某甲級寫字樓項目機電設備噪聲與振動控制設計

李丹

重慶中新航旅實業有限公司 重慶 401120

1 工程概況

某甲級寫字樓項目占地面積約1.6萬m2，建筑面積約13.9m2，由兩棟面積分別約3萬m2、約4.8萬m2的5A甲級寫字樓，約1.8萬m2開放式街區商業和約4.4萬m2車庫及其他設備用房組成。

2 通風與空調系統降噪原則

對中央空調系統，特別是辦公室、會議室等降噪要求比較高的位置，需要對空調末端、風機、風管進行消聲降噪處理。

2.1 消聲器的選擇

對于通風空調系統，主要噪聲源是空調機組和風機等設備，風管是主要傳播途徑，需要在風管內安裝消聲器來降低傳播的噪聲。

消聲器是控制風機類噪聲的有效方式[1]。消聲器在性能上有3個方面的要求：一是具有較好的消聲頻率特性；二是空氣阻力損失小；三是結構簡單，施工方便，使用壽命長，體積小，成本低。為得到較好的空氣動力性能和消聲性能，消聲器應該選擇體積小、造價低和再生氣流噪聲產生較低的產品，消聲器在類型上分阻性、抗性、復合式等幾種類型。

根據筆者多年來從事通風空調系統噪聲治理工程的實踐經驗，結合我國目前經濟技術水平和環境保護產業發展動態，本項目確定使用具備單位體積消聲量大，結構簡單，造價低等優點的阻性片式消聲器。由于這種消聲器的消聲性能由其消聲片的吸聲性能、厚度、間距、以及消聲器的長度、通過消聲器的氣流速度等因素決定，需針對每個系統各個頻率所需要的降噪量、風量、風壓、可用空間等具體情況選用具體的消聲器。

2.2 消聲器工藝要求

（1）消聲片護面用料及做法應滿足不影響其消聲性能及消聲器內的氣流速度相適應。常見護面層玻璃纖維布加穿孔金屬板，玻璃纖維布一般為 0.1mm-0.2mm厚的無堿平紋玻璃纖維布，而穿孔金屬板穿孔率≥20%，穿孔率常取Φ4mm-6mm。對于有防潮防水要求的護面層，則可在穿孔金屬板內加設一層聚乙烯膜或 PVF耐候膜。

（2）消聲器的有效長度必須合理確定，建議選擇1-2m，消聲器要求較高時，可分段進行設置。

2.3 消聲器安裝注意事項

（1）消聲器前后安裝變徑管道：為減小安裝在風機側的消聲器的機械噪聲，消音器不能與風機直接連接，應加設一段長度為風機接口直徑的3-4倍中間管道。當所選用的消聲器的接口形狀尺寸與風機接口不同時，可以在消聲器前后加變徑管無論是按要求供應變徑管，還是施工單位自行加工，變徑管的當量擴張角不得大于 20°。消聲器接口尺寸應大于或等于風機接口尺寸。

（2）防止其他噪聲傳入消聲設備的后端：由于消聲設備的外殼或管道的噪聲會傳入消聲設備后端，影響消聲效果，應在消聲設備外殼或部分管道上做隔聲處理[2]。消聲設備接口和風機管道接口連接處應設置柔性墊片加以密封，避免漏聲、漏氣或剛性連接引起的噪音。在通風空調系統中，消聲器應盡量安裝在靠經使用房間的地方，排風消聲器應盡量安裝在氣流平穩的管段。

（3）消聲器安裝場所應采取防護措施：作為進氣消聲器使用時應加防塵罩；含粉塵的場所應加濾清器。

2.4 氣流再生噪聲控制

風管內的氣流再生噪聲控制也是通風空調系統噪聲控制的一個重要部分。如風管的設計風速較高，雖然由于減小了風管斷面尺寸，能降低投資費用，但風速較高也會增加氣流再生噪聲。因此必須根據空調用房的噪聲允許標準，合理選擇風管風速。

3 機電設備振動控制基本原則

建筑中冷凍機組、空調機組、風機、冷卻塔、水泵、發電機組等設備運行時，都會產生一定的振動，并以彈性波的形式通過設備基礎、支架、管道傳導給主體結構，再通過主體筑結構傳導至建筑內的其他空間，并最終以振動和通過各種結構共振而輻射的空氣聲干擾到建筑內的人們。設置設備基礎隔振與管道隔振，來減少振動源、部件間的剛性連接可減少振動。

3.1 設備基礎振動

用于設備基礎的隔振器，使用較多的有金屬彈簧隔振器、橡膠隔振器及各類彈性材料制成的隔振墊。其中金屬彈簧隔振器具有承受的荷載幅度大、靜態壓縮量高、固有頻率低、性能穩定等優點。缺點是阻尼比小、共振時放大倍數高、水平方向穩定性較差。因此，在選用金屬彈簧隔振器時需同時設置橡膠墊。

橡膠隔振器和各種彈性隔振器（如聚氨酯、玻璃棉等）是一種常用隔振做法，它們對高頻具有良好的隔振效果，但一般固有頻率比金屬彈簧隔振器高，因此一般只用于轉速較高的設備隔振。金屬彈簧隔振器和橡膠隔振器、隔振墊在性能上有一定的互補性，在本工程具體隔振設計上，我們將根據隔振的要求、設備的重量、轉速等因素選擇最合適的隔振器和隔振做法，確保隔振良好的隔振效果。

所有的水管與水泵及振動設備之間需要用軟管進行連接，以減弱振動的傳遞。有振動與噪聲的管道不能經過對噪聲敏感的房間如辦公室、會議室等；消防噴灑系統的設計必須從走廊獨立進入每間單位或房間。應為所有機電設備預留足夠的空間來安裝隔振設施。根據本項目的具體情況，我們制定了空調機組、水泵、電梯等機電設備的隔振方案，詳見附圖。更詳細的設計和產品選型還需根據設備的運行重量、主軸轉速和隔振要求經計算確定。

3.2 管道隔振

通風空調系統設備的振動，除了通過基礎沿主體結構傳遞外，還會通過管道和管內介質以及固定管道的構建傳遞噪聲。管道隔振可以通過消除管道與主體結構之間的剛性連接來實現。管道隔振與基礎隔振明顯。雖然如此，管道隔振仍是不能忽視的，因為它不僅可以減少周圍空間的噪聲，還可以延長設備的運行壽命。

目前常用的管道隔振有橡膠軟接頭和不銹鋼波紋軟管。橡膠軟接頭具有良好的隔振降噪性能，缺點是易受到管內介質溫度和壓力的限制，同時耐腐蝕性也較差。不銹鋼波紋軟管由于具有耐高溫、高壓和腐蝕性的特點，所以經久耐用，同時也具有良好的隔振效果，因此應用廣泛，但是造價較高。

在空調管道隔振控制中，對于低溫、低壓的水管可以采用橡膠軟接頭。

設備與管道之間配置橡膠軟接頭后，可減少由于設備振動通過管道傳播，但管道內介質引起的振動仍然可通過管道的構件傳播到主體結構，因此管道也必須隔離措施。常用的方法是使用彈簧吊件或橡膠吊件，也可以在管道支架上鋪設彈性隔振材料。

4 本項目機電設備的分類控制

機電設備的噪聲振動處理如下：

（1）空調機房、新風機房、送風機房、排風機房、油煙處理

空調機房及各類風機房是機電專業最為主要的，也是為數最多的噪聲振動源，所有設備均應重點處理。排風機房、進風機房、新風機房內的風機應增加混凝土配重及彈簧隔振器。風管穿過機房的墻體時，應進行封堵。空調機房內的空調機組、新風機組、風機本身振動會引起結構樓板共振，使振動噪聲直接傳入周邊區域，空調機組需加裝抗拉限位型橡膠彈簧隔振器，以防止空調機組的振動順延地面傳至樓板，干擾敏感區域。廚房排煙風機，應對風機進行隔振處理，處理方式與空調機組類似。

（2）冷卻水機房、水泵房、雨水處理機房、熱換機房

各類水泵房往往是結構聲源及振動源的集中區域。除消防水泵外，其他水泵均應參照下列方式進行處理。

水泵機組的隔振可采用混凝土隔振臺，隔振臺的質量需大于水泵和電動機的運行總質量，應選用低頻彈簧隔振器，如果水泵安裝樓層上下緊鄰噪聲敏感房間，隔振器的工作頻率應低于2.5Hz，其他場合隔振器的工作頻率應低于3.5Hz，水泵進出的管道應安裝橡膠柔性接管并采用彈性支撐。

立式水泵減振臺架可采用為槽鋼臺架填充混凝土，保證減振臺架的重量為水泵運行自重的2倍。其中槽鋼型號需根據水泵的具體規格和運行重量來確定，且不大于16號槽鋼，施工時需確保減振臺架結構堅固。

大型水泵采用鋼筋混凝土塊作為水泵的基礎，保證基礎重量為水泵運行自重的2倍，特殊情況也可采用槽鋼臺架填充混凝土的做法。

一般臥式水泵臺架，所選槽鋼不大于25號槽鋼，并保證減振臺架的重量為水泵運行自重的3倍。 施工時可以根據實際需要進行選擇。施工時還應根據電機與泵體的重心分布來調整各隔振器均勻受力。

換熱器設備也可以參考水泵設備來進行減振處理。

（3）熱冷機房

冷水機組的隔振需安裝限位橡膠彈簧減振器。同時冷水機組的進出管道應安裝橡膠柔性接管，管道的吊支架用吊式隔振器或彈簧隔振器隔振。

（4）變配電室

配電間、配電站及變電所是振動較為嚴重的機房，應對內部的變壓器進行處理。常見的變壓器一般為干式變壓器，運行中產生的振動擾力頻率在100Hz，是鐵芯受磁場變化產生的電磁振動，可在型鋼底座安裝隔振器，或采用30mm-50mm 厚橡膠隔振墊。變壓器的進出電纜不得繃緊，需留有一定的彈性，比如盤成 U形或 S形。

（5）柴發機房

柴油發電機組噪音聲壓級一般在100dBA到110dBA范圍，其強烈的低頻噪聲可以使墻壁地板還有天花板發生可感知的強烈振動，柴油發電機房要做好良好的隔聲措施。發電機必須安裝在不低于50mm變型量外置式彈簧減振器上。排氣管必須加裝一級及二級排煙消聲器(各至少600mm)。排氣管必須以 25mm變型量外置式彈性吊桿吊裝。發電機房之進風及排風加裝 1.5-2m的消聲器。

（6）電梯機房

通常辦公建筑不存在類似住宅臥室類噪聲敏感空間，因此通常辦公建筑電梯隔振通常不予考慮。對于住宅建筑，當電梯機房及電梯井道四周緊鄰敏感房間如臥室、客廳時，建議進行電梯設備的隔振降噪處理。電梯機房內的曳引機及控制柜均為較嚴重的噪聲源及振動源，應對曳引機、控制柜進行減振處理。同時還應及時與電梯廠家及電梯顧問進行溝通，討論處理方案。

（7）鍋爐房

鍋爐房應對設備機組進行減振處理，參照圖1。

圖1 鍋爐設備隔振處理示意圖

（8）設備平臺

本項目中的設備平臺主要集中在辦公樓屋面與避難層。設備平臺的設備應對應其使用功能 參照本報告中的處理建議進行處理。部分機房下方為辦公敏感區，應加設浮筑地面，見圖2。

圖2 噪聲機房內浮筑地面做法推薦

（9）室外機

室外機與噪聲敏感房間距離過近，不僅噪聲對室內可能產生影響， 振動也可能傳遞到室內。從隔振降噪角度出發，建議所有室外機均應進行減振處理，減振處理應采用橡膠彈簧減振器。此外，辦公塔樓避難層的室外機由于數量眾多、噪聲較大，經估算 17臺室外機噪聲達到70dBA以上，需加設隔聲罩與消聲百葉，避免其上下樓層臨近的辦公區域受到噪聲影響。隔聲罩的消聲片厚100mm，間距100mm，有效長度1200mm，隔聲罩上方與側方應保證 50%的開口面積。考慮到后期維護的便利性和可操作性，隔聲罩側壁與機組之間留出至少600mm，供檢修時人員進出，室外機風口與消聲器之間也應留出600mm。

5 結語

綜上，某甲級寫字樓項目對機電設備噪聲與振動控制設計后獲得較高的經濟效益。在具體的機電設備噪聲與振動控制設計過程中，根據實踐經驗深入分析出有效解決噪聲與振動的舉措，規范設計好具體流程，做好減震降噪處理，從而保證了機電設備的性能和品質更符合要求，也能夠全面提高機電設備的運行質量，進一步延長設備壽命。