暖通空調(diào)系統(tǒng)噪聲分析與降噪策略

梅軍華

摘 要：目前，人們對環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高。一般在住宅區(qū)建筑物及大型公共場所等，均安裝空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。其在改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量與舒適度指標(biāo)的同時(shí)，也產(chǎn)生了一些負(fù)面影響。如暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能高，不僅會(huì)造成電能浪費(fèi)、污染環(huán)境，還會(huì)降低舒適感；尤其是老化及“帶病”運(yùn)行的暖通空調(diào)，其運(yùn)行噪聲較大，能耗超標(biāo)，會(huì)影響空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行性能。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)系統(tǒng) 噪聲分析 降噪策略

1暖通空調(diào)噪聲來源

1.1 因設(shè)計(jì)安裝不當(dāng)引起噪聲

某些暖通空調(diào)在設(shè)計(jì)或安裝過程中，因技術(shù)工藝不當(dāng)、聲學(xué)結(jié)構(gòu)不合理或技術(shù)人員尚未采取相關(guān)降噪措施，對暖通空調(diào)機(jī)房進(jìn)行優(yōu)化布置，若空調(diào)排風(fēng)口截面的設(shè)計(jì)尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)限值等，均會(huì)導(dǎo)致暖通空調(diào)的能耗增加、噪聲增大。此類問題引發(fā)的噪聲主要表現(xiàn)為空調(diào)管路串聲、空氣動(dòng)力性噪聲及局部透聲、固體傳聲。因此，在設(shè)計(jì)、安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要嚴(yán)格規(guī)范設(shè)計(jì)安裝的流程，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)，提高其聲學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能。

1.2因運(yùn)行設(shè)備性能、工況不良引起噪聲

暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中，若冷卻塔（淋水系統(tǒng)）、空調(diào)機(jī)組（風(fēng)機(jī)）或水泵、制冷機(jī)組等相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行性能不佳、工況不良時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的噪聲超標(biāo)。

2暖通空調(diào)運(yùn)行中主要的噪聲來源分析

2.1暖通空調(diào)當(dāng)中制冷機(jī)組發(fā)出的噪音

我們所說的制冷機(jī)組主要在管道以及機(jī)械、空氣動(dòng)力性三方面會(huì)出現(xiàn)噪聲問題。①暖通空調(diào)制冷機(jī)組管道的噪聲主要由皮帶輪軸承噪聲和壓縮機(jī)噪聲疊加混合引起，同時(shí)由于管道內(nèi)有暖通空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)組冷媒流動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)噪聲。②暖通空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)及曲軸高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，甚至制冷機(jī)缸體運(yùn)動(dòng)等均會(huì)引起機(jī)械噪聲。③空氣動(dòng)力性噪聲與其它2種噪聲源相比，其輻射面更廣，會(huì)直接向空氣中擴(kuò)散。這部分噪聲主要因暖通空調(diào)系統(tǒng)機(jī)房的排氣風(fēng)機(jī)與進(jìn)氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行不當(dāng)所致，由此會(huì)形成排氣噪聲與進(jìn)氣噪聲。

2.2暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)噪聲

暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，會(huì)由湍流噪聲及旋轉(zhuǎn)噪聲引起空氣動(dòng)力性噪聲。據(jù)學(xué)者張弛研究表明，暖通空調(diào)風(fēng)機(jī)噪聲強(qiáng)度與風(fēng)機(jī)葉片的幾何尺寸、形狀及數(shù)量，以及葉輪轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)內(nèi)風(fēng)流量、風(fēng)流速等因素相關(guān)。

3暖通空調(diào)系統(tǒng)的降噪措施

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

隨著暖通空調(diào)領(lǐng)域一些新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷涌現(xiàn)，使得我們可以通過多種方法達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行中降噪的目的。目前常采用的噪聲控制技術(shù)有消聲、吸聲、隔聲、隔振阻尼等，主要是在噪聲源、噪聲傳播途徑及接受點(diǎn)上進(jìn)行控制和處理。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合建筑的實(shí)際情況和噪聲控制要求進(jìn)行，盡可能選取低噪聲的方案，或者選取能方便噪聲控制的方案。設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的送、回風(fēng)管路時(shí)，每個(gè)送回風(fēng)系統(tǒng)的總風(fēng)量和阻力不宜過大。要選用高效率低噪聲的風(fēng)機(jī)，使其工作點(diǎn)位于或接近于風(fēng)機(jī)的效率點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)量一定時(shí)，選用風(fēng)機(jī)壓頭的安全系數(shù)不宜過大，必要時(shí)選用送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)共同負(fù)擔(dān)系統(tǒng)的總阻力。盡可能地把大風(fēng)量系統(tǒng)分成幾個(gè)小系統(tǒng)，從而降低單臺(tái)設(shè)備的聲功率，達(dá)到降低總體噪聲的目的。應(yīng)盡量避免管道急劇轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生渦流引起的再生噪聲。

3.2消聲器的設(shè)計(jì)與選型

在進(jìn)行降噪處理時(shí)，需要采用消聲技術(shù)。設(shè)計(jì)安裝消聲器是控制氣流噪聲通過管道等介質(zhì)障礙向外傳播的重要措施。一個(gè)性能好的消聲器，可使氣流噪聲降低20～40dB。根據(jù)噪聲源所需要的消聲量、空氣動(dòng)力性能、以及環(huán)境的不同，選擇不同類型的消聲器。根據(jù)噪聲源空氣動(dòng)力性能的要求，考慮消聲器的空氣動(dòng)力性能，把消聲器的阻力損失控制在能使設(shè)備在正常工作的范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)消聲器時(shí)，應(yīng)考慮消聲器可能產(chǎn)生的氣流再生噪聲的影響，使消聲器的氣流再生噪聲級(jí)低于該環(huán)境允許的噪聲級(jí)。為了降低消聲器的阻力損失和氣流再生噪聲，保證消聲器的正常使用，必須降低消聲器和管道中的氣流速度。對于空調(diào)系統(tǒng)，主管道中和消聲器內(nèi)的流速應(yīng)控制在10m/s以下。根據(jù)噪聲源的頻譜特性和消聲器的消聲特性，使兩者相對應(yīng)，噪聲源的峰值頻率應(yīng)與消聲器最理想、消聲量最高的頻段相對應(yīng)，這樣才能起到很好的消聲效果。暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中主要的噪聲源是以中低頻為主的風(fēng)機(jī)，采用阻性或阻抗復(fù)合式消聲器可以起到較好的消聲效果。

3.3減振隔振措施

暖通空調(diào)系統(tǒng)中各種有運(yùn)動(dòng)部件的設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、水泵、制冷壓縮機(jī)等都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，它直接傳給基礎(chǔ)和連接的管件，并以彈性波傳到其他房間中去，又以噪聲的形式出現(xiàn)。在設(shè)備和基礎(chǔ)間配置彈性的材料或器件，可有效地控制震動(dòng)，減少固體噪聲的傳遞。在設(shè)備和管道間采用軟連接實(shí)行隔振，以不使設(shè)備的振動(dòng)傳遞給管路。水管、風(fēng)管安裝時(shí)，在管道支吊架、穿墻處也應(yīng)作隔振處理。常見的隔振器主要有金屬隔振器、橡膠隔振器、空氣橡膠彈簧隔振器、各種隔振墊等。風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組的隔振，通常選用金屬彈簧隔振器。

3.4設(shè)備房的噪聲控制

選擇機(jī)房位置時(shí)應(yīng)盡量不靠近空調(diào)房間，對機(jī)房本身應(yīng)采取吸聲和隔聲處理，以降低機(jī)房內(nèi)噪聲和隔斷向外傳播的途徑。墻、頂棚所用的吸聲材料應(yīng)根據(jù)噪聲源的頻譜來選擇。風(fēng)機(jī)房的噪聲以低頻為主，因此宜選用珍珠巖吸聲板、石膏穿孔板、聚酯纖維吸聲板等低頻吸聲性能強(qiáng)的吸聲材料。制冷機(jī)房、水泵房等噪聲頻譜較寬，應(yīng)選用超細(xì)玻璃棉氈、玻璃棉板、礦渣棉板、聚氨酯泡沫塑料等重、高頻吸聲性能好的材料。機(jī)房的墻體、樓板應(yīng)具有隔聲作用，機(jī)房門隔聲效果與門的隔聲能力和門縫的嚴(yán)密程度有關(guān)。通常采用內(nèi)夾吸聲材料（如礦棉氈、玻璃棉氈等）的復(fù)合門，門縫采用企口擠壓式（在企口上加橡膠圈、條式充氣帶）的密封措施。最有效的隔聲是采用雙道門，并在門洞內(nèi)貼吸聲材料。

結(jié) 論

暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中的降噪策略主要是依靠消聲器，而在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工中采取必要措施確保通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行中的穩(wěn)定性以及科學(xué)性同樣能夠降低暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生噪音的幾率，而對暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)與噪聲問題檢修，同樣也能夠降低暖通系統(tǒng)運(yùn)行的噪音干擾，還能夠提升暖通系統(tǒng)運(yùn)行的效果，減少其運(yùn)行中的能耗，為建筑的節(jié)能與環(huán)境保持提供助力。

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