暖通空調系統設計中噪聲與振動的通病分析

宋協磊

摘 ? ?要：伴隨著經濟快速發展和科學技術的推陳出新，人民對居住環境的要求也越來越高。本文通過對空調系統的噪聲振動源的分析，概述空調系統的噪聲與振動控制途徑，分析空調系統噪聲、振動的控制措施。有助于工程師們在建筑設計時，采用先進的設計理念以及方式，促進我國建筑事業的快速發展。

關鍵詞：暖通空調系統設計;噪聲;振動;控制

1 ?引言

隨著人們對建筑物的要求越來越高，必須要重視暖通設計中噪聲和振動所帶來的通病問題，積極的采取先進技術和理念不斷的完善和創新設計工作，才能夠提高暖通系統的水平和效果，最終為人們提供更為舒適、健康的環境，有助于和諧社會的構建。

2 ?中央空調系統噪聲源

空調系統噪聲源包括空調箱的風機噪聲、送回風管道的氣流噪聲、末端風口噪聲、制冷機組及其輔助設備（包括水泵、水處理設備等）的噪聲與振動、冷卻塔噪聲與振動等等。空調噪聲的傳播方式包括空氣傳聲與固體傳聲，空氣聲傳播包括風管的噪聲傳播與末端噪聲直接輻射等，固體聲傳播主要包括制冷機組、冷卻塔、管道等設備振動的傳播。

3 ?空調系統噪聲振動控制的途徑

聲音來源于物體的振動，物體振動發出的擾動在彈性媒質中沿空間把振動的能量傳播的過程中形成聲波，振動是噪聲產生的根源。振動噪聲影響的存在要有三個條件：振動噪聲源、傳播途徑、接收者，這同時也是控制的三個途徑。

（1）從聲源上控制噪聲 ?選用加工精度高、裝配質量好的低能耗、低噪聲的優質產品;采取改變噪聲源的運動方式;如用阻尼、隔振等措施降低固體發聲體的振動，使之與激振力主要頻率分開，防止共振;將大面積板件粘貼阻尼層，可降低聲輻射;完善設備維護和保養制度，杜絕由于設備運動狀況不佳導致噪聲增大。

（2）動靜分離 合理分布噪聲源設施 在保證空調系統的工藝流程合理流向的前提下，動靜分離，合理布局設施功能區域、確定噪聲源設施的位置。對于各種噪聲源的設備或機房，在條件允許的情況下應當遠離要求安靜的房間。對于管路或其它噪聲源，避開噪聲敏感點，利用噪聲在空氣中的傳播衰減的特點，減少噪聲控制工程量。

（3）提高圍護結構隔聲，控制空氣噪聲傳播 從聲學角度說，同質材料隔聲效果遵循“質量定律”，即質量越高、越厚重的材料隔聲效果越好，面密度與隔聲量成正比關系。在雙層薄板材料中間夾有阻尼層，阻尼層對薄板材料的隔聲性能有明顯的提升作用，特別是在抑制隔聲構件因低頻共振和吻合效應所形成的隔聲低谷上十分有效，這就突破了“質量定律”的限制。厚度為16mm、質量為16Kg/m2、隔聲量為36dB（A）的“阻尼隔聲板”已廣泛地應用在噪聲控制工程上。

（4）配置隔振系統，阻隔固體結構傳播 減弱振動設備傳給建筑結構的振動是通過消除它們之間的剛性連接實現的。

4 ?設備振動噪聲控制

控制空調、制冷設備的噪聲，除了減低由通風管道傳播的風機噪聲和透過圍護結構的設備噪聲外，還必須同時控制由空調、制冷設備振動傳播的固體聲，才能使空調用房達到預定的允許噪聲控制標準，空調、制冷設備的振動以彈性波的形式沿建筑結構傳到所有與機房毗鄰的房間，并以空氣聲的形式被人所感受到，衰減振動的方法是消除振動源和接收者之間的剛性連接?？照{、制冷設備隔振涉及設備基礎隔振與管道隔振。

可以通過兩種途徑來控制;（1）降低振動源的振動，（2）降低振動傳遞效率。

在振源處控制進行振動是最有效的辦法，但這可能需要對振源設備進行重新設計或者改造，因而在很多工程中無法實現，在振動傳播途徑上控制振動，常用的辦法包括：（1）引入彈性減振元件以降低振動傳遞率。比如引入彈簧隔振器或者橡膠墊，（2）增加振動傳播途徑的阻尼，以吸收振動傳播的能量（轉化為熱量）。彈性減振元件可以在振動傳播途徑上的任何一處加入，但在振源處或者附近引入是最有效的。目前常用的隔振軟管有各種橡膠軟連接和不銹鋼波紋軟管，設備與管道之間配置軟管后，可衰減設備振動通過管道傳播，但管道內介質引起的振動仍可通過固定管道的構件傳播到建筑結構，因此必須隔離措施。常用的方法是使用彈簧的彈性吊件，或者在吊架上鋪設彈性隔振材料。

5 ?通風系統振動噪聲控制

5.1 ?風管及部件減噪設計

（1）空調系統管道截面積的確定：在系統設計中，提高氣流速度可以減小管道斷面，這不僅可以減少設備和建筑投資，同時，在有限的設備層空間內便于配置管道系統?？照{系統管道的風量風壓設計應做到均衡穩定，進出風系統應設相應的進風或排風管道，使之相匹配。管道的有效截面積應根據管道的額定風速及各自承擔的有效風量確定，保持風壓均勻，防止產生氣流再生噪聲。計算風道時，風速不能太大，風速太大會使風道內風噪聲和振動加大。

（2）進、出風口的設計處理：與風機連接的風道彎頭設置的方向應與風機風頁的旋轉方向順向，防止產生風道渦流，影響風機的風量。風機的進、出口都應做柔性接頭隔振。風機進、出口處的管道不宜急劇轉彎，風道應杜絕直角彎頭。合理分配空調分系統，分系統風量不要過大，作用半徑不能太長，以減少通風系統長距離輸送導致壓降，既減少風壓的損失，也避免產生氣流再生噪聲。

5.2 ?風管的振動控制

（1）風管支承架隔振 風管的振動會通過支承架進入建筑結構產生固體傳播。因此，排風管應使用隔振支承架，延伸的風管，沿途均須使用彈性吊桿、彈性吊架。彈性吊桿的荷載應與風管的荷載相匹配。管道經過墻體、樓板時，應設置隔振阻尼墊，不能剛性接觸。

（2）風管的管壁阻尼約束在截面積較大的方型風管，應增加管壁厚度或在管壁上設置楞筋、在管內增設支撐，以增加管壁的剛性，以避免產生風管激振力噪聲，在風管外設置阻尼層及約束層，能增加振動沿風管的衰減率，減少經由風管的振動傳播。

5.3 ?消聲器及靜壓箱

（1）消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種器件，是消除空氣動力性噪聲的重要措施。消聲器可直接安裝在通風機的進、出口，以降低通風機噪聲;風管的彎頭、三通可安裝在通風管道上，以降低通風機和管道上游的氣流再生噪聲;也可在機房或空調房間的進、出風口安裝風口消聲器，以消除系統的噪聲對環境或空調房間的干擾。風口設置風機盤管空調器送風，可通過風壓箱風道送風。

（2）靜壓箱 靜壓箱可以把部分動壓變為靜壓，獲得均勻的靜壓出風，減少動壓損失。而且還有萬能接頭的作用。把靜壓箱應用到通風系統中，可提高通風系統的綜合性能。靜壓箱使用在風管需要較大變徑，但現場安裝距離又無法滿足變徑所要求的長度時，在風管與空調設備接口通?？快o壓箱連接。靜壓箱箱體內安裝吸聲材料，可起消聲器的作用。

6 ?結語

中央空調系統噪聲控制涉及暖通空調、聲學、建筑、結構等專業，需要融合各個專業的知識進行綜合考慮和設計，各專業密切配合才能進行有效合理的控制，由于建筑師和暖通工程師在設計過程中往往只把精力集中于溫度、濕度、氣流組織和空氣品質等方面的研究和設計，沒有意識到噪聲危害的嚴重性，而導致空調噪聲超過噪聲控制標準，影響人們的生活和學習，而建筑學與聲學的專業人員往往對空調專業也不太了解，也難于獨立做好空調噪聲控制設計。因此，要做好中央空調噪聲控制，需要建筑師和暖通空調工程師對噪聲控制給以足夠的重視，從建筑設計的開始階段就要考慮如何進行噪聲控制，綜合考慮聲環境與室內微氣候環境、室內空氣品質等因素進行整體設計。

參考文獻 ：

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[3] 程燕.關于建筑暖通設計中噪聲與振動的通病分析[J].建材與裝飾，2018（17）：120～121.