Durch die Auswahl leiserer Geräte können viele Lärmprobleme beseitigt werden, bevor sie überhaupt auftreten. Behandlungsoptionen entlang des Weges sind die nächstbeste Option und können Schalldämpfer, Barrieren, Absorption, Verzögerung oder andere Optionen umfassen. Der letzte Ausweg ist in der Regel die Behandlung am Empfänger mit Gehörschutz für laute berufliche Belastungen.
Ansätze zur Lärmbekämpfung
Schallquellen
Wo immer möglich, ist es wichtig, die Schallleistungspegel der Quelle beim Lieferanten zu erfragen. Die Schallleistungspegel sollten aus der geprüften Leistung gemäß einem anerkannten, für das jeweilige Gerät geltenden Standard abgeleitet werden. Ventilatoren werden üblicherweise gemäß AMCA 300 oder 320 getestet, Lüftungsgeräte gemäß AHRI 260, Endgeräte gemäß ASHRAE 130. Tests gemäß einem anerkannten Standard stellen sicher, dass die Ergebnisse zwischen Herstellern verglichen und bewertet werden können. Schätzungen der Leistungspegel sollten nur als letztes Mittel verwendet werden, wenn keine vom Hersteller bereitgestellten Daten verfügbar sind. Häufige Schallquellen in einem HVAC-System sind Ventilatoren, von Elementen erzeugte Strömungsgeräusche, VAV-Komponenten und mechanische Geräte.
Weg
Sobald die Quellen bekannt sind, kann die Position im Verhältnis zum Empfänger bestimmt werden. Dadurch lässt sich ermitteln, über welchen Weg das Geräusch übertragen wird. Es ist wichtig zu beachten, dass sich Lärm typischerweise über mehrere Wege ausbreitet, sowohl über die Luft als auch über die Struktur, daher müssen mögliche Wege erkannt und entsprechend bewertet werden. Darüber hinaus kann nach der Behandlung eines Pfades ein anderer Pfad dominant werden und jede weitere Behandlung des ersten Pfades wird nicht mehr wirksam sein.
Das Schallpfaddiagramm (unten) veranschaulicht mögliche Übertragungspfade für Schall und Vibration von der Quelle zum Empfänger. In diesem Beispiel ist die Schallquelle ein Luftbehandlungsgerät, das sowohl einen Ventilator als auch einen Kompressor enthält; Der Empfänger ist der menschliche Bewohner im angrenzenden Raum. Schalldämpfer sind ein wirksames und wirtschaftliches Mittel zur Einbindung von Lärmschutz in ein System zur Reduzierung des Lärms von Leitungswegen. Die wichtigsten Arten von Schalldämpfern, einschließlich absorbierender oder dissipativer, folienbeschichteter und reaktiver oder packloser Schalldämpfer, werden in den folgenden Abschnitten erläutert.
Weg A – Körperschallpfad, bei dem die Vibration des Luftbehandlungsgeräts durch den Boden geht.
Pfad B – Luftweg, bei dem der Lärm von der Ausrüstung direkt auf den Empfänger strahlt.
Weg C – Kanalübertragener Pfad, bei dem Lärm von der Ausrüstung durch die Wände des Kanalnetzes abgestrahlt wird oder durch den Vor-/Rücklaufkanal in den Aufenthaltsraum gelangt.
Empfänger
Nachdem die Quelle und der Weg identifiziert wurden, geht es darum, den Empfänger zu bewerten und zu bestimmen, welche Schallpegel als akzeptabel gelten, damit die effektivste und wirtschaftlichste Lösung für das Lärmproblem ausgewählt werden kann. Die Berechnung des Schalldruckpegels am Empfänger ist die letzte Komponente des Quellpfad-Empfänger-Konzepts und kombiniert Beiträge aller Pfadtypen. Der Hauptaspekt bei der Festlegung eines Ziels oder Designkriterien ist die beabsichtigte Nutzung des Raums. Die am häufigsten zitierte Quelle für typische Designkriterien für einen Innenbereich ist das ASHRAE Applications Handbook. Kriterien für den Außenschallpegel werden in der Regel durch örtliche Verordnungen in Form eines A-gewichteten Gesamtwerts festgelegt, der an einer Grundstücksgrenze festgelegt wird
Schalldämpfertypen und Anwendungen
Saugfähig
Akustische Schalldämpfer, auch dissipative Schalldämpfer genannt, nutzen schallabsorbierende Medien zur Dämpfung des Schallpegels. Während der Lärm im Kanal den Schalldämpfer passiert, gelangt die akustische Energie durch die Löcher in der inneren perforierten Metallauskleidung in die Schallwände. Diese perforierte Metallauskleidung schützt die akustischen Medien vor der Erosion durch die Luft bei hohen Geschwindigkeiten, verfügt jedoch über eine ausreichend große freie Fläche, um akustisch transparent zu sein. Im Inneren der Schallwand interagiert die akustische Energie mit dem Absorptionsmedium, das typischerweise aus Glasfasersträngen besteht.
Die Reibung zwischen der akustischen Energie und den Glasfasern wandelt die akustische Energie in Wärme um, wodurch die Menge der akustischen Energie reduziert und der Schallpegel am Auslass des Schalldämpfers gesenkt wird. Bei Schalldämpfern, die im eingebauten Zustand hohen Spaltgeschwindigkeiten ausgesetzt sind, kann zum Schutz vor Erosion eine Glasfaserplatte zwischen dem perforierten Metall und dem Glasfasermedium platziert werden, ohne dass die akustische Leistung des Schalldämpfers beeinträchtigt wird. Zu den typischen Absorptionsanwendungen gehören rechteckige, gebogene und runde Rohrleitungen, Lüftungsgeräte, Generatorschalldämpfer, Belüftung, Ventilatorplenums und allgemeine HVAC-Versorgung, -Rückführung und -Abluft.
Mit Film ausgekleidetes Absorptionsmittel
Filmkaschierte Absorptionsschalldämpfer funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie die Standard-Absorptionsschalldämpfer. Allerdings verfügen diese Schalldämpfer über eine dünne Polymerfolienauskleidung, die um das akustische Medium gewickelt ist, um das Medium vor Luftschadstoffen und Feuchtigkeit zu schützen, die im Luftstrom einiger Systeme vorhanden sein können. Es ist wichtig zu beachten, dass sich die Hinzufügung der Folienauskleidung negativ auf die Schallabsorptionsfähigkeit der akustischen Medien auswirkt.
Um diese Effekte zu minimieren, wird zwischen der Folie und dem perforierten Metall eine dünne akustische Abstandsfolie angebracht. Typische Anwendungen für mit Folie ausgekleidete Schalldämpfer sind Labore, Reinräume und Krankenhäuser, in denen Verunreinigungen und Feuchtigkeit im Luftstrom ein Problem darstellen können.
Packlos
Packungslose Schalldämpfer, manchmal auch als reaktive Schalldämpfer bezeichnet, enthalten kein absorbierendes Material und bestehen ausschließlich aus massivem und perforiertem Blech. Die Schalldämpfung wird durch die Verwendung mehrerer Resonanzkammern unterschiedlicher Größe erreicht, die sich hinter der perforierten Metallauskleidung befinden. Beim Durchgang des Schalls durch den Schalldämpfer wird die akustische Energie auf ähnliche Weise wie beim Helmholtz-Resonator-Konzept dissipiert, was zu verringerten Schallpegeln am Austritt des Schalldämpfers führt. Da diese Schalldämpfer auf ein schmales Frequenzband abgestimmt sind, ist es schwieriger, über Breitbandfrequenzen eine signifikante Dämpfung zu erreichen.
Packungslose Schalldämpfer werden typischerweise eingesetzt, wenn Glasfasermedien nicht akzeptabel sind oder wenn das gesamte Kanalsystem sterilisiert werden muss. Dazu können Labore, Reinräume, Krankenhäuser oder die Elektronikfertigung gehören.
Wirkung akustischer Medien
Die folgende Grafik ist ein Vergleich der verschiedenen Schalldämpfertypen. Die Grafik zeigt, dass der Standard-Absorptionsschalldämpfer über den gesamten Frequenzbereich die beste Gesamtleistung aufweist. Das Hinzufügen einer Folienauskleidung wie Mylar verringert die Wirksamkeit des Absorptionsschalldämpfers erheblich, kann jedoch bei höheren Frequenzen erheblich verbessert werden, indem zwischen dem perforierten Metall und der Folienauskleidung ein akustischer Abstandshalter angebracht wird.
Die Grafik zeigt auch die einzigartigen Leistungsmerkmale des packungslosen Schalldämpfers, der abgestimmte Resonanzkammern anstelle von akustischen Medien verwendet. Der Standard-Absorptionsschalldämpfer bietet eine ziemlich vorhersehbare breite Einfügungsdämpfungskurve über alle Frequenzbereiche, während der packungslose Schalldämpfer in den mittleren Frequenzbereichen seinen Höhepunkt erreicht. Dieser Peak ist auf die Größe und Form der Innenkammern zurückzuführen, die darauf abgestimmt sind, diese Frequenz zu entfernen.
Rechteckig
Rechteckige Schalldämpfer sind der Standard zur Schalldämpfung von Geräuschen, die durch Rohrleitungen übertragen werden. Ihr unkompliziertes Design und ihre relativ geringen Kosten machen sie zur ersten Wahl für höchste Schalldämpfung und geringsten Druckabfall im Luftverteilungssystem. Sie sind mit einer Reihe von Optionen erhältlich, die eine einfache Integration in jedes HVAC-System ermöglichen.
Eine breite Palette von Designs mit geringem bis hohem Druckabfall und eine große Auswahl an Medientypen können für Systeme von 0 bis 2500 fpm eingesetzt werden.
Ellbogen
Winkelschalldämpfer weisen viele der gleichen Leistungsmerkmale wie rechteckige Schalldämpfer auf, sind jedoch äußerst vielseitig und eine ausgezeichnete Wahl für Systeme, in denen keine geraden Rohrlängen verfügbar sind. Winkelschalldämpfer erreichen oder übertreffen die Leistung von rechteckigen Schalldämpfern mit einem geringfügigen Anstieg des Druckabfalls im System und können für die meisten Kanalgrößen ohne Verwendung von Übergängen konfiguriert werden.
Rundschreiben
Runde Schalldämpfer sind eine hervorragende Lösung, wenn im System runde Rohrleitungen verwendet werden. Sie machen Übergänge von quadratisch zu rund überflüssig, die unerwünschte Druckabfälle und Systemeffekte verursachen. Rundschalldämpfer sind in einer Vielzahl von Größen erhältlich, die unterschiedliche Dämpfungs- und Druckabfallbereiche ermöglichen.
Axiallüfter
Axialventilator-Schalldämpfer sind für den direkten Anschluss an einen Axialventilator konzipiert. Diese Schalldämpfer wurden entwickelt, um Lärm an der Quelle zu dämpfen und die aerodynamische Leistung am Einlass und Auslass des Ventilators zu verbessern. Das Mittelgehäuse des Axiallüfter-Schalldämpfers ist richtig dimensioniert, um den Druckverlust über der Lüfternabe zu reduzieren.
Ein Auslass-Axialventilator-Schalldämpfer bremst die Luft ab, um die Wiederherstellung des statischen Drucks zu maximieren.
Benutzerdefinierte
Eine Standard-Schalldämpferkonfiguration kann nicht immer an jede Situation angepasst werden. In diesen Fällen ist es notwendig, einen einzigartigen Schalldämpfer zu entwickeln, der den Anforderungen der Anwendung gerecht wird. Wenn Schallschutzprodukte in einem System mit begrenztem Platzangebot eingesetzt werden müssen oder der Schalldämpfer direkt an einen Lüfter gekoppelt ist, kann ein kundenspezifischer Schalldämpfer entwickelt werden, der die erforderliche Leistung bietet.
Zu den typischen kundenspezifischen Designs gehören Übergangsschalldämpfer, T- oder Z-förmige Schalldämpfer und Schalldämpfer, die eine Größe erfordern, die in der Standardmodellreihe nicht verfügbar ist.
Lufttransferprodukte
Luftübertragungsschalldämpfer ermöglichen die Bewegung der Luft von einem Bereich zum anderen, ohne die akustische Integrität der Wand zu beeinträchtigen. Diese Schalldämpfer sind in der Regel nicht kanalisiert und Teil der Wandkonstruktion.
Übersprechen
Übersprechschalldämpfer werden verwendet, um Luft in angrenzende Bereiche zu übertragen und gleichzeitig für die erforderliche Dämpfung zu sorgen, um die Übertragung unerwünschter Geräusche zu verhindern. Sie werden häufig verwendet, um das Eindringen von Sprache in angrenzende Räume zu verhindern.
Übersprechschalldämpfer werden in verschiedenen Konfigurationen hergestellt, die zur Lösung vieler unterschiedlicher akustischer Luftübertragungsprobleme eingesetzt werden können.
Dünnleitungs-Rücklaufableiter
Bei Thin-Line-Return-Dissipatoren werden mehrere mit akustischen Medien gefüllte Schallwände verwendet, die in einem nur 4 Zoll dicken Rahmen versetzt angeordnet sind. Sie eignen sich hervorragend für Anwendungen anstelle von Standard-Übertragungsgittern, um die Schallübertragung zwischen benachbarten Räumen zu reduzieren oder Rückluftgeräusche zu dämpfen.
Akustische Lamellen
Akustische Lamellen können verwendet werden, um Luft durch eine Öffnung strömen zu lassen und gleichzeitig für die erforderliche Schalldämpfung zu sorgen. Akustische Jalousien verwenden akustische Medien zur Absorption der Schallenergie und ein perforiertes Metall, um die Medien vor Erosion durch den Luftstrom zu schützen.
Akustische Lamellen sind aerodynamisch konzipiert, um den Druckabfall zu minimieren.
Akustikplatten und Gehäuse
Price-Akustikpaneele und -Gehäuse werden zur Kontrolle übermäßiger Geräusche von Geräten eingesetzt und sind in vielen Formen und Größen erhältlich, um spezifische Anforderungen an die Geräuschreduzierung zu erfüllen.
Zu den typischen Anwendungen gehören Barrieresysteme, kundenspezifische Gehäuse sowie Einlass- und Auslassplenums; Die Anwendungen reichen von großen Einheiten für Gasturbinen bis hin zu kleineren Einheiten für Pumpen, Motoren, Kompressoren oder anderen unerwünschten HVAC- oder industriellen Lärmquellen.
Engineering Guide Noise Control – Price Engineer's HVAC Handbook