吳耀洲

（海德（杭州）工程技術研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲原因分析

暖通空調(diào)系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn)供暖、制冷、除濕、潔凈空氣等，滿足室內(nèi)技術參數(shù)溫度、相對濕度、氣流組織、新風量、排風量、噪聲等要求。系統(tǒng)主要是由冷熱源機組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、末端裝置、盤管風機、空調(diào)風柜、空氣處理機組、新排風系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)在運行中，由于受設計容量、安裝精度、建筑環(huán)境及設備運行特性、空間共振等諸因素的影響，產(chǎn)生不同的噪聲源，主要體現(xiàn)在：

（1）設備機械運動產(chǎn)生的機械噪聲，安裝不牢固的振動噪聲，管道流體運動產(chǎn)生的湍流噪聲，空氣動力流動產(chǎn)生的摩擦噪聲，高溫高壓冷媒流動節(jié)流噪聲，電氣設備的電磁噪聲，頻率噪聲以及安裝空間的共振噪聲等。

（2）其他原因產(chǎn)生的噪聲。如設計方案、設計思路及項目經(jīng)濟預算、投資決策等原因，直接或間接影響，造成區(qū)間配置設計偏差過大、人為失誤等不良決策，導致安裝錯誤產(chǎn)生噪聲。

（3）設備在日常使用中缺少規(guī)范維護，運行性能狀態(tài)不佳，部件故障率高，產(chǎn)生運行異常聲響。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制措施

2.1 強化設計意識

暖通空調(diào)系統(tǒng)噪聲源于設備固有聲源及設計、安裝、使用不當，產(chǎn)生二次噪聲，故在方案設計中，設計理念主導著空調(diào)系統(tǒng)的降噪方向。設計方案在符合專業(yè)設計的情況下，充分了解業(yè)主使用意圖及習慣，從設計、施工安裝、設備、材料、運行使用等方面進行全面籌劃，注重設計效果、施工方法、安裝技術等，并按規(guī)范要求嚴格執(zhí)行，施工技術成熟先進，現(xiàn)場加強協(xié)調(diào)溝通，做好各環(huán)節(jié)技術交底。如功能區(qū)，對聲學有特別要求的，應采取相應的加固、減振、消聲、吸聲、隔聲、隔振等技術措施。

2.2 控制設計參數(shù)選擇

暖通空調(diào)系統(tǒng)設計參數(shù)是直接影響系統(tǒng)的能耗及運行噪聲，其的合理性決定系統(tǒng)冷熱源機組、系統(tǒng)冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、系統(tǒng)設備、末端機組等運行節(jié)能降噪。

（1）準確計算系統(tǒng)冷負荷，合理備存安全裕量，如果留置系數(shù)太高或計算不準確，設備配置過大，聲源就會增大。

（2）選擇合理的設計值。如冷凍水流速、風管風速，風管風量、出風口風速、回風口風速等參數(shù)值的合理性，可大幅度降低管道流體噪聲，管道內(nèi)流速越大，噪聲越大。根據(jù)噪聲標準，當噪聲評價數(shù)30~45NR時，主風管風速控制在4~6 m/s，支風管控制在2.0~3.0 m/s，出風口風速1.0~1.5 m/s；當噪聲評價數(shù)45~60 NR時，主風管風速控制在6.0~8.0 m/s，支風管控制在4.0 m/s，出風口風速1.5~2.5 m/s；通常冷凍水主管道流速控制在1.2 m/s~1.5 m/s之間。

（3）高大空間，空調(diào)面積大的場所，設計安裝位置合理、設置臺數(shù)合理，避免安裝大冷量室內(nèi)機，增大聲源，應采用多臺冷量匹配的內(nèi)機替代，減小聲源。

2.3 冷熱源機組降噪

（1）選擇低噪型冷熱源機組。制冷機組是空調(diào)系統(tǒng)核心設備，其是冷熱源的動力引擎，壓縮機運行時通過吸氣、壓縮、排氣、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)完成每一個工作循環(huán)，不斷把介質(zhì)轉(zhuǎn)換、能量交換，它的設計構造、制造工藝、加工精度、裝配精度及現(xiàn)場安裝精度等直接影響它的運行質(zhì)量。方案設計應根據(jù)制冷機組的制造結構、冷卻方式進行選型，選擇低噪型空調(diào)冷熱源機組，如螺桿機組、渦旋式壓縮機模塊機組；根據(jù)安裝環(huán)境和機房情況選擇機型，如水冷式或風冷式；優(yōu)先選擇技術先進、信譽好、質(zhì)量可靠，運行穩(wěn)定的廠家產(chǎn)品。

（2）制冷機組安裝、調(diào)試嚴格按廠家產(chǎn)品設計說明、技術要求進行安裝調(diào)試。對于機型體積大、重量大設備，做好安裝基礎減振及墊層減振措施，設置減振器或橡膠墊消減振動能量，緊固地腳螺栓，減少劇烈震動產(chǎn)生噪聲。

2.4 水系統(tǒng)降噪

水系統(tǒng)運行復雜，受閥門、末端設備配置數(shù)量、管道沿程阻力及水泵揚程、必需汽蝕余量等影響，水泵運轉(zhuǎn)后產(chǎn)生機械噪聲、振動噪聲、頻率噪聲等，其造成的原因有多方面：

（1）水泵安裝環(huán)境因素影響，機房面積小，空間小，聲源折射強，回音大。

（2）設計流速過高、流量大或設計寬裕量過高。

（3）連接閥門、彎頭多數(shù)量過多，變徑安裝比例不規(guī)范，造成管路阻力過大。

（4）管內(nèi)流體及空氣混合，高速流動產(chǎn)湍流或紊流噪聲。

（5）泵體安裝減振基礎不符合設計要求，施工安裝不規(guī)范，產(chǎn)生異常噪聲。

系統(tǒng)通過如下方法實現(xiàn)降噪：

（1）對系統(tǒng)管路布局不斷優(yōu)化，簡化路徑設置，準確計算水路沿程阻力損失，選擇合適的水泵揚程，避免功率過大增大聲源。水泵噪聲的頻率及強度與功率、轉(zhuǎn)速有關系，根據(jù)相關資料研究表明，噪聲功率級與電功率千瓦平方數(shù)成正比，每增加1 kW相應增加噪聲4~6 dB（A）[1]。

（2）供冷網(wǎng)管壓力、流量均衡設計,相應位置增設必要的壓力平衡閥（水力平衡裝置），避免由于壓力不均，局部管道顫抖振動產(chǎn)生噪聲；采用同程管網(wǎng)或與異程網(wǎng)結合，以達到管網(wǎng)壓力、流量均衡，降低噪聲。

（3）管道設置補償裝置，合理計算補償量，在系統(tǒng)高點設自動排氣閥，防止空氣與水在管內(nèi)混合產(chǎn)水流噪聲；穿過伸縮縫管道設置波紋膨脹節(jié)，并安裝固定支架和導向支架，減小供冷管網(wǎng)的熱脹冷縮產(chǎn)生位移振動噪聲。

（4）管道與水泵、制冷機組、風機盤管、空調(diào)風柜等設備連接時采用柔性管，主管道設置承重、防晃支吊架。

（5）管道包扎及增加管道保溫保冷層厚度，降低噪聲分貝值，主要是通過材料吸取聲能，再者隔離聲源。測試數(shù)據(jù)結果表明，玻璃棉厚度當量值增加50 mm，隔聲量可降低4~5 dB（A），其主要原因是管道外表單位面積包扎材質(zhì)的密度增加，增強了隔聲效果。

（6）水泵類設備安裝方形百葉鋁合金罩隔聲，柵格條內(nèi)貼吸音棉，阻斷噪聲傳播。測試結果表明，該措施比原值減小5~8 dB（A），其主要原理是通過抑制噪聲發(fā)散性輻射，結合棉質(zhì)柔性疏松孔吸聲特點，從而達到隔聲效果；冷卻塔降噪采取頂部出風口設消聲器，集水盆設消聲網(wǎng)，外圍增設隔聲屏障，測試結果表明，該方法降低噪聲比原值減小8~10 dB（A）。在滿足冷卻塔換熱的效果情況下，頂部出風口設阻性消聲器，主要是讓聲波經(jīng)過消聲器后,受到阻止或減小聲音傳播，消聲片厚度不低于50 mm，內(nèi)置玻璃棉及玻璃纖維布，孔板穿孔率35%；集水盆設消聲塑料網(wǎng)，其作用是減小布水器噴水落差產(chǎn)生的水聲；冷卻塔外圍設聲屏障，屏體材料采用彩剛板或泡沫鋁，設置高度比塔體高1.5 m，具有較好的吸聲、隔聲效果。

2.5 風管系統(tǒng)降噪

風管系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲有中低頻、高頻噪聲，機械摩擦噪聲、振動噪聲，故在設計制作風管時，合理選擇風管板材。如選擇金屬鍍鋅板或復合酚醛板，并根據(jù)現(xiàn)場實際，設置減振器、防晃支吊架、相應類型消聲器等，支架與風管之間設橡膠墊層。

（1）板材剛度、厚度滿足性能要求。測試驗證，風管長度相同矩形鍍鋅板風管截面800 mm*200 mm，若采用厚度0.75 mm鍍鋅板比厚度0.5 mm做的鍍鋅板風管，噪聲降低5%左右。主要原因是厚鍍鋅板比薄鍍鋅板剛性大硬度高，受壓強度更大，在動壓作用下穩(wěn)定性好，更利于抑制風管顫抖，同時隔聲效果更好。

（2）合理設計風管管徑尺寸及長度。根據(jù)相關資料研究數(shù)據(jù)結果表明，直管道噪聲衰減量與管道周長、長度及管壁吸聲系成正比，與管道斷面積成反比[2]。管道的彎頭、變徑、閥門越多,沿程阻力越大，噪聲越大。

（3）風管內(nèi)壁內(nèi)襯吸聲材料，彎頭設置導流片及內(nèi)襯吸聲材料。

（4）風管內(nèi)、風口設置消聲器。采用阻性消聲器消除管道的中高頻噪聲或采用抗性消聲器消除管道的中低頻噪聲，也可以根據(jù)測試現(xiàn)狀設復合型消聲器。

2.6 末端設備降噪

末端設備主要有風機盤管、全空氣空調(diào)風柜、全熱新風機等設備，根據(jù)空調(diào)房間的性質(zhì)，按國家標準噪聲值要求，在滿足空調(diào)冷量、風壓和風量的情況下,選擇低噪高效率機型。

（1）根據(jù)風機特性、產(chǎn)品特點及現(xiàn)場建筑結構，合理選擇離心式或軸流式風機，余壓量不宜過大,避免過大形成噪聲。

（2）設置風機回風方式，采用上回風（后回風）或下回風需結合安裝現(xiàn)場，通常上回風方式比下回風方式有利于噪聲衰減及隔聲。風柜機出風口、回風口與風管連接處設置柔性軟接頭連接,并有足夠長度，宜150~250 mm。對于大風量系統(tǒng),可分為多個小風量系統(tǒng)，降低噪聲源頭，必要時出回風口設置靜壓箱，靜壓箱內(nèi)貼吸音材料，采取消聲處理。

（3）風機盤管宜選擇非高靜壓型，客房或辦公室選擇FP-136以下機型，可滿足規(guī)范噪聲≤42 dB（A）的要求；FP-136以上高靜壓型風機盤管其噪聲一般大于45 dB（A），適合商場、餐廳場所使用。

（4）風機聲強與風機靜壓、功率、轉(zhuǎn)速、葉片形狀、葉片數(shù)量、流速、風口型式、風口有效面積等諸因素有關，轉(zhuǎn)速越高，噪聲越大。

（5）風機盤管、全空氣空調(diào)風柜、全熱新風機出入水口安裝柔性接頭；重大的設備，用阻尼彈簧減振器安裝，減小運行振幅，質(zhì)量輕的風機盤管可以直接采用吊桿吊裝；風量大于5000 m3/h不宜吊裝，應落地安裝，基礎地面做好減振墊層，防止水平振動，或改變振動源與其他剛性結構的連接方式，降低機械振動噪聲。

（6）與室內(nèi)設備連接的管道穿越房間的孔洞，管道加裝套管，管道與套管之間填塞不燃材料，防止噪聲傳播。

（7）根據(jù)設備安裝環(huán)境，采取吸聲、隔聲、消聲處理。如機房的墻做成雙重空心墻，墻內(nèi)填充玻璃棉，墻面、天花板貼波峰棉吸音板，然后再做圍護結構；設備外殼鈑金件做聚氨脂發(fā)泡層，增強吸音、隔聲、消聲效果，阻斷噪聲輻射傳播。

2.7 應用BIM技術降噪

采用建筑設計模型（BIM）技術進行優(yōu)化圖紙設計,更精準計算暖通空調(diào)系統(tǒng)負荷參數(shù)，準確配置區(qū)間設備功率大小，減小設計誤差，減小噪聲源。具體方法如下：

（1）計算管網(wǎng)水力損失、冷熱負荷，精準選擇制冷空調(diào)設備型號及組合數(shù)量，降低經(jīng)濟投資及系統(tǒng)運行噪聲。

（2）應用BIM技術匯集各專業(yè)數(shù)據(jù)，搭建數(shù)字模型、三維技術把施工信息完整表達出來，其可視化和模擬性能有效提高方案設計質(zhì)量和施工安裝技術水平。如對管線走向路徑、設備安裝定位、標高、綜合排布仿真模擬，將二維施工設計圖轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體模型，把現(xiàn)場實際問題清晰顯示出來。

（3）應用BIM技術提前預知施工方案設計是否合理或所存在的問題，設計人員、施工人員一目了然，有效防止管線間相互碰撞，合理處置與消防、電氣、給排水等專業(yè)設施、管道的空間位置或其他問題，避免管路水循環(huán)系統(tǒng)坡度不夠、不暢通或形成氣囊，減小噪聲源。

（4）BIM技術不但具有視化性、模擬性、優(yōu)化性，也具有信息完備性，在時間和空間上推進項目有很大優(yōu)勢，項目經(jīng)理及技術負責人根據(jù)動態(tài)信息或業(yè)主要求隨時優(yōu)化設計參數(shù)或設計變更，有效確保項目的進度、質(zhì)量、安全、成本，大大提高工作效率，為系統(tǒng)運行降低噪聲提供了可靠保證。

2.8 施工運行管理降噪

暖通空調(diào)施工安裝是減小噪聲的重要環(huán)節(jié)，應從加強施工過程管理，從施工準備、進場施工、工序交驗、竣工驗收及技術、質(zhì)量、安全、設備、材料等全面進行管理。

3 結語

暖通空調(diào)系統(tǒng)降噪工作貫穿系統(tǒng)設計運行使用的全壽命周期。針對噪聲特性，控制方式需從系統(tǒng)設計源頭開始至施工安裝階段及后期維護使用階段，全過程控制，持續(xù)優(yōu)化降噪技術，綜合吸聲、隔聲、消聲、減振、隔振等多種技術措施有效控制，不斷使用新技術、新工藝、新設備、新材料及吸取行業(yè)經(jīng)驗，最終實現(xiàn)降低噪聲的目的。