消聲與隔振措施在空調系統中的設計與應用

周祖東

【摘要】介紹了消聲措施和隔振措施在暖通專業工程中的設計和應用，指出了消聲與減振措施在工程中的的重要性。

【關鍵詞】消聲 隔振 噪音

0 引言

隨著現代科學技術的發展和人們生活水平的提高，空調系統在我國民用建筑中的使用已越來越廣泛。空調系統的使用，改變了空調房間內的小氣候，給人們帶來了比較舒適的溫、濕度環境。然而，空調系統在正常運轉的同時卻伴隨著噪音和振動的發生，長時間處于有噪音的嘈雜的環境中會使人產生煩躁情緒，影響人的工作和健康；因此，減弱和消除這些噪音和振動是空調系統設計中的一個重要且必不可少的內容。

一般來說，空調系統的設計是暖通專業的任務，而消聲與隔振則屬于聲學、生理學與建筑結構學等學科的范疇，有關這方面的知識和信息分散于各相關專業的書刊內，專業性很強又難以溝通。雖然在暖通專業的教材和書刊中也常能找到關于消聲與隔振的章節，但篇幅較少，缺乏系統性和專業技術的深度，也缺乏用于工程設計所必須的相關資料和操作程序，使得機電設備專業的工程師無所適從。由此，出現了為數眾多的空調工程由于噪音超標而影響使用的案例。

本文筆者不去從理論上分析機電設備產生噪音的機理和計算噪音的級別和特性，而是主要介紹在工程實際中如何實現對機電設備的吸聲和隔振處理，給出工程中一些比較成熟的措施和做法，供暖通專業的同行參考。

1 設備機房內的吸聲與隔聲處理

建筑物內部的設備機房，包括空調機房、風機房、泵房等內部多為產生噪音和振動的機電設備，這些設備會對鄰近的敏感房間帶來直接的噪音和振動干擾，是重要的噪音源與振動源。因此，有必要對產生噪音和振動的設備機房做隔聲和吸聲的處理。

上述提到的空調機房、風機房、水泵房等產生噪音級較高的房間，需要在房間內進行較強的吸聲處理，達到在一定程度上降低設備機房內的噪音。由于這些設備機房沒有過高的裝修要求，所以在做吸聲處理時本著采用吸聲效率高、價格低廉的材料的原則。穿孔或縫的FC吸聲構造板又稱高強水泥加壓板，是一種價格比較低廉的吸聲飾面材料，普遍用做設備用房內墻面吸音處理的材料。FC板在安裝完畢后不得在其表面進行粉刷和噴涂等飾面處理。

設備機房應盡量避免布置在一些噪聲敏感性房間或對噪聲控制要求很高的房間附近，當條件不允許確實避不開時，應該在設備機房的一側增加一道輕質墻體以增強隔聲的性能，這道輕質墻體應結合上述的吸聲墻體構造統一考慮完成。施工時這部分墻體應做到結構頂板下，不能留有縫隙，以保證隔聲的效果。

對于設備用房的門也應采用專業的隔聲門，其隔聲量達到Rw≥42dB。當機房面積許可時，面向公共區域的設備機房的隔聲門最好做成雙道門聲閘，聲閘每道門的隔聲性能不小于24 dB。門的供貨商應出具其產品滿足隔聲性能的檢測報告和數據。

對于會議室、包房、宴會廳等對噪音控制較高的功能區，需要在房間中增加墻面飾面材料的吸聲性能，具體構造可以選擇布藝軟包，穿孔皮革吸聲板或穿孔木質吸聲板構造等。

為保證設備管道如風管、水管和線管進、出設備機房時機房內的噪音不外泄，施工房有責任對這些機電管線進、出設備機房時進行必要隔離和密封處理。

2 機電設備的隔振處理

機電設備，特別是暖通專業的風機、空調機組和冷卻塔等，這些設備有吊裝的，也有落地安裝的，都會產生振動和低頻噪音。這些振動和低頻噪音可以通過建筑結構傳播，到達主樓的每個角落，影響到人們的工作或休息。因此，有必要對于產生噪音和振動的機電設備做隔振的處理。減振器的材料一定要選用具有彈性的材料，如橡膠、軟木或彈簧等。對于隔振器的選用標準，一般來說當機電設備的轉速小于或等于 1450r/min時，宜選用彈簧減振器；當機電設備的轉速大于 1450r/min時，宜選用橡膠等彈性材料的隔振墊塊或橡膠隔振器。

由于隔振設計必須針對具體的設備來進行，對于某個具體的工程，隔振設計應在機電設備招標完成，確定具體設備的廠家和型號后再進行，具體步驟如下：1）、招標確定設備的具體型號，2）、由設備生產廠家提供設備底盤尺寸、機組重量、轉速等參數，3）、由設備生產廠家根據機組運行穩定性的要求提出隔振器支點或吊點的位置和數量，4）、由聲學顧問或隔振器廠家的設計人員根據機電設備的參數選配隔振器的型號，做二次深化設計。

通常，對于重要場所附近的產生振動和噪音的落地安裝的機電設備，其設備基礎應該做成浮筑地面構造，浮筑地面的隔振材料采用橡膠隔振墊，同時在機組鋼架下采用彈簧隔振器進行隔振處理。浮筑隔振板的四周設有凸凹楔形溝槽，可以是任何形狀的交叉楔口接合。浮筑地面一般可由業主另行委托聲學顧問做二次深化設計，并由施工單位負責施工。但在施工圖的前期設計時應考慮到浮筑地面基礎的重量，提前給結構專業提條件，增加結構樓板的承載力。

對于一般的設備機房內落地安裝的機電設備只采用彈簧減振器隔振即可。彈簧隔振器布置在設備支撐鋼架下，其數量和型號根據設備的重量和擾動頻率進行計算確定。每臺設備的隔振器至少為四個，安裝在四個角上；如果隔振器的數量多于四個，則中間位置的彈簧隔振器應根據機組的重心進行調整，保證每個減振器受力均勻，且都是垂直受力，并保證安裝后彈簧減振器的上罩不能和下殼有剛性接觸。一般由設計單位提供設備的重量和轉速等參數，由甲方委托聲學顧問或專業的減振設備公司做二次深化設計。

機電設備用房的高度應考慮到彈簧減振器的高度影響，一般的彈簧隔振器的靜態高度為150～250mm，如果設備機房高度有較大的限制，設備專業可以在隔振設計前對隔振器的高度提出限制要求，要求供貨廠家減小隔振器的高度，但要求隔振器的高度不能小于120mm為限。

工程中還有其它的一些隔振措施，如風機的進出口安裝帆布軟接頭隔振，管道上安裝消音器，壓縮機和水泵的進出口處都設置避震喉等。

3 消音器的設置

暖通專業的空調風管和通風系統風管上應根據需要設置消音器。選擇消聲器時，應根據系統所需消聲量、噪聲源頻率特性和消聲器的聲學性能及空氣動力特性等因素，分別采用阻性、抗性或阻抗復合型消聲器，關于消音器的選型計算應由甲方委托聲學顧問優化完成。

通常，從空調機組的出風口和回風口到房間內的每個風口之間的管道系統上應至少保證有一級消音器或二級消音器。其中一級為阻抗復合式消音器，主要消除中低頻噪音，另一級為折板式消音器，主要消除高頻噪音。通常做法是阻抗復合式消音器應設置在折板式消音器之前，即相對靠近機組的位置。每級消音器的數量和長度根據具體管道設計圖紙確定。在選用時消音器的靜通道面積不應小于管道通風面積的85%，所以，折板式消音器截面會大于管道截面75%以上，所以在設計空調通風的管道系統中，必須為消音器預留足夠的位置。

為了保證消音器的最佳消音效果，應將消音器設置在空調機房和房間之間的過渡空間內，盡量不要設置在空調機房內，以免引起聲波短路，影響消音器的消聲效果。如果必須在空調機房內，則必須對消音器及消音器末端到空調機房墻面的管道進行隔聲處理。

4 結語

在空調系統設計時，必須對空調機房位置的選擇、消音器的配置、設備管道減振處理和機房孔洞封堵等多個方面給予足夠的重視，否則一旦出現設計缺陷，再進行后期噪音的治理是非常困難的。希望本文中的一些措施和做法能夠給同行們以借鑒和參考，幫助解決工程中遇到的實際問題。

參考文獻：

[1] 馬大猷 噪聲與振動控制工程手冊. 機械工業出版社， 2002

[2] 張馳 中央空調系統噪聲測評和控制對策. 環境污染治理治理技術與設備. 2005