暖通设计问题分析--噪声与振动

暖通设计问题分析--噪声与振动
一、空调水系统隔振减噪一例
　　我市某宾馆由于水泵扬程选得偏大,功率也大,安装时未作隔振处理,制冷机也未采取隔振措施,运行中振动大,使管道支架吱吱作响,噪声很大。 造成水电浪费,影响设备使用寿命，并严重影响了办公和客人的休息。
　　经实地测算该空调系统冷却水泵扬程为22.8m,原安装的水泵扬程为50 m,显然偏大。为此我们选用了合理型号的水泵。在水泵机组底座和制冷机 组底座下安装了30~50 mm厚的橡胶隔振板,在其进出水管段上安装K-XT型橡胶软接头,以此来适应各种位移和消除各种安装应力,达到隔振减噪的目的。 经改造后运行效果良好。由于水泵扬程降低,功率减小而节约了水电。
　　隔振减噪虽不是重要的技术问题,但应引起同行们的高度重视,才能保证整个制冷系统的正常运行。

二、不能忽视回风口的传声


1、现象：某旅馆门厅和大堂为集中低速空调系统，顶部散流器送风，侧墙集中百叶回风。门厅的回风口面积为4m2，大堂为2m2，回风口的平均风速约为2m/s，大堂内有嗡嗡的噪声,见图2.5.1-1。
原因：回风机噪声大，而且离回风口近，风道内又未考虑消声措施，故机房的噪声从回风口传入大堂内。
对策：机房内回风管外包隔声材料，使机房噪声传不进回风管内；大堂、门厅的回风口内加作长为500mm的玻璃棉保温消声筒，如图2.5.1-2，这样处理后，低频噪声可降低15dB左右。

2、现象：排风口噪声大。某饭店厨房，用轴流排烟风机兼作排风，试运转时发现，厨房内与排风口噪声均大，影响使用。
原因：轴流排烟风机本身噪声就大，约在85~90dB（A），且厨房排风管风速采用了12~13m/s左右。到排风口处未加以变径扩大，就直接接到建筑百叶上。而该百叶的叶片间距很紧，净面积还不到其外框面积的50%，使排风百叶处的风速大到20~30m/s。气流噪声，百叶振动噪声相继产生，排风口处噪声高达106dB(A)。
对策：对已建工程只能更换净面积大的百叶，扩大管道出口，降低排风管风速，加了两个消声弯头，并作吸声处理，结果降为65~70dB(A)。
对今后的工程，厨房排风最好采用离心风机，风管风速控制在8~10m/s，排风口风速不得大于6m/s。火灾时该离心风机即可作为排烟风机，安全可靠。除非万不得已，厨房排风不要采用轴流风机。因为它本身噪声高，长期排高温气体，效率也差。
经验：暖通工种与建筑工程对各种送、回风口及排风口的大小，净面积，安装位置及做法在互提资料时，应详细交待清楚。在建筑详图画好之后，暖通人员应校核其净面咱们是否满足要求，千万不要疏忽。
3、现象：某会议室送风系统消声处理好，而回风口未处理，结果会议室噪声大。机房在其后部上方，用整体式空调机。机组噪声>80dB(A)，喷口送风，送风管做了消声器，但会议室内噪声很高，达70dB(A)之多。
原因：系统采用无风道回风，即回风直接由回风口回至空调机房，再被机组吸入。机房内的噪声，由回风口(三个大孔洞)传入会议室。见图2.5.1-3(a)。
对策：在每个回风口内做消声处理，装了一个消声弯头和一般消声器，风速按3~5m/s考虑，结果良好，会议室正常使用。见图2.5.1-3(b)。

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三、选消声器风速不能太大
现象：某纪念馆大厅，空调系统开启后，厅内噪声达85dB,影响使用。同时设计选用的阴抗复合式消声器。内为超细玻璃棉作吸声材料，外有木框及玻璃丝布固定，加工粗糙，玻璃丝布破洞不少，致使风机起动后把消声器内的玻璃棉吹到厅内像下雪一般，飘满展厅，故不得不将通风系统拆掉重来。
原因：所选空调箱风机压头太高(风量L=40000m3/h，余压H=90mm水柱，耗电量N=18.5kW)，噪声太大。选用国标的阴抗复合式消声器，采取风速在10`12m/s左右，消声效果差。机房内管道较长，消声器后还经很长一段管道才出机房，也影响消声效果。
对策：因管道均已做在吊顶内，放大风道尺寸已不可能。故将阴抗复合消声器改为微孔板空腔消声器。微孔Ф0.75mm，穿孔率30%，为铝板穿孔，且加微孔板弯头。并将机房内的风管放大，风速当减小，才解决了问题，见图2.5.2-1。实这样做并不经济，应当改变风机转速，降低度风压、风量，噪声也会有所降低。

四、风机吸入段尺寸太小引起振动
现象：某建筑顶层办公室之上一层为设备间，有一台给餐厅厨房补风的离心风机。工程竣工后，使用时该办公室有噪声与振动干扰。
原因：经检查发现，设备间内的这台风机吸入口处管段尺寸太小，吸入空气偏流严重，甚至造成风机摇动向吸入侧倾斜，风量减少，送风管也随着振动，所以办公室内有噪声干扰。
对策：将吸入管的宽度改为风机吸入口直径的1.25倍，即W=1.25D，噪声和振动就解决了(该风机为2.5#，L=5600m3/h,H=35mm水柱，N=2.2kW),见图2.5.4-1。
根据经验，送、排风机吸入口的气流很重要，应当避免涡流产生。因吸入口涡流可严重影响风机的风量，如图2.5.4-2(a),(b)。(a)的情况风量减少25%，而(b)的情况只减少5%。



五、空调机房紧靠会议室噪声大
现象：某会议室空调为低速系统，室内噪声较大，影响使用。
原因：1）空调机房与会议室相邻，在吊顶上边空调风管进出机房时的穿墙洞未堵，使机房噪声传入室内。
2）空调箱的能力超过设计规定，实际风量几乎设计的2倍，致使干管风速达11m/s，而支管特别是散流器喉部风速也达6~7m/s，所以产生附加噪声。
3)机组的弹簧减振器不好，有一些振动噪声。
对策：1）在本楼层内特另是靠近要求低噪声的房间设空调机或风机时，应采用双级防震措施，即在混凝土基墩下设沥青软木作第一级防振；第二级为在空调箱的下边设弹簧或橡胶减振器。
2）改大风机的皮带轮，使其转速降低，风量减少。
3）将吊顶上穿墙纪洞全部堵严密，使其不串音。
孔洞和缝隙对隔声的影响。
(1)开孔的面积的影响
开孔的位置和孔的深度不变时，开孔面积越大，对隔声影响越大。例如在100mm厚矿渣空心砖墙的中心位置上，若有一个孔径为30mm的孔，则此墙的平均隔声量从40.4dB降到36.5dB；若孔径为50mm，则平均隔声量降低到34.8dB。
另外：150mm厚的振动砖墙的平均隔声量为43dB，若该墙上有100mm长，5 mm宽的缝，则平均隔声量降到36dB，并且从低频开始就明显降低。
(2)孔、缝深度的影响
孔和缝的面积，位置不变，对不同厚度墙板的平均隔声量的影响是不同的，即薄墙的降低值比厚墙的大。
(3)孔、缝位置的影响
孔和缝的面积、深度不变时，在墙的中央对墙隔声量影响较小，在两墙相交的棱线上。影响较为显著；在三面相交处，如室内的顶棚与两墙相交的墙角处，对隔声量的影响最大。
从上述可知，孔、缝对隔声量的影响很显著。因此，必须穿过房屋结构的管线，应该在墙的孔处加套管，待管线等穿过后，以超细玻璃棉等多孔材料将管与套管之间的缝隙填死，以防止降低墙的隔声量。如240mm厚砖墙上开孔为600×400mm，该墙的原隔声量为47dB, 开孔后降到19.6dB,当也内填塞了2.11kg超细玻璃棉之后，该墙的平均隔声量为37.1dB。
某些墙体抹灰后，墙的隔声量有明显增加，这并非完全是抹灰层的作用，面是原有墙体砌缝不严，漏声的细缝小孔被填实的结果，实际上抹灰层本身的隔声作用是不大的。



六、冷却塔与制机房的噪声
现象：某建筑的三层顶上装有空调系统冷却塔，附近为住宅区。冷却塔容量为75m3/h。建筑物使用时，夜间10点冷却塔还得运行，噪声影响了周围居民的休息。因而对冷却塔采取了消声隔声装置，当白天运行时，冷冻机却经常因超高压保护跳开而停机。
原因：在环境噪声日前严格要求的时代，设计冷却塔等装置不仅要考虑对建筑物内部的影响，而且也得考虑周围环境的影响。但该工程在处理冷却塔的噪声时，加了太大消声装置，增加了气流阻力，使冷却塔的风量减少，冷却能力下降，冷却水温度上升，结果使冷冻机的超高压保护跳开。
对策：冷却塔的噪声主要为风机噪声和落水噪声两部分。为解决风机噪声，在风机出口处加了一个消声弯头，开口背向住宅。弯头内贴防水玻璃棉板。而对落水噪声采取周围隔声办法，这两项措施均加大了塔的阻力。最好是采用超低噪声冷却塔，而对居民区的一侧用隔声壁遮挡，则效果比较理想。
现象：制冷机房噪声。某工程制冷机房，面积为350m2，安装了5台8S-12.5压缩机，正常运行3台，机房高度内平均噪声为91dB(A)。而机房门窗外的噪声为78.5dB(A)，使用单位反映噪声大，要求治理。机房顶上有3台冷却塔，噪声也大。
原因：机房内未采取控制噪声的措施，而制冷机房的噪声源主要是制冷机、水泵的噪声，一般又以制冷机的噪声为主，且与制冷机的型号、规格、运转台数和制冷机房的土建条件有关。室外的冷却塔也属高噪声型。
对策：为降低度制冷机房的噪声，采取了如下措施：
1）在机组区域上部平顶垂直悬挂板状空间吸声体，共计5排，排距1.4m，吸声体底部标高2.2m，目的是吸收机房内的混响声，降低机房内的噪声级。
2）关闭原有的窗和大门，在大门内做声闸，声闸内作吸声处理。
3）水泵房也加了空间吸声体，电机消声罩。
4）冷却塔加设了一个大型钢结构的L型声屏障，其长边长22m，短边为7m，平均高6m。
经上述减噪措施后，测得机房内的噪声由92dB(A)减为87dB(A)，室外环境噪声也降低到70dB(A)左右。
七、某建筑物的厨房排烟噪声太大
现象：开起排烟风机之后，厨房噪声太大，达80dB(A)，影响正常操作。
原因：厨房的排气与火灾地的排烟共用了一台风机，而且选的是“轴流排烟专用风机”。该风机的噪声为91dB(A)而又未采取任何消声措施。
对策：
1）厨房的排气最好采用离心式通风机，用离心式风机时可以兼作排烟。
2）用噪声大的轴流风机时应加消声器，考虑到厨房排气中油烟污染严重，不宜用一般的消声器。只能用不锈钢微穿孔式消声器及消声弯头。
3）改造后如图2.5.7-1所示，室内室外可达到理想的效果。

八、管道层最好不作通风机房
管道层作为通风机房其噪声振动大，影响上一层客房的使用。
现象：在现代旅馆中，很多建筑不做设备层，而将不少空调机，通风机设置在管道层中，而管道层的上边或下边就是客房层。进、排风口也只得开在管道层的周围。结果机器的振动声和风的噪声严重影响着相邻层的客房。
原因：设备噪声未很好考虑隔振消声措施，进、排风口风速大。
对策：按具体情况增加消声隔振措施。如某饭店在管道层中用了轴流排烟风机兼排风，结果噪声高达91dB(A)，排风口的噪声为101dB(A)，且排风口就在客房层窗口下边，使室内噪声高达50dB左右，不能满足使用要求。后在风机周围加了隔声小室，在风道出口处加了消声器，放大了管径，减小了风速，经过这样综合处理，噪声降低了36dB，达到了使用要求。
九、窗式空调器及分体式空调器的噪声
现象：随着人民生活水平的提高，在南方城市，目前住宅中已较多地采用空调器(窗式或分体式)，而空调器的噪声往往引起邻里纠纷。今举两例：一为窗式空调器，另一为分体空调器，使用时的噪声使邻居不能忍受。
原因：两建筑物相距太近，又未采取隔声措施。
对策：1）在距窗式空调器的外侧0.5m处加一堵混凝土砌块的隔声墙。
2）在分体式空调器室外机的周围用砌块围挡隔声。当然最好是将室外机设在正对着邻居窗户的方向，如图中虚线所示。

现象及原因：
送同静压箱的钢板振动使室内有砰之音。各室的噪声测定为NC40~45，而在600Hz时噪声计的指针超过45dB，且有周期性振动。
空调为各层机组，风机为6~8#，静压箱用1.2mm钢板，内贴50mm玻璃棉，用5×40角钢补强，间隔450mm，见图2.5.9-2(a)。
对策：将图2.5.9-2(a)作法改为图2.5.9-2(b)，室内噪声降到NC-40以下。图2.5.9-2(a)中静压箱和楼板挨在一起，而图2.5.9-2(b)则在静压箱外保温，外加砂浆粉刷，与顶棚用角钢支吊，用砂浆堵塞。
现象：散流器吹出口有噪声。
原因：散流器吹出口到某电子计算机的程序室内噪声达55dB，喉部风速为5.67m/s，风口高度为2.7m。
对策：在各送风口处装消声器，结果室内噪声降到40dB。注意：在设计时3m高度以下的送风口，喉部风速不得超过4.5m/s，一般3.5m/s左右。

十、空调设计时控制噪声的重点
(1)记住噪声源
民用建筑中创造舒适安静的环境是设计的任务之一。暖通工程的任务是保证建筑物冬暖夏凉，创造舒适的气候条件。但在不少工程中由于通风机、水泵、冷却塔等的噪声影响了使用。因此，凡是噪声源都应当重视。这里提醒一下与本工种有关的噪声源有：通风机(空调箱、送风机、回风机、排风机)，制冷机，锅炉，水泵，冷却塔及整体式空调机等。他们的噪声相当大，因此，对周围环境干扰大，设计时必须充分重视，一视同仁，不能只考虑空调系统的消声处理，而不管排风系统的声音问题，只作送风口的消声而不顾回风口的噪声等等。也不能只考虑建筑物内的声效果。还得注意环境的噪声。
(2)与建筑工种紧密配合
1)机房的布局是指各种有噪声源的设备机房在整个建筑物内的位置，这点十分重要。因为它们是噪声的发源地，在条件允许的应当将机房远离要求安静的房间。
2)与机房相关的进风塔(口)，排气塔(口)的位置也要注意，千万不要将又赃又吵的厨房等排气口布置在要求安静和干净的房间附近。
3)机房内噪声源的控制应以隔声隔振为主，吸声为辅。隔声是减少噪声对其他室内干扰的办法，隔声好效果就大。一个机房隔声效果的好坏，取决于整个房间的隔墙、楼板及门窗等的综合处理。这里还要强调一下孔洞与缝隙对围护结构隔声的影响很大，所以凡是管道穿过机房的围护结构处，其孔洞四周的缝隙必须用弹性材料填充密实。
(3)从控制噪声出发划系统选设备
1)系统风量不要过大，作用半径不能太长。
2)选风机时要选高效率低噪声的风机，尽可能采用叶片向后倾的离心风机，压头不要留太多的余量。
3)计算风道时，风速不能定得太大，风速太大会使风道内风噪声和振动加大，而且使消声器的消声量减少。所以设计民用建筑的通风空调系统时，风道内空气的流速应按所服务房间的允许噪声等级。
4)风机进、出口处的管道不宜急剧转弯，风道与设备的连接可参照图2.5.10-1的做法。
5)风机的进、出口都应做柔性接头隔振，(一般长度为100~150mm)。材料应采用防火的玻璃布或用防火人造革，并在其短管后的风管上包以50mm厚的超细玻璃棉，长1~2m。管道的支架，吊架应采用弹簧或橡胶减振。
(4)消声器选用原则
1）消声器的设置应根据消声计算，当初步设计未计算时，可按表2.5.10-2概略数考虑。用消声弯头或消声箱(如为室式时指小室个数)，分别用表列的个数布置在风机出口到送风口之间和回风口到风机之间，且应有半数以上的消声器设于机房外面。
2）根据通风房间所允许的标准，算出各频率所应消除的噪声量，并按此选用消声器。主要是消除125，250和500Hz的噪声，所以，应选用低、中频效果好的抗性或共振消声器。
3）通过消声器的风速应小于6m/s，室式消声器通道断面处风速不应大于5m/s。
4）风口消声器和消声百叶窗
消声风口：为降低室与室之间通过风管传播的干扰噪声，也为了减少管道传到室内的噪声，应有风口消声器。这种消声风口要求速低，最佳为2m/s，最大不超过4m/s。
消声百叶窗：把百叶窗的叶片改成吸声叶片，形状有月牙形，大椭圆形，小椭圆形和双层小椭圆形四种。百叶窗厚度有150,250和400mm三种，分别适用于半砖墙，一砖墙和一砖半墙。通风面积(开口面积)约为百叶窗面积的50%。应把小孔钢板网朝着噪声源或噪声高的方向.

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[ 本帖最后由 msedu 于 2011-6-6 10:05 编辑 ]