Czy niesłyszalny hałas może być szkodliwy?
Wyobraź sobie, że wchodzisz do budynku, i niemal natychmiast odczuwasz nieopisany dyskomfort. Nie słychać jednak żadnego hałasu. Jakość powietrza również wydaje się być dobra, nie są przez Ciebie wyczuwalne żadne odchylenia w tym zakresie. Po wyjściu z budynku, znika odczuwany wcześniej dyskomfort. Czy budynek sam w sobie mógł spowodować takie wrażenia? Niestety tak. Niedawno opublikowane badania wykazały możliwe źródło problemu – mogą nim być infradźwięki, czyli hałas niesłyszalny przez ludzkie ucho.
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) podała, że ludzie zgłaszają pewne objawy chorobowe po spędzeniu czasu w określonych budynkach. Ustalono, że objawy te są powiązane z konkretnymi budynkami, ponieważ użytkownicy doświadczali ich w środku, a po opuszczeniu danego budynku, objawy zmniejszały się i znikały całkowicie. Osoby te odczuwają najczęściej podrażnienie nosa i oczu, bóle głowy, infekcje dróg oddechowych, zmęczenie, zawroty głowy i nudności. Zostało to zdefiniowane przez WHO jako syndrom chorego budynku (SBS).
SBS jest używany do opisania sytuacji, w której użytkownicy budynku doświadczają poważnych problemów ze zdrowiem lub komfortem, wymienionych powyżej, a objawy te wydają się być bezpośrednio powiązane z czasem spędzonym w określonym środowisku wewnętrznym. Objawy SBS nasilają się wraz z dłuższym przebywaniem w danym budynku i ustępują po jego opuszczeniu. Podstawowym wyjaśnieniem SBS dla ogółu społeczeństwa jest zazwyczaj zła jakość powietrza. Jednakże późniejsze badania wykazały, że niesłyszalne dźwięki, zwany dalej również hałasem, w porównaniu z innymi mierzonymi parametrami środowiskowymi, w dużym stopniu przyczynia się do SBS.
Więcej o dźwięku
Ogólnie rzecz biorąc, dźwięk jest uważany za coś, co można usłyszeć. Ale w rzeczywistości dźwięk to cząsteczki powietrza, które oscylują i poruszają się, napędzane wahaniami ciśnienia. Ruchy cząsteczek aktywują błonę bębenkową, co sprawia, że człowiek rejestruje dźwięk. Ludzkie ucho odbiera dźwięki o częstotliwości od 20 do 20 000 Hz, natomiast dźwięki poniżej 20 Hz są dla człowieka niesłyszalne i nazywane są infradźwiękami. Dźwięk wpływa również na materiały, takie jak belki i ściany budynku. Mogą one zacząć wibrować z tą samą częstotliwością co dźwięk, a nawet zwiększyć jego natężenie. Dzieje się tak, gdy częstotliwość własna materiału jest taka sama jak częstotliwość dźwięku.
Związek syndromu chorego budynku z dźwiękami jest początkowo trudny do zauważenia. Są to dźwięki, których ludzkie ucho nie jest w stanie usłyszeć, i nawet w warunkach laboratoryjnych trudno jest zmierzyć hałas o niskiej częstotliwości. Co więcej, infradźwięki przemieszczają się w powietrzu, ale rozprzestrzeniają się również w formie drgań w materiałach budowlanych, co sprawia, że hałas jest szczególnie trudny do usunięcia. Niestety takie dźwięki o niskiej częstotliwości są kluczowym czynnikiem wywołującym syndrom chorego budynku.
Czy jest to problemem?
SBS jest na szczęście zjawiskiem dość nietypowym. WHO podaje, że 10–30% wszystkich nowych budynków w świecie zachodnim ma problemy z IEQ, lecz nie wszystkie z nich osiągają poziom pozwalający na zaklasyfikowanie ich jako budynków spełniających kryteria SBS.
Obecnie ludzie spędzają większość czasu w pomieszczeniach zamkniętych. Dlatego jakość środowiska w pomieszczeniach zamkniętych (IEQ) staje się coraz ważniejszym zagadnieniem. Rozważając IEQ, parametry, które są najczęściej brane pod uwagę, to: temperatura, poziom CO2 i wilgotność. Jednakże dowiedziono, że jakość dźwięku jest równie ważnym czynnikiem umożliwiającym osiągnięcie wysokiej jakości IEQ.
Jakość środowiska w pomieszczeniach można kontrolować za pomocą ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC), czyli rozwiązań napędzanych wentylatorami kontrolującymi temperaturę, poziom CO2 i wilgotność. Wiadomo jednak, że tego typu rozwiązania HVAC są również źródłami hałasu. Główną przyczyną tego hałasu są pracujące wentylatory. Co więc można zrobić?
Infradźwięki wydają się kluczowe
Przede wszystkim ważne jest wyważenie całego zespołu wentylatora, a nie tylko samego wirnika. Zespół wentylatora powinien być również zamontowany z odpowiednimi izolatorami drgań. Izolatory drgań redukują wibracje wentylatora i minimalizują przenoszenie drgań na budynek poprzez centralę wentylacyjną. Ponadto w całym systemie kanałów należy zastosować tłumiki dźwięku. Pomaga to w wielu budynkach, ale nie we wszystkich.
Zatem najlepszym sposobem poradzenia sobie z prawdziwymi problemami związanymi z hałasem jest zdobycie większej wiedzy w tym zakresie. Niedawne badania wskazują, że wentylator stosowany w systemach HVAC generuje infradźwięki. W obszarach wysokiego ciśnienia wewnątrz wentylatora zidentyfikowano niestabilność trwającą 20 obrotów wentylatora (obszary czerwone na rysunku). Obracające się obszary wysokiego ciśnienia dają częstotliwość szczytową 2,4 Hz. Jest to więc niesłyszalna, niska częstotliwość zwana infradźwiękami.
Czerwone obszary na powyższych rysunkach to obszary, w których panuje wysokie ciśnienie wewnątrz wentylatora. Generują one częstotliwość szczytową wynoszącą zaledwie 2,4 Hz, czyli niesłyszalne infradźwięki.
Nierównomiernie rozłożone obszary ciśnienia mogą być związane z przepływem powietrza przez szczelinę między osłoną, a kanałem wlotowym. Przepływ powietrza przez szczelinę jest również głównym źródłem szczytowych częstotliwości przy częstotliwości pracy łopatek wentylatora.
W Swegon projektujemy i produkujemy własne wentylatory. Pozwala nam to na usuwanie infradźwięków w naszych systemach, i podjęcie kroku w kierunku eliminacji syndromu chorego budynku.
