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。