建筑暖通空調設計中噪聲與振動通病的防治研究

方新民

（合肥嘉飛建筑科技有限公司，安徽 合肥 230000）

現階段，在建筑工程設計中，為了給住戶提供更舒適的居住環境，暖通空調設計是不可忽視的施工要點之一。在暖通空調設計過程中，能耗、質量是關注要點，其中噪聲問題和振動問題是常見故障之一，對暖通空調運行和功能發揮有直接影響。基于此，重視通病防治有積極作用。

1 建筑暖通空調設計的作用

具體來看，該建筑電器具備如下作用：（1）提供舒適的室內環境。建筑暖通空調設計的主要目標之一是提供舒適的室內環境，包括適宜的溫度、濕度和空氣質量。通過合理的供暖、通風和空調系統設計，可以實現室內溫度的調節、濕度的控制和新鮮空氣的供應，以滿足人們的舒適需求。（2）實現節能和能源效率。建筑暖通空調系統是建筑物能耗的重要組成部分。通過科學的設計和優化，可以實現能源的有效利用和節能降耗。采用節能設備、智能控制系統和優化的能源管理策略，可以降低能源消耗并減少對環境的負面影響。（3）保證室內空氣質量。建筑暖通空調設計在維護室內空氣質量方面發揮著重要作用。通過合理的設計通風系統和空氣過濾系統，可以有效地去除污染物和有害氣體，保持室內空氣的新鮮[1]。

2 建筑暖通空調設計中噪聲和振動通病分析

2.1 研究案例闡述

在此以某地區的商業辦公大樓項目為研究基礎，該項目整體占地面積超過6000m2，總建筑面積接近50000m2。項目分為地下及地下兩部分。其中地上25層，地下2 層，地上部分1-5 層位商業裙樓，6-25 層為辦公樓。商業裙樓每層建筑面積接近2300m2，每層高度為4.7m，辦公樓和設備間發揮效用。整體工程中暖通空調系統是重要工序，以水冷式中央空調、風機盤管加新風系統為基礎，冷水機組設置兩臺制冷量為2461kW 的離心式冷水機組，1 臺制冷量為1232kW 的螺桿式冷水機組，保證滿足日常需要。暖通空調系統設置在地下兩層區域，同時為了確保營造良好環境，同時在裙樓層設置2 臺流量為700m3/h 的低噪聲橫流方形冷卻塔和1臺流量為300m3/h的低噪聲橫流方形冷卻塔，更好地服務用戶。

2.2 噪聲和振動通病問題

2.2.1 通風風機噪聲問題

結合上文闡述，基于地下車庫的結構設計，通風是重點環節。為了滿足通風需求，布設通風風機是關鍵，設計階段包括補風系統、排風系統及排煙系統等，其中補風系統是保證地下車庫保持空氣流通，避免出現一氧化碳、二氧化碳濃度過高的危險，排風系統主要保證車庫空氣外排，以及輔助補風系統及時補充新鮮空氣，排煙系統的主要作用是保證安全性。在三個系統相輔相成工作支持下，地下車庫與外界保持空氣流通，而三個系統運作過程中，風機是不可忽略的重要設計，而風機運行過程中，不可避免地存在噪聲和振動問題，這與設備運行過程中壓縮機振動、氣動、風葉與網罩之間的距離有關。

2.2.2 風系統風管噪聲問題

風機和房間之間的風管是保證空氣輸送的基礎，在設計風管過程中，對于其材質要求較低，并沒有特殊要求，但是風管中空氣流速大小與風管噪聲情況存在直接聯系，基于此，在設計風管過程中，出于降噪效果考慮，結合相關技術標準分析，一般風管中空氣流速以8-10m/s 為適宜。研究項目中風系統風管中的空流速設置如下表1 所示。但當風量一定時，風管的空氣流速過小，也會導致風管產生噪聲，此時需要通過調整風管截面積進行降噪。同時，風管的組成元件，如支架、吊架等設施也會在過大空氣流速作用下產生振動，進而出現噪聲問題。

表1 風管內空氣流速設置情況（m/s）

2.2.3 風管穿過維護結構的噪聲問題

建筑工程施工階段，為了保證設備功能充分發揮，風管在建筑中的走向較為繁瑣復雜，勢必會經過維護結構的墻、板等部位，穿墻之后，會留下孔洞和縫隙。結合實踐研究成果來看，這些縫隙和孔洞不可避免地會對建筑噪聲和振動產生影響，氣體從中流經之后，會產生空氣動力學噪聲，隨著孔洞大小差異和深度差異，產生的噪聲存在差距，當空氣量相同時，孔洞越小風速越高，此時噪聲越明顯，反之面積增大，風速增大，噪聲會相應降低。同時，建筑物施工過程中，孔洞位置、間隙大小以及墻厚度差異，均會導致噪聲產生差異性，因此孔洞設置位置也是關注重點，例如在天花板中心區域位置開設了孔洞，會導致噪聲擴大，但是選擇接近墻壁區域的天花板位置開設孔洞，則可以促使噪聲降低[2]。

2.2.4 空調機房位置噪聲問題

空調機房中安裝許多設備，這些設備與暖通空調系統功能發揮有緊密聯系，而多數設備在運行過程中，會存在噪聲問題和振動問題，這些噪聲會進一步強化建筑物內的噪聲，如果設備產生運行影響沖擊，例如振動會導致樓板受到沖擊，基于此，設置防振措施和隔音措施極為重要。

2.2.5 冷卻塔的噪聲問題

基于《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》（GB 50736）中的相關規定分析，暴露在室外的設備，噪聲無法達到環境標準要求時，需要采取降噪措施，避免干擾周圍人群正常活動。在暖通空調設計中，冷卻塔是不可忽略的一部分，主要負責熱量交換，為了實現期目標，冷卻塔與外界環境聯通較為緊密，再加上為了實現期功能，該設備會長期運轉，此時噪聲問題難以避免。

2.3 通病成因

2.3.1 設備選擇與配置

噪聲和振動問題通常與設備的選擇和配置有關。某些暖通空調設備，如風機、泵、壓縮機等，可能在運行時產生較高的噪聲和振動。不合適的設備選擇或布置可能導致噪聲和振動擴散到室內空間，影響人們的舒適性和工作效率。

2.3.2 系統設計與管道布置

暖通空調系統的設計和管道布置也會影響噪聲和振動水平。管道走向不合理、管道支架設計不穩固，以及管道系統中可能存在過多的彎頭和節流裝置等因素，都會引起流體噪聲和振動[3]。

2.3.3 缺乏隔聲與減振措施

在建筑暖通空調設計中，如果缺乏有效的隔聲與減振措施，噪聲和振動就會在建筑結構中傳導和放大。這可能由于建筑材料的選用不當、隔聲屏障缺失或不合理、減振措施缺乏等原因造成。

2.3.4 外部環境與建筑布局

周圍環境和建筑布局也會對噪聲和振動產生影響。如果建筑位于嘈雜的交通干道附近或其他噪聲源密集區域，或者建筑內部布局不合理導致噪聲和振動傳導難以避免，這些因素都可能導致噪聲和振動問題的存在。

3 建筑暖通空調設計中噪聲與振動通病防治對策

3.1 通風機噪聲問題的處理措施

結合上文的分析，為了有效解決通風機噪聲問題，可以采取以下措施：第一，合理選擇通風機。在選購通風機時，應優先選擇低噪聲、高效率的產品。第二，進行噪聲預測與模擬。在設計階段，通過噪聲預測與模擬軟件對通風系統進行仿真分析，預測和評估可能產生的噪聲水平。這有助于在設計階段就針對性地采取措施，避免后期出現噪聲問題。第三，安裝隔聲罩。將通風機安裝在隔聲罩內，可以有效地降低噪聲傳播。隔聲罩應采用吸聲材料，減少通風機運行時產生的噪聲。第四，安裝減振裝置。通風機產生振動也會導致噪聲，因此應在通風機和建筑結構之間加裝減振裝置，有效阻斷振動傳導，減少噪聲。第五，避免共振現象。通風機系統設計中，共振會導致振動放大和噪聲增加，應通過合理的結構設計和振動控制措施來預防。第六，定期維護保養。通風機定期維護保養至關重要，包括清潔和潤滑設備，以確保其正常運行和降低噪聲產生的可能[4]。通過上述幾點措施，可以有效降低噪聲和振動影響，保證系統正常穩定運行。

3.2 送、回風管噪聲的處理措施

送、回風管噪聲的處理措施是建筑暖通空調設計中非常重要的一環。結合上文來看，一般情況下，送風系統中該類型設備都采取無風道排風形式進行設計，該種設計思路可以有效降低噪聲干擾，但無法徹底根除噪聲。基于此，在施工安裝過程中，需要采取如下措施，輔助設計方案解決噪聲問題。第一，合理應用吸聲材料。在送、回風管道內部添加吸聲材料可以有效地吸收 噪聲，并減少噪聲的傳播。吸聲材料通常使用玻璃棉、巖棉、聚酯纖維等材料，將其貼附在風管內壁或周圍[5]。第二，安裝消聲器。在送、回風管道的末端或轉角處安裝消聲器，能夠有效地消除風流噪聲。第三，設置減振裝置。在風管的支撐和固定部位添加減振裝置，可以阻止振動傳導，從而減少噪聲。綜合運用上述處理措施，可以有效地降低送、回風管的噪聲水平，提高室內環境的舒適性。

3.3 風管穿過維護結構噪聲問題的處理措施

當風管穿過維護結構（例如樓板或墻壁）時，容易產生噪聲問題，針對這一情況，可以采取以下措施進行處理：第一，合理設置隔離空間。在風管穿過維護結構的位置，可以增加隔離空間，使風管與維護結構之間留有一定的距離。這樣可以減少振動和噪聲的傳遞，從而降低噪聲影響。第二，善用吸聲材料。在維護結構內部和周圍添加吸聲材料，如吸音板、吸音棉等，能夠有效地吸收噪聲。第三，合理安裝減振裝置。在風管穿過維護結構的支撐和固定部位，添加減振裝置，如橡膠墊、彈簧隔振器等，可以阻止振動傳導，減少噪聲影響。第四，避免共振現象。在設計風管路徑時，避免風管與維護結構之間出現共振現象。共振會導致振動放大和噪聲增加，應通過合理的結構設計和振動控制措施來預防。通過上述四項措施，可以有效避免噪聲和振動問題出現[6]。

3.4 空調機房位置噪聲問題的處理措施

針對這一類問題，可以采取以下措施進行處理：第一，選擇機房的位置時，應盡量將其遠離噪聲敏感區域，將機房設置在人員活動較少或噪聲要求較高的區域，有助于降低噪聲對人員的影響。第二，在機房的墻壁和門上使用隔聲材料，如隔音板、吸音棉等，可以有效地減少機房內噪聲的傳播到周圍區域。第三，對于高噪聲的機房，可以考慮在機房的外部建造隔聲罩，采用吸聲材料和隔音設計，以隔絕噪聲的傳播。同時，在機房的出入口安裝隔音門，可以阻止噪聲外傳。第四，在機房周圍環境中使用音頻遮蔽技術，如通過播放背景音樂或白噪聲來遮蓋機房噪聲，減少噪聲對周圍區域的干擾。綜合運用上述處理措施，可以有效地降低空調機房位置的噪聲問題，保障周圍環境的舒適性和安靜性。

3.5 冷卻塔噪聲問題的處理措施

針對冷卻塔噪聲問題，可以采取以下措施進行處理：第一，相關人員可以在設計階段，在風機口位置安裝消音彎頭，并且對其內部進行防水處理，確保其充分發揮性能可以起到降噪效果；第二，充分利用冷卻塔周圍環境優勢，對其施加一定阻力，也可以達到降噪目的；第三，合理選用低噪聲設備，并合理設計冷卻塔建設位置，盡可能促使其遠離噪聲敏感區域，可以有效降噪。

4 結語

在建筑暖通空調設計中，噪聲和振動是常見的通病，對室內環境舒適性和居民健康產生不利影響。為了保障建筑的舒適性和室內空氣質量，防治噪聲與振動問題至關重要。本文深入了解了噪聲與振動在暖通空調系統中產生的成因，并基于存在的問題，提出五點針對性處理策略，希望可以為我國暖通空調施工設計提供更多借鑒。