CC BY
83
Энергобезопасность и охрана труда
3 =
ЭНЕРГОБЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА
УДК 621.311
Защита жилых зданий от аэродинамического и структурного шума автономных котельных
И. И. Полосин,
доктор технических наук, профессор,
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
С. А. Яременко,
кандидат технических наук, доцент,
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
В последние годы значительные масштабы приобрели проектирование и строительство жилых объектов с автономными котельными, размещенными по экономическим соображениям в хозяйственном помещении или на крыше жилого дома. Известно, что работа оборудования таких котельных может повлечь за собой повышение уровня звукового давления, что создает дискомфорт у людей, проживающих вблизи котельной. В статье предложен комеплекс мер для снижения уровня звукового давления.
Ключевые слова: уровень звукового давления, звукоизоляция, виброизоляция, структурный шум, котельная.
Современные технологии, которые применяются в отопительных установках, повышают КПД оборудования, упрощают его эксплуатацию и уменьшают количество вредных химических веществ, выбрасываемых в атмосферу. В большинстве случаев работа сложного оборудования (горелок, насосов, регулирующей арматуры, вентиляторов) влечет за собой повышение уровня звука, что создает дискомфорт у людей, проживающих вблизи котельной.
Котельная, размещенная в хозяйственном помещении или на крыше жилого дома, может своим шумом и вибрацией отрицательно влиять на жителей и окружающую среду. На рис. 1 схематически показаны пути распространения звука, источником которого может быть оборудование котельной.
Шум, возникающий в помещении котельной, распространяется не только в воздушной среде, и поэтому его нельзя локализовать лишь в конкретном Рис. 1. Пути распространения звука из помещения
помещении. В помещении с источником шума пере- котельной, установленной в жилом доме
№2Ш2ШМ0
= 4
Энергобезопасность и энергосбережение
менное давление, создаваемое звуковыми волнами на поверхности ограждающих помещение конструкций, вызывает колебания. Колебания поверхности конструкций передаются частицам воздуха в соседнее помещение. Таков в наиболее обобщенном виде механизм прямой передачи звука между двумя смежными помещениями через разделяющую конструкцию. Основное отличие в механизме передачи ударного шума через ограждение в том, что колебания возбуждаются в результате динамического воздействия на конструкцию твердого тела, а не звукового поля в воздухе.
Вибрация оборудования котельной может передаваться непосредственно через перекрытие или стену, к которой оборудование прикреплено, особенно, если не используются амортизационные элементы, предохраняющие от такой передачи. Люди, находящиеся в помещении с работающим оборудованием или под ним, ощущают эти колебания органами слуха, и эти слуховые ощущения воспринимаются как ударный шум.
Для защиты жителей от шума котельной необходимо предусмотреть снижение его уровня еще на этапе проектирования отопительной установки. Руководствуясь требованиями норм [1] и инструкций [2] относительно уровня звукового давления от работающего оборудования и акустическими строительными нормами, можно обеспечить защиту людей и окружающей среды. Это позволяет также избежать дополнительных финансовых затрат на виброакустическую защиту в случае превышения уровня звука, определенного действующими акустическими нормами при эксплуатации.
Источники, которые генерируют колебания и шум в отопительных установках,- это группа «котел - горелка», насосы и запорная арматура. Несмотря на то, что каждое из этих устройств может соответствовать требованиям действующих в этой области норм, суммарное воздействие шума от всего оборудования часто превышает допустимые значения для смежных помещений или окружающей среды.
Статические факторы шума
Динамические факторы шума
Статические факторы шума
—звук, распространяющийся в возухе ^ ■ звук, распространяющийся в жидкости —звук ударный
Рис. 2. Акустическая модель котельной и системы отопления
В отопительных установках существует несколько основных путей распространения звука. К ним относятся теплопроводы вместе с теплоносителем (преимущественно водой), дымоходы, вентиляционные каналы и отдельные устройства, которые через точки соприкосновения или крепления участвуют в распространении шума. Общую модель можно разделить на динамические факторы, которые активно участвуют в процессе генерации упругих колебаний, и статические факторы, которые распространяют вибрацию и шумы. Динамические факторы - это главные источники шума, перечисленные выше: группа «котел-горелка», насосы и запорная арматура. К статическим факторам относятся трубы систем отопления, вентиляционные каналы, дымоходы, корпуса и кожухи оборудования, перегородки и, конечно, конструкция дома в целом.
Целью выделения факторов шума является идентификация доминирующих источников, путей передачи и излучающих поверхностей [4].
Каждый источник звука имеет определенную характеристику, специфический путь распространения и определенное возбуждение излучающей поверхности. Основным источником шума в котельных является группа «котел-горелка», которая генерирует звук всех ранее перечисленных категорий. Пути распространения звука тоже разные: движущаяся жидкость, точки крепления, дымоходы, облицовка и кожухи оборудования. Общая звуковая мощность, излучаемая группой «котел-горелка», - сумма всех вышеперечисленных составляющих.
р—Г'
Шумоглушитель на вытяжной вентрешетке
* звук ударный
Гибкое крепление
Группа «котел-горелка» как источник колебаний и шума
Рис. 3. Пути распространения и методыI снижения шума от группы/ «котел-горелка»
Целью акустической защиты оборудования и систем отопления в жилых зданиях является ограничение проникновения шума и колебаний из котельной в жилые помещения до уровня, допустимого действующими нормами.
Авторами проведено натурное обследование жилого 11-этажного дома в г. Воронеже, оборудованного крышной котельной. В помещении котельной предусмотрен автоматизированный водогрейный котел «^иошах НР 1100» мощностью 1164 кВт итальянской фирмы «Екойаш» с двумя топками общей
ИМШШШ
Энергобезопасность и охрана труда ^^ 5 =
массой 2025 кг и котел «^иошах НР 1500» мощностью 1500 кВт с двумя топками общей массой 3990 кг.
При проведении измерений уровня звукового давления (УЗД) в квартирах жилого дома отмечено, что в режиме работы котельной на 70 % ее проектной мощности уровень звукового давления в жилых помещениях превышает допустимые нормы на 5-13 дБ в октавных полосах частот 63-8000 Гц.
Анализ строительных и технологических проектных решений показал, что в проекте не предусмотрены мероприятия по снижению уровня звукового давления от оборудования и трубопроводов котельной. В ограждающих конструкциях, отделяющих ИТП от жилой квартиры, отсутствуют слои звукопоглощающего материала. Котлы и насосы проектом предусмотрено установить непосредственно на ограждающих конструкциях без применения виброизолирующих оснований.
Авторами разработан комплекс мероприятий по снижению УЗД от оборудования крышной котельной до нормативных значений.
Первоочередными необходимыми мерами, рекомендуемыми к внедрению, являются:
• устройство плавающего пола;
• установка котлов на пружинные виброизоляторы или виброизоляционную плиту;
• звукопоглощающий кожух на горелку (поставляется организацией-поставщиком котельного оборудования);
• виброизоляция узлов пропуска труб, воздуховодов и дымовых труб через ограждающие конструкции с заменой всех креплений на виброизолирующие подвесы и стеновые крепления;
• установка насосов на виброизоляторы;
• гибкие вставки (компенсаторы) между трубами и насосами.
Таким образом, отсутствие в проекте мероприятий по снижению УЗД от оборудования крышной котельной привело к ситуации, когда жители жилого дома обратились в Роспотребнадзор с жалобами. В результате компании-застройщику, не предусмотревшей таких мероприятий на стадии проектирования, пришлось понести значительные дополнительные потери денежных средств для устранения выявленных недостатков уже на действующем объекте.
Выводы
Для снижения уровня звукового давления до нормативных значений необходимо следующее.
Уже на стадии проектирования котельной необходимо учитывать требования норм по защите от шума.
Перечень обязательных строительных и монтажных мероприятий по звукоизоляции помещения котельной необходимо определять на основании требований норм и инструкций.
Для оценки эффективности шумозащитных мероприятий в котельной необходимо обратить особое внимание на следующие моменты:
- способ установки котлов и насосов на фундаментах (наличие амортизаторов);
- правильность применения гибких вставок и осевых компенсаторов на трубах;
- наличие гибких подвесок труб и способ решения их проходов через стены (например, недопустимость контакта теплоизоляции и стен).
Применение комплекса указанных мер на стадии проектирования приведет к снижению уровня звукового давления до нормативных значений как в помещениях котельной, так и в комнатах жилых квартир.
Литература
1. СНиП 23-03-2003. Защита от шума. - М.: Госстрой РФ, 2004. - 74 с.
2. СП 23-103-2003. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. - М.: Госстрой РФ, 2004. - 81 с.
3. Мировски А. Материалы для проектирования котельных и современных систем отопления. - У1в88шап, Польша, 2008.
№2Ш2ШМ®:
