Автор: Саркис Тагаев (Обновлено: 11.08. 2024 г.)
Быстрый переход:
Затруднительность предъявления претензий
Звуковое давление
Звуковая мощность
Расчет уровня звукового давления
Расчет звукового давления по графику
Имитация человеческого слуха (А – фильтр)
Пример расчета звукового давления
Факторы влияющие на шум
Как производители оборудования дурят потребителей
Причиной написания этой статьи являются типичные и часто встречающиеся заблуждения специалистов и пользователей, во время проведения замеров и оценки шумовых характеристик вентиляционного оборудования. Кажется, что тут сложного? Взял в руки шумомер, произвел измерения и сравнил их показатели с данными, представленными в каталоге. Но, как часто бывает, действительность оказывается более сложной и запутанной. Для того чтобы в дальнейшем не ошибаться, чтобы отстоять свою позицию в спорной, а может быть и проблемной ситуации, предлагаю ознакомиться с данной публикацией.
Представленная ниже информация подготовлена на основе технических материалов, разработанных компанией Systemair. Данный производитель вентиляционной и климатической техники наиболее полно подходит к правильному и достоверному ознакомлению потребителей с акустическими параметрами своей продукции.
Затруднительность предъявления претензий производителям вентиляционного оборудования
В современной климатической отрасли складывается парадоксальная ситуация, когда крайне затруднительно предъявить претензию производителю вентиляционного оборудования в случае неправильной, избыточно шумной работы техники. Трудно собрать убедительную доказательную базу. Производители в каталогах приводят значения уровня звуковой мощности, который не подлежит простой проверке приборами. Обычные шумомеры измеряют другой параметр, звуковое давление. Остается только опираться на расчет, который с легкостью может быть оспорен противоположной стороной. Вопросы могут быть как к полученным результатам, так и к методике в целом.
Вообще текущая ситуация на отечественном рынке вентиляционного оборудования с шумовыми характеристиками не выглядит идеальной. Персонал некоторых производителей слабо разбирается в отличиях звуковой мощности от звукового давления. Документация продукции зачастую содержит не полную и недостоверную информацию из-за агрессивного маркетинга. Выбираются цифры пониже и без каких-либо уточнений и пояснений они включаются в паспорт и каталог продукции.
В случае необходимости, для отстаивания своих интересов, рекомендую пользоваться более простым расчетом уровня звукового давления с использованием специального графика (методика описана далее в статье).
Рассмотрим вопрос постепенно и по порядку.
Звуковое давление вентиляционного оборудования
Звуковые волны распространяются в воздухе в виде колебаний давления. Наши уши воспринимают колебания давления как звук. Звуковое давление измеряется в паскалях (Па).
Наименьшее звуковое давление, которое воспринимает человеческое ухо — 2*10-5 Па, является порогом слышимости. Самое сильное звуковое давление, которое может вынести ухо (болевой порог) — 20 Па, и это считается верхней границей слышимости. Большая числовая разница, измеряемая в Па, между порогом слышимости и болевым порогом создаёт неудобства при расчете. Поэтому используется логарифмическая шкала, которая основывается на отношении действительного уровня звукового давления к порогу слышимости. Эта шкала в децибелах (дБ) использует для измерений, 0 дБ соответствует порогу слышимости, а 120 дБ соответствуют болевому порогу.
Звуковое давление вентиляционного оборудования уменьшается с увеличением расстояния от источника звука и зависит от акустических характеристик помещения и места нахождения источника звука. Именно звуковое давление измеряют приборы в децибелах (дБ). Применяется обозначение — LpA.
Звуковая мощность вентиляционного оборудования
Звуковая мощность определяется, как количество энергии, передаваемой в единицу времени (Вт), которую испускает источник звука. Звуковая мощность не может быть измерена непосредственно и вычисляется через звуковое давление. Существует логарифмическая шкала для мощности звука в децибелах (дБ), аналогичная шкале звукового давления. Звуковая мощность не зависит от места расположения источника звука или акустических характеристик помещения и поэтому ее удобно использовать для сравнения шумовых характеристик различных вентиляторов или другого вентиляционного оборудования.
Именно звуковая мощность приводится на страницах каталогов. Ее нельзя измерить прибором! Обозначается звуковая мощность символами – LwA. Номинируется она тоже в децибелах (дБ), как и звуковое давление. Это многих людей вводит в заблуждение. Два совершенно разных параметра имеют одну единицу измерения. Естественно возникает путаница и появляются ошибки.
Расчет уровня звукового давления
Заранее определить уровень звукового давления, проверяемый реальным измерением шумомера, можно только расчетом. Для этого необходимо обладать исходной информацией о звуковой мощности оборудования (из каталога продукции) и всеми данными о условиях и способе применения данного технического изделия в конкретном случае. Расчет по формуле затруднителен, но понять какие факторы оказывают влияние на реальный шум оборудования можно.
LpA = LWA + 10 * log + (Q/4 π r² + 4/Aekv)
LpA — уровень звукового давления (дБ), измеряется шумомером
LwA — уровень звуковой мощности (дБ), содержится в каталоге
Q — коэффициент направленности
r — расстояние до источника звука в метрах (м)
Aeqv — эквивалентная площадь поглощения (м2 Сэбин)
Коэффициент направленности, Q
Коэффициент направленности определяет, как звук распределяется от источника. Распространение звука во всех направлениях, сферическое, означает, что Q = 1. Для диффузора, расположенного в середине стены, направленность будет полусферической Q = 2 и т.д.
Эквивалентная площадь поглощения помещения, Aeqv
Способность материалов поглощать звук называется коэффициентом поглощения А. Коэффициент поглощения может иметь значения от 0 до 1, где значение 1 соответствует полностью поглощающей поверхности, а значение 0 — полностью отражающей поверхности. Эквивалентная площадь поглощения помещения измеряется в м2 и может быть рассчитана путем умножения площади поверхностей помещения на их соответствующие коэффициенты поглощения.
Расчет эквивалентной площади поглощения помещения Aeqv
Aeqv = α1 ·S1 + α2 ·S2 + … αn ·Sn
S = площадь поверхности (м2)
α = коэффициент поглощения (зависит от материала)
n = количество поверхностей
Во многих случаях проще использовать средние значения для расчета звукового поглощения в различных типах помещений, а затем также оценочное значение эквивалентной площади поглощения помещения.
| Тип помещения | Усредненный коэфф. поглощения |
| Радиостудии, музыкальные салоны | 0,30 — 0,45 |
| Телевизионные студии, читальные залы, склады | 0,15 — 0,25 |
| Жилые помещения, офисы, конференц-залы, театр | 0,10 — 0,15 |
| Школьные комнаты, детские сады, небольшие церкви | 0,05 — 0,10 |
| Заводы, плавательные бассейны, большие церкви | 0,03 — 0,05 |
Эффективная площадь поглощения, основанная на оценке
Если не известны коэффициенты поглощения всех поверхностей и допустимо использовать усредненный коэффициент поглощения, то можно рассчитать его по графику. График построен для помещений со стандартными пропорциями, т.е. 1:1 или 5:2.
Зная объем и тип помещения, с помощью графика можно определить его среднее эквивалентное поглощение.
Расчет уровня звукового давления используя график
Расчет уровня звукового давления проще сделать, используя специальный график.
Использование графика начинается с расстояния до источника звука (r), далее учитываем коэффициент направленности (Q) и эквивалентную площадь поглощения помещения (Аeqv). Как откладывать и применять значения смотрите на следующем примере, для которого r=1 метр, Q=2, Aeqv = 10 кв.м.
На выходе получаем разницу между уровнем звуковой мощности и уровнем звукового давления. DL = LpA – LwA. Это значение разности добавляем к уже известному уровню звуковой мощности и получаем уровень звукового давления LwA +DL = LpA.
Важно! Лишь только сделав расчет звукового давления вентиляционного оборудования можно получить значение этого параметра, которое можно проверить измерителем шума.
Имитация человеческого слуха (А – фильтр)
Следует учитывать, что человеческое ухо имеет разную степень чувствительности к звукам различной частоты. Это означает, что звуки с высокой и низкой частотой одинаковой мощности будут распознаваться, как два разных звуковых уровня. Говоря проще, мы слышим высокочастотный звук лучше, чем звук с низкой частотой.
А-фильтр наиболее часто применяется в вентиляции, накладывая корректировку на каждую октавную полосу частот. Поэтому значения дБ, получаемые с корректировкой А-фильтра, обозначаются как дБ(А).
| Гц | 63 | 125 | 250 | 500 | 1k | 2k | 4k | 8k |
| дБ | -26,2 | -16,1 | -8,6 | -3,2 | 0 | +1,2 | +1,2 | -1,1 |
Чувствительность слуха также зависит от силы звука. Для компенсации неравномерного восприятия звука на октавные полосы частот накладываются корректировки, так называемые фильтры. Для уровня звукового давления ниже 55 дБ используется А-фильтр. Для уровня между 55 и 85 дБ — В-фильтр, а для уровня свыше 85 дБ — С-фильтр.
Пример расчета и оценки звукового давления вентилятора
Для закрепления материала приведу пример расчета звукового давления возникающего при работе канального вентилятора K 125 XL (Systemair).
Оценивать будем шум на расстоянии трех метров, распространяющий через стенку корпуса, расположенного по центру жилого помещения (Q=1) (коэффициент поглощения = 0,15), объемом 50 м3.
При объеме жилого помещения 50 м3, с коэффициент поглощения 0,15 эквивалентная площадь поглощения составит 20 м2.
На расстоянии трех метров, при расположении источника шума по центру помещения (Q=1) с площадью поглощения 20 м2 разница между звуковым давлением и звуковой мощностью составит -7,3 dB.
Для вычисления звукового давления подставляем полученное значение в формулу LpA = LwA +DL
LwA – исходная звуковая мощность, 49 dB.
DL – полученная разница между звуковым давлением и мощностью, равная -7,3 dB.
LpA = 49 – 7,3 = 41,7 dB.
Вычисленное значение подтверждается данными изначально приведёнными производителем. Смотрите акустические характеристики вентилятора, приведенные выше. Расчет верный.
Следует отметить, что отсутствует информация о том в каких именно условиях происходил замер звукового давления при испытаниях компанией Systemair данного изделия. В каком направлении распространялся шум? Где располагался вентилятор? В каком помещении проводились испытания? Какой поглощающей способностью обладало помещение? На все эти вопросы ответов нет. Есть только очень низкий и, следовательно, привлекательный показатель шумовой характеристики. Это в крайней степени не корректно, так как потребителей в большей степени беспокоит шум от вентиляционного оборудования, распространяющий по воздушным каналам (на стороне входа и выхода воздушного потока). Этот шум изначально имеет гораздо большое значение и бороться с ним значительно сложнее.
Многие производители кривят душой и часто приводят в документации наименьшие значения шума от вентиляционного оборудования. Маркетологи правят бал. Они выхватываю наиболее привлекательные параметры и именно их включают в описание продукции. Таким образом потребители вводятся в заблуждение. Они не могут правильно оценить представленные шумовые характеристики.
Факторы влияющие на повышенное образование шума
В методике расчета легко увидеть факторы, которые влияют на увеличение шума. Оборудование будет громче если:
- оно расположено близко,
- помещение обладает маленьким объемом,
- помещение имеет низкий коэффициент поглощения шумов,
- источник шума располагается ближе к боковым поверхностям и потолку.
Как производители вентиляционного оборудования дурят потребителей
Для иллюстрации, приведу еще один пример расчета звукового давления с тем же, безусловно, хорошим и качественным вентилятором K 125 XL. Только в этот раз я подставлю в расчет не какие-то гипотетические исходные данные, которые никого не интересуют, а реальные условия, встречающиеся в жизни.
Предположим необходимо рассчитать уровень звукового давления на расстоянии трех метров от вентилятора K 125 XL, установленного в ванной комнате (коэффициент поглощения = 0,05) площадью 6 м2 (объем помещения 15 м3). Вентилятор располагается в смежном помещении таким образом, что его воздухозаборный патрубок фактически оказывается в углу, под потолком (Q=8).
При объеме помещения 15 м3, с коэффициент поглощения 0,05 эквивалентная площадь поглощения составит 2,7 м2.
На расстоянии трех метров, при расположении источника шума в углу под потолком (Q=8) с площадью поглощения 2,7 м2 разница между звуковым давлением и звуковой мощностью составит +2 dB.
Для вычисления звукового давления подставляем полученное значение в формулу LpA = LwA +DL
LwA – исходная звуковая мощность, 70 dB.
DL – полученная разница между звуковым давлением и мощностью, 2 dB.
LpA = 70 + 2 = 72 dB.
Согласитесь, что вычисленное значение, мягко говоря, не совместимо с нормальными условиями эксплуатации ванного помещения. Использовать этот вентилятор в таких условиях нельзя. Надо применять комплекс мероприятий по снижению шума от оборудования, либо искать менее мощный и более тихий вентилятор.
Это теоретический расчет. В жизни результаты замеров будут хуже. Реальное вентиляционное оборудование по тем или иным причинам всегда будет работать чуть громче, чем написано в каталоге. Увы, нет ни чего идеального.
Заявленная шумовая характеристика “Уровень звукового давления на расстоянии 3 метров (20 м2 Сэбин) – 41,7 дБ(А)” будет иметь совершенно другой вид если поменять несколько параметров. Если оценивать шум, исходящий от воздухозаборного патрубка вентилятора, при условии его размещения в углу под потолком (Q=8), то получится вот такой результат: “Уровень звукового давления на расстоянии 3 метров (20 м2 Сэбин) – 64 дБ(А)”.
41,7 и 64 дБ(А) “это две большие разницы”. Почему для составления технической документации производители вентиляционного оборудования выбирают самые наилучшие для себя условия и не дают каких-либо уточнений и пояснений совершенно понятно. Продукцию надо представить в лучшем свете. Но разве это справедливо по отношению к потребителям?
Погружение в тему:
