O hluku a tepelných čerpadlech bez vzorců, grafů a tabulek

Tepelná čerpadla jsou zdrojem hluku a ten je nutné posoudit, případně řešit. Nosnou myšlenkou rozhovoru s Ing. Miroslavem Kučerou, Ph.D., specialistou na hluk a vibrace z Ústavu techniky prostředí, ČVUT v Praze je, že alespoň orientační porozumění problematice hluku může svou preventivní funkcí významně pomoci a nasměrovat stavebníka k volbě správného postupu, aby se vyvaroval omylům vyplývajícím z mylného chápání údajů o hluku, které udávají prodejci.

S problematikou hluku se stále více setkávají stavebníci, kteří si jako zdroj tepla zvolí tepelné čerpadlo vzduch-voda nebo vzduch-vzduch. Je to dáno tím, že aby toto tepelné čerpadlo dokázalo v chladných zimních podmínkách s výrazně zvýšenou potřebou tepla na vytápění získat z venkovního vzduchu dostatek tepelné energie, musí výměníkem tepelného čerpadla procházet značné množství vzduchu. Toto množství roste s klesající teplotou venkovního vzruchu. Jednou z hlavních příčin hluku je tak běh ventilátoru a následně, od proudění vzduchu, vznikající hluk i na výměníku, žaluziích, vzduchovodech atp. Běžně používaná tepelná čerpadla mají ve své venkovní části i kompresor. A ten je druhou hlavní příčinou hluku. Čím větší výkon je od kompresoru požadován a čím nižší je teplota venkovního vzduchu, tím pracuje s vyššími otáčkami a tedy produkuje větší hluk a vibrace. Vibrace z kompresoru se mohou přenášet například na kryt venkovní jednotky a vznikají další emise hluku. Proto se od kdysi nekontrolovaného umísťování tepelného čerpadla na základě stížností na hluk přešlo k přísné regulaci. Ta je podchycena v legislativě. A to jak hygienické, tak stavební. Pro stavební povolení jsou vyžadovány projekční studie a pro kolaudaci autorizované měření, které doloží splnění hygienických hlukových limitů v okolních, proti hluku chráněných, místech.

Jak v rozhovoru upozorňuje Ing. Miroslav Kučera, Ph.D., je vždy bezpečnější provést preventivní, technicky odborné prověření výpočty, jak hluk z uvažovaného tepelného čerpadla ovlivní okolí, než následně hledat a realizovat dodatečná řešení. Pro komfort stavebníka je dobré posoudit i vnitřní prostředí jeho domu, .

Rozhovor je strukturován tak, aby postupně procházel problematikou hluku. Aby naznačil, na co si dát pozor, jaké jsou limity, možnosti ovlivňování šíření hluku až k rozhodnutí, jak provést výběr tepelného čerpadla. Odpovědi jsou co nejvíce přístupné nejen odborníkům na hluk, osobám poučeným, ale pokud možno i stavebníkům a laikům s alespoň základním technickým vzděláním.

Obr. Příklad údaje o hluku v energetickém štítku tepelného čerpadla (hladina akustického tlaku 52 dB vně budovy). Nepoučený stavebník nezná význam tohoto údaje a jeho vztah k hygienickému limitu chráněného prostoru, například u okna sousedova domu, kde limitem může být například maximální přípustná ekvivalentní hladina akustického tlaku 40 dB(A) v noci. Zásadní chybou pak je, pokud jen z tohoto údaje vychází projektant.

Akustický výkon, akustický tlak

Základem porovnání tepelných čerpadel, pro jejich výběr, pro umístění na konkrétní parcele, by měl být údaj o akustickém výkonu, respektive hladině akustického výkonu, a to při maximálním výkonu tepelného čerpadla. Neboť ten limituje použitelnost TČ. Důležité je to zejména v noční době, kdy je legislativně přípustný hygienický limit hluku nejnižší, a přitom v této době může být požadován zvýšený výkon, neboť nižší noční venkovní teploty vyžadují vyšší výkon pro vytápění. Dalším údajem je akustický tlak, respektive hladina akustického tlaku v určité vzdálenosti, zpravidla 1 metr od pomyslného středu tepelného čerpadla. Velikost akustického tlaku se odvíjí od akustického výkonu, a v první řadě závisí na vzdálenosti místa, kde akustický tlak měříme, od pomyslného středu TČ. Nezávisí však jen na vzdálenosti, ale i na konkrétním umístění TČ s ohledem na možné odrazy hluku od okolních stěn, na případných omezeních pro šíření hluku, které vytváří terénní nerovnosti, ploty atp. Akustický výkon, a tedy i akustický tlak, závisí dále na konkrétních provozních podmínkách. Ty se u moderních tepelných čerpadel s řízením výkonu a měnícími se otáčkami ventilátorů a kompresorů mění v širokém rozsahu.

Existuje údaj o hluku na tzv. energetickém štítku. Tam se uvádí hladina akustického výkonu pro určité provozní parametry tepelného čerpadla dané normou. Z toho je zřejmé, že tento údaj slouží jen pro vzájemné porovnávání tepelných čerpadel. Je nutné vědet, že údaj ze štítku vůbec nemusí odpovídat konkrétní skutečnosti. Pokud projektant nezváží, za jakých podmínek byly údaje o hluku zjištěny, s velkou pravděpodobností se dopustí omylu.

Hluk je složen z mnoha zvuků

Tak, jako se například akord zahraný na struny kytary skládá ze tří a více tónů o různých frekvencích kmitání, tak i hluk je smíchán z nejrůznějších zvuků. Od nejhlubších, slyšitelných, až po ty nejvyšší. Toto frekvenční složení hluku má velký význam, neboť se mění, jak TČ řídí svůj výkon. Lidské ucho některé frekvence slyší lépe, jiné hůře. Hygienické limity na toto pamatují a projektant musí zohlednit hlukové spektrum konkrétního tepelného čerpadla v uvažovaném rozsahu výkonů, tedy provozních podmínek ventilátoru, kompresoru. Jinak může vzniknout problém. „Nelze se spokojit s tím, když výrobce řekne, že hlučnost tepelného čerpadla je například 50 decibelů,“ zdůrazňuje Ing. Kučera.

Při posuzování hluku z tepelného čerpadla je pro dodržení stanovených limitů nutné zohlednit i úroveň hluku, který už na daném místě působí. Například od dopravy ze silnic, železnic, z jiných tepelných čerpadel v okolí atp. Jednotlivé akustické tlaky pocházející od různých zdrojů hluku v různých místech, z různých směrů, se v konkrétním místě sčítají. Protože máme k dispozici (naměříme) údaje v decibelech (tedy hladiny akustických tlaků), nemůžeme je jen aritmeticky sčítat.

Pro přiblížení významu decibelů platí to, že zvýšení hluku v určitém místě na dvojnásobek (dvojnásobné zvýšení akustického výkonu zdroje) znamená zvýšení hodnoty hladiny akustického výkonu číselně o 3 decibely.

Je žádoucí, aby měl projektant domu povědomí o hluku z tepelných čerpadel, aby stavebníka na nutnost hluk řešit upozornil, aby s ním probral možná řešení, a do projektu provedl potřebné výpočty. Pokud to automaticky nenavrhne projektant, měl by si to stavebník vyžádat sám. Protože pro kolaudační řízení je nutné předložit výsledek provozního měření dokazující splnění limitů a bez něj schvalující orgán kladné rozhodnutí nevydá.