浦東機(jī)場(chǎng)衛(wèi)星廳空氣處理機(jī)組噪聲控制措施應(yīng)用分析

吳極

（上海國(guó)際機(jī)場(chǎng)股份有限公司，上海201207）

1 引言

上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)衛(wèi)星廳由S1和S2衛(wèi)星廳組成，其總建筑面積為62.2×104m2，是世界上最大的單體衛(wèi)星廳。衛(wèi)星廳的主要功能為現(xiàn)有T1、T2航站樓候機(jī)功能的延伸，旅客在航站樓內(nèi)辦票后，乘坐捷運(yùn)至衛(wèi)星廳內(nèi)候機(jī)。

衛(wèi)星廳內(nèi)主要功能區(qū)為候機(jī)區(qū)和到達(dá)區(qū)，這些功能區(qū)的空調(diào)采用全空氣送風(fēng)系統(tǒng)。衛(wèi)星廳內(nèi)有部分空調(diào)機(jī)房設(shè)置于候機(jī)區(qū)內(nèi)，這些空調(diào)機(jī)房面積較小、與旅客候機(jī)座位距離較近，且空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量大、回風(fēng)管距離短，因而空調(diào)設(shè)備的噪聲容易通過(guò)送、回風(fēng)口傳播到候機(jī)區(qū)，對(duì)旅客舒適性造成影響。

2 空氣處理機(jī)組噪聲控制措施

機(jī)場(chǎng)大多數(shù)室內(nèi)空間對(duì)噪聲沒(méi)有特殊要求，候機(jī)區(qū)的噪聲要求一般參照國(guó)標(biāo)【1】中對(duì)商業(yè)建筑的要求。通常情況下空調(diào)系統(tǒng)都可以滿(mǎn)足此要求，但緊鄰候機(jī)區(qū)的空調(diào)機(jī)房，空調(diào)回風(fēng)管長(zhǎng)度較短，常規(guī)空氣處理設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)對(duì)噪聲要求，因而需采取噪聲控制措施才滿(mǎn)足要求。

一般說(shuō)來(lái)，空調(diào)設(shè)備的噪聲源【2】主要有：風(fēng)機(jī)和電機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲；設(shè)備內(nèi)氣流及其渦流噪聲；空氣流動(dòng)引起設(shè)備內(nèi)零部件振動(dòng)所產(chǎn)生的氣流噪聲。根據(jù)以上分析，結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，考慮從風(fēng)機(jī)噪聲和氣流噪聲方面控制機(jī)組噪聲。

2.1 機(jī)組風(fēng)機(jī)噪聲控制措施

2.1.1 機(jī)組內(nèi)部的阻力控制

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低對(duì)氣流噪聲產(chǎn)生直接影響。一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低，噪聲越低。當(dāng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量一定時(shí)，其所需的全壓越大，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高。而在機(jī)外余壓一定的情況下，風(fēng)機(jī)全壓取決于設(shè)備內(nèi)部阻力的大小。因此，減小設(shè)備內(nèi)部阻力有利于降低機(jī)組噪聲。對(duì)機(jī)組采取如下減小內(nèi)部阻力的措施：

1）優(yōu)化氣流組織：控制混合段進(jìn)風(fēng)口的最大風(fēng)速，防止設(shè)備進(jìn)風(fēng)段在高速氣流下產(chǎn)生渦流。同時(shí)，在風(fēng)機(jī)出口和混合段設(shè)置均流裝置，確保經(jīng)過(guò)過(guò)濾段、表冷段、消聲段的氣流均勻。

2）優(yōu)化部件設(shè)計(jì)：選用低阻力型過(guò)濾器，優(yōu)化表冷器翅片的片型和間距，在確保制冷能力的前提下降低空氣阻力。

2.1.2 風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)距離及空間的選擇

空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)距離和空間也會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生影響。風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)距離過(guò)短容易造成經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、表冷器的氣流不均，增加噪聲。當(dāng)進(jìn)風(fēng)空間過(guò)于狹小時(shí)，風(fēng)機(jī)自身的阻力就會(huì)大幅度增加【3】。考慮機(jī)組尺寸限制，在本項(xiàng)目機(jī)組的設(shè)計(jì)中，選擇風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)距離在葉輪直徑的0.75倍以上。

2.1.3 風(fēng)機(jī)振動(dòng)控制

控制風(fēng)機(jī)的振動(dòng)是控制空氣處理機(jī)組噪聲源的重要方法。風(fēng)機(jī)與電機(jī)的減振支架采用高減振率的彈簧減振器，同時(shí)風(fēng)機(jī)出口采用軟連接，有效地解決機(jī)械振動(dòng)引起的噪聲。

2.2 機(jī)組氣流噪聲的控制措施

本項(xiàng)目除在風(fēng)管上設(shè)置常規(guī)消聲器外，還利用了阻性降噪和寬頻吸聲降噪措施控制機(jī)組噪聲。

2.2.1 阻性降噪

在以往項(xiàng)目實(shí)際測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，片式消聲器消聲量雖然較大，但阻力也較大。根據(jù)消聲器消聲量計(jì)算公式（1）分析，設(shè)備外形尺寸因現(xiàn)場(chǎng)條件而受到限制，消聲器長(zhǎng)度也受到限制。因而，可通過(guò)增加氣流通道斷面周長(zhǎng)與截面積的比值提高消聲量。陣列式消聲器的P/S值比普通片式消聲器高，消聲效果更好，因此本項(xiàng)目中采用了陣列式消聲器，且風(fēng)機(jī)前后均設(shè)置了消聲段。合理增加消聲體寬度，減小通道寬度，從而在增加陣列式消聲器低頻消聲效果的同時(shí)提高了高頻截止頻率，使高頻消聲效果得到一定恢復(fù)【4】。

式中，ΔL為消聲量；P為氣流通道斷面周長(zhǎng)；S為通道橫截面積；L為消聲器長(zhǎng)度，Φ（α）為消聲系數(shù)。

2.2.2 寬頻吸聲降噪

風(fēng)機(jī)段內(nèi)部相當(dāng)于一個(gè)混響室，在風(fēng)機(jī)段表面增加吸聲材料和微孔板可針對(duì)性地降低特定頻段噪聲。微孔板具有吸聲頻帶寬、吸聲系數(shù)高、適用范圍廣的特點(diǎn)。針對(duì)機(jī)組最難消除的低頻段噪聲，在微孔板空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充適量多孔吸聲材料，從而達(dá)到消除特定頻段噪聲的目的。

3 空氣處理機(jī)組消聲設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 室內(nèi)噪聲限值及樣機(jī)選擇

取風(fēng)量最大的機(jī)組作為樣機(jī)進(jìn)行噪聲計(jì)算，其風(fēng)量為63 000m3/h。候機(jī)區(qū)的噪聲限值參照商場(chǎng)設(shè)計(jì)，其允許的噪聲級(jí)為55dB（A）。考慮適當(dāng)設(shè)計(jì)余量，取噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)NR=45作為計(jì)算基準(zhǔn)。

3.2 空氣處理機(jī)組消聲計(jì)算

候機(jī)區(qū)噪聲需滿(mǎn)足NR45的8倍頻程噪聲值，根據(jù)圖1所示的空調(diào)系統(tǒng)管道，計(jì)算管道各部件的氣流噪聲衰減量，得出空氣處理機(jī)組送、回風(fēng)口噪聲及消聲段所需消聲量（見(jiàn)表1）。

圖1 樣機(jī)空調(diào)管道示意圖

表1 空氣處理機(jī)組送風(fēng)噪聲

4 樣機(jī)風(fēng)口噪聲實(shí)測(cè)

4.1 測(cè)試方法

為驗(yàn)證空氣處理機(jī)組的消聲降噪設(shè)計(jì)，根據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行噪聲測(cè)試。當(dāng)機(jī)組穩(wěn)定在額定風(fēng)量和額定靜壓運(yùn)行時(shí)，噪聲值測(cè)點(diǎn)為【5】：與送風(fēng)口軸線(xiàn)呈45°夾角，且與送風(fēng)口四邊中點(diǎn)距離為1m。4個(gè)測(cè)點(diǎn)的噪聲平均值即為風(fēng)口噪聲值。

4.2 風(fēng)口測(cè)點(diǎn)噪聲理論值

由風(fēng)口傳至測(cè)點(diǎn)的噪聲級(jí)Lp根據(jù)式（2）計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表2。表2中倍頻程噪聲級(jí)，計(jì)算其合成噪聲為：送風(fēng)口測(cè)點(diǎn)噪聲理論值為74dB；回風(fēng)口測(cè)點(diǎn)噪聲理論值為67dB。

式中，Lw為風(fēng)口聲功率級(jí)；Q為風(fēng)口指向性因數(shù)；r為測(cè)點(diǎn)離風(fēng)口的距離；R為房間常數(shù)。

表2 機(jī)組風(fēng)口測(cè)點(diǎn)噪聲允許值

4.3 風(fēng)口噪聲實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比

根據(jù)樣機(jī)送、回風(fēng)口測(cè)點(diǎn)的噪聲測(cè)試值，計(jì)算得到送、回風(fēng)口噪聲測(cè)試平均值分別為67.3dB（A）和60.1dB（A），均小于理論允許值，該機(jī)組送、回風(fēng)口噪聲滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

室內(nèi)噪聲是候機(jī)旅客舒適性的影響因素之一，而通過(guò)空調(diào)送、回風(fēng)口傳入候機(jī)區(qū)的噪聲是噪聲源之一。針對(duì)候機(jī)區(qū)的噪聲要求，筆者從控制空調(diào)設(shè)備噪聲源入手，結(jié)合了多種消聲手段，從而使樣機(jī)的送、回風(fēng)口噪聲達(dá)到設(shè)計(jì)要求。