| Hrup gospodinjskih aparatov | | |
| Hrup gospodinjskih aparatov je v stanovanju kot družinski član, a ni preveč zaželen. Dr. Nikola Holeček, ki je v Gorenju ustanovil Laboratorij za akustiko, vodi pa raziskovalno enoto in med drugim predava na Visoki šoli za varstvo okolja v Velenju, pri razvrščanju aparatov po zvočni motnji na prvo mesto postavlja pralni stroj. Gospodinje to vedo najbolje. Kaj bodo v prihodnosti zmogle protihrupne tehnologije, je odvisno od konstruktorjev, saj je, meni dr. Holeček, »kontrola hrupa eno izmed najbolj fascinantnih, rentabilnih in kompleksnih področij inženiringa strojev in naprav«. Toda, pozor. Ni vse v hrupu, marsikateri odgovor daje psihoakustika. Dr. Nikola Holeček je nedavno izdal strokovno knjigo Hrup in protihrupne tehnologije pri aparatih v domačem okolju. | |
Če primerjate hrup pralnega stroja, hladilno-zamrzovalnega aparata in sušilnega stroja, kaj kažejo meritve glede zniževanja glasnosti? Kateri aparat je najmanj hrupen oziroma pri katerem je najtežje doseči manjšo zvočno jakost? Katere komponente v gospodinjskem aparatu so najbolj hrupne?
Najmanj hrupen je hladilno zamrzovalni aparat, kar tudi pričakujemo glede na dejstvo, da se večinoma nahaja v središču naših bivalnih prostorov. Poleg izredno zahtevnih funkcionalnih značilnosti pri konstruiranju hladilno-zamrzovalnih aparatih je nujno zagotoviti nizko porabo energije in tihost aparata. Za nekatere najzahtevnejše trge je bilo na primer potrebno razviti vgradne multifunkcionalne hladilno-zamrzovalne aparate z višino 2 m in maso več kakor 230 kg. Kompleksnost aparata rezultira multizvočnost vira. Veliko število aktivnih komponent povzroča hrup. To so centrifugalni ventilator (pihalo) v hladilniškem prostoru, aksialni propelerni ventilator v zamrzovalnem prostoru, aksialni ventilator v kompresorskem prostoru, dva kompresorja in druge. Na drugem mestu glede tihosti je sušilni stroj in najbolj glasen je seveda pralni stroj. Najbolj hrupne so aktivne komponente, to so sestavni deli aparatov, ki povzročajo hrup. Veste, na kaj mislim. To so ELEKTROMOTORJI, KOMPRESORJI; ČRPALKE, VENTILATORJI….
Kako lahko utišate komponente?
Ekonomsko učinkovito strategijo za zniževanje hrupa je mogoče razviti samo, če je na voljo določena količina podatkov o glavnih notranjih virih hrupa in glavnih poteh prenosa za te vire ter o glavnih delih aparata, ki sevajo zvok. V praksi poznamo tri različne metode za nadzor zvočne emisije. Dušenje neposredno pri aktivnem primarnem viru zvoka v napravi. Dušenje na poti širjenja z dodajanjem različnih akustično – disipativnih materialov je sekundarni način, ker zahteva dodatno porabo energije. Tretji, zelo napredni način, je aktivni nadzor hrupa (ANH). Konstrukcijska rešitev je vedno sestavljena iz izbire fizičnega operativnega načina in izbire funkcionalnega sistema. Velika verjetnost je, da bi način delovanja z najnižjo hitrostjo in pospeškom predstavljal najboljšo akustično rešitev. Stalen tok plinov in tekočin je tišji od nestalnega. Za dani operativni način je hrup aparata mogoče zmanjšati s pravilno konstrukcijo. Material, oblika, položaj, število elementov, dimenzije, zgradba in vrsta povezav imajo lahko velik vpliv na zvočno emisijo. Če se uporabijo na pravilen način, lahko takšne spremembe zmanjšajo vibracije in širjenje zvoka.
Kateri gospodinjski aparati na evropskem trgu so najmanj hrupni in kaj najbolj pripomore k manjši slišnosti naprav in strojev v konstruiranju izdelkov?
V zadnjih letih so emisije hrupa postale pomemben parameter pri prednostnem izboru nekega aparata pred drugim. Ni neobičajno, da proizvajalci izjemno tihih aparatov oglašajo nizko emisijo hrupa v njihovih reklamah, kjer uporabljajo izraze kot »zelo tiho delovanje«. Gospodinjski aparati premijskega razreda so najmanj hrupni. Pri konstrukciji takšnih aparatov v najvišjem cenovnem razredu je v dušenje zvoka a priori vloženo največ dela in sredstev.
Prva prioriteta pri nadzoru hrupa je identifikacija vira. Da bi nadzorovali hrup iz stroja s številnimi različnimi tipi virov, je potrebno analizirati vsak vir hrupa, pot prenosa in površino širjenja posebej, da lahko ocenimo relativno pomembnost. Na primer, če pojasnim, kako je s plini: V plinih nastaja hrup zaradi turbulence, pulziranja in udarcev. Konstrukcijski ukrepi za zmanjševanje turbulence v plinih so znižanje delovnega tlaka, zmanjšanje pretoka na minimum, zmanjšanje obodne hitrosti rotorja na minimum, izogibanje oviram v pretoku, izboljšanje geometrije toka itn. Konstrukcijski ukrepi za zmanjševanje udarcev in pulziranja v plinih, na primer batni stroji, pa so znižanje hitrosti, spremembe tlaka in izogibanje ovir v bližini ventilatorja in drugi. Pri vsakem viru so rešitve drugačne, specifične.
Že priprava nove slovenske uredbe o hrupu je sprožila več polemičnih razmišljanj o spreminjanju mejnih vrednosti kazalcev hrupa v okolju. Kateri hrup je bolj pod nadzorom in se ga da bolj obvladovati – pri gospodinjskih strojih, v industrijskem okolju pri delovnih strojih ali na delovnem mestu ali pa hrup v prometu?
Hrup je prisoten tudi v naših domovih kot posledica rabe najrazličnejših naprav v gospodinjstvu. Proizvajalci teh naprav se seveda trudijo, da bi bili njihovi proizvodi manj hrupni in tako manj moteči v vsakdanjem življenju. Po mojem prepričanju je najbolj nadziran hrup prav pri gospodinjskih strojih. V skoraj vseh električnih aparatih, kot so sesalnik, sušilec za lase, televizor, pomivalni stroj ali toplotna črpalka je potrebno nekaj pozornosti nameniti zmanjševanju hrupa že v konstrukcijski fazi. Stroga politika Evropske skupnosti na področju učinkovite rabe energije in emisije hrupa zahteva pri gospodinjskih aparatih obvezno označevanje z energijsko nalepko. Od leta 1996 je v veljavi smernica evropskega združenja 92/75/EWG, ki predpisuje deklariranje emisijske ravni hrupa in informiranje potrošnikov z ustrezno nalepko. Vsebuje podatek o ravni zvočne emisije. Kupec namreč dandanes pričakuje od vseh aparatov, ki jih ima v bivalnem prostoru, čim manjšo hrupnost. Povsem razumljivo je, da enotne nalepke proizvajalce spodbujajo k proizvodnji energijsko čim bolj učinkovitih naprav in z manjšo emisijo hrupa.
Kje lahko merite hrup, kaj je gluha komora, ki ste jo v Gorenju vi konstruirali in namestili za meritve in kaj pomeni vaš laboratorij za akustiko?
Množice novih proizvodov in stalne izboljšave imajo za posledico, da se hrup gospodinjskih aparatov, naprav nenehno spremlja. Merilni rezultati pomagajo pri načrtovanju izdelka, mislim na obliko izdelka, na zahtevo po dodatnem dušenju in podobno. Merilni rezultati hrupnosti gospodinjskih naprav se po veljavnih standardih vrednotijo in v poenostavljeni obliki na energijski nalepki predstavijo kupcem na vsaki novi napravi. Ta podatek je pomoč potrošniku pri nakupu. Za pravilno izvedbo meritev hrupa je pomembno, da jih izmerimo pravilno in skladno s standardi. Osnovni pogoj za izvedbo meritev je od zunanjega hrupa izolirano merilno okolje. V Gorenju sem za namen meritev projektiral pol gluho komoro (»Semi-anechoic acoustic chamber«). V komori se izvajajo meritve hrupa gospodinjskih in drugih aparatov in njihovih sestavnih delov lastne proizvodnje. Lahko bi se izvedle tudi meritve mikrofonov, zvočnikov ter druge meritve, audiološke, fonetične in biološke. Rezultati meritev, ki so jih izvedli v laboratoriju, so pokazali, da komora izpolnjuje zahteve za meritve nad spodnjo mejno frekvenco 100Hz.
Na kaj mora biti potrošnik posebej pozoren pri nakupu gospodinjskih aparatov, ko gre za hrup? Na nalepko ali še na kaj drugega? Energetske nalepke poleg podatkov o izdelku, porabi energije in energetske učinkovitosti zahtevajo tudi podatke o hrupu. Ali so prispevale k tišjim aparatom?
Energijska nalepka predvideva sedem energijskih razredov, od A do G, v barvah od temno zelene, visoka energijska učinkovitost, do rdeče, nizka energijska učinkovitost. Predvidena je možnost prikaza treh dodatnih razredov, A+, A++ in A+++. Na energijski nalepki se nahajajo podatki o nivoju hrupu, ter metode za določitev razreda in izračun indeksa energijske učinkovitosti.
Kaj človeka najbolj moti pri hrupu?
Zvočna moč je dolga leta predstavljala glavni parameter pri postopku izboljšave kvalitete zvoka produkta. V zadnjih letih, ko postajajo kupci na trgu čedalje bolj okoljsko in hrupno ozaveščeni, pa se je izkazalo, da zniževanje same zvočne moči ni dovolj, ampak moramo pozornost usmeriti tudi k barvi samega zvoka.
Pri tem nam pomagajo psihoakustični parametri, ki poskušajo človeško subjektivno interpretacijo zvoka popisati s kvalitativnimi parametri. Psihoakustika se je prvič pojavila v literaturi v drugi polovici 19. stoletja. V Gorenju smo začeli o psihoakustiki razmišljati, ko smo dobili veliko število reklamacij pri relativno tihih aparatih. Kajti izkazalo se je, da je končne uporabnike bolj motila fluktuacija hrupa kot pa sam nivo zvočne moči aparata. Glavni namen psihoakustičnih parametrov je objektiven in kvalitativen popis občutkov, ki se nam pojavijo ob poslušanju določenega zvoka/hrupa. Najbolj pogosto uporabljeni parametri so glasnost, stopnja fluktuacije, hrapavost, ostrina ter tonalnost.
Ali lahko v prihodnosti upamo na neslišne aparate?
Težko so lahko neslišni, lahko so pa precej tišji oziroma bolj prijetni za naš sluh. Ker sem omenjal psihoakustiko, lahko še dodam, da psihoakustične parametre lahko združimo v skupne parametre, ki nam podajo oceno o nadležnosti ali prijetnosti hrupa. Eden izmed takšnih parametrov je relativna prijetnost, ki se primarno uporablja za objektivni popis hrupa sesalnih enot v sesalcih. Torej, bodočnost je navajanja podatka o prijetnosti/sprejemljivosti zvoka. V Gorenju smo pripravljeni na to. V zadnjih dveh letih na primer v Gorenju z interdisciplinarnim razvojem prve tržno uporabne tehnologije magnetnih hladilnih naprav na svetu lahko omogočamo hladilno tehnologijo brez gibljivih delov, brez vplivov na globalno segrevanje in ozonski plač s 10% višjo energetsko učinkovitostjo, kot jo dosegajo na trgu najbolj učinkovite kompresorske hladilne naprave v gospodinjskih aparatih. A ne le to. Tudi z najmanj dvakrat tišjim delovanjem, kot ga omogočajo trenutno najmanj hrupne kompresorske hladilne naprave v gospodinjskih aparatih na trgu.
Kakšen hrup lahko prenese uho?
V fizikalnem smislu med zvokom in hrupom ni razlike, saj gre v obeh primerih za nihanje materialnih delcev medija, ki ima maso in elastičnost in je v območju slišnega spektra. Hrup je le ena od oblik zvoka, njegova nezaželena oblika. Ali je določen zvok nekoristen ali moteč, je odvisno od psiho-fiziološkega stanja subjekta, torej poslušalca. Lahko je rahlo neprijeten, tako moteč, da ovira našo dejavnost, v skrajnem primeru je nevaren za zdravje. Učinek hrupa je odvisen tudi od njegove ravni. Daljša izpostavljenost hrupu nad 80 do 90 dB(A) navadno povzroča poškodbo sluha.
Že več let delate na področju razvoja in raziskav, vodite raziskovalno skupino. Je vaše raziskovalno delo usmerjeno predvsem k iskanju rešitev za manj hrupa? Kaj raziskujete sedaj in koliko sredstev dobite letno za razvojno-raziskovalno delo? Znanost je v zadnjem času večkrat opozorila na presiromašna vlaganja v razvoj in raziskave.
Gorenje ima pri ARRS registrirano raziskovalno skupino »1446-001 RAZISKOVALNA ENOTA GORENJE«. Šteje 220 raziskovalcev in 9 tehničnih sodelavcev z različnih strokovnih področij, ki delujejo v kompetentnih razvojnih timih, organiziranih v kompetenčne centre in razvojne oddelke. Delo Raziskovalne skupine Gorenje temelji na izkušnjah, ki smo jih razvili kot eden vodilnih proizvajalcev gospodinjskih aparatov za dom v Evropi. Da smo se lahko uvrstili v evropski in svetovni vrh na tem področju v razvoju tehnologij in izdelkov, smo vzpostavili vrhunsko raziskovalno in razvojno mrežo z ustrezno organizacijo znotraj podjetja, za kar imamo na razpolago celoten potrebni intelektualni potencial v tesni povezavi s potrebno infrastrukturo. Naša vlaganja v razvoj brez investicij so za leto 2017 znašala približno 26 mio EUR. Od tega smo se s sistematičnim sodelovanjem na razpisih za evropska sredstva dokopali do cca 0,7 mio EUR subvencij.
Katere protihrupne tehnologije in kateri materiali zanje so prihodnost?
Če bo proizvodnja gospodinjskih aparatov pomemben dejavnik v prihodnjih desetletjih, bo strokovno znanje visokozmogljivih, visokoučinkovitih in skoraj popolnoma tihih naprav nujno. To je izziv za konstruktorje, ker je kontrola hrupa eno izmed najbolj fascinantnih, rentabilnih in kompleksnih področij inženiringa strojev in naprav.
