建筑暖通設(shè)計中噪聲問題的控制探究

陳順之 （安徽省建筑設(shè)計研究總院有限公司，安徽 合肥 230031）

關(guān)鍵字：建筑暖通設(shè)計；暖通空調(diào)系統(tǒng)噪聲；噪聲控制

1 前言

隨著綠色建筑和健康舒適建筑的思想日趨深入人心，對于建筑工程及其相關(guān)的設(shè)計施工建設(shè)的要求都進(jìn)一步提升，各類建筑在滿足基本使用的基礎(chǔ)上，節(jié)能、環(huán)保和健康等理念和隨之而來的各項指標(biāo)也進(jìn)入了建筑工程中。其中，關(guān)于噪聲和振動導(dǎo)致的相關(guān)問題，也被提升到一個新的高度。《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》（GBJ118-88）和各類建筑設(shè)計規(guī)范均進(jìn)一步限制了建筑設(shè)計過程中，噪聲控制的最低標(biāo)準(zhǔn)。其中，暖通空調(diào)系統(tǒng)在完成對建筑內(nèi)熱濕環(huán)境、空氣品質(zhì)調(diào)控的同時，也對建筑的聲環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。因此在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的同時，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行噪聲控制設(shè)計。

2 暖通系統(tǒng)中常見的噪音源及相關(guān)問題

噪聲對人的影響主要從兩個方面來考慮，一方面是對建筑室外環(huán)境的影響，另一方面則是對室內(nèi)人員的影響。暖通系統(tǒng)涉及對前者的影響一般來自位于設(shè)備平臺的各類風(fēng)機(jī)、空調(diào)室外機(jī)以及冷卻塔等，由于這些設(shè)備本身的運行噪音或者安裝不良導(dǎo)致的傳導(dǎo)噪音，常常成為工程項目遭到詬病乃至周邊居民投訴的重要因素。暖通系統(tǒng)涉及對后者的影響往往來自空調(diào)末端設(shè)備自身、管道路由和各類風(fēng)口尺寸安裝不良等。作為暖通設(shè)計，系統(tǒng)中存在的或者是工程建設(shè)安裝過程中產(chǎn)生的各類問題，很多時候只能在原有基礎(chǔ)上增加降噪減振等補(bǔ)救設(shè)計措施來彌補(bǔ)。在日常工作過程中，曾遇到許多因為噪音及振動導(dǎo)致的問題：一，如有空調(diào)室外機(jī)采用了風(fēng)冷螺桿機(jī)組，其設(shè)備本身噪音超過設(shè)計之初的銘牌噪音，面對已安裝完成的現(xiàn)狀，通過多方考慮，采用設(shè)計專用隔聲罩的方式，對其進(jìn)行噪聲隔離，達(dá)到了噪聲控制的作用；二，某醫(yī)院項目驗收過程中，業(yè)主反映負(fù)一層空調(diào)主機(jī)房噪音過大，導(dǎo)致位于該機(jī)房上方一層乃至二層的房間受到嚴(yán)重影響。后經(jīng)過多次檢查，發(fā)現(xiàn)噪音之所以傳出是因為出機(jī)房的空調(diào)管道井未做好隔聲封堵，導(dǎo)致機(jī)房空調(diào)主機(jī)設(shè)備噪音沿管道井傳導(dǎo)出來；三，某醫(yī)院項目裙房上設(shè)有冷卻塔群，業(yè)主反映冷卻塔運行后噪音過大，嚴(yán)重影響離之最近的患者大廳的就診體驗，但在設(shè)計之初，已考慮冷卻塔噪聲影響，不存在冷卻塔自身原因噪聲過大，后經(jīng)過核查，發(fā)現(xiàn)其設(shè)備下方彈簧減震器并非為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，因為其自身減震效果不佳，導(dǎo)致冷卻塔的噪音被放大，進(jìn)而影響用戶使用體驗。通過上述三個實際案例，不難發(fā)現(xiàn)，往往一開始設(shè)計的滿足標(biāo)準(zhǔn)，總會在某些細(xì)節(jié)上的缺失，導(dǎo)致暖通系統(tǒng)噪聲問題被放大。因此，在設(shè)計之初，應(yīng)結(jié)合噪聲產(chǎn)生的原因，從源頭規(guī)避暖通系統(tǒng)產(chǎn)生噪音的主要因素，提高系統(tǒng)體驗感。

3 常見暖通設(shè)計中涉及的噪音問題

3.1 主機(jī)設(shè)備選型及設(shè)備平臺選址導(dǎo)致的噪音問題

對于傳統(tǒng)暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，常見的系統(tǒng)包括多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)。其均需要為主機(jī)設(shè)備提供設(shè)備平臺或集中制冷制熱機(jī)房。其平臺或機(jī)房位置的選擇，對于整體項目暖通空調(diào)系統(tǒng)噪音控制，具有絕對性影響。傳統(tǒng)系統(tǒng)中常見的噪音大戶包括大型多聯(lián)機(jī)外機(jī)主機(jī)、水冷系統(tǒng)主機(jī)和冷卻塔等。以多聯(lián)機(jī)設(shè)備為例，常見產(chǎn)品制冷量在8HP～50HP的主機(jī)設(shè)備其相應(yīng)的噪音范圍在55～63dB。

3.2 管道路由設(shè)計不合理導(dǎo)致的問題

暖通設(shè)計中由于建筑凈高、凈寬導(dǎo)致的空間有限原因，新風(fēng)、排風(fēng)路由交錯縱橫，因而為保證其均可以有效運行，對應(yīng)的新風(fēng)排風(fēng)設(shè)備均需要提高設(shè)備壓頭以滿足使用需求，但隨之而來的影響就是，風(fēng)壓的增大，以及路由中的風(fēng)壓損失，均會導(dǎo)致運行噪音的產(chǎn)生，且因其管道路由分布較廣，噪音沿著管道路由分散傳播，造成整體使用舒適度降低。

3.3 暖通系統(tǒng)末端設(shè)備選型導(dǎo)致的噪聲問題

常見的暖通系統(tǒng)末端設(shè)備包括多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、全空氣系統(tǒng)各類風(fēng)口和新風(fēng)系統(tǒng)各類風(fēng)口等。常見的多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)末端余壓30Pa～150Pa，相應(yīng)的噪音范圍為30～45dB。在《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》（GBJ118-88）和各類建筑設(shè)計規(guī)范中對于噪音要求，均有限值規(guī)定。末端設(shè)備一旦高于人員活動區(qū)域噪音設(shè)計限值，其使用舒適度會大幅下降，甚至對于長期在此環(huán)境下生活工作的人員會造成無法估量的影響。

4 暖通系統(tǒng)中噪音的控制及解決方法

4.1 提出和完善暖通設(shè)備及系統(tǒng)噪音評價系統(tǒng)

針對暖通系統(tǒng)及設(shè)備產(chǎn)生的噪音問題，應(yīng)系統(tǒng)地提出一個評價體系，用以評價設(shè)備、系統(tǒng)乃至整個建筑主體。具體來說，在建筑綠色節(jié)能評價體系中將噪音控制由得分項變?yōu)榭刂祈棧瑢⒔ㄖㄔO(shè)備噪音評分細(xì)化為主機(jī)設(shè)備噪音、末端設(shè)備噪音以及管線路由運行噪音，并將其分別賦予比例權(quán)重，通過整體設(shè)計打分的方式，規(guī)范設(shè)計過程中由于設(shè)計考慮不周導(dǎo)致的項目使用舒適度缺失的問題。

4.2 以控制噪音為目的進(jìn)行設(shè)備選擇

作為暖通設(shè)備中噪音來源的主體，大型多聯(lián)機(jī)外機(jī)主機(jī)、水冷系統(tǒng)主機(jī)和冷卻塔等，這些設(shè)備在設(shè)計選址選型之初，就應(yīng)針對噪音控制，進(jìn)行整個項目的噪音影響分析，通過優(yōu)選低噪音設(shè)備及相對高噪音設(shè)備規(guī)避人員常用活動區(qū)等手段，實現(xiàn)項目整體設(shè)計舒適度滿足要求。以高層辦公項目使用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)為例，優(yōu)先因集中選取設(shè)備平臺，用以規(guī)避噪聲影響辦公區(qū)域的存在，但當(dāng)方案無法滿足，需逐層設(shè)置多聯(lián)機(jī)外機(jī)平臺時，需考慮外機(jī)噪音問題，通過控制單臺主機(jī)大小，確保其噪音不超過辦公使用要求，并通過導(dǎo)風(fēng)罩優(yōu)化，設(shè)備基礎(chǔ)減震等手段，降低空調(diào)外機(jī)設(shè)備對建筑辦公主要區(qū)域的影響。

對于風(fēng)機(jī)選型而言，首先，系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量應(yīng)保持在規(guī)范指定范圍之內(nèi)，且需考慮風(fēng)機(jī)噪音影響因素，如單臺風(fēng)機(jī)因設(shè)計風(fēng)量過大導(dǎo)致噪音過高，應(yīng)相應(yīng)將其變更為兩臺風(fēng)機(jī)；其次，在風(fēng)機(jī)選擇過程中，應(yīng)選擇噪音低、高效且葉片向后傾斜的離心風(fēng)機(jī)，使其風(fēng)道內(nèi)部的氣流應(yīng)保持在建筑允許的最高噪音等級以下；再者，在風(fēng)機(jī)設(shè)置過程中，應(yīng)將其進(jìn)口位置與出口位置彎度盡可能做大，同時應(yīng)利用約10cm～15cm的柔性接頭對其進(jìn)行隔音降噪處理。隔音降噪材料應(yīng)確保其防火性能良好，因此可選擇人造革或玻璃布。對于短管后的風(fēng)管來說，應(yīng)使用厚度為5cm，長度為1m～2m的超細(xì)玻璃棉對其進(jìn)行包裹處理。

對于空調(diào)末端選型，風(fēng)機(jī)盤管均應(yīng)優(yōu)先選用直流無刷的機(jī)組，有效降低室內(nèi)設(shè)備對于辦公生活區(qū)域的噪音影響。

4.3 以控制噪音為基礎(chǔ)進(jìn)行暖通管道路由設(shè)計

為消除暖通風(fēng)系統(tǒng)路由中的噪聲，除了選擇低噪聲和低振動的設(shè)備之外，還需要在設(shè)計之初，合理規(guī)劃好通風(fēng)空調(diào)管道路由走向及空間使用凈高，減少管道交叉彎折，降低管路壓頭損耗。對于具有較高噪聲、絕緣性和其他方面的設(shè)備，應(yīng)盡可能進(jìn)行降噪處理。具體措施有為設(shè)備主管道貼附消聲裝置，合理使用消聲器及靜壓箱等。

對于風(fēng)機(jī)盤管、多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)等末端設(shè)備連接風(fēng)口的風(fēng)管可以采用一體式的消聲風(fēng)管，如硬質(zhì)的玻璃棉復(fù)合板材為主的一體式風(fēng)管，減少金屬風(fēng)管在末端設(shè)備運行時由于送風(fēng)產(chǎn)生的噪音及振動。

5 工程實例

以合肥一辦公綜合建筑為例，該建筑地上總建筑面積為40922.79m。建筑層數(shù)為地上23層，建筑高度為93.90m。采用的空調(diào)形式為變制冷劑流量多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)。結(jié)合工程實際情況，本工程空調(diào)采用變頻多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置獨立冷熱源新風(fēng)機(jī)組。空調(diào)室外機(jī)放置于室外機(jī)平臺或屋面。設(shè)計前期通過對暖通設(shè)備可能產(chǎn)生的影響，進(jìn)行系統(tǒng)性分析，并做出如下設(shè)計保障：

①懸吊安裝電動設(shè)備均采用減振彈簧支吊架；電動設(shè)備落地安裝時，轉(zhuǎn)速小于等于1500轉(zhuǎn)/分的設(shè)備采用彈簧減震器，轉(zhuǎn)速大于1500轉(zhuǎn)/分的設(shè)備采用彈簧減振座或橡膠減震器。

②選用高效、低噪聲低振動的設(shè)備。

③對于噪聲要求較高房間，選用超低噪聲設(shè)備或采取消聲器等降噪措施，使其滿足使用要求。

④通風(fēng)設(shè)備機(jī)房、設(shè)備夾層均由土建專業(yè)隔聲降噪處理，機(jī)房采用防火隔聲門。

6 結(jié)語

暖通設(shè)計中噪聲控制是衡量建筑舒適設(shè)計的重要指標(biāo)之一，暖通設(shè)計應(yīng)結(jié)合設(shè)備的性能提升及工程實踐中的經(jīng)驗總結(jié)，進(jìn)行設(shè)計理念和方法的更新及突破，通過對噪聲污染和劇烈振動等問題的全面討論和控制，滿足建筑暖通綠建節(jié)能的相關(guān)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計原則，通過不斷優(yōu)化空調(diào)節(jié)能降噪系統(tǒng)，改善暖通空調(diào)系統(tǒng)噪音控制的評價方案，以便于對暖通設(shè)計中的相關(guān)問題進(jìn)行有效解決。