淺析暖通專業(yè)的隔振和降噪

趙 云 飛

(太原煤氣化(集團(tuán))房地產(chǎn)開發(fā)有限公司,山西 太原 030024)

暖通專業(yè)作為建筑的配套專業(yè)之一，在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人們物質(zhì)文化生活水平不斷提高的今天，也被賦予了越來越多的專業(yè)內(nèi)涵，在現(xiàn)代建筑中所占的地位得到了前所未有的提高?？照{(diào)系統(tǒng)作為暖通專業(yè)的其中一部分，讓人們感受到了舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境?？照{(diào)系統(tǒng)的大范圍應(yīng)用也使得其存在的問題突顯。相比暖通專業(yè)的其他系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)是設(shè)備使用最多的系統(tǒng)，設(shè)備的運(yùn)行都會產(chǎn)生振動，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，這就使空調(diào)系統(tǒng)創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)環(huán)境的效果大打折扣。振動產(chǎn)生的噪聲會干擾人們的日常生活，嚴(yán)重時(shí)會對人體造成一定的傷害；設(shè)備的振動與建筑主體共振，會影響到建筑的安全使用。以上問題必須得到妥善控制，才能讓“舊時(shí)王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”的空調(diào)發(fā)揮最大功效。

1 振動與噪聲的產(chǎn)生

這里以空調(diào)系統(tǒng)夏季運(yùn)行為例分析，即制冷機(jī)制備冷凍水，水泵驅(qū)動冷凍水輸送到空調(diào)機(jī)房和房間，空氣處理機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管冷卻空氣送入房間。系統(tǒng)中制冷機(jī)組、水泵、空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等主要設(shè)備通過管網(wǎng)連接組成了一套完整的空調(diào)系統(tǒng)。

1.1 設(shè)備振動

上述設(shè)備幾乎都以電機(jī)為驅(qū)動力，電機(jī)和設(shè)備的往復(fù)運(yùn)動由于自身的慣性會產(chǎn)生一系列的不平穩(wěn)現(xiàn)象，這就產(chǎn)生了振動。設(shè)備的振動除直接傳遞給基礎(chǔ)和連接的管件，還會以彈性波的形式傳播到其他環(huán)境中，以噪聲的形式出現(xiàn)。

1.2 管道振動

空調(diào)系統(tǒng)的管道包括水管和風(fēng)管，兩者的功能都是將符合參數(shù)設(shè)定的流體進(jìn)行輸送，作為整個(gè)系統(tǒng)中的框架連接著所有的設(shè)備。設(shè)備的振動會通過與其連接的管件將一部分振動能量傳遞到管道，管道會以晃動的形式表現(xiàn)出來。另外，管道內(nèi)的流體會因?yàn)榱魉俨环€(wěn)定、局部管件過多產(chǎn)生振動，通常以噪聲的形式表現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)會以晃動的形式表現(xiàn)。

2 隔振、降噪的處理辦法

2.1 設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮阻隔噪聲的傳播。如：制冷機(jī)房設(shè)置于地下室或?qū)照{(diào)區(qū)噪聲影響較小的地點(diǎn)，或單獨(dú)建設(shè)；空調(diào)機(jī)房不宜與對振動和噪聲有要求的房間相鄰；制冷機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)盤管等設(shè)備的進(jìn)出口采用軟管連接；空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量和風(fēng)阻等不宜過大；空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)等出口附近加裝消聲器；盡量減少調(diào)節(jié)裝置以防止流體碰撞摩擦發(fā)出的噪聲；風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速控制，具體數(shù)值見表1。

表1 風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速

2.2 設(shè)備的選型

滿足空調(diào)系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的要求是設(shè)備選型時(shí)最基本要求，為了能夠更好的解決振動和噪聲問題，還應(yīng)做到以下四點(diǎn)：

1)選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)盡可能使得設(shè)備處于高效運(yùn)行區(qū)；2)優(yōu)先選用振動小噪聲低的設(shè)備；3)設(shè)備的傳動方式盡可能選用直連的傳動方式；4)優(yōu)先選擇全封閉式電機(jī)的設(shè)備。

2.3 設(shè)備和管道的隔振降噪設(shè)計(jì)

當(dāng)設(shè)備的振動靠自然衰減不能達(dá)標(biāo)時(shí)，應(yīng)設(shè)置隔振器或采取其他隔振措施。

隔振器應(yīng)按下列方法確定：

1)確定合理的隔振傳遞率T；2)減振器自振頻率f0(Hz)應(yīng)按下式計(jì)算:

其中，T為隔振傳遞率；f為設(shè)備運(yùn)行時(shí)的擾動頻率，Hz，f=n/60；n為設(shè)備轉(zhuǎn)速,r/min。

當(dāng)f0<5 Hz時(shí)，應(yīng)采用金屬彈簧減振器或空氣彈簧減振器；當(dāng)5 Hz≤f0<12 Hz時(shí)，宜采用金屬彈簧減振器、空氣彈簧減振器或橡膠剪切型減振器；當(dāng)f0≥12 Hz時(shí)，可采用金屬彈簧減振器、空氣彈簧減振器、橡膠剪切型減振器或橡膠隔振墊。減振器的設(shè)置數(shù)量應(yīng)為偶數(shù)，且不少于4個(gè)，宜為4個(gè)～6個(gè)。減振器與基礎(chǔ)之間宜設(shè)置彈性減振墊。

設(shè)計(jì)鋼筋混凝土預(yù)制件或型鋼架做減振臺座，設(shè)備自重較大(數(shù)噸以上)時(shí)可不設(shè)減振臺座，直接安放于減振器之上。當(dāng)設(shè)備重心較高時(shí)，宜采用“T”型鋼筋混凝土預(yù)制件臺座；當(dāng)設(shè)備重心偏離中心較大且不宜調(diào)整時(shí)，宜加大減振臺座的質(zhì)量和尺寸。

風(fēng)機(jī)等振動較大的設(shè)備吊裝時(shí)，應(yīng)采用金屬彈簧或金屬彈簧—橡膠復(fù)合型減振吊鉤；風(fēng)機(jī)盤管等振動較小的設(shè)備吊裝時(shí)，若房間或上層房間有嚴(yán)格安靜要求，可采用橡膠減振吊鉤。制冷機(jī)房的上層為噪聲和振動要求標(biāo)準(zhǔn)較高的房間時(shí)，機(jī)房內(nèi)水管宜采用橡膠減振吊鉤吊裝。

消聲器選擇應(yīng)按照噪聲的頻譜選擇。高頻噪聲應(yīng)選用阻性消聲器和彎頭消聲器；低頻噪聲應(yīng)選用抗性消聲器和消聲靜壓箱。

2.4 被動降噪處理的方法

機(jī)房內(nèi)設(shè)備振動產(chǎn)生的噪聲通常能達(dá)到80 dB(A)以上，除了采用隔振措施減少噪聲的對外傳播外，還必須采取其他措施阻隔噪聲向外傳播，目前采取的措施主要有圍護(hù)結(jié)構(gòu)貼裝吸聲材料、采用中空的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.4.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)貼裝吸聲材料

機(jī)房內(nèi)的噪聲經(jīng)墻面、頂棚等界面多次反射會形成混響，這會使機(jī)房內(nèi)的噪聲比設(shè)備本身的噪聲大得多，理論上可大20 dB。為確保操作人員的健康，噪聲應(yīng)控制在85 dB(A)以下，室內(nèi)采取吸聲措施，具體方法是在機(jī)房內(nèi)的墻、頂棚貼吸聲材料。吸聲材料應(yīng)根據(jù)噪聲源的頻譜來選擇。風(fēng)機(jī)房噪聲以低頻噪聲為主，宜選用石膏穿孔板、珍珠巖吸聲板等低頻吸聲材料。制冷機(jī)房、水泵房等噪聲頻譜較寬，應(yīng)選用超細(xì)玻璃棉氈、玻璃棉板、礦渣棉板、聚氨酯泡沫塑料等中、高頻吸聲材料。對于與噪聲要求嚴(yán)格房間相鄰的機(jī)房，應(yīng)做較強(qiáng)的吸聲處理。對于距離空調(diào)房間很遠(yuǎn)容積很大的機(jī)房，室內(nèi)可簡單處理，或不做處理，但與其相配套的控制室和休息室應(yīng)做很好的隔聲處理。

2.4.2采用中空的圍護(hù)結(jié)構(gòu)

墻、樓板本來就具有隔聲作用，隔聲量(隔聲效果)大小與其面密度有關(guān)，面密度越大隔聲效果越好，但隨著厚度的增加，隔聲量的增加不是特別明顯，實(shí)驗(yàn)表明厚度增加一倍，隔聲量增加約5 dB。例如，一磚墻(240 mm)的平均隔聲量為52.8 dB，一磚半(370 mm)的平均隔聲量為55.3 dB，隔聲量增加2.5 dB。增加隔聲量的好辦法是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中增加空氣間層，若填充以吸聲材料隔聲效果會更好。再如，一磚墻(240 mm)的平均隔聲量為52.8 dB；一磚半墻中間夾80 mm的空氣層，其平均隔聲量為58.3 dB，隔聲量增加5.5 dB；但如果把一磚墻與80 mm巖棉和6 mm塑料板做成復(fù)合墻體，則平均隔聲量為62.8 dB，隔聲量增加10 dB。對于頂棚(樓板)通?？傻鯍燧p質(zhì)板材，對于上層房間有安靜要求的再在空氣層內(nèi)配置吸聲材料。

機(jī)房門的隔聲效果與制作材料的隔聲能力、結(jié)構(gòu)形式和門縫的嚴(yán)密程度有關(guān)。通常采用內(nèi)夾吸聲材料的復(fù)合門，門縫采用企口擠壓式。實(shí)踐證明，最有效的隔聲措施是設(shè)置雙道門，并在門洞內(nèi)貼吸聲材料，或設(shè)置門斗、內(nèi)外門錯(cuò)開，門斗內(nèi)貼吸聲材料。

窗戶是隔聲最薄弱的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。3 mm厚單層玻璃窗平均隔聲量為24 dB，雙層3 mm厚玻璃單層窗(間層8 mm)的平均隔聲量為27 dB。如果采用雙層窗(間距200 mm，玻璃厚3 mm)，并在窗四周做吸聲處理，則平均隔聲量可提高到42 dB。另外，窗縫的嚴(yán)密程度也影響隔聲效果。加裝密封條后，單層窗隔聲量可提高約5 dB，雙層窗可提高約11 dB。通過以上數(shù)據(jù)分析可得出，噪聲影響較大的房間采取雙層窗戶加裝密封封條為效果最佳的隔聲措施。

3 安裝過程的控制

施工安裝是將設(shè)計(jì)藍(lán)圖變?yōu)閷?shí)體工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工技術(shù)和施工管理水平直接影響工程質(zhì)量和工程進(jìn)度，甚至決定設(shè)計(jì)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)備種類和數(shù)量較多，安裝工作量大，因此要嚴(yán)格按施工圖和設(shè)備安裝說明書的要求安裝，以保證設(shè)備的正常工作，避免設(shè)備安裝不當(dāng)造成非正常振動和噪聲。管道上的柔性管件、閥門、消聲器、消聲彎頭等的安裝應(yīng)順直，以保證其隔振、消聲的有效性。

4 結(jié)語

暖通空調(diào)專業(yè)跟隨建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展也得到了快速發(fā)展，設(shè)備的改進(jìn)升級，系統(tǒng)的優(yōu)化，為人們創(chuàng)造出了舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境，也讓人們的生活水平得到了提升，整個(gè)社會的效率得到提高。系統(tǒng)中的振動、噪聲給人們生活帶來困擾。作為暖通空調(diào)的專業(yè)人員，需要從專業(yè)的角度出發(fā)，分析問題的原因，采取措施減振降噪。設(shè)計(jì)人員需要對振動進(jìn)行計(jì)算，選出合適的減振元件；噪聲控制也需計(jì)算，從振源、傳播途徑、房間三個(gè)方向采取降噪措施。施工安裝人員需提高安裝技術(shù)和管理水平，嚴(yán)格執(zhí)行圖紙和規(guī)范，把隔振降噪的標(biāo)準(zhǔn)編寫到安裝方案中。減振降噪措施在設(shè)計(jì)、施工中都得到體現(xiàn)，才會讓暖通空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)于人們的這個(gè)初衷錦上添花。