A seleção de equipamentos mais silenciosos pode eliminar muitos problemas de ruído antes mesmo de começarem. As opções de tratamento ao longo do caminho são a segunda melhor opção e podem incluir silenciadores, barreiras, absorção, retardamento ou outras opções. O último recurso normalmente é o tratamento no receptor, com proteção auditiva para exposição ocupacional intensa.
Abordagens para controle de ruído
Fontes sonoras
Sempre que possível, é importante obter junto do fornecedor os níveis de potência sonora da fonte. Os níveis de potência sonora devem ser derivados do desempenho testado de acordo com um padrão reconhecido aplicável a esse equipamento. Os ventiladores são comumente testados de acordo com AMCA 300 ou 320, unidades de tratamento de ar de acordo com AHRI 260, unidades terminais de acordo com ASHRAE 130. Os testes de acordo com um padrão reconhecido garantem que os resultados possam ser comparados e avaliados entre fabricantes. As estimativas dos níveis de potência só devem ser utilizadas como último recurso, quando os dados fornecidos pelo fabricante não estiverem disponíveis. As fontes sonoras comuns em um sistema HVAC são ventiladores, ruído de fluxo gerado por elementos, componentes VAV e equipamentos mecânicos.
Caminho
Uma vez conhecidas as fontes, a posição em relação ao receptor pode ser determinada. Isso permitirá identificar o caminho pelo qual o ruído é transmitido. É importante notar que o ruído normalmente percorre múltiplos caminhos, tanto aéreos como estruturais, pelo que os possíveis caminhos devem ser reconhecidos e avaliados adequadamente. Além disso, uma vez tratada uma via, outra via pode tornar-se dominante e qualquer tratamento adicional à primeira via não será eficaz.
O diagrama Sound Paths (abaixo) ilustra possíveis caminhos de transmissão do som e da vibração da fonte ao receptor. Neste exemplo, a fonte sonora é um manipulador de ar que contém um ventilador e um compressor; o receptor é o ocupante humano na sala adjacente. Os silenciadores são um meio eficaz e econômico de incorporar o controle de ruído em um sistema para reduzir o ruído proveniente de caminhos transmitidos por dutos. Os principais tipos de silenciadores, incluindo absorventes ou dissipativos, revestidos com filme e reativos ou sem empacotamento, são discutidos nas seções a seguir.
Caminho A – Caminho estrutural, onde a vibração do manipulador de ar passa pelo piso.
Caminho B – Caminho aéreo, onde o ruído do equipamento irradia diretamente para o receptor.
Caminho C – Caminho transmitido pelo duto, onde o ruído do equipamento irradia através das paredes dos dutos ou passa pelos dutos de alimentação/retorno para o espaço ocupado.
recebedor
Após a identificação da fonte e do caminho, é uma questão de avaliar o receptor e determinar quais níveis sonoros são considerados aceitáveis para que a solução mais eficaz e econômica para o problema do ruído possa ser selecionada. O cálculo do nível de pressão sonora no receptor é o componente final do conceito fonte-receptor e combina contribuições de todos os tipos de caminho. A principal consideração para especificar um objetivo ou critérios sólidos de projeto é o uso pretendido do espaço. A fonte mais comumente referenciada para critérios de projeto típicos para um espaço interno ocupado é o ASHRAE Applications Handbook. Os critérios de som externo são normalmente especificados pela legislação local em termos do valor geral ponderado A especificado em uma linha de propriedade
Tipos e aplicações de silenciadores
Absorção
Os silenciadores acústicos, também conhecidos como silenciadores dissipativos, utilizam meios de absorção de som para atenuar os níveis sonoros. À medida que o ruído dentro do duto passa pelo silenciador, a energia acústica entra nos defletores através dos orifícios no revestimento interno de metal perfurado. Este revestimento metálico perfurado protege o meio acústico contra a erosão do ar em altas velocidades, mas possui uma área livre grande o suficiente para ser acusticamente transparente. Uma vez dentro do defletor, a energia acústica interage com o meio absorvente, que normalmente consiste em fios de fibra de vidro.
O atrito entre a energia acústica e as fibras de vidro converte a energia acústica em calor, reduzindo assim a quantidade de energia acústica e diminuindo os níveis sonoros na descarga do silenciador. Para silenciadores que experimentarão altas velocidades de folga quando instalados, uma folha de tecido de fibra de vidro pode ser colocada entre o metal perfurado e o meio de fibra de vidro para proteção contra erosão sem afetar o desempenho acústico do silenciador. As aplicações de absorção típicas incluem dutos retangulares, cotovelos e circulares, unidades de tratamento de ar, silenciadores de geradores, ventilação, plenums de ventiladores e fornecimento, retorno e exaustão geral de HVAC.
Absorvente forrado com filme
Os silenciadores absorventes revestidos de filme funcionam com o mesmo princípio dos silenciadores absorventes padrão. No entanto, estes silenciadores têm um revestimento de película de polímero fino enrolado em torno do meio acústico para proteger o meio contra contaminantes transportados pelo ar e humidade que podem estar presentes no fluxo de ar de alguns sistemas. É importante notar que a adição do revestimento de filme afetará negativamente a capacidade de absorção sonora do meio acústico.
Para minimizar esses efeitos, um fino revestimento acústico é colocado entre o filme e o metal perfurado. As aplicações típicas de silenciadores revestidos com filme incluem laboratórios, salas limpas e hospitais onde contaminantes e umidade no fluxo de ar podem ser motivo de preocupação.
Sem embalagem
Silenciadores sem embalagem, às vezes chamados de silenciadores reativos, não contêm material absorvente e são construídos exclusivamente em chapa metálica sólida e perfurada. A atenuação do som é obtida usando múltiplas câmaras ressonantes de tamanhos variados localizadas atrás do revestimento metálico perfurado. À medida que o som passa pelo silenciador, a energia acústica se dissipa de maneira semelhante ao conceito do ressonador Helmholtz, o que resulta na diminuição dos níveis sonoros na descarga do silenciador. Como esses silenciadores são sintonizados em uma banda estreita de frequências, é mais difícil conseguir uma atenuação significativa em frequências de banda larga.
Os silenciadores sem embalagem são normalmente especificados quando o meio de fibra de vidro não é aceitável ou quando é necessário esterilizar todo o sistema de dutos. Isso pode incluir laboratórios, salas limpas, hospitais ou fabricação de eletrônicos.
Efeito da mídia acústica
O gráfico abaixo é uma comparação dos diferentes tipos de silenciadores. O gráfico mostra que o silenciador absorvente padrão tem o melhor desempenho geral em toda a faixa de frequências. A adição de um revestimento de filme como o Mylar diminui significativamente a eficácia do silenciador absorvente, mas pode ser bastante melhorada nas frequências mais altas colocando um isolamento acústico entre o metal perfurado e o revestimento de filme.
O gráfico também mostra as características únicas de desempenho do silenciador packless, que utiliza câmaras ressonantes sintonizadas em vez de meios acústicos. O silenciador absorvente padrão fornece uma ampla curva de perda de inserção bastante previsível em todas as faixas de frequência, enquanto o silenciador sem empacotamento atinge o pico nas faixas de frequência média. Esse pico se deve ao tamanho e formato das câmaras internas que são sintonizadas para remover essa frequência.
Retangular
Silenciadores retangulares são o padrão para silenciar o ruído transmitido através de dutos. Seu design simples e custo relativamente baixo fazem deles a primeira escolha para a mais alta atenuação sonora e menor queda de pressão no sistema de distribuição de ar. Eles estão disponíveis com uma série de opções que permitem sua integração fácil em qualquer sistema HVAC.
Uma ampla variedade de designs com queda de pressão baixa a alta e uma grande variedade de tipos de meios podem ser aplicados em sistemas que variam de 0 a 2.500 pés por minuto.
Cotovelo
Os silenciadores de cotovelo têm muitas das mesmas características de desempenho dos silenciadores retangulares, mas são extremamente versáteis e uma excelente escolha para sistemas onde comprimentos retos de dutos não estão disponíveis. Os silenciadores de cotovelo funcionam nos níveis ou acima dos silenciadores retangulares, com um pequeno aumento na queda de pressão no sistema e podem ser configurados para se adequarem à maioria dos tamanhos de dutos sem o uso de transições.
Circular
Os silenciadores circulares são uma excelente solução quando são utilizados dutos redondos no sistema. Eles eliminam a necessidade de transições quadradas para redondas que causam quedas de pressão indesejáveis e efeitos no sistema. Os silenciadores circulares estão disponíveis em uma ampla variedade de tamanhos que permitem diversas faixas de atenuação e queda de pressão.
Ventilador axial
Os silenciadores de ventiladores axiais são projetados para serem acoplados a um ventilador axial. Esses silenciadores são projetados para fornecer atenuação de ruído na fonte e melhorar o desempenho aerodinâmico na entrada e na descarga do ventilador. A cápsula central do silenciador do ventilador axial é dimensionada adequadamente para ajudar a reduzir a perda de pressão no cubo do ventilador.
Um silenciador de ventilador axial de descarga desacelera o ar para maximizar a recuperação da pressão estática.
Personalizado
Uma configuração de silenciador padrão nem sempre pode ser adaptada para funcionar em todas as situações. Nestes casos é necessário desenvolver um silenciador único que atenda aos requisitos da aplicação. Quando produtos de controle de ruído precisam ser aplicados em um sistema com espaço limitado ou quando o silenciador é acoplado diretamente a um ventilador, um silenciador personalizado pode ser projetado para fornecer o desempenho necessário.
Os projetos personalizados típicos incluem silenciadores de transição, silenciadores em forma de T ou Z e silenciadores que exigem um tamanho que não está disponível na linha de modelos padrão.
Produtos de transferência aérea
Os silenciadores de transferência de ar permitem que o ar se mova de uma área para outra sem comprometer a integridade acústica da parede. Esses silenciadores normalmente não são canalizados e fazem parte da construção da parede.
Conversa cruzada
Silenciadores de diafonia são usados para transferir ar para áreas adjacentes, ao mesmo tempo que fornecem a atenuação necessária para evitar a transferência de ruídos indesejados. Eles são comumente usados para evitar a intrusão de fala em salas adjacentes.
Os silenciadores cross-talk são fabricados em uma variedade de configurações que podem ser usadas para resolver muitos problemas diferentes de transferência acústica de ar.
Dissipador de retorno de linha fina
Os dissipadores de retorno de linha fina utilizam vários defletores preenchidos com meio acústico que são escalonados em uma estrutura com apenas 4 pol. de espessura. Eles são ótimos para aplicações no lugar de grades de transferência padrão para reduzir a transmissão de som entre espaços adjacentes ou para atenuar o ruído do ar de retorno.
Grelhas Acústicas
As venezianas acústicas podem ser usadas para permitir que o ar flua através de uma abertura, proporcionando ao mesmo tempo a atenuação sonora necessária. As venezianas acústicas usam meios acústicos para absorver a energia sonora e um metal perfurado para proteger os meios da erosão pelo fluxo de ar.
As venezianas acústicas são projetadas para serem aerodinâmicas para ajudar a minimizar a queda de pressão.
Painéis Acústicos e Caixas
Usados para controlar o ruído excessivo do equipamento, os painéis e gabinetes acústicos Price estão disponíveis em vários formatos e tamanhos para atender a requisitos específicos de redução de ruído.
As aplicações típicas incluem sistemas de barreira, gabinetes personalizados e plenums de entrada e exaustão; com aplicações que vão desde unidades grandes para turbinas a gás até unidades menores para bombas, motores, compressores ou qualquer outra fonte indesejada de HVAC ou ruído industrial.
Guia de Engenharia Controle de Ruído - Manual HVAC do Price Engineer