消聲與隔振措施在空調(diào)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

周祖東

【摘要】介紹了消聲措施和隔振措施在暖通專業(yè)工程中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，指出了消聲與減振措施在工程中的的重要性。

【關(guān)鍵詞】消聲 隔振 噪音

0 引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，空調(diào)系統(tǒng)在我國民用建筑中的使用已越來越廣泛。空調(diào)系統(tǒng)的使用，改變了空調(diào)房間內(nèi)的小氣候，給人們帶來了比較舒適的溫、濕度環(huán)境。然而，空調(diào)系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)卻伴隨著噪音和振動(dòng)的發(fā)生，長時(shí)間處于有噪音的嘈雜的環(huán)境中會(huì)使人產(chǎn)生煩躁情緒，影響人的工作和健康；因此，減弱和消除這些噪音和振動(dòng)是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要且必不可少的內(nèi)容。

一般來說，空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是暖通專業(yè)的任務(wù)，而消聲與隔振則屬于聲學(xué)、生理學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)學(xué)等學(xué)科的范疇，有關(guān)這方面的知識(shí)和信息分散于各相關(guān)專業(yè)的書刊內(nèi)，專業(yè)性很強(qiáng)又難以溝通。雖然在暖通專業(yè)的教材和書刊中也常能找到關(guān)于消聲與隔振的章節(jié)，但篇幅較少，缺乏系統(tǒng)性和專業(yè)技術(shù)的深度，也缺乏用于工程設(shè)計(jì)所必須的相關(guān)資料和操作程序，使得機(jī)電設(shè)備專業(yè)的工程師無所適從。由此，出現(xiàn)了為數(shù)眾多的空調(diào)工程由于噪音超標(biāo)而影響使用的案例。

本文筆者不去從理論上分析機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生噪音的機(jī)理和計(jì)算噪音的級(jí)別和特性，而是主要介紹在工程實(shí)際中如何實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的吸聲和隔振處理，給出工程中一些比較成熟的措施和做法，供暖通專業(yè)的同行參考。

1 設(shè)備機(jī)房內(nèi)的吸聲與隔聲處理

建筑物內(nèi)部的設(shè)備機(jī)房，包括空調(diào)機(jī)房、風(fēng)機(jī)房、泵房等內(nèi)部多為產(chǎn)生噪音和振動(dòng)的機(jī)電設(shè)備，這些設(shè)備會(huì)對(duì)鄰近的敏感房間帶來直接的噪音和振動(dòng)干擾，是重要的噪音源與振動(dòng)源。因此，有必要對(duì)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)的設(shè)備機(jī)房做隔聲和吸聲的處理。

上述提到的空調(diào)機(jī)房、風(fēng)機(jī)房、水泵房等產(chǎn)生噪音級(jí)較高的房間，需要在房間內(nèi)進(jìn)行較強(qiáng)的吸聲處理，達(dá)到在一定程度上降低設(shè)備機(jī)房內(nèi)的噪音。由于這些設(shè)備機(jī)房沒有過高的裝修要求，所以在做吸聲處理時(shí)本著采用吸聲效率高、價(jià)格低廉的材料的原則。穿孔或縫的FC吸聲構(gòu)造板又稱高強(qiáng)水泥加壓板，是一種價(jià)格比較低廉的吸聲飾面材料，普遍用做設(shè)備用房內(nèi)墻面吸音處理的材料。FC板在安裝完畢后不得在其表面進(jìn)行粉刷和噴涂等飾面處理。

設(shè)備機(jī)房應(yīng)盡量避免布置在一些噪聲敏感性房間或?qū)υ肼暱刂埔蠛芨叩姆块g附近，當(dāng)條件不允許確實(shí)避不開時(shí)，應(yīng)該在設(shè)備機(jī)房的一側(cè)增加一道輕質(zhì)墻體以增強(qiáng)隔聲的性能，這道輕質(zhì)墻體應(yīng)結(jié)合上述的吸聲墻體構(gòu)造統(tǒng)一考慮完成。施工時(shí)這部分墻體應(yīng)做到結(jié)構(gòu)頂板下，不能留有縫隙，以保證隔聲的效果。

對(duì)于設(shè)備用房的門也應(yīng)采用專業(yè)的隔聲門，其隔聲量達(dá)到Rw≥42dB。當(dāng)機(jī)房面積許可時(shí)，面向公共區(qū)域的設(shè)備機(jī)房的隔聲門最好做成雙道門聲閘，聲閘每道門的隔聲性能不小于24 dB。門的供貨商應(yīng)出具其產(chǎn)品滿足隔聲性能的檢測(cè)報(bào)告和數(shù)據(jù)。

對(duì)于會(huì)議室、包房、宴會(huì)廳等對(duì)噪音控制較高的功能區(qū)，需要在房間中增加墻面飾面材料的吸聲性能，具體構(gòu)造可以選擇布藝軟包，穿孔皮革吸聲板或穿孔木質(zhì)吸聲板構(gòu)造等。

為保證設(shè)備管道如風(fēng)管、水管和線管進(jìn)、出設(shè)備機(jī)房時(shí)機(jī)房內(nèi)的噪音不外泄，施工房有責(zé)任對(duì)這些機(jī)電管線進(jìn)、出設(shè)備機(jī)房時(shí)進(jìn)行必要隔離和密封處理。

2 機(jī)電設(shè)備的隔振處理

機(jī)電設(shè)備，特別是暖通專業(yè)的風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組和冷卻塔等，這些設(shè)備有吊裝的，也有落地安裝的，都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和低頻噪音。這些振動(dòng)和低頻噪音可以通過建筑結(jié)構(gòu)傳播，到達(dá)主樓的每個(gè)角落，影響到人們的工作或休息。因此，有必要對(duì)于產(chǎn)生噪音和振動(dòng)的機(jī)電設(shè)備做隔振的處理。減振器的材料一定要選用具有彈性的材料，如橡膠、軟木或彈簧等。對(duì)于隔振器的選用標(biāo)準(zhǔn)，一般來說當(dāng)機(jī)電設(shè)備的轉(zhuǎn)速小于或等于 1450r/min時(shí)，宜選用彈簧減振器；當(dāng)機(jī)電設(shè)備的轉(zhuǎn)速大于 1450r/min時(shí)，宜選用橡膠等彈性材料的隔振墊塊或橡膠隔振器。

由于隔振設(shè)計(jì)必須針對(duì)具體的設(shè)備來進(jìn)行，對(duì)于某個(gè)具體的工程，隔振設(shè)計(jì)應(yīng)在機(jī)電設(shè)備招標(biāo)完成，確定具體設(shè)備的廠家和型號(hào)后再進(jìn)行，具體步驟如下：1）、招標(biāo)確定設(shè)備的具體型號(hào)，2）、由設(shè)備生產(chǎn)廠家提供設(shè)備底盤尺寸、機(jī)組重量、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，3）、由設(shè)備生產(chǎn)廠家根據(jù)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性的要求提出隔振器支點(diǎn)或吊點(diǎn)的位置和數(shù)量，4）、由聲學(xué)顧問或隔振器廠家的設(shè)計(jì)人員根據(jù)機(jī)電設(shè)備的參數(shù)選配隔振器的型號(hào)，做二次深化設(shè)計(jì)。

通常，對(duì)于重要場所附近的產(chǎn)生振動(dòng)和噪音的落地安裝的機(jī)電設(shè)備，其設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)該做成浮筑地面構(gòu)造，浮筑地面的隔振材料采用橡膠隔振墊，同時(shí)在機(jī)組鋼架下采用彈簧隔振器進(jìn)行隔振處理。浮筑隔振板的四周設(shè)有凸凹楔形溝槽，可以是任何形狀的交叉楔口接合。浮筑地面一般可由業(yè)主另行委托聲學(xué)顧問做二次深化設(shè)計(jì)，并由施工單位負(fù)責(zé)施工。但在施工圖的前期設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到浮筑地面基礎(chǔ)的重量，提前給結(jié)構(gòu)專業(yè)提條件，增加結(jié)構(gòu)樓板的承載力。

對(duì)于一般的設(shè)備機(jī)房內(nèi)落地安裝的機(jī)電設(shè)備只采用彈簧減振器隔振即可。彈簧隔振器布置在設(shè)備支撐鋼架下，其數(shù)量和型號(hào)根據(jù)設(shè)備的重量和擾動(dòng)頻率進(jìn)行計(jì)算確定。每臺(tái)設(shè)備的隔振器至少為四個(gè)，安裝在四個(gè)角上；如果隔振器的數(shù)量多于四個(gè)，則中間位置的彈簧隔振器應(yīng)根據(jù)機(jī)組的重心進(jìn)行調(diào)整，保證每個(gè)減振器受力均勻，且都是垂直受力，并保證安裝后彈簧減振器的上罩不能和下殼有剛性接觸。一般由設(shè)計(jì)單位提供設(shè)備的重量和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，由甲方委托聲學(xué)顧問或?qū)I(yè)的減振設(shè)備公司做二次深化設(shè)計(jì)。

機(jī)電設(shè)備用房的高度應(yīng)考慮到彈簧減振器的高度影響，一般的彈簧隔振器的靜態(tài)高度為150～250mm，如果設(shè)備機(jī)房高度有較大的限制，設(shè)備專業(yè)可以在隔振設(shè)計(jì)前對(duì)隔振器的高度提出限制要求，要求供貨廠家減小隔振器的高度，但要求隔振器的高度不能小于120mm為限。

工程中還有其它的一些隔振措施，如風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口安裝帆布軟接頭隔振，管道上安裝消音器，壓縮機(jī)和水泵的進(jìn)出口處都設(shè)置避震喉等。

3 消音器的設(shè)置

暖通專業(yè)的空調(diào)風(fēng)管和通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管上應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置消音器。選擇消聲器時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需消聲量、噪聲源頻率特性和消聲器的聲學(xué)性能及空氣動(dòng)力特性等因素，分別采用阻性、抗性或阻抗復(fù)合型消聲器，關(guān)于消音器的選型計(jì)算應(yīng)由甲方委托聲學(xué)顧問優(yōu)化完成。

通常，從空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)口和回風(fēng)口到房間內(nèi)的每個(gè)風(fēng)口之間的管道系統(tǒng)上應(yīng)至少保證有一級(jí)消音器或二級(jí)消音器。其中一級(jí)為阻抗復(fù)合式消音器，主要消除中低頻噪音，另一級(jí)為折板式消音器，主要消除高頻噪音。通常做法是阻抗復(fù)合式消音器應(yīng)設(shè)置在折板式消音器之前，即相對(duì)靠近機(jī)組的位置。每級(jí)消音器的數(shù)量和長度根據(jù)具體管道設(shè)計(jì)圖紙確定。在選用時(shí)消音器的靜通道面積不應(yīng)小于管道通風(fēng)面積的85%，所以，折板式消音器截面會(huì)大于管道截面75%以上，所以在設(shè)計(jì)空調(diào)通風(fēng)的管道系統(tǒng)中，必須為消音器預(yù)留足夠的位置。

為了保證消音器的最佳消音效果，應(yīng)將消音器設(shè)置在空調(diào)機(jī)房和房間之間的過渡空間內(nèi)，盡量不要設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi)，以免引起聲波短路，影響消音器的消聲效果。如果必須在空調(diào)機(jī)房內(nèi)，則必須對(duì)消音器及消音器末端到空調(diào)機(jī)房墻面的管道進(jìn)行隔聲處理。

4 結(jié)語

在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)空調(diào)機(jī)房位置的選擇、消音器的配置、設(shè)備管道減振處理和機(jī)房孔洞封堵等多個(gè)方面給予足夠的重視，否則一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，再進(jìn)行后期噪音的治理是非常困難的。希望本文中的一些措施和做法能夠給同行們以借鑒和參考，幫助解決工程中遇到的實(shí)際問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬大猷 噪聲與振動(dòng)控制工程手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社， 2002

[2] 張馳 中央空調(diào)系統(tǒng)噪聲測(cè)評(píng)和控制對(duì)策. 環(huán)境污染治理治理技術(shù)與設(shè)備. 2005