Jak snížit hluk při provozu vibračního čerpadla?
V obytných budovách ve velkých městech, jako je Petrohrad a Moskva, jsou čerpací jednotky zpravidla umístěny v suterénu. V důsledku nevyváženosti rotoru motoru a čerpadla nebo poruchy ložisek se mechanická energie přeměňuje na zvukovou energii vyzařovanou do místnosti, kde je zařízení instalováno, a vibrační energii (vibrace) šířící se obvodovým pláštěm budovy. Plášť budovy prochází oscilačním pohybem (především ohybovými vibracemi), který způsobuje emisi zvukové energie v místnostech nad nimi.
Snížení hladiny hluku čerpacích zařízení v obytných budovách
V místnosti umístěné přímo nad čerpací stanicí je energie pronikajícího zvuku určena součtem energií vzduchem šířeného hluku procházejícího mezipodhledem a vibračního hluku vyzařovaného obvodovými konstrukcemi.
Obr. 1 Schéma přenosu zvukové energie z čerpací stanice
V čerpacích stanicích se celkové hladiny akustického tlaku pohybují v průměru kolem 80-85 dB. Nabízí se otázka, zda takové hladiny mohou určovat hlukový režim v obytných prostorách v důsledku pronikání hluku přes dělicí plot.
Mezipodlahové stropy oddělující čerpací prostory od bytů zpravidla váží více než 300 kg/m2 a jejich průměrná zvukoizolační schopnost od hluku šířeného vzduchem je asi 50 dB. Za předpokladu hladiny akustického tlaku cca 90 dB získáme hladinu akustického tlaku pronikajícího mezipodlahovými protihlukovými podlahami cca 40 dB. Přitom v bytech umístěných nad čerpacími stanicemi dosahují hladiny akustického tlaku 60 dB (viz tabulka 6). Například v čerpací místnosti (Ns 1 podle tabulky 6) je hladina akustického tlaku 76 dB a v bytě nad čerpací stanicí je 67 dB (54 dB „A“), tedy pouze o 9 dB méně.
Je zřejmé, že vzduchem přenášený hluk v čerpací místnosti není příčinou hluku v bytech a snížení hluku v čerpací stanici, např. díky zvukové pohltivosti nesníží hladinu hluku v bytech.
Za celkovou hladinu akustického tlaku v bytě lze považovat hluk pronikající stropem podlahy (L1) a hluk způsobený vibracemi obálky budovy (L2). Při neprůzvučnosti stropu Rср = 30 dB bude mít hluk pronikající do bytu hladinu akustického tlaku cca 60 dB a při shodném hluku L1 a L2 se celková hladina akustického tlaku v bytě zvýší o 3 dB. V tomto případě zvýšením zvukové pohltivosti v čerpací místnosti můžete mírně snížit celkovou hladinu hluku v bytě. S nárůstem Rav se snižuje vliv zvukové pohltivosti na celkovou hladinu hluku v bytě. Při Raver = 50 dB má pronikající vzduchem šířený hluk hladinu akustického tlaku jen asi 40 dB. Při součtu energie by měl být hluk L1 a L2 asi 60 dB. Vzhledem k tomu, že L1 má hladinu akustického tlaku 40 dB, a pomocí grafu určíme, že hladina hluku L2 by se měla rovnat téměř 60 dB, tj. vliv hluku L2 lze zanedbat. Ošetření čerpací stanice tlumiči zvuku tak prakticky snižuje hladinu hluku pouze v samotné čerpací stanici Snížení hluku v čerpací místnosti se prakticky nevyžaduje, protože personál údržby je v čerpacích místnostech krátkou dobu. Je vhodné omezit hluk šířící se z čerpací místnosti umístěné vedle schodiště z důvodu větší zvukové izolace dveří.
Vibrace z čerpací jednotky jsou přenášeny do obálky budovy třemi způsoby:
1) přenos přes základ čerpací jednotky;
2) přenos potrubím;
3) přenos přes akustické „mosty“.
Výsledkem výzkumu byl zjištěn vliv jednotlivých drah přenosu vibrací na hladinu hluku v bytech. Největší vliv má přenos vibrací přes základy pevně spojené s podlahou. Hladina hluku v bytech přitom dosahuje 45-50 dB („A“).
Vibrace přenášené na uzavírací konstrukce potrubím mají poněkud menší dopad. Přibližně můžeme předpokládat, že na délce potrubí 10 m se amplituda rychlosti kmitání sníží 2-2,5krát. Takový útlum není dostatečný a proto při tuhém spojení potrubí a stěn je vibrace stěn stále velmi výrazná a způsobuje hluk v bytech s úrovní 40-45 dB („A“).
Pokud jsou pod základy tlumiče a v potrubí pružné pryžové vložky, bude hladina hluku v bytech stále vyšší než standardní hodnota, pokud se neodstraní akustické „tmely“. Akustické „mosty“ v čerpacích stanicích jsou především konzoly a stojany, které podpírají potrubí, kovové trubky spojující podlahu a základ a sloužící k napájení motorů a stavební suť, která zůstává mezi základem instalace a podlahou. Odstranění „mostů“ snižuje hladinu hluku přibližně o 5 dB „A“.
U tří cest přenosu vibrací je nutné nejprve izolovat základy a poté potrubí a teprve poté odstranit akustické „mosty“.
Snížení přenosu vibrací pouze po druhé a třetí cestě celkovou hladinu hluku v bytech prakticky nesníží.
Rýže. 2 Obecné schéma izolace vibrací čerpací jednotky
1 – založení na tlumičích
2 – pružné vložky
3 – vibrační izolace potrubí
4 – držák s elastickým těsněním
5 – stojan s elastickým těsněním.
Pro snížení hluku v bytech je tedy zapotřebí soubor opatření k zajištění úplné lokalizace vibrací v čerpací stanici. Při vývoji opatření je třeba vzít v úvahu, že tlumiče a izolace potrubí by měly snížit hladinu hluku o minimálně 10 – 15 dB „A“.
Je třeba poznamenat, že uzavírací struktury mají různé amplitudy oscilační rychlosti. Stěny mají největší amplitudy. Jejich amplituda je přibližně jedenapůlkrát vyšší než přesahy a přípustné hodnoty rychlosti kmitání by neměly překročit 0,001 ÷ 0,0015 cm/s. Při takovýchto velikostech vibrací obvodových konstrukcí nejsou v bytech pozorovány žádné zvýšené hladiny hluku.