暖通设计中噪声与振动控制

暖通设计中噪声与振动控制

李明阳

上海天华建筑设计有限公司上海200000

摘要：暖通空调系统在建筑内热湿环境、空气品质进行控制的同时，也对建筑的声环境产生不同程度的影响。当系统运行产生的噪声超过一定允许值后，将影响人员的正常工作、学习、休息或影响房间功能，甚至影响人体健康。本文主要针对建筑暖通设计中存在的一些噪声以及振动等方面的问题进行简要叙述，同时提出降噪减振的解决措施。

关键词：暖通设计；噪声；振动

1通风空调系统的噪声源

1.1风机、空调设备产生的噪声

风机噪声是由叶片驱动空气产生的紊流引起的宽频带气流噪声以及相应的旋转噪声所组成，风机噪声的大小与叶片形式、片数、风量、风压等因素有关。风机产生的噪声大小，通常用声功率级表示。风机噪声水平应由生产厂商提供，当缺少实测资料时可按公式估算，计算方法参见文献[1]。

空调设备噪声包括风机噪声、压缩机运转噪声、电机轴承噪声和电磁噪声。其中以风机噪声和压缩机噪声为主。

1.2风道系统的气流噪声

由于风道内气流流速和压力变化以及对管壁和障碍物的作用，空气在流过直管段和局部构件（如弯头、三通、变径管、风门、风口等）时都会产生噪声。噪声与气流速度有着密切关系，当气流速度增加一倍，声功率级就增加约15dB。直管段与风管构件产生噪声的计算方法参见文献[2]。

1.3入射到风管内的其他噪声

全空气系统、新风系统、排风及排烟系统通常服务多个房间，而其中某一个房间的噪声会通过风管传到其他房间中去。房间内的噪声源有人声、音乐声等，人群大声说话的声功率级为90dB，一般谈话为70dB，音乐声约为90～115dB。这些噪声通过风口入射到风管内再传到其他房间。入射到风管内的噪声与风口的开口面积、噪声源与风口距离、风口个数、声源室的总表面积和材料的吸声系数等有关。

1.4设备振动

各种有运动部件的设备（如风机、水泵、压缩机等）都会产生振动，它是由于旋转部件的惯性力、偏心不平衡产生的扰动力而引起的强迫振动。振动除产生高频噪声外，还直接传给基础和连接的管件，并以弹性波的形式传到其他房间，又以噪声的形式出现，即所谓的固体声。

2通风空调系统噪声与振动控制

2.1选用消声设备、控制风道风速降低噪声

在暖通空调系统中，噪音很大一部分通过管道传播，安装消声器是减少暖通空调系统噪音的重要手段。一个效果较好的消声器能有效降低10～15dB的噪音。

空调通风系统中常用的消声设备有消声器和消声静压箱，而消声器又分为阻性、抗性、共振型和复合型消声器。不同的消声器有不同的特性：阻性消声器对中、高频有较好的消声性能；抗性消声器对低频和低中频有较好的消声性能；共振型消声器属抗性消声器范畴，它适用于低频或中频窄带噪声或峰值噪声，但消声频率范围窄；复合型消声器可发扬上述消声器各自的优点。消声静压箱为静压箱内贴吸声材料，既可以稳定气流，又可利用箱断面的突变和箱体内表面的吸声作用对风机噪声进行有效衰减。

在选用消声设备时，首先要根据噪音源、传播介质等环境因素和消声器的特性来选择合适的消音器类型；其次，除考虑消声量之外，要从其他诸方面进行比较和评价，如系统允许的阻力损失，安装位置和空间大小，造价的高低，消声器的防火、防尘、防霉、防蛀性能等。

同时，除选用消声设备降低噪声外，风道应在考虑经济性的前提下，尽可能采用较小风速，风道风速参见文献[3]。

2.2机房降噪与隔声

降低机房内噪声主要有两个方面，即吸声和隔声。

在通风机房内，由于风机噪声以低频为主，因此宜采用低、中频吸声结构，常采用的低频吸声结构有共振吸声块、水泥板、石膏板穿孔吸声结构等；在冷冻机房、水泵房内，由于设备噪声的频谱较宽，宜采用以中、高频为主的宽频带吸声材料或结构，常采用的材料或结构是50～100mm厚的超细玻璃棉毡，外包玻璃丝布。在机房内，一般湿度较大，通风较差，因此在选用吸声材料时，应尽可能选用防潮和便于清洁的无机材料板材。

当墙体或挡板不能满足隔声要求时，可增加面密度，但不经济，在这种情况下可采用双层墙体或楼板，中间留有空气间层，可提高隔声量，但必须保证两墙无刚性连接，否则失去空气间层的作用，而导致隔声量降低。对于机房门，为提高其隔声性能，通常可采用多层材料的复合门并加强门缝的处理。在实际工程中，亦有设置声闸，以达到降噪目的[4]。

2.3机房外设备的噪声控制

对于冷却塔、风冷式冷水机组或热泵机组的室外机等设置在室外的情况，首先应尽量选用低噪声的设备，同一厂家生产的低噪声冷却塔可比标准型冷却塔噪声低5～9dB，超低噪声的更低一些。其次，选择合理的设备位置，尽量远离需要安静的建筑和房间，设备噪声较强的一侧避免直接对着需要安静的建筑和房间。最后，采用隔声屏障减少设备噪声对需要安静的建筑和房间的影响，屏障离声源越近，屏障越高，隔声越有利。

2.4设备与管路隔振

在设备与基础间配置弹性的材料或器件，可有效地控制振动，减少固体噪声的传递；在设备与管路间采用软连接实行隔振。

应根据不同情况选用不同的减振器，常用的减震器有橡胶减振垫、橡胶剪切减震器和弹簧复合减震器。橡胶减振垫是用橡胶材料裁切成所需要面积和厚度的块状减震器，该类减震器由丁腈橡胶制成，耐油性能好，抗老化性能强，使用寿命长且可根据需要切割成任意大小，适用于转速为1450～2900r/min的水泵隔振；橡胶剪切减震器是由丁晴橡胶制成的圆锥形状的减震器，以剪切受力为主，减震体系自振频率低，对高频固体声有很高的隔声作用，常用于风机、水泵等隔振；弹簧复合减震器是用弹簧钢制成的螺旋形构件，承受荷载大，固有频率低，使用年限长、价格低廉，适用于风机、冷水机组等隔振。

软接管有橡胶软接管和不锈钢波纹管。橡胶软接管隔振减噪的效果很好，缺点是不耐高温和高压，耐腐蚀也差，在空调采暖等水系统中大多数采用橡胶软接管；不锈钢波纹管也有较好的隔振减噪效果，且耐高温、高压和耐腐蚀，但价格较贵，适宜用在制冷机管路的隔振。风机进出口与风管间的软管宜采用玻璃纤维布或帆布制作。

结束语

综上所述，建筑工程暖通系统任何一个环节产生的振动及噪声都会随着各类传播介质扩散到室内中，进而影响人们的日常生活。为此，相关设计人员应当确认噪声源，并根据相应情况，选择合理的减噪隔振措施，对暖通系统噪声和振动进行控制，提高建筑舒适度。

参考文献

[1]全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调•动力2009

[2]马最良，姚杨.民用建筑空调设计.北京：化学工业出版社，2015

[3]GB50736-2012.民用建筑供暖通风与空调设计规范

[4]乐有奋，潘茜，傅建勋，叶鸣.某厂房暖通空调节能设计及室内噪声和空气污染控制.暖通空调，2010(09):1-5.

[5]陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调.北京：中国建筑工业出版社，2015