Akusticky pohltivý regulátor variabilního průtoku

Úvod

Hluk, který produkuje technologie a rozvod vzduchotechniky je nežádoucím, avšak doprovodným aspektem úpravy a distribuce vzduchu, který řešíme vně i uvnitř staveb pro splnění akustických požadavků. Mezi hlavními způsoby, jak docílit redukce hluku od VZT technologického zařízení staveb, jsou:

1. Akustické opatření technologického zařízení
   • Volba akustického opláštění
   • Rychlost proudění vzduchu během jeho úpravy
   • Eliminace turbulencí s využitím znalosti aerodynamiky
   • Izolace a odpružení rotačních částí
   • Eliminace úniku vzduchu pláštěm zařízení
2. Akustické opatření rozvodu vzduchu
   • Eliminace úniku vzduchu v potrubí
   • Útlum hluku vřazenými tlumiči
   • Stanovení maximální rychlosti proudění
   • Eliminace turbulencí s využitím znalosti aerodynamiky
3. Provozní opatření
   • Výměna filtračních vložek
   • Pravidelné čištění a servis vzduchotechniky
   • Regulace vzduchu

Redukce hluku ve vzduchotechnických systémech

Nejlepším a nejefektivnějším způsobem jak redukovat hluk, pokud již nelze zajistit jeho snížení technologicky a vlivem úpravy výkonu, je utlumit jej co nejblíže jeho zdroji tak, aby nedocházelo k jeho šíření ať už do prostoru, či do vzduchotechnického potrubí. Platí obecné pravidlo, čím dále od zdroje je hluk tlumen, tím větší náklady vynaložíme na akustické dotlumení tohoto zdroje.

Z hlediska návrhu vzduchotechniky budov řešíme především akustickou zátěž vyzařovanou do okolí ze vzduchotechnického zařízení a dále akustický výkon hluku v potrubí, neboli šíření akustických vln uzavřeným potrubním systémem.

Především u staveb s centrálním rozvodem vzduchotechniky dochází k šíření hluku potrubím charakterizující se jako akustický výkon Lw_(dB(A). Hluková zátěž vycházející skrze plášť VZT rozvodu není významná, jelikož rozvody jsou zpravidla pohledově zakryty konstrukcí a dochází k útlumu již uvnitř této konstrukce, typicky SDK podhled, nebo instalační šachty.

Regulátor průtoku z pohledu akustiky

Především pro budovy řešené centrální vzduchotechnikou jsou typické regulátory konstantního, nebo variabilního průtoku. Regulační klapka reaguje na základě požadavku v čase a upravuje množství procházejícího vzduchu na stanovenou úroveň. Jelikož se v čase mění nejen statický tlak dopravovaného vzduchu, ale i požadavek na průtok regulační klapkou, je regulátor prvkem neustálých pohybů a přestavení pozice klapky. S tím se samozřejmě mění i akustická odezva regulátoru do potrubí vlivem škrcení vzduchu regulační klapkou.

V místě regulační klapky vzniká vlivem škrcení vyšší rychlost vzduchu. Čím vyšší rychlost vzduchu, tím vyšší akustická odezva vzniká a úměrně stoupá také hodnota akustického výkonu Lw, která je v tomto případě charakterizována jako Vlastní hluk – IL_[dB(A)]. Vlastní hluk ovlivňuje také dimenzí regulátoru, tj. volbou zbytečně vyšší dimenze regulátoru z důvodu rezervy negativně ovlivňujeme akustický výkon ve zúžení volné plochy klapky, a zde vzniká typické pískání, což se projeví zvýšením akustického výkonu, viz Obr. 2.

Obr. 2 Volné průřezové plochy regulátorů (modře) při stejných regulačních podmínkách

Vlastní hluk regulátoru je lokální zdroj hluku, který variabilně mění svou hodnotu a navyšuje negativně akustický výkon. Jedná se tedy o hluk, který je potřeba eliminovat nebo dodatečně utlumit, i přesto, že jsme již hlavní zdroj hluku utlumili na žádanou úroveň, například centrálním tlumičem.

Pokud vlastní hluk – IL převyšuje akustický výkon potrubí, stává se regulátor hlavním zdrojem hluku, který tvoří výsledný akustický tlak v místech distribuce vzduchu, tedy v místech, které mohou podléhat akustickým limitům. Na reálných stavbách se tedy běžně setkáváme s lokálními tlumiči hluku (pevnými nebo flexibilními), které se již od projektu, nebo dodatečně na stavbě umisťují za regulátory právě z důvodu eliminace vlastního hluku.

Lokální tlumiče hluku představují prvek, který je nutné vtěsnat do povětšinou prostorově velmi náročného podhledu. Zařazením tlumiče se prodlužuje instalační délka regulátoru a samotná instalace bývá velmi náročná, až nemožná z důvodu existence ostatních sítí TZB v podhledech.

Pro zjednodušení instalace a splnění i velmi náročných požadavků na akustiku vyvinula společnost Lindab Sales CZ novou generaci regulátoru: VRU Silent, tedy variabilní regulátor průtoku s integrovaným akustickým krytem, který eliminuje vlastní hluk regulátoru okamžitě po jeho vzniku již v samotném regulátoru a zamezí jeho šíření dále do potrubí.

Obr. 3 Konstrukce akustického regulátoru VRU Silent s integrovaným tlumičem hluku

Díky univerzální konstrukci je možné regulátor použít pro přívod či odvod vzduchu bez rozdílu na akustický útlum tedy v systému zónové rovnotlaké rekuperace, viz. Obr. 3.

Speciálně navržená konstrukce regulátoru je hybridním řešením regulace průtoku s vestavěným tlumičem hluku, a proto nenavyšuje instalační délku o případný dodatečný tlumič a díky integrované vzduchové bariéře nedochází k proudění vzduchu skrze akusticky pohltivý materiál při plně uzavřené regulační klapce.

Použití akustických regulátorů v bytových domech

Rekonstrukce panelových domů z dob minulého tisíciletí i moderní výstavba bytových domů s ohledem na udržitelnost, energie, protkané technologiemi a SmartHome systémy mají jedno společné, a tím je velice omezený prostor pro vedení VZT rozvodů. Pokud použijeme při návrhu větrání těchto typů bytových domů centrální systém, pak akustické variabilní regulátory plní funkci nejen přesné regulace do jednotlivých bytů, ale zároveň slouží jako dodatečný tlumič hluku způsobený VZT jednotkou a regulátorem samotným. Použitím VRU Silent vřadíte do systému zároveň hybridní tlumič hluku o celkové délce 600 mm.

Na Obr. 4 ve vykresleno schéma typického bytového domu s VZT jednotkou umístěnou na střeše objektu a centrálním tlumičem SLRS, nebo TUNE-S. Ruční regulační klapka reguluje tlakové poměry mezi nejbližší a nejvzdálenější větví stoupacího potrubí.

V jednotlivých bytech jsou na přívodu i na odvodu použity akustické variabilní regulátory VRU Silent v dimenzi Ø 125 mm, které regulují žádané množství vzduchu do bytu podle požadavku regulačního systému Pascal, nebo Simply Air. Z obrázku je patrné, že největší tlakovou diferenci, neboli redukci tlaku, musí zajistit nejbližší regulátor VRU Silent v bytě A, který je nejblíže vzduchotechnické jednotce. Akustický útlum regulátorů je v tomto případě průměrně 6–7 dB(A) a výsledný akustický tlak v bytě kolísá mezi 20–27 dB(A), což je bezpečná úroveň hluku pro splnění kritéria v obytných místnostech tj. 40 dB(A) během denních a 35 dB(A) během nočních hodin. Akustický tlak je splněn za předpokladu, že se potrubní rychlost vzduchu v bytových rozvodech bude pohybovat pod 4,5 m/s.

Obr. 4 Schéma centrálního větrání s použitím regulátorů VRU Silent

Pokud chceme dosáhnout ještě lepších akustických parametrů, je vhodnou volbou využít elektronicky ovládanou třícestnou klapku, která pomáhá přerozdělovat vzduch pro nárazové režimy větrání, viz Obr. 5. Použití TATBU klapky dále snižujeme požadovaný výkon ventilátorů, jelikož nezatěžujeme systém vzduchotechniky spouštěním nárazového stavu v bytě, ale využíváme vzduch z jiných prostor. Díky tomu se snižuje hluk VZT jednotky což má za následek dosažení lepších akustických parametrů. Nespornou výhodou je také rychlejší náběh nárazového stavu větrání především pro hygienické místnosti.

Klapka je lineárně řízena, proto pro každý stav větrání přináší své přednastavené hodnoty poměrového odtahu. Ve spojení se systémem Simply Air dokáže nabídnout klientům až 6 stavů větrání v bytě spínaných manuálně, nebo autonomně podle čidel vnitřního mikroklima.

Obr. 5 Schéma centrálního větrání s použitím regulátorů VRU Silent a klapkou TATBU

Celkový akustický útlum regulátoru se zohledněním jeho vlastního hluku a VZT jednotky je mnohem vyšší a to v rozmezí 13–20 dB(A) dle dimenze viz Tab. 1.

* IL sum – Celkový akustický útlum regulátoru při vážené hodnotě akustického výkonu před regulátorem: 47 dB(A)

Tab. 1 Tabulka akustického útlumu pro regulátor VRU Silent

Závěr

Použití hybridních akustických regulátorů variabilního průtoku přináší nenahraditelné výhody v použití s centrálními VAV/DCV systémy vzduchotechniky. Odpadá nutnost lokálního tlumení hluku, zachování uklidňovacích úseků a kompletní prostor potřebný pro instalaci se značně redukuje, což oceníte nejen během fáze projektování staveb, ale i během samotné montáže. Díky oboustrannému tlumiči je regulátor univerzální pro přívod i odtah vzduchu, útlum hluku je pevně stanoven bez vlivu a kvality především lokálních tlumičů.

Vzduchotěsná bariéra zabraňuje přestupu vzduchu akusticky izolačním materiálem, proto nedochází k nežádoucímu proudění během plně uzavřené klapky, které obsahuje obvodové těsnění pro úplné uzavření.

Akustický regulátor VRU Silent je kompatibilní s regulačními systémy Lindab SimplyAir a Lindab Pascal, které zajišťují ucelenou regulaci centrální vzduchotechniky pro bytové domy.