某辦公樓屋頂螺桿式風冷空調系統噪聲超標改造

熊 瓊

（深圳市南山人才安居有限公司，廣東 深圳 518054）

1 屋頂空調系統情況介紹

深圳市某綜合辦公樓建筑高度約30m，框架結構。屋頂天面樓板布置有水泵房（內有3臺臥式水泵）、2臺螺桿式風冷空調主機（制冷量1 035kW，運行重量14 000kg/臺，雙拼機）、水泵房至空調主機之間的2臺空調主機共用的主管道。空調系統運行時空調主機旁邊1m處噪聲91dB（A）（平均值、下同），屋頂天面樓板下一層辦工區（室內）為77dB（A），樓下對應位置的低頻噪聲明顯，不符合GB 22337—2008《社會生活環境噪聲排放標準》第4.2.1條規定。此空調系統噪聲會影響辦公區域人員注意力，使人煩躁不安。空調噪聲還會降低辦公樓的使用品質，受噪聲影響的辦公樓很難出租出售，并影響設備及管道的使用壽命。因此，為保證良好的辦公環境，提升辦公樓的使用品質，營造一個符合國家標準的辦公環境，需解決空調系統的振動噪聲問題。改造后辦公區域噪聲值晝間需≤50dB（A），以滿足國家標準要求。

2 噪聲超標原因分析

根據對空調系統現場的檢測、查勘，空調主機與設備基礎采用橡膠減振連接（見圖1），水泵與設備基礎采用彈簧連接（見圖2），水泵房與天面主管道的支吊架未設置減振措施（見圖3）。空調主機運行時振動能量很大，主機與設備基礎之間雖然放置了減振橡膠墊，但用手觸摸空調主機設備基礎可明顯感受到基礎振動，現場使用的減振橡膠墊未能達到有效的減振效果。水泵安裝有彈簧減振器，但水泵的高負荷運轉產生的振動能量未能得到有效釋放，能量通過水泵、管道支架向四周傳遞。空調主機與水泵之間的主管道支吊架未考慮減振措施，天面樓板及管道支架能明顯感覺到振動現象。

綜上分析，整個空調系統未綜合考慮減振措施，僅簡單做了空調主機、水泵的減振處理，但減振效果不理想。同時空調主機與水泵之間的主管道支架與樓板之間也存在振動傳遞現象。空調主機、水泵、管道及管道支架產生的共振噪聲直接傳輸給天面樓板，從而引起主體結構噪聲傳遞，導致樓下辦公區域噪聲超標。

圖1 主機與樓板橡膠減振連接

圖2 水泵與樓板彈簧連接

圖3 管道支架未做減振措施

3 空調系統減振改造措施

1）1臺空調的運輸重量9 300kg（2個模塊機組成），加冷媒和水后的運行重量在14 000kg左右，設備尺寸（含底座鋼構）約為13 500mm×2 100mm×2 500mm。為保持設備運行穩定，每臺設備布置20個彈簧減振器支撐點，并選用高度可調式減振器，減振器頻率應避開共振頻率。考慮到主機位于室外，對屋面混凝土基礎進行開鑿易破壞屋頂防水，因此對原鋼構基礎進行支撐點改造。通過分析設備內部的電機、壓縮機、儲存罐的布置，判斷受力分布，并測量設備原有水平高度，做好標記。預制減振器支托鋼構，然后用一對千斤頂，升起設備（注意不能超過軟接可彎曲撓度）進行支托鋼構焊接定位，加筋加固，逐個完成。根據原來每個受力點減振器的預計下沉量，先對減振器進行預壓縮，然后2個為一組，布置好4臺千斤頂，同時提升，把預壓縮的可調減振器和支托鋼構相連。每個點逐個安裝，2臺空調主機共計40個支撐點。期間需專門人員隨時觀察水平標記，不能提升過高，以免造成管道錯位。在設備放落時，一邊放落，一邊緩慢調整減振器可調螺栓，直到設備完全放下。減振器承壓后主機水平高度和加裝減振器前高度基本持平，且加裝減振器后主機水平標高僅有小幅提升。安裝后如圖4所示。

圖4 主機減振改造后

2）水泵房水泵運行重量約為700kg（其中電機重238kg），底座尺寸1 400mm×600mm。原水泵未安裝慣性臺座，因此水泵運行時偏重。根據泵管彎頭大小、管徑等，預估水泵每個點減振器差異承重。安裝減振器時利用原來的水泵混凝土臺座，向下開鑿出空間，安裝過程和主機減振器安裝類似，安裝前后水泵水平標高保持持平并試運行檢查。安裝后如圖5所示。

圖5 水泵減振改造后

3）空調主機系統中，2臺主機共有8根DN200mm支管，需要進行落地減振器改造。同時2臺主機共用DN300mm的主水管，供水和回水各1條，長度均為35m，并共用落地支架支撐。在抬升空調主機前標記管道水平標識。管道的落地支架減振改造和設備類似，預估各點承重（根據管道大小、數量、支撐疏密考慮），然后逐個支架安裝2組減振器。力求管道在放落后水平高度和原來高度基本保持一致，且加裝減振器后管道水平標高抬升幅度等同主機幅度。管道系統改造完成后，檢查每個支撐減振器受力承情況，并調整平衡。安裝后如圖6所示。

圖6 支架減振改造后

4）開機運行一段時間，檢查主機、管道、水泵每個承壓點的受壓情況。由于設備布置、支撐點數、附件配置及走向各不相同，減振器支撐點承壓必然不一樣。空調廠家也無法提供受力布置圖，只能根據實際情況，每個減振器調整再平衡，直到空調系統調到水平為止。

4 改造后效果及啟示

改造后，屋頂天面樓板下一層辦工區（室內）噪聲測試結果為46dB（A），滿足國家標準要求，人體耐受效果較好，有利于辦公樓出租出售。當前工程建設領域普遍存在壓縮建設成本的情況，本項目空調系統建設時為節約成本，管道支架未設置減振器，空調主機僅設置簡易減振膠墊，水泵設置的減振器性能較差，導致室內噪聲超標。因此，為滿足國家相關環境噪聲排放標準，針對建筑物屋頂或超高層建筑物設備層內的空調系統，需設置有效的減振措施。如果建筑物的使用品質對環境噪聲很敏感，還應設置雙層隔振措施以提升建筑物使用品質。提升建筑物使用品質帶來的效益完全可以覆蓋設置空調系統減振措施增加的建設成本。因此，空調系統設置減振措施非常有必要，既可延長設備使用壽命，又可產生一定的經濟效益。