浅析机电工程声学及减震防噪.doc

浅析机电工程声学及减震防噪汤浪洪，刘国富，熊剑，邹明，余天鹏(1,2,3,4,5,6 中建五局工业设备安装有限公司，长沙，410004)【摘要】建造优质声学环境的建筑，需根据房间的功能和要求，确定室内允许噪声标准，综合分析室内噪声源，进行消声减震计算，然后采取相应的控制技术，在施工过程中进行严格控制。【关键词】机电工程声学 噪声源 消声减震 防噪1 前言为保证本建筑工程功能房间和设备机房对噪声的要求及避免设备振动的影响，需对整个系统的噪声及振动控制做出详细分析，并依照噪声及振动控制原理提出相应解决方案。同时在本工程的施工中，采取最先进的技术手段，精心施工，将噪声对工作所产生的影响减至最低，以满足设计和运营要求，提高整个建筑的舒适度，为用户提供最优质的工作、生活环境。2 建筑室内主要噪声源2.1 噪声产生的原因噪声传播分为空气声传播和固体声传播两种。空气声传播的载体是空气，隔绝空气声的能力主要取决于墙或隔断的隔声量，遵循质量定律，面密度越大，隔声效果越好。固体声传播主要是振动物体直接撞击楼板、墙等结构物，使之产生振动，并沿结构将噪声传入室内的一种传播方式。噪声分为流体性噪声和机械性噪声两大类。建筑工程中一般安装了大量的功率强大的风机、空调机组、水泵等机械设备及管道，设备运行所发出的噪声同时包含了上述两种形式，且噪声的声强较高。表1 噪声产生的部位、原因及传播途径序号噪声产生部位噪声产生原因噪声传播途径1制冷机房导叶压缩、电机旋转结构、管道、空气2空调机房叶轮旋转、电机旋转结构、管道、空气3冷却塔叶轮旋转、电机旋转、流体撞击管道、空气4风机房叶轮旋转、电机旋转结构、管道、空气5水泵房叶轮旋转、电机旋转结构、管道、空气、水6发电机转子旋转、活塞运动结构、管道、空气7风管、水管、风口流体摩擦结构、管道、空气、水2.2 主要振动源表2 主要振动源序号设备名称振动部件主要振动原因振动传播途径1冷水机组压缩机、电机导叶压缩、电机旋转结构楼板、水管2空调机组叶轮、电机叶轮旋转、电机旋转结构楼板、风管3风机叶轮、电机叶轮旋转、电机旋转结构楼板、风管4水泵叶轮、电机叶轮旋转、电机旋转结构楼板、水管5冷却塔叶轮、电机叶轮旋转、电机旋转结构楼板、水管6发电机发动机、发电机转子旋转、活塞运动结构楼板、烟管7水管水管及支架水泵瞬间启停管道本体、支吊架管道流体流动管道本体、支吊架8风管风管及支架风机瞬间启动风管本体、支吊架气流流态变化风管本体、支吊架3 消声减震的设计消声设计包括：确定管道内气流速度、送回风量比例、决定风口形式。机房声功率级的确定、管道系统自然声衰减的计算、空调用房内声级的计算、系统内必须追加的消声量、选用消声器、消声器合理配置、减震设计包括：基础建筑和设备减震。其中基础减震主要包括按要求噪声减低量求传递比、按要求传递比求隔振装置的自振频率、按自振频率选用隔振装置、绘制弹簧加工图和基础隔振施工图；设备减震包括：按管内介质的类别压力选用软接管、软管的合理长度、软管的有效配置方式、确定软管与结构连接的隔振构造。综合消声设计和减震设计结论确定综合机电系统运行时室内噪声级的测定，最后进行噪声的调试和修正。4 消声减震控制措施4.1 机电设备声学处理机电设备声学处理从噪声处理和振动处理两方面着手，根据噪声及振动产生的原因进行具体的处理，包括制冷机组、空调机组、风机、水泵、发电机等设备的声学处理。1、 噪声处理（1） 消声器在空调通风设备的进出风管处加装消声器，用以消除风管内气流流动产生的噪声。消声器由镀锌钢片外壳、吸声物料、内在隔板、支架等组成。外壳测试要达到2Kpa并在此状态下，不能有超过2%的泄漏或变形。选用的消声器须符合风机在静态时的压损及空气流量的要求，必须根据其设备的噪声量而选用。图4.1-1 消声器安装（2） 风机隔声罩隔音罩采用50mm厚专业声学隔声板组成，内置的弹簧减震器可降低因设备振动过高而产生的噪声，安装于风机、空调机组、新风机组等设备上，厂家设计的机组自带隔声罩。图4.1-1 风机隔声罩（3） 制冷机声学处理制冷机为重型静置设备，大部分的设备出厂时已经设置了减震方案，使之振动较小，现场安装时候只需根据减震的选型计算，一般采用橡胶隔震垫。 图4.1-3 制冷机橡胶隔震垫减震（4） 发电机组隔声处理发电机安装弹簧减震器，加装100 毫米厚专业隔声罩，排气管加装一级及二级排烟消声器，排气管安装弹簧减震器以隔离结构， 发电机房之进风及排风加装消声器。图4.1-4 发电机组减震（5） 冷却塔声学处理冷却塔安装在外置式减震弹簧上，进风及排风加装消声器，加装专业隔声罩，基础上安装弹簧减震器，选用带垂直限位装置的弹簧的弹箕减震器，以防止荷载改变导致弹簧高度的大幅改变。使用软管接头和减震器，来减低因振动产生的影响。 图4.1-5 冷却塔减震2、 振动处理（1） 弹簧减震器空调机组等机电设备必须安装在弹簧减震器上。所选用的弹簧横向硬度不能小于其额定垂直硬度的80%，隔绝效率必须达到98%或以上，弹簧最大的隔震幅度必须能足够负担50%的额外负荷，厂家对空调机组在空调箱的动力上设置了弹簧减震器，为达到最佳减震效果，还需在空调箱体外部与基础直接设计橡胶隔震垫。 图4.1-6 空调机组减震（2） 减震基座所有卧式水泵配备减震基座及25至32mm变形量弹簧减震器，一般情况下，减震基座的长度及宽度应大于所要承托设备的长度及宽度150 mm，基座下采用隔振弹簧支撑，在减震基座下采用150mm厚的混凝土基底。图4.1-6 水泵减震台座（3） 减震吊架吊装式空调机组、风机盘管、吊装式风机采用减震吊架，设备进出风管采用柔性连接进行减震处理。水管与风管在墙上、顶板上安装时采用减震吊架，防止传递振动。 图4.1-7 轴流风机减震（4） 管道柔性连接设备进出口风管、水管采用柔性连接器，防止空调机、风机、水泵等设备的的振动向管路传递。 4.2 建筑声学处理建筑声学处理主要为相邻机电设备房间的噪声敏感区域的隔声处理，主要通过安装隔声门、孔洞的密封处理以及墙体、天花安装吸音板来进行声学处理。设备房与噪声敏感房间之间的墙和吊顶应避免缝隙或开孔，设备房隔墙开孔的面积尽量小，且避免直接面向噪声敏感房间，穿管等留下的缝隙做填充处理，需要通风的地方考虑加设消声器。1、 风管、水管穿越墙身、地板及天花板的密封处理打孔时要注意孔与风管、水管等管道尺寸相适应，空隙不得超过12mm，同时，打孔过程中产生的碎屑，碎片不得掉入孔的缝隙中。所有孔口用填絮、纤维玻璃填嵌物料小心填塞，最后用水泥浆封口。确保所有贯穿结构之风管、水管、导管等均妥善隔离及密封。此外，机房建筑及其它结构不能与机房设备有直接接触。图4.2-1 穿墙隔声处理2、 墙身及天花加装多孔吸音板设备机房的吸声处理措施主要在机电房及设备安装运行区域，用来降低噪声的强度等级。在机电设备用房和机电设备区域的墙体和天花板上安装半硬背面玻璃棉板，填于板条之间，由穿孔镀锌金属板或筋条护面，由板条、镀锌板及覆盖的玻璃棉上构成吸声处理。对于所有噪声强度超过设计范围的机电用房，同时加装墙身及天花吸音多孔板。如：风机房、空调机房、发电机房等。图4.2-2 墙面和顶棚的多孔吸音板4.3 消声技术措施消声的目的就是把产生噪声的声源与外部环境隔绝或降低噪声的强度，从而得到一个宁静的工作和生活环境，噪声控制的优先顺序依次为隔声、吸声、消声、减震。1、 隔声隔声是噪声控制中最为重要的一环，也是最有效的噪声控制方法，设备机房的隔声是噪声控制的关键环节。机电工程施工中，大量管线将穿过设备机房的隔声墙，因此，如何保护隔声墙、减小对隔声墙的破坏是控制噪声的关键。2、 吸声在噪声强度高或声学要求严格的房间采用多孔性吸声材料吸声是控制噪声非常有效的技术措施，噪声敏感设备机房可采用吸声处理。吸声材料强度低，容易损坏，吸声材料受潮则会降低吸声效果。机电安装过程中，对吸声材料的保护也是噪声控制的重点之一。通过加强员工教育，使其了解本工程噪声控制的重要性，增强施工人员的保护意识，保证吸声材料的有效性，从而达到本工程对噪声控制的要求。3、 消声考虑到噪声的主要传播途径为风管传播，故仅对风管的消声进行分析。风管消声的控制手段：为防止设备噪声、气流噪声的延伸通过风管传播，通常的措施为在风系统及通风设备进、出口端安装消声器进行消声。同时在风管安装时尽量保持管道平直、管径均匀变化，避免管道的突扩、突缩。（1） 管道进出设备机房管道进出设备机房处往往留有孔洞，若不进行消声封堵，将留下噪声隐患。硬质不保温管道穿墙时，预留套管与管道之间采用膨胀水泥填充密实，保温管道过墙处采用硬质保温材料。水管、风管过墙处加设刚性套管，以封堵过墙孔洞。（2） 机房墙面及机房门的保护机房内外墙面不得随意开槽、开孔，不得损坏墙体围护结构。机房门关闭要严密，不得碰撞、敲击机房门。（3） 风管安装消声器在空调通风设备进、出口风管处安装消声器进行消声，在大型风管急弯处安装消声弯头进行消声。（4） 安装隔声罩在噪声敏感区域的风机及大型设备上加装隔声罩，以减少噪声的传递。5 结束语随着城市建筑综合体的迅猛发展，建筑的功能越来越多，机电工程使用设备、管线也不断增加，机电系统也越来越复杂，噪声源也随之递增，而人们对居住办公环境的要求越来越苛刻。如何进行建筑环境的噪声控制，涉及到过程中减震设备选型计算、现场施