Большинство из нас знает об опасности загрязнения воздуха вне дома. Каждый год мы слышим об усилиях по сдерживанию этого загрязнения, защите окружающей среды и сохранению озонового слоя. Интересно, что гораздо меньше внимания уделяется качеству воздуха внутри помещений, несмотря на то, что уровень загрязнения в помещениях обычно в два-пять раз выше, чем снаружи, а в крупных городах может быть до 100 раз выше. Прибавьте к этому тот факт, что американцы проводят более 90 процентов своего времени в помещении, и мы сразу же увидим, что наше внимание должно переключиться на улучшение качества воздуха в помещении, если мы собираемся защитить свое здоровье и благополучие.
Плохое качество воздуха может быть вызвано плесенью, пылью, выделением газов, связанных со строительными материалами, радоном, двуокисью углерода, табачным дымом, кухонными испарениями, выхлопами ванных комнат и простыми метаболическими процессами людей и животных, где CO2 и другие побочные продукты выделяются просто при дыхании.
Большинство из нас замечают, когда в наших домах слишком душно, слишком влажно или если есть какой-то странный запах, который мы не можем понять. Но удивительно, что мало кто из нас знает, что ключ к решению этих проблем лежит в наших вентиляционных системах. На самом деле исследование, проведенное Ecotope, Inc. в Сиэтле, показало, что более 25 процентов людей понятия не имеют, оборудованы ли их дома системой вентиляции. Из тех, кто знал о своих системах, 70% понятия не имели, как ими пользоваться и как они работают.
Несмотря на то, что надлежащие системы вентиляции важны для нашего здоровья и комфорта, многие люди не решаются их использовать, потому что системы вентиляции могут быть очень шумными. Чтобы помочь в борьбе с шумовыми проблемами, мы обращаемся к акустической вентиляции. Этот процесс помогает нам приносить свежий воздух в наши дома, удалять загрязняющие вещества и контролировать уровень влажности, при этом он невидим для ушей, глаз, носа и прикосновения. Мы не должны ощущать воздух от вентиляционных систем, создающих сквозняки. Он не должен сдувать бумаги со стола или вздувать шторы. Мы не должны ощущать запах выхлопных газов или посторонних запахов. И мы не должны слышать, как свежий воздух распространяется по нашим домам, пока удаляется спертый воздух.
Чтобы понять, почему системы вентиляции создают шум и как мы можем его контролировать, мы должны сначала понять, как распространяется звук и какие технологии контроля звука доступны.
Как работает звук
Прежде чем мы сможем решить, как свести шум к минимуму, мы должны сначала посмотреть, как распространяется звук. Все начинается с движения, будь то вибрация наших голосовых связок, когда мы говорим, звон колокольчика или внутренняя работа акустической системы радио.
Когда один из этих объектов перемещается в пространстве, он создает вибрацию в воздухе вокруг себя. Эта вибрация заставляет частицы воздуха в окружающей среде удаляться от источника вибрации. Эти частицы воздуха, в свою очередь, распространяются в виде звуковых волн. Когда они достигают вашего уха, они передают первоначальную вибрацию вашим барабанным перепонкам, которые разум переводит в звук. Все, от размера и формы до скорости волн, определяет, как они будут звучать, когда достигнут наших ушей.
Мы измеряем громкость звука в децибелах (дБ). Шкала децибел начинается с 0, что является самым низким уровнем звука, который может слышать человек. Уровень громкости обычного разговора составляет около 50 децибел, в то время как средний уровень громкости концерта может варьироваться от 90 до 100 дБ.
Чтобы контролировать звуки, мы должны замедлять или блокировать звуковые волны, пока они распространяются по воздуху, прежде чем они достигнут наших ушей. Для этого мы используем такие элементы, как изоляция из войлока. Эти листы из стекловолокна размещаются в стенах, под крышами и вокруг воздуховодов, чтобы улавливать частицы воздуха, составляющие звуковые волны. Те частицы, которые не захвачены, по крайней мере, рассеиваются плотной волокнистой поверхностью, что приводит к более низкому уровню шума, когда звуковая волна наконец достигает наших ушей.
Конечно, изоляция из войлока - это лишь один из примеров звукоизоляционного материала. Изоляция может варьироваться от жестких листов до распыляемой пены и экологически чистой переработанной джинсовой ткани или хлопка. Механически мы можем снизить уровень шума, контролируя вибрацию от используемого нами оборудования, либо используя более совершенные и качественные детали, либо стабилизируя оборудование на базе контроля вибрации.
Самый большой секрет борьбы с шумом, однако, заключается в том, чтобы в первую очередь уменьшить потребность в нем. Практикуя методы управления исходным кодом и интеллектуального проектирования, мы можем создавать системы всех видов, которые требуют лишь умеренных мер по подавлению шума, чтобы обеспечить их тишину. В следующем разделе мы рассмотрим методы акустической вентиляции, которые позволяют нам наслаждаться преимуществами хорошо проветриваемого дома без шума.
Не все шумы плохие. Сохранение желаемого звука
Что, если ваша цель - сохранить звук внутри, а не снаружи? Дизайнеры студий звукозаписи часто так усердно сосредотачиваются на сохранении качества звука, герметизируя все проникновения в комнату, что у них не остается возможности для проникновения воздуха в комнату, что делает людей, находящихся в них, подверженными низкому уровню энергии и головным болям. Чтобы бороться с этим, многие поставщики акустической вентиляции разработали системы, специально предназначенные для студийного применения. Они включают в себя тихие вентиляторы, которые размещаются за пределами помещения. Футерованные воздуховоды передают воздух от вентилятора в помещение, где он продувается через решетку, облицованную минеральной ватой, чтобы минимизировать шум.
Акустические вентиляционные материалы и методы
Существуют три основных причины, по которым вентиляционные системы создают шум. Во-первых, вентиляторы и другое механическое оборудование при работе могут создавать вибрацию и шум. Во-вторых, воздух, проходящий по воздуховодам, создает шум и вибрацию. В-третьих, чтобы вентиляционные системы снабжали дом свежим воздухом, снаружи дома должны быть воздухозаборные решетки. Эти решетки пропускают не только воздух, но и шум снаружи, в том числе шум транспорта и пешеходов, ветер и фоновый шум.
К счастью, всеми этими источниками легко управлять с помощью относительно простых акустических приемов. Чтобы свести к минимуму шум от вентиляторов, выберите бесшумные вентиляторы, которые можно приобрести практически у любого производителя вентиляторов. Эти модели работают в среднем на уровне от 10 до 20 дБ, что не громче шепота между двумя друзьями. Разработанные с меньшими и более эффективными двигателями, эти вентиляторы работают с удивительно низким уровнем энергии, перемещая огромное количество воздуха. Они плотно сконструированы, чтобы свести к минимуму дребезжание и вибрацию, и часто могут быть установлены с двигателем в отделении, отдельном от самого вентилятора, что позволяет вентилятору перемещать воздух в жилом помещении, в то время как двигатель работает за кулисами.
Чтобы вибрация и воздушные шумы были тихими, выбирайте вентиляционные каналы с изоляцией. По данным ASHRAE (Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха), голый вентиляционный канал имеет коэффициент звукопоглощения 0,05, что означает, что поглощается 5 процентов звука, который соприкасается с материалом. Однако воздуховод, облицованный изоляцией толщиной 1 дюйм (25,4 мм), имеет коэффициент звукопоглощения, равный 0.68.
Используйте самый большой воздуховод, который может поместиться в доступном пространстве, чтобы замедлить воздушный поток и еще больше снизить уровень шума. Кроме того, сведите к минимуму количество изгибов и изгибов воздуховодов и загерметизируйте все стыки с помощью мастики для воздуховодов, чтобы обеспечить правильный поток воздуха и предотвратить свист или свист из воздуховодов.
Чтобы шум не проникал в дом через воздухозаборные устройства, выбирайте решетки, специально предназначенные для решения акустической вентиляции. Эти решетки облицованы изоляцией и модифицированы для включения звукопоглощающих материалов, препятствующих проникновению шума в дом. Убедитесь, что эти решетки расположены вдали от улицы и других источников шума для максимального воздействия.
Зеленое строительство и вентиляция
Популярное движение за «зеленое» строительство часто ассоциируется со стратегиями, которые помогают окружающей среде, но большая часть мер по «зеленому» строительству направлена на то, чтобы помочь людям жить более здоровой и комфортной жизнью. По мере того, как концепции «зеленого» строительства набирают популярность, они будут влиять на строительные нормы и стандарты, в результате чего больше внимания будет уделяться системам вентиляции в доме.
Применение акустической вентиляции в вашем доме
Первым шагом при проектировании системы вентиляции является определение необходимого количества воздуха. Интересно, что существует очень мало правил, касающихся требований к вентиляции, но наиболее широко принятым стандартом является стандарт, разработанный ASHRAE. Рекомендуется, чтобы вентиляция была направлена на обеспечение 15 кубических футов в минуту (0,425 кубических метров в минуту) или 0,35 ACH на человека, проживающего в доме. Чтобы представить эти числа в более понятных значениях, 15 кубических футов в минуту означает, что 15 кубических футов воздуха или 0,425 кубических метра циркулирует через дом каждую минуту. Скорость вентиляции 0,35 ACH означает, что 35 процентов воздуха полностью заменяется свежим воздухом каждый час.
Самый эффективный тип системы вентиляции для дома - это сбалансированная центральная система с локальными вытяжными вентиляторами на кухне и в туалете. Местные вентиляторы следует тщательно выбирать с учетом уровня производимого ими шума. Чтобы создать эффективную систему акустической вентиляции, выберите размещение существующих вентиляторов вдали от помещений, которые они обслуживают. Вытяжной вентилятор для ванной или кухни можно разместить на чердаке и выводить через крышу.
Центральная система должна состоять из двух вентиляторов: одного на приток и одного на вытяжку. Приточные решетки должны быть облицованы и снабжены шумоглушителями или шумоглушителями, предназначенными для систем акустической вентиляции. Опять же, вентиляторы следует размещать вдали от основных жилых помещений, таких как спальни и гостиные. Воздуховоды с облицовкой будут нести воздух по всему дому, и он попадет в комнату через приточные решетки на потолке [источник: MBS]. Вытяжные вентиляционные отверстия наиболее полезны в местах, подверженных воздействию загрязняющих веществ и влаги, включая ванные комнаты и кухни.
Вентиляционные системы требуют минимального технического обслуживания, но вы можете продлить срок службы вашего оборудования и защитить свои инвестиции, чистя лопасти вентиляторов, шкафы и воздухозаборные решетки раз в полгода.
При всех своих преимуществах системы акустической вентиляции удивительно доступны по цене. Самые дорогие системы сбалансированной акустической вентиляции стоят около 1000 долларов по ценам на начало 2009 года. Добавьте затраты на установку облицованных воздуховодов, воздухозаборных решеток и приточных вентиляционных отверстий, и вы все равно получите относительно недорогой проект стоимостью менее 3000 долларов.
Конфликт вентиляции и использования энергии
Одним из главных аргументов против систем вентиляции в доме является высокая стоимость счетов за электроэнергию. Поскольку цель вентиляционных систем состоит в том, чтобы постоянно удалять воздух из дома и заменять его новым воздухом извне, противники утверждают, что усиленная вентиляция приведет к более высоким счетам за отопление и охлаждение. Чтобы бороться с этим явлением, домовладельцы могут использовать вентилятор с рекуперацией тепла. Хотя эти системы стоят дороже, чем традиционные вентиляторы, они помогают предотвратить выход дорогого тепла из дома, защищая окружающую среду и контролируя счета за электроэнергию.