住宅中央空調(diào)機(jī)房消聲降噪措施優(yōu)化應(yīng)用

胡俊偉

（上海建工一建集團(tuán)有限公司，上海 200083）

高層建筑中的中央空調(diào)系統(tǒng)均需布設(shè)專門的機(jī)房，空調(diào)機(jī)房的設(shè)置產(chǎn)生噪聲，對(duì)上下周邊區(qū)域產(chǎn)生影響，核心是設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。空調(diào)機(jī)房是空調(diào)系統(tǒng)的核心構(gòu)成，其不僅是氣體輸送主要介質(zhì)，而且可有效處理空氣熱濕處理，空調(diào)機(jī)房通常布置在建筑內(nèi)部，與之臨近的室內(nèi)受噪聲影響較大，所以需立足實(shí)際，提高空調(diào)機(jī)房消聲降噪設(shè)計(jì)的要求。為進(jìn)一步降低住宅中央空調(diào)機(jī)房實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生噪聲，掌握其噪聲核心來源，采取行之有效防治措施。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)噪聲主要來源

中央空調(diào)系統(tǒng)噪聲來源包含三部分：①運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備噪聲。通常住宅中布設(shè)集中、班級(jí)中式空調(diào)系統(tǒng)較多，由于其自身特征及使用功能不盡相同，最終呈現(xiàn)的噪聲強(qiáng)度和頻率存在較大的差異性。一般常見設(shè)備噪聲源包含制冷機(jī)組、風(fēng)機(jī)、水泵以及冷卻塔等。首先，制冷機(jī)組噪聲主要是壓縮機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生，核心噪聲來源是高頻噪聲。其次，風(fēng)機(jī)噪聲，其是多個(gè)噪聲形成主體相互間作用形成的固耦噪聲總嚴(yán)重的空氣動(dòng)力噪聲。風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中，會(huì)形成一定的噪聲，核心原因是其內(nèi)部零件相互摩擦，難以保持均衡性。最后，水泵噪聲，水泵形成噪聲，與電機(jī)自身功率及實(shí)際轉(zhuǎn)速密切相關(guān)，按照其噪聲來源，將水泵可劃分為三種類型。最后，冷卻塔噪聲，冷卻塔是核心噪聲來源，其包含多個(gè)核心主體噪聲源頭，如風(fēng)機(jī)運(yùn)行、傳動(dòng)部件等形成噪聲，水落噪聲形成的強(qiáng)度與多個(gè)因素相關(guān)，如冷卻塔形狀、尺寸等；②管道及管件噪聲。通風(fēng)管道與空調(diào)水管道構(gòu)成其空調(diào)管道，其噪聲本質(zhì)源于渦流噪聲，空氣處于通風(fēng)管道內(nèi)部流動(dòng)，遇見部分障礙物時(shí)，會(huì)一定程度形成氣流，持續(xù)性產(chǎn)生氣流對(duì)壓強(qiáng)造成一定的影響，所以產(chǎn)生噪聲；③空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺乏一定的合理性，如未布設(shè)相應(yīng)的吸音板，均會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲[1]，如圖1 所示。

2 住宅中央空調(diào)機(jī)房消聲降噪措施

2.1 空調(diào)系統(tǒng)消聲

為降低控制風(fēng)機(jī)等設(shè)備形成的噪聲，歷經(jīng)通風(fēng)管道內(nèi)部到達(dá)服務(wù)區(qū)內(nèi)氣流噪聲，一般建議在通風(fēng)管道內(nèi)部增設(shè)相應(yīng)的消聲器，以此降低噪聲強(qiáng)度，消聲器不會(huì)影響氣流流通的順暢性，而且對(duì)降低噪聲具有良好成效，其應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)中，多見于機(jī)房、冷凍房出風(fēng)口，時(shí)效降低噪聲目標(biāo)，見圖2 所示。具體項(xiàng)目實(shí)踐中，消聲器消聲成效可能與風(fēng)速增加密切相關(guān)，部分狀況下消聲量呈現(xiàn)為負(fù)值，與氣流形成再生噪聲密切相關(guān)。

圖1 主要噪聲源

圖2 空調(diào)機(jī)組消聲處理

2.2 空調(diào)系統(tǒng)隔振

為從噪聲源頭控制空調(diào)設(shè)備產(chǎn)生一系列噪聲，不僅需減少風(fēng)機(jī)形成噪聲，而且需采取相應(yīng)措施防治空調(diào)、制冷等產(chǎn)生的固體聲，可滿足空調(diào)相關(guān)噪聲控制要求。空調(diào)、制冷設(shè)備形成的噪聲持續(xù)性穿越建筑，最終道達(dá)與接近機(jī)房房間內(nèi)，通過相應(yīng)措施降低其實(shí)際振動(dòng)幅度，消除振動(dòng)源頭與接收間銜接，通常可選用兩種方式實(shí)現(xiàn)：①從源頭本質(zhì)降低其振動(dòng)幅度；②減少其振動(dòng)頻次。從振動(dòng)發(fā)出源頭是控制振源最佳選擇，若選用此種方式效果最佳，但需對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，可行性概率較低，大面積推廣及應(yīng)用難度較大。從振動(dòng)傳播路徑為突破口，通常使用頻次較高的方式是：①增設(shè)相應(yīng)的彈性減振元件，核心目的在于降低振動(dòng)速率，如橡膠墊；②增加振動(dòng)傳播途徑阻尼，以此吸收振動(dòng)形成的能量。彈性減振元件可布設(shè)于任何一個(gè)部位，建議布設(shè)于振源處，獲取成效最佳[2]，如圖3 所示。

圖3 空調(diào)機(jī)組隔振處理

現(xiàn)階段，應(yīng)用成效較佳的是材料是軟管，如橡膠、不銹鋼波軟管等，前者隔開振動(dòng)降低噪聲效果較佳，缺點(diǎn)是易在溫度、壓力等因素下出現(xiàn)變化，以及自身抗腐蝕性不佳；后者具有較強(qiáng)的耐高溫、高壓性，擁有良好的隔振成效，被廣泛應(yīng)用于隔振中。將軟管增設(shè)至設(shè)備及管道內(nèi)部，可通過管道傳播振動(dòng)，但管道內(nèi)部介質(zhì)所形成振動(dòng)，最終傳輸至建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部，所以應(yīng)采取相應(yīng)的隔離措施，通常選用方式是彈性吊件，如圖4 所示。

圖4 設(shè)備連接隔振處理

2.3 吸聲降噪

空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲，一般通過空調(diào)末端傳播至空調(diào)使用房間內(nèi)，其傳播聲音包含兩大部分，其中大部分通過室內(nèi)多個(gè)界面反射之后穿入人耳，將其稱之為混響聲，還有極小部分直接傳輸至人耳，視為直達(dá)聲。人耳聽到的聲音通常是兩者噪聲混合，若在舍內(nèi)天花板、墻壁等界面布設(shè)相應(yīng)的材料，將布設(shè)反射聲能吸收，以此達(dá)到降噪成效。目前，國(guó)內(nèi)外通過吸聲降噪方式較為普遍，通常降噪量高達(dá)6～10dm，需特別注意的是，此種降低噪聲方式僅對(duì)混響聲成效較佳。若原有室內(nèi)吸聲較少，選用此種方式成效顯著[3]。

2.4 隔聲墻隔聲

一方面，單層勻質(zhì)實(shí)墻。針對(duì)單層內(nèi)部均勻?qū)嶓w墻而言，發(fā)生振動(dòng)頻次與多個(gè)因素密切相關(guān)，如墻體實(shí)際面積、剛度等，振動(dòng)噪聲形成的頻次處于承受范圍內(nèi)，具有良好的降噪成效。墻體實(shí)際面積與隔聲成效成線性關(guān)系。按照上述多個(gè)因素分析，若想獲取良好的降噪成效，需適當(dāng)選擇厚度較大的墻體。一方面，組合墻。組合墻主要原理是持續(xù)性將墻壁厚度增加，具有良好的降噪成效。若僅選用單一前墻體增加其厚度，缺乏一定的經(jīng)濟(jì)性，墻體厚度增加導(dǎo)致實(shí)際重量增加，造成其使用范疇受限。多層組合墻通過聲波穿過不同介質(zhì)，反射和衰減吸收增加隔聲量。組合墻可通過中間存留空氣層，以此提升隔聲量，將空氣間層可視為連接墻板介質(zhì)，聲波傳輸?shù)竭_(dá)第一層墻板會(huì)發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)通過空氣層傳輸至第二層時(shí)，由于空氣間層具有一定減振成效，可降低第二層傳輸?shù)膶?shí)際振動(dòng)噪聲，雙層墻隔聲量與空氣夾層附件隔聲量成正相關(guān)，其與實(shí)際厚度成正相關(guān)，若將吸聲材料放置于空氣間層，但存在一定的間隙，可實(shí)現(xiàn)隔聲降噪目標(biāo)。

2.5 空調(diào)噪聲控制與建筑防噪規(guī)劃

建筑與空調(diào)協(xié)同設(shè)計(jì)，是獲取良好降噪成效密切相關(guān)，是目前建筑關(guān)注的焦點(diǎn)，若在建筑設(shè)計(jì)階段，便將空調(diào)噪聲控制系統(tǒng)性考量，可獲取良好的成效；反之，則會(huì)導(dǎo)致空調(diào)噪聲控制難度較大。建筑整體構(gòu)造及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過內(nèi)部空間合理配置等，實(shí)現(xiàn)降噪車目標(biāo)。出于持續(xù)性降噪層面，為給人們提供舒適的居住環(huán)境，不宜將空調(diào)設(shè)備運(yùn)行機(jī)房放置與空調(diào)用房較近區(qū)域內(nèi)，以及對(duì)噪聲要求較高室內(nèi)，可一定程度降低噪聲。為減少風(fēng)管內(nèi)氣體流動(dòng)形成的噪聲，管道設(shè)計(jì)過程中需預(yù)先存留一定空調(diào)系統(tǒng)安設(shè)區(qū)域。立足建筑整體規(guī)劃層面，針對(duì)噪聲控制要求較高室內(nèi)，需應(yīng)集中布設(shè)于建筑內(nèi)區(qū)，將噪聲控制要求較低房間作為隔聲屏障，實(shí)現(xiàn)與外界噪聲隔開目標(biāo)。建筑整體構(gòu)造上，應(yīng)適當(dāng)將圍護(hù)結(jié)構(gòu)做成厚度密實(shí)結(jié)構(gòu)[4]。

3 項(xiàng)目實(shí)踐

3.1 項(xiàng)目概況

某住宅總建筑面積是133006m2，其中地下建筑面積和地上建筑面積分別為32506m2、94559m2，地下室1 層為車庫，地上分10 幢15～25 層住宅。該項(xiàng)目綜合機(jī)電科技系統(tǒng)主要包含同層排水系統(tǒng)、毛細(xì)管網(wǎng)空調(diào)系統(tǒng)、地板新風(fēng)系統(tǒng)、地緣熱泵、智能家居等。該項(xiàng)目于2016 年10 月30 日竣工驗(yàn)收一次性通過，于2017年5 月底基本完成交付，其中空調(diào)系統(tǒng)通過2017—2018 年供冷及供暖季運(yùn)行過程中調(diào)整，現(xiàn)階段系統(tǒng)運(yùn)行處于正常狀況，未發(fā)現(xiàn)大面積供冷、供暖不足現(xiàn)象，客戶的核心投訴問題是戶內(nèi)噪聲嚴(yán)重。

3.2 噪聲控制措施

該項(xiàng)目中央空調(diào)噪聲核心來源是設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅包含冷源主機(jī)、水泵，而且涉及風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)以及冷卻塔等，根據(jù)實(shí)際調(diào)研表明頂層及首層受機(jī)房影響，戶內(nèi)局部存在一定的低頻噪聲；地層受地庫對(duì)應(yīng)集水坑排污泵啟動(dòng)影響，導(dǎo)致戶內(nèi)存在一定的噪聲；板換機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)備振動(dòng)通過管道支架傳聲。

針對(duì)設(shè)備運(yùn)行形成的噪聲，核心應(yīng)對(duì)措施是浮動(dòng)地臺(tái)、減震器以及吸音板布設(shè)，管道系統(tǒng)中應(yīng)布設(shè)相應(yīng)的隔墻、樓板支架隔離等。板換機(jī)房管道選用落地支架，并利用隔振橡膠管托，在設(shè)備管道出口布設(shè)相應(yīng)的雙球軟接，出機(jī)房封堵采用柔性材料。通過對(duì)其進(jìn)行一系列改造，最終有效降低噪聲，獲取良好的消聲降噪成效。

4 結(jié)語

中央空調(diào)系統(tǒng)消聲降噪涉及多個(gè)專業(yè)學(xué)科，要求各專業(yè)做好協(xié)調(diào)配合，現(xiàn)有住宅建筑設(shè)計(jì)人員，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，僅將核心放置于溫度、濕度以及氣流組織等方面，忽視噪聲危害，導(dǎo)致其噪聲超限，影響人們正常生活。因此，做好中央空調(diào)噪聲控制，需建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)其進(jìn)行綜合性考量，以及后續(xù)建設(shè)過程中采取相應(yīng)措施，將其控制在合理范圍內(nèi)。