空調系統(tǒng)的消聲和減振要求

1、空調系統(tǒng)的消聲和減振要求 毋庸置疑，民用建筑中的中央空調系統(tǒng)給人們的生活、工作帶來了極大的舒適和便利。但是伴隨著生活水平的日益提高，特別是職業(yè)健康安全管理體系(GBT280012001)的逐步貫徹實施，人們對工作環(huán)境的健康要求也越來越高，于是眾多高級賓館、寫字樓、公寓中空調系統(tǒng)的運行問題便愈加凸現(xiàn)出來，如噪聲、異味、結露、滴水等，在一定程度上影響著人們的工作情緒、工作效率和身體健康，空調系統(tǒng)噪聲問題尤為突出，已在局部形成噪聲污染。 噪聲的發(fā)生源很多，就工業(yè)噪聲來說，主要有空氣動力噪聲、機械噪聲、電磁噪聲等，空氣動力噪聲是由空氣振動而產(chǎn)生的，如當空氣流動產(chǎn)生渦流或者發(fā)生壓力突變時引起氣流擾動而產(chǎn)

2、生的噪聲；機械噪聲是由固體振動而產(chǎn)生的；電磁噪聲是由于電動機的空隙中交變力的相互作用而產(chǎn)生的。 建筑內部的噪聲主要是由于設置空調、給排水、電氣設備后產(chǎn)生的，其中以空調設備產(chǎn)生的噪聲影響最大?？照{工程中的主要噪聲源是通風機、制冷機、機械通風冷卻塔等。 通風機噪聲主要是通風機運轉時的空氣動力噪聲（包括氣流、渦流噪聲、撞擊噪聲和葉片回轉噪聲）和機械噪聲。通風機噪聲的大小與葉片的大小和形式、葉片數(shù)量、風量、風壓等因素有關，同系列同型號的通風機其噪聲隨著轉速的增高而加大。 電機噪聲以電動機冷卻風扇引起的空氣動力噪聲為最強，機械噪聲次之，電磁噪聲最小。除此之外，還有一些其他的氣流噪聲，如風管內氣流引起的管

3、壁振動，氣流遇到障礙物（管道變徑、彎頭、閥門等）產(chǎn)生的渦流以及出風口風速過高等都會產(chǎn)生噪聲。 下圖是空調系統(tǒng)的噪聲傳播情況。 從圖中可以看出，通風機噪聲由風道傳入室內外，設備的振動和噪聲也可能通過建筑結構傳入室內。因此，通風空調系統(tǒng)在對建筑內熱濕環(huán)境和空氣品質進行控制的同時，也對建筑的聲環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。 當空調系統(tǒng)運行產(chǎn)生的噪聲超過一定允許值后，將影響人員的正常工作、學習、休息或影響房間的功能（如演播室、錄音室），甚至影響人體健康。因此，在進行通風空調系統(tǒng)設計時，除了要考慮溫、濕度的要求以外，還要考慮噪聲的控制?？照{通風系統(tǒng)主要噪聲源： 1 平時通風：排風機、送風機。2 空調系統(tǒng)：制冷

4、機組、循環(huán)水泵、冷卻塔、空調末端（風機盤管、空氣處理機組）。3 火災時：排煙風機、正壓送風機。4 人防通風系統(tǒng)：人防風機。 風機噪聲：主要為空氣動力噪聲和機械噪聲，以空氣動力性噪聲為主空氣動力噪聲：渦流噪聲旋轉噪聲機械噪聲：軸承噪音旋轉部件不平衡產(chǎn)生的噪聲附加噪聲：風道管件因風速過大而產(chǎn)生附加的噪聲，也叫氣流噪聲。風速越大，其噪聲也越大。故集中空調系統(tǒng)：采用低風速系統(tǒng)，風速控制在8m/s以下?？照{系統(tǒng)噪聲的來源 空調系統(tǒng)噪聲從產(chǎn)生形式上分為空氣動力性噪聲和機械性噪聲，按噪聲發(fā)生部位也可分為兩大類：設備噪聲、風管及部件噪聲。 空調設備包括冷水機組、水泵、風機(包括空調機組、風機盤管機組)、冷卻塔

5、等，在運行中均可能因為設備振動、壓縮機、電機、風葉運轉而產(chǎn)生機械性噪聲，屬于噪聲源。風管和風管部件(主要是送風口)的噪聲分為渦流噪聲(空氣渦流產(chǎn)生的氣流噪聲)和振動噪聲(風管及部件振動產(chǎn)生的噪聲)，是在運行工況不良或與建筑物連接不當時產(chǎn)生的，屬于附加噪聲。 從民用建筑空調系統(tǒng)的實際運行情況來看，設備噪聲(尤其是風機噪聲)是空調系統(tǒng)中的主要噪聲源。因為大多數(shù)空調系統(tǒng)都是低速系統(tǒng)，風管及部件的噪聲與風機噪聲相比較小，而且由于噪聲的迭加是對數(shù)迭加，附加噪聲值一般不會對風機噪聲值的提高產(chǎn)生顯著影響。 空調系統(tǒng)噪聲污染的人為因素 固然，空調系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生是不可避免的，但設計和安裝這兩方面的人為因素卻是造

6、成空調系統(tǒng)噪聲污染的外因。(1)設計方面： 1)空調設備選型不當，如所選風機噪聲值超標； 2)設計風速過大，造成風管內空氣渦流嚴重、出風口處風噪大； 3)設備設計位置不妥，如空調機房位置距辦公、生活區(qū)域較近； 4)未進行有效的消聲設計，如并聯(lián)設備間無防共振設計、風管未采用隔振吊架。 (2)安裝方面： 1)未按設計施工，如管道與空調器沒有采用軟連接、設備基礎未采用隔振墊； 2)不符合施工規(guī)范要求，如設備安裝時沒調平找正、大型風管彎頭導流片漏裝； 3)未嚴格進行系統(tǒng)檢測，如風管漏光檢測、漏風量測試抽檢率不足、室內噪聲檢測點少。 空調系統(tǒng)噪聲的控制措施 從源頭上完全消除空調系統(tǒng)噪聲是不現(xiàn)實的，但是可

7、以在設計和安裝這兩個外因上采取有效措施來降低空調系統(tǒng)的噪聲污染。1 .設計方面控制措施 1.1 風機減噪設計(1)選用低噪聲或低轉速的前向型葉片式風機；風量和風壓的安全系數(shù)不宜過大；風機正常運行工況點應在高效區(qū)內，最好接近最高效率點。(2)風量較大的空調機組應設置機房，利用封閉的墻體進行隔聲(普通120磚墻的隔聲效果即可達到45dB)，機房位置應盡量遠離要求安靜的房間。(3)空調機組設減振基座，減振基座的振動傳遞率T必須小于5。(4)空調機房采用消聲百葉回風口，回風風速宜控制在2m/s以下。(5)風量較小的通風設備(如風機盤管)吊裝時，吊架應采用減振吊架，同時采用隔聲效果好的天花板材料。(6)

8、風機與管道采用柔性連接，進出風干管處設置消聲器。 1.2 冷水機組減噪設計 (1)選擇高效型聲功率低的制冷機組，各種機組的噪聲值一般排序為：熱泵機組活塞式冷水機組螺桿式冷水機組離心式冷水機組溴化鋰吸收式冷水機組，具體可根據(jù)工程特點合理選擇。(2)優(yōu)選內置水泵型冷水機組。水泵密閉在冷水機組內，可有效地降低水泵噪聲。(3)制冷機房宜設在建筑物地下室或單獨建設，機房結構采用比重大的建筑材料，必要時可在墻體內表面粘貼吸聲材料。(4)選用橡膠隔振墊或彈簧隔振器進行冷水機組、水泵基礎隔振。(5)進出冷水機組、水泵的管道設置橡膠柔性接管。(6)穿越制冷機房的管道設置柔性套管，避免與墻體剛性連接。 1.3 冷

9、卻塔（風冷機組）減噪設計(1)優(yōu)選低噪音型或帶變頻調速裝置的冷卻塔。逆流式冷卻塔噪聲最大，橫流式冷卻塔次之，噴射無風機式塔噪聲最小，但其占地面積正好相反，具體可根據(jù)工程場地情況合理選擇。(2)冷卻塔設置在對周邊建筑影響最小處，并避開建筑物的主立面和主出人口。(3)塔基和混凝土基礎間設減振墊、減振器，冷卻塔的支點與減振器之間應設整體底座。(4)在進水、出水和補給水管上加防振軟管。(5)冷卻塔增配消聲附件，如出風口裝消音風筒、在入風口裝隔聲墻。(6)必要時在冷卻塔和周邊建筑物間設置隔聲屏。 14風管及部件減噪設計(1)風管設計風速不宜過高，以減小空氣渦流產(chǎn)生的噪聲。一般干管內風速控制在10ms以內

10、，有特殊消聲要求的空調系統(tǒng)的干管風速控制在5ms，支管風速不高于3ms，送風口風速控制在2ms內。(2)在管路布置時人為地增加風管走向變化以便合理利用噪聲的自然衰減。(3)各支路風管的設計風量盡量達到自然平衡。(4)當同一系統(tǒng)的不同房間噪聲要求不同時，風管按照噪聲要求由低到高的順序進行布置，有特殊消聲要求的房間加設支管消聲器。(5)送風量與回風量應盡量接近平衡，避免室內外形成明顯的壓力差。 (6)風管變徑要采用漸擴或漸縮管，不能巨變。(7)分支管與主風管采用非90順接。(8)矩形彎管的曲率半徑為一個平面邊長的內外同心弧，其他形式的彎管當平面邊長大于500mm時，必須設置導流片。 (9)風管彎頭

11、與彎頭的間距不宜過小，避免渦流嚴重。 (10)風管與墻體、樓板不能剛性接觸，要做隔振處理。 2. 安裝方面控制措施 2.1 設備安裝減噪控制(1)安裝隔振器的設備基礎必須平整，偏差2mm。(2)每個隔振器位置要準確，壓縮量應均勻一致，偏差2mm。(3)設備就位后嚴格進行調平找正。(4)固定設備的地腳螺栓必須擰緊，并有防松動措施。(5)吊裝設備的隔振鋼支、吊架其結構形式和尺寸必須符合設計或設備技術文件規(guī)定，焊接要牢固。(6)與設備相連接的風管、水管必須連接緊密、牢固。(7)在設備單機試運轉和系統(tǒng)無負荷聯(lián)合試運轉時，嚴格進行噪聲測定，對有異常振動和聲響的設備采取糾正措施。 風管及部件安裝減噪控制(

12、1)風管制作的接縫和接管連接處必須牢固、嚴密。(2)風管制作的接縫和接管連接處采取密封措施，密封面在風管的正壓側。(3)風管內導流片和消聲器的制作必須符合設計或規(guī)范要求。(4)嚴格按照設計要求對風管進行加固(加固形式有橫筋、立筋、內外角鋼、扁鋼、加固筋、管內支撐等)。(5)風管配件、風管部件與風管必須牢固連接，開關要靈活。(6)風管的隔振鋼支、吊架的結構形式、尺寸、間距必須符合設計或設備技術文件規(guī)定，焊接要牢固。(7)風管系統(tǒng)安裝完畢，必須進行嚴密性檢驗和噪聲測定。 3.其它消聲、減振措施 通風與空調系統(tǒng)的減振設計應包括設備和管道兩方面。設備包括制冷機組、空調機組、水泵、風機以及其他可能產(chǎn)生較

13、大振動的設備。管道減振主要是防止設備的振動通過管道進行傳播。 設計中對消聲和減振的具體措施可具體歸納為： （1）.在空調系統(tǒng)中，除了對風機、水泵等產(chǎn)生振動的設備設置彈性減振支座外，還應在風機與管路之間采用軟管鏈接，軟管宜采用人造材料或帆布材料制作。6號以下風機，軟管的合理長度為200mm；8號以上的風機，軟管合理長度為400mm。 （2）.水泵、冷水機組、風機盤管、空調機組等設備與水管之間用軟管連接，不使振動傳遞給管路。軟管有兩類：橡膠軟接管和不銹鋼波紋管。橡膠軟接管隔振減噪的效果很好，缺點是不能耐高溫和高壓，耐腐蝕性也差。在空調與采暖的水系統(tǒng)中多用橡膠接管。不銹鋼波紋管能耐高溫、高壓和耐腐蝕

14、，但價格較貴，一般用于制冷劑管路的隔振。 （3）.在管路的支吊架、穿墻處使用非燃軟性材料填充做減振處理。 （4）.空調機組可直接采用橡膠隔振墊隔振。 （5）.振動較大的設備（如風機）吊裝時，采用減振吊鉤。 （6）.選用高效、低噪聲水泵、風機，并使水泵、風機在最高效率點附近運行。 （7）.按噪聲標準控制風管、風口風速,以滿足房間噪聲要求。 （8）.空調機房內壁表面貼附吸聲材料及吸聲孔板， （9）.機房門采用消聲密閉門，使墻體有吸聲能力，等等。旅館室內允許噪聲標準住宅室內允許噪聲標準醫(yī)院室內允許噪聲標準特殊建筑室內允許噪聲標準 噪聲評價曲線號數(shù) N 與聲級計 A 檔讀數(shù) LA 間的關系為 N =

15、LA 5 。風機噪聲控制技術FIG1-7風機噪聲產(chǎn)生的原因：空氣動力性噪聲：葉輪高速旋轉沖擊壓力波 、渦流噪聲壓力、轉速Lw機械振動性噪聲：回轉體不平衡、軸承磨損、葉片剛性不夠振動噪聲 電磁噪聲：電動機內發(fā)出的噪聲管道風機噪聲源 出口噪聲源進口噪聲管道輻射噪聲源風機噪聲源特點：多聲源與安裝方式等有關指向性當聲源比波長大得多,指向性較強/反之可作為點源，各向相同，無方向性。通風空調設備噪聲 風機噪聲空調系統(tǒng)的噪聲源建筑聲學設計FIG-61風機噪聲固體噪聲環(huán)境噪聲再生噪聲空調通風系統(tǒng)設備噪聲產(chǎn)生及傳播途徑 在通風空調所用的風機中，按照風機大小和構造不同，噪聲頻率大約在 200 800Hz （即主要

16、噪聲處于低頻范圍內）。在缺乏實測數(shù)據(jù)時，某一風機的聲功率級可按下式估算式中：L 通風機的風量， m 3/ h ; H 通風機的風壓（全壓）, Pa 。 空調系統(tǒng)中的主要噪聲源是通風機。通風機的噪聲主要與葉片形式、片數(shù)、風量，風壓等參數(shù)有關。風機噪聲是由葉片上紊流而引起的寬頻帶的氣流噪聲以及相應的旋轉噪聲，后者可由轉數(shù)和葉片數(shù)確定其噪聲的頻率。如果已知風機功率 N （kW）和風壓 H（Pa），則可用下式估算：在求出通風機的聲功率級后，可按下式計算通風機各頻帶聲功率級（ Lw ）Hz :風機聲功率的計算都是指風機在額定效率范圍內工作時的情況。如果風機在低效率下工作，則產(chǎn)生的噪聲遠比計算的要大。通風

17、機各頻帶聲功率級修正值空調系統(tǒng)中噪聲的自然衰減 噪聲的自然衰減：噪聲通過風管系統(tǒng)后，由于摩擦、風管截面的突然擴大或縮小以及聲波反射等原因，會產(chǎn)生衰減，這種衰減稱為噪聲的自然衰減。 1）由于流動空氣對管壁的摩擦，使部分聲能轉換成熱能； 2）由于在系統(tǒng)部件（風道變截面、支路、彎頭等）處有部分聲能被反射； 機理：吸收、反射、透射到管外一、噪聲在風管內的自然衰減（1）直管的噪聲衰減當風管粘貼有保溫材料時低頻噪聲的減聲量可增加一倍。（2）彎頭的噪聲衰減（3）三通的噪聲衰減 當管道分支時，聲能基本上按比例地分給各個支管。自主管到任一支管的三通噪聲衰減量可按下式計算：式中 F0 三通分支處全部支管的截面積之

18、和， m 2 ; F 計算支管的截面積， m 2 。（4）變徑管的噪聲衰減膨脹比 m=F2/F1 風機的聲功率并非全沿著管道由末端輻射入房間內，在從風口到房間的突擴過程中，一部分由于房間內的內壁、家具和設備等的吸聲作用;有一部分聲功率是反射回去的，反射回去的聲功率與風口的尺寸和頻率有關。（5）風口反射的噪聲衰減噪聲在風管內的自然衰減 空氣進入室內噪聲的衰減（風口聲功率級與室內聲壓級的轉換）從風口進入室內的噪聲（聲功率級 Lw），由于房間內壁、頂棚、家具和設備的吸聲，還會再一次被衰減。此衰減量反映了進入室內的聲功率級 與造成人耳（或測點）感覺到的聲壓級之間的差值。風口的聲功率級 Lw 與室內的聲

19、壓級 LP 之間存在以下關系：L值既反映了聲功率級與聲壓級的轉換，又反映了室內噪聲的衰減。或空氣進入室內噪聲的衰減空氣進入室內噪聲的衰減風管的氣流噪聲 氣流再生噪聲的產(chǎn)生機理，大致有二：一是氣流經(jīng)過管件和風管附件時，由于局部阻力和摩擦阻力而形成一系列湍流，相應地輻射噪聲；二是氣流撞擊激發(fā)管件和風管附件構件振動而輻射噪聲。氣流再生噪聲的大小主要取決于氣流速度和管件和風管附件的結構。 消聲器消聲量的確定DVF/F0空調冷卻塔的噪聲治理 冷卻塔噪聲， 不僅由風扇的機械動力噪聲、落水聲和空氣動力 噪聲混合而成復雜的合成聲源. 聲屏障設計主要目的是為了降低冷卻塔進風 口位置噪聲對樓頂邊界的影響，在充分計

20、算噪聲 在聲影區(qū)、繞射區(qū)以及聲亮區(qū)的衰減情況后，設 計豎直高度 ，距離塔體約 1m，總長約 ， 設計降噪量為 11dB(A)左右。 現(xiàn)場噪聲測試表 測點63Hz125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000Hz8000HzA 聲級dB測點位置172.377.284.483.484.281.472.173.588.2空調機組270.280.487.484.784.482.172.574.688.7空調機房窗戶處377.876.97977.379.276.969.362.982.5空調給水泵處474.27574.973.970.668.670.170.378.4冷卻塔進風口579.

21、875.176.277.670.463.964.562.576.4冷卻塔出風口噪聲測點編號測點位置治理前dB(A)治理后dB(A)降噪量dB(A)1宿舍樓一單元 1、2 樓間樓梯平臺62.751.011.72宿舍樓一單元 2、3 樓間樓梯平臺63.452.810.63宿舍樓一單元 3、4 樓間樓梯平臺64.053.510.54宿舍樓一單元 4、5 樓間樓梯平臺64.954.110.8消聲器的種類和應用 降低空調系統(tǒng)噪聲的主要措施是：合理選擇風機類型，并使風機的正常工作點接近其最高效率點；風道內風速不宜 8m / s 。此外，轉動設備（風機、泵）均應考慮防振隔聲措施。消聲器是由吸聲材料按不同的消

22、聲原理設計成的構件，根據(jù)不同消聲原理可分為阻性型、共振型、膨脹型和復合型等多種。一、阻性型消聲器阻性型消聲器利用布置在管內壁的吸聲材料或吸聲結構，依靠吸聲材料的孔隙，使聲波在其中引起空氣和材料振動而產(chǎn)生摩擦及黏滯阻力，將聲能轉化為熱能而被吸收，使沿管道傳播的噪聲迅速衰減。阻性型消聲器對中、高頻噪聲的消聲效果較好影響阻性消聲器性能的因素有：吸聲材料的種類、吸聲層厚度及密度、氣流通道斷面形狀及大小、氣流速度及消聲器長度。吸聲材料的吸聲性能用吸聲系數(shù)來表示，它是材料吸收的聲能與入射聲能的比值，吸聲系數(shù)越大，吸聲性能越好。阻性消聲器有管式、片式、格式（蜂窩式）、折板式、聲流式、小室式以及彎頭等。阻性型

23、消聲器 如圖穿孔板共振吸聲結構，通過管道上開孔并與共振腔相連接。穿孔板小孔孔頸處的空氣柱和空腔內的空氣構成了一個共振吸聲結構。當外界噪聲的頻率和此共振吸聲結構的固有頻率相同時，引起小孔孔頸處空氣柱強烈共振，空氣柱和頸壁劇烈摩擦，從而消耗了聲能，達到消聲效果。共振型消聲器具有較強的頻率選擇性，即有效的頻率范圍很窄，一般用以消除低頻噪聲。二、共振型消聲器三、膨脹型消聲器膨脹型消聲器是管和室的組合，即小室與管子相連。利用管道內截面的突變，使沿管道傳播的聲波向聲源方向反射回去，而起到消聲作用，對消除低頻有一定效果。但一般要管截面變化 4 倍以上（甚至 10 倍）才較為有效。四、復合型消聲器（又稱寬頻帶

24、消聲器）集中阻性型和共振型或膨脹型消聲器的優(yōu)點五、其他類型消聲器1、消聲彎頭當機房地方窄小或對原有建筑改進消聲措施時，可以在彎頭上進行消聲處理而達到消聲的目的。2、消聲靜壓箱 在風機出口處或在空氣分布器前設置靜壓箱并貼以吸聲材料，既可起到穩(wěn)定氣流的作用又可起到消聲器的作用。 消聲靜壓箱的消聲量與材料的吸聲能力、箱內面積和出口側風道的面積等因素有關。其他類型消聲器為了減少和避免噪聲源對周圍環(huán)境的影響，消聲器應設在接近聲源的位置，通常應布置在靠近機房的氣流穩(wěn)定管段上，與風機出入口、彎頭、三通等的距離宜大于 4 5 倍風管直徑或當量直徑；當消聲器直接布置在機房內時，消聲器、檢查門及消聲后的風管，應具有良好的隔聲能力。風機的送風管段和吸入段均可引起噪聲傳遞，因此在其正壓送風段和負壓吸入段均應采取消聲措施。在有些情況下，如系統(tǒng)所需的消聲量較大或不同房間的允許噪聲標準不同時，也可以在總管和支管上分段設置消聲器。六、消聲器的選擇與布置對中、高頻噪聲源，宜采用阻性或復合型消聲器；對于低、中頻噪聲源，宜采用共振型消聲器、膨脹型消聲器等抗性消聲器；對于脈動低頻噪聲源、變頻帶噪聲源，宜采