Land- en taalkeuze
Jouw land: Netherlands
Jouw taal: Dutch
Wilt u overschakelen naar de versie voor uw land? Welcome to ZIEHL-ABEGG!
You are visiting our Website from Greece?

Op de website voor jouw regio vind je informatie over de voor jou relevante producten, contactgegevens en nieuws.

Unfortunately, there is no Greek language version of our website. However, you can stay on this page or contact our sales representative in Greece directly.

Akoestiek | Aeroakoestiek

Definitie akoestiek

Akoestiek verwijst in het algemeen naar de wetenschappelijke studie van geluid, de oorsprong, voortplanting, perceptie en impact ervan. Toepassingen van akoestiek omvatten onder andere de studie en reductie van lawaai. Een basisvoorwaarde voor de voortplanting van geluid is de aanwezigheid van materie, of een gasvormig, vloeibaar of vast dragermedium voor de geluidsgolven. De aard van het dragermedium heeft een aanzienlijke invloed op de snelheid waarmee het geluid zich voortplant, de zogenaamde geluidssnelheid.

Als geluid aerodynamisch ontstaat, dat wil zeggen door de beweging van luchtmoleculen, spreekt men van aeroakoestiek.

 Wat is de snelheid van geluid?

Basisprincipes van aeroakoestiek

Lawaai is niet alleen onaangenaam voor de ogen, maar kan in extreme gevallen ook ernstige gevolgen voor de gezondheid hebben. Geluidsdruk, geluidsvermogen en frequentie zijn drie natuurkundige grootheden die gebruikt kunnen worden om geluidsniveaus te kwantificeren.

Geluidsdruk

Geluidsdruk verwijst naar drukfluctuaties veroorzaakt door geluidsgolven in een vast, vloeibaar of gasvormig medium. Geluidsdruk wordt gemeten in Pascal (Pa) als de kracht die loodrecht op een oppervlak werkt. Het geluidsdrukniveau wordt beïnvloed door de afstand tussen de geluidsbron en de ontvanger, evenals door mogelijke obstakels, bijvoorbeeld in een ruimte, en is daarom locatie afhankelijk.

De menselijke gehoordrempel ligt bij ongeveer 0,00002 Pa en de pijngrens (afhankelijk van de persoonlijke geluidsgevoeligheid) bij ongeveer 20 Pa. Om dit brede bereik te vereenvoudigen, wordt het geluidsdrukniveau uitgedrukt op een logaritmische schaal en gekwantificeerd in decibel (dB).

Geluidsvermogen

Geluidsvermogen = bronintensiteit verwijst naar de energie die een geluidsbron per tijdseenheid uitzendt en is daarom een locatie onafhankelijke grootheid. Geluidsdruk vormt daarom de basis voor de berekening van het geluidsvermogen en maakt een objectieve vergelijking van verschillende geluidsbronnen mogelijk, ongeacht de omgevingsomstandigheden. Het geluidsvermogen wordt berekend door de geluidsdruk te integreren en wordt uitgedrukt in watt (W).

Net als het geluidsdrukniveau p wordt het geluidsvermogensniveau P uitgedrukt op een logaritmische schaal en weergegeven in decibel (dB).

Formule voor geluidsdruk
Formule voor geluidsvermogen

Frequentie

Frequentie is een maat voor het aantal periodieke gebeurtenissen (bijv. trillingen van geluidsgolven) die zich binnen een bepaalde tijdseenheid herhalen. In de akoestiek geeft frequentie aan hoe vaak een geluidssignaal binnen één seconde oscilleert, of hoeveel herhalingen van een continue oscillatie achter elkaar binnen één seconde plaatsvinden. Frequentie wordt gemeten in Hertz (Hz), waarbij 1 Hertz overeenkomt met één oscillatie per seconde.

Het frequentiebereik dat voor mensen hoorbaar is, ligt tussen 16 en 20.000 Hz (20 kHz).

Omdat het menselijk gehoorsysteem geluiden met dezelfde geluidsdruk, maar met een verschillende frequentie, als verschillend volume voorspelt, wordt het frequentiespectrum van een geluidsbron geëvalueerd.

Deze beoordeling wordt uitgevoerd met behulp van drie verschillende filters, gedefinieerd van A (onder 55 dB) tot C (boven 85 dB). Het geluidsvermogensniveau, rekening houdend met het A-filter, wordt vaak gebruikt in combinatie met airconditioningsystemen, en de bijbehorende numerieke waarde wordt uitgedrukt in dB(A).

Samengevat is geluid een subjectieve gewaarwording die wordt gekenmerkt door een of meer frequenties met bijbehorende amplitudes en die wordt gekwantificeerd door een evaluatie die is aangepast aan de mens.

Meetmethoden voor de aeroakoestiek van ventilatoren

Naast luchtstroom- en elektrische gegevens wordt ook de akoestiek van ventilatieproducten zorgvuldig getest en is deze onderworpen aan normen en standaarden. Metingen worden doorgaans uitgevoerd in een echovrije testkamer, in een testkanaal of als vrijeveldmeting. Het aantal en de positionering van microfoons worden gespecificeerd door relevante normen.

De te testen ventilator (proefstuk) kan in verschillende installatietypen of in verschillende meetcategorieën worden getest (zie ISO 13349):
  • Installatietype A: Vrije aanzuiging en vrije persing
  • Installatietype B: Vrije aanzuiging en buisgeleide afvoer
  • Installatietype C: Buisgeleide aanzuiging en vrije afvoer
  • Installatietype D: Buisgeleide aanzuiging en buisgeleide afvoer
  • Installatietype E: Vrije aanzuiging en vrije afvoer zonder tussenwand

Bewezen innovatie: het InVent-ontwikkelingscentrum van ZIEHL-ABEGG beschikt momenteel over de grootste en modernste gecombineerde testbank ter wereld!

Standards & Normen

Normen en standaarden Meetmethoden voor de akoestische evaluatie van ventilatoren worden door de International Organization for Standardization (ISO) in bepaalde normen en standaarden gereguleerd om vergelijkbaarheid en reproduceerbaarheid mogelijk te maken:

  • DIN EN ISO 3745 bevat bepalingen van het geluidsvermogen- en geluidsenergieniveau van geluidsbronnen uit geluidsdrukmetingen.
  • DIN ISO 5801 regelt de prestatiemeting van ventilatoren op gestandaardiseerde testbanken, bijvoorbeeld via minimale geometrische afmetingen, volumestroom, statische druk, enz.
  • DIN ISO 13347-3 bevat bepalingen van geluidsvermogensniveaus onder gestandaardiseerde laboratoriumomstandigheden voor industriële ventilatoren
  • AMCA 210 is, naast ISO 5801, een wereldwijd erkende norm voor de constructie van ventilatortestbanken, gedefinieerd door de Air Movement and Control Association International, Inc. (AMCA)

Geluid in het ventilatiesysteem

Een ventilatiesysteem bestaat uit verschillende onderdelen en bevat daarom verschillende geluidsbronnen die verschillende soorten geluid genereren (voorbeelden):

  • Aerodynamisch geluid: De ventilator versnelt de lucht, waardoor de druk toeneemt of de volumestroom toeneemt. Dit veroorzaakt turbulentie en wervelingen aan bijvoorbeeld de voor- en achterrand. Door wrijving en drukverschillen in sterk vertakte luchtkanalen, randen bij aansluitpunten, filters, smoorkleppen, stromingsgeluid bij de luchtuitlaten en andere factoren kan aerodynamisch geluid zich door het hele systeem verspreiden en zo het dominante type geluid in een ventilatiesysteem worden.
  • Mechanisch geluid kan worden veroorzaakt door bewegende onderdelen zoals lagers, het geluid van de elektromotor of trillingen. In de algemene perceptie wordt mechanisch geluid als secundair beschouwd.
  • Contactgeluid ontstaat doordat trillingen worden overgedragen op de constructie van een gebouw, waardoor resonanties kunnen ontstaan.
  • Elektrische ruis kan bijvoorbeeld ontstaan door de besturing, elektronische componenten of magneten in elektromotoren, maar is in de totale geluidsontwikkeling van een airconditioningsysteem nauwelijks waarneembaar.
  • Geluid door luchtlekken kan bijvoorbeeld ontstaan door lekkende aansluitingen in het luchtkanaal of door beschadiging van de kanaalwanden. Naast de negatieve invloed op de akoestiek leidt dit ook tot verlies aan efficiëntie van het systeem.
Geluidsontwikkeling in een ventilatiesysteem (voorbeelden)

Aerodynamische geluiden veroorzaakt door wervelingen en turbulentie zijn het dominante type geluid in een ventilatiesysteem

Wielassen kunnen geoptimaliseerd worden voor efficiëntie en akoestiek

Aanvullende componenten (bijv. filters) kunnen verstopt raken en moeten regelmatig worden gecontroleerd

Kleppen bij de luchtinlaten en luchtuitlaten kunnen mechanische geluiden en/of stromingsgeluiden veroorzaken

Wat maakt een ventilator stil?

  • Een geoptimaliseerde schoepgeometrie heeft een aanzienlijke impact op de geluidsemissie van de waaier. Een gericht schoepontwerp kan de stroming verbeteren en de geluidsemissie minimaliseren. Computational Fluid Dynamics (CFD), een numerieke stromingssimulatie, maakt gedetailleerde analyse en optimalisatie van stromingseigenschappen mogelijk, waardoor potentieel kritieke geluidsbronnen vroegtijdig kunnen worden geïdentificeerd en geëlimineerd.
  • Optimale dimensionering en ontwerp van het systeem bevorderen de akoestiek: de omtreksnelheid van de waaier beïnvloedt het geluidsvermogensniveau tijdens bedrijf. Om een specifiek debiet te genereren, werkt een grote waaier stiller dan een kleinere waaier met een vergelijkbare bladgeometrie.
  • Bionics biedt innovatieve oplossingen voor het optimaliseren van de aerodynamica en aeroakoestiek van ventilatoren. Dit kan leiden tot een aanzienlijke efficiëntieverbetering en een aanzienlijke vermindering van de geluidsemissie.
  • Extra componenten, zoals inlaat- of uitlaatgeleiders, sturen de stroming en verminderen zo turbulentie of wervelingen, wat het aerodynamische geluid aanzienlijk vermindert.

 

 Verbeterde akoestiek in besloten ruimtes: ZAflow van ZIEHL-ABEGG

Invloed van de inbouwsituatie

De inbouwsituatie van een airconditioningsysteem heeft een aanzienlijke invloed op de efficiëntie en het geluidsgedrag. Voorbeelden van belangrijke beïnvloedende factoren zijn:

  • Ruimtebeperkingen: Krappe inbouwruimtes of onvoldoende afstand tot muren of andere obstakels kunnen ongewenste turbulentie veroorzaken, die geluidsgolven reflecteert en zo het totale geluidsniveau van het systeem verhoogt. Om dit te voorkomen, moet het systeem zo optimaal mogelijk worden geconfigureerd, ontworpen en gedimensioneerd met betrekking tot de installatieomstandigheden en toepassingsvereisten.
  • Kanaalsysteem: Ronde luchtkanalen en -aansluitingen genereren minder turbulentie, drukverlies en dus minder geluid dan rechthoekige kanalen, maar kunnen niet in elke installatiesituatie worden toegepast. Afbuigingen en vertakkingen in het kanaal beïnvloeden ook het stromingsgedrag en de aeroakoestiek. Een andere negatieve factor is stofafzetting of vervuiling van filters, kanaalwanden of andere oppervlakken in het systeem.
  • Extra componenten zoals verstopte filters, verkeerd geplaatste kleppen, afdichtingen of kleppen kunnen het stromingsprofiel negatief beïnvloeden en kunnen een hoger ventilatorvermogen vereisen.
  • Ruimteakoestiek: Harde, geluidreflecterende oppervlakken in de ruimte weerkaatsen de geluidsgolven van het systeem en verhogen zo het geluidsdrukniveau en het waargenomen volume in de ruimte.

Invloed van het werkpunt

Het werkpunt van een airconditioningsysteem heeft directe invloed op de geluidsemissie. Een professioneel en nauwkeurig ontwerp kan het geluidsniveau tijdens bedrijf aanzienlijk verlagen.

  • Volumestroom: druk, stroomsnelheden: Hoge volumestromen met kleine leidingdiameters resulteren in hogere stroomsnelheden volgens de continuïteitsvergelijking. Hogere luchtsnelheden veroorzaken over het algemeen meer aeroakoestisch geluid. In bepaalde toepassingen, zoals industriële afzuigsystemen, zijn hoge luchtsnelheden of drukken vereist om het doel van het systeem te bereiken of om afzettingen in het systeem te voorkomen.
  • Snelheid: Waaiers die te klein zijn of niet optimaal zijn geconfigureerd voor de toepassing, vereisen hogere snelheden dan grotere waaiers om hetzelfde vereiste debiet te genereren. Dit grotere snelheidsbereik kan de efficiëntie en het geluidsniveau van het systeem negatief beïnvloeden. Grotere waaiers genereren hetzelfde debiet bij een lager geluidsvermogensniveau dan kleinere waaiers met een vergelijkbare bladgeometrie, omdat ze een lager toerental vereisen.
  • Regeltechniek: Wanneer de ventilator in combinatie met een frequentieomvormer wordt gebruikt, kunnen er door verkeerde instellingen of een verkeerde afstelling extra geluiden ontstaan door elektromagnetische interferentie of trillingen.

 

Voorbeeld: Karakteristieke curve ZAbluefin RH50I-ZID.GG.CR

Akoestiek aanzuigzijde

Akoestische drukzijde

Geluidsisolatie en geluidsabsorptie

Naast de ontwerpmaatregelen direct aan de ventilator (primaire maatregelen) kunnen, afhankelijk van de inbouwsituatie, de toepassingseisen en de kostensituatie, ook secundaire maatregelen zoals geluidsisolatie of geluidsabsorptie worden genomen om de geluidsoverlast van een airconditioningsysteem te verminderen.

Geluidsisolatie

Geluidsisolatie voorkomt of vermindert de voortplanting of overdracht van geluid, bijvoorbeeld via bepaalde behuizingsmaterialen, wanddiktes of de inbouw van trillingsdempers.

Geluidsdemping

Geluidsdemping verwijst naar de omzetting van de energie van geluidsgolven in de vorm van trillingen in een andere vorm van energie. Geluiddempers kunnen in verschillende soorten en uitvoeringen worden gebruikt. Absorptiedempers kunnen bijvoorbeeld geluidsenergie absorberen en omzetten in warmte door gebruik te maken van poreuze of vezelachtige materialen.

Was deze pagina nuttig?