Jeneratör Ses Seviyesi

Jeneratör Gürültü Seviyesini Azaltmanın Yolları

Büyük motor tahrikli ekipmanlarda en çok göz ardı edilen konulardan biri ses seviyesidir.  Ses dalgası; katı, sıvı veya gaz gibi elastik bir ortamda yayılan herhangi bir bozucu olarak tanımlanabilir. Gürültü, insanların işitme duyularınca algılanan istenmeyen ses dalgalarıdır. Uzun süre aşırı gürültüye maruz kalan insan, işitme kaybına uğrayabilir. Buna göre bir ortamda aşırı gürültü potansiyel bir tehlikedir. 

Gürültü kontrolü üç temel etkeni içerir: ses, yol ve alıcı. Karmaşık bir gürültü sorununa bir çözüm oluşturmadan önce, gürültü kirliliğinin baskın kaynağı belirlenmeli, iletim yolunun özellikleri keşfedilmeli ve gürültü düzeyi izin verilen düzeye indirilmelidir.

Jeneratör montajı sırasında, gerçek Ses Gücü Seviyeleri (Sound Power Levels ‘SPL’:Referans bir güce göre bir kaynaktan yayılan toplam ses) ’nin tahmin edilen ses seviyelerine göre sapmasına birçok faktör neden olur. Jeneratör kurulumundan önce ortamda mevcut olan gürültü, ortam gürültüsü olarak adlandırılır. Ortam veya arka plan gürültüsü, cihazın kurulumundan önce ölçülmeli ve hesaplanmalıdır.  Eğer tüm alan koşulları tam olarak etüt edilemediyse hesaplanan değerlere güvenlik toleransı uygulanmalıdır. Örneğin; binalar, duvarlar ve tabelalar ses alanını değiştiren yaygın etmenlerdir. Ses iletim yolu içindeki engeller kısmen sesi yansıtacak, absorbe edecek veya iletecektir.  Jeneratör projesine başlamadan önce saha koşullarını incelemek ve yerel gürültü yasalarını bilmek önemlidir.

 

Ses dalgaları sadece hava ortamında düşünülmemeli, katı ve sıvı ortamda da düşünülmelidir. Havadaki ses, genellikle katıdaki titreşim veya  sıvıdaki türbülans tarafından oluşturulur. Katı veya sıvı içerisindeki  ses dalgaları, havada duyulabilen sesi üretmeden önce uzun mesafeler kateder. Titreşim gürültüsüne bir örnek, tren ses dalgalarının hava iletiminden önce uzun mesafeden raylar üzerinden duyulmasıdır. Jeneratör setlerini akustik olarak izole etmekte zorlanılan ses iletim tipi bu tiptir.  Jeneratör tabanında yeterli titreşim izolasyonu olmadan, titreşimin etkisi giderilemez.

 

İdeal olarak,  kullanılan jeneratörlerizolatörler üzerine ya da üniteyi çevreleyen ses izolasyon muhafazalı beton üzerine monte edilmelidir. Sistemdeki küçük sızıntılar dahi tüm ses seviyesini etkileyebilir.  Jeneratör boru sistemindeki akışkanların ürettiği gürültüyü de engellemek için, bu boruları çevreleyici ses muhafaza yapıları kullanılmalıdır.


Sık Kullanılan Ses Absorpsiyon Malzemeleri

Ses dalgaları sert bir yüzeye çarptığında doğal olarak yansıtılır.  Sert yüzeylere absorpsiyon yüzeyi monte etmek, yansıtılan ses miktarını azaltır. 

Ses absorpsiyon bileşiklerinin büyük çoğunluğu, gözenekleri sayesinde ses enerjisini ısıya dönüştüren değişken yoğunluklu materyalleri ihtiva etmektedir.  Ses muhafaza izolatörü araştırırken ses dalgasının içerisine yayılabileceği hava kanallı malzemelere bakmak en iyisidir. Gözenekler kapalı ise, malzeme genellikle zayıf bir emicidir. Herhangi bir gözenek; boya, kaplama veya koruyucu kaplama ile kapalı olmamalıdır. 

Malzeme değerlendirme sürecine başlarken birkaç kilit noktaya dikkat edilmelidir. Ses absorpsiyon ölçümündeki ana ölçüt, absorpsiyon katsayısı olarak tanımlanan enerji absorbe etme yeteneğidir. Absorpsiyon katsayısı; matematiksel olarak, bir yüzey tarafından absorbe edilen ses enerji dalgalarının, yüzey üzerindeki ses enerjisine oranı olarak tanımlanır. Absorpsiyon katsayısı 0 ile 1 arasında değişebilir. Örneğin, katsayı= 0.8 ise ses enerjisinin % 80’i emilecektir. Ses katsayısı seviyelerini incelemenin bir diğer yolu açık bir kapı veya pencereden bakmaktır. Bu inceleme, pencere açıklığından absobe edilen ses dalgasının (100% katsayı=1) odaya yansıtılana oranı şeklinde olabilir. Absorpsiyon katsayısı tamamıyla frekansa bağlıdır ya oktav ya da 1/3 oktav bantları için incelenir.  Gözenekli ses izolatörleri, yüksek frekansta en verimlisidir, materyalin kalınlığı veya kütlesi geliştirildiğinde düşük frekans absorpsiyonunu da artırabilir.

Düşük frekansta ses absorpsiyonu gerekli olduğunda, çözüm genellikle panel ses absorpsiyon materyallerinin kullanılmasıdır.  İnce, esnek paneller; iki materyal arasında sığ hava boşluğu oluşturularak duvardan uzağa monte edilmelidir. Panel ve duvar arasındaki hava boşluğu çoğunlukla düşük frekansta ses absorpsiyonuna vesile olur.  İlgilenilen frekanstaki ses dalgaları, hava boşluğu sayesinde  panelin titreşimine neden olan rezonasyon etkisi oluşturur. Sadece ikincil bir gözenekli malzeme ile boşluk doldurularak ayarın keskinliği azaltılabilir. 


Ses azaltımı için geleneksel yaklaşım, gözenekli kaplama ve dış yapı arasında sıkışmış bir ses emici malzeme kullanır. Gözenekli kaplama; eşit dağılımlı küçük gözeneklerle, temel “ayar” frekanslarında sesi etkin bir biçimde absorbe eden değişik malzemelerden oluşmaktadır.  Orta ve büyük gözenekler düşük, tiz frekanslar için kullanılır; fakat kullanımı yaygın değildir.  Gözenekli yüzey, ses emici gözenekli malzemenin üzerine monte edilir.  Kalınlığa bağlı olarak, aralık ve boşluk büyüklüğü ana frekanslarda tüm yapının absorpsiyonunu arttırır.  Katı yüzeylerin yansıtması nedeniyle, bu sistem kullanılarak yüksek frekanslı seslerin çoğu önemli ölçüde azaltılır.  Tüm materyalin en az %20’sini çevreleyecek şekilde boşluğa sahip gözenekli yüzey, yüksek frekanslı seslerin absorpsiyonunu önemli ölçüde indirgeyemeyecektir. %20’nin üzerindeki herhangi bir değer sesin tamamının emiliminde etkilidir.


Kabinli Jeneratör Setlerinin Yapıları

Kabin satın alma işleminden önce mekanik veriler ve egzoz verileri belirlenmelidir.  Bu bilgiler, tipik olarak, önceden tespit edilmiş bir mesafeden desibel cinsinden ifade edilir. Bu veriler, gürültü spektrum analizini içerebilir. Aynı zamanda radyatör gürültü seviyesinin de içerilmesi önemlidir.

Verilen bir kW değeri için boyutların, gürültünün ve hava akımı koşullarının üreticiden üreticiye değiştiğinin bilinmesi önemlidir.  Örneğin; 2013 üretimi 800 kW bir jeneratör, 2004 üretimi 800 kW jeneratörle aynı gürültüyü üretmeyecektir. Her ünite biraz farklılık ihtiva edebilir.  Eğer birden fazla jeneratör setini karşılayacak şekilde kabin kullanılacaksa, ister ses izolasyonu kabini olsun ister kava koşullarına karşı koruma kabini olsun en kötü durum düşünülerek, her jeneratörü karşılayacak şekilde  seçim yapılması tavsiye edilir.

Kütle Yasası Temelleri 

Kütle yasası; katı panellerdeki partiküllerin iletim kaybına değinir ve sınırlı bir frekans aralığı için kaybın büyüklüğü, duvarın birim alanı başına düşen kütle ile tamamıyla kontrol edilir.  Kütle yasasının temel prensibi frekansın iki katına çıktığında iletim kaybı 6 decibel artacağından bahseder. Örneğin sac bir yüzey 63 Hz’de 13 dB, 125 Hz’de 19 dB, 250 Hz’de 25 dB iletim kaybına sahiptir. Sacın kalınlığını 1/16 in.’den 1/8 in.’e artırıldığında, 63 Hz’deki  iletim kaybı 13+6=19 dB olur.  için hafif malzeme ve kütle tabakalarının kombinasyonu kullanılarak kompozit bir katman oluşturulur ve istenilen ses seviyesine ulaşılır.

Gürültü Rezonansı

Tüm malzemeler, insan yapımı ya da doğal olsun, rezonans frekansı olarak bilinen doğal bir titreşim moduna sahiptir. Rezonans frekans formülasyonu, kütle de dahil olmak üzere pek çok özelliklere dayanır. Jeneratör tabanındaki hafif kızak yapıları, motor frekans dalgalarıyla tabanda oluşan titreşim nedeniyle bazen yüksek ses seviyelerine neden olabilir.  Jeneratör seçerken uygun titreşim izolatörü seçimi çok önemlidir.  İyi izolatörler motor kuvvet frekansını sönümlemede ve yapının diğer kısımlarını izole etmede ciddi bir etkiye sahiptir.

Kaplamalar 

Çoğu makine parçaları ve çoklu boru sistemleri hem çalışan personeli yanıklardan hem de makineyi aşırı ısı kaybından korumak için termal izolatörlü kaplamalarla standart olarak üretilir.  Jeneratör veya türbin gibi büyük ekipmanlar,  yoğun gürültü kaynağı olabilen servis bağlantı borusu gerektirirler. Boru sisteminin veya metal malzemenin dışına doğru tekli bir kompozit yapı ile hem akustik hem de termal izolasyonu sağlamak mümkündür.  Jeneratörlerde en çok kullanılan izolasyon malzemesi köpük kompozitleri veya boru sisteminin boyandığı kimyasal spreylerdir.

Susturucular / Gürültü susturucuları 

Motordan, fandan ve üfleyiciden gelen sesi kontrol etmenin gerekli yolu susturuculardır.  Susturucular 3 gruba ayrılır: reaktif, absorptif ve reaktif/absorptif kombinasyonu.  Absorptif susturucular yüksek frekanslardaki ses azaltımında iyiyken, reaktif susturucular düşük frekans absorpsiyonunda iyidir.  Akustik etkileri geniş bir yelpazede bertaraf etmek, hem reaktik hem de absorptif elemanları içeren bir sistemi gerektirir.  Uygun bir susturucu seçimi; akış oranı, gürültü spektrumu, sıcaklık, nem gibi farklı faktörlere bağlıdır.

En Yaygın Kabin Grupları

Jeneratörlerde en yaygın kullanılan kabinler, akustik kabinlerdir. Tipik ses izolasyon jeneratör kabinleri, su geçirmez katmanın yanı sıra ekipmanın içerisine doğru bakan gözenekli ses absorpsiyon malzemesinden oluşan çok katmanlı bir yapıdır.  Ana absorpsiyon katmanı, jeneratörden gelen ses enerjisinin iletildiği pasajı bloke eden, su geçirmez katmandır.  Gözenekli ses absorpsiyon katmanı, tutulan ses enerjisini dağıtır ve ısı-izolasyon özelliği sağlar.  Tipik bir ses izolasyon kabininin bakımı menteşeli kapılar ve hava giriş panjurlarından yapılır.

Normal Hava Koşullarına veya Zorlu Hava Koşullarına Karşı Koruyucu Kabinler

Ses izolasyon kabinlerine ilave olarak hava koşulları için bir kabin gerekip gerekmediği belirlenmelidir. Burada ana nokta, müşterinin normal hava koşulları için mi yoksa zorlu hava koşulları için mi bir kabine ihtiyaç duyduğudur. Müşterinin sadece yağmur veya kar gibi hava koşullarından jeneratörü koruması gerekliyse çözüm normal hava koşullarına karşı koruyucu kabindir. 

Olağanüstü hava koşulları için tam koruyucu kabine ihtiyaç duyulmaktadır.  Sert rüzgar, aşırı yağış, sismik aktivite veya aşırı sıcaklık gibi olağanüstü hava koşullarında, zorlu hava koşullarına karşı tam koruyucu kabin kullanılmalıdır. Tam koruma; yağmur, kar, sulu kar veya dolu gibi hava koşullarında alternatör veya motorun zarar görmemesi anlamına gelir.

Jeneratör Kabin İnşası

Jeneratör kabinleri; dayanıklılık, ses izolasyonu ve maliyet gibi çeşitli tercihlere göre imal edilir.  En popüler tasarımlar şunları içerir:

Civatalanmış – Basit bir jeneratör kabini; perçinli veya birbirine vidalanmış metal panellerden oluşmaktadır. 

Kaynaklanmış – Fabrikasyon veya yapısal metal elemanlarla kaynak edilmiş iskeletin yüzeyi cıvata veya perçin vasıtasıyla metal bir sac ile kaplanır.

Prefabrikasyon Paneller - Paneller ön-imalatlı olarak gelir ve kabinin çatı ve yan kısımlarını oluşturmak için birleştirilir.  Asma kapı tertibatından yararlanılır, duvar ve çatı panelleri genellikle jeneratör iç astarında metal yüzeyli termal veya akustik izolasyon içerir. 

Jeneratör Kabin Malzemeleri

Jeneratör kabini edinirken, kısa ve uzun vadede en iyi malzemeleri dikkate almak önemlidir.  Başlangıç ​​maliyetleri, jeneratör coğrafi konumu ve bakımla ilgili uzun vadeli düşünceler arasındaki denge faktörü önemlidir. En sık kullanılan kabin malzemeleri için aşağıdaki tabloya bakınız:

Malzeme

Özellikleri

Eksiklikleri

Boyalı çelik

-düşük başlangıç maliyeti

-gürültü azaltma için elverişli

-hasara dayanıklı

-yüksek bakım

-ağırlık

 

Kaplanmış çelik

(galvanizli, alüminyumlu)

-orta başlangıç maliyeti

-boyalı çelikten daha dayanaklı

-gürültü azaltma

-hasara dayanıklı

-ara sıra kötü boya yapışması

-ağırlık

Fabrika-önboyalı kaplanmış çelik

-makul başlangıç maliyeti

-uzun ömürlü

-iyi görünüm

-boyalı yüzey  yarı-parlak

-ağırlık

 

Fabrika-önboyalı alüminyum

-mükemmel uzun ömürlü

-hafif

-estetik görünümlü parlak yüzeyler

 

-çelikten daha fazla başlangıç maliyeti

-izplasyonla gürültü kontrolü için ek kütle ihtiyacı

“300” Paslanmaz çelik

-sert kimyasal çevre koşullarına dayanıklılık

-boya gerektirmez

-çok yüksek başlangıç maliyeti

-“endüstriuyel” görünüm

-ağırlık

“400” Paslanmaz çelik

-kaplanmış çelikle aynı

-“susturucu seviyesi” paslanmaz iyi görünüm ve uzun ömürlülük için yüksek karbon içerikli boya gerektirir

-ağırlık

Toz boyalı çelik

-temel olarak kaplanmış çelikle aynıdır

-önboyamadan daha fazla renk opsiyonu

-önboyamadan daha fazla malzeme kalınlığı

-ağırlık

Toz boyalı alüminyum

-korozyona daha dayanaklı olamakla temel olarak önboyamalı alüminyumla aynıdır

-maliyet


Ses Azaltım Önerileri
Jeneratör satın alırken dikkat edilmesi gereken kilit noktalardan birisi de ne kadar ses azaltımına gerek duyulduğudur. Kabin boyutunu, hava opsiyonlarını ve gövde malzemelerini etkileyeceği için jeneratörü araştırırken bu kararın verilmesi önemlidir. Gürültü testini yaparken ses basınç birimi ölçümünün (decibel dB) logaritmik olduğunun bilinmesi yararlıdır.  Temel prensip bir kabindeki ses azaltım miktarıyla ilişkilendirilebilir.  Jeneratörün büyüklüğü, ağırlığı ve hava işleme kapasitesi arttığında daha fazla ses izolasyonu gerekir ve maliyet artar.

Jeneratör projesi başlangıcında ses izolasyonuna aşırı harcama yapmak yerine gürültü gereksinimlerine göre doğru bir tablo oluşturulması önemlidir.  Çoğu şehir, yaşam alanlarında azami ses seviyesi konusunda talimatlara sahiptir fakat standby jeneratör seti gibi ayda bir kez bakım sırasında veya elektrik kesintilerinde çalışan gürültü kaynağı bu durumu belirsizleştirir. Jeneratör kabini satın almadan önce azami ses seviyesi yasalarının öğrenilmesi önemlidir. 
 
Çoğu dizel jeneratör , standby olarak kullanılır ve birçok belediye standby üniteler için hafifletilmiş kısıtlamalara sahiptir.  Prime veya devamlı güç olarak kullanılan jeneratörlerde uzun süreli kullanım dolayısıyla bu kısıtlamalar daha serttir.  Eğer yaşam alanında belirli bir ses seviyesi sağlanması isteniyorsa, kabin üreticisine gereksinimin ne olduğunun ve jeneratör setinin yaşam alanından uzaklığının bildirilmesi gerekir.   Ek olarak, kabin üreticisinin çevredeki binaların planı, yardımcı yapılar ve topoğrafya konusunda bilgi sahibi olması gerekir.  Örneğin, jeneratör yakınındaki büyük bir yapı, site etrafındaki ağaçlık alan veya sert yüzeyli otopark sesin iletimini büyük ölçüde etkiler bu yüzden proje için kabin tasarımı gerekir.

Ses seviye ölçer (decibel metre) ses seviyesini ölçmede kullanılan yaygın bir cihazdır.  Ses seviye ölçer ses basıncını ölçen mikrofon ve bu basıncı SPL okumaya çeviren elektronik devre vasıtasıyla çalışır.  Temel bir ses ölçer ani bir SPL’yi hesaplayabilir, değerleri okuma imkanı sağlar.

Gerçel-zaman ses analizörü, birden fazla işlemci kullanarak çeşitli ses seviyelerini aynı anda ölçebilen çok amaçlı ses ölçüm cihazıdır. Ses özellikleri, gerçel-zaman ses analizörüyle ilgilenilen gerçel zaman spektrumunun tümünde veri kaybı olmadan gözlemlenebilir.  Bu analizör, her seferinde bir oktav bandı yerine aynı anda tüm oktav veya 1/3 oktav bantlarını ölçerek birden fazla ses seviye ölçerin yaptığı işi yapabilir.  Bu analizörün diğer opsiyonel özellikleri arasında, kesikli frekans analizi için Fast Fourier Transform (FFT) ölçümleri ve ses şiddet probunu kullanarak ses şiddeti ölçümleri de vardır.  


Potensiyel müşteriler için bir uyarı:  Ses bir dalga fenomeni olduğu için, ses seviyesinde mesafenin etkilerini belirlemek için başparmak kuralının uygulandığı ters kare yasası vardır.  Ters kare yasası basitçe, serbest alan şartlarındaki ses kaynağı için,  kaynaktan mesafenin her iki kat artışında ses seviyesinin 6 dB azalacağını ifade etmektedir.  Örneğin; ses seviyesi 50 adımda 100 dB(A) ölçüldüyse, 100 adımda 94 dB(A) ölçülür.  Ayrıca, “Serbest alan” teriminin jeneratörün 30-50 adım uzağı olmadan başlamadığının bilinmesi de önemlidir. 

Ses Azaltım Sınıflandırılması

Verilen bir mesafede ulaşılması gereken spesifik bir desibel seviyesi yoksa performans spesifikasyonunun belirtilmesi yaygındır bu da kabinin kendisinde gerekli olan azaltım miktarının tespitiyle sağlanır.  Bu yüzden kabin üreticileri belirli mesafeler için ses azaltım miktarlarını standardize ederler.  Örneğin; bir üretici 10 adımda 25 dB(A) azalmanın 1 metrede 10 dB(A) azalmanın olduğunu belirtebilmelidir.  Bu geniş veriler genellikle jeneratör kabininin etrafındaki değişik noktalarda ölçülmüş ortalama değerleri ifade eder.

Jeneratör kabin tasarımlarını incelerken, vaat edilen değerin 3-5 db(A) üzerinde gürültü içeren bir nokta bulunmayacak şekilde tasarlanmış olup olmadığına dikkat edilmelidir.  Örneğin, eğer radyatör deşarjlı hava uygun şekilde işlenemezse, kabin etrafında oluşan ses seviyesi dizayn kriterleriyle uyuşmuş olsa da kabul edilemeyecek derecede yüksek olur.