淺談屋面新風(fēng)機(jī)組噪音及抑振降噪方法

鄧仕林

摘要：南京花語江南工程屬于“五恒”科技住宅建筑，地源熱泵新風(fēng)系統(tǒng)給用戶帶來了“恒濕、恒靜、恒凈”的便利條件，但屋面新風(fēng)設(shè)備機(jī)組的振動和噪音的預(yù)控處理關(guān)系到用戶的“恒靜”品質(zhì)。以此工程為案例，事先對屋面新風(fēng)機(jī)組可能發(fā)生的新風(fēng)設(shè)備與基礎(chǔ)、管路系統(tǒng)發(fā)生共振和新風(fēng)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲問題進(jìn)行簡要分析，為今后的住宅或辦公樓屋面新風(fēng)設(shè)備的抑振和降噪提供借鑒。

關(guān)鍵詞：新風(fēng)系統(tǒng);恒靜;抑振和降噪

一、前言

隨著社會的不斷發(fā)展，民眾的住房理念變?yōu)樽非蟾邩?biāo)準(zhǔn)的“健康、舒適、節(jié)能、環(huán)保、智慧、人文”的室內(nèi)宜居環(huán)境。地源熱泵系統(tǒng)的引進(jìn)為提升住宅建筑的品質(zhì)推向了更高的一個(gè)層次。新風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)是五恒科技系統(tǒng)中的重要組成部分，其居家生活的使用功能性無可替代。

二、新風(fēng)機(jī)組噪音和振動溯源

（一）噪音的危害

人若長時(shí)間接觸噪音，誘發(fā)各類疾病，損害聽覺，影響身體內(nèi)分泌系統(tǒng)和消化系統(tǒng)，視覺、智力等。出現(xiàn)失眠、神經(jīng)衰弱、植物神經(jīng)紊亂、血壓不穩(wěn)等生理癥狀。因噪音對用戶產(chǎn)生諸多不良反應(yīng)，因此引發(fā)投訴或索賠事件風(fēng)險(xiǎn)性很高。所以噪音污染治理是當(dāng)前國家環(huán)境治理的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是各大房地產(chǎn)開發(fā)公司在住宅樓類高度重視和監(jiān)控的重點(diǎn)工作。

（二）新風(fēng)機(jī)組噪音等級與國標(biāo)的差距

新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)使用工況下，采用倍頻程濾波器測試，風(fēng)機(jī)氣道口傳出的噪聲“A”檔噪聲級可達(dá)105～135分貝，“C”檔噪聲級可達(dá)110～140分貝。機(jī)組噪聲的頻譜是風(fēng)機(jī)葉片通過頻率與寬帶空氣動力性噪聲迭加而成的復(fù)合譜，風(fēng)機(jī)葉片的頻率公式：fn=Nbn/60赫，b-葉片數(shù);N-風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/min;n-諧音序數(shù)，n=1（基頻），n=2（第二諧音）。因此噪聲頻譜的高低與風(fēng)機(jī)風(fēng)葉數(shù)量、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)息息相關(guān)。

根據(jù)國家對人居環(huán)境做出的環(huán)境噪音標(biāo)準(zhǔn)分類，雨花臺區(qū)為市區(qū)居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域，應(yīng)執(zhí)行國標(biāo)1類標(biāo)準(zhǔn)：晝間 55分貝，夜間45分貝。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)對比分析，本工程中的新風(fēng)機(jī)組降噪工作突顯重要。

（三）新風(fēng)機(jī)組的振動

新風(fēng)機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)，一般出現(xiàn)風(fēng)機(jī)軸承座振動、轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速產(chǎn)生振動、葉輪旋轉(zhuǎn)失速引起的振動和喘振等。

2.3.1 風(fēng)機(jī)軸承座引起振動的物理因素

（1）轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起振動;

（2）滾動軸承傳配不良或滾動軸承表面損傷等異常情況引起的振動;

（3）聯(lián)軸器發(fā)生異常引起振動;

（4）軸承座基剛度不夠引起振動。

2.3.2 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生“臨界轉(zhuǎn)速”原理

轉(zhuǎn)速等于轉(zhuǎn)子的固有頻率，當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大，接近2倍固有頻率時(shí)振幅又會增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速等于2倍固有頻率時(shí)稱為二階（段）臨界轉(zhuǎn)速，依次類推有三階（段）、四階（段）等。由此可見應(yīng)盡量避開風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速上運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速調(diào)至高于或低于5%的臨界轉(zhuǎn)速，否則臨界轉(zhuǎn)速的振動，將影響軸承壽命和強(qiáng)度。

2.3.3 風(fēng)機(jī)的“旋轉(zhuǎn)失速”原理

風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)良好與否是由進(jìn)口氣體壓力、進(jìn)氣溫度、葉輪轉(zhuǎn)速和氣體流量決定。風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，流速穩(wěn)定，機(jī)體內(nèi)部氣體流向合理。如果風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口導(dǎo)流板開度調(diào)節(jié)不當(dāng)或葉輪流道、氣流流道、濾清器等阻塞，將會導(dǎo)致實(shí)際氣體流量小于設(shè)計(jì)氣流量。進(jìn)入葉輪的氣流方向發(fā)生變化，氣流向著葉片的工作面沖擊，從而在葉片的非工作面附近形成氣流漩渦。以此類推，氣體依次循環(huán)發(fā)生，葉輪內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)失速，其運(yùn)動方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反。旋轉(zhuǎn)失速在葉輪內(nèi)產(chǎn)生的壓力波動引發(fā)轉(zhuǎn)子異常振動，其振動頻率與機(jī)組的某一固有頻率耦合時(shí)，機(jī)組就有可能發(fā)生共振，出現(xiàn)危險(xiǎn)振動。如圖1所示：

2.3.4 風(fēng)機(jī)的喘振原理分析：

喘振是風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的常見故障，是旋轉(zhuǎn)失速的升級。風(fēng)機(jī)的入口氣流量Q和出口風(fēng)壓P在很大范圍內(nèi)周期性的反復(fù)變化

風(fēng)機(jī)氣流量的這種正負(fù)劇烈的波動，導(dǎo)致氣流猛烈撞擊機(jī)體，使風(fēng)機(jī)組出現(xiàn)了劇烈振動，同時(shí)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的噪聲加大。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生這種喘振時(shí)的危害很大，可能導(dǎo)致設(shè)備和軸承的損壞、造成事故。因此選擇P-Q特性曲線沒有駝峰的風(fēng)機(jī)或使風(fēng)機(jī)保持在穩(wěn)定區(qū)（即P-Q曲線下降段）工作;本工程新風(fēng)機(jī)組采用將排出的氣體循環(huán)引回，使機(jī)組保持在穩(wěn)定區(qū)間工作，有效避免喘振故障。

2.3.5 新風(fēng)機(jī)組振動標(biāo)準(zhǔn)

新風(fēng)機(jī)組的送、排風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動是不可避免的機(jī)械工況現(xiàn)象，是否符合規(guī)定，在30hz、40hz、50hz、60hz運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行檢測，其振動頻率符合ISO10816-3：2009的要求<3.5mm/s時(shí)，即可達(dá)標(biāo)。

三、抑振及降噪的處理方法

（四）改進(jìn)機(jī)組動力段機(jī)體內(nèi)部構(gòu)造

（1）新風(fēng)機(jī)組噪音的聲級，與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和工作狀態(tài)（全壓和風(fēng)量）有關(guān)，因此，我們選用新風(fēng)機(jī)組時(shí)首先挑選比“A”聲級較低的前向葉片的風(fēng)機(jī)或機(jī)翼型葉片的風(fēng)機(jī);

（2）改變電機(jī)冷卻風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，改變?nèi)~片和風(fēng)葉直徑，葉片數(shù)量改少;

（3）選用精工工藝的生產(chǎn)廠家，風(fēng)機(jī)加工精度高，氣動性能好可以有效降低比“A”聲級。同時(shí)可以抑制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子振動。

（五）基礎(chǔ)底座改進(jìn)抑振降噪

（1）屋面新風(fēng)機(jī)組的基座應(yīng)選擇下方結(jié)構(gòu)底板內(nèi)無結(jié)構(gòu)梁且規(guī)避下方是臥室或書房的位置，本工程基座各棟均選設(shè)在下方為客廳屋面位置，消除基座與結(jié)構(gòu)梁發(fā)生共振現(xiàn)象因素;

（2）混泥土基座雙層設(shè)計(jì)抬高抬空，便于屋面保溫和隔音棉的粘貼;

（3）結(jié)構(gòu)基座內(nèi)內(nèi)置5mm減震橡膠板。

（六）傳播途徑上降低噪音

1 新風(fēng)系統(tǒng)送、回風(fēng)管道，包扎隔聲材料。風(fēng)管與支架，風(fēng)管與結(jié)構(gòu)墻體之間采用柔性材料隔離，以降低空氣動力性噪聲和振動碰撞噪聲;

2 提高機(jī)座基礎(chǔ)和風(fēng)管用消聲材料的吸聲系數(shù)，增加吸聲量，減少混響聲。

3 頂層住戶的門、窗及外護(hù)結(jié)構(gòu)墻采用放射聲波性能良好的材料隔斷聲波傳遞進(jìn)入戶內(nèi)。

（七）設(shè)備系統(tǒng)的維管

（1）每個(gè)新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)力調(diào)試平衡后，禁止用戶私自調(diào)節(jié)風(fēng)閥導(dǎo)致系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓失衡出現(xiàn)的振動和噪聲，物管人員應(yīng)及時(shí)排除設(shè)備故障和恰當(dāng)養(yǎng)護(hù);

（2）對有隔聲要求的安全防護(hù)罩，維管時(shí)不應(yīng)增加縫隙孔洞，保持密閉空間，避免影響隔聲性能。

（3）靜壓箱或消聲閥部件內(nèi)的吸聲材料出現(xiàn)脫落應(yīng)更貼新的吸聲材料，恢復(fù)吸、隔聲性能;

（4）對設(shè)備機(jī)殼外壁內(nèi)側(cè)涂刷阻尼材料，提高隔聲性能;

（5）對傳動部件進(jìn)行深入研判，掌握性能，消除和減少振動和聲源。

四、結(jié)語

屋面新風(fēng)機(jī)組的抑振、降噪措施應(yīng)結(jié)合新風(fēng)機(jī)設(shè)備情況，針對不同情形選擇合理的方式進(jìn)行處理，振動頻率數(shù)據(jù)和噪聲數(shù)據(jù)檢測達(dá)標(biāo)即可省去吸音吊頂和加設(shè)吸音墻等做法。做到設(shè)備高效運(yùn)行服務(wù)于民，又要物管與用戶關(guān)系和諧融洽。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：中鐵建設(shè)集團(tuán)華東工程有限公司