CC BY
126
Снижение шума, создаваемого работой котельной, расположенной во дворе жилого дома в г. Челябинске
Д.Б. Чехомова, И.И. Новиков
ОАО «НИИБТМЕТ» г. Челябинск
Котельная располагается внутри жилого квартала, имеет четыре котла и четыре дымовые трубы, сгруппированные поблизости друг от друга.
В связи с жалобами жильцов выполнены измерения шума, создаваемого работой котельной. Все 4 котла работали в режиме максимальной нагрузки.
Результаты измерений приведены в таблице 1.
Из таблицы 1 видно, что уровни звука, создаваемые работой котельной в квартире и на территории, непосредственно прилегающей к жилому дому,
на 8 дБА превышают допустимые уровни звука для ночного времени.
Анализ результатов измерений из таблицы 1 позволил определить причины и источники повышенного шумоизлучения от работы котельной на селитебной территории.
Из сопоставления позиций 4-5-6 и 11-12-13 можно сделать выводы о звукоизолирующей способности остекления котельной. Окна выполнены из силикатного стекла толщиной 3 мм, обладающего,
№ Точка измерения Уровни звукового давления, дБ , в октавных Гц Уровни
п/п полосах со среднегеометрическими частотами, звука,
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 ДрА
1. Измеренный шум в квартире
жилого дома (с учетом поправки на шум помех). Средние по трем точкам измерения. 54 52 48 43 25 21 37
2. Измеренный шум на расстоянии 2м от наружной стены жилого дома (с
учетом поправки на шум помех). Средние по двум точкам измерения. 75 73 65 54 40 37 34 33 25 53
Измеренный шум возле котлов со стороны вентилятора внутри котельной при работе всех четырех котлов
3. Котел 1 100 93 91 94 88 84 80 82 75 91
4. Котел 2 100 94 91 90 88 84 80 81 74 90
5. Котел 3 101 92 91 87 84 82 80 80 74 88
6. Котел 4 99 90 89 82 81 79 77 78 70 85
Измеренный шум возле котлов со стороны дымовых труб
внутри котельной при работе всех четырех котлов
7. Котел 1 102 92 89 81 78 74 74 78 69 83
8. Котел 2 101 91 89 83 78 73 73 77 67 83
9. Котел 3 98 90 88 81 76 75 74 77 67 82
10. Котел 4 96 86 89 78 74 72 72 75 64 81
Измеренный шум снаружи котельной со стороны вентиляторов при работе всех котлов
(шум, в основном проникающии через ограждение котельной
с остеклением)
11. Напротив котла 2 88 80 77 72 66 61 59 62 54 70
12. Напротив котла 3 87 81 80 71 64 58 55 58 49 69
13. Напротив котла 4 87 80 77 68 61 55 54 56 47 66
Измеренный шум снаружи котельной возле при работе всех котлов дымовых труб
14.|Между дымовыми трубами 96 88 78 65 57 49 48 50 42 66
Измеренный шум возле котлов со стороны вентилятора внутри котельной при работе одного обследуемого котла
15. Возле котла 2 91 83 82 96 84 85 77 73 65 90
16. Возле котла 3 97 85 89 82 80 79 77 73 70 84
Измеренный шум возле котлов со стороны дымовых труб внутри котельной при работе одного обследуемого котла
17. Возле котла 2 90 79 74 81 76 70 65 62 54 77
18. Возле котла 3 94 88 86 78 74 73 68 64 55 78
Таблица 1. Результаты измерений шума в квартире жилого дома рядом с котельной, на территории рядом с жилым домом, внутри котельной, вокруг нее и рядом с дымовой трубой.
№ п/п Величина Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука, ДБА
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
1. Шум, проникающий через окна котельной (расчет) 46 44 36 30 24 22 24 14 34
2. Измеренный шум на расстоянии 2м от наружной стены жилого дома (с учетом поправки на шум помех) 73 65 54 40 37 34 33 25 53
3. Допустимые уровни шума на территории, непосредственно прилегающей к жилым домам в ночное время с 23 до 7ч, согласно /4/, табл.3, с учетом поправки на шум от систем вентиляции 62 52 45 39 35 32 30 28 40
Таблица 2. Уровни шума на территории, непосредственно прилегающей к жилому дому.
вообще-то, достаточной звукоизолирующей способностью для данного случая. Здесь необходимо повысить звукоизолирующую способность окон, тщательно заделав щели по контуру стекол, и ликвидировать сквозные отверстия в окнах (вставить отсутствующие стекла). Звукоизоляция остекления должна существенно улучшиться. На частоте 63 Гц улучшение составит 3—7 дБ, на высоких частотах улучшение звукоизоляции будет порядка 15 дБ.
Шум от работы оборудования котельной может проникать наружу либо через окна, либо через дымовые трубы (если ворота котельной закрыты). Шум, проникающий через окна котельной на селитебную территорию, можно рассчитать по методике СНиП 23-03-2003 /1/. Результаты расчета, а также измеренные уровни шума возле жилого дома, с учетом поправки на шум помех, приведены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что рассчитанные уровни шума, проникающего из котельной через окна на селитебную территорию возле жилого дома, намного меньше фактически измеренных уровней шума в тех же точках и даже меньше допустимых по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 /2/ значений.
Это говорит о том, что основным источником шума от работы котельной на окружающей ее селитебной территории являются дымовые трубы. Причем значительная часть шума распространяется через верхнюю часть труб (это было видно из измерений спада уровней шума с удалением от трубы).
Требуемое снижение шума определяется как разница между уровнями шума в той точке измерения, в которой измерены наиболее высокие уровни шума, и допустимыми уровнями шума согласно Санитарным нормам /2/. Результаты определения требуемого снижения шума приведены в таблице 3.
Из таблицы 3 видно, что шум котельной надо снизить в низкочастотной области 63—250 Гц.
Поскольку в самих трубах источников шума нет, то причиной повышенного шума является шумоиз-лучение горелок. Шум горелок проходит по воздуховодам в дымовые трубы и оттуда — на окружающую территорию. Если снизить шум в воздуховодах между горелками и дымовыми трубами, то можно снизить шум и на селитебной территории.
В литературе для снижения низкочастотного шума в воздуховодах рекомендуется применять камерные глушители.
Простейший камерный глушитель представляет собой расширение воздуховода, облицованное зву-копоглотителем /3/. Камерные глушители обладают равномерной частотной характеристикой в широком диапазоне частот. В предположении чисто диффузного звукового поля в глушителе, снижение шума камерным глушителем рассчитывается по формуле
Мр = 10\дА/Р.,
(1)
где А — величина суммарного поглощения внутренних поверхностей камеры глушителя, м2, Р. — площадь выходного канала, м2.
Суммарное поглощение вычисляется по формуле
А = а5,
(2)
где а — средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей камеры глушителя, 5 — общая площадь этих поверхностей.
Из формул (1) и (2) видно, что чем больше площадь внутренних поверхностей камерного глушителя, тем выше его акустическая эффективность.
Таблица 3. Требуемое снижение шума в квартире и на территории, непосредственно прилегающей к жилому дому.
№ Величина Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со Уровни
п/п среднегеометрическими частотами , 1ц звука,
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 дБА
1. Наибольшие уровни шума по трем точкам измерения, полученные в квартире, создаваемые работой
котельной (с учетом поправки на шум помех) 56 53 48 45 25 24 18 14 . 38
2. Допустимые уровни шума для жилых комнат квартир в
ночное время с 23 до 7ч, согласно /1, табл.3/ 72 55 44 35 29 25 22 20 18 30
3. Требуемое снижение шума в квартире 4 10 2
4. Наибольшие уровни шума по двум точкам измерения, полученные на расстоянии 2м от наружной стены дома, создаваемые работой
котельной (с учетом поправки на шум помех) 76 73 65 55 40 37 35 33 28 53
5. Допустимые уровни шума на территории, непосредственно прилегающей к жилым
домам в ночное время с 23 до 7ч, согласно /1, табл.3/ 83 67 57 49 44 40 37 35 33 45
6. Требуемое снижение шума на территории,
непосредственно 8 8
прилегающей к дому - 6 6 - - - - -
7. Требуемое снижение шума котельной 6 8 10 8
Исходя из этого, можно предложить следующую конструкцию камерного глушителя. Участок выхода воздуховодов из помещения котельной и входа их в дымовые трубы окружается прямоугольной камерой. Сами участки воздуховодов между стеной котельной и дымовыми трубами удаляются. Дымовые газы выбрасываются в камеру и оттуда попадают во входные отверстия дымовых труб.
Конструкция камеры глушителя определяется требованиями необходимого снижения шума. Материал и толщина стен камеры должны иметь достаточную звукоизоляцию, чтобы шум, проникающий через стену наружу, не превышал допустимых значений. Внутренние поверхности камеры должны быть облицованы звукопоглотителем таким образом, чтобы шум, проникающий в дымовые трубы и оттуда наружу, также не превышал допустимых значений.
Таким образом, после установки камерного глушителя шум на селитебной территории будет складываться из шума, излучаемого верхними кон-
цами дымовых труб, и шума, проникающего через стенки камерного глушителя.
Требуемое снижение уровней каждого из этих видов шума определяется по формулам /1/.
Предложенные камерные глушители уже установлены на две печи. Помещение камер имеет размеры 20х7,5 м в плане и высоту 3 м, S = 465 м2.
Расчетом было установлено, что на средних и высоких частотах, начиная с 500 Гц, достаточное звукопоглощение обеспечивается просто неоштукатуренной кирпичной стеной. Однако на частотах ниже 500 Гц требуется дополнительное звукопоглощение.
Для дополнительного звукопоглощения часть внутренних поверхностей камеры была облицована звукопоглощающим материалом.
В качестве звукопоглотителя можно использовать, например, стеновые панели на основе базальтового волокна компании Rockfon (дочерняя фирма группы Rockwool). Согласно данным сайта http: / / www.install-pro.ru/archive/030/58.shtml, панели
негорючи, имеют класс горючести Г1 и выдерживают температуру более 10000° в течение 120 мин. не плавясь, поэтому могут применяться в помещениях с повышенными требованиями пожаробезопас-ности, выдерживают относительную влажность до 100%, благодаря чему используются в помещениях с повышенной влажностью.
№ п/п Площадь звукопоглощающей облицовки, м2 Требу со с емая звукоизоляция в октавных полосах реднегеометрическими частотами, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
1. 35 39 34 26 18 20 18 17 13
2. 70 36 32 23 15 18 16 15 10
3. 100 34 31 22 14 16 14 14 8
4. Звукоизоляция кирпичной кладки, оштукатуренной с двух сторон толщиной 140 мм, согласно /4/ 37 37 37 44 51 59 60 60
5. То же, толщиной 270 мм 43 43 43 51 58 60 60 60
6. То же, для железобетонной панели толщиной 100 мм 38 38 38 44 51 59 60 60
7. То же, толщиной 160 мм 43 43 43 50 57 60 60 60
Таблица 4. Требуемая звукоизоляция ограждений камерного глушителя.
№ п/п Величина Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука, дБА
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
1. Шум помех в спальной комнате 26 24 23 26 24 19 13 14 12 25
2. Измеренный шум в спальной комнате при работе всех котлов, точка 1 46 41 37 29 25 18 16 16 16 28
3. Измеренный шум в спальной комнате при работе всех котлов, точка 2 44 41 37 30 25 19 17 15 15 28
4. Измеренный шум в спальной комнате при работе всех котлов, точка 3 44 42 38 28 24 19 16 14 14 28
5. Измеренный шум в спальной комнате при работе только котлов №2 и №3, точка 1 43 31 31 29 26 18 13 13 12 26
6. Измеренный шум в спальной комнате при работе только котлов №2 и №3, точка 2 45 30 30 28 26 19 14 14 12 25
7. Измеренный шум в спальной комнате при работе только котлов №2 и №3, точка 3 43 31 30 28 25 18 14 14 13 26
8. Допустимые уровни шума для жилых комнат квартир в дневное время с 7 до 23 ч, согласно /2, табл.3/ 79 63 52 45 39 35 32 30 28 40
9. Допустимые уровни шума для жилых комнат квартир в ночное время с 23 до 7ч, согласно /2, табл.3/ 72 55 44 35 29 25 22 20 18 30
Таблица 5. Результаты измерений шума, создаваемого котельной.
Расчетом установлено, что минимальная площадь звукопоглощающей облицовки, обеспечивающей требуемое снижение шума, составляет 35 м2. Однако, учитывая необходимость некоторого запаса по снижению шума, желательно облицевать звукопоглотителем 100 м2. Звукопоглотитель ре-
комендуется размещать на потолке камеры и на стенах, напротив входных отверстий дымовых труб.
Ограждающие конструкции камерного глушителя должны быть выполнены из таких материалов, чтобы шум, проникающий через них наружу, не превышал допустимых значений
Рассчитанная требуемая звукоизоляция стен камерного глушителя при различных площадях звукопоглощающей облицовки приведены в таблице 4. Там же приведена звукоизоляция строительных конструкций согласно справочнику /4/.
Из таблицы 4 видно, что при площади звукопоглощающей облицовки 35 м2, необходимую звукоизоляцию обеспечивают кирпичная кладка толщиной 270 мм и железобетонная панель толщиной 160 мм. При увеличении площади звукопоглощающей облицовки до 70 м2 толщину ограждений можно снизить до 140 мм и 100 мм соответственно.
Вместе с тем следует отметить, что расчеты носят ориентировочный характер. Поэтому для более надежного выполнения требований Санитарных норм по шуму, ограждения камерного глушителя следует выполнять из кирпичной кладки толщиной минимум 270 мм и железобетонных панелей толщиной 160 мм.
Результаты измерений шума /5/, создаваемого котельной с выполненными камерными глушителями на двух печах (печи №2 и №3), приведены в таблице 5.
Из таблицы 5 видно, что измеренные уровни звука и уровни звукового давления во всех октав-
ных полосах частот, создаваемые работой котельной в спальной комнате квартиры в жилом доме, вместе с фоновым шумом не превышают допустимые уровни шума как для дневного, так и для ночного времени суток. Согласно МУК 4.3.2194-2007, п. 2.6 /6/, поправки на влияние фонового шума в таких случаях можно не принимать.
Предприятие, эксплуатирующее котельную, тем не менее, предполагает оборудовать камерными глушителями и оставшиеся две печи.
Список литературы
1. СНиП 23-03-2003. Зашита от шума, М., 2004.
2. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в
помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы.
3. Снижение шума в зданиях и жилых районах./
Г.Л. Осипов, Е.Я.Юдин, Г.Хюбнер и др.; Под ред. Г.Л.Осипова, Е.Я.Юдина. — М.: Стройиз-дат, 1987. — 558 с.
4. Борьба с шумом на производстве: Справочник.
/ Е.Я.Юдин, Л.А.Борисов, И.В.Горенштейн и др.; Под общ. Ред. Е.Я.Юдина — М.: Машиностроение, 1985. — 400с.
5. ГОСТ 23337-78. Шум. Методы измерения шума
на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий.
6. МУК 4.3.2194-2007. Контроль уровня шума на
территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях.
