Вентиляция в концертных залах

В концертных залах, кинотеатрах, дворцах спорта и приравненных к ним помещениях должны создаваться условия повышенного комфорта для посетителей. Следовательно, в таких зданиях предъявляются повышенные требования к акустике и вентиляции помещения. В проектировке подобных строений оптимальным вариантом является вытесняющая система вентиляции.

Общие сведения

Параметры притока свежего воздуха рассчитываются в рабочей зоне, которая составляет пространство на уровне 0,1 -1,1 м от пола для человека в сидячем положении. Зритель концертного зала не будет чувствовать себя комфортно, если не обеспечить приток свежего воздуха и удаление выделяемого тепла. На эти параметры во многом влияет активность самого человека. В состоянии покоя, люди выделяют фактическое количество тепла в 72 Вт. В этом случае, приток свежей воздушной струи должен быть не менее 20 куб. м на человека. Зрителю, который активен, например, болельщику во дворце спорта, потребуется объем свежего воздуха не менее 126 куб.м, при выделении тепла в 300 Вт.

Дополнительные параметрами для комфортного времяпрепровождения зрителей, являются следующие показатели:

• скорость притока воздуха
• 0.25 м/с;
• колебания температуры по высоте- 3 К;
• на высоте 0,1 м от пола, температура должна быть не ниже 19 градусов по Цельсию.

Нормами и правилами не предусмотрены колебания температур в рабочей зоне по вертикали.  

Вариант оформления вентиляции в концертном зале  

В качестве примера рассмотрим оформление вентиляционной системы в зале на полтысячи зрителей. Устройства распределения воздуха в таких залах выполняются лестничного типа и могут монтироваться в вертикальной или поперечной части ступени. Подача воздуха осуществляется веерным либо горизонтальным способом.  

Также, воздухораспределяющие устройства (ВРУ) подразделяются по принципу раздачи: веерные (ВВРУ) и перфорированные (ПВРУ). Веерные устройства за счет вихревого потока способны создавать более мощный приток воздуха по сравнению с ПВРУ, однако имеют повышенный уровень шума.  

Акустические показатели концертного зала зависят от различных факторов, а именно:

• шум от приточного агрегата (передается непосредственно через элементы конструкции и по вентиляционным ходам);
• звуки работающих вытяжных и приточных устройств;
• шум от регулирующих установок и тому подобное.  

В рассматриваемом случае, проводим анализ шума, исходящий только от приточного воздухо распределительного устройства. Поскольку лестничные ВРУ оборудуются в вертикальной либо горизонтальной части ступени для кресел, их количество совпадает с числом мест в зале. В итоге, шумовой эффект от общего количества ВРУ будет довольно значительным. Совместное влияние идентичных источников шума на акустические характеристики зала будет иметь большое значение. бсолютно точно учесть это влияние не представляется возможным. Как вариант, можно ограничит выход воздуха от ВРУ до значений, при которых изменение акустики помещения будет минимальным. Однако, как учесть эти показатели для конкретного зала, пока не известно.  

Расчет первого приближения с учетом всех работающих ВРУ производится с помощью следующего алгоритма:  

dL(s) = 10log10 (N), где N - это показатель шумовых источников одного типа, dL(s) - групповой уровень шума.

Большого количество источников шума и небольшое расстояние их от ушей посетителей является характерной особенностью системы вентиляции вытесняющего типа. Это обстоятельство требует обязательного учета для создания соответствующих акустических условий и комфорта зрителя.  

На акустику концертного зала, в том числе и на уровень поглощения шума, влияет ряд различных факторов (материал стен и потолка, размеры помещения, мебель, аппаратура и многое другое).

Расчет величины поглощения шума залом производится инженером по акустике и является довольно непростой задачей. По упрощенной методике определения этого показателя (учитывая постоянную величину SABINE) можно отметить, что на поглощения шума залом влияют следующие основные показатели:

• площадь помещения; - показатель реверберации (коэффициент поглощения шума);
• расстояние от шумовых установок до ушей (принято считать 1,1 м);
• место нахождения шумового источника.

Следовательно, для помещения объемом 2 000 куб.м, единица уровня поглощения шума залом, может иметь величину в 12 дБ. Коэффициент поглощения шума в зале (а) имеет следующий размер для разных типов помещений:

• гулкий зал (фабрика, церковь, дворец спорта) - 0,05-0,1;
• среднее помещение (школы, жилье, офисы, отели, больницы, театры) - 0,15;
• заглушенное помещение (радио и телевизионная студия, концертный зал) - 0,25-0,4.  

Определить допустимый шумовой предел и взаимосвязь с единичным ВРУ можно по формуле:  

, где:  

L(pa) - предельный уровень звукового давления;  L(wa) - показатель мощности единичной шумовой установки;  

dL(s) - групповой уровень шума;  

dL(w) - поглощение шума помещением.  

Для 500 ВРУ идентичного действия и предельным звуковым давлением в 30 дБ, используя формулу и характеристики производителей устройств, можно получить следующие ограничения:

• веерное устройство (TROX) SD-Q-LQ-S - 46 куб.м/чел. Мощность шума - 15 дБ. Сопротивление - 7 Па;
• перфорированное устройство (Lidab) CCP 125 - 56 куб.м/чел. Мощность - 15 дБ. Сопротивление - 19 Па.

Требуемый минимальный показатель расхода свежего воздуха на человека принят в 30 куб.м. Следовательно, лестничные ВРУ обеспечат необходимые условия вентиляции без нарушения шумовых пределов.  

Сравнительный анализ ВВРУ и ПВРУ  

1. Использование веерной подачи воздуха дает возможность эффективнее охлаждать пространство без снижения удобства использования за счет тщательного перемешивания воздушных масс, в отличие от перфорированной системы.
2. Из-за низкого гидравлического сопротивления ВВРУ относительно ПВРУ, регулировка их непосредственно в вентиляционных ходах требует увеличение диаметра и уменьшение длины воздуховода для получения максимального эффекта. Также, устройства веерного типа не комплектуются регуляторами расхода.
3. При идентичной подвижности воздуха, перфорированное устройство выдает лучший комфорт, чем ВВРУ, за счет интенсивной турбулизации.  

Сравнительные характеристики:

• ограничение расхода воздуха по санитарным нормам (куб.м/чел): ВВРУ - 30, ПВРУ - 30;
• то же самое по шумовым показателям: ВВРУ - 46, ПВРУ - 56;
• по интенсивности в рабочей зоне: вихревой агрегат - 82, перфорированный аналог - 56.  

Итог  

Вихревые устройства распределения воздуха оптимально подходят для использования в концертных и прочих залах с интенсивным выделением тепла и средними требованиями к уровню комфортабельности.

Перфорированные агрегаты предпочтительней монтировать в залах с повышенными требованиями к комфорту и со средними показателями выделения тепла.  

Поскольку расчет производился по упрощенной системе, следует отметить, что влияние многих посторонних факторов, не учтено. При капитальной проектировки акустических и вентиляционных характеристик, нужно учитывать ряд факторов:

• шумы от основных и вспомогательных агрегатов вентиляции;
• особенности строения зала, его обустройство мебелью и прочими предметами интерьера;
• суммированное влияние всех возможных источников шумов и прочее.

Также следует учитывать не только обобщенные расчеты по уровню шума, но и спектральные характеристики установок, которые его создают.