Расчёт шума от вентшахты. Или никогда не говори «Легкотня»

Давно не писал никаких заметок по профессии. Рубрика «Будни эколога», которая была в формате email рассылки на сегодня в «замороженном» состоянии. На смену email пришли группы соцсетей из которых лично я узнаю 90% новостей эко-законодательства. Но, как и 5 - 10 лет назад, продукта, который бы описывал суть вопросов проектирования, эксплуатации природоохранного оборудования мы можем увидеть, пожалуй, только в формате статей профильных журналов.

 В экологических новостных ресурсах огромное количество сообщений, посвящённых законодательству, его изменению, обсуждению правоприменения. Ещё в тренде направление про обращение с ТКО, утилизационные сборы и кто где что нарушил.

При этом, происходит деинженеризация профессии эколога. В новостном фоне практически нет тем, посвящённым расчётам, оборудованию, разбору технологий и их внедрению. О таком трудно написать что-либо интересное. Те, кто вовлечены в процесс проектирования, наладки оборудования, аналитических испытаний и т.д. скорее всего люди технического склада ума и им не до писательства. Возможно, что для технарей покажется, что тут не о чем описывать итак всё есть в руководящих документах.   Хотя в работе инженера-эколога могут быть увлекательные процессы поиска проблемы, их анализа и решения, изучения материалов, открытий и личного роста. А погружение в проблему можно сравнить с путешествием. Такой материал может быть и учебным пособием молодым специалистам.

Постараюсь описать один из таких процессов в нашей организации.

Звонок. Заказчик просит оценить достаточность шумоизоляционных мероприятий в смежном с вентшахтой помещении. Такую работу мы выполняли много раз и я в телефонном разговоре заверил наших коллег, что это небольшой расчёт, присылайте архитектурные решения и инженерку в части вентиляции за пару дней оценим и скажем Ок или не Ок («легкотня»).

И вот здесь первая мудрость: как только сказал: «легкотня», жди, что задача будет заковыристой.

Присылают материалы. Оказывается, что мы имеем вент камеру на -2 этаже, в которой 4е вентилятора, обслуживающие 4е системы. Газоходы из вентиляторов впоследствии объединяются в одну трубу, которая по вентшахте поднимается на кровлю здания. На +1м  этаже офисы, с +2го жилые помещения, для которых и требуется просчитать достаточность архитектурных решений.

            Итак, первым делом необходимо рассчитать уровень шума в точках газохода на уровне нормируемых помещений. Для этих целей мы используем программу «Вентиляция» фирмы Интеграл. Вроде бы проблем быть не должно, для нас это стандартная задача.

Но после того, как сотрудник в течение часа завис перед монитором, я заподозрил, что есть те самые «заковырки».

Вопрос 1й. Запутался какой газоход куда идёт, где соединяется, какие размеры и как это всё вносить в программу. Эта ситуация распространена на стадии проектирования, когда ещё нет всей проектной документации, а то что есть может быть в неоформленном виде, без пояснительных записок.  Посмотрев материалы, убеждаюсь, что часть данных для расчёта на самом деле отсутствовала и, в частности, нет аксонометрии, причём аксонометрию интересующей части вентиляции коллеги ОВ-шники нам выдавать не собирались, т.к. шла стадия рабочего проектирования.

Ок, давай бери карандаш, линейку и черти аксонометрию как ты её понял. В ходе «рисования» упорядочиваются разрозненные данные, что-то перечёркивается, переправляется, но в итоге формируются именно те вопросы, которые требуется спросить у коллег ОВ-шников.

В век оцифровки мы забываем про бумагу, а это надёжный инструмент для творчества. А творчество инженеру позарез необходимо! Кажется Насим Талеб (а может кто-то другой) писал о том, что освоение знаний эффективно происходит тогда, когда ты эту информацию каким-либо образом используешь в своём творческом процессе. Творчество – это не только картины и музыку писать, проработать план расчёта тоже творчество. Создать своё видение, свой образ проблемы это и будет творчеством.

Итак, бумага, карандаш, линейка – и мы накидываем аксонометрию вентсистем, а дальше   быстро и чётко выписываем технические вопросы о габаритах, местах соединения, типов соединений газоходов, расходов и скоростях воздуха. Дальше дело техники.

творческий процесс

"Творческий процесс"

Вторая мудрость: работай на бумаге. Инженер думает с карандашом в руках.

Третья мудрость: для разработчика: не задавай вопросов типа мне тут ничего не понятно. Формулируй конкретные «точечные» вопросы, вскрывай противоречия в полученной информации. Тогда будет видно, что с материалами работали специалисты. Даже если на самом деле не понятно – создай свою версию. Это и будет актом творчества. Далее каждое пояснение коллег будет выравнивать и уточнять твои догадки.

черновик аксонометрии

 "Черновик"

Вопрос 2й. В программе расчёта вентиляционного шума нельзя учесть ситуацию, когда несколько вентиляционных систем соединяются в одну, т.е. у нас 4е системы объединяются в одну шахту.  По второму вопросу мы справились довольно быстро, т.к. прочерченная руками схема вент систем позволила наглядно декомпозировать расчёт шума вентиляции на этапы. В результате мы выполнили 4е расчёта шума до точки объединения всех систем в одном газоходе. Полученные результаты сложили по формуле 19 СП 51.13330.2011 «Защита от шума», актуализированная редакция СНиП 23-03-2003:  Lсум=10lgΣ100,1·Li

Далее «прошумели» по вентканалам до уровня нормируемых помещений используя ту же программу для расчёта шума в вентиляции.

Аксонометрия чистовой

"чистовик (фрагмент)"

Последний шаг, казалось бы, не должен составить труда. Рассчитать звукоизоляцию ограждающей конструкции  вентшахты. Реализация этого расчёта представлена в программе фирмы Интеграл «Звукоизоляция» 1.0. И последний штрих - «проникнуть» в нормируемое помещение по формуле, согласно пункта п. 7.8 СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» по формуле:  

L=Lш-R+10lgS-10lgB-10lgk.  Последняя часть расчёта у нас реализована в excel.

И тут мы наткнулись на 3й вопрос. Оказывается, что программа «Расчёт звукоизоляции» на которую мы очень надеялись, не позволяет рассчитать «нашу» многослойную конструкцию.

Конструкция следующая и довольно распространённая в современном строительстве:

  1. Вентиляционный канал – металл;
  2. Утеплитель и он же звукопоглащающая плита (Техноакустик);
  3. Вентшахта из пустотелого кирпича;

Перебрав возможные варианты расчёта звукоизоляции, мы убедились, что конструкции типа сталь-утеплитель-кирпич в программе нет.

звукоизоляция

"блин, да как же так"

Также нет утеплитель-кирпич (или утеплитель-бетон). Есть сэндвич типа гипсокартон-утеплитель-гипсокартон, но то что надо нам – нет. Произнеся 20 раз вопрос: «блин, да как же так», «блин, это же распространённый вариант конструкций? Почему нет бетона и кирпича» решили отработать три направления:

  1. Задать вопрос коллегам экологам-проектировщикам есть ли у кого-нибудь пример расчёта для нашего типа конструкции;
  2. Задать вопрос разработчикам ПО почему нет варианта расчёта звукоизоляции для «нашего» варианта»;
  3. Поднять нормативку, методики и считать в рукопашную.

По первому направлению получили очень интересный отклик: ни у кого из знакомых нет примера подобного варианта расчёта. Те времена, когда индекс звукоизоляции R считали используя  excel уже забыты и архивы пылятся в гараже. Но при общении с коллегами наметился алгоритм, который мы в итоге использовали для расчёта.

По второму направлению через пару дней получили ответ, что да, версия 1.0 не предусматривает расчёта той конструкции, которую вам надо обсчитать. Связано это с тем, что только в 2016 году выпущен СП 275.1325800.2016 по расчёту звукоизоляции ограждающих конструкций, который и предусматривает подобные «нашему» сэндвичи. Алгоритм этого документа в настоящее время реализовывается разработчиками ПО.

О существовании СП 275.1325800.2016 «Конструкции ограждающие жилых и общественных зданий. Правила проектирования звукоизоляции» мы, к своему стыду, узнали только столкнувшись с проблемой.

 По третьему направлению.  Рассчитать вручную звукоизоляцию (R) по СП 2016 года, как и по СНиП 2003г., не имея методички на «человеческом» языке, не очень-то легко, т.к. в новых релизах документов отсутствуют или таблицы с коэффициентами, или неуловим алгоритм (наших мозгов не хватает, нужно более глубокое понимание физики процессов и математического выражения этих процессов). Методичек по СП 2016г. пока ещё нами не встречено. А вот по СНиПу 2003г. в интернете есть хорошие пособия, но такие конструкции как наша, ими не  предусмотрено обсчитывать. При попытке определить частотные характеристики, зависящие от поверхностной плотности, получаешь данные или ниже нижнего порога, либо выше верхнего. Т.е. невозможно определить необходимые коэффициенты для построения кривой частотных характеристик. Т.о., расчёт руками не подходит.

 Но в ходе проработки этого направления мы нашли очень хорошие пособия и книги.

  1. Справочник проектировщика. Строительная физика., В. Блази., Москва, 2005г.
  2. Расчёт звукоизоляции ограждающими конструкциями зданий. Учебное пособие.,  М.Ю. Ананьин, Д.В. Кремлева., Екатеринбург Издательство Уральского Университета, 2014г.
  3. Расчёт звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. Уч.-методическое указание., Е.Г. Киселёва, Москва МАРХИ, 2011г.
  4. 275.1325800.2016
  5. ГОСТ 23499-79

Перебрав возможные направления решения задачи, мы пришли к методу, который бы учитывал и звукопоглашающие свойства панелей техноакустик, и изоляционные характеристики кирпичной кладки.

Решили проводить расчёт в два этапа. Руководствовались тем, что шум, проникает в смежное помещение вентшахты, пройдя металлтческий короб и поглащаясь на панелях «техноакустик», а затем проникает в помещение квартиры (офиса) через кладку пустотелого кирпича. Расчёт вели  по п. 7.8 СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» по формуле:

L=Lш-R+10lgS-10lgB-10lgk

В формуле звукоизоляция кирпича и стальной стенки вентканала учитывается значением R (их мы рассчитали в программе), а звукопоглащение учитывается в коэффициенте «В» - аккустической постоянной помещения. Данные о коэффициентах звукопоглащения на каждой среднегеометрической частоте от 31 до 8000 Гц мы уточнили у производителя.  В ходе общения с производителем ознакомились с маркировкой шумоизоляционных материалов по ГОСТ 23499-79. Например нами принята панель с маркировкой НСВ-211, что означает следующее «Н», «С» и «В» - это низкие, средние и высокие частоты, цифры 2, 1, 1 соответствуют классу материала, который мы смотрим по таблице 2 ГОСТ 23499-79. В нашем случае НСВ-211 будет означать, что материал должен иметь на низких частотах коэффициент звукопоглощения от 0,8 до 0,4; на средних и высоких частотах свыше 0,8.

Четвёртая мудрость: если есть возможность связаться с поставщиком – свяжись и уточни детали.

Для нормального проектировщика в этом нет ничего особенного, но для эколога-проектировщика – это прям ментальный барьер. Настолько мы привыкли вариться в своём виртуальном мире. В частности, уточняя вопросы у поставщика выяснили, что крепление звукоизоляционных панелей имеет важное значение, т.к. прикрепив панели на «обычные» дюбеля мы не обеспечим заявленных производителем значений коэффициента звукопоглощения , т.к. по дюбелю - жёсткой связке шум из вентшахты будет как по мостику переходить к кирпичу. В итоге, нами рекомендовано уточнить способы крепления у производителя и пользоваться специальными крепёжными системами, в которых отсутствует «мостик» передачи вибрации.

Вернёмся к расчёту. Первым этапом оценили проникающий шума из воздуховода через металлическую стенку в основное пространство вентшахты. Вторым этапом выполнили расчет шума из основного пространства вентшахты в жилое помещение через кирпичную стенку.

По факту на решение этой «лёгкой» задачи у нас ушло больше недели, мы узнали, что на сегодня для очень распространённого варианта конструкций типа бетон(кирпич)-утеплитель-сталь(облицовка) нет понятной методички.

Генпроектировщику рекомендовали к применению конкретные варианты шумоизоляционных панелей с коэффициентом звукопоглащения более 0,4. С маркировкой НСВ-211 по ГОСТ 23499-79 «Материалы и изделия строительные звукопоглащающие и звукоизоляционные». Кстати, без звукопоглащающих панелей уровень шума на ночное время был бы выше нормативного.

Мы вам перезвоним

передача данных защищена

Онлайн заказ книги

передача данных защищена