某甲級(jí)寫(xiě)字樓項(xiàng)目機(jī)電設(shè)備噪聲與振動(dòng)控制設(shè)計(jì)

李丹

重慶中新航旅實(shí)業(yè)有限公司 重慶 401120

1 工程概況

某甲級(jí)寫(xiě)字樓項(xiàng)目占地面積約1.6萬(wàn)m2，建筑面積約13.9m2，由兩棟面積分別約3萬(wàn)m2、約4.8萬(wàn)m2的5A甲級(jí)寫(xiě)字樓，約1.8萬(wàn)m2開(kāi)放式街區(qū)商業(yè)和約4.4萬(wàn)m2車(chē)庫(kù)及其他設(shè)備用房組成。

2 通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)降噪原則

對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)，特別是辦公室、會(huì)議室等降噪要求比較高的位置，需要對(duì)空調(diào)末端、風(fēng)機(jī)、風(fēng)管進(jìn)行消聲降噪處理。

2.1 消聲器的選擇

對(duì)于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，主要噪聲源是空調(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī)等設(shè)備，風(fēng)管是主要傳播途徑，需要在風(fēng)管內(nèi)安裝消聲器來(lái)降低傳播的噪聲。

消聲器是控制風(fēng)機(jī)類(lèi)噪聲的有效方式[1]。消聲器在性能上有3個(gè)方面的要求：一是具有較好的消聲頻率特性；二是空氣阻力損失??；三是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，使用壽命長(zhǎng)，體積小，成本低。為得到較好的空氣動(dòng)力性能和消聲性能，消聲器應(yīng)該選擇體積小、造價(jià)低和再生氣流噪聲產(chǎn)生較低的產(chǎn)品，消聲器在類(lèi)型上分阻性、抗性、復(fù)合式等幾種類(lèi)型。

根據(jù)筆者多年來(lái)從事通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)噪聲治理工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，本項(xiàng)目確定使用具備單位體積消聲量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)的阻性片式消聲器。由于這種消聲器的消聲性能由其消聲片的吸聲性能、厚度、間距、以及消聲器的長(zhǎng)度、通過(guò)消聲器的氣流速度等因素決定，需針對(duì)每個(gè)系統(tǒng)各個(gè)頻率所需要的降噪量、風(fēng)量、風(fēng)壓、可用空間等具體情況選用具體的消聲器。

2.2 消聲器工藝要求

（1）消聲片護(hù)面用料及做法應(yīng)滿(mǎn)足不影響其消聲性能及消聲器內(nèi)的氣流速度相適應(yīng)。常見(jiàn)護(hù)面層玻璃纖維布加穿孔金屬板，玻璃纖維布一般為 0.1mm-0.2mm厚的無(wú)堿平紋玻璃纖維布，而穿孔金屬板穿孔率≥20%，穿孔率常取Φ4mm-6mm。對(duì)于有防潮防水要求的護(hù)面層，則可在穿孔金屬板內(nèi)加設(shè)一層聚乙烯膜或 PVF耐候膜。

（2）消聲器的有效長(zhǎng)度必須合理確定，建議選擇1-2m，消聲器要求較高時(shí)，可分段進(jìn)行設(shè)置。

2.3 消聲器安裝注意事項(xiàng)

（1）消聲器前后安裝變徑管道：為減小安裝在風(fēng)機(jī)側(cè)的消聲器的機(jī)械噪聲，消音器不能與風(fēng)機(jī)直接連接，應(yīng)加設(shè)一段長(zhǎng)度為風(fēng)機(jī)接口直徑的3-4倍中間管道。當(dāng)所選用的消聲器的接口形狀尺寸與風(fēng)機(jī)接口不同時(shí)，可以在消聲器前后加變徑管無(wú)論是按要求供應(yīng)變徑管，還是施工單位自行加工，變徑管的當(dāng)量擴(kuò)張角不得大于 20°。消聲器接口尺寸應(yīng)大于或等于風(fēng)機(jī)接口尺寸。

（2）防止其他噪聲傳入消聲設(shè)備的后端：由于消聲設(shè)備的外殼或管道的噪聲會(huì)傳入消聲設(shè)備后端，影響消聲效果，應(yīng)在消聲設(shè)備外殼或部分管道上做隔聲處理[2]。消聲設(shè)備接口和風(fēng)機(jī)管道接口連接處應(yīng)設(shè)置柔性墊片加以密封，避免漏聲、漏氣或剛性連接引起的噪音。在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，消聲器應(yīng)盡量安裝在靠經(jīng)使用房間的地方，排風(fēng)消聲器應(yīng)盡量安裝在氣流平穩(wěn)的管段。

（3）消聲器安裝場(chǎng)所應(yīng)采取防護(hù)措施：作為進(jìn)氣消聲器使用時(shí)應(yīng)加防塵罩；含粉塵的場(chǎng)所應(yīng)加濾清器。

2.4 氣流再生噪聲控制

風(fēng)管內(nèi)的氣流再生噪聲控制也是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制的一個(gè)重要部分。如風(fēng)管的設(shè)計(jì)風(fēng)速較高，雖然由于減小了風(fēng)管斷面尺寸，能降低投資費(fèi)用，但風(fēng)速較高也會(huì)增加氣流再生噪聲。因此必須根據(jù)空調(diào)用房的噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇風(fēng)管風(fēng)速。

3 機(jī)電設(shè)備振動(dòng)控制基本原則

建筑中冷凍機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)、冷卻塔、水泵、發(fā)電機(jī)組等設(shè)備運(yùn)行時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，并以彈性波的形式通過(guò)設(shè)備基礎(chǔ)、支架、管道傳導(dǎo)給主體結(jié)構(gòu)，再通過(guò)主體筑結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)至建筑內(nèi)的其他空間，并最終以振動(dòng)和通過(guò)各種結(jié)構(gòu)共振而輻射的空氣聲干擾到建筑內(nèi)的人們。設(shè)置設(shè)備基礎(chǔ)隔振與管道隔振，來(lái)減少振動(dòng)源、部件間的剛性連接可減少振動(dòng)。

3.1 設(shè)備基礎(chǔ)振動(dòng)

用于設(shè)備基礎(chǔ)的隔振器，使用較多的有金屬?gòu)椈筛粽衿鳌⑾鹉z隔振器及各類(lèi)彈性材料制成的隔振墊。其中金屬?gòu)椈筛粽衿骶哂谐惺艿暮奢d幅度大、靜態(tài)壓縮量高、固有頻率低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是阻尼比小、共振時(shí)放大倍數(shù)高、水平方向穩(wěn)定性較差。因此，在選用金屬?gòu)椈筛粽衿鲿r(shí)需同時(shí)設(shè)置橡膠墊。

橡膠隔振器和各種彈性隔振器（如聚氨酯、玻璃棉等）是一種常用隔振做法，它們對(duì)高頻具有良好的隔振效果，但一般固有頻率比金屬?gòu)椈筛粽衿鞲?，因此一般只用于轉(zhuǎn)速較高的設(shè)備隔振。金屬?gòu)椈筛粽衿骱拖鹉z隔振器、隔振墊在性能上有一定的互補(bǔ)性，在本工程具體隔振設(shè)計(jì)上，我們將根據(jù)隔振的要求、設(shè)備的重量、轉(zhuǎn)速等因素選擇最合適的隔振器和隔振做法，確保隔振良好的隔振效果。

所有的水管與水泵及振動(dòng)設(shè)備之間需要用軟管進(jìn)行連接，以減弱振動(dòng)的傳遞。有振動(dòng)與噪聲的管道不能經(jīng)過(guò)對(duì)噪聲敏感的房間如辦公室、會(huì)議室等；消防噴灑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須從走廊獨(dú)立進(jìn)入每間單位或房間。應(yīng)為所有機(jī)電設(shè)備預(yù)留足夠的空間來(lái)安裝隔振設(shè)施。根據(jù)本項(xiàng)目的具體情況，我們制定了空調(diào)機(jī)組、水泵、電梯等機(jī)電設(shè)備的隔振方案，詳見(jiàn)附圖。更詳細(xì)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品選型還需根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行重量、主軸轉(zhuǎn)速和隔振要求經(jīng)計(jì)算確定。

3.2 管道隔振

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的振動(dòng)，除了通過(guò)基礎(chǔ)沿主體結(jié)構(gòu)傳遞外，還會(huì)通過(guò)管道和管內(nèi)介質(zhì)以及固定管道的構(gòu)建傳遞噪聲。管道隔振可以通過(guò)消除管道與主體結(jié)構(gòu)之間的剛性連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。管道隔振與基礎(chǔ)隔振明顯。雖然如此，管道隔振仍是不能忽視的，因?yàn)樗粌H可以減少周?chē)臻g的噪聲，還可以延長(zhǎng)設(shè)備的運(yùn)行壽命。

目前常用的管道隔振有橡膠軟接頭和不銹鋼波紋軟管。橡膠軟接頭具有良好的隔振降噪性能，缺點(diǎn)是易受到管內(nèi)介質(zhì)溫度和壓力的限制，同時(shí)耐腐蝕性也較差。不銹鋼波紋軟管由于具有耐高溫、高壓和腐蝕性的特點(diǎn)，所以經(jīng)久耐用，同時(shí)也具有良好的隔振效果，因此應(yīng)用廣泛，但是造價(jià)較高。

在空調(diào)管道隔振控制中，對(duì)于低溫、低壓的水管可以采用橡膠軟接頭。

設(shè)備與管道之間配置橡膠軟接頭后，可減少由于設(shè)備振動(dòng)通過(guò)管道傳播，但管道內(nèi)介質(zhì)引起的振動(dòng)仍然可通過(guò)管道的構(gòu)件傳播到主體結(jié)構(gòu)，因此管道也必須隔離措施。常用的方法是使用彈簧吊件或橡膠吊件，也可以在管道支架上鋪設(shè)彈性隔振材料。

4 本項(xiàng)目機(jī)電設(shè)備的分類(lèi)控制

機(jī)電設(shè)備的噪聲振動(dòng)處理如下：

（1）空調(diào)機(jī)房、新風(fēng)機(jī)房、送風(fēng)機(jī)房、排風(fēng)機(jī)房、油煙處理

空調(diào)機(jī)房及各類(lèi)風(fēng)機(jī)房是機(jī)電專(zhuān)業(yè)最為主要的，也是為數(shù)最多的噪聲振動(dòng)源，所有設(shè)備均應(yīng)重點(diǎn)處理。排風(fēng)機(jī)房、進(jìn)風(fēng)機(jī)房、新風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)的風(fēng)機(jī)應(yīng)增加混凝土配重及彈簧隔振器。風(fēng)管穿過(guò)機(jī)房的墻體時(shí)，應(yīng)進(jìn)行封堵。空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)的空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)本身振動(dòng)會(huì)引起結(jié)構(gòu)樓板共振，使振動(dòng)噪聲直接傳入周邊區(qū)域，空調(diào)機(jī)組需加裝抗拉限位型橡膠彈簧隔振器，以防止空調(diào)機(jī)組的振動(dòng)順延地面?zhèn)髦翗前澹蓴_敏感區(qū)域。廚房排煙風(fēng)機(jī)，應(yīng)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行隔振處理，處理方式與空調(diào)機(jī)組類(lèi)似。

（2）冷卻水機(jī)房、水泵房、雨水處理機(jī)房、熱換機(jī)房

各類(lèi)水泵房往往是結(jié)構(gòu)聲源及振動(dòng)源的集中區(qū)域。除消防水泵外，其他水泵均應(yīng)參照下列方式進(jìn)行處理。

水泵機(jī)組的隔振可采用混凝土隔振臺(tái)，隔振臺(tái)的質(zhì)量需大于水泵和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行總質(zhì)量，應(yīng)選用低頻彈簧隔振器，如果水泵安裝樓層上下緊鄰噪聲敏感房間，隔振器的工作頻率應(yīng)低于2.5Hz，其他場(chǎng)合隔振器的工作頻率應(yīng)低于3.5Hz，水泵進(jìn)出的管道應(yīng)安裝橡膠柔性接管并采用彈性支撐。

立式水泵減振臺(tái)架可采用為槽鋼臺(tái)架填充混凝土，保證減振臺(tái)架的重量為水泵運(yùn)行自重的2倍。其中槽鋼型號(hào)需根據(jù)水泵的具體規(guī)格和運(yùn)行重量來(lái)確定，且不大于16號(hào)槽鋼，施工時(shí)需確保減振臺(tái)架結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。

大型水泵采用鋼筋混凝土塊作為水泵的基礎(chǔ)，保證基礎(chǔ)重量為水泵運(yùn)行自重的2倍，特殊情況也可采用槽鋼臺(tái)架填充混凝土的做法。

一般臥式水泵臺(tái)架，所選槽鋼不大于25號(hào)槽鋼，并保證減振臺(tái)架的重量為水泵運(yùn)行自重的3倍。 施工時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。施工時(shí)還應(yīng)根據(jù)電機(jī)與泵體的重心分布來(lái)調(diào)整各隔振器均勻受力。

換熱器設(shè)備也可以參考水泵設(shè)備來(lái)進(jìn)行減振處理。

（3）熱冷機(jī)房

冷水機(jī)組的隔振需安裝限位橡膠彈簧減振器。同時(shí)冷水機(jī)組的進(jìn)出管道應(yīng)安裝橡膠柔性接管，管道的吊支架用吊式隔振器或彈簧隔振器隔振。

（4）變配電室

配電間、配電站及變電所是振動(dòng)較為嚴(yán)重的機(jī)房，應(yīng)對(duì)內(nèi)部的變壓器進(jìn)行處理。常見(jiàn)的變壓器一般為干式變壓器，運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)擾力頻率在100Hz，是鐵芯受磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電磁振動(dòng)，可在型鋼底座安裝隔振器，或采用30mm-50mm 厚橡膠隔振墊。變壓器的進(jìn)出電纜不得繃緊，需留有一定的彈性，比如盤(pán)成 U形或 S形。

（5）柴發(fā)機(jī)房

柴油發(fā)電機(jī)組噪音聲壓級(jí)一般在100dBA到110dBA范圍，其強(qiáng)烈的低頻噪聲可以使墻壁地板還有天花板發(fā)生可感知的強(qiáng)烈振動(dòng)，柴油發(fā)電機(jī)房要做好良好的隔聲措施。發(fā)電機(jī)必須安裝在不低于50mm變型量外置式彈簧減振器上。排氣管必須加裝一級(jí)及二級(jí)排煙消聲器(各至少600mm)。排氣管必須以 25mm變型量外置式彈性吊桿吊裝。發(fā)電機(jī)房之進(jìn)風(fēng)及排風(fēng)加裝 1.5-2m的消聲器。

（6）電梯機(jī)房

通常辦公建筑不存在類(lèi)似住宅臥室類(lèi)噪聲敏感空間，因此通常辦公建筑電梯隔振通常不予考慮。對(duì)于住宅建筑，當(dāng)電梯機(jī)房及電梯井道四周緊鄰敏感房間如臥室、客廳時(shí)，建議進(jìn)行電梯設(shè)備的隔振降噪處理。電梯機(jī)房?jī)?nèi)的曳引機(jī)及控制柜均為較嚴(yán)重的噪聲源及振動(dòng)源，應(yīng)對(duì)曳引機(jī)、控制柜進(jìn)行減振處理。同時(shí)還應(yīng)及時(shí)與電梯廠家及電梯顧問(wèn)進(jìn)行溝通，討論處理方案。

（7）鍋爐房

鍋爐房應(yīng)對(duì)設(shè)備機(jī)組進(jìn)行減振處理，參照?qǐng)D1。

圖1 鍋爐設(shè)備隔振處理示意圖

（8）設(shè)備平臺(tái)

本項(xiàng)目中的設(shè)備平臺(tái)主要集中在辦公樓屋面與避難層。設(shè)備平臺(tái)的設(shè)備應(yīng)對(duì)應(yīng)其使用功能 參照本報(bào)告中的處理建議進(jìn)行處理。部分機(jī)房下方為辦公敏感區(qū)，應(yīng)加設(shè)浮筑地面，見(jiàn)圖2。

圖2 噪聲機(jī)房?jī)?nèi)浮筑地面做法推薦

（9）室外機(jī)

室外機(jī)與噪聲敏感房間距離過(guò)近，不僅噪聲對(duì)室內(nèi)可能產(chǎn)生影響， 振動(dòng)也可能傳遞到室內(nèi)。從隔振降噪角度出發(fā)，建議所有室外機(jī)均應(yīng)進(jìn)行減振處理，減振處理應(yīng)采用橡膠彈簧減振器。此外，辦公塔樓避難層的室外機(jī)由于數(shù)量眾多、噪聲較大，經(jīng)估算 17臺(tái)室外機(jī)噪聲達(dá)到70dBA以上，需加設(shè)隔聲罩與消聲百葉，避免其上下樓層臨近的辦公區(qū)域受到噪聲影響。隔聲罩的消聲片厚100mm，間距100mm，有效長(zhǎng)度1200mm，隔聲罩上方與側(cè)方應(yīng)保證 50%的開(kāi)口面積?？紤]到后期維護(hù)的便利性和可操作性，隔聲罩側(cè)壁與機(jī)組之間留出至少600mm，供檢修時(shí)人員進(jìn)出，室外機(jī)風(fēng)口與消聲器之間也應(yīng)留出600mm。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，某甲級(jí)寫(xiě)字樓項(xiàng)目對(duì)機(jī)電設(shè)備噪聲與振動(dòng)控制設(shè)計(jì)后獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。在具體的機(jī)電設(shè)備噪聲與振動(dòng)控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)深入分析出有效解決噪聲與振動(dòng)的舉措，規(guī)范設(shè)計(jì)好具體流程，做好減震降噪處理，從而保證了機(jī)電設(shè)備的性能和品質(zhì)更符合要求，也能夠全面提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，進(jìn)一步延長(zhǎng)設(shè)備壽命。