Havalandırma Susturucusu: Tipleri ve Seçimi

Fan sesi odaya üç yoldan ulaşır: kanalın içinde havayla birlikte, kanal cidarından tavan boşluğuna sızarak ve fanın titreşimiyle yapının içinden. Havalandırma susturucusu bunlardan yalnız birincisine çare olur. Kanal hattına flanşla bağlanan, havayı geçirirken sesin enerjisini yutan bir parçadır; fanı değiştirmeden ve hattı yeniden çizmeden odaya giden fan sesini azaltmanın en doğrudan yoludur. Doğru seçilmezse kendisi ses üretir, yanlış yere konursa kestiği sesi arkasından kanala geri sızdırır. Bu yazı susturucu tiplerini, kataloğundaki üç değerin nasıl okunacağını, gereken susturucunun oktav bantlarında nasıl hesaplandığını ve hatta nereye konduğunu anlatıyor.

Susturucu ne demek?

Havalandırmada susturucu (ses tutucu ya da kanal susturucusu), içinden hava geçen ve bu sırada sesi azaltan kanal elemanıdır. Adını otomobil egzozundaki parçayla paylaşır, ama havalandırmada kullanılan tiplerin çoğu başka bir ilkeyle çalışır. Egzoz susturucuları sesi büyük ölçüde iç odacıklar ve daralmalarla geri yansıtarak kırar; bunlara reaktif susturucu denir. Havalandırma susturucusu ise sesi, hava yolunun çevresindeki gözenekli dolguda (taş yünü ya da cam yünü) sürtünmeyle ısıya çevirir; buna yutucu (absorptif) susturucu denir. Dolgu, hava akımının lif koparıp sürüklememesi için cam tülü, delikli sac ya da ince bir filmle kaplanır.

Yutucu susturucu, kanal iç yüzeyine uygulanan ses yutucu kaplamanın yoğunlaştırılmış bir biçimi gibi düşünülebilir: aynı ilkeyi kısa bir boyda, hava yolunu dar bölmelere ayırarak uygular. Kanalın dışına sarılan ısı yalıtımı ise susturucu işlevi görmez. Kanal yalıtımında hangi malzemenin neyi çözdüğü havalandırma kanalı izolasyonu yazısında ayrıca ele alınıyor.

Susturucu tipleri ve kullanıldığı yerler

Susturucu hangi sesi keser? Frekans meselesi

Ses tek bir sayı değildir. Akustik hesapta 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 ve 8000 Hz merkezli oktav bantlarında ayrı ayrı ele alınır. Yutucu dolgu, kalınlığı sesin dalga boyuna göre anlamlı olduğu ölçüde etkilidir; kabaca, gözenekli bir katmanın kalınlığı dalga boyunun dörtte birine yaklaştığında iyi çalışır. Havada ses hızı yaklaşık 343 m/s olduğuna göre 1000 Hz'lik sesin dalga boyu 34 cm, 125 Hz'lik sesinki 2,7 m'dir. 100 mm kalınlığındaki bir kulis 1000 Hz için yeterince kalındır, 125 Hz için çok incedir. Susturucular bu yüzden orta ve yüksek frekanslarda kolay, alçak frekanslarda zor sonuç verir.

Fanların ses gücü ise çoğunlukla alçak bantlarda yüksektir. Eksenel fanlarda ayrıca kanat geçiş frekansında belirgin bir ton duyulur: kanat sayısı × devir / 60. Altı kanatlı, dakikada 1450 devirle dönen bir fan için bu 6 × 1450 / 60 = 145 Hz eder ve 125 Hz oktav bandına düşer. Tavandan duyulan "uğultu" çoğunlukla bu bölgededir. Sonuç olarak susturucu seçimini çoğu zaman 125 ve 250 Hz bantları belirler; 1000 Hz'te katalog değeri parlak görünen bir model bas uğultuyu kesmeyebilir.

Katalogda okunacak üç değer

Ekleme kaybı

Ekleme kaybı (insertion loss), aynı hatta susturucu yokken ve varken ölçülen ses gücü düzeyleri arasındaki farktır; dB cinsinden ve her oktav bandı için ayrı verilir. Kanal susturucularının laboratuvar ölçüm yöntemi ISO 7235 standardında tanımlanır. Katalogda tek bir "ortalama dB" yazıyorsa bu seçim için yeterli değildir; bant bant tablo istenir.

Basınç kaybı

Susturucu hattın direncine eklenir. Katalog basınç kaybını yüz hızına ya da kulis aralığındaki hıza göre Pa olarak verir. Bu değer fan seçiminde hattın diğer kayıplarıyla toplanmazsa fan beklenen debiyi veremez. Kanal, dirsek ve cihaz kayıplarının toplanması hava kanalı hesabı aracında, fanın bu toplam dirence göre seçilmesi fan seçim hesabı aracında yapılır; susturucunun kaybı iki araçta da katalogdan girilir.

Akış gürültüsü

Kulisler arasında hızlanan hava türbülans üretir ve susturucu kendisi de ses çıkarır. ASHRAE HVAC Applications el kitabının gürültü ve titreşim bölümüne göre aerodinamik sesin genliği, eleman çevresindeki hava hızının 5. ile 7. kuvveti arasında değişen bir üsle büyür; hız biraz artınca akış gürültüsü hızla yükselir. Susturucudan çıkan ses, gelen sesten ekleme kaybı düşülerek bulunan değer ile susturucunun kendi akış gürültüsünün logaritmik toplamıdır. Yüksek hızda seçilmiş bir susturucuda ekleme kaybı kâğıt üzerinde kalır; çıkıştaki sesi akış gürültüsü belirler.

Havalandırma susturucu hesabı: adım adım

Susturucu hesabı, odada istenen ses düzeyinden geriye doğru gidilerek yapılır. Sitedeki hesaplama araçları susturucu boyutlandırmaz; aşağıdaki sıra elle ya da akustik hesap yazılımıyla izlenir ve proje mühendisinin kontrolünden geçer.

1. Hedef belirlenir. Mahal için bir NC (gürültü kriteri) değeri seçilir. ASHRAE HVAC Applications el kitabının gürültü ve titreşim bölümündeki tablo; yönetici odası ve toplantı odası için NC 30, açık ofis için NC 40, otel odası ve derslik için NC 30, spor salonu için NC 45 önerir. NC eğrisi her oktav bandı için ayrı bir üst sınır verir.
2. Kaynak alınır. Fan kataloğundan, fanın çıkış (besleme) ya da emiş (dönüş, egzoz) ağzındaki ses gücü düzeyi oktav bantlarında okunur. Etikette yazan tek sayılı dB(A) değeri bu hesap için yetmez.
3. Yoldaki azalmalar düşülür. Ses gücü kol ayrımlarında kollara debileri oranında bölünür: ΔL = 10 × log(Q_kol / Q_toplam). Kanal boyu, dirsekler ve kanal ucundaki yansıma da sesi azaltır; değerleri el kitabı tablolarından alınır. Bu azalmaları sıfır saymak sonucu güvenli tarafta bırakır.
4. Odaya geçiş hesaplanır. Odadaki ses basınç düzeyi menfeze uzaklığa, oda hacmine ve frekansa bağlıdır. Eşyalı ve hacmi 425 m³'ten küçük odalar için aynı bölümde verilen bağıntı: L_p = L_w − 10 log r − 5 log V − 3 log f + 12 (r: menfeze uzaklık, m; V: oda hacmi, m³; f: bant frekansı, Hz).
5. Gereken ekleme kaybı bulunur. Her bantta tahmini L_p ile NC sınırı arasındaki fark, susturucunun o bantta sağlaması gereken en düşük ekleme kaybıdır. Katalog verisi düzgün akışlı laboratuvar koşulunda ölçüldüğü için üstüne birkaç dB pay bırakılır.
6. Model seçilir ve kontrol edilir. Her bantta gereken değeri karşılayan modeller arasından basınç kaybı ve akış gürültüsü kabul edilebilir olan en kısası alınır. Menfezin kendi sesi ayrıca kontrol edilir, çünkü menfez susturucudan sonra gelir.

Örnek: toplantı odasına giden kol

Varsayımlar: 5 × 4 m tabanlı, 3 m tavan yüksekliğinde bir toplantı odası (V = 60 m³), hedef NC 30. Fan birbirine eşit 10 menfezi besliyor; bu odanın menfezine toplam debinin onda biri gidiyor, kol payı 10 × log(1/10) = −10 dB. Dinleyici menfezden 1,5 m uzakta. Fanın çıkış ses gücü için örnek katalog değerleri tabloda; kanal, dirsek ve uç yansıması azalmaları sıfır alındı.

Oda düzeltmesi, yukarıdaki bağıntıda r = 1,5 m ve V = 60 m³ konarak her bant için ayrı hesaplandı. Sonuç, dört bantta 22 ile 28 dB arasında bir ekleme kaybı gerektiğini gösteriyor. 500 ve 1000 Hz bantlarında bunu karşılayan modeller kolay bulunur; 125 Hz bandında 22 dB ise kalın kulisli ve uzun bir gövde ister. Böyle bir sonuçta hesap çoğu zaman bir adım geri gider: daha düşük devirli ya da verim eğrisinin tepesine yakın noktada çalışan bir fan ses gücünü düşürür ve susturucuyu kısaltır. Kanal ve dirsek azalmaları gerçek değerleriyle eklendiğinde de gereken ekleme kaybı küçülür.

Susturucu hatta nereye konur?

• Makine dairesinin duvarında. Fan ya da klima santrali bir makine dairesinde, çatıda ya da şaftta duruyorsa susturucu, kanalın bu hacmi terk ettiği noktaya, duvarın içine ya da hemen dışına konur. Susturucu makine dairesinin içinde kalırsa susturucudan sonraki kanal cidarı oradaki gürültüyü yeniden içeri alır.
• Fan ağzına bitişik değil. Fan çıkışında hız dağılımı düzensizdir; susturucu doğrudan ağza bağlanırsa basınç kaybı ve akış gürültüsü katalog değerlerinin üstüne çıkar. Arada düz kanal bırakılır; mesafeyi fan ve susturucu üreticisinin montaj kılavuzu verir.
• Ses üreten elemanların sırasına bakılarak. Susturucu yalnız kendisinden önce oluşan sesi azaltır. Ayar damperi, keskin dirsek ya da hızlı bir kol ağzı susturucudan sonra geliyorsa ürettiği ses odaya doğrudan ulaşır. ASHRAE'nin aynı bölümüne göre ses açısından kritik odalarda ayar damperi menfezden en az 5–10 kanal çapı uzağa konur ve arada akustik kaplamalı kanal bırakılır.
• Dönüş ve egzoz hattında da. Fan sesi emiş ağzından da kanala yayılır. Yalnız besleme hattına susturucu konan bir sistemde ses dönüş menfezinden gelmeye devam eder.
• Dış ağızlarda. Dış hava emişi ve egzoz atışı komşu binaya ya da sokağa bakıyorsa susturucu veya akustik panjur bu ağızlara da konur. Gece çalışan fanların sesi çevre gürültüsü şikâyetlerinin sık konusudur.

Susturucunun hareketli parçası yoktur, ama dolgusu temizlenemez. Toz taşıyan egzoz hatlarında dolgunun yüzeyi zamanla tıkanır; bu hatlarda susturucu filtreden sonra konur ya da yüzeyi silinebilir kaplamalı tip seçilir.

Kanal hızı: susturucunun telafi edemediği ses

Susturucudan sonraki kanal, kol ve menfez hızları yüksekse ses yolda yeniden üretilir ve susturucunun kazandırdığı fark kaybolur. Gürültü hedefine göre azami kanal hızları, Avustralya iklimlendirme mühendisleri derneği AIRAH'ın 2019 tarihli kanal gürültüsü çalışmasından alınarak hava kanalı hesabı sayfasında tablo hâlinde veriliyor; örneğin NR 30 hedefli bir odada menfeze giden son bağlantıda üst sınır 4 m/s'dir. Menfez yüz hızının ses hedefine göre sınırı ise menfez hesabı aracında kontrol edilir. Önce hızlar sınırın içine alınır, sonra kalan fan sesi susturucuyla kesilir; tersi sıra işlemez.

Susturucunun çözmediği ses sorunları

Dolgulu susturucunun kullanılmadığı hatlar

Yağlı mutfak egzozu. Davlumbazdan çıkan yağ buharı dolgunun gözeneklerine yerleşir. Yağa doymuş dolgu temizlenemez ve hattın yangın yükünü artırır; bu nedenle yağlı egzoz kanalına dolgulu susturucu konmaz. Restoran mutfağında ses fan tarafında çözülür: ses yalıtımlı kutulu fan, titreşim takozları, uygun devir ve atış ağzının komşu pencerelerden uzağa konması. Bu kalemler restoran havalandırma sistemleri sayfasında, kutulu fanların teklif yapısı hücreli aspiratör fiyatları sayfasında.

Hijyen gerektiren alanlar. Ameliyathane, temiz oda ve bazı gıda üretim alanlarında havaya lif karışması istenmez. Bu alanlarda dolgusu filmle tamamen sarılmış ya da dolgusuz susturucu kullanılır; susturucunun filtre kademelerine göre yeri projede belirlenir. Hijyen sınıfındaki santrallerin yapısı hijyenik klima santrali nedir yazısında.

Teklifte ve projede susturucu nasıl tanımlanır?

İki teklifteki susturucuyu karşılaştırabilmek için şu bilgiler yazılı olmalıdır:

• Tip ve dış ölçü: dikdörtgende genişlik × yükseklik × boy, kulis kalınlığı ve adedi; silindirikte çap, boy ve çekirdek olup olmadığı
• Tasarım debisinde oktav bantlarında ekleme kaybı (en az 63–4000 Hz)
• Aynı debide basınç kaybı (Pa) ve akış gürültüsü verisi
• Dolgu malzemesi, yüzey kaplaması (cam tülü, delikli sac, film) ve yanmazlık sınıfı
• Gövde sac kalınlığı, flanş tipi ve kanal bağlantısında sızdırmazlık

Susturucu kanal hattının bir parçası olarak projelendirilir; ölçüsü güzergâhtaki yerine göre belirlendiği için hattan bağımsız seçilmez ve hatla birlikte monte edilir. Yeni hatlarda bu iş hava kanalı imalatı kapsamında yürür; kanal ve ek parçaların metraj ve birim yapısı havalandırma kanalı fiyatları sayfasında. Susturucu ve ses izolasyonunun CO₂ sensörlü bir ofis sistemiyle birlikte kurulduğu gerçek bir uygulama için modern ofis havalandırma kanalı kurulumu kaydına, ses hedefinin ofis, otel ve AVM'lerde sistem kurgusuna etkisi için ofis, AVM ve otel havalandırma sayfasına bakabilirsiniz. Çalışan bir sistemde ses şikâyeti varsa önce kaynak ve yol tespit edilir; bu ölçüm ve düzeltme işleri havalandırma bakım ve onarım kapsamındadır. Yerinde keşif için iletişim sayfasını kullanabilirsiniz.