【经典案例】空调系统噪声改造案例详解

空调设计的主要任务是实现建筑要求的室内空气设计参数，如温度、相对湿度和速度等，但在实际工程中，空调系统的噪声控制也是空调设计工作中的一部分，有时甚至是非常重要的组成部分。

某图书馆建成后，其阅览室内空调系统的Ａ声级噪声达到62dB，远远超过了规范和使用要求的噪声标准（45dB）。笔者通过对现场勘察、噪声测试和技术分析后，提出并实施了该空调系统的噪声改造方案，取得了较好的效果。

GB3096-2008《声环境质量标准》对A声级定义和要求如下：

A声级：用A计权网格测得的声压级，用LA表示，单位为dB(A)。

环境噪声限值
各类声环境功能区适用表1规定的环境噪声等效声级限值


系统描述
该阅览室采用双风机低速全空气空调系统，通过调节回风、新风、排风管上的电动比例调节阀来调整新风比，过渡季可全新风运行。该空调系统组合式空调机组的设计参数为：风量25000m3/ｈ，供冷量120KW，供热量95KW，送风机的余压220Pa，回风机的余压250Pa。原有空调系统机房风管平面图见图１。

现场状况

通过对现场的勘察和噪声测试，发现原空调回风管的消声处理不当，导致阅览室噪声过大，具体表现为：

１）现场空间狭小，且原有阻性消声器为普通管式消声器，因消声器选型不当而导致其消声性能太差。

２）回风口处没有采取必要的消声措施。

３）回风口外１ｍ 处的Ａ声级噪声值为62dB，阅读区处的噪声值为56dB。

现场声环境测试及分析

本工程的治理目标是：不破坏现有装饰，尽量少改动系统，使空调系统传至机房外阅览室内的Ａ声级噪声值小于45 dB。

经测试，改造前回风口外１ｍ处的空调系统Ａ声级噪声值为62dB，不同频谱的噪声值见图２。

将改造前回风口外１ｍ处的空调噪声值与设计噪声指标ＮＲ４０进行对比，可以看出：虽然原设计消声器发挥了一定的作用，但回风口外１ｍ处空调噪声值仍不能满足设计噪声指标；回风口外１ｍ处空调噪声值在中、低频范围内超出设计噪声指标较多。

解决方案

１）根据噪声控制目标，提出如下噪声控制要点。

① 设置在回风管上的高效阻性消声器应在中、低频谱范围内具有设计需要的消声性能，对回风机的噪声进行有效控制；空调回风机吸入段中的原2组消声器为普通管式消声器，其有效长度为900ｍｍ，效果很差。为了使消声器的消声性能满足改造要求，专门设计了１组折板式消声器，其有效长度为1900ｍｍ，并对其内部结构进行了深化设计，实现了消声性能和阻力损失的均衡。

② 设置在回风口的土建风道迷宫式消声器应能有效控制空气通过防火阀时产生的气流附加噪声；将原有土建风道改为迷宫式消声器，内敷消声材料、消声片和导流装置。

③ 检查空调机房与阅览室相邻的建筑围护结构是否有漏声隐患。

④ 部分风口叶片有松动现象，对其进行加固，以有效控制空调回风口的附加噪声。

⑤ 判断其他影响阅览室噪声的因素。

２）根据噪声控制的目标和要点，设计符合该空调系统的高效阻性消声器。

为了使高效阻性消声器在中、低频谱具有满足设计需要的消声性能，设计了折板式消声器。折板式消声器的法兰尺寸为1000ｍｍ×800ｍｍ，总长度为2000ｍｍ，其结构如图3所示。

３）将回风管原有普通阻性消声器替换为专业设计的高效阻性消声器，以提高其消声性能。

４）在回风口土建风道处的有限空间内，设置１台迷宫式消声器。

５）原有回风机的运行风量超过了设计风量值，为回风机配置一个变频调节器，用来调整并使回风机处于设计要求的运行工况。

６）在空调机房内风管穿过阅览室墙体的墙洞处或其他可能产生漏声的地方予以封堵。

７）空调回风口叶片的固定处理。

８）空调系统降噪方案如图4所示。

噪声测试

在实施上述典型空调系统噪声控制改造方案后，笔者与业主及安装公司对阅览室空调系统的回风口和阅读区的噪声进行了测试。

１）在空调机组正常运行时，其回风口外１ｍ处（此处为走道，非阅读区）的Ａ声级噪声最低值为42dB，完全满足使用要求，其噪声测试曲线见图５。

２）空调机组正常运行时，阅读区处的Ａ声级噪声最低值为37dB。阅览室内噪声完全满足使用要求（ＮＲ４０），同时也满足ＧＢＪ３８—９９《图书馆建筑设计规范》中阅览室允许Ａ声级噪声值40dB（或ＮＲ３５）的要求，其噪声测试曲线与设计噪声指标的对比见图６。

通过对该空调系统的噪声改造，传至阅览室内的Ａ声级噪声小于45dB，各个频谱上的噪声值均得到了有效控制，完全满足业主的使用要求和规范要求。

设计体会
在以往的工程设计中，噪声问题往往会被忽视，致使工程运行后噪声超标，被居民、业主或使用单位投诉的事件屡见不鲜。因此，在进行空调设计时，不仅要实现室内温湿度等设计参数要求，还需要满足噪声标准等要求。在空调系统设计中，必须对空调机房位置的选择、风机选型、风管布置、消声器配置、空气流速控制、水力平衡计算、设备管道减振处理和机房孔洞封堵等多个方面给予足够的重视。否则一旦出现设计缺陷，再进行噪声治理可能是非常困难的，甚至有时即使愿意付出代价也无法解决。