Noise control

Tiếng ồn cũng là một trong những yếu tố quan trọng cần được kiểm soát khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí.

Những tiếng ồn nhỏ sẽ gây ra sự khó chịu cho con người và có thể gây mất tập trung vào công việc, học tập hoặc gây khó ngủ. Còn với những tiếng ồn lớn thì chúng gây ra những vấn đề về sức khỏe nếu ở trong môi trường đó lâu dài.

Nếu đi sâu vào chuyên môn thì chúng ta sẽ có những chuyên ngành như Acoustic Engineering, Sound Engineering... Nhưng ở đây, chúng ta chỉ học sơ qua về âm thanh và tiếng ồn đủ để thiết kế hệ thống HVAC.

Trong điều kiện bình thường, nguồn phát âm sẽ tạo ra dao động (màng loa rung lên khi phát thanh), những dao động này truyền đi trong không khí và đập vào màng nhĩ khiến cho nó dao động theo, từ đó chúng ta nghe được âm thanh.

Chúng ta nghe được âm thanh lớn hay nhỏ sẽ phụ thuộc vào cường độ âm thanh (sound level, dB).

Âm thanh chúng ta nghe được là trầm ấm hay thanh cao tùy thuộc vào tần số của dao động (frequency, Hz).

FREQUENCY:

Tần số trong tiếng Anh là Frequency, có đơn vị là Hz. Đây là một trong những thông số quyết định âm thanh nghe như thế nào (trầm hay bổng...). Âm thanh ở tần số càng thấp thì càng trầm, còn âm ở tần số càng cao thì càng thanh.

Trong thực tế, gần như không có âm thanh nào là đơn âm. Âm thanh trong thực tế là các tạp âm, bao gồm rất nhiều đơn âm ở nhiều tần số khác nhau kết hợp lại. Bên dưới đây là bảng độ ồn của 1 thiết bị khi đo ở khoảng cách 3m.

SOUND LEVEL:

Sound pressure: là mức chênh lệch áp suất gây ra bởi sóng âm so với áp suất môi trường xung quanh. Sound pressure là nguyên nhân khiến chúng ta có thể nghe được âm thanh, tuy nhiên khó có thể đo đạc và biểu hiện chính sound pressure do nó phụ thuộc vào môi trường xung quanh. Đơn vị của sound pressure là Pa.

Sound power: là năng lượng mà nguồn âm phát ra. Chúng ta không "nghe" được, nhưng dựa trên thông số này, chúng ta có thể dự tính được sound pressure level nếu biết được điều kiện môi trường xung quanh nguồn âm.

Sound pressure level: được tính toán dựa trên logarit của sound pressure của nguồn âm so với mức tham chiếu. Sound pressure tham chiếu thường được lấy là 20 μPa. Đơn vị của sound pressure level là dB.

Lý thuyết về các thông số trên có thể hơi khó hiểu, chúng ta chỉ cần biết sound pressure level là đủ. Trong thực tế, chúng ta sử dụng sound metter / noise metter để đo trực tiếp sound pressure level chứ không đo sound pressure / sound power rồi thực hiện tính toán.

Trong các tài liệu, tiêu chuẩn nói về tính toán độ ồn, chúng ta cũng chỉ sử dụng tới sound pressure level. Để hình dung rõ hơn về sound pressure level, chúng ta xem hình bên dưới:

Độ ồn 40 dB tương đương với không gian trong nhà vào lúc đêm khuya, không có ai nói chuyện, chỉ có tiếng của một số thiết bị như máy lạnh, tủ lạnh rù rì nhẹ nhẹ.

Độ ồn 70dB tương đương với môi trường văn phòng làm việc thông thường, có những tiếng trao đổi nhỏ.

Độ ồn 100dB tương đương với công viên khi có các bô lão vừa bật nhạc vừa hô để tập thể dục.

PHẢN ỨNG CỦA CON NGƯỜI VỚI ÂM THANH

Người bình thường sẽ khó nghe thấy các âm thanh trầm có tần số dưới 100Hz, dù nó có noise level lớn.

Tần số âm thanh càng lớn nghe càng chói tai và sẽ cảm thấy khó nghe và đau tai khi nghe âm thanh ở mức 10000Hz trở lên, dù mức dB của nó khá nhỏ. Và cũng có khi tần số âm thanh quá cao thì tai người thường cũng không thể nghe thấy chúng nữa.

Do đó, bảng thông số độ ồn của các thiết bị thường chỉ thể hiện pressure level của các âm thanh ở dãy tần số từ 63Hz tới 8000Hz. Thực tế vẫn còn có những sóng âm khác ở ngoài dãy tần số này.

Âm thanh có tác động tích cực lẫn tiêu cực lên sức khỏe con người. Do đó, khi thiết kế hệ thống ĐHKK, chúng ta cần phải thiết kế sao cho đảm bảo điều kiện về độ ồn đảm bảo tiêu chuẩn để tránh gây ra tác động tiêu cực lên con người sinh hoạt trong môi trường đó.

Để trực quan hơn, ta có thể sử dụng công cụ bên dưới để mô phỏng độ ồn của thiết bị:

Độ ồn trong không gian cũng ảnh hưởng tới con người nên khi thiết kế hệ thống, chúng ta cần chú ý việc đảm bảo độ ồn trong không gian đó.

Các tiêu chuẩn được dùng trong thiết kế là:TCXDVN 175:2005, ISO 13261-1:1998, AS 2107, ASHRAE handbook.

NGUYÊN NHÂN - CÁCH XỬ LÝ TIẾNG ỒN:

Nguyên nhân gây ra ồn trong hệ thống HVAC:

• Chủ yếu thì tiếng ồn đến từ các thiết bị như quạt, chiller, FCU...
• Không khí đi trong ống bị rối cũng tạo ra tiếng ồn.
• Không khí đi qua các thiết bị gắn trên đường ống, miệng gió cũng tạo ra tiếng ồn.

Để khắc phục tiếng ồn, chúng ta phải triệt tiêu hoặc giảm đi sóng âm bằng cách:

• Lắp đặt silencer / attenuator.
• Bọc cách nhiệt bên trong ống gió.
• Làm hộp tiêu âm xung quanh thiết bị.
• Đặt thiết bị lớn trong phòng máy riêng và có tường cách âm, lourve cách âm.

THIẾT KẾ CHỐNG ỒN:

Phương pháp tính toán khá phức tạp và trong thực tế các kỹ sư HVAC cũng không thực hiện tính toán chi tiết cho phần chông ồn. Đối với các công trình đặc biệt, yêu cầu về độ ồn cao sẽ có sự giúp đỡ của các Acoustic engineer hỗ trợ tính toán chống ồn.

Phương pháp chung:

• Chọn tiêu chuẩn thiết kế để theo, từ đó tra được độ ồn cần thiết trong phòng.
• Chọn silencer phù hợp để giảm độ ồn của nguồn âm xuống dưới mức yêu cầu của tiêu chuẩn. Có thể bọc thêm cách nhiệt một số đoạn ống để đảm bảo.
• Sau khi thi công thì đo đạc và tinh chỉnh các thiết bị trên hệ thống để đạt được độ ồn yêu cầu để nghiệm thu.

THIẾT KẾ THEO TCVN:

Phương pháp thiết kế theo TCXDVN 175:2005 khá đơn giản và dễ đạt được độ ồn theo yêu cầu. Bên dưới đây làbảng mức độ ồn tối đa cho phép trong công trình công cộng:

STT	Loại không gian trong công trình công cộng	Thời gian trong ngày*), h	Đường NR	LTĐ, dB,A
1 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3 1.3.1 1.3.2	Công trình văn hoá Các phòng biểu diễn nghệ thuật - Phòng hoà nhạc, nhà hát opera (nghe âm trực tiếp, không dùng hệ thống điện thanh) - Phòng khán giả nhà hát (kịch, nhạc vũ kịch, tuồng, chèo, cải lương, rối nước), nhà văn hoá, câu lạc bộ, hội trường đa năng, : + Khi nghe âm trực tiếp + Khi nghe qua loa - Phòng chiếu phim, rạp xiếc - Sảnh nhà hát, phòng hoà nhạc, nhà văn hoá, câu lạc bộ - Sân chiếu bóng, nhà hát ngoài trời Nhà bảo tàng, triễn lãm - Phòng trưng bày - Phòng làm việc nhân viên Thư viện - Phòng đọc sách, tra cứu - Phòng làm việc nhân viên	- - - - - - - - - -	25 30 40 40 45 55 50 45 50	50 -
2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5	Công trình giáo dục Nhà trẻ, trường mẫu giáo, trường tiểu học bán trú - Phòng ngủ trong trường mẫu giáo, tiểu học bán trú - Lớp học - Sân chơi (ngoài trời) - Vùng kề cận trường học (ngoài trời) Trường phổ thông các cấp, trường học đại học và cao đẳng, trường chuyên nghiệp, nghiệp vụ, dạy nghề, trường công nhân kỹ thuật - Phòng hội thảo - Giảng đường, lớp học, hội trường - Phòng thí nghiệm - Phòng làm việc trong trường học - Phòng nghỉ giáo viên	6 – 22 22 – 6 - - - - - - - -	- - - - - - - - - -	45 35 50 55 60 45 50 50 50 55
3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2	Công trình y tế Trạm y tế, bệnh viện đa khoa, chuyên khoa, phòng khám đa khoa, chuyên khoa, nhà hộ sinh - Phòng bệnh nhân điều trị trong bệnh viện - Phòng bác sỹ, phòng khám bệnh - Phòng mổ, phòng đỡ đẻ - Vùng bệnh viện, nhà an dưỡng (ngoài trời) Nhà điều dưỡng, nhà nghỉ, nhà dưỡng lão - Phòng ở trong nhà điều dưỡng, nhà nghỉ, nhà dưỡng lão - Phòng làm việc nhân viên Nhà làm việc của cơ quan y tế - Phòng làm việc nhân viên, phòng nghiên cứu - Phòng tiếp khách	6 – 22 22 – 6 - - 6 – 22 22 – 6 6 – 22 22 – 6 - - -	- - - - - - - - - - -	45 35 45 45 50 40 50 40 50 50 50
4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.2	Nhà làm việc, văn phòng, trụ sở Nhà văn phòng, trụ sở, cơ sở thiết kế, nghiên cứu khoa học - Phòng làm việc, có máy văn phòng, máy vi tính - Phòng tiếp khách Toà án - Phòng xử án - Phòng làm việc	- - - -	- - - -	50 50 45 50
5 5.1 5.2 5.3 5.4	Công trình thể thao Phòng làm việc của huấn luyện viên, nhân viên Phòng tập luyện thể dục, thể thao trong nhà Sân chơi thể thao, bể bơi có mái Sân vận động (không có mái)	- - - -	- - - -	50 55 60 60
6 6.1 6.2 6.3 6.4	Công trình thương nghiệp, dịch vụ Cửa hàng, trung tâm thương mại, siêu thị Nhà hàng ăn, giải khát Trạm dịch vụ công cộng: giặt là, may vá, sửa chữa thiết bị, đồ gia dụng, phòng cắt tóc, tắm Chợ trung tâm (có hoặc không có mái)	- - - -	- - - -	60 55 60 60
7 7.1 7.2	Công trình phục vụ giao thông: Nhà ga các loại Phòng hành khách tầu hoả, ôtô, tàu thuỷ Phòng làm việc nhân viên	- -	- -	60 50

Ghi chú: *) Các phòng không ghi thời gian (cột 3, đánh dấu -) được hiểu là mức ồn tối đa cho phép áp dụng cho mọi thời gian phòng sử dụng.

Giả sử chúng ta thiết kế cho phòng học, tiêu chuẩn quy định độ ồn là 50dB. Quạt cấp gió cho gian phòng có bảng thông số độ ồn là:

Sử dụng công thức tính, ta sẽ có overall noise level của quạt là 77.5 dB. Ta cần giảm overall noise là 77.5 - 50 = 17.5 dB để đạt được mức tiêu chuẩn yêu cầu.

Sau đó, ta sẽ nhập thông số này vào phần mềm fantech:

• Step 1: Mức ồn cần giảm ta sẽ cho dư một chút nên nhập vào là 20dB thay vì 17.5dB.
• Step 2: Nhập thông số độ ồn của quạt vào.
• Step 3: Nhập lưu lượng của quạt.
• Step 4: Chọn best size hoặc giới hạn kích thước nào đó của silencer (thường là giới hạn chiều cao).

Nếu không thể dùng phần mềm (trong trường hợp chủ đầu tư không muốn dùng fantech và hãng được chọn chỉ có catalog) thì chúng ta có thể dùng công thức để tính:

Từ catalog, ta sẽ có thông số độ ồn của silencer như bên dưới:

Sau khi lắp đặt, độ ồn của quạt sau silencer là:

Ta tính được overall level của quạt sau silencer là 55.1dB

Chưa kể tới việc dòng chảy rối trong đường ống cũng tạo ra tiếng ồn, do đó ta chỉ lắp 1 cái silencer loại như trên sẽ không đảm bảo yêu cầu.

Nhưng độ ồn 55.1dB đã sát với yêu cầu trong tiêu chuẩn nên ta không cần chọn silencer khác mà có thể yêu cầu lắp đặt tiêu âm cho khoảng 2m ống là ổn.

Bạn có thể tạo ra bảng tính excel đơn giản để thực hiện việc tính toán độ ồn hoặc sử dụng công cụ tính độ ồn sau: