Akustyka w systemach wentylacyjno-klimatyzacyjnych

W poniższym artykule chciałbym ustosunkować się do niektórych aspektów akustyki w systemach wentylacyjno-klimatyzacyjnych oraz zwrócić uwagę na wiele nieprawidłowości w prezentowaniu danych akustycznych przez producentów urządzeń. W systemach klimatyzacyjnych są dwa zasadnicze źródła hałasu: wentylatory central wentylacyjnych oraz agregaty chłodnicze. w poniższym artykule skupię się na tym pierwszym źródle hałasu, a mianowicie sekcjach wentylatorów central.

Akustyka systemów wentylacyjnych czy klimatyzacyjnych jest jednym z najważniejszych parametrów wpływających na jakość tych systemów, a co za tym idzie na właściwy standard budynków, w których te systemy są zainstalowane. W ostatnich latach w Polsce aspekty prawidłowej akustyki i właściwej energooszczędności systemów klimatyzacyjnych zaczynają być coraz bardziej doceniane przez projektantów oraz użytkowników tych systemów. W krajach zachodnich te dwa aspekty już od wielu lat są bardzo ważne i dominujące przy doborze urządzeń wentylacyjnych. Na polskim rynku problematyka akustyki niestety jest jeszcze w bardzo wielu wypadkach dziedziną nową poprzez co niedokładnie zrozumiałą co powoduje duże zróżnicowanie w interpretowaniu parametrów akustyki. Niestety w wielu wypadkach prowadzi to nieświadomie lub świadomie do prezentacji danych technicznych, które daleko odbiegają od stanu faktycznego.

Kilka przykładów z tego pola.

Prezentowanie danych akustycznych przez producentów finalnych produktów tzn. takich produktów, które składają się z wielu komponentów bez możliwości dokładnego, zgodnie z branżowymi standardami europejskimi pomiaru poziomu głośności finalnego (końcowego) produktu jest delikatnie mówiąc nieporozumieniem. Żeby dokładniej opisać ten aspekt posłużę się przykładem wentylatora centrali wentylacyjnej. Wentylator jest w centralach wentylacyjnych podstawowym źródłem hałasu. W Europie jest wielu producentów wentylatorów przeznaczonych do montażu w centralach wentylacyjnych. Wśród nich jest jednak tylko kilku, których wentylatory mają dobre dane akustyczne oraz dobre parametry sprawności. Dane akustyczne takich wentylatorów są w wielu wypadkach dokładne oraz zaprezentowane w właściwy sposób. Pomiary parametrów akustycznych takich wentylatorów nie uwzględniają jednak otoczenia, w których będą on zamontowane – otoczenia wentylatora, czyli obudowy centrali, w której jest on zamontowany a w szczególności jej typu, wielkości i sposobu zawieszenia urządzenia w obudowie. Wszystkie specyficzne parametry takiej obudowy, a w tym m.in.: grubość i konstrukcja paneli, uszczelnienia profili i narożników obudowy, odległość ścian wewnętrznych obudowy od zamontowanego wentylatora, sposób zamocowania wentylatora w obudowie itp. wpływają na poziom głośności zarówno na zewnątrz centrali jak i w kanałach podłączonych do centrali. Aby dane sekcji wentylatora centrali zaprezentować autorytatywnie i wiarygodnie należy kompletną sekcję przetestować w komorze akustycznej. Tutaj nie ma drogi na skróty. W przeciwnym wypadku tylko obliczane i później prezentowane dane przez wielu producentów central wentylacyjnych są w wielu wypadkach daleko odbiegające od rzeczywistości.

Inną, dość często niestety praktykowaną metodą jest „obliczanie” poziomu głośności do otoczenia poprzez odjęcie od poziomu mocy akustycznej wentylatora wielkości tłumienia obudowy, traktując obudowę jako jednolitą, nieskończenie dużą płytę. Firmy składające centrale zapominają lub w wielu wypadkach nie wiedzą, że o poziomie głośności do otoczenia centrali decydują „przecieki akustyczne” poprzez nieszczelności obudowy. A już paradoksem i rzeczą kompletnie niezrozumiałą jest, jak można mówić o poziomie głośności central w ich otoczeniu, kiedy centrale instalowane są na placu budowy, nawet gdy są one montowane z powtarzalnych elementów. Aby dane akustyczne sekcji wentylatorowej były prawidłowe, autorytatywne ich testowanie musi odbywać się według branżowych norm tzw „Model box”. Jest to testowanie akustyczne całej sekcji wentylatorowej, kompletnie wyposażonej z seryjnej, a więc powtarzalnej produkcji. Na poziom głośności na zewnątrz obudowy sekcji wentylatora wpływa nie tylko całkowita moc akustyczna wentylatora, ale w dużym stopniu rozkład mocy akustycznej w poszczególnych pasmach częstotliwości. W Europie jest niewielu producentów, którzy posiadają własne ośrodki wyposażone w niezbędny sprzęt umożliwiający dokładne i co najważniejsze kompleksowe pomiary parametrów akustycznych. A tylko badania kompleksowe produktów finalnych zapewniają prawidłowość prezentowanych danych technicznych.

Inne uwagi, na które warto zwrócić uwagę projektując lub planując zastosowanie central wentylacyjnych określonych producentów:

• Producenci wentylatorów przedstawiają dane akustyczne w oparciu o kilka różnych metod pomiarowych. Przy ocenie i porównywaniu akustyki trzeba na ten aspekt zwrócić uwagę. Działająca od lat w branży klimatyzacyjnej organizacja EUROVENT ujednoliciła i zunifikowała normy pomiarowe m.in. w zakresie akustyki oraz sposoby prezentacji danych technicznych w materiałach producentów. Można powiedzieć, że te urządzenia na rynku, które posiadają certyfikat EUROVENT odpowiadają międzynarodowym normom technicznym i ich dane akustyczne są na właściwym poziomie.
• W wielu wypadkach przy prezentacji danych akustycznych central wentylacyjnych nie uwzględnia się dwóch źródeł hałasu w centralach (centrale w większości wypadków posiadają dwa wentylatory). Dwa wentylatory o tym samym poziomie mocy akustycznej powodują sumaryczne zwiększenie poziomu głośności o 3 dB.
• Konstrukcje wielu central są takie, że na wylocie i wlocie z centrali należy zamontować króćce elastyczne, aby wyeliminować przenoszenie się drgań obudowy centrali na kanały.
• Właśnie takie króćce elastyczne, które nie są prawidłowo zaizolowane są powodem „przecieku hałasu” z kanału wlotowego czy wylotowego centrali do otoczenia.
• Wielu producentów prezentując dane akustyczne prezentują je z dokładnością do 0,1 dB nie rozumiejąc, że taka dokładność to abstrakcja.

Rozkład poziomu mocy akustycznej wentylatorów dwóch central w poszczególnych pasmach częstotliwości

Na rysunku widać, że dla dwóch różnych typów wentylatorów, o zbliżonej mocy akustycznej oraz uwzględnieniu tego samego poziomu tłumienia poprzez obudowę, rezultat jest bardzo różny. Wentylatory zastosowane w centralach GOLD produkcji szwedzkiego koncernu Swegon mają sumaryczny poziom głośności 69 dB(A) oraz rozkład poziomu głośności w poszczególnych pasmach dopasowany tak, by jak najlepiej wykorzystać własności tłumienia obudowy. W innej centrali wentylatory mają sumaryczny poziom głośności 73 dB(A). W obu wypadkach przegroda tłumiąca ma te same parametry. Rezultat: poziom głośności na zewnątrz centrali GOLD wynosi 30 dB(A), a drugiej jest o całe 11 dB(A) wyższy.