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暖通空调系统噪声分析与降噪策略

摘 要:建筑工程具有投资规模大、建设周期长、多专业协作等特点。暖通空调作为建设项目的一个重要组成部分,对建筑物的安全、消防、保障、舒适都有着至关重要的作用。良好的暖通空调质量在整个项目中有着举足轻重的地位。但在暖通空调运行过程中,噪声问题时常发生。因此,分析暖通空调噪声问题,对保证暖通空调运行正常是非常重要的。本文在充分了解噪声危害的基础上,分析了暖通空调噪声产生的原因,并从降低电机噪音、实施减振及隔振措施等方面提出了相应的改进措施。通过这些改进措施,暖通空调系统噪声有了明显下降,大大提升了暖通空调运作效率。
  关键词:暖通空调;噪声分析;降噪措施
  噪声污染作为主要的环境污染之一,同水污染、空气污染和固体污染一样,日益受到人们的重视。噪声在许多方面影响人们的活动,噪声会影响仪器设备的性能和寿命:高噪声可使自动化、高精度的仪表失灵;强噪声可对墙体、门窗造成不同程度的损害;持久环境噪声甚至危害到人的身体健康。暖通空调是建筑物中不可或缺的设备,为进一步提升暖通空调系统应用价值,有必要在降噪处理上进行更为深入的研究。论文首先对空调系统噪声的出现原因进行了阐述,后将此作为基础提出了降噪处理的具体策略,为暖通空调系统的进一步发展提供理论参考。
  1 暖通空调系统噪声产生的原因
  1)设备安装不合理引起的噪声。设备安装过程中,设备安装不合理带来的噪声:如设备落地安装时底部未安装减震装置;吊装设备未采用带减震弹簧的吊架;风机盘管吊杆的受力处螺栓紧固不够等;组合式空调各空气处理段的连接处存在缝隙,各空气处理段和壁板间存在可以产生振动的缝隙,这些因素均会引起振动,造成空调系统运行噪声的增大。
  2)风管安装不当引起的噪声。若镀锌板风管刚度不够,则设备开启时风管表面的震动会引发噪声;风管的对角线不等、表面不平,出现翘角甚至扭曲,也会使风管连接处受力不均,法兰垫片不严密,从而因风管漏风量过大而引起噪声的增加。
  3)暖通空调水系统管道引起的噪声。管道聚气,气混水、水加气,在空调系统较大的承压下会产生噪声;管道水力失衡,也会使管道局部流速过大,从而使局部噪声增大;管道出现锈蚀或安装时残存的焊渣,在水流过程会因撞击管道也会产生噪声。
  2 暖通空调系统降噪措施
  1)设备位置及选型的优化。做好制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵的机房布置与选型。噪声较大的制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵应尽景设置在地下室,由机房的墙体、地下楼板对声波进行隔离,从而减小对地面的使用房间的影响;如果只能设置在地面上,更应设置设备机房、隔音门,必要时设置双墙、双门t对于水泵应尽量选择≤i450rpm转速的低转速泵,对于制冷主机应选择振动相对较小压缩机(如螺杆压缩,涡旋缩)。
  冷却塔的布置与选型。对于空调用的冷却塔,因其一定要设置在室外,其噪声接影响到本幢建筑及周边建筑,位置宜设置在本幢建筑的最高屋面,冷却塔形式可根据工程的性质去选择不同类型冷却塔,对噪声较高的建筑,而设置位置又离使用房间较近(≤10m),在经济许可下可考虑选择无风机冷却塔,否则冷却塔应设置往最高屋面,以减小对使用房间的影响。
  2)风机盘管噪声控制。加强对噪声源的控制是防止噪声出现的有效方法,风机盘管噪声的控制也不例外。研究分析风机盘管噪声主要来自于叶轮和电动机,因此,应认真检查电动机和叶轮槽配合情况,以选择配合最佳的槽配合。同时为减少电机噪声应选择加工精度较高的线圈,并注重叶轮加工精度和动平衡检查,以避免叶轮运行过程中产生较大噪声。如风机盘管和配置方式均较为合理,不过噪声仍未满足设计目标要求,此时应采取一定的降噪措施。针对小室或管道内的风机盘管,如室内出风口和风机间有一定长度的管道连接,可在该位置安装消声器;针对处在入口顶部的风机盘管应在室内送风口和管道出风口间的管道上安装消声器;如风机盘管为立柱式且安装在室内墙角位置,此时虽无法安装消声器,但可适当提高风机盘管位置。
  3)消声器的设计与选型。在进行降噪处理时,需要采用消声技术。设计安装消声器是控制气流噪声通过管道等介质障碍向外传播的重要措施。一个性能好的消声器,可使气流噪声降低20~40dB。根据噪声源所需要的消声量、空气动力性能、以及环境的不同,选择不同类型的消声器。根据噪声源空气动力性能的要求,考虑消声器的空气动力性能,把消声器的阻力损失控制在能使设备在正常工作的范围内。设计消声器时,应考虑消声器可能产生的气流再生噪声的影响,使消声器的气流再生噪声级低于该环境允许的噪声级。为了降低消声器的阻力损失和气流再生噪声,保证消声器的正常使用,必须降低消声器和管道中的气流速度。对于空调系统,主管道中和消声器内的流速应控制在10m/s以下。根据噪声源的频谱特性和消声器的消声特性,使两者相对应,噪声源的峰值频率应与消声器最理想、消声量最高的频段相对应,这样才能起到很好的消声效果。暖通空调系统运行中主要的噪声源是以中低频为主的风机,采用阻性或阻抗复合式消声器可以起到较好的消声效果。
  阻性消声用具有良好的中高频消声性能。抗性消声器适用于消弭中低频噪声或窄带噪声。阻抗复合式消声器,有共振腔、扩张室、穿孔屏等声学滤波器件,综合了阻性消声器良好的中高频消声特性和阻抗性消声器较好的低频消声特性,因此其消声频带宽,它是最常用的标准消声器系列之一。适宜风速为6~8米/秒,最高可到达8~12米,可单独使用,也可串联使用。消声效果:低频10~15dB/m,中频15~25dB/m,高频25~30dB/m,平均阻力系数为0.4。消声器包括一刚性壳体,其两端分别设置一与暖通空调管路连接的进、出口法兰,与所述刚性壳体的周向外壁相隔一间距设置有至少一圈由骨架支撑的穿孔金属板。采用超微孔板制作的消声器,孔径细而密,比普通微孔板的声阻大得多,而声质量要小得多,声阻与声质量之比大为提高。具有不怕水、油、高温,高效宽频带吸声等特点。与金属结构微孔板消声器相比同流量参数情况下,设备体积小,不会产生有害的飘尘和可吸入颗粒物,是一种安全、高效、环保型的噪声控制设备,广泛用于各种暖通空调通风系统中。
  4)空调系统隔振减噪。空调设备运转时,设备的振动对楼板上下层的房间将产生明显的影响,虽然这些设备也设计了隔振装置,已安装了隔振垫及弹簧隔振器等,但在空调设备运转时,楼层上下还是受到了振动的影响,而且是以低频噪声的形式表示出来。在此介绍几点隔震措施:(1)首先采取措施降低水泵自身振动,把水泵的型钢隔振台改为钢结构与混泥土制成的隔振台,使水泵的整体质量增加,降低水泵的自身振动。这一措施实际上也是降低管道系统的振动,因为管道的振动主要来自水泵的整体振动。(2)增加一些橡胶柔性接管,降低振动沿管道的传递程度,根据工程经验,水泵进出口处最好能安装二个方向的橡胶柔性接管,在满足使用功能的前提下,尽可能选用工作允许压力较低的橡胶柔性接管。(3)管道的支承和吊架改为弹性支承和弹性吊支架,最大程度地降低振动沿管道向楼板结构的传递,集水罐的支承也改为弹性支承。管道的弹性支承是用型钢制成支承框架,支承框架用隔振器支承在楼板上,管道再用橡胶隔振垫支承在框架上;弹性吊支架是用吊式隔振器悬吊型钢吊支架,管道再用橡胶隔振垫支承在吊支架上。这一种管道隔振的方法可最大程度地降低振动和固体噪声向楼板结构的传递。
  3 结束语
  综上所述,随着暖通空调领域一些新技术、新工艺、新材料的不断涌现,使得我们可以通过多种方法达到系统运行中降噪的目的。目前常采用的噪声控制技术有消声、吸聲、隔声、隔振阻尼等,主要是在噪声源、噪声传播途径及接受点上进行控制和处理。暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统。系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。暖通空调设计应该结合建筑的实际情况和噪声控制要求进行,尽可能选取低噪声的方案,或者选取能方便噪声控制的方案。
  参考文献
  [1]梁文清.暖通空调系统噪声问题的治理策略探究[J].科技创新与应用,2015(32).

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