Теоретичні відомості

Висока швидкодія сучасних комп’ютерів зумовлює зростання споживання електричної енергії, значна частина якої розсіюється у вигляді тепла. Основні компоненти комп’ютера – центральний процесор та графічний процесор відеокарти – вимагають власних систем охолодження. До складу сучасного системного блоку зазвичай входить декілька вентиляторів: як мінімум один в блоці живлення, один охолоджує процесор, відеокарта комплектується своїм вентилятором. Декілька вентиляторів встановлено в корпусі комп’ютера, зустрічаються також материнські плати з активним охолодженням набору мікросхем (чіпсета).

Сучасні процесори і операційні системи автоматично знижують споживання енергії в періоди простоювання, сприяючи охолодженню, останні моделі материнських плат здатні зменшувати (регулювати) швидкість обертання вентиляторів (але лише за умови, що самі вентилятори допускають можливість регулювання швидкості їх обертання).

Одним з важливих недоліків сучасних високопродуктивних домашніх і офісних комп’ютерів є настирливий, монотонний і дратівливий шум. Рівні шуму на робочих місцях можуть досягати 56–76 дБ, а при роботі друкуючого устаткування – 82 дБ. Такі рівні шуму негативно впливають на користувача, викликаючи загальну втому, порушення слуху та зору.

Джерела та причини виникнення шуму в комп’ютерній техніці

Джерелами шуму в комп’ютері є всі рухомі складові. Таким чином, в типовому комп’ютері можна виділити декілька паразитних джерел шуму:

• вентилятори блоку живлення;

• вентилятор системи охолодження центрального процесора;

• вентилятор на графічному процесорі відеокарти;

• додаткові вентилятори в корпусі системного блоку;

• вентилятори, встановлені на материнській платі;

• дисководи;

• жорсткі диски;

• конструкція корпусу системного блоку, що підсилює вібрації від компонентів, які рухаються;

• CD-ROM та DVD-ROM;

• клавіатура;

• механіка сканерів;

• пересувні механічні частини принтера.

Основним джерелом шуму системного блоку є різноманітні вентилятори, що там розміщені. Шум від вентиляторів обумовлений турбулентністю повітряного потоку, кавітацією, типом підшипників і вібрацією.

Турбулентність виникає внаслідок швидкого обертання лопатей вентилятора в повітрі. Набагато більше шуму виникає при кавітації і розташуванні лопатей вентилятора в безпосередній близькості від будь-якої поверхні (наприклад, радіатор процесора або перфорована панель корпусу комп’ютера). Часто як наслідок цього з’являється високочастотний свист.

Кавітація пояснюється швидким рухом «об’єкту» повз перешкоди, що є причиною виникнення низького тиску повітря. Як тільки «об’єкт» переміститься і перестає заважати повітряному потоку, раптовий натиск повітряного струменя потрапляє у зону низького тиску і ініціює ударну хвилю.

Що стосується шуму від підшипників, то він зростає із зростанням числа обертів. Підшипники ковзання є тихішими, ніж підшипники кочення, хоча і менш надійними.

Вентилятори зазвичай жорстко кріпляться до корпусу за допомогою металевих гвинтів і під час роботи є джерелом вібрації, що передається на корпус. Ця вібрація може увійти до резонансу з елементами корпусу комп’ютера, що призведе до появи додаткових шумів.

Спектр шуму показує, звуки яких частот переважають в шумі. Найпростіший спосіб визначити спектр – підключити до входу звукової карти мікрофон і запустити програвач WinAmp або іншу програму, у якої є вбудований аналізатор спектру.

Шум, що створюється працюючими персональними комп’ютерами (ПК), є широкосмужним, постійним з аперіодичним посиленням при роботі принтерів.

Зниження рівня шуму в приміщеннях з комп’ютерною технікою можна здійснити:

1.Методами зменшення рівня шуму, що не потребують конструктивних втручань;

• Використання технологій зменшення шуму, які пропонують виробники комп’ютерної техніки;

У більшості сучасних комп’ютерів керувати вентиляторами можна через базову систему введення-виведення (BIOS). Найпростіший спосіб – це зміна в BIOS параметрів налаштування ввімкнення і вимкнення вентиляторів залежно від температури. Алгоритм використовує показники термодавачів, вбудованих в процесор і материнську плату.

• Використання спеціалізованих програмних засобів;

За допомогою спеціальних програм можна змінювати налаштування механізму охолодження, знижуючи рівень шуму від відеокарти при відсутності навантаження. Безкоштовна програма SpeedFan зчитує показники температурних давачів, вбудованих в сучасні ЦП і системні плати, а потім змінює швидкість обертання вентилятора з урахуванням температурних показників.

2. Конструктивні методи зменшення рівня шуму комп’ютерної техніки.

Ці методи передбачають попередній підбір елементів з малим рівнем шуму та наступне складання комп’ютера, або ж заміну комплектуючих системного блоку, які створюють шум та його вдосконалення.

3. Екранування, поглинання шуму та звукоізоляція. Виробники звукопоглинальних матеріалів таких, як Sprite, Dynamat випускають декілька видів спеціалізованих звукопоглинальних матеріалів для комп’ютерної техніки. Встановлення матеріалу дуже просте, його потрібно просто наклеїти на поверхні системного блоку.

4. Оптимальний шлях вентиляції повітря.

Застосування технологій охолодження комп’ютера наскрізним повітряним потоком, скерованим від передньої стінки корпусу до задньої і додатково повітря для охолодження всмоктується через ліву стінку.

5. Вибір корпусу комп’ютера.

Корпуси для комп’ютерів повинні відповідати одній з версій стандарту ATX, у тому числі і у частині охолодження, що дозволяє регулювати автономну швидкість та моменти часу відмикання вентилятора блока живлення від електромережі;

6. Зменшенням шуму від DVD- зчитувачів. Розроблені утиліти, які дозволяють регулювати швидкість обертання механізмів DVD-приводів (Nero Disk Speed).

7. Пасивне охолодження.

Пасивними системами охолодження називаються такі, які не містять вентиляторів: рідинне (зазвичай водяне) чи фреонове охолодження, спеціальний алюмінієвий корпус-радіатор комп’ютера, який розсіює тепло всією своєю поверхнею, теплові трубки.

8. Застосування принтерів колективного користування, розташованих на значній відстані від інших робочих місць користувачів ПК.

9. Акустичною обробкою приміщень - зменшення енергії відбитих звукових хвиль шляхом збільшення площі звукопоглинання (розміщення на внутрішніх поверхнях приміщення облицювань, що поглинають звук, розміщенням в приміщеннях штучних поглиначів звуку). Облицювання внутрішніх поверхонь приміщення звукопоглинаючими матеріалами забезпечує значне зниження шуму. Крім облицювання приміщень використовують об'ємні звукопоглинаючі тіла різноманітної форми, які вільно розвішують в об'ємі приміщення. Звукопоглинання дає найбільший акустичний ефект в зоні відбитого звуку. В точках приміщення, де поширюється здебільшого прямий звук, ефективність звукопоглинання суттєво знижується. Звукопоглинаюче облицювання розміщується на стелі та верхніх частинах стін. Максимальне звукопоглинання досягається при облицюванні не менше 60% загальної площі огороджуючих поверхонь приміщення.

Рівні звукового тиску в октавних смугах частот, рівні звуку та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях, обладнаних ПК, мають відповідати вимогам ДСН 3.3.6.037–99 «Державні санітарні норми виробничого шуму ультразвуку та інфразвуку», ДСанПІН 3.3.2.007-98 «Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин».

Таблиця 1

Допустимі рівні звуку, еквівалентні рівні звуку і рівні звукового тиску в октавних смугах частот

Вид трудової діяльності, робочі місця	Рівні звукового тиску в дБ в октавних смугах із середньогеометричними частотами, Гц
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	Рівні зву-ку, екві-валентні рівні зву-ку, дБА/ дБАекв.
Програмісти ЕОМ	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
Оператори в залах обробки інф. на ЕОМ та оператори комп'ютерного набору	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
В приміщен-нях для роз-ташування шумних агре- гатів ЕОМ	103	91	83	77	73	70	68	66	64	75