M11-Hluk a chvění ve vzduchotechnice

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA STAVEBNÍ
JIŘÍ HIRŠ, GÜNTER GEBAUER
TZB - VZDUCHOTECHNIKA
MODUL BT02-11
HLUK A CHVĚNÍ VE VZDUCHOTECHNICE

STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
TZB-Vzduchotechnika, Modul BT02-11 Hluk a chvění ve vzduchotechnice


































© Ing. Günter Gebauer, CSc., Ing. Olga Rubinová, Ph.D., Brno 2005
- 2 (18) -
Obsah
OBSAH
1 Úvod ...............................................................................................................5
1.1 Cíle ........................................................................................................5
1.2 Požadované znalosti..............................................................................5
1.3 Doba potřebná ke studiu .......................................................................5
1.4 Klíčová slova.........................................................................................5
2 Hluk a chvění ve vzduchotechnice ..............................................................7
2.1 Hluk a jeho útlum ve vzduchotechnice .................................................7
2.1.1 Zdroje hluku ve vzduchotechnice ...........................................7
2.1.2 Šíření zvuku vzduchotechnickým zařízením ..........................8
2.1.3 Útlum hluku ve vzduchotechnice............................................8
2.1.4 Řešení akustických poměrů ve vzduchotechnice..................10
2.1.5 Prvky útlumu hluku...............................................................10
2.1.6 Metody snižování hluku........................................................11
2.2 Chvění a jeho útlum ............................................................................12
2.2.1 Veličiny charakterizující chvění a jeho řešení......................12
2.2.2 Tlumicí prvky........................................................................13
2.2.3 Návrh pružného uložení........................................................14
2.2.4 Stavební opatření minimalizující chvění VZT......................14
2.3 Příklad .................................................................................................14
2.4 Úkol.....................................................................................................15
2.5 Kontrolní otázky .................................................................................15
3 Závěr............................................................................................................17
3.1 Shrnutí.................................................................................................17
3.2 Studijní prameny .................................................................................17
3.2.1 Seznam použité literatury .....................................................17
3.2.2 Seznam doplňkové studijní literatury ...................................18
3.2.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny...........................18

- 3 (18) -

Úvod
1 Úvod
1.1 Cíle
Hluk a chvění jsou negativním projevem provozu technických zařízení
s nepříznivým dopadem na stav vnitřního prostředí budov.
Cílem modulu je seznámení čtenáře s problematikou hluku vzduchotechnic-
kých zařízení, se zásadními akustickými veličinami, metodami a prostředky
k eliminaci negativních projevů hluku a chvění na lidský organismus.
1.2 Požadované znalosti
Výchozí ke studiu jsou poznatky z stavební akustiky.
1.3 Doba potřebná ke studiu
Potřebná doba studia závisí na znalostech poznatků stavební fyziky a vyžádá si
2 hodiny.
1.4 Klíčová slova
Hluk, chvění, hladina intenzity zvuku, hladina akustického tlaku, hladina
akustického výkonu, útlum hluku, útlum chvění, tlumiče hluku, izolátory chvě-
ní

- 5 (18) -

Hluk a chvění ve vzduchotechnice
2 Hluk a chvění ve vzduchotechnice
Zvuk je doprovodným jevem provozu řady technických zařízení a technologic-
kým procesů. Vzniká i při tvorbě interního mikroklimatu budov vzduchotech-
nickým zařízením a projevuje se jako hluk nebo chvění s negativním dopadem
na stav prostředí. V budovách se hluk šíří vzduchem, zařízením vzduchotech-
niky (zejména potrubím) a konstrukcemi (chvěním částmi připojených k zaří-
zení).
Zvuk je akustický tok, který je doprovodným a přirozeným projevem pří-
rodních dějů, technologických procesů a životního prostředí člověka.
Hluk lze definovat jako zvuk, který působí rušivě či škodlivě zejména na
člověka.

Chvění lze charakterizovat jako projev zvukových vln v tuhých tělesech.
Hlavními zdroji hluku a chvění ve vzduchotechnice jsou ventilátory, pračky,
vzduchovody, elementy výtoku a sání vzduchu.
2.1 Hluk a jeho útlum ve vzduchotechnice
V souvislosti s návrhem zařízení ke tvorbě interního mikroklimatu je nutno
navrhnout opatření minimalizující jeho negativní účinek na lidský organismus
efektivními technickými prostředky a řešením minimalizující jeho projev.
Spektrum hluku se popisuje základními akustickými veličinami, kterými jsou
hladiny akustického tlaku. Výchozí pro řešení útlumu hluku v technice prostře-
dí je nařízení vlády č. 502/2000 Sb. a č. 88/2004 Sb., které stanoví přípustné
maximální hladiny akustického tlaku a jejich korekce na pracovištích, uvnitř
staveb pro bydlení, ve stavbách občanského vybavení a ve venkovním prostře-
dí.
2.1.1 Zdroje hluku ve vzduchotechnice
Zdroje hluku ve vzduchotechnice lze rozdělit na zdroje hlavní, podružné a
zdroje pozadí.
Hlavní zdroj hluku ve vzduchotechnice tvoří ventilátor s elektromotorem. Cel-
ková hladina akustického výkonu ventilátoru L
p
závisí na jeho vzduchovém
výkonu V
p
, tlakovém výkonu ∆p a konstrukci. Pro radiální ventilátory lze
hodnotu L
p
určit z rovnice.
cpspp
pVLL ∆++= .1,0log.20log.10 (1)
kde - L
sp
hladina měrného akustického výkonu (dle výrobce obvykle 58 až 64
dB).
Podružné zdroje tvoří turbulentní proudění vzduchu potrubím při změnách
profilu a rychlosti proudění. Hluk vzniká dále v kolenech, odbočkách i
v koncových prvcích přívodu a odvodu vzduchu. K určení konkrétních hodnot
- 7 (18) -
TZB-Vzduchotechnika, modul BT02-11, Hluk a chvění ve vzduchotechnice
aerodynamického hluku těchto zdrojů jsou odvozeny formule uvedené v [4] a
[5].
Hluk pozadí je příznačný zejména pro vnější prostředí. Uplatní se zejména při
měření, kdy nesmí překrýt sledovaný hluk. Hladina měřeného hluku musí být
minimálně o 3 dB vyšší než hluk pozadí. Je-li menší měření nelze provést.
Násobné zdroje se vytváří současným působením dvou či více zdrojů hluku o
hladinách L
i
. Jejich společný účinek lze vyjádřit superpozicí dle formule 2.
( )
∑
=
i
.1,0
so
10log.10
L
L (2)
2.1.2 Šíření zvuku vzduchotechnickým zařízením
V prostoru se akustická energie šíří od zdroje všemi směry vlnami, jejichž úči-
nek ovlivňuje okolí svými akustickými vlastnostmi. Zvuk se nešíří jen vzdu-
chotechnický zařízením vzduchem, ale i stavebními konstrukcemi zejména
chvěním částí připojených k zařízení i volným prostorem. Problematiku šíření
zvuku lze pro účely vzduchotechniky rozdělit na šíření zvuku volným a uzavře-
ným prostorem. Negativním projevem šíření zvuku je hluk. Idealizovaná pro-
blematika šíření hluku vzduchotechnického zařízení je patrná na obr. 1. Zá-
kladním zdrojem hluku je ventilátor. Jeho hluk se šíří potrubím do interiéru i
exteriéru budovy, přičemž se uplatní všechny způsoby šíření, jak volným, tak
uzavřeným prostorem i stavebními konstrukcemi. Šíření zvuku ve volném a
uzavřeném prostoru, předepsané hlukové veličiny a kritéria hodnocení akustic-
ké složky prostředí uvádí [1].

r
A
Interiér
Akustické mikroklima
Přípustné hodnoty hluku
Ln, LA, N, K
Tlumič hluku
Exteriér
Přípustné hodnoty hluku
L
n
, L
A
, N, K
Primární zdroj hluku a chvění - ventilátor
Šíření hluku konstrukcí

Šíření hluku uzavřeným prostorem

Strojovna
VZT
Chvění
S
α
r
B
Dz, Dkl
Šíření volným prostorem

Lso
L
r

Body A a B vymezují kontrolní místa daná minimální
vzdáleností a tudíž i největším účinkem akustické
expozice subjektu zdrojem hluku.
Q
Do
Lo
Dvo
Dk
L
so

Lr

Obr. 1 Schéma šíření hluku ze vzduchotechnického zařízení
2.1.3 Útlum hluku ve vzduchotechnice
Při provozu vzduchotechnických zařízení vzniká hluk, který se šíří vzducho-
technickým zařízení a konstrukcemi budov. Důležitou složk