Ing. Marco Pellegrini 1

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1 Ing. Marco Pellegrini 1

2 Relazione tra componenti impiantistici ed impatto acustico componente dell impianti localizzazione tipica tipo di impatto rilevanza impatto Gruppi frigorigeni condensati ad acqua e bruciatori locali centrale frigorigena e termica nell interrato o in altro locale interno dell edificio in locale separato dell edificio sugli ambienti interni adiacenti sull ambiente esterno generalmente non elevata generalmente non elevata Torri evaporative, gruppi frigorigeni condensati ad aria in copertura o al suolo in esterno sull ambiente esterno elevata Elettroventilatori dell unità di trattamento dell aria (UTA) e di espulsione nell interrato o in altro locale interno dell edificio in copertura o in locale separato dell edificio sugli ambienti interni adiacenti e nei locali serviti dall impianto sull ambiente esterno e nei locali serviti dall impianto media media Tubazioni, elettropompe e condotte dell aria in cavedi, in controsoffitti e talvolta in vista sugli ambienti interni generalmente non elevata Unità terminali (bocchette, anemostati, ventilconvettori, ecc.) negli ambienti serviti dall impianto sugli ambienti stessi può essere significativa 2

3 UNITA TRATTAMENTO ARIA La fonte di rumore delle unità di trattamento aria (UTA), è costituita dal ventilatore. Generalmente centrifughi. Sono quattro le vie di trasmissione del rumore da parte di una tipica unità di trattamento d aria. 3

4 Rumore aereo di mandata, trasportato dal flusso d aria diretto verso l ambiente; Rumore aereo di ripresa, trasportato dal flusso d aria verso l UTA; Rumore irradiato attraverso le pareti della macchina nell ambiente circostante; Rumore irradiato dalle pareti del canale. 4

5 Effetti dell installazione sul rumore del ventilatore Una delle maggiori cause di aumento della rumorosità sulla mandata è dovuta all errata progettazione e/o installazione dei canali immediatamente a valle della bocca del ventilatore, che possono provocare una turbolenza eccessiva con aumento del livello sonoro dell impianto, soprattutto alle basse frequenze. 5

6 Per prevenire ciò è necessario calcolare la lunghezza effettiva 100% del tronco di canale dritto da mantenere tra la bocca di mandata del ventilatore e la prima diramazione o gomito. Essa può determinarsi in funzione della velocità dell aria in uscita. Si deve assumere un minimo di 2,5 diametri del condotto per i primi 12,5 m/s e aggiungere un diametro per tutti i 5m/s 6

7 Se il condotto è a sezione rettangolare, con i lati a e b il diametro equivalente è : Diametro equi. = 4ab/p 7

8 Effetto dei componenti delle UTA In generale i componenti tipici delle UTA esercitano una certa attenuazione sonora. Ad esempio i filtri d aria; Le batterie di raffreddamento e riscaldamento Pacchi di evaporazione degli umidificatore. Ad esempio il ventilatore a monte rispetto alle batterie garantisce un minore livello sonoro a valle rispetto ad un ventilatore posizionato a valle rispetto alla batterie 8

9 Mezzi di attenuazione del rumore Le pratiche più comuni per attenuazione del livello sonoro delle UTA possono riassumersi negli interventi che seguono: Scelta opportuna del ventilatore in relazione alle condizioni di funzionamento specifiche; Costruzione della copertura della macchina a doppia parete, con spessore di 25, 45 e finanché 100 mm e interposto materiale fonoassorbente. Le sezioni ventilanti sono rivestite all interno con lamiera forellata per consentire l assorbimento dell energia sonora 9

10 Applicazione di silenziatori del tipo dissipativo, il più delle volte esterni alla macchina sulla mandata e la ripresa dell aria. Questi interventi devono essere implementati da una progettazione più mirata verso il comportamento acustico delle UTA 10

11 Condizionatori autonomi roof top Quanto detto per le unità di trattamento d aria vale in generale anche per i condizionatori autonomi roof top, con la differenza che quest ultimi comprendono in aggiunta una sezione motocondensante ad aria, dotata perciò di uno o più compressori frigoriferi e di uno o più ventilatori elicoidali. 11

12 I condizionatori roof top sono sempre installati sulla copertura degli edifici o al suolo e il rumore generato può suddividersi tra quello prodotto dal ventilatore centrifugo del circuito aeraulico di mandata e ripresa e quello dovuto ai compressori e ai ventilatori della sezione condensante. 12

13 Considerazioni per il dimensionamento Per il dimensionamento dei condizionatori roof top è opportuno tenere presente che non conviene sovradimensionare o sottodimensionare la potenza frigorifera della macchina. Infatti il sovradimensionamento aumenta il rumore alla basse frequenze dei ventilatori centrifughi. Per contro, il sottodimensionamento aumenta il rumore alle alte frequenze. 13

14 E bene tenere presente che, a pari potenza frigorifera, è più agevole intervenire su numerose unità di piccola capacità che su una o due macchine a grande potenza. Con l aumentare della grandezza della macchina, la concentrazione di rumore in prossimità degli spazi aumenta, e anche il potenziale rumore a bassa frequenza emesso dai canali aumenta in modo significativo. 14

15 Considerazioni per l installazione AI fini di un installazione che permetta di contenere quanto più possibile il livello sonoro verso l ambiente, oltre alle tecniche raccomandate di esecuzione dei canali d aria, si possono consigliare alcuni interventi specifici per i condizionatori roof top. 15

16 Uno di questi consiste nel fatto che l uscita laterale dell aria dalle unità produce minor rumore a bassa frequenza nel condotto di alimentazione, rispetto alla mandata verso il basso. Infatti quando il condotto corre per una certa lunghezza al di sopra della copertura, una parte significativa dell energia sonora a bassa frequenza può irradiarsi all esterno, prima dell ingresso del condotto stesso nello spazio occupato. 16

17 E naturalmente importante posizionare la macchina al di sopra di spazi poco sensibili al rumore (bagni, depositi, etc.) 17

18 Un insieme di accorgimenti atti a ridurre il rumore trasmesso verso l ambiente dai condizionatori roof top è rappresentato dalla figura sottostante. 18

19 La macchina deve essere installata su supporti antivibranti in prossimità dei pilastri che supportano il piano di appoggio. Il condotto di mandata dovrebbe essere a sezione circolare per ridurre la produzione di rombi a basse frequenze. I condotti in corrispondenza della ripresa dovrebbero essere rivestiti all interno di materassini fonoassorbenti, per limitare l energia sonora del ventilatore verso la ripresa stessa. 19

20 Un altro intervento consigliabile è quello di isolare la zona condensante rispetto a quella evaporante per prevenire la trasmissione di rumore dai compressori e dai ventilatori elicoidali. 20

21 In presenza nelle vicinanze di zone sensibili l uso di barriere acustiche può permettere una certa protezione, anche se il loro limite, in pratica raramente supera un attenuazione di db. Nella messa in opera della barriera si devono rispettare le distanze di servizio e di prelievo dell aria prescritte dal costruttore della macchina. 21

22 Torrini di estrazione I torrini di estrazione sono utilizzati per espellere l aria viziata da ambienti confinati, quali bagni, cucine, etc. Sono realizzati in modelli svariati in un campo di portate d aria che può stimarsi compreso tra i 400l/s e 7000l/S, con pressioni statiche tra 15 P a e 750 P a 22

23 I torrini possono avere diverse configurazioni del ventilatore ed essere installati in modi differenti: Ingresso e uscita a bocca libera Ingresso a bocca libera/uscita canalizzata; Ingresso canalizzato e uscita a bocca libera; Ingresso e uscita canalizzati 23

24 La presenza di serrande in sommità, eventuali gomiti, subordinati a condizioni di installazione, fanno si che risulta estremamente necessario utilizzare modelli silenziati. 24

25 Torri di raffreddamento Le torri di raffreddamento d acqua sono utilizzate per lo smaltimento nell atmosfera del calore sottratto all impianto dell edificio stesso. Le torri sono fondamentalmente equipaggiate con un ventilatore centrifugo o con un ventilatore assiale. Il prelievo dell aria avviene sempre dalla parte inferiore della macchina e lo scarico è diretto verso l alto. 25

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27 E possibile proteggere delle zone sensibili in prossimità, orientando verso di esse il lato cieco della macchina con la minore emissione sonora, che permette di ottenere un guadagno di almeno 5 db rispetto al lato con i ventilatori centrifughi 27

28 Un altro accorgimento consiste nel non posizionare le torri prospicienti pareti riflettenti o peggio in posizione d angolo, data l incidenza del fattore ID (direzionalità) che si produrrebbe sull emissione sonora Quando l installazione è al suolo, il montaggio delle torri su una base rialzata permette di limitare l effetto di riflessione sonora da parte del terreno; in questo caso lasciando la terra smossa se ne aumenta l effetto di assorbimento acustico. 28

29 Caldaie e bruciatori La produzione di rumore nei generatori di calore si differenzia sensibilmente in relazione alla potenza e alla tipologia. I generatori di calore infatti in relazione alla loro applicazione possono suddividersi tra caldaie murali, quasi sempre installate negli stessi ambienti da climatizzare, caldaie a basamento, spesso installate in cantina o locali di servizio, e generatori di calore di media grande potenza installati in apposite centrali termiche. 29

30 Caldaie murali Nelle caldaie murali il rumore si differenzia soprattutto dal tipo di caldaia: con camera aperta (tipo B) o con camera stagna (tipo C) Le sorgenti di rumore sono ben individuabili, bruciatore, ventilatore e pompa di ricircolo. 30

31 L emissione di rumore dalle caldaie murali avviene in due modi: Sotto forma aereo nel locale stesso in cui la caldaia è installata; Sotto forma di rumore strutturale trasmesso attraverso le tubazioni e/o elementi di ancoraggio verso locali adiacenti o a distanza 31

32 Il rumore del bruciatore è ovviamente prevalente nelle caldaie di tipo B, nelle caldaie dito C è il ventilatore la fonte principale. Il livello di pressione acustica può variare da 46 db(a) a 55 db(a) 32

33 Interventi di controllo Isolare la caldaia dalla parete utilizzando viti con distanziatori elastici o materassini resilienti, dello spessore di almeno 5 mm tra le asole di montaggio e di sostegno sulla parete stessa. In questo modo si interrompe la continuità meccanica che favorisce la trasmissione di rumore strutturale tra la caldaia e la parete; Isolare i tubi di mandata e di ritorno dei circuiti idraulici per mezzo di elementi flessibili antivibranti 33

34 A installazione avvenuta se il rumore aereo generato dalla caldaia eccede i limiti ammessi o è comunque fastidioso per l utente, si può realizzare un armadietto di contenimento per le caldaie a camera stagna, rivestito internamento di materiale fonoassorbente. Questo consente un attenuazione del rumore che può raggiungere db. 34

35 Il rumore di bruciatori di grande potenza Esiste una relazione abbastanza diretta tra potenza termica sviluppata e il livello sonoro Il rumore assume un particolare rilievo nelle grandi centrali termiche, oltre i 1000 KW di potenza erogabile. In tali ambiti di potenza i bruciatori a gas si presentano tendenzialmente più rumorosi di quelli a gasolio. 35

36 Il livello sonoro dei bruciatori a gas è influenzato dal sistema di miscelazione tra il gas e l aria, dalla pressione del gas a monte. 36

37 Bruciatore Il rumore si trasmette soprattutto come rumore aereo e si distingue Rumore prodotto dal ventilatore dell aria di combustione; Rumore dovuto alla combustione, che rimane in parte circoscritto alla caldaia. 37

38 Caldaia Rumore prodotto dalla turbolenza e vorticosità della fiamma; Rumore prodotto da pulsazioni della fiamma che può produrre risonanze e risultare amplificato 38

39 Camino Il rumore è di tipo aereo ed è trasportato nei fumi di scarico; inoltre si aggiungono le vibrazioni trasmesse attraverso il tubo collettore della caldaia 39

40 Interventi di insonorizzazione Il sistema di insonorizzazione del sistema bruciatore-caldaiacamino comporta: Ottimizzazione del sistema di ventilazione; La progettazione del ventilatore; La realizzazione dei condotti che guidano l aria comburente attraverso un apposito plenum rivestito internamente di materiale fonoassorbente Incapsulamento del bruciatore entro una speciale cuffia afonica L uso di un silenziatore tra uscita della caldaia e il tubo collettore dei fumi; L uso di giunti antivibranti tra i diversi collegamenti 40

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42 Una soluzione recente è quella di prevedere l utilizzo di inverter per controllare la velocità del ventilatore, permettendo di modulare la capacità termica e ridurre il livello sonoro di 2-4 db al carico massimo e db al carico minimo 42

43 Il rumore prodotto dai ventilconvettori Due sono le fonti di rumore: Il ventilatore Il motore. A sua volta il rumore prodotto dal ventilatore ha due componenti: A banda larga prive di caratteristiche tonali, che si manifesta come rombo e fruscio; E la componente tonale prodotta dalla frequenza di passaggio pale della girante (500 Hz a 1000 Hz) a seconda della velocità del ventilatore 43

44 Il rumore presenta una decisa componente tonale, percepita come ronzii fastidiosi. Per le unità installate al di sopra del controsoffitto o al di sotto del pavimento rialzato le fonti di rumore sono tre: 44

45 Rumore di mandata dell aria. Tutto il rumore prodotto sul lato di mandata del ventilatore viene necessariamente trasmesso in ambiente; Rumore alla presa dell aria. Parte del rumore viene assorbito dal controsoffitto (o pavimento rialzato) Rumore irradiato dalla copertura dell apparecchio 45

46 Il livello di potenza sonora corrispondente si estende da circa 39 db(a) a 70 db(a) e i livelli di pressione sonora misurati a un metro si estendono da 31 a 60 db(a) alla massima velocità. In questo caso influisce notevolmente il fattore direzionalità. 46

47 Portate d aria alla massima velocità potenza sonora Portata d'aria alla Modelli (Lw db(a)) max velocità del ventilatore mc/h A B C D E

48 Rumore prodotto dai diffusori d aria Per diffusori si intendono i terminali per la diffusione dell aria e le griglie di ripresa. Il rumore è dato da due componenti: Quello trasmesso dai canali che viene trasmesso in ambiente; Quello generato per effetto della turbolenza dell aria che lo attraversa. 48

49 Un aspetto da tenere presente riguarda la caratteristica di miscelazione che il diffusore può realizzare tra l aria di mandata e l aria ambiente, paradossalmente tanto più è efficace tanto maggiore è il livello sonoro del diffusore. 49

50 Un ulteriore e non trascurabile caratteristica del rumore prodotto dai diffusori è che esso si manifesta nel campo di frequenza da 500 a 4000 Hz, il medesimo in cui si esprime la voce umana. 50

51 Verifica dei requisiti impianto di condizionamento Per la valutazione della rumorosità degli impianti di condizionamento ci si è basati sull esame di diversi indici, e sulla successiva comparazione dei valori rispetto al grado di interferenza col parlato livello indicato dalla tabella allegata e valutabile in un ambiente (ufficio) intorno ai 55 dba. 51

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53 L analisi è stata effettuata in condizione di non occupazione, cioè con il solo impianto di condizionamento in funzione. L NP = Valore proposto da Robinson DW che prende in considerazione due importanti attributi di disturbo del rumore, più grande il livello, più grande è il disturbo; più grande è la variabilità di fluttuazione di livello più fastidioso diventa. L NP = L eqa + (L A90 - L A10 ) =.. dba 53

54 ONI = indice di rumore in ufficio basato sullo stesso principio di L NP con la differenza che il rumore di fondo sostituisce il livello equivalente del suono, ed un fattore moltiplicativo 2,4 attenua il livello di fluttuazione in modo che si ottimizza la correlazione con la percentuale di soggetti insoddisfatti. ONI = L A90 + 2,4 (L A90 - L A10 ) 14 =.. dba 54

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56 Silenziatori I silenziatori attivi, generano per mezzo di dispositivi elettronici e di un autoparlante dei suoni di eguale ampiezza rispetto al suono in arrivo, ma di fase opposta tale da produrre un attenuazione del rumore a valle per effetto della cancellazione di fase Schema costruttivo misto 56

57 I silenziatori dissipativi dipendono dalla lunghezza degli stessi, dall entità della perdita di carico che introducono, dal numero, spessore e forma dei setti 57

58 I parametri necessari per affrontare la scelta di un silenziatore da istallare in un circuito aeraulico di ventilazione o di climatizzazione sono: Spettro sonoro della sorgente (ad esempio ventilatore dell unità di trattamento) Spettro sonoro richiesto a valle del silenziatore (ad esempio, in ambiente) Velocità dell aria Perdita di carico del silenziatore Perdita di inserzione del silenziatore Rumore autogenerato 58

59 In generale i silenziatori devono essere installati il più vicino possibile al ventilatore o alla sorgente di rumore, sia sulla bocca di mandata che sulla ripresa. 59

60 Controllo del rumore idraulico e degli scarichi Il rumore prodotto dai circuiti idraulici al servizio degli impianti tecnici degli edifici rappresenta una delle principali cause di disturbo ambientale. Esso può raggiungere punti molto lontani dall origine senza mai subire attenuazione naturale. Il rumore trasportato dall acqua nei tubi è prodotto dalla cavitazione delle pompe, dallo strozzamento dovuto a valvole e ad altri circuiti. 60

61 Pulsazioni e colpi d ariete I colpi d ariete sono dovuti a chiusure molto rapide di valvole e si producono anche a velocità del fluido relativamente basse. 61

62 I fattori ai quali dovrebbe mirare una progettazione consapevole del controllo idraulico sono soprattutto i seguenti: Contenimento della velocità e pressione del flusso dell acqua nel circuito; Scelta adeguata del materiale dei tubi; Isolamento di tubi e pompe contro la trasmissione verso le strutture; Isolamento delle pompe contro la trasmissione di vibrazioni verso i tubi 62

63 Controllo delle pulsazioni e dei colpi d ariete; Scelta e installazione di apparecchi, valvole e componenti vari in relazione alle loro caratteristiche acustiche 63

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65 Esempi di bonifica 65

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