20. Tłumienie naturalne i tłumiki w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Podczas projektowania instalacji powietrznej należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby zapewnić przenoszenie hałasów do pomieszczeń na niskim poziomie. Zasadniczo obowiązuje reguła, że hałas należy ograniczać w miejscu jego powstawania, dobierając cichobieżne wentylatory i silniki.

Tam, gdzie to możliwe, stosuje się odpowiednie środki w celu izolacji dźwiękowej i tłumienia dźwięków oraz ograniczenia ich rozprzestrzeniania się. Istnieją dwa główne źródła hałasu, a są to:
• Wentylatory
Generowane przez nie hałasy (poziom
ciśnienia akustycznego) są zależne od ilości obrotów, kształtu i
liczby łopatek, prędkości powietrza,
przepływu, warunków odpływu i dopływu
powietrza, całkowitego sprężu,
wydajności oraz sprawności. Głównymi
źródłami hałasu są: szerokopasmowy
szum powodowany burzliwym
przepływem powietrza oraz jednotonowy
dźwięk wywołany ruchem obrotowym
silnika (silnie powiązany z jego
częstotliwością). Przez zastosowanie
łożysk Ślizgowych i tocznych, wyważenia łopatek oraz obudów tłumiących
można znacznie zredukować powstający
hałas.
• Systemy kanałów
Hałas w przewodach powstaje wskutek zmiany prędkości przepływu
powietrza i powstawania zawirowań
na ostrych krawędziach, kratkach,
trójnikach, przepustnicach,
kryzach itp. Powodem powstawania
hałasu może być również pobudzanie
ścianek przewodów do drgań własnych
– tego rodzaju hałas redukuje
się, projektując system rozdziału powietrza
zgodnie z wymaganiami rozdziału
powietrza. Jako regułą przyjmuje
się, że: prędkość strumienia
powietrza w przewodach magistralnych
nie powinna przekraczać 8 m/s.
Aby szum nie zaistniał, najkorzystniej
jest przyjmować prędkość powietrza
w granicach 5 m/s. Dzięki
stosowaniu tłumików dźwięku oraz
odpowiednich materiałów tłumiących
dźwięk, można znacznie zredukować
poziom hałasu.
Generowany hałas rozprzestrzenia
się w postaci dźwięków materiałowych
(rozchodzą się w ciałach stałych, czyli fundamentach, podłogach,
ściankach kanałów wentylacyjnych,
emitowane są przez powierzchnie
drgające w postaci dźwięków powietrznych
stając się słyszalnymi) lub
powietrznych (rozprzestrzeniają się
w powietrzu bezpośrednio ze źródeł
hałasu).

Tłumienie dźwięków powietrznych
możemy podzielić na dwie grupy:
• naturalne:
- w prostych odcinkach przewodów:
cienkościenna blacha zostaje tutaj
wprowadzona w drgania, co powoduje
tłumienie wzdłużne w kierunku
przepływu. Powierzchnia przewodu
wypromieniowuje częściowo energię
akustyczną (w zależności od swojej
zdolności tłumienia) do otaczającej
przestrzeni. Przy niskich częstotliwościach
tłumienie jest bardziej intensywne
niż przy wysokich (w przewodach
prostokątnych tłumienie
wzdłużne jest także intensywniejsze
niż w okrągłych dla dźwięków o niskich
częstotliwościach, dla wysokich
częstotliwości dźwięku korzystniejsze
są natomiast okrągłe przewody),
- przy zmianach kierunku przewodów:
łuki i kolana charakteryzują się
następującą cechą: tłumienie dźwięków o tym niższych częstotliwościach,
im szersze są kanały,
- w rozgałęzieniach przewodów:
tłumienie w rozgałęzieniu jest niezależne od częstotliwości dźwięku,
- w nawiewnikach: występuje tutaj
spadek mocy akustycznej. Wiąże się
to z tym, że otwory nawiewne mają
zazwyczaj małe wymiary w stosunku
do długości fal dźwiękowych, dlatego
też część fal dźwiękowych odbijana
jest do przewodu.
• sztuczne - jeżeli naturalne tłumienie
dźwięków jest niewystarczające,
należy stosować urządzenia do ich
sztucznego tłumienia. Przy stosowaniu
tłumików hałasu należy uwzględniać
następujące wytyczne:
- wszystkie zastosowane tłumiki
dźwięku należy umieszczać za wentylatorem
(jak najbliżej),
- przy wysokim poziomie mocy
akustycznej otoczenie przewodu (w
okolicy tłumika) należy zaizolować
otuliną dźwiękochłonną,
- w rozgałęzieniach (przy zmianach
kierunku przepływu) należyisza w kanale
stosować wtórne tłumiki hałasu (jeżeli występują dodatkowe dźwięki).
Podział tłumików (ze względu na
sposób pochłaniania dźwięku):
• absorpcyjne (energia dźwięku
wnika do wnętrza materiału dźwiękochłonnego i wskutek tarcia zamienia
się w ciepło, tłumik ten jest dosyć
wygodny w użyciu, gdyż powoduje
małe straty ciśnienia),
• dławiące (powietrze przepływa
przez materiał porowaty o dużym
oporze przepływu, energia dźwięku
także zamienia się w ciepło), tłumiki
te stosuje się zwykle przy wypływie
sprężonego powietrza lub pary,
• odbiciowe (działa na zasadzie odbicia
się dźwięku od źródła jego powstawania),
zwykle znajdują zastosowania
przy maszynach spalinowych.
Oprócz wyżej wymienionych tłumików
stosujemy również tłumiki
kulisowe (w centralach wentylacyjnych),
relaksacyjne (wyposażone w
przepuszczalne dla powietrza płyty
pochłaniające z dodatkowymi pustymi
przestrzeniami), telefoniczne
(giętkie tłumiki między pomieszczeniami)
i inne (których nazwa pochodzi
od ich konstrukcji np. tłumiki
płytowe, rurowe).
Zapobiegawczo dla tłumienia
dźwięków materiałowych wykorzystuje
się często różne elementy budowlane
o dobrych właściwościach pochłaniających
dźwięk i drgania. Zalicza się
tu giętkie, miękkie maty lub płyty o
częstotliwości drgań własnych na tyle
niskiej, aby zapobiec rozprzestrzenianiu
się dźwięku materiałowego, tzn.
poniżej 50 Hz. Stosowane w budownictwie
materiały tłumiące przedstawia
tabela 2 (jako izolację stosuje się
materiały, w których sztywność dynamiczna
s’ < 50 N/m³).

W celu przeciwdziałania przenoszeniu
szumów z central wentylacyjnych
do przylegających pomieszczeń,
oprócz opisanych wyżej środków
stosuje się jeszcze inne przedsięwzięcia budowlane:
• ściany i sufit centrali wentylacyjnej
muszą posiadać wystarczającą
izolacją, żeby zapobiec przenoszeniu
się dźwięków powietrznych (np.
ściany podwójnie szalowane). W celu
zmniejszenia hałasu w samym pomieszczeniu
należy umieścić dźwiękochłonne płyty,
• to samo dotyczy podłóg. W celu
przeciwdziałania przenoszeniu
dźwięków materiałowych maszyny
należy ustawiać na sprężynach i amortyzatorach
o większym tłumieniu,
• przy kanałach powietrznych i rurociągach,
oprócz stosowania elastycznych
członów pośrednich należy zwracać uwagę, aby przejścia
przez ściany miały izolację od
dźwięków materiałowych. Chodzi tu
np. o rury płaszczowe z izolacją między rurą i płaszczem lub o izolacją
między kanałem i murem,
• otwory wlotowe i wylotowe wentylatorów
należy tak rozmieścić, aby nie
stanowiły zakłóceń dla sąsiedztwa, lub
należy zastosować dodatkowe tłumiki
wylotowe.