暖通空调系统设计中噪声与振动的通病分析

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　　摘    要：伴随着经济快速发展和科学技术的推陈出新，人民对居住环境的要求也越来越高。本文通过对空调系统的噪声振动源的分析，概述空调系统的噪声与振动控制途径，分析空调系统噪声、振动的控制措施。有助于工程师们在建筑设计时，采用先进的设计理念以及方式，促进我国建筑事业的快速发展。
　　关键词：暖通空调系统设计;噪声;振动;控制
　　1  引言
　　随着人们对建筑物的要求越来越高，必须要重视暖通设计中噪声和振动所带来的通病问题，积极的采取先进技术和理念不断的完善和创新设计工作，才能够提高暖通系统的水平和效果，最终为人们提供更为舒适、健康的环境，有助于和谐社会的构建。
　　2  中央空调系统噪声源
　　空调系统噪声源包括空调箱的风机噪声、送回风管道的气流噪声、末端风口噪声、制冷机组及其辅助设备（包括水泵、水处理设备等）的噪声与振动、冷却塔噪声与振动等等。空调噪声的传播方式包括空气传声与固体传声，空气声传播包括风管的噪声传播与末端噪声直接辐射等，固体声传播主要包括制冷机组、冷却塔、管道等设备振动的传播。
　　3  空调系统噪声振动控制的途径
　　声音来源于物体的振动，物体振动发出的扰动在弹性媒质中沿空间把振动的能量传播的过程中形成声波，振动是噪声产生的根源。振动噪声影响的存在要有三个条件：振动噪声源、传播途径、接收者，这同时也是控制的三个途径。
　　（1）从声源上控制噪声  选用加工精度高、装配质量好的低能耗、低噪声的优质产品;采取改变噪声源的运动方式;如用阻尼、隔振等措施降低固体发声体的振动，使之与激振力主要频率分开，防止共振;将大面积板件粘贴阻尼层，可降低声辐射;完善设备维护和保养制度，杜绝由于设备运动状况不佳导致噪声增大。
　　（2）动静分离 合理分布噪声源设施 在保证空调系统的工艺流程合理流向的前提下，动静分离，合理布局设施功能区域、确定噪声源设施的位置。对于各种噪声源的设备或机房，在条件允许的情况下应当远离要求安静的房间。对于管路或其它噪声源，避开噪声敏感点，利用噪声在空气中的传播衰减的特点，减少噪声控制工程量。
　　（3）提高围护结构隔声，控制空气噪声传播 从声学角度说，同质材料隔声效果遵循“质量定律”，即质量越高、越厚重的材料隔声效果越好，面密度与隔声量成正比关系。在双层薄板材料中间夹有阻尼层，阻尼层对薄板材料的隔声性能有明显的提升作用，特别是在抑制隔声构件因低频共振和吻合效应所形成的隔声低谷上十分有效，这就突破了“质量定律”的限制。厚度为16mm、质量为16Kg/m2、隔声量为36dB（A）的“阻尼隔声板”已广泛地应用在噪声控制工程上。
　　（4）配置隔振系统，阻隔固体结构传播 减弱振动设备传给建筑结构的振动是通过消除它们之间的刚性连接实现的。
　　4  设备振动噪声控制
　　控制空调、制冷设备的噪声，除了减低由通风管道传播的风机噪声和透过围护结构的设备噪声外，还必须同时控制由空调、制冷设备振动传播的固体声，才能使空调用房达到预定的允许噪声控制标准，空调、制冷设备的振动以弹性波的形式沿建筑结构传到所有与机房毗邻的房间，并以空气声的形式被人所感受到，衰减振动的方法是消除振动源和接收者之间的刚性连接。空调、制冷设备隔振涉及设备基础隔振与管道隔振。
　　可以通过两种途径来控制;（1）降低振动源的振动，（2）降低振动传递效率。
　　在振源处控制进行振动是最有效的办法，但这可能需要对振源设备进行重新设计或者改造，因而在很多工程中无法实现，在振动传播途径上控制振动，常用的办法包括：（1）引入弹性减振元件以降低振动传递率。比如引入弹簧隔振器或者橡胶垫，（2）增加振动传播途径的阻尼，以吸收振动传播的能量（转化为热量）。弹性减振元件可以在振动传播途径上的任何一处加入，但在振源处或者附近引入是最有效的。目前常用的隔振软管有各种橡胶软连接和不锈钢波纹软管，设备与管道之间配置软管后，可衰减设备振动通过管道传播，但管道内介质引起的振动仍可通过固定管道的构件传播到建筑结构，因此必须隔离措施。常用的方法是使用弹簧的弹性吊件，或者在吊架上铺设弹性隔振材料。
　　5  通风系统振动噪声控制
　　5.1  风管及部件减噪设计
　　（1）空调系统管道截面积的确定：在系统设计中，提高气流速度可以减小管道断面，这不仅可以减少设备和建筑投资，同时，在有限的设备层空间内便于配置管道系统。空调系统管道的风量风压设计应做到均衡稳定，进出风系统应设相应的进风或排风管道，使之相匹配。管道的有效截面积应根据管道的额定风速及各自承担的有效风量确定，保持风压均匀，防止产生气流再生噪声。计算风道时，风速不能太大，风速太大会使风道内风噪声和振动加大。
　　（2）进、出风口的设计处理：与风机连接的风道弯头设置的方向应与风机风页的旋转方向顺向，防止产生风道涡流，影响风机的风量。风机的进、出口都应做柔性接头隔振。风机进、出口处的管道不宜急剧转弯，风道应杜绝直角弯头。合理分配空调分系统，分系统风量不要过大，作用半径不能太长，以减少通风系统长距离输送导致压降，既减少风压的损失，也避免产生气流再生噪声。
　　5.2  风管的振动控制
　　（1）风管支承架隔振 风管的振动会通过支承架进入建筑结构产生固体传播。因此，排风管应使用隔振支承架，延伸的风管，沿途均须使用弹性吊杆、弹性吊架。弹性吊杆的荷载应与风管的荷载相匹配。管道经过墙体、楼板时，应设置隔振阻尼垫，不能刚性接触。
　　（2）风管的管壁阻尼约束在截面积较大的方型风管，应增加管壁厚度或在管壁上设置楞筋、在管内增设支撑，以增加管壁的刚性，以避免产生风管激振力噪声，在风管外设置阻尼层及约束层，能增加振动沿风管的衰减率，减少经由风管的振动传播。
　　5.3  消声器及静压箱
　　（1）消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。消声器可直接安装在通风机的进、出口，以降低通风机噪声;风管的弯头、三通可安装在通风管道上，以降低通风机和管道上游的气流再生噪声;也可在机房或空调房间的进、出风口安装风口消声器，以消除系统的噪声对环境或空调房间的干扰。风口设置风机盘管空调器送风，可通过风压箱风道送风。
　　（2）静压箱 静压箱可以把部分动压变为静压，获得均匀的静压出风，减少动压损失。而且还有万能接头的作用。把静压箱应用到通风系统中，可提高通风系统的综合性能。静压箱使用在风管需要较大变径，但现场安装距离又无法满足变径所要求的长度时，在风管与空调设备接口通常靠静压箱连接。静压箱箱体内安装吸声材料，可起消声器的作用。
　　6  结语
　　中央空调系统噪声控制涉及暖通空调、声学、建筑、结构等专业，需要融合各个专业的知识进行综合考虑和设计，各专业密切配合才能进行有效合理的控制，由于建筑师和暖通工程师在设计过程中往往只把精力集中于温度、湿度、气流组织和空气品质等方面的研究和设计，没有意识到噪声危害的严重性，而导致空调噪声超过噪声控制标准，影响人们的生活和学习，而建筑学与声学的专业人员往往对空调专业也不太了解，也难于独立做好空调噪声控制设计。因此，要做好中央空调噪声控制，需要建筑师和暖通空调工程师对噪声控制给以足够的重视，从建筑设计的开始阶段就要考虑如何进行噪声控制，综合考虑声环境与室内微气候环境、室内空气品质等因素进行整体设计。
　　参考文献 ：
　　[1]  GB 3096—2008.声环境质量标准[S].
　　[2]  GB 50118— 2010.民用建筑隔声设计规范[S].
　　[3] 程燕.关于建筑暖通设计中噪声与振動的通病分析[J].建材与装饰，2018（17）：120～121.
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