s'adapte bien aux calculs de ventilation type naturel, et type mécanique.

Le logiciel étant constamment mis à jour, il convient de noter que dernière édition L'application est capable d'effectuer des travaux tels que calculs aérodynamiques résistance de l’ensemble du système de ventilation. Il peut également calculer efficacement d'autres paramètres supplémentaires qui aideront à la sélection de l'équipement préliminaire. Pour effectuer ces calculs, le programme aura besoin de données telles que le débit d'air au début et à la fin du système, ainsi que la longueur du conduit d'air principal de la pièce.

Étant donné que calculer manuellement tout cela prend beaucoup de temps et que vous devez diviser les calculs en étapes, cette application apportera un soutien important et vous fera gagner beaucoup de temps.

Normes sanitaires

Une autre option pour calculer la ventilation est celle basée sur les normes sanitaires. Des calculs similaires sont effectués pour les équipements publics et administratifs. Pour effectuer des calculs corrects, vous devez connaître le nombre moyen de personnes qui se trouveront constamment à l'intérieur du bâtiment. Si nous parlons de consommateurs réguliers d’air intérieur, ils ont besoin d’environ 60 mètres cubes par heure et par personne. Mais comme les installations publiques sont également visitées par des personnes temporaires, elles doivent également être prises en compte. La quantité d'air consommée par une telle personne est d'environ 20 mètres cubes par heure.

Si vous effectuez tous les calculs sur la base des données initiales des tableaux, lorsque vous recevrez les résultats finaux, il deviendra clairement visible que la quantité d'air provenant de la rue est bien supérieure à celle consommée à l'intérieur du bâtiment. Dans de telles situations, on recourt le plus souvent au plus solution simple- des hottes à environ 195 mètres cubes par heure. Dans la plupart des cas, l’ajout d’un tel réseau créera un équilibre acceptable pour l’existence de l’ensemble du système de ventilation.

Calculs acoustiques

Parmi les problèmes d'amélioration de la santé environnement la lutte contre le bruit est l’une des plus urgentes. DANS grandes villes le bruit est l'un des principaux facteurs physiques, formant des conditions environnementales.

Croissance de la construction industrielle et résidentielle, développement rapide divers types transport, de plus en plus utilisé dans les secteurs résidentiel et bâtiments publiques plomberie et équipement d'ingénierie, appareils ménagers a conduit au fait que les niveaux de bruit dans les zones résidentielles de la ville sont devenus comparables aux niveaux de bruit dans la production.

Le régime sonore des grandes villes est principalement constitué par les transports automobiles et ferroviaires, qui représentent 60 à 70 % de l'ensemble du bruit.

Une augmentation de l'intensité a un effet notable sur le niveau sonore transport aérien, l'émergence de nouveaux avions et hélicoptères puissants, ainsi que le transport ferroviaire, les lignes de métro ouvertes et le métro peu profond.

Parallèlement, dans certaines grandes villes où des mesures sont prises pour améliorer l'environnement sonore, une diminution des niveaux sonores est observée.

Il existe des bruits acoustiques et non acoustiques, quelle est leur différence ?

Le bruit acoustique est défini comme un ensemble de sons de force et de fréquence variables résultant de mouvement oscillatoire particules en milieu élastique (solide, liquide, gazeux).

Bruit non acoustique - Bruit radioélectronique - fluctuations aléatoires des courants et des tensions dans appareils radio-électroniques, résultent d'une émission inégale d'électrons dans les appareils électriques à vide (bruit de tir, bruit de scintillement), de processus inégaux de génération et de recombinaison de porteurs de charge (électrons de conduction et trous) dans dispositifs semi-conducteurs, mouvement thermique porteurs de courant dans les conducteurs (bruit thermique), Radiation thermique La Terre et l'atmosphère terrestre, ainsi que les planètes, le Soleil, les étoiles, le milieu interstellaire, etc. (bruit spatial).

Calcul acoustique, calcul du niveau de bruit.

Lors de la construction et de l’exploitation de diverses installations, les problèmes de lutte contre le bruit font partie intégrante de la sécurité au travail et de la protection de la santé publique. Les machines peuvent servir de sources Véhicules, mécanismes et autres équipements. Le bruit, son impact et ses vibrations sur une personne dépendent du niveau de pression acoustique et des caractéristiques de fréquence.

Sous rationnement caractéristiques du bruit comprendre l'établissement de restrictions sur les valeurs de ces caractéristiques, dans lesquelles le bruit affectant les personnes ne doit pas dépasser les niveaux admissibles réglementés par la loi en vigueur normes sanitaires et des règles.

Les objectifs du calcul acoustique sont :

Identifier les sources de bruit ;

Détermination de leurs caractéristiques sonores ;

Détermination du degré d'influence des sources de bruit sur les objets normés ;

Calcul et construction de zones individuelles d'inconfort acoustique des sources de bruit ;

Développement de mesures spéciales de protection contre le bruit pour assurer le confort acoustique requis.

L'installation de systèmes de ventilation et de climatisation est déjà considérée comme un besoin naturel dans tout bâtiment (qu'il soit résidentiel ou administratif) ; des calculs acoustiques doivent également être effectués pour ce type de locaux ; Ainsi, si le niveau sonore n'est pas calculé, il se peut que la pièce soit très niveau faible l'absorption acoustique, ce qui complique grandement le processus de communication entre les personnes qui s'y trouvent.

Par conséquent, avant d’installer des systèmes de ventilation dans une pièce, il est nécessaire d’effectuer un calcul acoustique. S’il s’avère qu’une pièce présente de mauvaises propriétés acoustiques, il est nécessaire de proposer un certain nombre de mesures pour améliorer l’environnement acoustique de la pièce. C'est pourquoi calculs acoustiques sont également réalisés pour l'installation de climatiseurs domestiques.

Les calculs acoustiques sont le plus souvent effectués pour des objets présentant une acoustique complexe ou différant exigences accruesà la qualité sonore.

Les sensations sonores surviennent dans les organes auditifs lorsqu'ils sont exposés à des ondes sonores comprises entre 16 Hz et 22 000 Hz. Le son se propage dans l'air à une vitesse de 344 m/s en 3 secondes. 1 km.

Le seuil d'audition dépend de la fréquence des sons ressentis et est égal à 10-12 W/m 2 à des fréquences proches de 1000 Hz. La limite supérieure est le seuil douleur, qui dépend moins de la fréquence et se situe dans la plage de 130 à 140 dB (à une fréquence de 1000 Hz, intensité 10 W/m2, pression acoustique).

Le rapport entre le niveau d'intensité et la fréquence détermine la sensation de volume sonore, c'est-à-dire des sons de fréquences et d’intensités différentes peuvent être évalués par une personne comme étant tout aussi forts.

Lors de la perception de signaux sonores sur un certain fond acoustique, un effet de masquage du signal peut être observé.

L'effet de masquage peut avoir un impact négatif sur les indicateurs acoustiques et peut être utilisé pour améliorer l'environnement acoustique, c'est-à-dire dans le cas du masquage d'une tonalité haute fréquence par une tonalité basse fréquence, ce qui est moins nocif pour l'homme.

La procédure pour effectuer des calculs acoustiques.

Pour effectuer un calcul acoustique, les données suivantes seront nécessaires :

Dimensions du local pour lequel le niveau sonore sera calculé ;

Principales caractéristiques du local et de ses propriétés ;

Spectre de bruit provenant de la source ;

Caractéristiques de l'obstacle ;

Données sur la distance entre le centre de la source de bruit et le point de calcul acoustique.

Lors du calcul, premièrement, les sources de bruit et leurs propriétés caractéristiques. Ensuite, les points de l'objet étudié sont sélectionnés, auxquels les calculs seront effectués. En des points sélectionnés de l'objet, un niveau de pression acoustique préliminaire est calculé. Sur la base des résultats obtenus, un calcul est effectué pour réduire le bruit aux normes requises. Après avoir reçu toutes les données nécessaires, un projet est réalisé pour développer des mesures qui réduiront les niveaux de bruit.

Des calculs acoustiques correctement effectués sont la clé d’une excellente acoustique et d’un excellent confort dans une pièce de toute taille et de toute conception.

Sur la base du calcul acoustique effectué, les mesures suivantes peuvent être proposées pour réduire les niveaux de bruit :

* installation de structures d'insonorisation ;

* utilisation de joints dans les fenêtres, portes, portails ;

* utilisation de structures et d'écrans absorbant le son ;

*planification et construction quartier résidentiel conformément au SNiP ;

* utilisation de suppresseurs de bruit dans systèmes de ventilation et systèmes de climatisation.

Réalisation de calculs acoustiques.

Les travaux de calcul des niveaux de bruit, d'évaluation de l'impact acoustique (bruit), ainsi que de conception de mesures spécialisées de protection contre le bruit doivent être effectués par un organisme spécialisé dans le domaine concerné.

bruit acoustique calcul mesure

Dans le très définition simple La tâche principale du calcul acoustique est d'estimer le niveau de bruit créé par une source de bruit à un point de conception donné avec une qualité d'impact acoustique établie.

Le processus de calcul acoustique comprend les principales étapes suivantes :

1. Collecte des données initiales nécessaires :

La nature des sources de bruit, leur mode de fonctionnement ;

Caractéristiques acoustiques des sources de bruit (dans la plage de fréquences moyennes géométriques 63-8 000 Hz) ;

Paramètres géométriques de la pièce dans laquelle se trouvent les sources de bruit ;

Analyse des éléments fragilisés des structures enveloppantes à travers lesquels le bruit va pénétrer dans l'environnement ;

Paramètres géométriques et insonorisants des éléments fragilisés des structures d'enceinte ;

Analyse des objets à proximité avec une qualité d'impact acoustique établie, détermination des niveaux sonores admissibles pour chaque objet ;

Analyse des distances des sources de bruit externes aux objets standardisés ;

Analyse des éventuels éléments de blindage le long du trajet de propagation des ondes sonores (bâtiments, espaces verts, etc.) ;

Analyse des éléments fragilisés des structures d'enceinte (ouvertures de fenêtres, portes, etc.) par lesquels le bruit va pénétrer dans les locaux réglementés, identifiant leur capacité d'insonorisation.

2. Les calculs acoustiques sont effectués sur la base du courant instructions méthodologiques et des recommandations. Il s'agit essentiellement de « méthodes de calcul, normes ».

A chaque point de calcul, il est nécessaire de résumer toutes les sources de bruit disponibles.

Le résultat du calcul acoustique est certaines valeurs (dB) en bandes d'octave avec des fréquences moyennes géométriques de 63 à 8 000 Hz et la valeur équivalente du niveau sonore (dBA) au point calculé.

3. Analyse des résultats des calculs.

L'analyse des résultats obtenus est effectuée en comparant les valeurs obtenues au point de conception avec les normes sanitaires établies.

Si nécessaire, l'étape suivante du calcul acoustique peut être la conception des mesures de protection contre le bruit nécessaires qui réduiront l'impact acoustique aux points de conception à un niveau acceptable.

Réalisation de mesures instrumentales.

En plus des calculs acoustiques, il est possible de calculer des mesures instrumentales de niveaux de bruit de toute complexité, notamment :

Mesure de l'exposition au bruit systèmes existants ventilation et climatisation pour Immeubles de bureaux, appartements privés, etc.;

Réaliser des mesures de niveaux de bruit pour la certification des lieux de travail ;

Réaliser des travaux de mesure instrumentale des niveaux de bruit au sein du projet ;

Réaliser des travaux de mesure instrumentale des niveaux sonores dans le cadre des rapports techniques lors de l'approbation des limites de la zone de protection sanitaire ;

Réaliser toutes mesures instrumentales d’exposition au bruit.

Les mesures instrumentales des niveaux de bruit sont réalisées par un laboratoire mobile spécialisé utilisant des équipements modernes.

Délais de calcul acoustique. Le calendrier des travaux dépend du volume de calculs et de mesures. S'il est nécessaire d'effectuer des calculs acoustiques pour des projets de développement résidentiel ou des installations administratives, ils sont alors réalisés en moyenne en 1 à 3 semaines. Les calculs acoustiques pour des objets de grande taille ou uniques (théâtres, salles d'orgue) prennent plus de temps, en fonction des données fournies matières premières. De plus, la durée de vie est largement influencée par le nombre de sources de bruit étudiées, ainsi que par des facteurs externes.

2008-04-14

Le système de ventilation et de climatisation (CVC) est l'une des principales sources de bruit dans les bâtiments résidentiels, publics et industriels modernes, sur les navires, dans les wagons-lits des trains, dans toutes sortes de salons et cabines de contrôle.

Le bruit dans le CVC provient du ventilateur (la principale source de bruit avec ses propres tâches) et d'autres sources, se propage à travers le conduit d'air avec le flux d'air et est rayonné dans la pièce ventilée. Le bruit et sa réduction sont affectés par : les climatiseurs, les unités de chauffage, les dispositifs de contrôle et de distribution d'air, la conception, les virages et le branchement des conduits d'air.

Le calcul acoustique de l'UVAV est réalisé dans le but de choix optimal tous les moyens nécessaires de réduction du bruit et de détermination du niveau de bruit attendu aux points de conception de la pièce. Traditionnellement, les principaux moyens de réduction du bruit du système sont les suppresseurs de bruit actifs et réactifs. L'isolation acoustique et l'absorption acoustique du système et de la pièce sont nécessaires pour garantir le respect des normes de niveaux de bruit admissibles pour les humains - normes environnementales importantes.

De nos jours, dans les codes et réglementations du bâtiment de Russie (SNiP), obligatoires pour la conception, la construction et l'exploitation des bâtiments afin de protéger les personnes du bruit, il y a urgence. Dans l'ancien SNiP II-12-77 « Protection contre le bruit », la méthode de calcul acoustique des bâtiments CVC était obsolète et n'était donc pas incluse dans le nouveau SNiP 23/03/2003 « Protection contre le bruit » (au lieu du SNiP II-12- 77), où il n’est pas encore inclus absent.

Ainsi, l’ancienne méthode est obsolète, mais la nouvelle ne l’est pas. Il est temps de créer méthode moderne calcul acoustique des UVA dans les bâtiments, comme c'est déjà le cas avec ses propres spécificités dans d'autres domaines technologiques auparavant plus avancés en acoustique, par exemple sur les navires. Considérons trois moyens possibles calcul acoustique, en relation avec l'UHCR.

La première méthode de calcul acoustique. Cette méthode, basée uniquement sur des dépendances analytiques, utilise la théorie des longues conduites, connue en électrotechnique et faisant ici référence à la propagation du son dans un gaz remplissant un tuyau étroit à parois rigides. Le calcul est effectué à la condition que le diamètre du tuyau soit bien inférieur à la longueur de l'onde sonore.

Pour un tuyau rectangulaire, le côté doit être inférieur à la moitié de la longueur d'onde, et pour tuyau rond— rayon. Ce sont ces tuyaux qu'on appelle étroits en acoustique. Ainsi, pour de l'air à une fréquence de 100 Hz, un tuyau rectangulaire sera considéré comme étroit si le côté de la section est inférieur à 1,65 m. Dans un tuyau courbe étroit, la propagation sonore restera la même que dans un tuyau droit.

Ceci est connu grâce à la pratique consistant à utiliser des trompettes parlantes, par exemple, sur les navires depuis longtemps. Schéma typique Le système de ventilation de la longue conduite a deux grandeurs déterminantes : L wH est la puissance sonore entrant dans la conduite de refoulement depuis le ventilateur au début de la longue conduite, et L wK est la puissance sonore émanant de la conduite de refoulement à l'extrémité de la longue conduite et entrer dans la pièce ventilée.

La longue ligne contient les éléments caractéristiques suivants. Nous les listons : entrée avec isolation phonique R 1, silencieux actif avec isolation phonique R 2, té avec isolation phonique R 3, silencieux réactif avec isolation phonique R 4, papillon des gaz avec isolation phonique R 5 et sortie d'échappement avec isolation phonique R 6. L'isolation acoustique fait ici référence à la différence en dB entre la puissance sonore à l'incident cet élément les ondes et la puissance sonore émises par cet élément après que les ondes l'ont traversé davantage.

Si l’isolation phonique de chacun de ces éléments ne dépend pas de tous les autres, alors l’isolation phonique de l’ensemble du système peut être estimée par calcul comme suit. L’équation des vagues pour un tuyau étroit a vue suivanteéquations pour les ondes sonores planes dans un milieu illimité :

où c est la vitesse du son dans l'air, et p est la pression acoustique dans le tuyau, liée à la vitesse de vibration dans le tuyau selon la deuxième loi de Newton par la relation

où ρ est la densité de l'air. La puissance sonore des ondes harmoniques planes est égale à l'intégrale sur la section transversale S du conduit d'air sur une période vibrations sonores T à W :

où T = 1/f est la période des vibrations sonores, s ; f-fréquence d'oscillation, Hz. Puissance sonore en dB : L w = 10lg(N/N 0), où N 0 = 10 -12 W. Dans les hypothèses spécifiées, l'isolation acoustique d'une longue conduite du système de ventilation est calculée à l'aide de la formule suivante :

Le nombre d'éléments n pour un SVKV spécifique peut, bien entendu, être supérieur à n = 6 ci-dessus. Pour calculer les valeurs de R i, appliquons la théorie des lignes longues à ce qui précède éléments caractéristiques systèmes de ventilation.

Ouvertures d'entrée et de sortie du système de ventilation avec R1 et R6. La jonction de deux tuyaux étroits avec différentes régions sections transversales S 1 et S 2 selon la théorie des lignes longues - un analogue de l'interface entre deux milieux avec une incidence normale des ondes sonores sur l'interface. Les conditions aux limites à la jonction de deux tuyaux sont déterminées par l'égalité pression sonore et les vitesses de vibration des deux côtés de la limite de raccordement, multipliées par la section transversale des tuyaux.

En résolvant les équations ainsi obtenues, on obtient le coefficient de transmission énergétique et d'isolation acoustique de la jonction de deux tuyaux avec les sections indiquées ci-dessus :

L'analyse de cette formule montre qu'en S 2 >> S 1 les propriétés du deuxième tuyau se rapprochent des propriétés de la frontière libre. Par exemple, un conduit étroit ouvert sur un espace semi-infini peut être considéré, du point de vue de l’effet insonorisant, comme proche du vide. Quand S 1<< S 2 свойства второй трубы приближаются к свойствам жесткой границы. В обоих случаях звукоизоляция максимальна. При равенстве площадей сечений первой и второй трубы отражение от границы отсутствует и звукоизоляция равна нулю независимо от вида сечения границы.

Silencieux actif R2. L'isolation acoustique dans ce cas peut être estimée approximativement et rapidement en dB, par exemple en utilisant la formule bien connue de l'ingénieur A.I. Belova :

où P est le périmètre de la section d'écoulement, m ; l — longueur du silencieux, m; S est la section transversale du canal du silencieux, m2 ; α eq est le coefficient d'absorption acoustique équivalent du bardage, en fonction du coefficient d'absorption α réel, par exemple comme suit :

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

α éq 0,1 0,2 0,4 0,5 0,6 0,9 1,2 1,6 2,0 4,0

De la formule, il résulte que l'isolation acoustique du canal de silencieux actif R 2 est d'autant plus grande que la capacité d'absorption des parois α eq, la longueur du silencieux l et le rapport entre le périmètre du canal et sa section transversale P sont grands. /S. Pour les meilleurs matériaux insonorisants, par exemple les marques PPU-ET, BZM et ATM-1, ainsi que d'autres absorbeurs acoustiques largement utilisés, le coefficient d'absorption acoustique réel α est présenté dans.

Tee R3. Dans les systèmes de ventilation, le plus souvent le premier tuyau de section transversale S 3 se divise ensuite en deux tuyaux de section transversale S 3.1 et S 3.2. Cette ramification s'appelle un tee : le son entre par la première branche, et passe plus loin par les deux autres. De manière générale, les premier et deuxième tuyaux peuvent être constitués d'une pluralité de tuyaux. Ensuite nous avons

L'isolation phonique du té de la section S 3 à la section S 3.i est déterminée par la formule

Notez qu'en raison de considérations aérohydrodynamiques, les tés s'efforcent de garantir que la section transversale du premier tuyau est égale à la somme de la section transversale des branches.

Suppresseur de bruit réactif (de chambre) R4. Le suppresseur de bruit de chambre est un tuyau acoustiquement étroit de section S 4 , qui se transforme en un autre tuyau acoustiquement étroit de grande section S 4.1 de longueur l, appelé chambre, puis à nouveau se transforme en un tuyau acoustiquement étroit avec une section S 4 . Utilisons également ici la théorie de la longue ligne. En remplaçant l'impédance caractéristique dans la formule connue d'isolation acoustique d'une couche d'épaisseur arbitraire à incidence normale des ondes sonores par les valeurs réciproques correspondantes de la surface du tuyau, nous obtenons la formule d'isolation acoustique d'un silencieux de chambre

où k est le numéro d'onde. L'isolation acoustique d'un silencieux de chambre atteint sa valeur maximale lorsque sin(kl) = 1, c'est-à-dire à

où n = 1, 2, 3, … Fréquence d'isolation acoustique maximale

où c est la vitesse du son dans l'air. Si plusieurs chambres sont utilisées dans un tel silencieux, la formule d'isolation acoustique doit être appliquée séquentiellement de chambre en chambre et l'effet total est calculé en utilisant, par exemple, la méthode des conditions aux limites. Les silencieux à chambre efficaces nécessitent parfois des dimensions hors tout importantes. Mais leur avantage est qu'ils peuvent être efficaces à n'importe quelle fréquence, y compris les basses, où les brouilleurs actifs sont pratiquement inutiles.

La zone de haute isolation phonique des antibruit à chambre couvre des bandes de fréquences répétitives assez larges, mais ils présentent également des zones de transmission sonore périodiques, de fréquence très étroite. Pour augmenter l'efficacité et égaliser la réponse en fréquence, un silencieux à chambre est souvent doublé à l'intérieur d'un absorbeur de bruit.

Amortisseur R5. La vanne est structurellement une plaque mince d'une superficie S 5 et d'une épaisseur δ 5, serrée entre les brides du pipeline, dont le trou d'une superficie S 5.1 est inférieur au diamètre interne du tuyau (ou autre taille caractéristique) . Insonorisation d'un tel papillon des gaz

où c est la vitesse du son dans l'air. Dans la première méthode, le principal problème pour nous lors du développement d’une nouvelle méthode est d’évaluer la précision et la fiabilité du résultat du calcul acoustique du système. Déterminons l'exactitude et la fiabilité du résultat du calcul de la puissance acoustique entrant dans la pièce ventilée - dans ce cas, la valeur

Réécrivons cette expression dans la notation suivante pour une somme algébrique, à savoir

Notez que l'erreur maximale absolue d'une valeur approchée est la différence maximale entre sa valeur exacte y 0 et la valeur approchée y, c'est-à-dire ± ε = y 0 - y. L'erreur maximale absolue de la somme algébrique de plusieurs quantités approximatives y i est égale à la somme des valeurs absolues des erreurs absolues des termes :

On adopte ici le cas le moins favorable, lorsque les erreurs absolues de tous les termes ont le même signe. En réalité, les erreurs partielles peuvent avoir des signes différents et se répartir selon des lois différentes. Le plus souvent en pratique, les erreurs d'une somme algébrique sont distribuées selon la loi normale (distribution gaussienne). Considérons ces erreurs et comparons-les avec la valeur correspondante de l'erreur maximale absolue. Déterminons cette quantité sous l'hypothèse que chaque terme algébrique y 0i de la somme est distribué selon la loi normale de centre M(y 0i) et de norme

Alors la somme suit également la loi de distribution normale avec une espérance mathématique

L'erreur de la somme algébrique est déterminée comme suit :

On peut alors dire qu'avec une fiabilité égale à la probabilité 2Φ(t), l'erreur de la somme ne dépassera pas la valeur

Avec 2Φ(t), = 0,9973 nous avons t = 3 = α et une estimation statistique avec une fiabilité presque maximale est l'erreur de la somme (formule) L'erreur maximale absolue dans ce cas

Ainsi ε 2Φ(t)<< ε. Проиллюстрируем это на примере результатов расчета по первому способу. Если для всех элементов имеем ε i = ε= ±3 дБ (удовлетворительная точность исходных данных) и n = 7, то получим ε= ε n = ±21 дБ, а (формула). Результат имеет совершенно неудовлетворительную точность, он неприемлем. Если для всех характерных элементов системы вентиляции воздуха имеем ε i = ε= ±1 дБ (очень высокая точность расчета каждого из элементов n) и тоже n = 7, то получим ε= ε n = ±7 дБ, а (формула).

Ici, le résultat d’une estimation probabiliste d’erreur en première approximation peut être plus ou moins acceptable. Ainsi, une évaluation probabiliste des erreurs est préférable et c'est elle qui doit être utilisée pour sélectionner la « marge d'ignorance », qu'il est proposé d'utiliser obligatoirement dans le calcul acoustique des UAHV pour garantir le respect des normes sonores admissibles dans un local ventilé. (cela n'a jamais été fait auparavant).

Mais l'évaluation probabiliste des erreurs de résultat dans ce cas indique qu'il est difficile d'obtenir une grande précision des résultats de calcul en utilisant la première méthode, même pour des schémas très simples et un système de ventilation à basse vitesse. Pour les circuits UHF simples, complexes, à faible et à grande vitesse, une précision et une fiabilité satisfaisantes de tels calculs peuvent être obtenues dans de nombreux cas uniquement en utilisant la deuxième méthode.

La deuxième méthode de calcul acoustique. Sur les navires, on utilise depuis longtemps une méthode de calcul basée en partie sur des dépendances analytiques, mais de manière décisive sur des données expérimentales. Nous utilisons l'expérience de tels calculs sur les navires pour les bâtiments modernes. Ensuite, dans une pièce ventilée desservie par un j-ième distributeur d'air, les niveaux de bruit L j , dB, au point de conception doivent être déterminés par la formule suivante :

où L wi est la puissance acoustique, dB, générée dans le i-ème élément du UAHV, R i est l'isolation acoustique dans le i-ème élément de l'UHVAC, dB (voir la première méthode),

une valeur qui prend en compte l'influence d'une pièce sur le bruit qui y règne (dans la littérature sur la construction, B est parfois utilisé à la place de Q). Ici r j est la distance entre le j-ième distributeur d'air et le point de conception de la pièce, Q est la constante d'absorption acoustique de la pièce et les valeurs χ, Φ, Ω, κ sont des coefficients empiriques (χ est le proche -coefficient d'influence du champ, Ω est l'angle spatial du rayonnement de la source, Φ est le facteur de directivité de la source, κ - le coefficient de perturbation de la diffusion du champ sonore).

Si m distributeurs d'air sont situés dans les locaux d'un bâtiment moderne, le niveau de bruit de chacun d'eux au point de conception est égal à L j, alors le bruit total de chacun d'eux doit être inférieur aux niveaux de bruit admissibles pour les humains, à savoir :

où L H est la norme de bruit sanitaire. Selon la deuxième méthode de calcul acoustique, la puissance acoustique L wi générée dans tous les éléments de l'UHCR et l'isolation acoustique Ri se produisant dans tous ces éléments sont déterminées expérimentalement pour chacun d'eux au préalable. Le fait est qu’au cours des quinze à vingt dernières années, la technologie électronique de mesure acoustique, combinée à un ordinateur, a considérablement progressé.

En conséquence, les entreprises produisant des éléments UHCR doivent indiquer dans leurs passeports et catalogues les caractéristiques de L wi et Ri, mesurées conformément aux normes nationales et internationales. Ainsi, dans la deuxième méthode, la génération de bruit est prise en compte non seulement dans le ventilateur (comme dans la première méthode), mais également dans tous les autres éléments de l'UHCR, ce qui peut être important pour les systèmes à moyenne et haute vitesse.

De plus, comme il est impossible de calculer l'isolation acoustique R i d'éléments du système tels que les climatiseurs, les unités de chauffage, les dispositifs de contrôle et de distribution d'air, ils ne sont donc pas inclus dans la première méthode. Mais il peut être déterminé avec la précision nécessaire par des mesures standard, ce qui est actuellement effectué pour la deuxième méthode. De ce fait, la seconde méthode, contrairement à la première, couvre la quasi-totalité des schémas UVA.

Et enfin, la deuxième méthode prend en compte l'influence des propriétés de la pièce sur le bruit qui s'y trouve, ainsi que les valeurs de bruit acceptables pour l'homme selon les codes et réglementations du bâtiment en vigueur dans ce cas. Le principal inconvénient de la deuxième méthode est qu'elle ne prend pas en compte l'interaction acoustique entre les éléments du système - phénomènes d'interférence dans les canalisations.

La somme des puissances sonores des sources sonores en watts et de l'isolation acoustique des éléments en décibels, selon la formule spécifiée pour le calcul acoustique de l'UHFV, n'est valable que, au moins, lorsqu'il n'y a pas d'interférence d'ondes sonores dans le système. Et lorsqu'il y a des interférences dans les pipelines, cela peut être une source de son puissant, sur lequel est basé, par exemple, le son de certains instruments de musique à vent.

La deuxième méthode a déjà été incluse dans le manuel et dans les lignes directrices pour les projets de cours sur l'acoustique du bâtiment destinés aux étudiants seniors de l'Université polytechnique d'État de Saint-Pétersbourg. La non-prise en compte des phénomènes d'interférence dans les canalisations augmente la « marge d'ignorance » ou nécessite, dans les cas critiques, un affinement expérimental du résultat jusqu'au degré de précision et de fiabilité requis.

Pour sélectionner la « marge d'ignorance », il est préférable, comme indiqué ci-dessus pour la première méthode, d'utiliser une évaluation probabiliste des erreurs, qu'il est proposé d'utiliser dans le calcul acoustique des bâtiments UHVAC pour garantir le respect des normes sonores admissibles dans les locaux. lors de la conception de bâtiments modernes.

La troisième méthode de calcul acoustique. Cette méthode prend en compte les processus d'interférence dans un pipeline étroit d'une longue ligne. Une telle comptabilité peut augmenter considérablement l'exactitude et la fiabilité du résultat. À cette fin, il est proposé d'appliquer aux tuyaux étroits la « méthode d'impédance » de l'académicien de l'Académie des sciences de l'URSS et de l'Académie des sciences de Russie L.M. Brekhovskikh, qu'il a utilisée pour calculer l'isolation acoustique d'un nombre arbitraire de plans parallèles. couches.

Déterminons donc d'abord l'impédance d'entrée d'une couche plane parallèle d'épaisseur δ 2, dont la constante de propagation sonore est γ 2 = β 2 + ik 2 et la résistance acoustique Z 2 = ρ 2 c 2. Notons la résistance acoustique dans le milieu devant la couche d'où tombent les ondes, Z 1 = ρ 1 c 1 , et dans le milieu derrière la couche nous avons Z 3 = ρ 3 c 3 . Ensuite, le champ sonore dans la couche, sans le facteur i ωt, sera une superposition d'ondes se déplaçant dans les directions avant et arrière avec une pression acoustique.

L'impédance d'entrée de l'ensemble du système de couches (formule) peut être obtenue en appliquant simplement (n - 1) fois la formule précédente, nous avons alors

Appliquons maintenant, comme dans la première méthode, la théorie des conduites longues à un tuyau cylindrique. Et ainsi, en cas d'interférence dans des tuyaux étroits, nous avons la formule d'isolation acoustique en dB d'une longue conduite d'un système de ventilation :

Les impédances d'entrée peuvent ici être obtenues à la fois, dans des cas simples, par calcul, et, dans tous les cas, par mesure sur une installation spéciale dotée d'un équipement acoustique moderne. Selon la troisième méthode, similaire à la première méthode, nous avons une puissance sonore émanant du conduit d'évacuation à l'extrémité d'une longue ligne UHVAC et entrant dans la pièce ventilée selon le schéma suivant :

Vient ensuite l'évaluation du résultat, comme dans la première méthode, avec une « marge d'ignorance », et le niveau de pression acoustique de la pièce L, comme dans la seconde méthode. On obtient finalement la formule de base suivante pour le calcul acoustique du système de ventilation et de climatisation des bâtiments :

Avec une fiabilité de calcul 2Φ(t) = 0,9973 (pratiquement le plus haut degré de fiabilité), on a t = 3 et les valeurs d'erreur sont égales à 3σ Li et 3σ Ri. Avec une fiabilité 2Φ(t)= 0,95 (degré élevé de fiabilité), nous avons t = 1,96 et les valeurs d'erreur sont d'environ 2σ Li et 2σ Ri Avec une fiabilité 2Φ(t)= 0,6827 (évaluation de la fiabilité technique), nous avons. t = 1,0 et les valeurs d'erreur sont égales à σ Li et σ Ri La troisième méthode, tournée vers l'avenir, est plus précise et fiable, mais aussi plus complexe - elle nécessite des qualifications élevées dans les domaines de l'acoustique du bâtiment, de la théorie des probabilités et les statistiques mathématiques et la technologie de mesure moderne.

Il est pratique à utiliser dans les calculs techniques utilisant la technologie informatique. Selon l'auteur, elle peut être proposée comme nouvelle méthode de calcul acoustique des systèmes de ventilation et de climatisation des bâtiments.

En résumé

La solution aux problèmes urgents liés au développement d'une nouvelle méthode de calcul acoustique doit prendre en compte les meilleures méthodes existantes. Une nouvelle méthode de calcul acoustique des bâtiments UVA est proposée, qui présente une « marge d'ignorance » minimale BB, grâce à la prise en compte des erreurs par les méthodes de la théorie des probabilités et des statistiques mathématiques et à la prise en compte des phénomènes d'interférence par la méthode de l'impédance.

Les informations sur la nouvelle méthode de calcul présentées dans l’article ne contiennent pas certains détails nécessaires obtenus grâce à des recherches supplémentaires et à la pratique du travail, et qui constituent le « savoir-faire » de l’auteur. Le but ultime de la nouvelle méthode est de fournir un choix d'un ensemble de moyens pour réduire le bruit du système de ventilation et de climatisation des bâtiments, ce qui augmente, par rapport au système existant, l'efficacité, réduisant le poids et le coût du système CVC. .

Il n'existe pas encore de réglementation technique dans le domaine de la construction industrielle et civile, c'est pourquoi les développements dans le domaine notamment de la réduction du bruit des bâtiments UVA sont pertinents et doivent être poursuivis, au moins jusqu'à ce que de telles réglementations soient adoptées.

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