消声隔振技术在通风空调工程中的应用

李昊

摘要本文说明了通风空调系统的噪声和振动的来源以及控制噪声和隔振的重要性，阐述了通风空调系统消声、隔振的原理和方法及其在实际工程中的应用。

关键词通风空调消声隔振应用

中图分类号：TB494文献标识码： A

1 引言

通风空调系统在对建筑内热湿环境、空气品质进行控制的同时，也对建筑的声环境产生不同程度的影响。当系统运行产生的噪声超过一定允许值后，将影响人员的正常工作、学习、休息或影响房间功能（如电视和广播的演播室、录音室），甚至影响人体健康。因此，在进行通风空调工程设计的同时，还应进行噪声控制和隔振设计。各种噪声源的噪声大小通常用声功率级来表示，单位为dB（分贝）。我国现行工程设计规范对各类建筑的噪声允许标准也做出了详细规定，民用建筑可按《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118-2010）和各类建筑的设计规范（如商场、电影院等设计规范）的规定取值，工业建筑可按《工业企业噪声控制设计规范》（GB/T50087-2013）和其他相关的规范取值。

2 通风空调系统噪声和振动的来源

通风空调系统的噪声和振动的来源主要有以下几个方面：

（1）制冷压缩机、水泵、冷却塔、风机、空调器、风机盘管等设备运行时产生的噪声和振动。对于一般通风空调系统，各种风机往往是主要噪声源，风机噪声由叶片上紊流引起的宽频带的气流噪声以及相应的旋转噪声组成。

（2）风管系统的气流噪声。空气在流过直管段和局部构件（如弯头、三通、变径管、风口、风门等）时都会产生噪声，这种噪声与气流速度有密切关系，当气流速度增加一倍，声功率级就增加15dB。

（3）冷冻水、冷却水在水管内流动产生的水流声及水管振动产生的噪声。

（4）入射到风管内的其他噪声。全空气空调系统或新风系统通常服务多个房间，其中某一个房间的噪声会通过风管传到其他房间去。

（5）水泵、制冷压缩机、风机等设备运行时产生振动，通过建筑结构和连接的管件，以弹性波的形式传到其他房间而产生的噪声。

3 通风空调系统的噪声控制

通风空调系统的噪声控制应从声源、传声途径和工作场所的吸声处理等方面着手，其中又以在声源处将噪声降低最为有效。目前实际工程应用中主要从以下三个方面采取措施：

（1）对风机、制冷压缩机、水泵、空调器、风机盘管等设备产生的噪声，可采取如下措施：

①选用高效率、低噪声的设备。空调设备噪声对环境及空调房间的影响非常大，尤其新风机组、风机盘管常放置于办公区、休息区或公共区内，其噪声可直接传到人群中，因此必须选用效率高、噪声低的产品。水泵、风机等要采用合理的转速。选风机时，单台风机风量不要过大，尽可能采用低速、叶片后向的离心式风机，使风机的工作点接近最高效率点，不要留太多的压头余量。风机进、出口处的管道不宜急剧转弯。空调末端的风机盘管，宜选择噪声不大于40dB的低噪声风机盘管。

②冷却塔的合理布置：对于空调用的冷却塔，一定要设置在室外，因为冷却塔在使用过程中产生的噪声会影响到本幢建筑及周边建筑，一般设置在建筑的裙房屋面或最高屋面。

(2)风管和水管系统的噪声，可通过下列方法来降低：

①设计风管路时，每个系统的总风量和阻力不宜过大，必要时可以把大风量系统分成几个小系统。尽可能加大送风温差，以降低风机风量和噪声。应尽量避免管道急剧转弯，尽可能少装调节阀。必要时，弯头和三通支管等处应装设导流片。风管内的空气流速和水管内的水流速应合理选用，从风机到使用房间的管内风速应逐渐降低，消声器后面的风速不能大于消声器前的风速。

②在风管道上设置消声器。在通风空调系统中，消声器广泛应用于各种设备进出风口的消声、通风空调系统风管道的消声以及冷却塔进出风口的消声等。常见的消声器按消声原理的不同大致可分为阻性和抗性两大类。阻性消声器的消声原理是利用吸声材料的多孔性和松散性，使入射在材料上的声能转化为热能而被吸收。阻性消声器对中、高频噪声具有良好的消声效果。抗性消声器的消声原理是借助管道截面的突然扩张或收缩或旁接共振腔，使沿管道传播的某些特定频率或频段的噪声在突变处向声源反射回去而不再向前传播，从而达到消声目的。抗性消声器对低频和低中频噪声具有较好的消声效果。阻抗复合型消声器则发扬了阻性和抗性消声器各自的优点，在通风空调工程中得到了广泛的应用。

(3)制冷机房、空调机房建筑围护结构的处理。空调系统噪声通过末端设备或建筑结构传到空调房间内，在设计空调系统时，机房的安装应尽可能远离空调房间和对噪声控制要求高的房间，这样可以增大噪声的自然衰减值，减少空调噪声对空调房间的影响。为降低风管的气流噪声，设计时应尽可能预留足够多的空间（如竖井和吊顶）给空调系统。在空调房间的布置上，为隔绝外界噪声的干扰，应把对噪声控制要求高的房间集中布置在建筑内区。在建筑构造上，把产生噪声的房间和需要安静的房间通常用墙体隔开。机房应尽量减少门窗，以减少设备噪声的外传。

对机房本身可以采取吸声和隔声处理。吸声的方法是在机房的墙、顶棚贴吸声材料，吸声材料应根据噪声源的频谱来选择。风机房的噪声以低频为主，因此宜选用低频吸声性能强的材料，如石膏穿孔板、珍珠岩吸声板等。制冷机房、水泵房等噪声频谱较宽，应选用中、高频吸声性能好的材料，如超细玻璃棉毡、玻璃棉板、矿渣棉板、聚氨酯泡沫塑料等。机房的墙体、楼板应具有隔声作用。增加隔声量的好办法是在墙体、楼板中增加空气层，即两层墙体或楼板。机房门应采用内夹吸声材料（如矿棉毡、玻璃棉毡等）的复合门，门缝采用企口挤压式（在企口上加橡胶圈、条式充气带）的密缝措施。机房窗户的的隔声可采用双层窗加密封条的处理方式。

4 通风空调系统的隔振措施

通风空调系统的隔振措施包括设备隔振和管路隔振。机房内各种有运动部件的设备（风机、水泵、制冷压缩机等）都会产生振动，它直接传给基础和连接的管件，并以弹性波传到其他房间中去，又以噪声的形式出现。另外，振动还会引起构件（如楼板）、管道振动，有时会危害安全。因此对振源必须采取隔振措施。在设备与基础间配置弹性的材料或器件，可有效地控制振动，减少固体噪声的传递；在设备与管路间采用软连接实行隔振。常用的基础隔振材料或隔振器主要分为压缩型和剪切型两种。压缩型隔振材料和隔振器主要有：橡胶垫，适用于转速为1450-2900r/min的水泵隔振；软木，可用于水泵和小型制冷机的隔振。剪切型隔振器主要有：金属弹簧隔振器，适用于风机、冷水机组等的隔振；橡胶剪切隔振器，常用于风机、水泵等的隔振。

水泵、冷水机组、风机盘管、空调器等设备与水管用一小段软管连接，以不使设备的振动传递给管路。尤其是设备基础采取隔振措施后，设备本身的振动增加了，这时更应采用这种软管连接。软接管有两类：橡胶软接管，在空调采暖等水系统中广泛采用；不锈钢波纹管，主要用于制冷剂管路的隔振。风机进出口与风管间的软管一般采用人造材料或帆布材料制作。风管和水管穿墙壁和楼板时要在管道与洞壁间用柔性材料填充，以减少振动和隔声。管道与支架、吊卡间应垫软材料，采用隔振吊架（有弹簧型、橡胶型）。

5 结语

在实际工程应用中，噪声控制与隔振还需要暖通、建筑、结构等多个专业互相配合，共同完成。建筑方案设计初期就融合多个专业的知识综合考虑、施工中各专业密切配合才能有效合理地控制噪声。因此，要做好通风空调系统的消声和减振，各专业设计师和施工人员都需要做出努力。