کنترل صدای هواساز یکی دیگر از مهم‌ترین عواملی است که در آسایش افراد محیط تأثیرگذار میباشد. ایجاد سروصدا ناخواسته و آزاردهنده به محیط و همچنین ارتعاشات ناخواسته تولید شده توسط دستگاه‌ها، هدف اصلی دستگاه‌های تهویه مطبوع که همان برقراری شرایط راحتی و آسایش در محیط میباشد را به طور کلی نفی میکند.
کنترل صدای هواساز وسیستمهای تهویه
امروزه سیستمهای تهویه مطبوع نظیر دستگاه هواساز به‌عنوان یکی از مدرن‌ترین سیستمهای سرمایشی-گرمایشی با راندمان عملکردی بالا، در کاربری‌های مسکونی و صنعتی بسیار پرکاربرد میباشند. این دستگاه وظیفه تولید و توزیع هوای با شرایط مطلوب دمایی و رطوبت جهت آسایش افراد را دارا میباشد. مشکلات مربوط به آلودگی صوتی در محیط ناشی از استفاده از تجهیزات دوار سیستمهای تهویه نظیر کمپرسورها، فنها و پمپها و همچنین مشکلات مربوط به ایجاد نویز در کانال‌کشی در صنایع گوناگون بسیار رایج هستند.
اثرات منفی روانی بر افراد، مشکلات عصبی و پرخاشگری، مشکلات جسمی نظیر بیماریهای قلبی، گوارشی، افت شنوایی، استرس، اثرات منفی بر خواب و کاهش راندمان کاری از جمله این مشکلات است. لذا اهمیت کنترل نویز، صدا و ارتعاشات ناخواسته در سیستم، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین پارامترها در تأمین شرایط آسایش بیش از پیش نمایان میگردد.
فشار و توان صوت
صوت میتواند به‌صورت اختلاف فشاری که به وسیله گوش انسان تشخیص داده میشود، تعریف گردد. صوت گاهی اوقات به شکل‌های ناخواسته و آزاردهنده میتواند اتفاق بیافتد. مفهوم آزاردهنده بودن میتواند با توجه به پاسخ افراد نسبت به صدا متغیر باشد. به‌عنوان‌مثال درحالی که شنیدن موزیک با صدای بالا برای برخی افراد لذت بخش است، برای برخی دیگر ممکن است اذیت کننده باشد. صوت برای آزاردهنده بودن حتماً نیازی به بلندی درجه صدا ندارد. بعنوان مثال صدای چکه کردن آب یا صدای لولای در روغن‌کاری نشده ازجمله صداهای آزاردهنده میباشند. از قیاس بین دما و گرما میتوان برای توصیف مشخصات فیزیکی صوت نظیر فشار و توان استفاده کرد.
یک بخاری برقی درون یک اتاق مقدار مشخصی انرژی در زمان آزاد میکند و به بیانی دیگر توان مشخصی دارد (وات= ژول بر ثانیه). این سنجشِ مقدار حرارتی میباشد که یک تشعشع کننده میتواند بدون تأثیر عوامل محیطی تولید کند. انرژی ساطع‌شده درون محیط سبب افزایش دمای اتاق شده که به‌راحتی میتوان با دماسنج آن را اندازه گیری نمود. دمای هر نقطه در اتاق نه تنها به توان منبع حرارتی و فاصله آن تا نقطه موردنظر بلکه به حرارت جذب‌شده از دیوارههای اتاق یا حرارت منتقل‌شده به محیط بیرونی از طریق در و پنجره وابسته میباشد.
به همین صورت منبع صوتی درون محیط مقدار مشخصی انرژی در واحد زمان ساطع میکند و به‌بیان‌دیگر توان مشخصی دارد. این سنجشِ میزان انرژی آکوستیکی میباشد که یک منبع صوتی میتواند در فضا بدون توجه به عوامل محیطی تولید کند. انرژی ساطع‌شده درون محیط سبب افزایش فشار صوت میگردد. فشار صوت درون هر نقطه از فضا نه تنها به توان منبع تولید صوت و فاصله آن تا نقطه موردنظر وابسته است، بلکه به میزان انرژی صوتی جذب‌شده از طریق دیواره‌ها و یا انرژی منتشرشده به فضای بیرونی نیز وابسته میباشد.
Pa20 به‌عنوان پایین‌ترین سطح صدایی که توسط یک فرد شنیده میشود، پذیرفته شده است و آستانه شنوایی نامیده میشود. از طرف دیگر Pa100 باعث آسیب شنوایی شده و به‌عنوان آستانه دردناکی شناخته میشود. گوش انسان به تغییرات لگاریتمی صدا حساس میباشد، لذا دسی‌بل به‌عنوان یک مقیاس لگاریتمی برای سنجش سطح صدا بکار میرود. در شکل زیر میزان سطح صدای تولیدشده توسط فعالیتهای بشر نشان داده‌شده است.
کنترل نویز و آلودگی صوتی
کنترل نویز به تمامی روش‌هایی گفته میشود که به‌منظور جلوگیری از بر هم زدن شرایط آسایش افراد توسط صدا و امواج آزاردهندهی تولیدشده توسط سیستمهای تهویه مطبوع بکار میرود. انتشار نویز در منبع تولید نویز، مسیرهای انتقال و محیط مورد تهویه اتفاق می‌افتد. تجهیزات مکانیکی بکار رفته در سیستمهای تهویه از عوامل اصلی تولید آلودگی صوتی میباشند. لذا اقدامات لازم جهت کنترل نویز و صدا عبارت‌اند از:
- کاهش یا جلوگیری از تولید نویز و صدا در منبع: منابع انتشار آلودگی صوتی در سیستمهای تهویه نظیر کمپرسورها و اواپراتورها در سیستم چیلر، برج‌های خنک‌کننده و ارتعاشات ناشی از حرکت فن هوارسان در دستگاه هواساز میباشد.
- کاهش نویز و صدا در محیط انتشار صوت یا در مسیر انتقال بین منبع و محیط شنونده نظیر کانالهای هوا و انشعابات. صدای به وجود آمده ناشی از اغتشاش جریان هوای عبوری با سرعت بالا از داخل کانالها سبب تولید نویز میگردد.
- کاهش نویز و صدا در محیط شنونده
در شکل زیر سه مسیر انتقال نویز و صدای تولیدشده توسط سیستم تهویه به فضای اداری و فرد در حال کار در آن فضا، نشان داده‌شده است. مسیر A انتقال ارتعاشات دستگاه از طریق کف، مسیر B انتقال هوابرد و انتشار مستقیم نویز تجهیزات به محیط و مسیر C انتقال آلودگی صوتی از طریق کانالها به محیط را نشان می‌دهد.
فن هوارسان در دستگاه هواساز برای اطمینان از گردش جریان هوای کافی بر مبنای شرایط بکار میروند. هوای بیرون به‌وسیله فن (دمنده) به درون محفظه کشیده میشود و با عبور از قسمت‌های مختلف نظیر فیلتر، کویل و… و با رسیدن به شرایط دلخواه به درون کانال اصلی یا تغذیه‌کننده جهت توزیع در هدایت میگردد. فنها ممکن است با دور ثابت یا متحرک گردش کنند تا حجم هوای متغیری را وارد سیستم کند. فن‌های استفاده‌شده در دستگاه هواساز به‌صورت استاتیکی و دینامیکی بالانس میشوند و لاستیک‌های فنری به‌منظور کاهش انتقال ارتعاشات در زیر شاسی فن تعبیه میگردد تا میزان تولید نویز به حداقل برسد.
همچنین جانمایی مناسب فنها، پمپ و کمپرسور در دستگاه هواساز یا پکیج یونیت تأثیری بسیار زیادی در کاهش نویز دارا میباشد. بین جداره های داخلی و خارجی بدنه دستگاه هواساز عایق حرارتی و صوتی با لایه‌بندی مناسب بکار رفته که نقش به سزایی در کاهش سروصدای تولیدشده دارند. در شکل زیر انتشار انرژی صوتی در هوا توسط منبع و تبدیل این انرژی به انرژی گرمایی توسط مواد جاذب انرژی صوتی نشان داده شده است. مواد میراگر یا جاذب انرژی صوتی جهت کاهش انرژی آکوستیکی میتوانند مواد متخلخل با منافذ و روزنه‌های زیاد نظیر پشم سنگ، فوم‌های پلاستیکی یا ضایعات پارچه‌ای پرس شده باشند.
همچنین ایزولاسیون محیط منبع تولید سر و صدا از مهم‌ترین روش‌های کاهش نویز میباشد. در شکل زیر ایزولاسیون محیط و قرار دادن دستگاه هواساز در اتاقی مجزا، از عبور انرژی صوتی جلوگیری به عمل آورده و صدا و نویز ایجادشده توسط منبع به طرز چشم‌گیری کاهش یافته است.
زمانی که کنترل آلودگی صوتی در منبع تولید نویز میسر نباشد، از روش کنترل نویز در محیط انتشار صوت یا در مسیر انتقال بین منبع و محیط شنونده استفاده میشود. عایق‌کاری کانالهای هوای عبوری، تغییر در قطر کانالها، استفاده از اتاق‌های صداگیر ازجمله این راهکارها میباشد. سرعت زیاد جریان هوا در کانالها و اغتشاش جریان هوا ازجمله عوامل مهم در ایجاد نویز هستند که با طراحی مناسب و افزایش دهانه کانالها جهت کاهش سرعت هوا میتوان نویز به وجود آمده رو به حداقل رساند.
اتصال مناسب جداره کانالها به سازه اصلی دستگاه نیز سبب کاهش ارتعاش و نویز تولیدشده میگردد. روش دیگر استفاده از صداگیر یا سایلنسر در دستگاه میباشد. در شکل زیر کاربردهای استفاده از صداگیر در دستگاه هواساز در قسمت منبع و همچنین در مسیر انتقال بین منبع و محیط به‌صورت شماتیک آورده شده است.
صداگیر در دستگاه هواساز
صداگیر، سایلنسر یا میراگر انرژی صوتی در دستگاه هواساز قبل و یا بعد از بخش فن هوارسان که منبع اصلی ایجاد صدا و نویز در دستگاه هواساز میباشد، نصب میگردد. به دلیل کارکرد فن‌های هواساز، در کانالهای تهویه صدا و نویز ناخواسته به وجود میآید که این آلودگی صوتی به عوامل مختلفی نظیر نوع فن بکار رفته، جنس و نوع کانالها و … بستگی داشته و به محیط منتقل‌شده و سبب سلب آسایش و راحتی افراد و مشکلات دیگر میگردد.
وظیفه اصلی صداگیر کنترل صدای هواساز و محیط شنونده و افراد ساکن در آن از طریق کانال کشی و با تأثیر بسیار کم بر جریان هوای تهویه میباشد. صداگیرها به نحوی طراحی میشوند که انواع صداهای مزاحم تولید شده با طیف فرکانسی بین 60 تا 8 هزار هرتز را جذب کنند. لذا جذب امواج صوتی تولیدشده اساس طراحی صداگیرها میباشد. ردیف‌هایی در ساختمان صداگیر بکار رفته که از مواد جاذب امواج صوتی ساخته‌شده و با جذب امواج در حال حرکت در مسیر به وظیفه خود عمل میکنند. پشم سنگ به عنوان یک ماده متخلخل به‌عنوان عایق صوتی در ساخت صداگیر مورد استفاده قرار میگیرد. این مواد به‌عنوان ماده پرکننده در ردیف پرههایی که در مقطع میراگر و به فاصله مشخصی در کنار یکدیگر قرارگرفته‌اند، بکار میروند.
همچنین این مواد از لحاظ مسائل بهداشتی طبق استاندارد 97/69/Ec EU نظیر عدم تولید باکتری و قارچ یا عدم تولید گازهای سمی در هنگام آتشسوزی و همچنین مقاومت بالا در مقابل حرارت کاملاً تائید شده میباشند. با هدف افزایش راندمان دستگاه در جذب امواج صوتی از ورقهای فلزی سوراخدار در لایه بیرونی مواد جاذب صوتی استفاده میشود.
این ورق‌ها ضمن هدایت امواج به مواد جاذب، خود وظیفه استهلاک انرژی صوتی و بهبود عملکرد دستگاه را عهده دارا میباشند. همچنین سطح بیرونی این ردیفها که در معرض جریان هوای عبوری میباشد، به‌صورت مدور ساخته شده تا علاوه بر بهبود عملکرد صداگیر و افزایش راندمان، میزان افت فشار هوای عبوری را پایین نگه دارند. تعداد ردیف پره‌های بکار رفته در صداگیر بسته به میزان فضای مورد تهویه و ظرفیت هوادهی دستگاه هواساز و شدت صوت تولیدشده متفاوت است.
بدنه صداگیرها از ورقهای فلزی و در ضخامت‌های مختلف ساخته میشود. صداگیرها با بدنه ضخیمتر برای بهبود خواص تلفات انتقال و کاهش نویز خروجی از دیوارههای دستگاه و ورود به محیط موردنظر بکار میروند. جنس بدنه صداگیر معمولاً از ورق گالوانیزه نوع hot dip، آلومینیوم و یا استنلس استیل ساخته میشود. آستری به منظور محافظت مواد جاذب صوت در سرعت‌های بالای جریان هوا بکار میروند.
همچنین وظیفه جلوگیری از ورود ذرات ریز مواد جاذب به هوای عبوری که مستقیماً وارد محیط شده و تأثیر مستقیمی بر سلامتی افراد دارا میباشند، بر عهده آستری میباشد. آستری‌ها از مواد گوناگون و بسته به کاربرد ساخته میشوند. آستر پارچه های نسوز فایبرگلاس ازجمله آستری‌های پرکاربرد میباشد که تأثیری بر عملکرد آکوستیکی مواد جاذب ندارند. طراحی و ساخت صداگیر مطابق با استانداردهای ASTM E84 ،UL723 ،NFPA255 می باشد.
صداگیرها معمولاً در کانالهای رفت یا تغذیه و در کانالهای برگشت بکار میروند. این دستگاه دارای انواع و مدلهای مختلف با ابعاد گوناگون برای بازه وسیعی از دستگاه‌های هواساز از ظرفیت‌های هوادهی 1000 تا 100000 فوت مکعب بر دقیقه میباشد. همچنین انواع مختلف صداگیرها برای کاهش سطح صدا از 5 تا 35 دسی‌بل بکار میروند. افت فشار هوای عبوری ناشی از قرار گرفتن صداگیرها در دستگاه هواساز از 0.2 تا 0.7 اینچ ستون آب (50 تا 200 پاسکال) میباشد.
محل مناسب نصب صداگیر
در سیستمهای تهویه همواره میزان صدا و نویزی از طریق دیوارههای کانال و یا بدنه دستگاه صداگیر به محیط انتشار مییابد که با نام Breakout Noise شناخته میشود. این میزان نویز به عوامل مختلفی نظیر شکل و سایز صداگیر، ضخامت بدنه ساخته‌شده، میزان ماده جاذب صوت بکار رفته درون پرهها و … بستگی دارد. به منظور کنترل صدای هواساز، بایستی صداگیر تا حد امکان نزدیک به منبع تولید نویز نصب گردد.
نصب صداگیر از جمله عوامل تأثیرگذار در کنترل میزان نویز تولیدشده میباشد. به‌عنوان‌مثال نصب صداگیر در زانویی‌ها به‌هیچ‌وجه توصیه نمیشود زیرا سبب افزایش افت فشار هوای عبوری و هم چنین تشدید تولید نویز میگردد. صداگیر در دستگاه هواساز قبل و یا بعد از بخش فن هوارسان که منبع اصلی ایجاد صدا و نویز در دستگاه هواساز میباشد، نصب میگردد. محل نصب ایده آل صداگیر در انتهای کانال و پیش از ورود به محیط مورد تهویه میباشد. در شکل زیر محل نصب ایده آل صداگیر بدون و با حضور دمپر نشان داده شده است.
انتخاب صداگیر مناسب برای کنترل صدای هواساز
انتخاب صداگیر برای کنترل صدای هواساز بسته به میزان فضای مورد تهویه و ظرفیت هوادهی دستگاه هواساز و شدت صوت تولیدشده توسط تجهیزات و با توجه به میزان جذب نویز توسط سایر پارامترهای کنترل نویز متفاوت میباشد. بطور کلی جهت انتخاب صداگیر مناسب پارامترهای مختلفی نظیر ابعاد فضای مورد تهویه، کاربری آن فضا، نوع فن هوارسان (و مشخصات آن نظیر دور و …)، مشخصات کانل کشی (نظیر طول کانال، شکل سطح مقطع کانال، عایق‌کاری و…)، سایر عوامل مؤثر در کنترل نویز و … بایستی به‌دقت تعیین شده و سپس به انتخاب صداگیر مناسب با مشخصات مورد نظر پرداخت. با توجه به تشابه عبارت کلیدی در این صفحه با صفحه اگزاست فن پیشنهاد می نمائیم مطلب مربوط به انواع اگزاست فن را مطالعه فرمائید.
