بخشی از مقاله
صدا و چگونگی انتشار آن در کانال هاي انتقال هوا
چکیده
تجهیزات مکانیکی سیستم هاي تهویه یکی از چشمه هاي اصلی صدا در ساختمان ها می باشد. صداي سیستم از بخشهایی چون فن، کانال یا توزیع کننده ها تولید و به محیط اطراف انتشار می یابد . یک بخش از این سیستم که به عنوان عامل ایجاد صدا شناخته شده است، کانال هاي این سیستم می باشد. در یک تقسیم بندي کلی، صداي ایجاد شده در کانال را ناشی از دو عامل می دانند : (1 حرکت و جریان هوا در داخل کانال و برخورد به دیواره هاي کانال سیکلون و سایر قسمتهاي سیستم (2 برخورد ذراتی که توسط هوا حمل می شوند به دیواره کانال (هر چند این مورد براي ذرات کوچک تاثیر چندانی ندارد). وجود کانالهاي انشعابی، زانویی ها و همچنین تغییر سطح مقطع کانال، و ارتعاشات ناشی از حرکت فن و جریان هوا از دیگر منابع مولد صدا هستند. استفاده از جاذب ها، روش هاي پسیو و اکتیو، استفاده از محفظه یا پلنوم از جمله موارد کنترل و کاهش صدا در کانال هاي انتقال هوا می باشند. این مقاله با توجه به دستورالعمل هاي اشري (ASHRAE)، با اندازه گیري و محاسبات تجربی، به بررسی نحوه انتشار و انتقال صداي کانال و راه هاي کاهش آن می پردازد.
کلمات کلیدي: سیستم تهویه، فن، کانال هوا، آلودگی صوتی
1
مقدمه
1-1 طراحی آکوستیکی سیستم هاي تهویه
راه حل کنترل صدا و ارتعاش در سیستم هاي تهویه شامل منابع صدا، انتقال دهنده ها و دریافت کننده می باشد. منابع صوتی همچون موتورهاي الکتریکی با جریان هوا و عبور آن در سیستم، از طریق دریچه و توزیع کننده ها سبب تولید صدا می گردند. انتقال دهنده ها همچون کانالها نیز هنگام انتقال هوا موجب ایجاد صدا می گردند. افراد شاغل یا ساکنین در چنین مکانهایی نیز دریافت کننده این انرژي صوتی می باشند. در بیشتر سیستم هاي HVAC، تجهیزات الکتریکی و مکانیکی از منابع اصلی تولید صدا محسوب می گردند. همیشه امکان تغییر و تحول در منابع صوتی سیستم HVAC وجود ندارد بنابراین در اینگونه مواقع می توان در انتقال دهنده ها و مسیرهاي عبور هوا تغییراتی را در جهت کاهش و کنترل صدا و ارتعاش ایجاد کرد. شکل 1 تغییرات تراز فشار با رفتار فرکانسی متفاوت صداي منابع سیستم HVAC از جمله فن و توزیع کننده را نشان می دهد .(1)
2-1 ترازهاي صداي تجهیزات
آنالیز آکوستیکی دقیق سیستم هاي HVAC بستگی به داده هاي قابل اعتماد صوتی این تجهیزات دارد. این داده ها اغلب توسط سازنده به صورت تراز فشار صوت در فواصل مشخصی از تجهیزات مورد نظر داده شده است. البته استانداردهایی نیز براي تهیه این داده ها وجود دارند.
مواد و روش ها
1-2 فرکانس عبور تیغه
توان صداي فن با استفاده از اطلاعات سازنده و فرمول هاي مربوطه قابل پیش بینی است. فرکانس عبور تیغه به تعداد دور بر ثانیه فن اشاره دارد. تمامی فن ها یک تن صدا را در این فرکانس و دیگر فرکانسهاي هم نوا تولید می کنند. صداي فن هاي ملخی (propeller)عموماً در فرکانسهاي پائین می باشد. فرکانس عبور تیغه در این نوع فن به مقدار زیادي به شکل دهانه ورودي بستگی دارد. در برخی کاربردها، صداي فن ملخی به صداي هلیکوپتر تشبیه شده است. فن مورد نظر از نوع ملخی به 6 تیغه پروانه و دور 1380 بر دقیقه داراي فرکانس عبور تیغه معادل 138 هرتز بوده است.
/ 60 1) (تعداد تیغه fbp = ( rpm ×
2-2 صداي آئرودینامیکی کانال ها
صداي آئرودینامیکی هنگام جریان هوا در کانال و توربولانس در دمپرها، کاهندهاي صدا و اتاق هاي هوا اتفاق می افتد. اگرچه منبع بزرگ صدا در سیستم هاي HVAC فن ها هستند، صداي آئرودینامیکی سبب بالا رفتن صداي فن می گردد . صداي آئرودینامیکی تابع سرعت جریان هواي کانال می باشد. دامنه صداي آئرودینامیکی تولید شده در کانال ها به طور نسبی با توان سرعت جریان هوا مرتبط بوده و هرگونه کاهش در سرعت جریان هوا به طور قابل
2
ملاحظه اي صداي آئرودینامیکی را کاهش می دهد. بر اساس این استاندارد حداکثر سرعت هوا 10/2 متر بر ثانیه در کانال مناسب میباشد. در اندازه گیري هاي انجام شده سرعت جریان هوا 8 متر بر ثانیه تعیین گردید(.(2
3-2 کاهش صداي کانال
کانال هاي مربع ـ مستطیل، پلنوم، کانالهاي آستر نشده و کانال هاي آستر شده به مواد جاذب صدا، زانوئی هاي بدون آستر و آستر داده شده، سایلنسرها در کانال از جمله اجزائ مرتبط با کنترل صداي کانال می باشند. در طرح تحقیقاتی نویسنده میزان کاهش صداي کانال با استفاده از پلنوم بدون آستر 6 دسی بل بوده که پس از آستر شدن با استفاده از جاذب پشم معدنی بترتیب با 2 دسی بل کاهش صداي بیشتر در فرکانس 1000 هرتز گزارش گردیده است.
4-2 افت بازتاب انتهاي کانال
هنگامیکه امواج سطحی صداي کم فرکانس با یک دهانه باز روبرو می گردند که به یک اتاق بزرگ تخلیه می شود، مقدار قابل ملاحظه اي از انرژي صوتی منتشر شده به این ناحیه به طرف کانال بازتابیده می شود. مقادیر تضعیف صدا ΔL مرتبط با افت بازتاب انتهاي کانال بصورت جداول استاندارد وجود دارند. در مورد کانال اتخاب شده با طول و عرض 40 و 20 سانتیمتر میتوان مقادیر افت بازتاب انتهاي کانال را به صورت زیر پیش بینی نمود.
این موضوع نشان دهنده تغییرات طیف فرکانسی از کم فرکانس به طرف فرکانس هاي بالاتر، یا بعبارتی کم رنگ شدن حضور صداهاي کم فرکانس، هنگام تخلیه انرژي صوتی از کانال به سالن می باشد.
5-2 لرزه کانال ناشی از جریان هوا
لرزش کانال صدایی با فرکانس پائین است که بوسیله ارتعاش سطوح پهن کانال ایجاد می گردد. این ارتعاش بعلت فعالیت فن و دیگر اجزاء سیستم که تحت فشار سیال قرار دارند و به شکل نوسانات فشار هواي آئرودینامیکی و یا آکوستیکی از فن به سرتاسر کانال منتقل می گردد. لرزه کانال در فرکانسهاي تشدید کانال اتفاق می افتد و تراز صداي 65-95 دسی بل در فرکانس 16-100 هرتز در فضاي تحت پوشش را ایجاد می کند .(3)
6-2 انتقال صدا به خارج کانال
صداي فن یا جریان هوا از داخل کانال و از طریق دیواره ها به محیط خارج منتشر می گردد. این حالت اصطلاحاً Breakout گفته می شود. در صورت عدم کنترل کافی صداي کانال، انتشار صدا به خارج کانال می تواند در فضاي تحت پوشش مشکلاتی را ایجاد کند.
تراز توان صدایی که از میان دیواره کانال منتقل و به سطوح خارجی کانال تابیده می شود را می توان از رابطه زیر محاسبه نمود:
3
