Speciale 194
Isolamento termico e monitoraggio HVAC: soluzioni avanzate per l'efficienza energetica
Articolo di Arch. Simone Michelotto

Riduzione del rumore negli impianti HVAC: tecnologie e soluzioni per il comfort acustico

Gli impianti HVAC e HVAC+R rappresentano una sfida acustica significativa negli ambienti produttivi; il rumore generato da questi sistemi può raggiungere livelli considerevoli, tipicamente compresi tra i 70 e i 95 dB(A), e richiede particolare attenzione sia in fase progettuale che durante l'esercizio. La problematica acustica non è solo una questione di comfort lavorativo, ma ha implicazioni normative, economiche, di salute e sicurezza che i tecnici del settore devono necessariamente considerare; il fenomeno del rumore negli impianti industriali non è semplicemente il risultato di un singolo componente, bensì la risultante della somma di interazioni tra molteplici elementi, ciascuno dei quali contribuisce in modo differente al bilancio acustico complessivo: i sistemi di ventilazione, ad esempio, generano flussi d’aria che interagiscono con strutture fisse e mobili creando fenomeni di turbolenza e risonanza; compressori e ventilatori, con la loro rotazione ad alta velocità, introducono frequenze multiple che richiedono un’approfondita analisi spettrale per essere efficacemente mitigate. L’approccio alla riduzione del rumore, dunque, richiede un’analisi dettagliata delle caratteristiche acustiche di ogni componente e l’adozione di strategie di intervento specifiche, che integrino soluzioni passive e attive.

La propagazione del rumore negli ambienti industriali segue percorsi multipli che possono rendere complesso l'intervento di mitigazione: nella propagazione aerea diretta il rumore si propaga direttamente dalla sorgente al ricevitore attraverso l'aria; in spazi ampi, l'attenuazione, in campo libero, segue la legge dell'inverso del quadrato della distanza, tuttavia le riflessioni sulle superfici modificano sostanzialmente questo comportamento ideale; nella propagazione strutturale le vibrazioni meccaniche si trasmettono attraverso le strutture solide dell'edificio (pavimenti, pareti, solai) per poi essere “rimbalzate” come rumore aereo in punti anche distanti dalla sorgente originaria (fenomeno particolarmente critico laddove le apparecchiature siano montate rigidamente alle strutture edilizie); le canalizzazioni aerauliche fungono da conduttori acustici, trasportando il rumore generato dai ventilatori e dalle altre apparecchiature attraverso l'intero sistema di distribuzione dell'aria, qui il rumore si propaga sia come onda sonora nel fluido contenuto che come vibrazione nella struttura metallica del canale stesso.

Le sorgenti di rumore negli impianti HVAC possono essere numerose, ognuna con caratteristiche acustiche peculiari. I compressori costituiscono, con tutta probabilità, la sorgente primaria di rumore, con emissioni caratterizzate da componenti tonali a bassa frequenza e vibrazioni trasmesse alla struttura; i compressori alternativi generano componenti impulsive particolarmente critiche, mentre i compressori centrifughi producono un rumore più continuo ma con componenti tonali pure che possono risultare particolarmente problematiche. I ventilatori centrifughi e assiali presenti nelle UTA generano rumore aerodinamico a banda larga, il rumore si propaga sia nell'ambiente esterno che all'interno delle canalizzazioni con ripercussioni su tutto il sistema di distribuzione; il livello sonoro generato è variabile a seconda della portata d'aria e della prevalenza.

Le torri evaporative e i condensatori producono rumore di carattere aerodinamico dovuto al flusso d'aria e alla caduta dell'acqua, con componenti a media e alta frequenza; il livello sonoro può raggiungere valori elevati nelle immediate vicinanze dell'apparecchiatura rappresentando una criticità particolarmente per l'impatto ambientale esterno. Nelle tubazioni e canalizzazioni il rumore generato dal passaggio di fluidi termovettori può provocare fenomeni di risonanza acustica, turbolenze localizzate e colpi d'ariete (fenomeno acustico che si verifica nelle tubazioni quando il flusso viene improvvisamente frenato o accelerato, generando un'onda di pressione che si propaga attraverso il sistema), con componenti spettrali variabili a seconda della geometria e delle condizioni operative; la velocità del fluido è direttamente correlata all'emissione acustica, secondo una legge esponenziale (il livello sonoro aumenta proporzionalmente alla sesta potenza della velocità). Nelle valvole e nelle serrande le turbolenze generate da riduzioni di sezione, cambi di direzione e regolazioni di flusso possono generare rumore considerevole, soprattutto in condizioni di elevato differenziale di pressione; il rumore prodotto è caratterizzato da componenti ad alta frequenza.

Le metodologie tradizionali per la riduzione del rumore si basano sui principi fondamentali dell'acustica applicata e includono l’impiego di materiali fonoassorbenti, l’isolamento acustico delle componenti e l’adozione di sistemi di ammortizzazione delle vibrazioni. Quali sono? Scarica lo Speciale e leggi l'articolo completo!