淺析建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中噪聲與振動(dòng)的問題

段雅楠

（太原市建筑設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030009）

0 引言

建筑中的噪聲與振動(dòng)問題往往是由于多方面因素造成的，例如數(shù)據(jù)中心中大量的交換機(jī)、IT設(shè)備，主機(jī)、存儲(chǔ)器等會(huì)產(chǎn)生噪聲[1]；大劇院中的電力電器設(shè)備、照明設(shè)施等會(huì)產(chǎn)生噪聲[2]；還有公共建筑制冷機(jī)房中的設(shè)備，生活泵房中的大量水泵在運(yùn)行中都會(huì)產(chǎn)生不同程度的噪聲與振動(dòng)。

1 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中噪聲與振動(dòng)問題

1.1 地下車庫通風(fēng)風(fēng)機(jī)的噪聲問題

在地下車庫的設(shè)計(jì)中，通風(fēng)的設(shè)計(jì)十分重要，其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有車庫的補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)系統(tǒng)還有排煙系統(tǒng)等。補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)是為了給地下車庫送入新鮮的空氣，防止地下車庫聚集大量的一氧化碳、二氧化碳等對人體健康有害的氣體；排風(fēng)系統(tǒng)可以排出車庫中的空氣，同時(shí)，方便補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)入新鮮的空氣，一排一補(bǔ)，則可以確保地下車庫的空氣與外界大氣保持空氣的相對流動(dòng)。在補(bǔ)風(fēng)、排風(fēng)、排煙等系統(tǒng)中都會(huì)用到風(fēng)機(jī)這一重要的設(shè)備，風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲與振動(dòng)，這是由于壓縮機(jī)振動(dòng)、氣動(dòng)、風(fēng)葉與網(wǎng)罩距離等引起的，對于不同額定風(fēng)量的風(fēng)機(jī)其噪聲值是不一樣的，因此對于風(fēng)機(jī)的選擇，需要綜合考慮風(fēng)量、噪聲、功率等指標(biāo)。

根據(jù)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251）中4.4.5和4.5.3的要求，風(fēng)機(jī)需要設(shè)置在相應(yīng)的專用機(jī)房內(nèi)，因此地下車庫風(fēng)機(jī)房的選址應(yīng)該遠(yuǎn)離人們頻繁經(jīng)過的區(qū)域，從而減少噪聲對于人體健康的危害。例如，對于地上有高層住宅或者商場的地下車庫，風(fēng)機(jī)房的位置需要滿足：①便于住宅地下室風(fēng)管的接入；②便于地下車庫風(fēng)管的接入；③遠(yuǎn)離人員經(jīng)常通行的地方；④便于風(fēng)井風(fēng)道出地面開百葉的要求。

1.2 風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管的噪聲問題

風(fēng)機(jī)與房間之間的風(fēng)管是輸送空氣的承載物，風(fēng)管往往沒有特殊的材質(zhì)要求，風(fēng)管中空氣流速的大小與風(fēng)管噪聲有直接關(guān)系，按照《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50736）的要求，風(fēng)管中的空氣流速宜為8-10m/s，這被稱之為經(jīng)濟(jì)流速。表1就是規(guī)范中推薦的空氣流速。當(dāng)風(fēng)量一定時(shí)，風(fēng)管的空氣流速如果太小，風(fēng)管的截面積就必須大一些，這就需要占用室內(nèi)過多的空間，若風(fēng)管的空氣流速太大，就會(huì)有氣流噪聲，加之風(fēng)管上還有支架、吊架等設(shè)施，過大的流速還會(huì)引起風(fēng)管管壁的振動(dòng)，產(chǎn)生更大的噪聲。

表1 風(fēng)管內(nèi)的空氣流速（m/s）

在安裝了消聲裝置的風(fēng)系統(tǒng)中，經(jīng)過消聲設(shè)備的空氣進(jìn)入風(fēng)管中，風(fēng)管再進(jìn)入高噪聲的環(huán)境中就會(huì)引起二次噪聲污染，因此經(jīng)過消聲后的風(fēng)管是不適宜再進(jìn)入高噪聲的環(huán)境中，對于高噪聲的風(fēng)管，它們也不適宜進(jìn)入低噪聲的環(huán)境中，否則會(huì)加劇低噪聲環(huán)境的噪聲問題。

1.3 風(fēng)管穿過維護(hù)結(jié)構(gòu)的噪聲問題

風(fēng)管在建筑中的走向，不可避免需要穿過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻、板等部位，穿越墻板后就會(huì)留下孔與縫隙，經(jīng)過實(shí)踐工程證明，孔和縫隙對于建筑的噪聲與振動(dòng)是有一定影響的，這是因?yàn)榭諝馔ㄟ^孔和縫隙流動(dòng)引起的空氣動(dòng)力學(xué)噪聲，孔的大小和深度引起的噪聲也會(huì)不一樣。在空氣量相同的情況下，開口越小，風(fēng)速越高，噪音越大；相反，開口面積越大，風(fēng)速越高，噪音會(huì)降低一點(diǎn)，但是相應(yīng)地增加了成本。

在建筑物中，如果孔的位置和間隙區(qū)域固定且墻板的厚度不同，則會(huì)產(chǎn)生不同的噪音水平，所以，穿孔的位置也是非常重要的。假如，孔的位置位于天花板中央則會(huì)使噪聲擴(kuò)大，選擇接近于墻壁的天花板則會(huì)降低噪聲?！睹裼媒ㄖ┡L(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50736）中明確要求，管道與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的縫隙要使用具有防火隔聲能力的彈性材料填充密實(shí)。彈性材料也可以減少風(fēng)管與建筑的墻板硬壁之間的接觸。

1.4 空調(diào)機(jī)房位置的噪聲問題

空調(diào)機(jī)房中有大量的設(shè)備，這些設(shè)備的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲與振動(dòng)，這將引起噪音并進(jìn)一步增加建筑物內(nèi)部的噪音，如若設(shè)備產(chǎn)生運(yùn)行問題，就會(huì)干擾人們的日常生活?？照{(diào)機(jī)房需要遠(yuǎn)離那些有較高消聲、防振要求的房間，盡量減少對周圍環(huán)境的影響。如有必要，可以對機(jī)房中高噪聲、高振動(dòng)的設(shè)備進(jìn)行局部消聲和防振處理，設(shè)置隔振器、實(shí)心墻體等等。有些機(jī)房中設(shè)備的振動(dòng)對于樓板的沖擊十分大，也可以使用中間有質(zhì)量塊的雙激勵(lì)雙輸出二級(jí)隔振模型。

1.5 冷卻塔的噪聲問題

《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50736）中10.1.7中規(guī)定暴露在室外的設(shè)備，當(dāng)其噪聲達(dá)不到環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)采取降噪措施。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，冷卻塔要有充足的熱量交換，它們的位置一般都是露天放置，而冷卻塔產(chǎn)生的高噪聲也是直接暴露在室外環(huán)境中的，加之暖通空調(diào)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行需要依靠冷卻塔的運(yùn)行，無論白天黑夜都會(huì)產(chǎn)生噪聲，所以冷卻塔的安裝位置也是非常重要的，需要安裝在離居民區(qū)較遠(yuǎn)的地方。

此外，冷卻塔的噪聲主要是由于淋水系統(tǒng)和軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行造成的。人們可以使用大型的隔聲罩、進(jìn)氣消聲器和排氣消聲器等措施來降低冷卻塔對于環(huán)境的噪聲污染。

2 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中噪聲或隔振的控制點(diǎn)

2.1 建筑物中各種場所的合理布局

任何建筑物中的機(jī)房都是噪聲和振動(dòng)的主要場所，因此，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)和設(shè)備布局時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須注意減少噪聲和振動(dòng)的傳播，它們的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的設(shè)計(jì)需要具有減少噪音和吸音的效果，因此需要綜合考慮窗戶，門，孔的大小布局，同時(shí)需要選擇適當(dāng)?shù)奈粼O(shè)備以減少噪音。

2.2 空調(diào)的設(shè)計(jì)

在空調(diào)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)備的選型也是至關(guān)重要的。所選設(shè)備的額定風(fēng)量不能過高，并且應(yīng)該選擇高效，低噪聲類型的風(fēng)扇。若彎頭、三通等部件的自然噪聲衰減不理想，可以采用消聲彎頭等裝置來降低空調(diào)噪聲。如果空調(diào)系統(tǒng)的消聲任務(wù)比較龐大，那也可以進(jìn)行分段消聲，從總管開始消聲，逐步到支管上進(jìn)行消聲裝置的安裝?？照{(diào)機(jī)房中還需要有隔振設(shè)計(jì)，可以使用彈簧隔振器、橡膠隔振器、浮筑雙隔振臺(tái)座等措施。

2.3 選擇消聲器

對于消聲器的選擇，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑空調(diào)設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲頻率來考慮。根據(jù)噪聲的頻率特性選擇不同類型的消聲器，還需要根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模大小去選擇不同數(shù)量的消聲器。在中央空調(diào)系統(tǒng)中消聲器的安裝位置最好在機(jī)柜內(nèi)部。

3 結(jié)束語

暖通空調(diào)系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)人們居住環(huán)境的有效手段，它在建筑中起著越來越重要的作用。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中，一定要嚴(yán)格遵循節(jié)能環(huán)保的理念，同時(shí)還要具有最新的設(shè)計(jì)理念，在工程和施工的過程中要充分注意設(shè)備、管道的噪聲和振動(dòng)問題，并采取合理的措施、經(jīng)濟(jì)的方法加以解決。建筑物室內(nèi)外的噪音和振動(dòng)的管理應(yīng)遵循國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以確保系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。