消聲隔振技術在通風空調工程中的應用

李昊

摘要本文說明了通風空調系統的噪聲和振動的來源以及控制噪聲和隔振的重要性，闡述了通風空調系統消聲、隔振的原理和方法及其在實際工程中的應用。

關鍵詞通風空調消聲隔振應用

中圖分類號：TB494文獻標識碼： A

1 引言

通風空調系統在對建筑內熱濕環境、空氣品質進行控制的同時，也對建筑的聲環境產生不同程度的影響。當系統運行產生的噪聲超過一定允許值后，將影響人員的正常工作、學習、休息或影響房間功能（如電視和廣播的演播室、錄音室），甚至影響人體健康。因此，在進行通風空調工程設計的同時，還應進行噪聲控制和隔振設計。各種噪聲源的噪聲大小通常用聲功率級來表示，單位為dB（分貝）。我國現行工程設計規范對各類建筑的噪聲允許標準也做出了詳細規定，民用建筑可按《民用建筑隔聲設計規范》（GB 50118-2010）和各類建筑的設計規范（如商場、電影院等設計規范）的規定取值，工業建筑可按《工業企業噪聲控制設計規范》（GB/T50087-2013）和其他相關的規范取值。

2 通風空調系統噪聲和振動的來源

通風空調系統的噪聲和振動的來源主要有以下幾個方面：

（1）制冷壓縮機、水泵、冷卻塔、風機、空調器、風機盤管等設備運行時產生的噪聲和振動。對于一般通風空調系統，各種風機往往是主要噪聲源，風機噪聲由葉片上紊流引起的寬頻帶的氣流噪聲以及相應的旋轉噪聲組成。

（2）風管系統的氣流噪聲?？諝庠诹鬟^直管段和局部構件（如彎頭、三通、變徑管、風口、風門等）時都會產生噪聲，這種噪聲與氣流速度有密切關系，當氣流速度增加一倍，聲功率級就增加15dB。

（3）冷凍水、冷卻水在水管內流動產生的水流聲及水管振動產生的噪聲。

（4）入射到風管內的其他噪聲。全空氣空調系統或新風系統通常服務多個房間，其中某一個房間的噪聲會通過風管傳到其他房間去。

（5）水泵、制冷壓縮機、風機等設備運行時產生振動，通過建筑結構和連接的管件，以彈性波的形式傳到其他房間而產生的噪聲。

3 通風空調系統的噪聲控制

通風空調系統的噪聲控制應從聲源、傳聲途徑和工作場所的吸聲處理等方面著手，其中又以在聲源處將噪聲降低最為有效。目前實際工程應用中主要從以下三個方面采取措施：

（1）對風機、制冷壓縮機、水泵、空調器、風機盤管等設備產生的噪聲，可采取如下措施：

①選用高效率、低噪聲的設備?？照{設備噪聲對環境及空調房間的影響非常大，尤其新風機組、風機盤管常放置于辦公區、休息區或公共區內，其噪聲可直接傳到人群中，因此必須選用效率高、噪聲低的產品。水泵、風機等要采用合理的轉速。選風機時，單臺風機風量不要過大，盡可能采用低速、葉片后向的離心式風機，使風機的工作點接近最高效率點，不要留太多的壓頭余量。風機進、出口處的管道不宜急劇轉彎?？照{末端的風機盤管，宜選擇噪聲不大于40dB的低噪聲風機盤管。

②冷卻塔的合理布置：對于空調用的冷卻塔，一定要設置在室外，因為冷卻塔在使用過程中產生的噪聲會影響到本幢建筑及周邊建筑，一般設置在建筑的裙房屋面或最高屋面。

(2)風管和水管系統的噪聲，可通過下列方法來降低：

①設計風管路時，每個系統的總風量和阻力不宜過大，必要時可以把大風量系統分成幾個小系統。盡可能加大送風溫差，以降低風機風量和噪聲。應盡量避免管道急劇轉彎，盡可能少裝調節閥。必要時，彎頭和三通支管等處應裝設導流片。風管內的空氣流速和水管內的水流速應合理選用，從風機到使用房間的管內風速應逐漸降低，消聲器后面的風速不能大于消聲器前的風速。

②在風管道上設置消聲器。在通風空調系統中，消聲器廣泛應用于各種設備進出風口的消聲、通風空調系統風管道的消聲以及冷卻塔進出風口的消聲等。常見的消聲器按消聲原理的不同大致可分為阻性和抗性兩大類。阻性消聲器的消聲原理是利用吸聲材料的多孔性和松散性，使入射在材料上的聲能轉化為熱能而被吸收。阻性消聲器對中、高頻噪聲具有良好的消聲效果?？剐韵暺鞯南曉硎墙柚艿澜孛娴耐蝗粩U張或收縮或旁接共振腔，使沿管道傳播的某些特定頻率或頻段的噪聲在突變處向聲源反射回去而不再向前傳播，從而達到消聲目的?？剐韵暺鲗Φ皖l和低中頻噪聲具有較好的消聲效果。阻抗復合型消聲器則發揚了阻性和抗性消聲器各自的優點，在通風空調工程中得到了廣泛的應用。

(3)制冷機房、空調機房建筑圍護結構的處理?？照{系統噪聲通過末端設備或建筑結構傳到空調房間內，在設計空調系統時，機房的安裝應盡可能遠離空調房間和對噪聲控制要求高的房間，這樣可以增大噪聲的自然衰減值，減少空調噪聲對空調房間的影響。為降低風管的氣流噪聲，設計時應盡可能預留足夠多的空間（如豎井和吊頂）給空調系統。在空調房間的布置上，為隔絕外界噪聲的干擾，應把對噪聲控制要求高的房間集中布置在建筑內區。在建筑構造上，把產生噪聲的房間和需要安靜的房間通常用墻體隔開。機房應盡量減少門窗，以減少設備噪聲的外傳。

對機房本身可以采取吸聲和隔聲處理。吸聲的方法是在機房的墻、頂棚貼吸聲材料，吸聲材料應根據噪聲源的頻譜來選擇。風機房的噪聲以低頻為主，因此宜選用低頻吸聲性能強的材料，如石膏穿孔板、珍珠巖吸聲板等。制冷機房、水泵房等噪聲頻譜較寬，應選用中、高頻吸聲性能好的材料，如超細玻璃棉氈、玻璃棉板、礦渣棉板、聚氨酯泡沫塑料等。機房的墻體、樓板應具有隔聲作用。增加隔聲量的好辦法是在墻體、樓板中增加空氣層，即兩層墻體或樓板。機房門應采用內夾吸聲材料（如礦棉氈、玻璃棉氈等）的復合門，門縫采用企口擠壓式（在企口上加橡膠圈、條式充氣帶）的密縫措施。機房窗戶的的隔聲可采用雙層窗加密封條的處理方式。

4 通風空調系統的隔振措施

通風空調系統的隔振措施包括設備隔振和管路隔振。機房內各種有運動部件的設備（風機、水泵、制冷壓縮機等）都會產生振動，它直接傳給基礎和連接的管件，并以彈性波傳到其他房間中去，又以噪聲的形式出現。另外，振動還會引起構件（如樓板）、管道振動，有時會危害安全。因此對振源必須采取隔振措施。在設備與基礎間配置彈性的材料或器件，可有效地控制振動，減少固體噪聲的傳遞；在設備與管路間采用軟連接實行隔振。常用的基礎隔振材料或隔振器主要分為壓縮型和剪切型兩種。壓縮型隔振材料和隔振器主要有：橡膠墊，適用于轉速為1450-2900r/min的水泵隔振；軟木，可用于水泵和小型制冷機的隔振。剪切型隔振器主要有：金屬彈簧隔振器，適用于風機、冷水機組等的隔振；橡膠剪切隔振器，常用于風機、水泵等的隔振。

水泵、冷水機組、風機盤管、空調器等設備與水管用一小段軟管連接，以不使設備的振動傳遞給管路。尤其是設備基礎采取隔振措施后，設備本身的振動增加了，這時更應采用這種軟管連接。軟接管有兩類：橡膠軟接管，在空調采暖等水系統中廣泛采用；不銹鋼波紋管，主要用于制冷劑管路的隔振。風機進出口與風管間的軟管一般采用人造材料或帆布材料制作。風管和水管穿墻壁和樓板時要在管道與洞壁間用柔性材料填充，以減少振動和隔聲。管道與支架、吊卡間應墊軟材料，采用隔振吊架（有彈簧型、橡膠型）。

5 結語

在實際工程應用中，噪聲控制與隔振還需要暖通、建筑、結構等多個專業互相配合，共同完成。建筑方案設計初期就融合多個專業的知識綜合考慮、施工中各專業密切配合才能有效合理地控制噪聲。因此，要做好通風空調系統的消聲和減振，各專業設計師和施工人員都需要做出努力。