Esposizione al rumore delle pompe di calore e sua riduzione

Negli ultimi anni, sul mercato residenziale, per compensare l'aumento dei prezzi dell'energia e per un uso energetico più economico, sono installate sempre più spesso pompe di calore e impianti di climatizzazione. Tali dispositivi, però — a differenza delle caldaie a gas — sono dotati anche di unità esterne rumorose, indipendentemente dalla loro configurazione. Le tipologie più moderne sono già molto più silenziose dei modelli di costruzione comune; tuttavia, con il tempo e in condizioni di temperatura esterna estreme, si può prevedere che l'unità esterna possa disturbare i vicini. Per ridurre il disturbo si presentano numerose possibilità tecniche.

Tipologie di pompe di calore

Le pompe di calore sono sistemi composti da apparecchiature impiantistiche a basso consumo energetico, che trasferiscono calore da un luogo a un altro, fornendo così soluzioni di riscaldamento e raffreddamento in applicazioni residenziali e industriale-commerciali. Estraggono o restituiscono calore dall'aria, dal terreno o dall'acqua. Il loro ampio impiego è motivato dalla capacità di ridurre le emissioni di gas serra e di garantire un consumo energetico inferiore rispetto ad altre tecnologie, costituendo un'alternativa più sostenibile ed economica ai metodi tradizionali di riscaldamento e raffreddamento. L'effetto di rumore prodotto dal funzionamento delle pompe di calore dipende da più fattori. Per capirlo, vale la pena passare brevemente in rassegna la loro costruzione e il loro principio di funzionamento. Attualmente distinguiamo quattro tipi di pompe di calore:

1. Pompe di calore aria-acqua
2. Pompe di calore aria-aria (fan-coil)
3. Pompe di calore acqua-acqua
4. Pompe di calore geotermiche e a sonde geotermiche
5. Pompe di calore ad assorbimento a gas (tipicamente non residenziali)

Le pompe di calore aria-acqua sono le più diffuse, grazie alla loro semplice installazione e al ridotto ingombro. Estraggono il calore dall'aria esterna e lo trasferiscono all'interno; il loro fluido vettore è l'acqua. Nelle pompe aria-acqua tradizionali, quanto più bassa è la temperatura esterna, tanto maggiore è l'energia necessaria all'estrazione del calore: in questi apparecchi è perciò frequente l'impiego di un riscaldamento di integrazione. In generale, sommando costi di investimento ed esercizio, questa tipologia ha i costi minori, soprattutto nelle case unifamiliari. Si possono usare per raffrescamento, riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria, autonomamente o insieme all'impianto di riscaldamento esistente (ibrido). Sono i dispositivi che generano il maggior numero di lamentele per il rumore. Tra le pompe aria-acqua si distinguono tre modalità costruttive di base:

• Monoblocco (compatte): unità esterna e interna in un unico apparecchio, di norma collocato all'esterno
• Split: composte da un'unità esterna e un blocco idraulico interno.

Le pompe di calore aria-aria estraggono il calore dall'aria esterna e lo trasferiscono all'aria di un altro ambiente. Le pompe di calore aria-aria sono i condizionatori in grado di riscaldare e raffrescare.

Le pompe di calore acqua-acqua estraggono il calore dall'acqua di falda. Richiedono due pozzi: uno per il prelievo dell'acqua e uno per la restituzione; possono essere usate per raffrescamento e riscaldamento. A causa della perforazione dei pozzi, il costo di avviamento è più elevato. Le pompe di calore geotermiche sfruttano il calore della terra. Esistono due tipi:

• Nella pompa geotermica a collettori orizzontali si posano tubazioni in orizzontale a circa 1,5 m di profondità — il Sole riscalda direttamente questo strato di terreno.
• Nella pompa geotermica a sonde verticali si trivella verticalmente, in funzione delle caratteristiche geologiche del sito, a 60-150 m di profondità. Il numero delle sonde è determinato dal fabbisogno termico.

Sorgenti di rumore

L'impatto sonoro più rilevante è quello delle pompe di calore ad aria. Esse si compongono di quattro elementi principali:

• compressore,
• condensatore,
• valvola di espansione e
• evaporatore.

Tra questi, il compressore e il funzionamento dei ventilatori associati al condensatore e all'evaporatore (movimentazione dell'aria) sono accompagnati da un rumore maggiore; va inoltre menzionato l'effetto sonoro della pompa di circolazione del riscaldamento. Il rumore del ventilatore dipende da vari fattori: dal tipo di ventilatore e dal numero di giri, dal flusso d'aria e dalla differenza di pressione. Il flusso d'aria è influenzato dallo scambiatore di calore: quando l'aria lo attraversa, genera rumore aerodinamico. L'intensità del rumore varia in funzione della configurazione dello scambiatore di calore e della velocità dell'aria. La fonte del rumore generato è poi l'elevato volume d'aria movimentato. I rumori possono inoltre derivare dal fatto che, durante il ciclo di raffreddamento, l'acqua presente nell'aria gela nello scambiatore di calore; per un corretto funzionamento della pompa, il compressore deve quindi essere fatto girare per un certo tempo in senso inverso per sbrinare il ghiaccio.

L'impatto sonoro delle pompe geotermiche e acqua-acqua è notevolmente inferiore, poiché non prelevano il calore dall'aria e non hanno quindi ventilatori. Tuttavia, anche in questo caso, per il ciclo di raffreddamento-riscaldamento e per garantire la circolazione del fluido frigorigeno negli scambiatori è necessario un compressore, che costituisce ugualmente una sorgente di rumore. Anche le parti interne ed esterne delle pompe di calore generano rumore. Il livello di pressione sonora della maggior parte delle moderne unità esterne di pompa di calore è in media intorno a 60 dB — che corrisponde al normale parlato umano — ma generano rumore a frequenze diverse. Alcuni modelli possono raggiungere livelli di rumore inferiori, e il livello dipende anche dalla modalità e dal regime di funzionamento. Il livello di pressione sonora delle unità interne è di solito compreso tra 18 e 30 dB. Il livello di pressione sonora è generalmente fornito dai produttori per le diverse modalità o per il funzionamento a piena capacità, come livello di pressione sonora (L_p) ponderato A, in decibel (dBA). Talvolta si fornisce il livello di potenza sonora, che è una grandezza di tipo diverso: il livello di potenza sonora (L_w) si riferisce alla sorgente, mentre il livello di pressione sonora (L_p) cambia con la posizione della sorgente, le condizioni ambientali e la distanza dalla sorgente. I valori di pressione sonora di catalogo vanno quindi considerati insieme a tali condizioni: in una concreta installazione possono risultare valori diversi rispetto a quelli di catalogo. La curva di ponderazione A, nell'indicatore mono-numero del livello di pressione sonora equivalente, attenua e sottostima le componenti a bassa frequenza; in tema di suoni di bombo i bassi valori numerici possono quindi restituire un'immagine eccessivamente ottimistica (di circa 20 dB nell'intervallo tonale tipico di funzionamento dei compressori).

Le pompe di calore residenziali sono tipicamente più rumorose d'inverno e nella produzione di acqua calda sanitaria — quando il fabbisogno termico è massimo. In condizioni di freddo, anche la funzione di sbrinamento, che dura qualche minuto, può causare un disturbo temporaneo, ripetendosi peraltro più volte all'ora: in tali fasi è di solito il compressore a causare l'effetto tonale disturbante (bombo nella gamma 80-120 Hz).

Requisiti di rumore

I valori limite di esposizione al rumore e alle vibrazioni degli impianti tecnici degli edifici sono prescritti da un decreto governativo, al momento della stesura di questo articolo dal Decreto congiunto 27/2008. (XII. 3.) KvVM-EüM. La logica sottesa al decreto è che determinati edifici vanno tutelati dal rumore in corrispondenza della loro facciata, dove chi vi soggiorna ha diritto al silenzio, al riposo a finestra aperta. I valori limite sono di conseguenza più severi di notte. I requisiti tengono inoltre conto dell'ambiente in cui si trova l'edificio da tutelare, ad esempio in ambito metropolitano — già di per sé più rumoroso — le soglie sono più elevate. Per il singolo sito possono valere ulteriori requisiti, da esaminare sempre caso per caso. È inoltre rilevante che gli abitanti possano essere legittimamente disturbati dal rumore anche se le prescrizioni di legge sono rispettate. In questi casi è particolarmente importante porre rimedio al problema con una soluzione tecnica su misura, poiché di norma il reclamante non dispone di strumenti giuridici.

È importante che, nel quadro normativo attuale, il Decreto governativo 284/2007. (X. 29.) sulle regole della protezione dal rumore e dalle vibrazioni ambientali non si applichi agli impianti tecnici degli edifici a uso privato; le pompe di calore residenziali non sono dunque qualificate come sorgenti di rumore di esercizio. Allo stesso tempo, però, il Decreto TÉKA prescrive che "le unità esterne degli impianti meccanici devono essere collocate in modo che le loro emissioni di rumore e di vibrazione derivanti dall'esercizio rispettino i valori limite stabiliti, per le strutture di esercizio, dal decreto ministeriale sui valori limite di esposizione al rumore e alle vibrazioni ambientali"; qui non vi è limitazione relativa alle apparecchiature residenziali. Ciò significa che, in tutti gli interventi di investimento e per tutte le apparecchiature residenziali alla cui realizzazione si applica il TÉKA, devono essere applicati i requisiti previsti per le sorgenti di rumore di esercizio. Se nell'appartamento operano anche un ufficio o altra attività produttivo-di servizio, va sicuramente considerato come sorgente di rumore di esercizio. Inoltre, con un regolamento locale di protezione dal rumore, anche l'amministrazione comunale può prescrivere valori limite, ma ciò avviene solo in pochi comuni e in modo non uniforme. Per tale motivo, in molti casi le soluzioni giuridiche tramite i segretari comunali (jegyző) vengono respinte per mancanza di competenza, mentre i tribunali, anche di fronte ai risultati di misurazioni di rumore di consulenti tecnici d'ufficio, adottano spesso decisioni eterogenee. Nella pratica è quindi opportuno, oltre alle soluzioni giuridiche — se ancora possibile — considerare anche soluzioni tecniche.

Con soluzioni tecniche adeguate, l'effetto di disturbo può essere ridotto efficacemente molto spesso anche a posteriori.

Proposte per la riduzione del rumore

Per la riduzione del livello di rumore causato dalla pompa di calore, è utile che essa disponga delle seguenti funzioni:

• ventilatore a numero di giri variabile
• funzione di soft start e soft stop
• modalità di funzionamento notturna/silenziosa
• compressore con isolamento acustico.

Nell'installazione della pompa aria-aria o aria-acqua, che sono le più diffuse, occorre determinare il punto e la disposizione più idonei per l'unità esterna, in modo che l'effetto sonoro del sistema sia il meno disturbante possibile sia per la propria abitazione sia per i vicini. Spesso la macchina causa un problema di rumore perché, ad esempio, riflessioni dannose amplificano e convogliano il suono verso un luogo da tutelare. Anche i problemi di trasmissione del rumore strutturale sono estremamente frequenti.

Il suono tonale, di bombo, del compressore causa spesso disturbo anche al di sotto del valore limite.

Collocazione e spostamento della macchina

Secondo le buone pratiche, l'unità esterna va installata lontano dalle finestre dei locali sensibili al rumore degli immobili da tutelare (anche del vicino e dell'immobile proprio) e in generale lontano dagli edifici adiacenti, nel rispetto delle distanze minime di sicurezza prescritte, in particolare in configurazione di edificazione a confine. L'unità esterna va collocata su una base solida, per esempio in cemento, con elementi antivibranti — per ridurre il rumore — e in tale ambito le soluzioni antivibranti dimensionate su misura sono di norma le più efficaci. L'isolamento dalle vibrazioni isola la macchina e contribuisce a ridurre la trasmissione del rumore strutturale, proteggendo di norma l'immobile proprio, situato in prossimità.

Le superfici di terreno solido presenti nell'intorno dell'installazione, come l'asfalto, il calcestruzzo, i marciapiedi di vari materiali, nonché soprattutto le superfici verticali adiacenti, aumentano il livello di pressione sonora del rumore a causa delle riflessioni. Ad esempio, le unità esterne installate in angoli delimitati da pareti rigide aumentano l'esposizione al rumore di 3-6 dB. In tali situazioni può essere utile applicare nei punti d'angolo rivestimenti fonoassorbenti per esterno. Al contrario, le aree erbose e arbustive riducono leggermente il livello di pressione sonora (solo in misura limitata); analogamente, gli elementi costruttivi o di design che, dal punto di vista della propagazione del suono, costituiscono ostacolo morfologico — ad esempio recinzioni e schermi di vario tipo — ostacolano la propagazione e l'ingresso del rumore verso le abitazioni proprie o adiacenti e verso le rispettive facciate. Tali soluzioni non sono però prevalentemente di isolamento acustico, ma con copertura vegetale, ad esempio, si può realizzare una barriera antirumore visivamente accettabile e ciò nonostante efficace.

Si consiglia di collocare l'unità esterna in modo che il ventilatore non soffi contro la direzione dei venti dominanti né verso il vicino. Una soluzione primaria di riduzione del rumore può essere lo spostamento della macchina, l'analisi della nuova collocazione, che può essere prevista tramite calcoli e modellazione informatizzata.

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