Hałas to pojęcie często (nad)używane. Bo czym jest hałas? Czy jest to konkretny rodzaj dźwięku, jego częstotliwość, jego bezwzględna lub względna – w stosunku do innych dźwięków – głośność, spektrum widmowe, częstość występowania? Jeśli by się nad tym zastanowić i zapytać o zdanie kilku osób, to opinie będą nieco rozbieżne – dla jednych coś będzie hałasem, a dla innych nie. Ale jednak jedna rzecz pojawi się w odpowiedziach prawie zawsze – głośność (rozumiana subiektywnie, a nie jako pojęcie stricte z zakresu akustyki). Jakiego rodzaju dźwięk by nie był, to jego (subiektywnie) zbyt wysoka głośność będzie nazywana hałasem. Istnieją również usystematyzowane i formalne opisy i definicje hałasu.

I tak na przykład zgodnie z Centralnym Instytutem Ochrony Pracy – Państwowym Instytutem Badawczym [9] hałasem określa się wszelkie niepożądane, nieprzyjemne, dokuczliwe, uciążliwe lub szkodliwe drgania ośrodka sprężystego, oddziaływujące za pośrednictwem powietrza na narząd słuchu i inne zmysły oraz elementy organizmu człowieka. W tym artykule zajmiemy się właśnie tymi zagadnieniami w kontekście eksploatacji instalacji HVAC.

Co mówi prawo?
Mówiąc o drganiach ośrodka sprężystego mówimy oczywiście o powietrzu, ale nie tylko – ośrodkiem sprężystym jest też czynnik instalacyjny, a także materiał konstrukcyjny, z którego wykonany jest dany element instalacji, czy to metalowy, czy tworzywowy.

W każdym z tych materiałów drgania roznoszą się inaczej i z inną prędkością, a także inaczej są tłumione, ale finalnie, aby człowiek mógł je usłyszeć, to muszą trafić do ucha wewnętrznego i mieć określoną częstotliwość. Najczęściej propagacja fali do ucha wewnętrznego następuje za pośrednictwem ucha zewnętrznego (małżowiny usznej), a do tego ucha za pośrednictwem powietrza. Aby, zatem, można było mówić o hałasie rozumianym jako dźwięk, to drgania z instalacji muszą się przedostać do powietrza. Mówiąc, natomiast, o dźwiękach, mamy na myśli drgania cząstek powietrza z zakresu słyszalnego dla człowieka. Zakłada się, że jest to zakres od ok. 20 Hz do ok. 20 kHz (dla młodej, zdrowej osoby).

Istnieje szereg wymagań prawnych i aktów normatywnych regulujących kwestie dotyczące hałasu w budynkach, z czego głównym dokumentem w tym zakresie są „Warunki Techniczne” [8]. W rozdziale IX, zatytułowanym „Ochrona przed hałasem i drganiami” zapisano m.in., że:

§ 323.

1. Budynek i urządzenia z nim związane powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby poziom hałasu, na który będą narażeni użytkownicy lub ludzie znajdujący się w ich sąsiedztwie, nie stanowił zagrożenia dla ich zdrowia, a także umożliwiał im pracę, odpoczynek i sen w zadowalających warunkach.
2. Pomieszczenia w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej należy chronić przed hałasem:
   1) zewnętrznym przenikającym do pomieszczenia spoza budynku;
   2) pochodzącym od instalacji i urządzeń stanowiących techniczne wyposażenie budynku;
   3) powietrznym i uderzeniowym, wytwarzanym przez użytkowników innych mieszkań, lokali użytkowych lub pomieszczeń o różnych wymaganiach użytkowych;
   4) pogłosowym, powstającym w wyniku odbić fal dźwiękowych od przegród ograniczających dane pomieszczenie.

Zatem wprost wskazane jest, iż należy użytkowników lokali chronić przed hałasem pochodzącym od instalacji HVAC. Na podobnej zasadzie traktowanie są tutaj drgania, przed propagacją których również należy stosować adekwatne środki ochrony. Do tego rozdziału, wspomniane rozporządzenie przywołuje szereg norm z zakresu akustyki i drgań, metod ich pomiaru i wyrażania, oceny i wpływu na ludzi, ochrony przed hałasem oraz wartości dopuszczalnych, w tym następujące normy:

• PN-B-02151-02:1987/Ap1:2015-05: Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach – Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku w pomieszczeniach
• PN-B-02151-3:2015-10: Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach – Część 3: Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych
• PN-B-02151-4:2015-06: Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach – Część 4: Wymagania dotyczące warunków pogłosowych i zrozumiałości mowy w pomieszczeniach oraz wytyczne prowadzenia badań
• PN-B-02156:1987: Akustyka budowlana – Metody pomiaru dźwięku A w budynkach
• PN-B-02170:2016-12: Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki
• PN-B-02171:2017-06: Ocena wpływu drgań na ludzi w budynkach
• PN-EN 20140-3:1999/A1:2007: Akustyka – Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Pomiary laboratoryjne izolacyjności od dźwięków powietrznych elementów budowlanych
• PN-EN 20140-10:1994: Akustyka – Pomiary izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Pomiary laboratoryjne izolacyjności od dźwięków po-wietrznych małych elementów budowlanych
• PN-EN ISO 10848-2:2007: Akustyka – Pomiary laboratoryjne przenoszenia bocznego dźwięków powietrznych i uderzeniowych pomiędzy przylegającymi komorami – Część 2: Dotyczy lekkich elementów w przypadku małego wpływu złącza
• PN-EN ISO 140-4:2000: Akustyka – Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Pomiary terenowe izolacyjności od dźwięków powietrznych między pomieszczeniami
• PN-EN ISO 140-5:1999: Akustyka – Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Pomiary terenowe izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych ściany zewnętrznej i jej elementów
• PN-EN ISO 140-6:1999: Akustyka – Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Pomiary laboratoryjne izolacyjności od dźwięków uderzeniowych stropów
• PN-EN ISO 140-7:2000: Akustyka – Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Pomiary terenowe izolacyjności od dźwięków uderzeniowych stropów
• PN-EN ISO 140-8:1999: Akustyka – Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Pomiary laboratoryjne tłumienia dźwięków uderzeniowych przez podłogi na masywnym stropie wzorcowym
• PN-EN ISO 354:2005: Akustyka – Pomiar pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej

Należy przy tym pamiętać, aby każdorazowo sprawdzać aktualność norm. Na przykład niektóre z ww. norm, ciągle występujących w przytoczonym rozporządzeniu, zostały już wycofane przez PKN i/lub zastąpione innymi. Ponadto, jak wytłumaczyłem w artykule [4], nie ma obowiązku stosowania Polskich Norm, więc zapisy w nich zawarte nie są obligatoryjne i nie muszą być spełnione.

Do kontroli z zakresu przekroczeń dopuszczalnych poziomów hałasu oddelegowana jest Państwowa Inspekcja Sanitarna i może ona dokonać stosownych czynności, ale dopiero po zgłoszeniu takiej potrzeby przez poszkodowanych – nie sprawuje ona bowiem takiej kontroli domyślnie, w ramach prowadzonego nadzoru.

Źródła hałasu w instalacjach HVAC
Można wyróżnić kilka podstawowych źródeł (elementów) drgań i dźwięków w instalacjach. Są to:

• Źródła ciepła, np. kotły, pompy ciepła, wymienniki ciepła itd.,
• Odbiorniki ciepła, np. grzejniki, fancoile itd.,
• Rury, kanały i inne przewody,
• Armatura (zawory, przepustnice, klapy itp.),
• Urządzenia, których praca opiera się na zmianach położenia części ruchomych, np. pompy obiegowe, wentylatory, sprężarki, elektrozawory itd.

Czyli, generalnie, wszystko może hałasować? Tak, wszystko, ale w różny sposób i z różnych powodów. Generacja drgań i dźwięków następuje głównie z uwagi na:

• Tarcie statyczne i dynamiczne części składowych o siebie, zmieniających względem siebie położenie,
• Przepływ czynnika (wody, powietrza itd.), powodujący powstawanie tarcia o ścianki elementów,
• Powstawanie drgań własnych (rezonansów) elementów i/lub fragmentów instalacji, pobudzanych przez przepływ czynnika, lub przez okresowo zmienne drgania innych elementów i urządzeń, np. pomp obiegowych, sprężarek, wentylatorów itp.,
• Przelewanie się czynnika, związane z przepływem przez niepełny przekrój rur, zbiorników itd.,
• Generację gazów i ich przepływ w czynniku i w elementach instalacji (zapowietrzenie, kawitacja, wolny gaz itd.).

Tarcie statyczne i dynamiczne części składowych o siebie
Jest rzeczą oczywistą, że ciała stałe, które się ze sobą stykają i które zaczynają się względem siebie przemieszczać, doznają na powierzchni styku tarcia, które generuje drgania i dźwięk. No dobrze, ale tu jest mowa o tarciu dynamicznym, a co do tego ma wspomniane tarcie statyczne, gdy elementy się względem siebie nie przemieszczają? Dużo – wszak żeby nastąpiło tarcie dynamiczne, to najpierw elementy muszą być w bezruchu i wówczas na powierzchni styku doznają tarcia statycznego. Siły związane z tarciem statycznym są co do zasady większe, niż te przy tarciu dynamicznym – wszak np. trudniej jest najpierw ruszyć szafę z podłogi, niż później dalej ją pchać. A gdzie taką sytuację możemy obserwować w przypadku pracy instalacji HVAC? Ano w wielu miejscach. Jednym z głównych powodów wstępowania przechodzenia od tarcia statycznego do tarcia dynamicznego są zmiany temperatury elementów, czyli coś, co jest z definicji wpisane w pracę każdej instalacji ogrzewczej i chłodniczej. Zmiany temperatury elementów powodują zmiany ich rozmiarów – np. metal nieco rozszerza się, gdy jest podgrzewany, a tworzywo sztuczne rozszerza się znacznie bardziej. Oczywiście różne metale i różne tworzywa sztuczne mają różne wartości współczynników rozszerzalności cieplnej i w różny sposób zmieniają swoje wymiary pod wpływem zmian temperatury. Jeśli dwa takie metale/tworzywa są ze sobą zespolone w sposób trwały (zespawane, stopione ze sobą itp.), to zmiana temperatury będzie skutkowała powolnym, ciągłym i bezgłośnym odkształceniem/wykrzywieniem się całego zespołu, gdyż jeden z elementów rozszerzy się bardziej, niż drugi – na takiej zasadzie działa np. najprostszy termostat bimetaliczny. Gdy jednak zespolenie nie będzie trwałe i np. oba elementy będą do siebie tylko dociśnięte, czy spięte, to przy zmianie ich temperatury powstające naprężenia sprężyste będą stopniowo rosły, aż w końcu pokonają siłę pochodzącą od tarcia statycznego, z którą dociśnięte są oba elementy do siebie i nastąpi gwałtowane, szybkie przemieszczenie, do nowego stanu równowagi, uzyskanego dzięki tarciu statycznemu w tym nowym stanie. Efekt ten, słyszalny jako stukanie/strzelanie, nazywa się czasem efektem stick-slip. Jeśli więc przy nagrzewaniu lub przy chłodzeniu instalacji słychać stuki i trzaski, to nie są to zawory, to są… i tutaj możemy wymienić kilka rzeczy:

• Grzejniki
  Jak wytłumaczyłem wyżej – jeśli dane urządzenie byłoby jednorodnym ciałem, to ze stukami nie mielibyśmy do czynienia (no chyba, że takie urządzeniu by pękło pod wpływem zmian temperatury wywołujących naprężenia i zmiany wymiarów). Współczesne grzejniki nie są jednak jednorodnymi konstrukcjami – składają się z co najmniej kilku elementów, wykonanych z różnych materiałów i połączonych ze sobą w różny sposób – przez skręcenie na gwincie, przez zgrzanie, przez zespawanie, przez sklejenie, przez (właśnie) docisk itd. Na przykład wiele członowych grzejników aluminiowych (Rys. 6) wykorzystuje stalowe złączki międzyczłonowe, a stal ma inny współczynnik rozszerzalności cieplnej, niż aluminium. Zatem przy szybkim nagrzewaniu i/lub przy szybkim chłodzeniu mogą być słyszalne stuki, będące skutkiem przemieszczanie się tych elementów względem siebie. Efekt ten zna zapewne każdy użytkownik takich grzejników. Rozwiązanie tego problemu jest dość proste – wystarczy dać złączki aluminiowe, takie grzejniki również są dostępne na rynku. Popularne przed laty członowe grzejniki żeliwne również wykazywały te problemy, ale były one mniej dokuczliwe. Żeliwo bardzo dobrze tłumi drgania, a więc także dobrze tłumi propagację fali dźwiękowej. Stal i aluminium radzą sobie z tym słabo – wystarczy popukać metalowym elementem w każdy z takich grzejników i usłyszymy różnicę. Poza tym różnica we współczynnikach rozszerzalności cieplnej między stalą i żeliwem jest mniejsza, niż między stalą i aluminium, a więc też mniejsze są potencjalne przemieszczenia elementów.
  Podobne zjawisko występowało w przypadku ożebrowanych grzejników rurowych, nazywanych „rurami Faviera” (Rys. 1). Blacha, stanowiąca ożebrowanie, nawinięta była na rurę i zwykle nie była z nią zespolona trwale (zespawana) na całej długości, a tylko na końcach. Zatem nawet jeśli sama rura jak i ożebrowanie wykonane było ze stali o tym samym, albo bardzo zbliżonym współczynniku rozszerzalności cieplnej, to przy zmianie temperatury stuki i tak występowały z uwagi na fakt, iż sama rura wydłużała się pod ożebrowaniem oraz z uwagi na znacząco inną prędkość nagrzewania się obu elementów – siłą rzeczy ożebrowanie nagrzewało się wolniej, niż sama rura. Grzejniki takie, podobnie jak członowe grzejniki żeliwne, ciągle są produkowane.
  Charakterystyczne dla tego zjawiska jest to, że stukanie/strzelanie jest częstsze i zwykle głośniejsze przy nagrzewaniu, niż przy chłodzeniu. Wynika to z faktu, iż nagrzewanie elementów instalacji przebiega szybciej, niż chłodzenie.
  Inną przyczyną stuków wydobywających się z okolic grzejnika, a także związanych z siłami pochodzącymi od przechodzenia z tarcia statycznego do dynamicznego, może być przemieszczanie się grzejnika na zawiesiach mocujących do ściany, niewyposażonych w tłumiące drgania i dźwięk, tworzywowe podkładki (Rys. 2). Wówczas metalowe elementy trą o siebie, powodując efekty dźwiękowe podobne do opisanych powyżej.
• Rury
  Ktoś może się zastanawiać, w jaki sposób opisane wyżej zjawisko może mieć związek z rurami, skoro są to elementy albo jednorodne (np. stalowe lub miedziane), albo wykonane z warstw trwale i na całej powierzchni zespolonych ze sobą (popularne rury wielowarstwowe różnych typów). Skoro tak, to nie mogą tu występować gwałtowane, skokowe przemieszczenia poszczególnych elementów względem siebie. Owszem, w samej rurze nie, ale rura prowadzona jest w instalacji z przejściami przez przegrody – stropy, podłogi, ściany. Jeśli więc takie przejście, będące równocześnie podparciem, wykonane jest w sposób uniemożliwiający rurze swobodny ruch, to zjawisko będzie analogiczne, jak dla grzejników. Prawidłowe przejście rury przez przegrodę powinno być wykonane z użyciem dodatkowej tulejki, przez którą przechodzi rura (Rys. 3), a przynajmniej z wykonaniem nieco większego otworu, niż średnica samej rury. Niedopuszczalne jest np. zabetonowywanie rury w przegrodzie.

Podobnie sytuacja wygląda z dodatkowymi podporami na rury. Mogą być one albo przesuwne, albo nieprzesuwne, ale generalnie w tych nieprzesuwnych zawsze powinno się stosować tworzywowe podkładki tłumiące (Rys. 4).

Przepływ czynnika powodujący powstawanie tarcia o ścianki elementów
To bodaj najbardziej oczywisty i najbardziej intuicyjny powód powstawania hałasu – skoro coś płynie, to może szumieć. Zgadza się, i tutaj również dotyczyć to może różnych elementów instalacji.

• Grzejniki
  Przepływ czynnika przez sam grzejnik nie powoduje mocno uciążliwych dźwięków, gdyż prędkość przepływu jest z reguły niewielka. Czynnik, przepływając przez grzejnik, rozpływa się na wiele kanałów i z reguły kilka płyt (w grzejniku płytowym), bądź na wiele członów (Rys. 5), zatem jego prędkość maleje wielokrotnie w stosunku do prędkości, z jaką czynnik wpływa do grzejnika. Aby przepływ powodował powstawanie znaczących efektów dźwiękowych, to w czynniku musi się znaleźć gaz, albo ciała stałe, trące o jego ścianki [7].
• Rury, przewody i kanały
  Hałas powodowany tarciem czynnika o ścianki przewodów to najczęściej spotykane zjawisko. O ile okresowo występujące dźwięki stuków i trzasków generowane przez pracujące grzejniki są dość głośne i mogę być przez to uciążliwe, to szum generowany przez czynnik przepływający przez przewody (czynnik ciekły w rurach, powietrze w kanałach wentylacyjnych) zwykle odbierany jest jako jeszcze bardziej uciążliwy – nie jest tak głośny, ale za to jest ciągły. Szum wynika z tarcia czynnika o ścianki wewnętrzne, więc im są one gładsze, tym to zjawisko jest słabsze. Rury tworzywowe i miedziane charakteryzuje się gładszymi ściankami, niż rury stalowe. Podobnie – im mniejsza prędkość przepływu czynnika, tym dźwięki cichsze. Co również istotne – tworzywa sztuczne mają zarówno lepsze właściwości tłumiące drgania i dźwięk w miejscu powstawania, jak i gorzej propagują je w porównaniu z metalami. Zatem korzystniejsze pod względem rozpatrywanego tematu są przewody z tworzywa sztucznego, zwłaszcza wielowarstwowe (łączenie kilku warstw poprawia efekt), niż np. ze stali.
• Pompy, wentylatory, sprężarki
  Są to elementy, które zwykle są mocnymi generatorami drgań i dźwięków, z uwagi na pracę elementów wirujących, zwykle z dużą prędkością obrotową.Dźwięki, jakie generowane są przez te urządzenia, można podzielić na:
  – Dźwięki wynikające ze stałego przepływu czynnika, tj. tarcia cząsteczek czynnika o ścianki elementów urządzeń. Te dźwięki mają zwykle charakter ciągły, wysokoczęstotliwościowy;
  – Dźwięki wynikające z odrywania się strug czynnika od ścianek elementów i jego zawirowań. Te dźwięki mają zwykle charakter okresowy i dokuczliwe są zwłaszcza w instalacjach z czynnikiem ciekłym;
  – Dźwięki wynikające z kawitacji (dotyczy instalacji z czynnikiem ciekłym), tj. gwałtownej, lokalnej zmiany stanu skupienia cieczy w gaz i na powrót w ciecz. Towarzyszą temu gwałtowne zmiany ciśnienia, generujące dźwięki;
  – Dźwięki wynikające z pracy elektrycznych silników napędzających, tarć w łożyskach, mimośrodowych obrotów elementów wirujących (niewyważenie, zużycie) itd.
  Drgania i dźwięki roznoszą się po instalacji zarówno przez sam czynnik, jak i przez przewody. Co naturalne – im większa prędkość obrotowa wirników ww. elementów, tym większy potencjalny hałas i drgania. Jednym ze sposobów ograniczania propagacji tego zjawiska na instalację jest montaż tych urządzeń do przewodów instalacji za pośrednictwem tłumików/kompensatorów drgań/ wibroizolatorów (Rys. 7).
  Oczywiście podstawowym zabiegiem mającym na celu minimalizację hałasu, oprócz optymalizacji konstrukcji samych urządzeń, jest zmniejszanie prędkości obrotowej ich wirników, ale także ustawianie punktu pracy (wytwarzanego ciśnienia i strumienia pompowanego czynnika) możliwie blisko punktu maksymalnej sprawności.
• Zawory
  Hałas powstający w zaworach może mieć zarówno charakter ciągłego szumu, jak i stukania/furkotania i wynikać może z różnych przyczyn:
  – Zbyt duża prędkość przepływu czynnika i/lub zbyt wysoka wartość dławionego ciśnienia. Dotyczy to generalnie wszystkich zaworów, ale istotne jest to zwłaszcza w przypadku zaworów grzejnikowych, gdyż znajdują się one zwykle w strefie przebywania ludzi i nie mogą być w żaden sposób schowane, ani zaizolowane. Należy mieć na uwadze, że zjawisko szumów powodowanych płynącym przez zawór czynnikiem nie jest związane jedynie z wartością dławionego ciśnienia, jak często podaje się w piśmiennictwie, a zależy ono od kombinacji dławionego ciśnienia i strumienia płynącego czynnika. Strata ciśnienia na zaworze rośnie bowiem w miarę jego zamykania, osiągając maksimum dla pozycji pełnego zamknięcia, a nie towarzyszy temu monotoniczny wzrost głośności szumów. Opisaną sytuację prezentuje rysunek 8. Zilustrowano na nim krzywe poziomu (tzw. ważonego, filtrem typu A) ciśnienia akustycznego wytwarzanego przy dławieniu czynnika w typowym zaworze grzejnikowym, dla kilku wartości nastawy wstępnej, w funkcji strumienia czynnika i dławionego ciśnienia.
  W praktyce jednak operuje się kryterium maksymalnego dławionego przez zawór ciśnienia, jako warunkiem bezszumnej pracy urządzenia. Najczęściej przyjmuje się, iż nie może to być więcej niż 20–35 kPa.
  – Innym powodem może być nieprawidłowe podłączenie zaworu w instalacji, niezgodnie z wymaganym kierunkiem przepływu. Tutaj również istotne jest to zwłaszcza w przypadku zaworów grzejnikowych, ale nie tylko z uwagi na ich lokalizację w pomieszczeniu, ale także z uwagi na konstrukcję. Charakterystyczny hałas, będący furkotaniem, może wydobywać się z takiego zaworu, gdy czynnik zamiast płynąć pod grzybek, napływa znad grzybka. Wówczas uszczelka, która się na nim znajduje (Rys. 9 i Rys. 10), „odkleja” się od grzybka, naciąga i „strzela”, wracając znowu na powierzchnię grzybka i tak w kółko, z częstotliwością zwykle kilku Hz.

Problem z odwrotnym podłączeniem przewodów dotyczy najczęściej grzejników dolnozasilanych (Rys. 6), w których zawór grzejnikowy jest wbudowany fabrycznie – w „zwykłej” instalacji, z grzejnikami bocznozasilanymi, trudno bowiem popełnić taki błąd, bo każdy instalator widzi jak i gdzie montuje zawór. Jeśli w grzejniku dolnozasilanym podłączymy przewody odwrotnie, to czynnik wpływał będzie nie pod grzybek zaworu, ale z jego boku i na niego, powodując opisane już wyżej problemy – szum i/lub furkotanie (Rys, 9 i Rys. 10). Podobne furkotanie może mieć miejsce, gdy zawór podłączony jest prawidłowo, ale uszczelka poluzowała się na grzybku.
– Kolejnym zjawiskiem, które również powoduje efekty dźwiękowe podobne do strzałów lub furkotania, jest cykliczne, szybkie naprzemienne otwieranie się i zamykanie zaworu, nawet przy jego prawidłowym montażu, zgodnie z kierunkiem przepływu czynnika. Taka sytuacja ma miejsce wtedy, gdy ciśnienie pompowe jest wysokie – wówczas sprężyna dociskająca grzybek zaworu do gniazda zaworu nie jest w stanie utrzymać go w tej pozycji z uwagi na napór czynnika i „odskakuje” od gniazda, naprężą się, wraca do gniazda i tak w kółko.

W instalacjach wentylacyjnych odpowiednikami zaworów są wszelkiego rodzaju zasuwy i przepustnice, na których powstaje szum. Podobnież – szum powstaje na czerpniach i wyrzutniach powietrza, na nawiewnikach itd.

Powstawanie drgań własnych (rezonansów)
Każdy układ, który posiada masę i podatność (sztywność) charakteryzuje się pewną częstotliwością drgań własnych (tzw. rezonansu mechanicznego), a w praktyce takich częstotliwości jest wiele. Nie inaczej jest z instalacją. W czym problem? Otóż jeśli do układu dostarczy się sygnał okresowy zmienny, który będzie miał częstotliwość równą lub zbliżoną do jego częstotliwości rezonansowej, to nawet niewielkie amplitudy tego dostarczonego sygnału spowodują duże amplitudy drgań układu. Wszelkie więc elementy wirujące pomp, wentylatorów i sprężarek są świetnymi generatorami drgań instalacji. W drgania mogą wpadać mniejsze i większe fragmenty instalacji, ale także poszczególne jej elementy z osobna. Przykładowo – stuknijmy paznokciem w płytę płytowego grzejnika stalowego. Dźwięk, który usłyszymy to właśnie dźwięk częstotliwości drgań własnych.

Przelewanie się czynnika, związane z przepływem przez niepełny przekrój rur, zbiorników itd.
To zjawisko jest najczęściej spotykane w instalacjach kanalizacyjnych i instalacjach wody zimnej, ewentualnie w instalacjach ciepłej wody użytkowej wyposażonej w zasobniki wody. Tutaj w zasadzie jedynym efektywnym sposobem walki z hałasem jest odpowiednie izolowanie akustyczne i odpowiedni projekt, zapewniający odpowiednią lokalizację danych elementów i przewodów – z zasady możliwie odległą od miejsca przebywania użytkowników.

Generacja gazów i ich przepływ w czynniku i w elementach instalacji
To zagadnienie dotyczy instalacji z czynnikiem ciekłym. Zagadnienia związane z generacją, przenoszeniem i usuwaniem z instalacji gazów szczegółowo omówiłem w artykule [6]. Generalnie, z punktu widzenia efektów dźwiękowych, istotne jest zarówno niedopuszczanie do powstawania gazów w formie wolnej, jak i stosowanie zabiegów i urządzeń pomagających w usuwaniu tych gazów, jeśli już się pojawią. Nie zawsze możliwe jest zapobieżenie powstawaniu tych gazów, gdyż niektóre z nich, jak powietrze rozpuszczone w wodzie, są immanentną cechą pracy instalacji przy zmiennych temperaturach. Jednak generację innych gazów można ograniczyć przez stosowanie odpowiedniego czynnika i/lub jego uzdatnianie i/lub stosowanie odpowiednich materiałów konstytucyjnych elementów instalacji.

Na koniec
Istnieje wiele różnych sposobów ograniczania i niwelowania hałasu i drgań w instalacjach, od tych polegających za zapobieganiu ich powstawaniu, opisanych w tym artykule, do tych izolujących od nich użytkowników, gdy już powstaną. Do grupy tych ostatnich można zaliczyć choćby izolowanie cieplne przewodów i armatury – rzecz może nie oczywista, ale bardzo istotna. Zwłaszcza izolacje wykonane z wełny mają tutaj pożądane właściwości tłumiące, natomiast materiały spienione (styropian) są pod tym względem gorsze.

Materiały źródłowe:
[1] Danielak M.: Najczęstsze źródła hałasu w instalacjach HVAC, Polski Instalator, 1/2017 (257), str.: 36–37,
[2] Muniak D.: Armatura regulacyjna w wodnych instalacjach grzewczych. Typy, konstrukcje, charakterystyki, zastosowania, PWN, Warszawa 2017,
[3] Muniak D.: Podłączenie grzejników: rozwiązania systemowe, zestawy podłączeniowe, Polski Instalator, 9/2021 (297), str.: 18–23, wersja on-line: https://www.polskiinstalator.com.pl/artykuly/instalacje-grzewcze/3252-pod%C5%82%C4%85czenie-grzejnik%C3%B3w-rozwi%C4%85zania-systemowe,-zestawy-pod%C5%82%C4%85czeniowe,
[4] Muniak D.: Polskie Normy – (nie)obowiązkowość stosowania, Polski Instalator, 9/2021 (297), str.: 38–41, wersja on-line: https://www.polskiinstalator.com.pl/artykuly/prawo-i-finanse/3253-polskie-normy-%E2%80%93--nie-obowi%C4%85zkowo%C5%9B%C4%87-stosowania,
[5] Muniak D.: Wpływ autorytetu wewnętrznego regulacyjnych zaworów grzejnikowych na ich dobór i charakterystyki hydrauliczne, Rozprawa doktorska, Kraków 2014,
[6] Muniak D.: Zanieczyszczenia gazowe w instalacji ogrzewczej – jak się ich pozbyć?, Polski Instalator, 9/2023 (313), str.: 16–22, wersja on-line: https://www.polskiinstalator.com.pl/artykuly/instalacje-grzewcze/32-41-zanieczyszczenia-gazowe-w-instalacji-ogrzewczej-%E2%80%93-jak-si%C4%99-ich-pozby%C4%87zby%C4%87,
[7] Muniak D.: Zanieczyszczenia stałe w instalacji ogrzewczej – jak się ich pozbyć?, Polski, Instalator, 7–8/2021 (296), str.: 30–33, wersja on-line: https://polskiinstalator.com.pl/artykuly/instalacje-grzewcze/3251-zanieczyszczenia-sta%C5%82e-w-instalacji-ogrzewczej-%E2%80%93-jak-si%C4%99-ich-pozby%C4%87,
[8] Obwieszczenie Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 15 kwietnia 2022 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2022 poz. 1225),
[9] Witryna internetowa: http://archiwum.ciop.pl/1352.html,
[10] Witryna internetowa: https://koszykhydraulika.pl/uchwyty-obejmy-uchwyt-obejma-podwojna-do-rur-3%2F4-guma,c165,p492,pl.html,
[11] Witryna internetowa: https://www.favierex.pl/produkty/grzejniki-przemyslowe-z-rur-stalowych-ozebrowanychzwane-favierami
[12] Witryna internetowa: https://www.klimatyzacja.pl/klimatyzacja/artykuly/pompy-ciepla/pompy-w-chlodnictwiei-klimatyzacji-tlumienie-drgan