淺談民用建筑管道隔振

高弦青

（北京金梁玉機(jī)電安裝有限責(zé)任公司，北京 100061）

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，越來越多的高層建筑物出現(xiàn)在我國各地。人們生活水平的日益提高，促使現(xiàn)代民用建筑內(nèi)的設(shè)備種類和管網(wǎng)密度大幅度增加，由此引發(fā)的噪聲振動(dòng)影響也日益彰顯；而隨著大眾環(huán)保意識(shí)的不斷提升，其對(duì)建筑物內(nèi)聲環(huán)境的要求不斷加強(qiáng)。因此，無論是開發(fā)商還是承建商，對(duì)建筑物內(nèi)噪聲的要求日趨嚴(yán)格，對(duì)設(shè)備的減振降噪也越來越重視。但以往很多項(xiàng)目中，只是把各類水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備主體作為隔振重點(diǎn)，對(duì)與之緊密連接的管路系統(tǒng)往往重視不夠。

實(shí)際上，建筑工程中的管道系統(tǒng)作為介質(zhì)輸送不可或缺的必備紐帶，常受到機(jī)械振動(dòng)和流體沖擊的雙重激勵(lì)，使之成為無處不在的“振橋”和“聲橋”，不僅是隔振設(shè)計(jì)時(shí)不容忽視的重要組成部分，有時(shí)甚至成為影響整體減振降噪效果的關(guān)鍵。因此無論水管或風(fēng)管，在與樓板相連接固定或穿越時(shí)，都必須進(jìn)行適當(dāng)、充分的隔振處理，以防止振動(dòng)、噪聲通過管路傳導(dǎo)，進(jìn)而產(chǎn)生二次結(jié)構(gòu)噪聲。

1 冷凍機(jī)房內(nèi)管道隔振

隨著現(xiàn)在建筑物樓層的不斷加高，冷凍機(jī)房內(nèi)設(shè)備自身的功率也在不斷加大，設(shè)備自身產(chǎn)生的振動(dòng)通過管道輻射傳導(dǎo)給臨近的建筑結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致建筑物內(nèi)低頻噪聲影響嚴(yán)重，給人們的生活、工作帶來了嚴(yán)重的困擾。因此，在對(duì)冷凍機(jī)房進(jìn)行隔振設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮設(shè)備自身的隔振處理，更應(yīng)注意與設(shè)備相連的管道的隔振處理。

1.1 管道吊掛安裝

彈性吊鉤實(shí)際上是吊式隔振器，用于設(shè)備管道及隔聲結(jié)構(gòu)的懸吊支撐，可以防止設(shè)備管道的振動(dòng)傳遞至建筑結(jié)構(gòu)，也可以防止固體噪聲互相傳播。目前在高層建筑或聲學(xué)要求較高的場所應(yīng)用較多，如給水管道用彈性吊鉤懸掛在樓板下或混凝土梁下；流速大的風(fēng)管及小型風(fēng)機(jī)也用彈性吊鉤懸掛。

彈性吊鉤一般用鋼螺旋彈簧或橡膠塊作為彈性元件，前者工作時(shí)的固有頻率可小于10Hz，后者工作時(shí)的固有頻率為20Hz左右，前者隔離振動(dòng)效果好，后者隔離固體噪聲及高頻振動(dòng)效果好，選用時(shí)應(yīng)加以注意。

彈性吊鉤在選擇時(shí)，被懸吊物體的重量不能超過減振吊架最佳載荷重量的20%，安裝時(shí)可以布置多個(gè)減振吊架并聯(lián)使用，加大載荷重量。

管道吊掛一般分為兩種情況，一種是單根管道吊掛，當(dāng)管道口徑較小時(shí)，可以考慮利用卡箍將管道吊于上層樓板上；另一種是并排多根管道，且管道標(biāo)高相近時(shí)，這樣同時(shí)對(duì)這幾根管道進(jìn)行吊掛，將這幾根管道落于一個(gè)支架上，然后吊在上層樓板上。吊裝這些管道通常采用一些木托或橡塑保溫材料，起到隔絕管道冷橋等現(xiàn)象，并起到輕微的隔振效果。

吊掛龍門架上的管道做隔振處理時(shí)，一般分為三種做法：

第一種：管道單根吊掛時(shí)，由于口徑小，管道重量輕，吊點(diǎn)負(fù)荷小（減振器單只載荷控制在300Kg以內(nèi)），一般采用彈簧外露的彈性吊架，這樣在安裝時(shí)不僅方便，而且可以通過觀察彈簧的變形判斷減振器材的工作狀況，以確定管道的隔振效果。管道單根吊掛見圖1。

圖1 管道隔振處理方式一

第二種：吊掛龍門架上放置單根大口徑管道或者并排多條管道，而且每根管道間隔均勻并口徑一致時(shí)，一般采用橡膠、彈簧復(fù)合式隔振系統(tǒng)（見圖2）。首先根據(jù)管道的公稱通徑選擇相應(yīng)型號(hào)的帶橡膠減振墊的管道托架固定在龍門架上，然后算出該吊點(diǎn)處吊架的負(fù)荷，根據(jù)負(fù)荷選擇相應(yīng)型號(hào)的吊掛減振器。一般多條管道同時(shí)吊掛時(shí)，管道口徑較大，吊架的負(fù)荷相對(duì)會(huì)大一些，因此一般不會(huì)選擇彈簧外露式減振吊架，而是選擇更為堅(jiān)固的封為閉式彈簧吊架，這種類型的減振器更為穩(wěn)定，載荷范圍更大。

圖2 管道隔振處理方式二

第三種：吊掛龍門架上并排多條管道且每根管道間隔不均勻或者口徑不一致時(shí)，吊掛管道隔振不建議采用吊掛式彈簧減振器，取而代之的是將帶限位裝置的座裝彈簧減振器安裝在管道與龍門吊架之間，使得管道與龍門架接觸位置的載荷可以得到更精準(zhǔn)的計(jì)算，同時(shí)增加管道的穩(wěn)定性（克服盲板推力），而且座裝彈簧減振器的載荷范圍更寬、相應(yīng)的彈簧剛度變化更為廣泛，因此在選型計(jì)算時(shí)更為準(zhǔn)確，隔振效果更顯著（見圖3）。

1.2 管道落地安裝

螺旋鋼彈簧隔振器是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的隔振器，其作為隔振支撐元件使用時(shí)，有以下性能及優(yōu)點(diǎn)：1）適用頻率范圍為1.5～5Hz；2）彈簧的動(dòng)、靜剛度的計(jì)算值與實(shí)測值基本一致，而且受到長期大載荷作用也不易產(chǎn)生松弛現(xiàn)象，性能穩(wěn)定；3）把螺旋鋼彈簧與橡膠類材料結(jié)合在一起，可有效地增大彈簧的阻尼，同時(shí)避免高頻振動(dòng)的隔振和隔聲效果差的缺點(diǎn)。

圖3 管道隔振處理方式三

相對(duì)于管道吊掛安裝，管道落地一般采用的都是“門”字型落地支架，這樣在對(duì)管道支撐時(shí)更為穩(wěn)固。減振器的選取一般采用阻尼鋼彈簧減振器和橡膠隔振墊負(fù)荷的形式，安裝時(shí)將減振器和隔振墊放置于地面與落地支架之間（見圖4）。

1.3 減振器的選擇

（1）支吊架間距選擇根據(jù)《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50242—2002）規(guī)范，鋼管管道支架最大間距見下表。

圖4 安裝方式

管道支架間距表

根據(jù)上表以及管道的實(shí)際走向與承建商協(xié)商支吊架具體間距。

（2）確定減振器類型：彈簧吊掛減振器、阻尼鋼彈簧減振器、橡膠隔振墊。

（3）根據(jù)管道外徑、內(nèi)徑尺寸列出管道重量表。

（4）計(jì)算管道支架負(fù)荷并選擇相應(yīng)型號(hào)減振器（注：選型時(shí)需注意選取安全系數(shù)）。

（5）根據(jù)減振器剛度核算減振器壓縮變形量并對(duì)照減振器性能曲線判斷所選型號(hào)是否合適。

通過上述步驟，選擇出最適合該處位置的減振器材，以達(dá)到最好的減振效果。

1.4 管道柔性接管

橡膠柔性接管，又稱避震喉及橡膠接管，一般可用于溫度100℃以下、壓力2.5MPa以下的液體或氣體的傳輸管道中，可大幅降低振動(dòng)在管道中的傳遞，并有效隔離和降低管道噪聲。水泵的進(jìn)出管道，羅茨風(fēng)機(jī)的進(jìn)出管道以及空壓機(jī)、真空泵的進(jìn)氣管道中均可安裝橡膠柔性接管。

不銹鋼波紋管，可用于柴油機(jī)、空壓機(jī)及真空泵出口管道。其工作溫度高于100℃，并且有一定的壓力要求，則應(yīng)安裝不銹鋼波紋管。

不銹鋼波紋管是把不銹鋼薄板制成波紋形管道使其具有一定的彈性，兩端焊上不銹鋼法蘭而制成。有的不銹鋼波紋管外面再套上保護(hù)絲網(wǎng)圈，管內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向內(nèi)管。不銹鋼波級(jí)管可以承受-70℃～300℃的溫度；承受的最大壓力由管徑?jīng)Q定，一般管徑越小，耐壓越大；允許軸向和徑向位移是每波位移之和。不銹鋼波紋管的性能穩(wěn)定，耐腐蝕、壽命長，但價(jià)格較高，一般需要按具體要求定制。

2 風(fēng)管隔振處理

風(fēng)管的振動(dòng)一般是由空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的振動(dòng)引起的。由于風(fēng)管重量較輕，選型時(shí)一般采用彈簧外露式的減振器材，使用起來安裝方便，且易觀察減振器的工作狀況。此外風(fēng)道豎井內(nèi)風(fēng)管的固定一般采用硬度較低、彈性較好的橡膠隔振墊，通過橡膠隔振墊減少風(fēng)管振動(dòng)向豎井結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)。

3 管道穿墻

承建商一般都對(duì)管道穿墻部位的防火處理很重視，但對(duì)管道穿墻隔振的處理往往會(huì)忽略，這就使得管道振動(dòng)通過墻體直接傳導(dǎo)出去，導(dǎo)致了固體聲的輻射傳播。

管道在穿墻時(shí)一般應(yīng)采用比主管直徑大兩個(gè)規(guī)格的套管與墻體固定，在套管與主管道之間填充彈性密封隔聲材料（可以采用橡塑、橡膠、聚氨酯或彈性發(fā)泡密封膠），這樣不僅可以防止管道振動(dòng)通過墻體傳導(dǎo)固體聲，同時(shí)可以避免機(jī)房內(nèi)設(shè)備自身運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械噪聲通過管道與墻體間隙傳播出去。

施工中常見的問題是，在主管安裝固定時(shí)，工人們常在主管底部與套管間放置角鋼、木塊等充當(dāng)臨時(shí)支撐物，但安裝完成后卻忘記拆除。這個(gè)支撐物就成為剛性短路點(diǎn)（振橋）貽害無窮，必須徹底清除。

4 結(jié)語

現(xiàn)代民用建筑附屬設(shè)備的減振降噪，是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、專業(yè)要求高、工序繁雜的系統(tǒng)工程，即使對(duì)管路系統(tǒng)，也切不可掉以輕心。管路系統(tǒng)的隔振處理，要注意統(tǒng)籌考量、因地制宜，多元化、全方位地采取針對(duì)性措施，更要注意施工工藝和作業(yè)細(xì)節(jié)，以達(dá)到減振降噪的效果。