建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中噪聲與振動(dòng)通病的防治研究

方新民

（合肥嘉飛建筑科技有限公司，安徽 合肥 230000）

現(xiàn)階段，在建筑工程設(shè)計(jì)中，為了給住戶提供更舒適的居住環(huán)境，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)是不可忽視的施工要點(diǎn)之一。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，能耗、質(zhì)量是關(guān)注要點(diǎn)，其中噪聲問(wèn)題和振動(dòng)問(wèn)題是常見(jiàn)故障之一，對(duì)暖通空調(diào)運(yùn)行和功能發(fā)揮有直接影響?；诖?，重視通病防治有積極作用。

1 建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的作用

具體來(lái)看，該建筑電器具備如下作用：（1）提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)之一是提供舒適的室內(nèi)環(huán)境，包括適宜的溫度、濕度和空氣質(zhì)量。通過(guò)合理的供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)、濕度的控制和新鮮空氣的供應(yīng)，以滿足人們的舒適需求。（2）實(shí)現(xiàn)節(jié)能和能源效率。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑物能耗的重要組成部分。通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)能源的有效利用和節(jié)能降耗。采用節(jié)能設(shè)備、智能控制系統(tǒng)和優(yōu)化的能源管理策略，可以降低能源消耗并減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。（3）保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)在維護(hù)室內(nèi)空氣質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)和空氣過(guò)濾系統(tǒng)，可以有效地去除污染物和有害氣體，保持室內(nèi)空氣的新鮮[1]。

2 建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中噪聲和振動(dòng)通病分析

2.1 研究案例闡述

在此以某地區(qū)的商業(yè)辦公大樓項(xiàng)目為研究基礎(chǔ)，該項(xiàng)目整體占地面積超過(guò)6000m2，總建筑面積接近50000m2。項(xiàng)目分為地下及地下兩部分。其中地上25層，地下2 層，地上部分1-5 層位商業(yè)裙樓，6-25 層為辦公樓。商業(yè)裙樓每層建筑面積接近2300m2，每層高度為4.7m，辦公樓和設(shè)備間發(fā)揮效用。整體工程中暖通空調(diào)系統(tǒng)是重要工序，以水冷式中央空調(diào)、風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，冷水機(jī)組設(shè)置兩臺(tái)制冷量為2461kW 的離心式冷水機(jī)組，1 臺(tái)制冷量為1232kW 的螺桿式冷水機(jī)組，保證滿足日常需要。暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置在地下兩層區(qū)域，同時(shí)為了確保營(yíng)造良好環(huán)境，同時(shí)在裙樓層設(shè)置2 臺(tái)流量為700m3/h 的低噪聲橫流方形冷卻塔和1臺(tái)流量為300m3/h的低噪聲橫流方形冷卻塔，更好地服務(wù)用戶。

2.2 噪聲和振動(dòng)通病問(wèn)題

2.2.1 通風(fēng)風(fēng)機(jī)噪聲問(wèn)題

結(jié)合上文闡述，基于地下車庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通風(fēng)是重點(diǎn)環(huán)節(jié)。為了滿足通風(fēng)需求，布設(shè)通風(fēng)風(fēng)機(jī)是關(guān)鍵，設(shè)計(jì)階段包括補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)及排煙系統(tǒng)等，其中補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)是保證地下車庫(kù)保持空氣流通，避免出現(xiàn)一氧化碳、二氧化碳濃度過(guò)高的危險(xiǎn)，排風(fēng)系統(tǒng)主要保證車庫(kù)空氣外排，以及輔助補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)充新鮮空氣，排煙系統(tǒng)的主要作用是保證安全性。在三個(gè)系統(tǒng)相輔相成工作支持下，地下車庫(kù)與外界保持空氣流通，而三個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中，風(fēng)機(jī)是不可忽略的重要設(shè)計(jì)，而風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，不可避免地存在噪聲和振動(dòng)問(wèn)題，這與設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中壓縮機(jī)振動(dòng)、氣動(dòng)、風(fēng)葉與網(wǎng)罩之間的距離有關(guān)。

2.2.2 風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管噪聲問(wèn)題

風(fēng)機(jī)和房間之間的風(fēng)管是保證空氣輸送的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)風(fēng)管過(guò)程中，對(duì)于其材質(zhì)要求較低，并沒(méi)有特殊要求，但是風(fēng)管中空氣流速大小與風(fēng)管噪聲情況存在直接聯(lián)系，基于此，在設(shè)計(jì)風(fēng)管過(guò)程中，出于降噪效果考慮，結(jié)合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分析，一般風(fēng)管中空氣流速以8-10m/s 為適宜。研究項(xiàng)目中風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管中的空流速設(shè)置如下表1 所示。但當(dāng)風(fēng)量一定時(shí)，風(fēng)管的空氣流速過(guò)小，也會(huì)導(dǎo)致風(fēng)管產(chǎn)生噪聲，此時(shí)需要通過(guò)調(diào)整風(fēng)管截面積進(jìn)行降噪。同時(shí)，風(fēng)管的組成元件，如支架、吊架等設(shè)施也會(huì)在過(guò)大空氣流速作用下產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而出現(xiàn)噪聲問(wèn)題。

表1 風(fēng)管內(nèi)空氣流速設(shè)置情況（m/s）

2.2.3 風(fēng)管穿過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的噪聲問(wèn)題

建筑工程施工階段，為了保證設(shè)備功能充分發(fā)揮，風(fēng)管在建筑中的走向較為繁瑣復(fù)雜，勢(shì)必會(huì)經(jīng)過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的墻、板等部位，穿墻之后，會(huì)留下孔洞和縫隙。結(jié)合實(shí)踐研究成果來(lái)看，這些縫隙和孔洞不可避免地會(huì)對(duì)建筑噪聲和振動(dòng)產(chǎn)生影響，氣體從中流經(jīng)之后，會(huì)產(chǎn)生空氣動(dòng)力學(xué)噪聲，隨著孔洞大小差異和深度差異，產(chǎn)生的噪聲存在差距，當(dāng)空氣量相同時(shí)，孔洞越小風(fēng)速越高，此時(shí)噪聲越明顯，反之面積增大，風(fēng)速增大，噪聲會(huì)相應(yīng)降低。同時(shí)，建筑物施工過(guò)程中，孔洞位置、間隙大小以及墻厚度差異，均會(huì)導(dǎo)致噪聲產(chǎn)生差異性，因此孔洞設(shè)置位置也是關(guān)注重點(diǎn)，例如在天花板中心區(qū)域位置開(kāi)設(shè)了孔洞，會(huì)導(dǎo)致噪聲擴(kuò)大，但是選擇接近墻壁區(qū)域的天花板位置開(kāi)設(shè)孔洞，則可以促使噪聲降低[2]。

2.2.4 空調(diào)機(jī)房位置噪聲問(wèn)題

空調(diào)機(jī)房中安裝許多設(shè)備，這些設(shè)備與暖通空調(diào)系統(tǒng)功能發(fā)揮有緊密聯(lián)系，而多數(shù)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)存在噪聲問(wèn)題和振動(dòng)問(wèn)題，這些噪聲會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化建筑物內(nèi)的噪聲，如果設(shè)備產(chǎn)生運(yùn)行影響沖擊，例如振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致樓板受到?jīng)_擊，基于此，設(shè)置防振措施和隔音措施極為重要。

2.2.5 冷卻塔的噪聲問(wèn)題

基于《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）中的相關(guān)規(guī)定分析，暴露在室外的設(shè)備，噪聲無(wú)法達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，需要采取降噪措施，避免干擾周圍人群正?；顒?dòng)。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，冷卻塔是不可忽略的一部分，主要負(fù)責(zé)熱量交換，為了實(shí)現(xiàn)期目標(biāo)，冷卻塔與外界環(huán)境聯(lián)通較為緊密，再加上為了實(shí)現(xiàn)期功能，該設(shè)備會(huì)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)噪聲問(wèn)題難以避免。

2.3 通病成因

2.3.1 設(shè)備選擇與配置

噪聲和振動(dòng)問(wèn)題通常與設(shè)備的選擇和配置有關(guān)。某些暖通空調(diào)設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等，可能在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生較高的噪聲和振動(dòng)。不合適的設(shè)備選擇或布置可能導(dǎo)致噪聲和振動(dòng)擴(kuò)散到室內(nèi)空間，影響人們的舒適性和工作效率。

2.3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管道布置

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管道布置也會(huì)影響噪聲和振動(dòng)水平。管道走向不合理、管道支架設(shè)計(jì)不穩(wěn)固，以及管道系統(tǒng)中可能存在過(guò)多的彎頭和節(jié)流裝置等因素，都會(huì)引起流體噪聲和振動(dòng)[3]。

2.3.3 缺乏隔聲與減振措施

在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，如果缺乏有效的隔聲與減振措施，噪聲和振動(dòng)就會(huì)在建筑結(jié)構(gòu)中傳導(dǎo)和放大。這可能由于建筑材料的選用不當(dāng)、隔聲屏障缺失或不合理、減振措施缺乏等原因造成。

2.3.4 外部環(huán)境與建筑布局

周圍環(huán)境和建筑布局也會(huì)對(duì)噪聲和振動(dòng)產(chǎn)生影響。如果建筑位于嘈雜的交通干道附近或其他噪聲源密集區(qū)域，或者建筑內(nèi)部布局不合理導(dǎo)致噪聲和振動(dòng)傳導(dǎo)難以避免，這些因素都可能導(dǎo)致噪聲和振動(dòng)問(wèn)題的存在。

3 建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中噪聲與振動(dòng)通病防治對(duì)策

3.1 通風(fēng)機(jī)噪聲問(wèn)題的處理措施

結(jié)合上文的分析，為了有效解決通風(fēng)機(jī)噪聲問(wèn)題，可以采取以下措施：第一，合理選擇通風(fēng)機(jī)。在選購(gòu)?fù)L(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇低噪聲、高效率的產(chǎn)品。第二，進(jìn)行噪聲預(yù)測(cè)與模擬。在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)噪聲預(yù)測(cè)與模擬軟件對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)和評(píng)估可能產(chǎn)生的噪聲水平。這有助于在設(shè)計(jì)階段就針對(duì)性地采取措施，避免后期出現(xiàn)噪聲問(wèn)題。第三，安裝隔聲罩。將通風(fēng)機(jī)安裝在隔聲罩內(nèi)，可以有效地降低噪聲傳播。隔聲罩應(yīng)采用吸聲材料，減少通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲。第四，安裝減振裝置。通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致噪聲，因此應(yīng)在通風(fēng)機(jī)和建筑結(jié)構(gòu)之間加裝減振裝置，有效阻斷振動(dòng)傳導(dǎo)，減少噪聲。第五，避免共振現(xiàn)象。通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，共振會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)放大和噪聲增加，應(yīng)通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和振動(dòng)控制措施來(lái)預(yù)防。第六，定期維護(hù)保養(yǎng)。通風(fēng)機(jī)定期維護(hù)保養(yǎng)至關(guān)重要，包括清潔和潤(rùn)滑設(shè)備，以確保其正常運(yùn)行和降低噪聲產(chǎn)生的可能[4]。通過(guò)上述幾點(diǎn)措施，可以有效降低噪聲和振動(dòng)影響，保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 送、回風(fēng)管噪聲的處理措施

送、回風(fēng)管噪聲的處理措施是建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中非常重要的一環(huán)。結(jié)合上文來(lái)看，一般情況下，送風(fēng)系統(tǒng)中該類型設(shè)備都采取無(wú)風(fēng)道排風(fēng)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，該種設(shè)計(jì)思路可以有效降低噪聲干擾，但無(wú)法徹底根除噪聲。基于此，在施工安裝過(guò)程中，需要采取如下措施，輔助設(shè)計(jì)方案解決噪聲問(wèn)題。第一，合理應(yīng)用吸聲材料。在送、回風(fēng)管道內(nèi)部添加吸聲材料可以有效地吸收 噪聲，并減少噪聲的傳播。吸聲材料通常使用玻璃棉、巖棉、聚酯纖維等材料，將其貼附在風(fēng)管內(nèi)壁或周圍[5]。第二，安裝消聲器。在送、回風(fēng)管道的末端或轉(zhuǎn)角處安裝消聲器，能夠有效地消除風(fēng)流噪聲。第三，設(shè)置減振裝置。在風(fēng)管的支撐和固定部位添加減振裝置，可以阻止振動(dòng)傳導(dǎo)，從而減少噪聲。綜合運(yùn)用上述處理措施，可以有效地降低送、回風(fēng)管的噪聲水平，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

3.3 風(fēng)管穿過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)噪聲問(wèn)題的處理措施

當(dāng)風(fēng)管穿過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)（例如樓板或墻壁）時(shí)，容易產(chǎn)生噪聲問(wèn)題，針對(duì)這一情況，可以采取以下措施進(jìn)行處理：第一，合理設(shè)置隔離空間。在風(fēng)管穿過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的位置，可以增加隔離空間，使風(fēng)管與維護(hù)結(jié)構(gòu)之間留有一定的距離。這樣可以減少振動(dòng)和噪聲的傳遞，從而降低噪聲影響。第二，善用吸聲材料。在維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部和周圍添加吸聲材料，如吸音板、吸音棉等，能夠有效地吸收噪聲。第三，合理安裝減振裝置。在風(fēng)管穿過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐和固定部位，添加減振裝置，如橡膠墊、彈簧隔振器等，可以阻止振動(dòng)傳導(dǎo)，減少噪聲影響。第四，避免共振現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)風(fēng)管路徑時(shí)，避免風(fēng)管與維護(hù)結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)共振現(xiàn)象。共振會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)放大和噪聲增加，應(yīng)通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和振動(dòng)控制措施來(lái)預(yù)防。通過(guò)上述四項(xiàng)措施，可以有效避免噪聲和振動(dòng)問(wèn)題出現(xiàn)[6]。

3.4 空調(diào)機(jī)房位置噪聲問(wèn)題的處理措施

針對(duì)這一類問(wèn)題，可以采取以下措施進(jìn)行處理：第一，選擇機(jī)房的位置時(shí)，應(yīng)盡量將其遠(yuǎn)離噪聲敏感區(qū)域，將機(jī)房設(shè)置在人員活動(dòng)較少或噪聲要求較高的區(qū)域，有助于降低噪聲對(duì)人員的影響。第二，在機(jī)房的墻壁和門上使用隔聲材料，如隔音板、吸音棉等，可以有效地減少機(jī)房?jī)?nèi)噪聲的傳播到周圍區(qū)域。第三，對(duì)于高噪聲的機(jī)房，可以考慮在機(jī)房的外部建造隔聲罩，采用吸聲材料和隔音設(shè)計(jì)，以隔絕噪聲的傳播。同時(shí)，在機(jī)房的出入口安裝隔音門，可以阻止噪聲外傳。第四，在機(jī)房周圍環(huán)境中使用音頻遮蔽技術(shù)，如通過(guò)播放背景音樂(lè)或白噪聲來(lái)遮蓋機(jī)房噪聲，減少噪聲對(duì)周圍區(qū)域的干擾。綜合運(yùn)用上述處理措施，可以有效地降低空調(diào)機(jī)房位置的噪聲問(wèn)題，保障周圍環(huán)境的舒適性和安靜性。

3.5 冷卻塔噪聲問(wèn)題的處理措施

針對(duì)冷卻塔噪聲問(wèn)題，可以采取以下措施進(jìn)行處理：第一，相關(guān)人員可以在設(shè)計(jì)階段，在風(fēng)機(jī)口位置安裝消音彎頭，并且對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行防水處理，確保其充分發(fā)揮性能可以起到降噪效果；第二，充分利用冷卻塔周圍環(huán)境優(yōu)勢(shì)，對(duì)其施加一定阻力，也可以達(dá)到降噪目的；第三，合理選用低噪聲設(shè)備，并合理設(shè)計(jì)冷卻塔建設(shè)位置，盡可能促使其遠(yuǎn)離噪聲敏感區(qū)域，可以有效降噪。

4 結(jié)語(yǔ)

在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，噪聲和振動(dòng)是常見(jiàn)的通病，對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適性和居民健康產(chǎn)生不利影響。為了保障建筑的舒適性和室內(nèi)空氣質(zhì)量，防治噪聲與振動(dòng)問(wèn)題至關(guān)重要。本文深入了解了噪聲與振動(dòng)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中產(chǎn)生的成因，并基于存在的問(wèn)題，提出五點(diǎn)針對(duì)性處理策略，希望可以為我國(guó)暖通空調(diào)施工設(shè)計(jì)提供更多借鑒。