Eliminació del soroll estructural de la paret: aïllament de vibracions del suport de l'aire condicionat

La vibració estructural d'un suport d'aire condicionat sobre parets de maó és una de les queixes de soroll més frustrants que reporten els propietaris de splits portàtils — perquè el compressor exterior de la unitat pot estar funcionant perfectament i, tot i així, un brunzit constant de baixa freqüència persisteix dins de l'habitació a freqüències que el soroll aeri de la unitat interior mai no assoleix. La vibració s'origina al mecanisme de pistó o d'espiral del compressor, es transmet a través de la carcassa del condensador cap al suport metàl·lic i, tot seguit, entra a l'estructura de la paret de maó o d'obra de fàbrica a través dels punts de contacte del suport. L'obra de fàbrica és un excel·lent conductor de vibracions, i la paret actua com un gran panell ressonant que converteix l'energia mecànica novament en so audible dins de l'espai habitable.

Com arriba la vibració del compressor a l'interior d'una paret de maó?

La via de transmissió del compressor a l'habitació interior té quatre etapes diferenciades, cadascuna de les quals es pot interrompre amb la mesura d'aïllament adequada. Primer, el compressor genera forces mecàniques cícliques a la seva freqüència de funcionament — típicament 25–50 Hz per a una unitat de velocitat fixa, o una banda variable de 15–80 Hz per a un inverter. Segon, aquestes forces s'acoblen a la carcassa del condensador a través dels perns de muntatge del compressor. Tercer, la vibració de la carcassa s'acobla al suport de l'ampit a través dels punts de contacte metall-metall on els braços del suport recolzen sobre la superfície de l'ampit. Quart, el punt de contacte entre suport i ampit transmet la vibració a l'ampit de la finestra, que és mecànicament continu amb la paret d'obra de fàbrica circumdant. La paret llavors irradia aquesta energia com a so transmès per l'estructura que és audible en qualsevol punt al llarg de la seva longitud.

El que fa que aquesta via de transmissió sigui particularment problemàtica per a la construcció de maó i de bloc dens és que l'obra de fàbrica té una esmorteïment intern molt baix — transmet la vibració amb una pèrdua mínima d'energia al llarg de distàncies de diversos metres. Un compressor que vibra a 35 Hz pot produir un brunzit audible a la paret en una habitació dos pisos per sota de la instal·lació si no s'introdueix cap aïllament al suport. La construcció lleugera d'estructura de fusta és considerablement millor a l'hora d'absorbir la vibració abans que es propagui, motiu pel qual el soroll de l'aire condicionat transmès per l'estructura es reporta desproporcionadament en habitatges victorians i eduardians de maó massís arreu del Regne Unit, el nord de França i Bèlgica.

Quins materials d'aïllament trenquen la via de transmissió de la vibració de manera més eficaç?

L'aïllament antivibratori funciona introduint un material amb un elevat esmorteïment intern (la capacitat de convertir l'energia de vibració mecànica en calor en lloc de transmetre-la) a cada punt de contacte metall-metall de la cadena de transmissió. El material d'aïllament ideal és prou tou per atenuar les freqüències de vibració generades pel compressor, tot mantenint-se prou rígid per suportar la càrrega estàtica i dinàmica del condensador sense una deflexió excessiva. Per a les instal·lacions de splits portàtils, el rang de freqüència rellevant és de 15–80 Hz, i la pèrdua d'inserció de vibració objectiu (la reducció de l'energia de vibració transmesa, mesurada en decibels) hauria de ser d'almenys 15 dB per produir una millora perceptible.

Cas límit: ressonància d'ona estacionària en parets de cambra de maó buit que amplifica el brunzit de baixa freqüència

Un mode de fallada particularment difícil es produeix en parets de cambra — dues fulles paral·leles d'obra de fàbrica amb una cambra d'aire entremig — on la freqüència de vibració del compressor coincideix amb la freqüència de ressonància de la cambra de la paret. Una cambra d'aire de 300 mm de profunditat té una ressonància de quart d'ona a aproximadament 285 Hz i una ressonància de mitja ona a 570 Hz, però la cambra també ressona a freqüències més baixes segons el material de reblert de la cambra i qualsevol lligada de paret que acobli les dues fulles. Si la freqüència de vibració dominant del compressor (o un dels seus harmònics) coincideix amb una ressonància de la cambra, la paret amplifica el so en lloc d'atenuar-lo, produint un brunzit que és més fort dins de l'habitació que al mateix suport. La prova diagnòstica consisteix a omplir la cambra al punt de contacte del suport amb aïllament de llana mineral injectada a través d'un petit forat perforat — això canvia la freqüència de ressonància de la cambra i típicament redueix el soroll interior en 5–10 dB si la ressonància era el mecanisme principal.

On s'han de col·locar els suports d'aïllament en el conjunt del suport?

Un aïllament de vibracions eficaç requereix ruptures en la via de transmissió a cada punt de contacte metall-metall, no només en un. Col·locar coixinets de cautxú només als punts de contacte de l'ampit mentre es deixa el condensador cargolat directament al bressol del suport sense cap aïllament intermedi només és parcialment eficaç — la vibració encara s'acobla des de la carcassa del condensador al cos del suport i, tot seguit, a l'ampit. Un sistema d'aïllament complet aborda quatre zones de contacte: entre els peus del condensador i el bressol del suport, entre el bressol del suport i la superfície de l'ampit (braços interior i exterior), i entre la línia de refrigerant i qualsevol punt de contacte amb la paret o el marc de la finestra.

Les línies de refrigerant són el pont de vibracions més passat per alt. Una línia de refrigerant que va directament des de la carcassa del condensador que vibra fins al marc de la finestra sense un bucle flexible transmetrà la vibració del compressor directament a l'estructura de l'edifici independentment de com de ben aïllat estigui el suport. La mitigació estàndard és un bucle flexible de 100–150 mm a la línia de refrigerant immediatament a la sortida del condensador — just prou de marge perquè la canonada de coure pugui deflectar-se al llarg de l'amplitud de vibració sense transmetre força als seus punts de fixació. Aquest únic pas pot reduir la vibració transmesa a través de la línia de refrigerant en 8–12 dB a freqüències típiques del compressor.

En què es diferencien les abraçadores toves d'aïllament dels coixinets de cautxú estàndard del suport?

Els coixinets de cautxú estàndard del suport — els quadres prims de neoprè típicament subministrats amb el kit del suport — són principalment coixinets de fricció destinats a protegir la superfície de l'ampit de l'abrasió. El seu gruix de 2–4 mm proporciona un cert aïllament incidental de vibracions però no prou per a instal·lacions sobre obra de fàbrica acoblada rígidament. Les abraçadores toves d'aïllament són suports antivibratoris dissenyats específicament: típicament 10–25 mm d'elastòmer de baixa duresa emmotllat amb una rigidesa dinàmica i una capacitat de càrrega definides, sovint en una configuració de got o casquet que restringeix el moviment lateral tot mantenint-se flexible en la direcció de la vibració. Estan disponibles a proveïdors especialitzats en control de vibracions i majoristes de climatització a aproximadament 5–15 € cadascuna, en comparació amb 0,50–2 € per als coixinets de cautxú genèrics.

L'especificació correcta per a una abraçadora d'aïllament es basa en la càrrega estàtica que ha de suportar dividida pel nombre de punts d'aïllament. Un condensador de 16 kg sobre quatre peus de muntatge amb un factor de càrrega dinàmica d'1,8× requereix que cada suport estigui classificat per a almenys 7,2 kg de càrrega estàtica. Subcarregar un suport de vibracions — utilitzar un suport classificat per a 50 kg per suportar 7 kg — resulta en un suport que és massa rígid amb la càrrega lleugera i proporciona un aïllament deficient perquè l'elastòmer no es deflecta prou per absorbir la vibració. La sobrecàrrega produeix un enfonsament excessiu. Fer coincidir la càrrega classificada del suport amb la càrrega real dins d'un 30% és el criteri de disseny estàndard.

Com es mesura si el teu aïllament funciona?

La prova de camp més senzilla per a l'eficàcia de l'aïllament de vibracions és una comparació abans-i-després utilitzant una aplicació de mesura de vibracions per a smartphone col·locada plana sobre la superfície interior de la paret prop del punt d'instal·lació del suport. La majoria d'aplicacions gratuïtes reporten l'acceleració màxima en m/s² a través del rang de freqüència, i una reducció de, per exemple, 0,8 m/s² a 0,15 m/s² a la freqüència dominant del compressor confirma que l'aïllament funciona. Una reducció de 5:1 en l'acceleració correspon a aproximadament 14 dB de millora — el llindar en què la majoria de persones noten una reducció significativa del brunzit.

1. Registra una mesura de vibració de referència a la superfície interior de la paret abans d'instal·lar els suports d'aïllament — amb la unitat funcionant a plena velocitat del compressor.
2. Instal·la suports d'aïllament de neoprè o EPDM entre els peus del condensador i el bressol del suport, substituint qualsevol contacte metall-metall directe existent.
3. Substitueix els coixinets de fricció prims per coixinets antivibratoris de 15–20 mm classificats específicament tant al punt de contacte interior com exterior de l'ampit.
4. Afegeix un bucle flexible de 100–150 mm a la línia de refrigerant immediatament a la sortida del condensador abans de qualsevol contacte amb la paret.
5. Embolica qualsevol secció de la línia de refrigerant que toqui el marc de la finestra o la paret amb un aïllament de canonada d'escuma de cèl·lula tancada de 10 mm per eliminar la transmissió residual per contacte.
6. Repeteix la mesura de vibració amb l'smartphone al mateix punt interior de la paret — una reducció de 10 dB o superior confirma un aïllament eficaç.

El brunzit em va tenir tornant boig durant dos estius. Cada fòrum de climatització deia d'afegir coixinets de cautxú, que ja tenia, però la cosa clau que ningú no va mencionar eren les línies de refrigerant que tocaven el marc de la finestra. Embolicar-les amb aïllament d'escuma i fer un petit bucle al condensador va reduir el soroll immediatament.

Les unitats split portàtils inverter de baixa vibració amb compressors de muntatge tou generen molt menys soroll estructural que els models de velocitat fixa i són la primera opció per a instal·lacions en parets de maó on el soroll transmès per l'estructura és una preocupació. Aquests models resulten ser també les unitats que es venen més ràpidament quan arriba l'estiu.