高刚
中南建筑设计院股份有限公司 湖北省武汉市 430070
摘要:本文就实际工程中通风空调系统噪声普遍超标的问题进行了探讨，从降噪和隔振两个主要方面着手，给出了一些降噪减振的技术方法和常用措施。
关键词:空调噪声 降噪隔振 空调机房 消声器 弹簧吊架
引言
随着社会的进步，人们对建筑环境的要求越来越高，建筑环境主要包括温度、相对湿度、光环境和声环境，而通风空调系统产生的噪声与振动是影响室内声环境的最重要因素。在以往的工程设计及现场施工中降噪、隔振并未得到足够的重视，导致使用房间内噪声达不到标准允许值，后期整改非常困难，以下介绍了设计、施工中常见的有关噪声的问题及相关处理措施 。
1 设备选型：
通风、空调系统主要噪声源是风机噪声，首先应选用高效率、低噪声的风机，尽量选用叶片后向的离心风机，并使其工作点位于或接近最高效率点。
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式中：Q—通风机风量：
；P—通风机的风压：；公式表明：同一系列风机中，转速相同的风机其噪声随着风量和风压的增大而增大；同型号风机，噪声随着转速的增加而增大，因此，在系统设计时可从风量、风压相关的几个方面考虑：
1.1 降低风机风量：①、单个系统风量不宜过大，大风量的系统可划分为多个小系统；②、在满足规范及房间使用要求的前提下，加大送风温差，减少送风量；③、采用变速风机，根据使用情况灵活调整风机风量。
1.2 降低风机风压：
①、合理划分系统，系统承担的半径不宜过大，合理控制管道内的风速，尽量减少风阀、三通、弯头等不必要的附件，降低系统阻力；②、保证风机进、出口段气流平稳、均匀，不得出现急转弯头；③、系统过大的空调系统，可采用另设回风机的双风机系统，降低送风机的风压。除此以外，风机的风量和风压选型时附加系数不宜选的过大，普通送、排风机（非消防）风量附加：5%~10%；定速风机风压附加：10~15%，变速风机风压不作附加[1]。风机与电机的传动方式宜采用直联，机械噪声会小于联轴器和三角皮带连接方式。
2 消声器的选择及布置：
2.1 常用消声器的类型：
通风空调工程中常用的消声器，按消声原理不同主要分为两大类，阻性消声器和抗性消声器。简单来说，阻性消声器是通过气流通道内壁的吸声材料来达到吸声的效果，按结构形式不同分为：直管式、片式、蜂窝式、折板式、弯头式等，适用于中、高频的消声；抗性消声器是通过消声器管道截面的突变或旁接共振腔，达到消声的目的。形式有扩张室式、共振式、微穿孔式，适用于中、低频的消声；阻抗复合式消声器，结合了两种原理的复合消声器，适用于噪声频率范围较大的系统。通风空调工程所用的风机，主要噪声处于中、低频范围内，噪声频率范围：200~800Hz[2]。
2.2设计中消声器设置存在的问题：
2.2.1 消声器漏设或布置随意，
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图1 空调机房消声器布置
消声器应尽量布置在气流稳定的直管段上；尽量设在紧贴机房外墙的位置如图1，当条件受限设置在机房内时，应紧贴机房隔墙设置，避免机房内的噪声通过风管再次传入管道内。
2.2.2消声器不宜集中设置，可分别在送、回风管主管段设置，对于噪声要求较高的房间支管上应增设消声器，两个及以上消声器串联时，中间应配置不小于0.5m过渡段。通常，噪声要求一般的，采用宽频消声器时，消声器长度选用2~3m足够；噪声要求较高的房间，则消声器选用4~5m方可满足要求。
2.2.3消声器制作不规范，笔者工程验收过程中，发现不少消声器没有按相关规范、图集制作，起不到消声的作用。阻性消声器外壳应采用不小于1mm厚镀锌钢板制作，穿孔板采用0.5~0.6mm厚镀锌钢板制作，孔径?4~?6mm，穿孔率宜20%~30%。吸声材料采用容重为48kg/m3离心玻璃棉[3]。微穿孔板消声器根据孔板层数分为单层和双层，孔径?0.5~?1.0mm，穿孔率1%~3%，空腔深度：50~200mm。不同形式消声器的尺寸不一样，在设计中应注意其安装尺寸，通风、空调工程中常用的消声器尺寸可参考图2。
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图2 常用消声器安装尺寸图
2.2.4消声器（弯头）应设置独立的支架或吊架，防止消声器的重量落在风管上，导致风管弯曲变形。
2.2.5为减少回风阻力，回风口通常设置在机房附近，机房噪声通过风管直达室内，往往造成回风口处噪声偏高，这种问题出现较多。有面积条件的机房可增设消声小室（内贴消声材料）如图3，回风口通过水平和垂直方向错开，小室截面风速控制在3~5m/s；不具备设消声小室的空调机房，可考虑增设消声弯头，消声百叶等措施，防止回风口处噪声过大。
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图3 消声小室的布置
2.2.6通风空调工程中常见消声器的性能可参考表1：
表1 不同消声器应用范围
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3 空调机房的噪声问题及处理：
3.1 空调机房位置不合理：机房不宜贴临对噪声要求较高的房间和区域，特别是噪声和振动较大的制冷机房，应设在建筑最底层地下室；当条件限制制冷机房需设在屋顶或中间设备层时，应进行降噪减振专项设计。
3.2当前建筑内隔墙多采用多孔砖、轻集料砌块、加气混凝土砌块等材料的砌体结构，墙体隔声量遵循“质量定律”即墙体单位面积质量越大，则隔音效果越好，大多分户墙设计要求隔声量达到45dB左右，轻质墙体材料砌筑的墙体实际隔声量通常难以达到设计要求，对于噪声更高的空调机房更难以达到要求，为满足空调机房隔声要求，墙体通常采用多层复合结构，增加50~100mm空气层，可提高隔声量5~10dB，填充多孔吸声材料如玻璃棉毡、岩棉毡等亦可提高隔声量5~10dB，具体可参考图3做法：另外机房门不能采用隔声性能较差的普通防火门：应采用防火隔声门，其隔声等级不能低于国家二级标准（25≤Rw≤30dB）。对于通常噪声90 dB以上的制冷机房宜采用双层隔声门“声闸”，双层门之间的空气层可带来较大的隔声量，如图4。
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图4 空调机房隔声做法
3.3空调机房内的其他问题：
机房管道穿墙未设套管，穿墙空洞封堵不严，造成噪声外传，管道和套管之间采用不燃柔性材料进行封堵。
对于设在噪声要求非常高的房间附近的制冷机房或空调机房，可考虑设置专用隔声罩，常见的隔声罩形式如下表[4]：
表2 常见隔声罩形式[4]
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图5 隔声罩做法及完成后的图片
隔声罩可根据现场噪声超标情况，选择密闭形式还是半开敞形式。另外由于空调机组的运行会产生较大的热量，计算机组散热量并在隔声罩上设置相应的通风排热风机。隔声罩的适当位置设置检修门。
4 通风、空调系统的隔振：
空调设备运转时会产生噪声和振动，如水泵、风机、制冷机组等都会产生难以消除的噪声，对于噪声敏感的房间，必须与这些噪声源隔离开，除保证机房的声学密闭性完整外，还应避免通过楼板、梁柱、水管、风管等传递的固体噪声,这种由振动产生的噪音传递的距离很远，影响的范围非常广，多是缺乏有效的减振措施产生的。主要体现在以下几个方面：
4.1 冷水主机未设隔振或橡胶减震垫厚度不够，如图6，除设在建筑最底层地下室的冷水机组可直接采用橡胶减震垫（厚度20mm左右）隔振外，设于其他位置的冷水机组可采用双层隔振，橡胶隔振结合阻尼弹簧隔振器，具有很好的隔振效果，如图6。橡胶隔震垫应选用硬度在30~70硬度计范围内，超过70硬度计的材料作为隔振器是无效的。
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图6 制冷机组未设隔振和设隔振器后
4.2 水泵未设有效减振，如图7，
水泵选型时，小流量泵宜选用自平衡能力较好的立式泵，振动非常小，流量小于700m3/h（或功率小于100kw）的中型泵宜选用便于维修的卧式端吸泵，对于流量大于700m3/h宜采用动平衡更好的双吸泵，水泵宜设减振台座，降低水泵的重心，减振台座的长度不小于水泵机组共用底座的长度，减振台座的高度为长度的1/10~1/8,且不小于150mm，其重量不宜小于设备重量（包括电机）的1.5倍，如图7，通常减振台座的隔振效率可达95%以上。
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图7 水泵未设隔振和设减振台座后
4.3 吊顶式空调器、新风机组、风机的支吊架应采用弹簧减振吊架,大风量风机及空调器尽量落地安装，设橡胶垫、弹簧减振器双层隔振；风机进出口应采用防火帆布软接，6号以下规格的风机，软管的合理长度为200mm，8号以上规格的风机，软管合理长度为400mm。空调末端与空调水管连接采用柔性连接，当管径<DN50时采用金属软管，当管径>DN50时采用金属软接或橡胶软接头（介质温度≥60℃时，选用耐热型橡胶软接60～110℃）。要求软接的承压值应≥2.0倍的工作压力。
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图8 离心风机和空调机组减振
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4.4 制冷机房管道较多，且管径较大，如果采用吊架，荷载和对楼板振动都较大，尽量采用门型钢柱支架，让振动通过支架向地面传递，制冷机房综合隔振参考图9。
5 结语：
在吸声减噪的设计中，应同时考虑隔声、消声及隔振等噪声综合治理措施，良好的建筑物隔声性能是重要前提，包括围护结构形式，机房重质墙体和多层复合墙体，隔声性能好于单层轻质墙体；室内吊顶形式，密闭吊顶隔声性能明显好于镂空吊顶；设有吸音棉的隔声吊顶要好于普通密闭吊顶。室内的装修形式也会对室内噪声有较大影响，较多采用柔性内装材料的房间，对噪声的吸收会大大好于仅采用硬装墙、地面的房间。噪声的处理是一个系统性的复杂的工程，不是暖通一个专业能完全解决的，需要与建筑、结构、内装等多专业紧密配合，共同通过合理的设计，才能达到一个令人满意的效果。
参考文献：
[1]住房和城乡建设部发布. 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范: GB50736-2012[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.
[2]贺绮华. 空调系统的噪声和振动控制[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2015: 33-34
[3]XZP200系列消声器选用与制作14K116-2, P3
[4]陆耀庆. 实用供热空调设计手册(第二版)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008: P1378
☆高刚，男，1983年12月生，硕士研究生，高级工程师
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