APARTMENT | No.45 Hệ thống đường ống nước trong tòa nhà ( Phần 15)

Xin kính chào Quý độc giả!

Chúng tôi rất vui mừng khi được gặp lại Quý vị trong số tạp chí cuối cùng của năm Nhâm Dần này. Hôm nay, chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu về mạng lưới đường ống nước trong Tòa nhà nhưng ở một góc độ khác đó là tiếng ồn. Tiếng ồn được coi như một trong những yếu tố cần xem xét trong thiết kế và thiết bị của hệ thống đường ống nước. Hệ thống thông gió và điều hòa không khí đóng vai trò như là tác nhân chính tạo ra tiếng ồn. Mức độ tiếng ồn phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm bản chất của tiếng ồn, mức độ nhạy cảm của cư dân, công việc của họ tại thời điểm tiếng ồn xảy ra, cách thức phát ra tiếng ồn. Chúng tôi sẽ tập hợp các kết quả lý thuyết và thực tiễn để làm cơ sở cho việc thiết kế và lắp đặt và đưa tới Quý vị một cách đầy đủ nhất.

Đội ngũ chúng tôi mong rằng sẽ tiếp tục nhận được sự ủng hộ và đón đọc của Quý độc giả để có thể tiếp tục mang đến những sản phẩm chất lượng hơn nữa. Xin chân thành cảm ơn!

Tiếng ồn từ van và thiết bị phụ trợ-ảnh hưởng của sự xâm thực quán tính

Tiếng ồn từ đường ống-ảnh hưởng của dòng chảy hỗn loạn và tách biệt

Hiện tượng thủy kích(bùa nước)

TIẾNG ỒN

Tiếng ồn được coi như một trong những yếu tố cần xem xét trong thiết kế và thiết bị của các dịch vụ trong một tòa nhà. Hệ thống thông gió và điều hòa không khí đóng vai trò như là tác nhân tạo ra tiếng ồn. Hiện tượng này đã được đề cập nhiều trong các tài liệu để cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn về việc kiểm soát tiếng ồn. Các dịch vụ về nước và vệ sinh chưa được đề cập đầy đủ mặc dù các tạp chí khoa học và kỹ thuật đã trình bày kết quả của nhiều nghiên cứu khác nhau. Mục đích của chương này là tập hợp các kết quả lý thuyết và thực tiễn để làm cơ sở cho việc thiết kế và lắp đặt.

Mức độ tiếng ồn từ các dịch vụ gây phiền hà cho người ở trong tòa nhà phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm bản chất của tiếng ồn, mức độ nhạy cảm của bản thân người dân, công việc của họ tại thời điểm tiếng ồn xảy ra, cách thức phát ra tiếng ồn. Cách mà nguồn gây ra tiếng ồn được tách biệt và cách âm với người nghe và môi trường xung quanh tiếng ồn. Ví dụ, trong một tình huống mà tiếng ồn lớn và dai dẳng do xe cộ lưu thông, tiếng ồn của một máy bơm nhỏ truyền vào phòng có thể không được chú ý. Mặt khác, tiếng

ồn tương tự xuất hiện ở một thư viện yên tĩnh, nơi độc giả đang tập trung hoặc xuất hiện ở phòng ngủ vào ban đêm có thể gia tăng mức độ gây khó chịu. Sự thay đổi của mọi người trong phản ứng của họ với tiếng ồn - một phát hiện phổ biến trong các cuộc khảo sát - cũng rất quan trọng. Các cuộc điều tra xã hội về mức độ phiền toái của tiếng ồn không chủ yếu giải quyết các dịch vụ của tòa nhà nhưng một số cuộc điều tra nhất định đã cung cấp một số thông tin đáng quan tâm.

Một nghiên cứu (Chapman, 1948) về những người sống trong khoảng 2000 ngôi nhà ở Anh đã xác định tiếng ồn trong bể nước làm phiền giấc ngủ đối với khoảng 6% người cư ngụ, cho dù tiếng ồn là từ trong nhà của họ hay từ nhà bên cạnh. Bảng số liệu dưới đây báo cáo các kết quả liên quan từ một cuộc khảo sát 800 cơ quan chính quyền địa phương bán biệt lập (Parkin và cộng sự, 1960).

Một cuộc khảo sát khác với khoảng 1500 căn hộ ở Anh (Grey và cộng sự, 1958) cho thấy mức độ phiền toái cao hơn do việc xả nước trong nhà vệ sinh và các tiếng ồn khác của hệ thống ống nước, với tỷ lệ phần trăm vượt quá 10. Đã có những phát hiện tương tự từ các cuộc khảo sát ở lục địa Châu Âu và Hoa Kỳ; một nghiên cứu toàn diện của Mỹ (Cục Tiêu chuẩn Quốc gia 1976) xác định hệ thống ống nước là nguyên nhân chính gây ra tiếng ồn. Fuchs (1993) nhận xét về ảnh hưởng của tiếng ồn đột ngột phát ra từ đường ống dẫn nước đối với giấc ngủ. Một số lượng lớn người dân nhận thức rõ ràng được tiếng ồn từ nước và dịch vụ vệ sinh, cho dù từ bên trong hay bên ngoài nhà riêng của họ, và một số bị làm phiền bởi tiếng ồn theo cách này hay cách khác.

Các phép đo tiếng ồn

Thông tin chủ quan thuộc loại tiếng ồn được nêu ở trên chỉ có thể thực sự sử dụng đối với người thiết kế nếu nó liên quan một cách có hệ thống đến các phép đo khách quan của tiếng ồn. Với sự gia tăng của hoạt động giao thông đường hàng không và đường bộ kể từ những năm 1950, các nghiên cứu sâu rộng về mối quan hệ đối với tiếng ồn từ các nguồn này đã được thực hiện. Các kết luận nhất định từ nghiên cứu đó rất hữu ích trong việc cung cấp cơ sở đơn giản cho việc đánh giá định lượng. Kiến thức căn bản về các thuật ngữ được sử dụng trong các đoạn sau được nêu trong phần cuối cùng của chương này.

Hình 10.1 Biểu diễn phổ nhiễu cho bộ WC, chỉ ra phạm vi cho các nguồn phát

Tiếng ồn tính bằng decibel

Tiếng ồn van bi - xâm thực Tần số theo chu kỳ / giây (Hz)

bắn

Biểu thức đầy đủ về tiếng ồn do thiết bị vệ sinh hoặc thiết bị phụ trợ gây ra được đưa ra bằng phổ tiếng ồn của nó được minh họa bằng hình 10.1 ở dạng đơn giản. Để phục vụ mục đích hiện tại là phân loại rộng rãi các thiết bị khác nhau về mức độ tiếng ồn, ta nên áp dụng một biện pháp duy nhất. Một phép đo đơn giản là dBA, số đọc của đồng hồ đo mức âm thanh có chứa mạng lưới trọng số phân biệt âm thanh tần số thấp, cũng như tai người. Đơn vị này đặc biệt hữu ích vì trong các lĩnh vực khác nhau, nó được coi là một chỉ báo khá tốt về phản ứng chủ quan, sự khó chịu của người nghe càng tăng đều đặn khi mức dBA tăng lên.

Các mối tương quan lớn hơn đã thu được khi sử dụng các biện pháp phức tạp hơn có tính đến bản chất dao động của tiếng ồn cũng như mức trung bình của nó. Đối với các mục đích hiện tại, khái niệm đó chỉ có thể đưa ra một lời nhắc nhở hữu ích về các yếu tố có thể đóng vai trò quan trọng. Bằng cách sử dụng máy đo mức âm thanh, ta dùng để đánh giá định lượng những gì theo sau kết quả mà phép đo dBA thu được. Có rất ít dấu hiệu về các giá trị số liên quan đến phản ứng chủ quan. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu, các phàn nàn về tiếng ồn quá mức của hệ thống ống nước xảy ra khi mức âm thanh trong nhà nằm trong khoảng 50−60 dBA.

Nguồn gây ra tiếng ồn

Kết quả của phép đo mức độ tiếng ồn từ các thiết bị và thiết bị khác nhau được sử dụng trong các tòa nhà được mô tả trong Hình 10.2. Mỗi dòng đại diện cho một nghiên cứu, vẽ trên các nguồn được chỉ ra. Phạm vi tiếng ồn tạo ra tương đối rộng và giới hạn trên có thể vượt quá 90 dBA. Những số liệu này thường liên quan đến các điểm gần nguồn và mức độ tiếp xúc ít cách xa nguồn hơn là điều tất nhiên - có lẽ ít hơn 10−20 dBA trong phòng liền kề. Bốn ví dụ đầu tiên trong hình bao gồm các thiết bị thường được sử dụng có thể đóng vai trò là các điểm hữu ích để so sánh với phần còn lại của dữ liệu được quan tâm trực tiếp hơn. Máy xay thực phẩm có thể gây ra tiếng ồn cao nhất trong các loại thiết bị được liệt kê ở đây. Các tủ chứa nước được coi là cho kết quả rất khác nhau với phạm vi từ khoảng 45 đến 85 dBA. Tuy nhiên, điều này có liên quan đến một loạt các thiết bị từ các dãy phòng ở tầng cao ồn ào hơn vẫn được sử dụng ở Anh và van xả cấp nước trên một số dãy phòng ở Mỹ, đến bể chứa và chảo cấp thấp hơn hoặc ghép kín yên tĩnh hơn được trang bị cơ chế xả chất lượng tốt và van cấp êm. Fuchs (1993) trích dẫn và nêu ra giá trị lên đến 45 dBA cho một số sản phẩm, tiếng ồn đo được trong phòng liền kề. Máy bơm và quạt cũng rất khác nhau quan trọng về tiếng ồn của chúng, với kích thước, tốc độ và chủng loại. Hệ thống đường ống tạo ra ít tiếng ồn hơn như được minh họa trong phạm vi cho trong hình 10.2. Trong khi đó, mức ồn nền chung trong một căn phòng yên tĩnh ở khu vực đô thị có thể là 30 đến 40 dBA.

Không có trang thiết bị và thiết bị phụ trợ nào trong hình 10.2 có một nguồn duy nhất gây ra tiếng ồn để ta có thể xử lý và làm cho thiết bị trở nên yên tĩnh. Điều này là hiển nhiên đối với các thiết bị như phòng vệ sinh, nơi tiếng ồn có thể phát sinh theo nhiều cách khác nhau trong quá trình xả nước, thải và nạp lại. Cũng có thể xảy ra trường hợp, đối với các thiết bị có vẻ đơn giản như van: sự xâm thực, như được mô tả sau phần này, có thể phát sinh tại một số vị trí trong đường nước, mỗi vị trí trong số đó phải được xử lý nếu van được đóng ngắt hiệu quả. Một lần nữa, với máy bơm, các âm chủ yếu phát sinh từ sự dao động áp suất liên quan đến sự di chuyển của các cánh quạt quay qua các cánh cố định và từ các sóng hài của tần số này; vòng bi có thể gây ra tiếng ồn và đôi khi có thể xảy ra hiện tượng xâm thực. Do đó, việc kiểm soát tiếng ồn hiệu quả trong bất kỳ thiết bị nào đòi hỏi một nghiên cứu có hệ thống để xác định tất cả các nguyên nhân có thể xảy ra và các ảnh hưởng có thể xảy ra của chúng. Sau đó ta cần quy định các biện pháp thiết kế cần thiết, cũng như các yêu cầu đặc biệt cần tuân thủ trong quá trình lắp đặt, vận hành và sử dụng thiết bị.

Nguồn gốc của tiếng ồn trong các trang thiết bị và thiết bị phụ trợ được quan tâm đặc biệt ở đây có thể được tóm tắt như sau:

1. Tiếng ồn từ dòng chảy. Khi đường ống và thiết bị phụ trợ đang hoạt động hết công suất (cấp nước), điều kiện dòng chảy hỗn loạn, tách biệt ở các góc và khúc cua, xâm thực, vòi phun nước, hiện tượng bắn tung tóe từ các thiết bị phụ trợ đầu cuối. Bọt khí trong đường ống cấp có thể gây ra tiếng ồn dòng chảy.

2. 3.

Tiếng ồn cơ học. Cơ chế xả nước; cánh bơm, đặc biệt là tiếng ồn từ ổ trục. Hiện tượng rung, tiếng lạch cạch gây ra bởi dòng chất lỏng và do chuyển động quay của máy bơm.

Hiệu ứng nhiệt độ. Tiếng ồn do sự giãn nở hoặc co lại của đường ống. Hiện tượng sủi bọt, hình thành hơi nước và xẹp xuống. Bây giờ chúng tôi xem xét một số yếu tố quan trọng hơn trong số những yếu tố này, lưu ý rằng chương 4 và 8 trong việc xử lý các khía cạnh cơ học chất lỏng của đất và thoát nước thải đã đề cập đến tác động của tiếng ồn và thông tin này sẽ không được lặp lại ở đây.

Tủ đông

Tủ lạnh Máy hút bụi

Máy trộn thức ăn

Hình 10.2 Mức ồn cho các thiết bị gia dụng được chọn

Máy giặt quần áo

Máy móc Máy rửa bát đĩa

Thức ăn thừa Máy xay

Tủ nước

Vòi nước

Van điều khiển lưu lượng Đường ống, 13,7 mm Máy bơm

Quạt Quạt lọc khí 3 quạt

10 Mô hình 10 Mô hình 9 Mô hình 1 Mô hình 1 Mô hình 20 Dãy phòng 49 Vòi 3 Van 3 Quạt

Phạm vi Trung bình Mức ồn (dBA)

(1, 2 và 4 bar áp suất) 1,5 và 4 bar áp suất

Nguồn: Bugliarello 1976, Jackson và Leventhall 1975, Anzou 1967, Strumpf 1967, Ball và Webster 1976

Lưu ý: Các phép đo thường ở cách nguồn 1−1,5 m. Tiếng ồn từ vòi (49) và van (3) đo được trong phòng liền kề

Trong hầu hết các tình huống dòng chất lỏng thực tế, dòng chảy ở trong điều kiện hỗn loạn (xem chương 8) và chuyển động của nước trong các hệ thống cung cấp cũng không ngoại lệ. Người ta có thể hình dung chuyển động trong đường ống và các bộ phận liên quan đến việc đi qua một loạt các dòng xoáy vô tận. Trong một số tình huống nhất định, như được ví dụ trong Hình 10.3, dòng chảy chính tách ra khỏi bề mặt và một dạng dòng chảy hỗn loạn cục bộ xảy ra là nguyên nhân của hiện tượng tổn thất áp suất thứ cấp trong các thiết bị phụ trợ được mô tả trong chương 8. Những điều kiện chung này, đặc biệt là sự nhiễu loạn cục bộ và sự đổ xoáy, được nhận biết trong các rung động và do đó tạo ra tiếng ồn mà tai người có thể phát hiện được. Ngoài ra, yếu tố xâm thực đặc biệt có thể phát sinh trong các khúc cua và thiết bị phụ trợ khi điều kiện thuận lợi.

Tiếng ồn từ van và thiết bị phụ trợ - ảnh hưởng của sự xâm thực quán tính

Hình 10.3 Các sơ đồ để minh họa sự phân tách dòng chảy cục bộ và dòng chảy hỗn loạn

Khúc cua Đoạn ống thu nhỏ Ống chữ T Van cổng

Hiện tượng xâm thực có nghĩa là sự tạo ra các khoang hoặc bong bóng hơi trong chất lỏng do áp suất giảm đến giá trị áp suất hơi, khoảng 0,02 bar áp suất với nước lạnh. Quá trình này được hỗ trợ bởi sự hiện diện trong chất lỏng của các hạt nhân cực nhỏ của khí không hòa tan, thường là không khí. Với chất lỏng đang chuyển động, áp suất giảm thích hợp có thể xảy ra khi thay đổi hình dạng đường biên trong đường ống; và nó cũng có thể xảy ra ở phía sau của cánh quạt trong máy bơm. Bản thân quá trình xâm thực không được cho là gây ra tiếng ồn, nhưng sự sụp đổ sau đó của các bong bóng khi chúng bị dòng chảy cuốn đi có thể phát ra tiếng lách tách, lạch cạch hoặc rít.

Các điều kiện thể hiện trong hình 10.3 đều phù hợp để xảy ra hiện tượng xâm thực, sự thay đổi tiết diện hoặc hướng chảy sẽ gây giảm áp suất. Như đã mô tả cho đến nay, ảnh hưởng của sự thay đổi như vậy là một trong những sự tách biệt dòng chảy cục bộ và hỗn loạn nhưng xâm thực có thể xảy ra nếu quá trình chuyển đổi được thực hiện đầy đủ.

Hiện tượng này có thể được minh họa bằng cách tham khảo hình 10.4 mô tả sự thay đổi áp suất và vận tốc thông thường khi giảm mặt cắt ngang của đường nước, một ứng dụng của phương trình Bernoulli (chương 8). Dòng chảy tới chỗ co nhỏ lại có vận tốc r1, và áp suất tương ứng là p1. Ngay bên ngoài họng, nơi dòng chảy tách khỏi thành ống, vận tốc tăng lên r và áp suất giảm tương ứng với p. Nếu tốc độ dòng chảy và kích thước đường ống thỏa mãn điều kiện áp suất p này gần bằng áp suất hơi của nước, các bong bóng hơi sẽ được giải phóng trong và gần vùng xoáy ngay ngoài điểm của đường kính trong nhỏ nhất. Dòng áp suất cao hơn cần thiết để làm xẹp các bong bóng xảy ra về phía p2. Đối với một lưu lượng và áp suất đầu vào nhất định và giả sử rằng áp suất p ở họng bằng áp suất hơi, thì mức độ và cường độ của sự xâm thực phụ thuộc vào áp suất ở phía hạ lưu - hãy so sánh các đường cong A và B.

Hình 10.4 Minh họa sự thay đổi áp suất và vận tốc khi thay đổi đường nước Bong bóng trong khoang

Bong bóng trong khoang

Một sản phẩm phụ nữa của quá trình xâm thực là xói mòn. Việc bắn phá các bộ phận lân cận của van hoặc phụ tùng đường ống diễn ra trên quy mô bằng phút khi bong bóng xâm thực xẹp xuống. Thiệt hại nghiêm trọng do tác động trong các đường ống dẫn lớn gây ra, và sự ăn mòn phổ biến của đế van bi và vòi trong nhiều trường hợp là sản phẩm của sự xâm thực.

Hình 10.5 Sự xâm thực trong cụm ống đồng 13,7 mm như một chức năng của vận tốc nước

Cấu hình của cụm ống

Số đọc gia tốc kế (m / s2)

Không bị xâm thực

Vận tốc của dòng chảy (m / s)

Khoang hiện tại

Để có thể có thêm các ví dụ về sự xâm thực trong các thành phần cấp nước, hai nghiên cứu điển hình đã được công bố dưới đây đóng vai trò là những tài liệu tham khảo rất hữu ích. Trước khi có một nghiên cứu sâu rộng hơn về tiếng ồn từ hệ thống đường ống (Ball và Webster 1976), lần đầu tiên người ta đã khảo sát khả năng tạo ra hiện tượng xâm thực trong một số thiết bị phụ trợ đường ống có đường kính trong nhỏ tiêu chuẩn. Phòng dội âm sẽ được dùng sau này, và các nhà điều tra đã cấp nước cho các thiết bị phụ trợ bằng nước lạnh với một loạt các vận tốc trong một giàn khoan đặc biệt, điều này cũng cho phép áp suất vận hành được thay đổi rộng rãi. Công trình này cho thấy không có bằng chứng về sự xâm thực trong các thiết bị phụ trợ riêng lẻ điển hình ở tốc độ lên đến 7 m / s (mức tối đa hiện có), mặc dù dòng chảy gây ra tiếng ồn như đã được trình bày ngay sau đây. Mãi cho đến khi ba khúc cua được lắp ráp gần nhau thành chuỗi thì sự thay đổi đủ trong dòng chảy và do đó là sự mất áp suất xảy ra để tạo ra sự xâm thực ở tốc độ thấp hơn.

Sau đó, sự tạo khoang được tạo ra với vận tốc khoảng 5 m / s, như thể hiện trong hình 10.5, và hiệu ứng tăng lên rõ rệt ở tốc độ cao hơn. Trong trường hợp này, các rung động được ghi lại bằng một cảm biến gia tốc gắn vào các thiết bị phụ trợ, nhưng người quan sát có thể nghe thấy tiếng ồn khi ở gần chúng. Để so sánh, có thể lưu ý rằng nghiên cứu của Mỹ sử dụng đường kính ống từ 25 đến 100 mm cho thấy không có sự xâm thực ở các khúc cua và đoạn gấp khúc riêng lẻ ở vận tốc dưới 10 m / s, với nhiệt độ nước dao động từ 10 đến 55 ○ C (Rogers 1959, Stonemetz 1965) . Có thể kết luận rằng hiện tượng xâm thực không phải là vấn đề lớn đối với các thiết bị phụ trợ đường ống trong hệ thống cấp nước thông thường và nó có thể dễ dàng được ngăn chặn bằng cách hạn chế vận tốc của dòng chảy. Các tác động của dòng chảy hỗn loạn và phân tách vẫn còn và được giải quyết trong phần tiếp theo.

Hình 10.6 Sơ đồ minh họa đường dẫn nước qua van bi kiểu piston thông thường

Hiện tượng xâm thực có thể là một vấn đề lớn hơn đối với vòi và van và ta có thể thấy được ảnh hưởng của nó được mô tả toàn diện nhất bằng cách tham khảo một nghiên cứu ban đầu (Sobolev 1955) về một van bi. Loại van được nghiên cứu, được gọi là loại Portsmouth có kích thước danh nghĩa 13,7 mm, như được minh họa trong hình 10.6, đã được sử dụng rất phổ biến ở Anh trong nhiều năm. Mặc dù đây là một thiết bị khá bền, nó lại gây ồn ào khi hoạt động và đế van bằng đồng đã bị xói mòn, đôi khi chỉ trong vài tháng. Việc sử dụng đồng phốt pho cho đế van không được coi là giải pháp xửu lí xói mòn. Một nghiên cứu trực quan hóa dòng chảy bằng cách sử dụng một van loại này được gia công từ Perspex

trong suốt cho thấy rằng sự xâm thực xảy ra ở đâu đó trong van trong suốt phạm vi xả. Hiệu ứng bắt nguồn từ các điểm khác nhau trong đường nước ở các giai đoạn khác nhau của hành trình piston. Nó xảy ra trên hầu hết phạm vi ở đầu vào đến đế van, nơi có sự giảm mạnh về mặt cắt ngang (A); một chùm bong bóng kéo dài về phía hạ lưu từ A dọc theo lỗ của đế van. Khe hở xảy ra ở đầu ra của đế van với khe hở nhỏ và lớn giữa mặt đế van và vòng đệm (B), liên quan đến sự thay đổi mạnh về hướng dòng chảy khi nước chảy ra từ vòi phun. Với khoảng cách lớn giữa đế van và máy giặt, các bong bóng cũng được quan sát thấy phát triển ở mặt máy giặt. Trong thực tế, tại hai địa điểm này đã xảy ra xói mòn đáng kể.

Áp suất đo được trong họng ống trong quá trình xâm thực được báo cáo là khoảng 0,1 bar, cao hơn nhiều so với áp suất hơi của nước. Do đó, sự xâm thực dường như bắt đầu phần nào trước khi đạt được áp suất hơi, mặc dù phép đo này có thể không nhất thiết phải chính xác lắm. Một dự đoán lý thuyết về áp suất trong họng ống không thể dễ dàng được thực hiện chính xác bởi vì các điều kiện dòng chảy không được biết chính xác. Với tốc độ xả thải có thể xảy ra trong thực tế, vận tốc dòng chảy trong đường kính trong của đế van là đáng kể - có lẽ từ 25 đến 50 m / s. Như có thể được chỉ ra rất đơn giản từ phương trình Bernoulli, việc chuyển đổi áp suất của một số bar trong đường ống cấp nước với vận tốc dòng chảy 1 hoặc 2m / s, thành vận tốc cao trong đường kính trong, dẫn đến áp suất thấp trong đường kính trong. Đây là điều kiện tiên quyết của quá trình xâm thực.

Bằng cách làm tròn đầu vào đến họng ống, người ta thấy có thể loại bỏ sự xâm thực trong vùng này, nhưng các sửa đổi đối với đế van và vòng đệm chỉ thành công trong một phần phạm vi xả. Về cơ bản, có thể loại bỏ lỗ rỗng chỉ bằng cách thiết kế lại van, cung cấp một vòi phun với đầu vào và đầu ra tròn và sử dụng màng ngăn thay vì piston với vòng đệm, do đó cải thiện đặc tính dòng chảy tổng thể của đường nước (hình 10.7). Công việc này đã tạo cơ sở cho một số thiết kế của van bi tĩnh hiện nay trên thị trường ở Anh. Các loại thiết kế tương tự đều có sẵn ở nước ngoài.

Hình 10.7 Sơ đồ để minh họa đường dẫn nước qua van bi có màng ngăn (Garston)

Nhìn chung, có thể thấy rằng có ba hướng khả thi được mở ra để tìm cách loại bỏ hiện tượng xâm thực: giảm tỷ lệ xả thải; tăng áp suất thủy tĩnh (hạ lưu) mà thiết bị hoạt động (xem hình 10.4); và cải thiện đường thủy. Điều cuối cùng có nghĩa là thực hiện bất kỳ sự thay đổi nào về hướng dòng chảy hoặc đường kính trong ống càng từ từ càng tốt. Tất nhiên, thiết kế đường nước có tầm quan trọng cơ bản trong việc lên kế hoạch cho các vòi, van hoặc thiết bị phụ trợ mới để vận hành êm ái. Tương tự, điều quan trọng là phải thiết lập phạm vi điều kiện áp suất và điều kiện xả thải mà thiết bị có thể được sử dụng.

Tiếng ồn từ đường ống - ảnh hưởng của dòng chảy hỗn loạn và tách biệt

Một số nhà điều tra đã nghiên cứu tiếng ồn dòng chảy chung trong đường ống và các kết nối khác với tiếng ồn do xâm thực liên quan đến vòi và van. Xu hướng thứ hai chiếm ưu thế nhưng việc nghiên cứu bản thân hệ thống đường ống là cần thiết nếu các nguyên tắc cơ bản về tiếng ồn và cách kiểm soát nó được hiểu và áp dụng. Trước khi mô tả hai nghiên cứu, sẽ là một thuận lợi để nêu rõ các điều kiện mà dữ liệu thu được. Vì những lý do được đưa ra sau này, các cụm ống được nghiên cứu đã được lắp đặt trong các phòng dội âm được xây dựng đặc biệt (có kích thước gần bằng một phòng khách nhỏ) chứ không phải trong phòng có các bề mặt thấm hút thông thường, thảm và đồ nội thất khác. Mức độ tiếng ồn trong phòng dội âm cao hơn trong phòng bình thường, nhưng như được giải thích ở phần sau, có thể được điều chỉnh để phù hợp với trường hợp thực tế. Trong những phần tiếp theo, dữ liệu kiểm tra độ vang được đưa ra đầu tiên và sau đó một số giá trị điều chỉnh được đưa ra cho các tình huống thực tế điển hình

Trước tiên, ta chuyển sang kết quả thu được trong điều kiện dội âm, bảng 10.2 tóm tắt dữ liệu của Marseille (1965) sử dụng cấu hình đường ống hình chữ nhật với các khúc cua ở các góc, tất cả đều có đường kính 15-16 mm. Mạch ống có kích thước 1,5 1,3 m, với các kết nối dòng chảy và hồi lưu bằng cao su, và được treo trong phòng từ các móc treo cao su. Tiếng ồn tăng theo vận tốc nước như dự kiến, mặc dù hiện tượng xâm thực hầu như không xuất hiện ở tốc độ tương đối thấp được sử dụng. Sự gia tăng đi kèm với mức độ hỗn loạn ngày càng tăng; thực sự đã ghi nhận sự gia tăng đáng kể trong phát xạ tiếng ồn tại thời điểm có lẽ là quá trình chuyển đổi từ điều kiện tầng sang điều kiện hỗn loạn (xem chương 8). Khi kiểm tra tác dụng của loại kẹp ống, người ta thấy rằng mức độ tiếng ồn trong phòng có phần cao hơn khi sử dụng kẹp thép thay vì kẹp cao su (giúp cố định chắc chắn hơn là đàn hồi). Mức ồn trong bảng 10.2 dường như ít nhiều phụ thuộc vào vật liệu làm ra ống. Nhìn chung, mức ồn khoảng 40 dBA thu được ở tốc độ 3 m / s, có thể đưa ra mức 33 dBA với các đường ống được gắn trong phòng bình thường.

Kết quả thu được từ các nghiên cứu của Ball và Webster (1976) được tóm tắt trong các hình 10.8 đến 10.11. Như với công trình của Pháp được mô tả ở trên, tốc độ quá thấp để hiện tượng xâm thực có thể xảy ra - vậy nên không phát hiện được gì - và tiếng ồn có liên quan đến điều kiện dòng chảy hỗn loạn. Số Reynolds trong các nghiên cứu này nằm trong khoảng từ 10 000 đến 80 000 (xem chương 8). Mức độ tiếng ồn tăng lên theo vận tốc của dòng chảy như được minh họa. Các điểm đặc biệt cần quan tâm được đưa ra sau đây.

Hình 10.8 Mức ồn đối với hệ thống ống đồng 13,7 mm trong phòng thử âm vang. Đường ống được gắn trong giá đỡ trên tường phòng thử nghiệm

Mức độ tiếng ồn (DBA)

Khuỷu tay và tees

Uốn cong

Cấu hình của đường ống

Vận tốc của dòng chảy (m/s)

Hình 10.8 dựa trên kết quả của một số lượng lớn các phép đo trên đường kính 13,7 mm, thiết bị phụ trợ bằng đồng loại dùng trong thương mại - góc cua, ống chữ T và đoạn ống cong - và cả những đoạn uốn ống được thực hiện trong máy uốn. Cấu hình được thử nghiệm trong mỗi trường hợp như trong hình 10.8, tổng chiều dài của đường ống khoảng 4,4 m có chứa hai hướng thay đổi. Phổ rộng của kết quả được biểu thị bằng các đường cong bên ngoài, phạm vi tổng thể từ 10 đến 12dBA liên quan đến sự khác biệt nhỏ về hình dạng và kích thước của đường nước. Ảnh hưởng của bán kính cong của ống nối không phân biệt được ở vận tốc dưới 3,5 m / s, nhưng phân biệt được ở tốc độ cao hơn. Trong khi các kết quả cho khúc cua và ống chữ T nằm ở nửa trên của phần tán xạ, thì kết quả cho các đoạn uốn cong có xu hướng nằm ở nửa dưới. Những kết quả này có thể so sánh rộng rãi với dữ liệu của Pháp (bảng 10.2).

Mức độ tiếng ồn (DBA)

Hình 10.9 Mức độ nhiễu cho hệ thống ống đồng 10,6mm trong phòng thử nghiệm hồi âm, với đường cong từ Hình 10.8 để so sánh

Vận tốc của dòng chảy (m/s)

Hình 10.9 cho thấy các kết quả có thể so sánh được đối với các khúc cua có đường kính 10,6 mm và các đoạn uốn ống. Ở đây khúc cua ồn hơn so với chỗ uốn cong ở mọi tốc độ của dòng chảy, một hiệu ứng do sự kết hợp của độ cong giảm và hạn chế quan sát được ở đường kính trong của khúc cua.

Mức độ tiếng ồn (DBA)

Hình 10.10 Mức ồn đối với đường ống ABS 13,7 mm trong phòng thử nghiệm âm vang, với đường cong từ Hình 10.8 để so sánh

Vận tốc của dòng chảy (m/s)

Hình 10.10 cho thấy kết quả đối với ống bằng chất đồng trùng hợp ABS có khúc cua của đường kính trong tương tự như của ống đồng lớn hơn, tức là 13,7 mm. Với việc lắp ráp được cố định vào tường phòng thử nghiệm, kết quả tương tự như đối với hệ thống ống đồng.

Hình 10.11 Ảnh hưởng của độ cứng của tường đối với tiếng ồn từ hệ thống ống đồng 13,7 mm trong phòng thử độ vang

Đường ống trên bảng điều khiển ánh sáng

Mức độ tiếng ồn (DBA)

Đường ống trên tường cứng

Vận tốc của dòng chảy (m/s)

Hình 10.10 và 10.11 cho thấy hiệu quả của việc lắp cụm trên tấm panen nhẹ so với việc lắp trực tiếp lên tường phòng thử nghiệm. Tấm ván trong các nghiên cứu này, ván ép 18 mm có kích thước khoảng 2,4x1,2m, được cố định chắc chắn vào tường của căn phòng bằng sáu bu lông nhưng được chèn ở giữa bằng miếng đệm 40 mm và do đó không bị rung. Có thể thấy rằng sự thay đổi trong cách lắp này sẽ làm tăng độ ồn trong phòng thử nghiệm. Trong khi bức tường nặng của phòng thử nghiệm không bị kích thích bởi các rung động trong đường ống được cố định trực tiếp vào nó, thì một tấm bảng panen nhẹ có khả năng bị kích thích cao hơn và do đó làm tăng khả năng khớp nối âm hiệu quả giữa đường ống và không khí. Đường ống đồng cứng hơn (hình 10.11) dường như có hiệu quả hơn trong việc ép tấm panen rung động hơn so với đường ống ABS (hình 10.10) - tăng khoảng 9 dBA so với 5 dBA ở tốc độ 3 m / s đã được quan sát thấy.

Bảng 10.3 Mức ồn, tính bằng dBA, trong phòng từ đường ống với lưu lượng nước 3 m/s

Đường ống gắn trên tường cứng

Đường ống gắn trên bảng panen nhẹ

Đường ống đồng có đường kính trong 13,7 mm có khúc cua hoặc uốn cong

Đường ống đồng có đường kính trong 10,6 mm: có khúc cua với những đoạn uốn cong

Đường ống ABS có đường kính trong 13,7 mm có khúc cua

43

Như đã giải thích, mức ồn dự kiến trong phòng bình thường nhỏ hơn mức ồn trong phòng có âm vang và bảng 10.3 tóm tắt các kết quả của tất cả các công việc này được chuyển đổi sang một tình huống thực tế hơn - phòng có thời gian vang là 1 giây - và giả sử vận tốc truyền nước là 3 m / s. Mức ồn cao nhất với cụm ống được cố định vào tường cứng là 35 dBA và không vượt quá 43 dBA ngay cả với cụm được gắn trên tấm panen nhẹ có khả năng tăng cường âm thanh phát ra từ ống. Các mức này có thể được so sánh với mức nền chung thường được giả định là 30−40 dBA trong các phòng yên tĩnh hơn của những ngôi nhà ở khu vực thành thị.

35 24 41 30

33 34 39

Lưu ý: Thời gian âm vang của phòng 1 giây

Trong khi dữ liệu ở trên làm gia tăng sự hiểu biết chung về các yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát tiếng ồn và đóng góp vào các đề xuất được đưa ra sau này, chúng có ý nghĩa đặc biệt liên quan đến vận tốc của dòng chảy được giả định cho các tính toán định cỡ đường ống. Tốc độ thiết kế 1 m / s đã được sử dụng ở Anh trong khi giá trị lên đến 2m / s đã được đề xuất ở một số nước châu Âu. Các kết quả được báo cáo ở đây cho thấy rằng mức độ tiếng ồn tạo ra trong bản thân hệ thống đường ống không có khả năng gây phiền hà ở tốc độ cao hơn so với giả định bình thường: giá trị 3 m / s có thể được lấy một cách hợp lý làm giới hạn trên cho mục đích thiết kế liên quan đến kiểm soát tiếng ồn. Thiết bị phụ trợ phù hợp nên được sử dụng.

Hiện tượng thủy kích (búa nước)

Khi nước chảy trong đường ống bị chặn lại bằng cách nhanh chóng đóng van hoặc vòi nước, áp suất tác động cao được tạo ra dẫn đến một đợt tăng hoặc sóng dội ngược lại từ khớp nối và đi ngược xuống đường ống, tiếp tục chuyển động của nó cho đến khi giảm bớt lực ma sát. Độ lớn của áp suất phụ thuộc vào vận tốc của nước trước khi đóng, và vào đường kính trong, chiều dài và vật liệu của ống. Ta có thể biết được rằng áp suất trong các đường ống cứng nhỏ có thể tăng lên gấp vài lần giá trị vận hành bình thường khi van đóng với tốc độ đủ lớn. Kết quả thông thường của hành động này là tiếng gõ đáng kể hoặc tiếng búa - từ hiện tượng búa nước - trong khi những rắc rối xảy ra có thể là sự rung chuyển của đường ống và hư hỏng hệ thống đường ống.

Khi hiện tượng búa nước xảy ra trong một hệ thống được trang bị một van bi, dao động của phao hình quả cầu có thể được thiết lập và bản thân nó có xu hướng tạo ra tiếng ồn. Ngoài ra, van bi xả thải vào một bể chứa nước có thể tạo ra sóng trên mặt nước và do đó tạo ra dao động tự cảm ứng và tia nước. Một vòi phun nước tự cảm ứng cũng có thể xảy ra với các vòi có tấm đệm lỏng nhằm hoạt động như một van một chiều. Một áp suất xen kẽ - dương và âm - có thể xuất hiện tại đế van ở một số tốc độ dòng chảy và làm cho tấm đệm lỏng bị rung. Nguy cơ phát sinh hiện tượng búa nước có thể được giảm thiểu đáng kể bằng cách lựa chọn cẩn thận các vòi và van, và thông qua thiết kế của toàn bộ hệ thống, tránh vận tốc quá mức của dòng chảy, đồng thời cố định cẩn thận đường ống và các thiết bị có thể giúp tránh rung và lắc. Hiện tượng thủy kích được phân tích kỹ hơn trong chương 8.

Truyền tiếng ồn

Tiếng ồn tạo ra trong một căn phòng sẽ bị suy giảm khi nó lan truyền qua các phần còn lại của tòa nhà, với các bức tường, sàn và trần nhà đóng vai trò như một biện pháp cách âm. Đường ống đi qua một rào cản như vậy là nguyên nhân tiềm ẩn làm giảm khả năng cách âm do chúng sẽ tạo điều kiện cho việc truyền tải tiếng ồn. Điều quan trọng là ta phải phân biệt giữa sự truyền tiếng ồn dọc theo đường ống và sự truyền qua bất kỳ bầu không khí nào xung quanh đường ống nơi nó đi qua tấm chắn. Tiếng ồn tạo ra trong không khí bên ngoài hệ thống đường ống có thể xâm nhập vào không gian dễ dàng hơn nhiều so với tiếng ồn có thể truyền dọc theo đường ống. Đó là tiếng ồn bắt nguồn từ chính các thiết bị và thiết bị phụ trợ và trong máy bơm có thể dễ dàng truyền qua đường ống. Thật vậy, sự suy hao do hệ thống ống kim loại gây ra là tối thiểu và tiếng ồn gây ra, ví dụ, do sự xâm thực trong van hoặc do quạt nước dễ dàng di chuyển trong toàn bộ hệ thống ống khi chúng được chế tạo bằng kim loại. Do đó, ví dụ, mức độ tiếng ồn trong các tòa nhà có thể cao hơn so với mức chỉ liên quan đến hệ thống đường ống được nêu trong Bảng 10.3. Ví dụ như với vòi và van là nguồn gây tiếng ồn chủ đạo và với sự suy hao ít trong hệ thống ống, mức độ tiếng ồn trong nhà ở thường nằm trong khoảng 35-55 dBA và có thể cao hơn.

Mức độ suy hao trong hệ thống ống phụ thuộc cả vào kích thước và vật liệu của ống và sự cố định của đường ống vào kết cấu. Có một chút khác biệt giữa ống đồng và ống thép mạ kẽm về mặt này, cả hai đều cho thấy sự suy hao tối thiểu, nhưng ống nước bằng nhựa cho thấy sự suy hao lớn hơn (Ball 1974, Uassilieff và Dravitzki 1992). Theo Ball, các số liệu sau là hợp lý khi đóng vai trò như một hướng dẫn cho các đường ống nhỏ, : giá trị chính xác tùy thuộc vào cấp độ và kích thước của ống và loại nguồn gây tiếng ồn. Chiều dài tổng thể của chính đường ống có thể là một yếu tố, với một số bằng chứng cho thấy độ suy giảm trên một đơn vị chiều dài đối với ống ngắn ít hơn một chút so với ống dài.

PVC-U và ABS: 1 đến 1,5 dB / m Polythene: 2 đến 2,5 dB / m

Kiểu lắp đặt cố định cũng đóng một phần nào đó trong sự mất mát suy hao. Về nguyên tắc, các điều kiện tốt nhất cho sự suy hao là khi đường ống được cố định chắc chắn trong khoảng thời gian ngắn vào tường đỡ, khi đó năng lượng bị mất trong việc làm cho tường rung động. Như đã lưu ý, điều này có thể làm tăng âm thanh trong phòng tiếp giáp với nguồn gây ồn, đặc biệt là khi các đường ống được gắn trên một vách ngăn nhẹ, nhưng sự suy hao tăng lên sau đó có thể làm giảm tiếng ồn truyền ra xa hơn. Sự suy hao có xu hướng giảm khi bản thân các đường ống được ‘cách âm’ với các giá đỡ của chúng bằng cách bọc trong nỉ hoặc cao su.

Một đoạn ống mềm có chiều dài ngắn được chèn vào giữa nguồn gây tiếng ồn như máy bơm hoặc van và việc lắp đặt đường ống có khả năng giảm tiếng ồn. Hiệu quả của một thiết bị như vậy bị hạn chế vì âm thanh truyền qua hệ thống ống bằng cả hai hướng là dọc theo thành ống và qua nước. Việc sử dụng vật liệu làm ống gây bất lợi hơn cho việc truyền âm thanh không làm giảm sự truyền qua nước và do đó âm thanh có thể kích thích đường ống trở lại sau khi gián đoạn. Tuy nhiên, thiết bị đã được một số nhà nghiên cứu cho thấy có tác dụng giảm tiếng ồn đáng kể. Bảng 10.4 tóm tắt các kết quả được theo dõi trong tài liệu, trong đó có một biện pháp thống nhất hợp lý. Máy tạo tiếng ồn dòng chảy được đề cập đến là thiết bị tạo ra 'tiếng ồn trắng' - tiếng ồn ở một mức nhất định bao phủ một dải tần số rộng - và được sử dụng để đại diện cho một nguồn tiêu chuẩn gần tương đương với tiếng vòi ồn ào. "Bộ giảm thanh" được thử nhằm mục đích làm gián đoạn sự truyền tiếng ồn qua nước, ví dụ: bằng một miếng gạc hoặc bằng cách thay đổi đường kính trong ống, để bổ sung ảnh hưởng của sự thay đổi vật liệu ống. Các phương pháp đã chỉ ra đạt được sự suy hao từ 10 đến 30 dB.

Ở đầu chương ta đã đề cập đến tiếng ồn của máy bơm liên quan đến sự chuyển động của các cánh quạt trên các cánh cố định. Hành động này có thể kích thích các đường ống dẫn sang chế độ tần số uốn của chúng tương ứng với tần số chuyển động của cánh quạt trong máy bơm. Nghiên cứu của Đức đã đưa ra các khoảng hỗ trợ thích hợp cho đường ống để giữ các tần số uốn cong cơ bản dưới một số giá trị như 50 Hz, với các khoảng

Bảng 10.4 Suy hao do chèn ống

Các điều kiện Phương pháp

Máy phát tiếng ồn với đường ống 13,7 mm (Ball 1974)

Máy phát tiếng ồn với đường ống 15−16 mm

Vòi nước với đường ống 15mm-16mm

Bơm tuần hoàn với đường ống 15−16 mm (Marseille 1965)

Ống hơi cao su, chiều dài hơn 100 mm Ống cao su Ống thổi kim loại

Khớp nối cao su ngắn + bộ giảm thanh đơn giản

Ống cao su dài 150 mm

Ống cao su dài 150 mm Dài 1,5 m Bộ giảm thanh - dài 200 mm phóng to lên 130 mm đường kính trong + gạc và đầu ra côn

Bơm tuần hoàn với đường ống 25 mm (Rogers 1959)

Bộ giảm thanh - phóng to dài 500 mm đến đường kính trong 200 mm

Sự suy hao

Chống tiếng ồn

Giải pháp cho các vấn đề kiểm soát tiếng ồn thường liên quan đến ba thành phần: nguồn gây ồn, bộ tiếp nhận và đường dẫn giữa hai thành phần. Do đó, cơ hội để ngăn ngừa hoặc hạn chế tiếng ồn nằm ở các bên khác nhau - nhà thiết kế và sản xuất thiết bị và thiết bị phụ trợ; kiến trúc sư chịu trách nhiệm lập kế hoạch và thiết kế các tòa nhà và lựa chọn thiết bị; người xây dựng; và người thiết kế và cài đặt hệ thống dịch vụ. Người soạn bộ quy tắc đóng vai trò trong việc xác định các yêu cầu, phương pháp thiết kế và thủ tục thử nghiệm. Chủ sở hữu và những người cư ngụ có ảnh hưởng thông qua cách họ xác định một cách tổng quát và xác định việc sử dụng tòa nhà và các dịch vụ của tòa nhà. Trong những phần tiếp theo, tác giả trình bày cả các điểm tấn công cụ thể và các khía cạnh có mức độ liên quan rộng hơn bắt nguồn từ các đoạn văn bản trên.

Ở Anh và hầu hết các quốc gia khác, không có tiêu chuẩn bắt buộc chung nào liên quan đến kiểm soát tiếng ồn cho các dịch vụ. Một vài quốc gia nêu yêu cầu; Fuchs (1993) đã tóm tắt những điều này và tuyên bố rằng chúng giới hạn tiếng ồn của các vật dụng và thiết bị gia dụng ở mức tối đa 30 dBA trong một tòa nhà. Tuy nhiên, không có nghĩa vụ pháp lý nào nói chung và việc thiết kế dựa trên các khuyến nghị về mức độ ồn hợp lý cho loại tòa nhà cụ thể được đề cập, dựa trên nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế của các tòa nhà đang sử dụng và các hình phạt chi phí thường liên quan đến giảm mức độ tiếng ồn.

Chúng tôi có thể lưu ý với bạn rằng các khiếu nại về tiếng ồn quá mức của hệ thống ống nước đã phát sinh khi mức độ ồn trong các ngôi nhà ở Vương quốc Anh, tức là trong phòng khách và phòng ngủ, nằm trong khoảng 50−60 dBA, với một số khiếu nại phát sinh trong khoảng 40− 50 dBA. Các phép đo tổng quát hơn trong các ngôi nhà, không liên quan đến các khiếu nại, đã đưa ra mức âm thanh trong khoảng 35−60 dBA khi sử dụng hệ thống ống nước. Một lần nữa, tiếng ồn ở mức chung trong các phòng khách và phòng ngủ ở khu vực lân cận yên tĩnh thường nằm trong khoảng 30−40 dBA. Cuối cùng, chúng tôi có thể lưu ý lại tham chiếu ở trên về giới hạn 30 dBA được áp dụng cho việc lắp đặt dịch vụ trong các tòa nhà. Thông thường (hình 10.2) mức ồn tại các nguồn ống nước và các thiết bị vệ sinh và thiết bị phụ trợ nằm trong khoảng 45 - 85 dBA. Do đó, ta cần chú ý đến cả nguồn tạo ra và đường dẫn tiếng ồn nếu mức độ đo được trong các phòng có người sử dụng rơi vào khoảng 30−40 dBA. Thông tin này được tóm tắt trong hình 10.12.

(i) Những điều cần cân nhắc khi lập kế hoạch

Các quy tắc cơ bản để lập kế hoạch hỗ trợ kiểm soát tiếng ồn từ lâu đã được tìm hiểu và từ đó phát triển thành các khuyến nghị sau đây liên quan đến tiếng ồn từ các dịch vụ:

1. 2. 3.

Tách biệt các nguồn gây ra tiếng ồn càng xa càng tốt với các khu vực được thiết kế để làm không gian yên tĩnh.

Bố trí các bình phong hoặc vách ngăn đặc biệt giữa phòng không cần sự yên tĩnh và khu vực cần yên tĩnh.

Nhóm các nguồn gây tiếng ồn lại với nhau, để chúng tránh xa các khu vực yên tĩnh.

Đặt các thiết bị có khả năng gây ồn trong tầng hầm nếu có thể, đây là nơi cấu trúc chung có thể sẽ nặng nhất và do đó cách âm tốt hơn và ở một mức độ nào đó các rung động có thể được hấp thụ vào mặt đất. Việc áp dụng các quy tắc này có thể thấy ở việc đặt phòng tắm và nhà vệ sinh cách xa phòng khách và phòng ngủ có không gian cho phép; vị trí của phòng tắm ngay phía trên nhà bếp thay vì phía trên phòng khách trong những ngôi nhà nhỏ, một phương pháp có lợi thế khác về thiết kế và chi phí; vị trí của các trục óng nước gần phòng tắm và nhà bếp hơn là gần phòng khách và phòng ngủ; và vị trí của các buồng máy trong tầng hầm và trong các khu dịch vụ cách xa chỗ ở làm việc hoặc sinh sống.

4.

(ii) Những điều cần cân nhắc khi thi công

Phạm vi mức ồn tại nguồn từ nước và các thiết bị vệ sinh, vòi và van

Phạm vi các mức được đo trong nhà ở có lắp đặt thiết bị nước đang được sử dụng

Khiếu nại về tiếng ồn quá mức của hệ thống ống nước trong phòng khách và phòng ngủ

Một số phàn nàn về tiếng ồn của hệ thống ống nước

Tiếng ồn xung quanh trong phòng khách và phòng ngủ trong một khu phố yên tĩnh

Hình 10.12 Những khiếu nại liên quan đến mức độ tiếng ồn

Trọng lượng rất quan trọng trong việc xác định đặc tính cách âm của tường hoặc sàn. Đối với một bức tường gạch hoặc bê tông nặng sẽ khó bị rung động hơn nhiều so với một tấm panel nhẹ. Đối với các bức tường đơn, lớp cách nhiệt gần như hoàn toàn được xác định bởi trọng lượng của nó trên một đơn vị diện tích và 'định luật khối lượng' được áp dụng ở đây. Ví dụ, khả năng cách âm do tường gạch 230 mm (400 kg/ m2) là khoảng 50 dB, của tường gạch 115 mm là 45 dB và do vách ngăn nặng 50 kg/ m2 khoảng 35 dB ở mức trung bình. Do đó, theo nguyên tắc chung, các bức tường nặng truyền đi âm thanh ít hơn các bức tường nhẹ và điều này áp dụng cho sự ồn ào do các đường ống đi kèm gây ra. Các đường dẫn âm thanh ‘gián tiếp’ hoặc ‘chạy ngang’ cũng rất quan trọng trong nhiều trường hợp, nghĩa là âm thanh có thể vượt qua tường hoặc sàn ngăn cách. Các lỗ hở xung quanh đường ống tạo thành một đường truyền âm tiềm ẩn và phải được xử lý hiệu quả như một tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại sự truyền tiếng ồn. Ví dụ, một hợp chất đóng rắn không thấm nước có thể được sử dụng để lấp đầy không gian này.

Tóm lại, giả sử rằng tất cả các chỗ ở sinh hoạt và làm việc trong một tòa nhà ở trong trạng thái càng ít tiếng ồn càng tốt, thì đường ống nên được cách âm với các giá đỡ và tường bằng các ống bọc cao su, neoprene, nỉ hoặc bông khoáng. Việc lắp đạt cố định phải đặt vào các phần nặng hơn chứ không phải là tường hoặc sàn nhẹ. Đường ống mềm dài, hoặc một trong những khớp nối giảm tiếng ồn có sẵn trên thị trường, nên được sử dụng gần nguồn tiếng ồn

và đường ống được bao bọc trong các ống dẫn chính. Các thiết bị phải được cố định nếu có thể trên các giá đỡ linh hoạt và cách ly với tường đỡ bằng các miếng đệm đàn hồi. Nếu tiếng ồn trong phòng gần nguồn phát không quá lớn, thì bất kỳ đường ống nào đi qua phòng đó có thể được cố định chắc chắn vào tường để làm mất năng lượng cho nó. Cần tránh các bức tường mà không thể để xảy ra bức xạ âm thanh ví dụ như một bức tường nối giữa các ngôi nhà.

Trong những ngôi nhà nhỏ hoặc căn hộ, phòng tắm và nhà vệ sinh thường nằm cạnh phòng ngủ hoặc phòng khách. Vách ngăn ở đây phải bằng bê tông dày ít nhất 75 mm trát cả hai bên và các thiết bị vệ sinh không được cố định vào đó. Cửa phòng tắm phải càng nặng càng tốt và vừa vặn. Khi ống thoát nước dẫn xuống nhà bếp, nó phải được bao bọc trong một lớp phủ kín khí hợp lý như tấm ván ép hoặc tấm len gỗ được trát. Nếu ống thoát nước được dẫn qua phòng khách (nên tránh nếu có thể), nó nên được đậy kín. Một khuyến nghị về độ trễ và bốc hơi trong các ống thoát nước trong những trường hợp như vậy được đưa ra trong Tài liệu E được phê duyệt nhằm hỗ trợ Quy định xây dựng năm 1991. Quy định bao gồm một số yêu cầu khác liên quan đến việc chống lại tiếng ồn từ các dịch vụ trong các tình huống cụ thể cần được tuân thủ.

(iii) Nguồn gây ra tiếng ồn

Không thể phủ nhận rằng việc chọn lựa các thiết bị và thiết bị phụ trợ đã được thiết kế và sản xuất với cách thức hoạt động êm ái là một trong những yêu cầu chính. Mặc dù không được thiết kế đặc biệt cho mục đích này, nhưng một số thiết bị nhất định có các đặc tính hữu ích hơn là có xu hướng hoạt động êm ái. Nói chung, điều này có thể hiểu là việc sử dụng các dãy phòng WC cấp thấp sẽ đem lại việc tối ưu chi phí hơn là cấp cao; Các dãy phòng WC yên tĩnh nhất theo quy tắc là những dãy phòng có bể chứa song song và bẫy xi phông kép, nhưng chúng đắt hơn so với chảo rửa thông thường có bể chứa cấp thấp. Tiếng ồn của máy bơm phụ thuộc mạnh mẽ vào tốc độ của bánh quạt và do đó bộ phận này có giá trị trong việc lựa chọn tốc độ vận hành càng thấp càng tốt, tương xứng với việc đáp ứng nhiệm vụ yêu cầu.

Việc ngăn chặn tiếng ồn trong thiết kế vòi, van và thiết bị phụ trợ đường ống đòi hỏi phải chú ý đến các nguyên tắc đã nêu trước đó để tránh hiện tượng tách dòng và xâm thực. Những thay đổi dần dần về hướng dòng chảy và đường kính trong là có lợi, được sử dụng càng nhiều càng tốt trong việc thiết kế vòi và van cũng như trong việc lựa chọn thiết bị phụ trợ đường ống. Việc thiết lập phạm vi điều kiện áp suất và xả thải mà thiết bị sẽ hoạt động cũng cần thiết như nhau. Vòi được cung cấp với thiết bị sục khí hoặc chống bắn nước ít gây ra tiếng ồn hơn so với các loại thông thường. Việc bắn nước từ các tấm đệm lót phần lớn được ngăn chặn bằng cách sử dụng một đường ống giảm âm đơn giản nhúng bên dưới bề mặt nước trong một bể chứa nhưng việc sử dụng nó không phù hợp với các yêu cầu về điều tiết nước đối với ống siphong ngược. Một số thiết bị có sẵn đã được thiết kế để vượt qua chướng ngại vật này.

(iv) Thiết kế của hệ thống

Vận tốc quá mức trong đường ống và sự sụt giảm áp suất quá mức ở các thiết bị phụ trợ đầu cuối, như được trình bày trong các phần trên, là các yếu tố có khả năng làm phát sinh tiếng ồn. Giới hạn trên 3 m / s một cách hợp lý có thể được coi là hướng dẫn cho việc kiểm soát tiếng ồn trong đường ống, (BS 6700), giới hạn này không nhất thiết phải áp dụng cho độ dài ngắn của đường ống có đường kính trong nhỏ phục vụ các cụm vòi kết hợp. Việc sử dụng hợp lý các van giảm áp trong hệ thống đường ống cung cấp hoạt động dưới áp suất đáng kể có thể đem lại

nhiều lợi ích. Một số quy tắc truyền thống của Vương quốc Anh cho rằng các thiết bị phụ trợ không được để đầu quá 30 m (khoảng 3 bar). Kinh nghiệm của Mỹ cho thấy áp suất tĩnh của các đường ống cấp nước chính trong các tòa nhà từ ba tầng trở xuống nên được quy định sao cho không vượt quá 3,5 bar và áp suất trong các đường nhánh phục vụ các căn hộ riêng lẻ không được vượt quá 2,5 bar. Nói chung, việc bố trí đường ống phải càng đơn giản càng tốt, với ít thay đổi về hướng dòng chảy; thiết bị phụ trợ phù hợp nên được sử dụng, ví dụ: xem hình 10.8 và 10.9.

Phương pháp thực nghiệm

Mức độ tiếng ồn do đường ống gây ra không cao và trong việc thiết lập các phương pháp đo lường chúng, ta cần phải tìm kiếm độ chính xác hợp lý đồng thời cung cấp các điều kiện càng thực tế càng tốt. Yêu cầu này có thể được đáp ứng một cách thuận tiện bằng cách sử dụng phòng dội âm để đo mức ồn trong không khí. Phòng dội âm có các bức tường nhẵn, cứng, phản xạ âm thanh được xây bằng gạch hoặc bê tông và với các góc nghiêng một chút từ 90. Nó đảm bảo sự phân bố đồng đều của âm thanh bên trong và các mức để đo cao hơn so với khi một căn phòng chứa nhiều vật liệu hấp thụ âm tốt - ví dụ như thảm, đồ đạc, v.v. Các mức được xác định trong các điều kiện này có thể dễ dàng được chuyển đổi sang các

điều kiện thực tế hơn bằng cách sử dụng mối quan hệ giữa mức áp suất âm thanh và thời gian vang (vt). Thời gian âm vang trong một căn phòng thông thường, nhỏ, âm vang là vài giây trong khi trong phòng khách hoặc phòng ngủ bình thường là 1 giây hoặc ít hơn. Sự thay đổi mức áp suất âm khi thay đổi thời gian vang từ T1 đến T2 được cho bởi biểu thức 10 log10 T1 / T2. Giả sử rằng vt trung bình trong một phòng thử nghiệm là 5 giây trong phạm vi tần số liên quan. Độ ồn trong phòng có vt 1 giây sẽ là khoảng 10 log10 5/1, tức là 7 dBA, nhỏ hơn trong phòng thử nghiệm. Tương tự đối với phòng có vt 0,5 giây, giá trị 10 log10 5 / 0,5, tức là 10 dBA, sẽ bị trừ khỏi kết quả phòng thử nghiệm.

Vì vậy, trong một nghiên cứu về tiếng ồn từ hệ thống đường ống, cụm ống có thể được lắp dựng bên trong một phòng thử độ vang có kích thước tương đương với một căn phòng nhỏ trong một ngôi nhà. Nó sẽ được cấp nước và xả ra bên ngoài, chú ý càng xa càng tốt để tránh tạo ra tiếng ồn trong đường ống bên ngoài có thể truyền vào bên trong. Bằng cách này, việc lắp ráp đường ống cho nghiên cứu được cách âm một cách hiệu quả trong căn phòng thực hiện các phép đo tiếng ồn. Phương pháp cơ bản này đã được sử dụng trong công việc và dữ liệu cho trong bảng 10.3 được chuyển đổi từ phòng dội âm vang sang điều kiện thực tế hơn bằng cách sử dụng mối quan hệ đã nêu ở trên.

Tiếng ồn chủ yếu trong hệ thống lắp đặt nước là do vòi, van, máy bơm và các thiết bị vệ sinh gây ra. Phương pháp được mô tả ở trên cũng có thể được sử dụng cho các thành phần như vậy, với thiết bị nghiên cứu được lắp đặt trong phòng dội âm và các bố trí thích hợp được thực hiện để cung cấp và xử lý nước. Tuy nhiên, trên thực tế, tiếng ồn từ các bộ phận như vậy trong khu vực vệ sinh hoặc nhà bếp hoặc buồng máy không đáng quan tâm mà là tiếng ồn truyền sang các phòng bên cạnh. Do đó, bất kỳ phép đo nào được thực hiện đều cần được chuyển đổi cuối cùng

thành những gì người tiếp nhận ở phòng gần đó có thể nghe thấy. Ý tưởng này là phương pháp được áp dụng trong tiêu chuẩn quốc tế cho các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm về sự phát ra tiếng ồn từ các thiết bị (ISO 1980). Fuchs (1983) đã mô tả nó dựa trên các nghiên cứu của Đức để thiết lập các phương pháp kiểm soát tiếng ồn trong căn hộ và nhà ở. Tiêu chuẩn ISO nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc so sánh tiếng ồn từ các sản phẩm thương mại khác nhau được sản xuất tại các quốc gia khác nhau. Các ghi chú sau đây cho biết nó đã được phát triển như thế nào.

Một lần nữa, một phòng thử nghiệm nhỏ được sử dụng và vì mức độ tiếng ồn cần đo cao hơn một chút so với hệ thống đường ống, căn phòng không cần thiết phải có âm vang. Cần có đủ vật liệu hấp thụ, được bố trí phù hợp để đảm bảo trường âm thanh khuếch tán, để cung cấp thời gian vang 1−2 giây, thay đổi không quá 10% trong dải tần 125−2000 Hz. Không giống như phương pháp trước đây, nguyên tắc ở đây là cố định đường ống sẽ dẫn nước đến thiết bị cần thử nghiệm ở phía ngoài của phòng thử nghiệm. Tiếng ồn do thiết bị đó tạo ra sau đó được truyền trở lại dọc theo đường ống đến căn phòng, truyền qua bức tường nơi đường ống được gắn và gây ra tiếng ồn trong không khí bên trong căn phòng được tiến hành đo đạc. Sơ đồ bố trí thử nghiệm được thể hiện trên sơ đồ hình 10.13, với một số yêu cầu cơ bản.

Hình 10.13 Sơ đồ bố trí để kiểm tra tiếng ồn dựa trên ISO 3822

Bức tường nặng Máy đo áp suất

Thiết bị để kiểm tra

Van ngắt (tiếng ồn thấp)

Tường thử nghiệm 8-12 m2 100-250 kg / m2

Phòng thử nghiệm <30 m3

Ống nghiệm đường kính trong 25 mm Thép mạ kẽm

Bộ giảm thanh Nguồn cấp

Ống thử nghiệm phải được lắp cứng, không có lớp cách nhiệt, trên tường thử nghiệm bằng cách sử dụng bốn giá đỡ cách đều nhau. Bất kỳ đồng hồ đo lưu lượng nào cũng phải được lắp cách xa cách bố trí này và một đồng hồ đo mức âm thanh chính xác sẽ được sử dụng để đo tiếng ồn. Phạm vi áp suất và lưu lượng được đề xuất có mối liên quan đến nhau, ít nhất là đối với các tình huống trong nhà, tương ứng là lên đến 5 bar và lên đến 2l/ s với nước ở nhiệt độ lên đến 25 ° C. Bộ điều chỉnh áp suất có thể cần được thử nghiệm lên đến 10 bar.

Do đó, cách bố trí trong hình 10.13 cung cấp cơ sở để xác định mức âm thanh trong không khí trong phòng liền kề với chỗ vệ sinh hoặc nhà bếp. Một vấn đề trong việc sử dụng phương pháp như vậy cho các nghiên cứu so sánh trong các phòng thí nghiệm khác nhau là phải đảm bảo rằng một thiết bị nhất định sẽ cho kết quả tương tự ở bất cứ nơi nào nó được thử nghiệm. Các nhà sản xuất đã sử dụng một thiết bị phụ trợ đặc biệt để đảm bảo các điều kiện tiêu chuẩn hóa và làm cơ sở để nêu mức độ ồn của van hoặc thiết bị khác được nghiên cứu. Phụ kiện này - được gọi là Tiêu chuẩn tiếng ồn khi lắp đặt (INS) - bao gồm một khớp nối ống hình ống dài khoảng 50 mm với đầu vào có đường kính trong 18 mm và được trang bị một miếng đệm để tạo ra tiếng ồn.

Đầu vào tích hợp một đĩa được làm cẩn thận có chứa bốn ống đường kính trong 2,5 mm, tiếp theo là một lỗ 5 mm. Để chuẩn hóa toàn bộ thiết bị, INS được lắp vào vị trí được cung cấp cho thiết bị được thử nghiệm (hình 10.13) và xả ra cống qua ống có đường kính trong 13 mm. Trong những điều kiện này, hiện tượng xâm thực xảy ra ngay lập tức ở hạ lưu từ lỗ 5 mm. Các phép đo tiếng ồn trong phòng thử nghiệm cung cấp một giá trị cho INS, sau đó thiết bị để nghiên cứu có thể được đo. Ngoài yêu cầu này, cơ sở tiến hành được yêu cầu cung cấp mức ồn nền trong phòng thử nghiệm thấp hơn ít nhất 10 dB so với mức của thiết bị được thử nghiệm, nghĩa là mức nền nhỏ hơn 30 dBA hoặc có thể là 20 dBA để thiết bị được coi là rất yên tĩnh. Mức ồn nội tại của hệ thống, kết hợp với một van mức ồn thấp tại điểm thử nghiệm, cũng phải thấp hơn 10 dB so với mức của thiết bị cần thử nghiệm.

DS = LS - L

Dựa trên nền tảng này, ta có thể hiểu ra cách mà kết quả sẽ được thể hiện. Hai phương pháp được đề xuất, một phương pháp đo chênh lệch mức tiêu chuẩn, phương pháp kia là mức âm thanh. Đối với trước đây, sự khác biệt được đưa ra bởi công thức: trong đó LS là mức dBA trung bình do INS tạo ra trong phòng thử nghiệm ở áp suất nước 3 bar và L là giá trị tương ứng cho thiết bị được thử nghiệm. Thay vì các giá trị dBA, có thể sử dụng các mức áp suất âm thanh octa trung bình với tần số trung bình là 125-4000 Hz; các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng chúng phải được sử dụng nếu phổ nhiễu của thiết bị được kiểm tra và INS về cơ bản là khác nhau, và điều này được phản ánh trong bản sửa đổi ISO 1980. Kết quả cũng có thể được đưa ra dưới dạng giá trị đặc trưng cho thiết bị, LAP, trong một tòa nhà, được biểu thị bằng:

LAP = L + (LSR - LS)

Rõ ràng là DS càng nhỏ thì thiết bị đã thử nghiệm càng ồn. Như một hướng dẫn về các giá trị số, có thể lưu ý rằng mức ồn nội tại của INS có thể là 65 dBA trở lên và giá trị của LS có thể dự kiến sẽ giảm từ 62dBA trở lên với bức tường thử nghiệm nặng 100 kg/ m2 có lẽ con số này là 55 dBA với trọng lượng 250 kg/ m2, khối lượng lớn hơn cho phép đo cách nhiệt lớn hơn. Vì vậy, với L bằng 40 dBA, DS có thể là 15 và với L bằng 45 dBA, DS có thể là 10 dBA, giả sử bức tường nặng hơn trong mỗi trường hợp.

Giá trị của LAP rõ ràng làm tăng độ ồn của thiết bị. LAP đó không giống với L có thể được giải thích bằng cách tham chiếu đến các điều khoản LSR và LS. Về cơ bản LSR là mức âm thanh ‘tiêu chuẩn’ được giả định là bắt nguồn từ một số thiết bị chẳng hạn như tiếng vòi ồn ào và được nghe thấy trong phòng ở trên hoặc dưới và bị lệch sang một bên so với phòng nguồn. LS một lần nữa, theo định nghĩa, là mức tiếng ồn trong một căn phòng (phòng thử nghiệm) cách xa nguồn phát. Do đó LAP là giá trị của L được sửa đổi bởi sự khác biệt giữa hai đại lượng này. Kinh nghiệm của Đức từ các phép đo tại các tòa nhà thực tế cho thấy LSR có thể được coi là 45 dBA và tiêu chuẩn quốc tế chỉ ra rằng mỗi quốc gia có thể chọn giá trị riêng cho công trình xây dựng quốc gia điển hình. Ví dụ, giả sử rằng LSR = 45 và LS 55, thì LAP - giá trị đặc trưng cho thiết bị trong một tòa nhà - được xem là nhỏ hơn L là 10 dBA.

Ngay từ cái nhìn đầu tiên, phương pháp nêu trên có vẻ khá phức tạp, đầy sự liên kết vì nó thực hiện xác định đơn giản mức độ tiếng ồn cho một thiết bị với một số giả định tùy ý về độ cách nhiệt do các công trình xây dựng khác nhau tạo ra. Ta cần có thêm kinh nghiệm để đánh giá giá trị của phương pháp.

Lưu ý về các thuật ngữ

Áp lực âm thanh Sự tăng hoặc giảm áp suất so với áp suất khí quyển do sự truyền âm gây ra. Áp lực do lời nói gây ra là rất nhỏ, trung bình khoảng 1 microbar. Tai có thể phản ứng với các áp suất thay đổi từ khoảng 0,0002 microbar đến 2000 microbar, tức là tỷ lệ 107 trên một.

Decibels Tỷ lệ lớn của các mức áp suất âm thanh được thu nhỏ đến kích thước có thể quản lý được bằng cách sử dụng thang đo logarit và mức âm thanh tính bằng decibel được đưa ra theo công thức:

dB = 20 log10 (P1 / P2)

Mức áp suất tăng lên 10 lần được đo bằng cách tăng gấp đôi tính bằng decibel. Mức tham chiếu thông thường được lấy là 0,0002 microbar và do đó mức 140 dB trên mức tham chiếu này thể hiện áp suất âm thanh gấp 107 lần mức tham chiếu.

Tần số Tiếng ồn thường liên quan đến một số chu kỳ đáng kể của quá áp và dưới áp suất và số chu kỳ trên giây xác định tần số của âm thanh. Tai có thể phát hiện một loạt các tần số từ khoảng 30 đến 20 000 chu kỳ mỗi giây (còn được gọi là hertz, Hz). Tai nghe được cao độ của âm thanh theo thang logarit; tần số tăng gấp đôi có nghĩa là cao độ tăng lên một quãng tám. Trọng số Tai có xu hướng mô tả độ to khác nhau đối với âm thanh có tần số khác nhau. Máy đo mức âm thanh bao gồm các mạng lưới trọng số có phản ứng với âm thanh thay đổi theo tần số. Trọng số A (những người khác được gọi là B, C và D) phân biệt đối với âm thanh tần số thấp, cũng như tai người và decibel trọng số AdBA - là các đơn vị được sử dụng trong chương này. Thời gian âm vang Đây là thời gian cần thiết để âm thanh trong phòng giảm đi 60 dB. Nó tỷ lệ thuận với thể tích của căn phòng và tỷ lệ nghịch với tổng lượng hấp thụ của nó.