機(jī)電安裝工程通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)聲學(xué)與噪聲控制實(shí)施要點(diǎn)簡(jiǎn)述

張寧波

上海市安裝工程集團(tuán)有限公司 上海 200080

隨著人們對(duì)健康舒適的工作和生活環(huán)境的訴求日益增長，高級(jí)民用及商業(yè)建筑對(duì)室內(nèi)環(huán)境噪聲控制的要求也越來越高[1]。噪聲來源廣、傳播途徑多，室內(nèi)環(huán)境噪聲控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需各方綜合協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌安排、嚴(yán)格實(shí)施，方能達(dá)到理想的聲學(xué)與噪聲控制效果。

大體量綜合性建筑的通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)，一般都安裝有數(shù)量眾多的大功率空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)、冷卻塔等動(dòng)設(shè)備，規(guī)格龐大復(fù)雜的風(fēng)系統(tǒng)管路及末端處理與輸送裝置。噪聲控制的重點(diǎn)集中于大功率動(dòng)設(shè)備，同時(shí)，管路系統(tǒng)及末端裝置也不可忽略。

本文將結(jié)合典型建筑綜合體的室內(nèi)環(huán)境噪聲控制目標(biāo)，依據(jù)從源頭上減振降噪、在過程中吸聲控噪的原則，從措施策劃、設(shè)備及部件選型、專業(yè)實(shí)施等角度，闡述機(jī)電安裝工程中，通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的聲學(xué)與噪聲控制的實(shí)施要點(diǎn)。

1 噪聲標(biāo)準(zhǔn)

1.1 室外噪聲標(biāo)準(zhǔn)

我國建筑工程領(lǐng)域的室外噪聲標(biāo)準(zhǔn)主要包括國家標(biāo)準(zhǔn)GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[2]、GB 22337—2008《社會(huì)生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》[3]及GB 10070—1988《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》[4]等。對(duì)于機(jī)械噪聲傳播，距離任何百葉窗/設(shè)備通風(fēng)口外部3 m外的噪聲水平必須低于60 dB（白天）以及50 dB（夜間）。

1.2 室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)際工程中，建筑室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)通常由建設(shè)方在國家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體建設(shè)需要，自主確定[1-2]。一般情況下，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)越高，對(duì)室內(nèi)噪聲的限值要求也越高，同時(shí)，交響樂團(tuán)、歌劇院演奏廳等聲學(xué)場(chǎng)所對(duì)室內(nèi)噪聲的限值要求顯著高于其他場(chǎng)所。

室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)多以控制地板以上l.0～1.5 m之間測(cè)量的最大可允許噪聲為準(zhǔn)，并包括由于設(shè)備、風(fēng)管系統(tǒng)以及水管產(chǎn)生的噪聲在空間內(nèi)8倍頻程的聲壓級(jí)必須符合的噪聲指標(biāo)。例如，位于上海市中心城區(qū)的某建筑綜合體的室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 某建筑綜合體典型場(chǎng)所室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)

由表1可看出，該建筑綜合體一般商業(yè)場(chǎng)所的室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)為50 dB，辦公區(qū)域?yàn)?0～45 dB，生活起居區(qū)域?yàn)?0 dB，臥室夜間為30 dB，僅有停車庫及機(jī)電設(shè)備房等場(chǎng)所低于60 dB。

2 管理措施

2.1 產(chǎn)品測(cè)試

消聲產(chǎn)品的質(zhì)量和性能是通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的聲學(xué)與噪聲控制效果能否達(dá)標(biāo)的重要保障條件。因此，消聲設(shè)備廠商最好是具有數(shù)年以上相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的資深廠商，且所有消聲設(shè)備必須提供相關(guān)聲學(xué)測(cè)試報(bào)告以確認(rèn)其消聲效果達(dá)標(biāo)。

2.2 資料審查

消聲設(shè)備及產(chǎn)品制造商應(yīng)提供相應(yīng)材料清單以具體說明其對(duì)機(jī)電及管道系統(tǒng)的消聲降噪措施。材料清單的圖紙及列表應(yīng)標(biāo)明并包含如下內(nèi)容：消聲器/百葉位置的尺寸及壓力損失，設(shè)備8頻譜聲功率級(jí)噪聲數(shù)據(jù)，設(shè)備噪聲最終聲學(xué)計(jì)算所達(dá)效果。

在具體采購消聲設(shè)備及材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)已批核的消聲設(shè)備及材料的聲學(xué)計(jì)算和聲學(xué)性能執(zhí)行。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件與設(shè)計(jì)要求有偏差時(shí)，則應(yīng)識(shí)別并提前以書面形式提出，待有關(guān)各方確認(rèn)后，方可繼續(xù)施工。

2.3 工程協(xié)調(diào)

消聲設(shè)備及材料安裝施工時(shí)，施工方應(yīng)及時(shí)收集廠商設(shè)備噪聲數(shù)據(jù)，檢查施工環(huán)境是否超過設(shè)計(jì)風(fēng)速，協(xié)調(diào)消聲器安裝位置及尺寸。同時(shí)，協(xié)調(diào)出風(fēng)口位置并平衡各風(fēng)口風(fēng)量，使風(fēng)量均勻送出并達(dá)到設(shè)計(jì)要求[5-9]。

3 聲學(xué)與噪聲控制實(shí)施要點(diǎn)

3.1 通風(fēng)與空調(diào)設(shè)備

3.1.1 空氣處理機(jī)組

空氣處理機(jī)組一般安裝在樓面所設(shè)專用機(jī)房?jī)?nèi)，處理風(fēng)量大、噪聲高，對(duì)整個(gè)通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制的影響較大。為確保樓層最終噪聲標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到要求，應(yīng)安排最少一次出廠聲學(xué)測(cè)試及全尺度樣板測(cè)試來驗(yàn)證空氣處理機(jī)組的噪聲水平，并確認(rèn)所選用空調(diào)機(jī)組噪聲值在出機(jī)房8 m范圍內(nèi)可滿足樓層背景噪聲的要求。施工時(shí)，應(yīng)盡可能選用低噪聲的空氣處理機(jī)組，其最大允許聲功率應(yīng)滿足表2的值。

表2 空氣處理機(jī)組最大允許聲功率

空調(diào)系統(tǒng)的全尺度樣板測(cè)試應(yīng)安排在能模擬樓層的實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行，一般可在標(biāo)準(zhǔn)層的樣板間測(cè)試。樣板測(cè)試時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：機(jī)電管線穿墻或樓板處應(yīng)密封良好；風(fēng)管路徑應(yīng)與設(shè)計(jì)相一致；空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)以全速及不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行以模擬將來實(shí)際情況，即空調(diào)機(jī)組應(yīng)在相同的靜壓及100%、90%、80%和70%風(fēng)速下測(cè)試，以防止單頻特性的產(chǎn)生；噪聲值應(yīng)在鄰近機(jī)房的送、回風(fēng)干管下離地1.0～1.5 m處測(cè)試，并記錄8個(gè)倍頻程（63～8 000 Hz）及31.5 Hz的聲壓級(jí)。

送、回風(fēng)管與空氣處理機(jī)組連接處可通過采用消聲靜壓箱及雙層風(fēng)管（即消聲風(fēng)管）的措施進(jìn)一步降低空氣處理機(jī)組噪聲的傳播。一般情況下，消聲風(fēng)管采用厚50 mm、密度為48 kg/m3的吸聲棉，外覆穿孔率為28%的穿孔金屬板。

空氣處理機(jī)組振動(dòng)與噪聲控制的措施示如圖1所示，并就各項(xiàng)具體措施說明如下：根據(jù)規(guī)格書及計(jì)算確定消聲器；風(fēng)管與空氣處理機(jī)組軟連接，風(fēng)管外包玻璃棉，且連接時(shí)不能拉緊；大尺寸風(fēng)管內(nèi)敷厚100 mm隔聲棉并用穿孔金屬覆面，轉(zhuǎn)彎處設(shè)置導(dǎo)流片；采用低噪聲風(fēng)機(jī)，宜選擇大風(fēng)扇葉輪、低轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)；空氣處理機(jī)組放置于厚19 mm、靜壓縮量2.5 mm的聚乙烯氯丁橡膠墊上以減少機(jī)組振動(dòng)和噪聲；風(fēng)機(jī)采用靜撓度25 mm、最小隔振效率95%的彈簧減振器；空氣處理機(jī)組采用雙層結(jié)構(gòu)外箱體。

圖1 空氣處理機(jī)組振動(dòng)與噪聲控制措施示意

3.1.2 風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組

風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組在中等風(fēng)速下的最大聲功率一般應(yīng)滿足表3的要求。對(duì)于超過FCU 1000規(guī)格的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組，其最大聲功率限值可參照FCU 1000機(jī)組執(zhí)行。當(dāng)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組在中等風(fēng)速條件下使用區(qū)域的噪聲大于40 dB時(shí)，可通過在風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組送風(fēng)及回風(fēng)管道安裝厚25 mm吸聲內(nèi)襯的方法來降低該使用區(qū)域的噪聲。

表3 風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組中等風(fēng)速下最大聲功率限值

3.1.3 冷卻塔與風(fēng)冷熱泵

施工時(shí)，應(yīng)盡可能選用低噪聲的冷卻塔或風(fēng)冷熱泵，并確保冷卻塔或風(fēng)冷熱泵的疊加噪聲在距離其進(jìn)/排風(fēng)6 m處的值不大于60 dB。若設(shè)備本身噪聲值超過上述限值，則須采取消聲百葉或消聲風(fēng)管等措施。

3.2 通風(fēng)與空調(diào)部件

3.2.1 消聲器

消聲器是通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制的主要措施之一。為達(dá)到較好的噪聲控制效果，除純消防用途風(fēng)機(jī)外，所有的通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備均須使用消聲器。消聲器規(guī)格要求為：鍍鋅鋼板外殼厚度不小于1 mm，內(nèi)部鍍鋅鋼板穿孔隔板厚度不小于0.7 mm；填充物玻璃棉密度不小于48 kg/m3，壓縮率不小于5%；在2 000 Pa壓力下無滲漏。消聲器的燃燒特性及火焰擴(kuò)張等級(jí)須符合當(dāng)?shù)胤阑鹨蠹安蝗糀級(jí)。當(dāng)消聲器暴露于室外使用時(shí)，須采取適當(dāng)?shù)哪秃蚣胺里L(fēng)雨和防腐蝕措施。此外，冷卻塔消聲器須采用不銹鋼材質(zhì)。

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 7235∶2003，消聲器的動(dòng)態(tài)插入損失值及壓降，應(yīng)在設(shè)計(jì)氣流下，依照通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)施工圖主要設(shè)備明細(xì)表的要求測(cè)得。消聲器的動(dòng)態(tài)插入損失值應(yīng)不小于圖2所示的值，其基本要求須達(dá)到“消聲器類型A”的數(shù)值并符合室內(nèi)背景噪聲的要求。正常情況下，壓降超過50 Pa的消聲器一般不予采用。

圖2 消聲器動(dòng)態(tài)插入損失

3.2.2 消聲百葉

屋面設(shè)備噪聲超過限值時(shí)，可采用消聲百葉進(jìn)行隔聲降噪。消聲百葉應(yīng)采用鍍鋅鋼板、鋁板或不銹鋼板在工廠進(jìn)行預(yù)制，內(nèi)部填充惰性、不可燃聲學(xué)物料。消聲百葉的厚度應(yīng)不小于300 mm，其開口3 m外的噪聲應(yīng)不大于65 dB，同時(shí)，消聲百葉的通風(fēng)率應(yīng)不小于33%，壓損應(yīng)不大于50 Pa。消聲百葉的聲學(xué)和氣流性能必須由認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室測(cè)試并經(jīng)過鑒定，其隔聲值測(cè)試應(yīng)依據(jù)ASTM E90、ASTM E336或同等標(biāo)準(zhǔn)，參見表4。

表4 消聲百葉隔聲性能

3.2.3 軟風(fēng)管

軟風(fēng)管的長度不宜過長，風(fēng)速不應(yīng)超過2.2 m/s，否則壓力損失過大。軟風(fēng)管的消聲性能要求參見表5。須指出的是，表中數(shù)據(jù)為長2 m的軟風(fēng)管在靜態(tài)環(huán)境下測(cè)得。

表5 軟風(fēng)管消聲插入損失值/dB

3.2.4 散流器或格柵

散流器或格柵為通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)末端裝置，由于距離室內(nèi)人員較近，其聲學(xué)性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的噪聲控制效果有著重要影響。一般情況下，散流器/格柵的出風(fēng)口風(fēng)速不大于2.0 m/s。為確保使用區(qū)域噪聲值不超過40 dB，散流器/格柵的最大允許聲功率應(yīng)滿足表6要求。

表6 散流器/格柵最大允許聲功率

3.3 材料與風(fēng)速

3.3.1 吸聲內(nèi)襯

風(fēng)管的吸聲內(nèi)襯可采用纖維材料密度不小于48 kg/m3的玻璃棉；吸聲內(nèi)襯的吸聲系數(shù)不應(yīng)小于0.75，且其表面應(yīng)采用橡膠或黑色襯紙覆蓋。當(dāng)吸聲內(nèi)襯用于圓形風(fēng)管及中/高速（超過8 m/s）風(fēng)管時(shí)，吸聲內(nèi)襯表面須有開孔率不低于28%的穿孔板進(jìn)行保護(hù)，穿孔板采用的鍍鋅鋼板厚度不小于0.7 mm。

當(dāng)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組中速運(yùn)行噪聲大于40 dB時(shí)，其送風(fēng)及回風(fēng)管內(nèi)的吸聲內(nèi)襯厚度不小于25 mm。用于一般靜壓箱時(shí)，吸聲內(nèi)襯厚度不低于50 mm；用于空調(diào)機(jī)組靜壓箱時(shí)，吸聲內(nèi)襯厚度不低于100 mm。

3.3.2 風(fēng)管風(fēng)速控制

管內(nèi)風(fēng)速較高時(shí)，會(huì)使風(fēng)管本身發(fā)出噪聲，不同噪聲標(biāo)準(zhǔn)下的建議最高風(fēng)速可參見表7。支風(fēng)管內(nèi)的最高風(fēng)速不應(yīng)超過表7中各值的75%，連接末端裝置風(fēng)管內(nèi)的最高風(fēng)速不應(yīng)超過表7中各值的50%，若是彎管或其他部件，則應(yīng)進(jìn)一步降低風(fēng)管內(nèi)的最高風(fēng)速。

表7 不同噪聲標(biāo)準(zhǔn)下風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速限值

3.3.3 風(fēng)口風(fēng)速控制

通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)及回風(fēng)口的可接受最高風(fēng)速參見圖3。須注意的是，靠近送風(fēng)口的風(fēng)閥開度不應(yīng)過低，否則會(huì)引起送風(fēng)氣流噪聲超標(biāo)；同時(shí)，出風(fēng)口或格柵的聲功率應(yīng)比要求的NC值低至少5點(diǎn)。

由圖3可以看出，當(dāng)室內(nèi)噪聲NC標(biāo)準(zhǔn)在25～45時(shí)，隨著噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值的提高，送/回風(fēng)口可接受的最高風(fēng)速也隨之升高，但最低不低于1.8 m/s、最高不高于3.8 m/s。同一室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)下，回風(fēng)口可接受的最高風(fēng)速略大于送風(fēng)口，兩者差值為0.2～0.6 m/s，并且隨室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值的提高而變大。即室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)越高，所允許的送、回風(fēng)口的最高風(fēng)速越低，且對(duì)送風(fēng)口允許最高風(fēng)速的要求高于回風(fēng)口。

4 結(jié)語

噪聲來源廣、傳播途徑多，高級(jí)民用與商業(yè)建筑的室內(nèi)環(huán)境噪聲控制是一項(xiàng)綜合性工程，需有關(guān)各方綜合協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌安排、嚴(yán)格實(shí)施，方能達(dá)到理想的噪聲控制效果。通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)作為建筑機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)健康舒適的室內(nèi)環(huán)境的重要條件，也對(duì)室內(nèi)環(huán)境的聲學(xué)與噪聲控制有著重要影響。

以建筑室內(nèi)環(huán)境的聲學(xué)與噪聲控制目標(biāo)為導(dǎo)向，在策劃、設(shè)計(jì)、采購、安裝、測(cè)試等方面嚴(yán)格落實(shí)通風(fēng)與空調(diào)設(shè)備及部件不同倍頻帶中心頻率下的聲學(xué)性能和技術(shù)要求，并確保消聲器及消聲材料的材質(zhì)規(guī)格和消聲性能，同時(shí)，合理控制風(fēng)管及風(fēng)口風(fēng)速，有助于建筑室內(nèi)環(huán)境聲學(xué)與噪聲控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。