關于建筑暖通設計中的噪音與振動等質(zhì)量通病分析

張朋

摘要：本文結(jié)合現(xiàn)實案例，通過對建筑暖通設計中存在的排風口的傳聲噪音、排風設備的噪音、送風系統(tǒng)的噪音等方面存在的噪音和振動等質(zhì)量通病的深入分析，指出了機房位置、孔縫位置等對噪音控制的影響，并結(jié)合前人研究成果和筆者的實踐經(jīng)驗總結(jié)，提出了有效的處理方法和預防措施，最后對建筑暖通空調(diào)設計中有效控制噪聲的設計要點做了進一步總結(jié)。

Abstract： Combined with practical cases， this paper through common faults analysis of noise and vibration existing in the exhaust port， exhaust equipment， air supply system in HVAC design of buildings， pointed out that the impact of room location， hole position etc. on the noise control， and combined with the previous research results and the author's experiences， put forward some effective treatment methods and preventive measures， and finally made a further summary of the key points in the design of effective noise control of HVAC design.

關鍵詞：建筑暖通設計；噪音與振動；質(zhì)量通病

Key words： HVAC design of buildings；noise and vibration；common fault

中圖分類號：TU83 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）10-0126-03

0 引言

隨著社會的飛速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，人們對所處的生活和工作環(huán)境的質(zhì)量要求和后期使用的舒適度的要求也在不斷增加。而暖通工程作為建筑施工中的重要構(gòu)件，為確保建筑物內(nèi)的干燥通風、冬暖夏涼等功能的實現(xiàn)，及打造宜居環(huán)境等方面均起著保駕護航的作用。而當前，無論是民用建筑還是工業(yè)建筑中的暖通工程，均存在不同程度的噪音和振動等質(zhì)量問題，極大地干擾了人們的正常生活和工作。雖然業(yè)界專家學者在建筑暖通設計中的噪音與振動等質(zhì)量通病的問題方面的研究已經(jīng)不少，但多集中在理論研究方面，而很少與實際案例相結(jié)合，并未形成系統(tǒng)的設計要點歸納總結(jié)?；诖?，筆者通過本文的研究，以期達到為建筑暖通設計提供技術支持，為進一步規(guī)范暖通設備的安裝方法提供科學的理論支撐，為有效解決建筑暖通設計中的噪音與振動等質(zhì)量問題提供新的解決處理思路和預防措施。

1 建筑暖通設計中的常見的質(zhì)量通病分析及其處理方法

1.1 排風口的傳聲噪音及其處理方法

無論什么樣的建筑，只要安裝了低速暖通空調(diào)設備，且設備頂部有散流器的，無一例外均會在建筑物大堂內(nèi)產(chǎn)生較大的噪音。前人研究指出，這一系統(tǒng)在運行中的噪音很大，加之發(fā)聲部位臨近回風口位置，所以傳聲會被進一步放大，究其根源在于回風口位置無降噪設備導致的。如，筆者參建的某賓館工程就在門廳和大廳位置安裝了低速空調(diào)系統(tǒng)，為了滿足送風要求，在系統(tǒng)頂部加裝了散流器，側(cè)墻采用集中百葉回風設計。門廳的回風口面積為4m2，大堂2m2，回風口的風速2m/s，站在大堂位置就能聽到很明顯的嗡嗡聲。根據(jù)專業(yè)人員的排查發(fā)現(xiàn)，回風機的巨大噪音就是由于距離回風口近造成的，且在風道內(nèi)沒采取任何消音措施。

處理方法：根據(jù)上述問題，我們在機房內(nèi)回風管的外部包裹了隔音材料，以阻止機房噪音傳向回風管，并在大堂、門廳的回風口內(nèi)做了加長至500mm，改用玻璃棉保溫消聲筒的方式進行處理。經(jīng)檢測，大廳內(nèi)的整體環(huán)境有了明顯的改善，特別是在減少低頻噪聲方面成效顯著，有效將低頻造成降低至約15dB，為人們的工作和休息提供了更好的條件。

1.2 排風設備的噪音及處理方法

在建筑暖通工程中，排煙風機發(fā)揮著排風設備的作用，而排煙風機的運轉(zhuǎn)功率非常大，且排風管的轉(zhuǎn)速很高，導致該部分的設備噪音會被無限擴大，有時還會給建筑百葉帶來不良影響，加之設備的風扇葉間距較小，在一定程度上擴大了建筑物內(nèi)部的人聲噪音。所以，排風設備噪音質(zhì)通病案例也極為常見，極大地干擾了建筑物內(nèi)部人員的工作和生活。

處理方法：為了有效降低排風設備的噪音，可在設計中考慮在建筑排風系統(tǒng)加設消音器或消音彎頭，具體的設備規(guī)格和型號應根據(jù)建筑物的實際情況和使用需求而定，而在安裝中則應合理確定布設位置，設計人員應對設計圖紙做認真的研究，提前將圖紙設計規(guī)劃工作做好，以最大程度地提升設備運行效能。

1.3 送風系統(tǒng)的噪音及其處理方法

某建筑的會議室按使用需求安裝了送風系統(tǒng)及相應的消音設備，只是在設備回風口的位置沒配備相應的消音設備，所以在設備運行中的噪音也很大。在這座建筑物中，所采用的暖通空調(diào)系統(tǒng)為整體式的，更在一定程度上增加了噪音頻度。盡管也在某些環(huán)節(jié)做了消聲處理，但效果并不明顯，檢查后發(fā)現(xiàn)，此設備的排放方式為無風道型，此方式會在回風中使一部分空氣進入到機房控制室內(nèi)，隨之噪聲會侵入到各機組中去，并最終被傳到室內(nèi)空間，給人們造成一定的干擾。

預防及處理方法：在排風設備的安裝中，應根據(jù)有關規(guī)范標準和建筑物的實際使用需求科學地安裝消音彎頭及消音器，如有必要，可在設備排風口處做消音處理。此外，還應加強對設備運轉(zhuǎn)風速的調(diào)控，做好如上幾點，方可實現(xiàn)有效降噪、使會議室內(nèi)的環(huán)境條件符合使用要求的目的。

1.4 空調(diào)機房與會議室相鄰的噪音及其處理方法

在某會議室，雖選用了低速系統(tǒng)的空調(diào)，但其室內(nèi)的噪音還是非常大。經(jīng)排查研究，發(fā)現(xiàn)導致這一噪音出現(xiàn)的原因如下：第一，因為空調(diào)機房和會議室緊挨著，而機房吊頂上的空調(diào)風管的穿墻洞沒有及時封堵，使一部分噪音由此傳入了室內(nèi)。第二，空調(diào)箱的能力不符合設計規(guī)定標準，實際風量是設計風量的2倍之多，因此，干管部分的風速平均約為11m/s，散流器喉部位置的風速也約在6-7m/s，由此生成一部分附加噪音。第三，機組的彈簧減震器不好也是導致會議室出現(xiàn)部分振動噪音的主要因素。

處理方法及預防措施：第一，在此建筑物內(nèi)尤其是對噪音要求較低的房間安裝空調(diào)或風機的時候，應優(yōu)先采取雙極方針措施。簡單說，就是混凝土基墩的下方鋪設一層瀝青軟木，以起到防振效果，在空調(diào)箱的下方加彈簧或橡膠減震器。第二，為使風機的轉(zhuǎn)速下降，風量降低至符合設計要求，最好把風機的皮帶輪做改大處理。第三，及時將吊頂上的所有穿墻洞密封嚴實，以杜絕串音現(xiàn)象。以某工程機房噪音改造為例，通過上述措施有效降低了機房噪音給會議室的影響。改造前后效果對比如表1所示。

1.5 孔洞和縫隙對噪聲的影響

孔洞和縫隙對噪聲的影響與以下幾種因素密不可分，主要體現(xiàn)在：第一，開孔面積的大小。一般在孔洞的孔位和孔深不發(fā)生變化的情況下，開孔面積的大小和隔音效果成正比，即開孔越小，隔音越好，孔洞面積越大噪音也越大。如，在100mm厚的礦渣空心撞墻的中心點取位開孔，如果孔洞的直徑為30mm的話，這面墻的平均隔音量會由最初的40.4dB下降至36.5dB；如果開孔直徑達到50mm的話，其隔音均值會下降至34.8dB。第二，孔洞和縫隙深度因素。在建筑暖通設計中，如果孔洞位置和縫隙的面積固定，而墻板的厚度不同時，會產(chǎn)生不同的隔音效果，通常來講，墻面越薄其隔音效果越差。第三，孔洞和縫隙選位因素。即在孔、縫的面積和深度固定的前提下，選位在墻體中央時，隔音效果會相對較差，如果想將噪音降到最低，最好將選點位于兩面墻相交的棱線上，如建筑物室內(nèi)有三面（兩面墻和頂棚）相交時，選孔、縫在此處的隔音效果是最佳的。

因孔、縫的深度、面積和位置等對噪音的降低效果有著直接的聯(lián)系，所以，孔、縫設計必須穿過房屋結(jié)構(gòu)的管線，墻面孔洞位置設套管，并用超細玻璃棉等把管和套管中間的縫隙密封嚴實。如，在某暖通工程中，需要在厚度為240mm的磚墻上開一個600×400mm的孔，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)墻體本身的隔音量為47dB，而開孔后隔音量則低至19.6dB，待把2.11kg超細玻璃棉將孔隙堵住后，隔音量又升至37.1dB。另外需要注意的是，一部分墻體在完成抹灰施工工藝后，隔音效果也會有所提升，而實際上起到隔音作用的并不是抹灰層發(fā)揮的作用，而是因為原有墻體自身存在的砌縫不嚴造成的漏聲，作為一名合格的設計人員必須充分認識到這一點。

2 建筑暖通空調(diào)設計時控制噪聲的重點

2.1 熟知噪音源

在民用建筑設計中，除了要營造舒適安靜的環(huán)境外，還要確保建筑物的冬暖夏涼。所以，為了實現(xiàn)這些設計目標，設計人員應對噪聲源有充分的了解，具體包括通風機、制冷機、冷卻塔、整體式空調(diào)機等諸多因素，這些噪音對建筑內(nèi)的噪音影響也很大，這就要求在設計工作中，必須將上述因素與空調(diào)系統(tǒng)的消聲處理和排風系統(tǒng)的噪音處理、送口風的消聲和回風口的噪聲等并重，同時還要熟知建筑物內(nèi)的噪聲和環(huán)境噪音源頭，提前制定預防措施。

2.2 設計布局結(jié)合建筑工種

機房是噪音的主要發(fā)源地，所以為降低噪音和振動感染，在設計中應合理布局機房與進風塔（口）、排氣塔（口）的位置，聲源控制中要著重隔聲隔振設計，其次是吸聲設計。因此，應在建筑物隔墻、門窗及孔洞、縫隙等設計上做文章，縫隙的填充材料應有一定的彈性。

2.3 系統(tǒng)設備選擇應以控制噪音為出發(fā)點

注意事項有：系統(tǒng)風量不宜過大；風機最好選高效、低噪的，最好葉片向后傾的離心風機，控制壓頭部分的留余；風道內(nèi)的氣流確定應符合建筑物的允許噪聲等級要求；風機的進、出口位置不設計成急轉(zhuǎn)彎型，并用100-150mm的柔性接頭進行隔振處理，隔振材料為防火的玻璃布或人造革，短管后的風管上應用厚約50mm、長1-2m的超細玻璃棉包好。

2.4 消聲器的選擇

在選擇消聲器時，應注意以下幾點：第一，進行消聲計算，按照通風房間的要求，算出相應的噪音消除量，以此為依據(jù)選擇消聲器。第二，由于建筑暖通設計中主要應消除125Hz、250Hz和500Hz的噪音，所以通常會選低中頻的抗性或共振消聲器。第三，消聲器的的風速應<6m/s，如安裝在室內(nèi)通道處則風速應≤5m/s。第四，經(jīng)過風口消聲器的風速控制在2m/s左右。此外，將消聲百葉窗設計成吸聲葉片，形狀可謂月牙形、橢圓形等，根據(jù)磚墻厚度確定百葉窗厚度，一般通風面積為百葉窗面積的一半。

3 結(jié)語

綜上，建筑暖通工程設計與施工中的問題非常之多，而造成這些噪音與振動等質(zhì)量通病的原因除了有設計不當?shù)囊蛩赝?，還與現(xiàn)場施工安裝不規(guī)范等因素有著密切的聯(lián)系。為了確保建筑暖通工程能更好的運行，為人類的生產(chǎn)生活提供更高水平的服務，這就要求在工程設計和安裝的各個環(huán)節(jié)中，均要加強質(zhì)量控制管理，確保工程設計施工圖紙的科學性和合理性，并在后續(xù)施工中嚴格按照施工方案要求規(guī)范施工，以消除常見質(zhì)量通病，全面提升建筑暖通工程的整體質(zhì)量。

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