王娜

(鄭州鐵路局機(jī)關(guān)服務(wù)所，河南鄭州 450052)

隨著人們生活水平和對(duì)生活質(zhì)量要求的提高，在應(yīng)用中央空調(diào)時(shí)不僅要求中央空調(diào)系統(tǒng)有較高的舒適性，能夠?qū)κ覂?nèi)微氣候進(jìn)行調(diào)節(jié)創(chuàng)造冬暖夏涼的生活、工作環(huán)境，而且對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制也提出了更高的要求。如何在保證中央空調(diào)系統(tǒng)創(chuàng)造舒適環(huán)境的同時(shí)降低噪聲是保證建筑服務(wù)水平的重要技術(shù)措施。某單位辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)1997年建成投入使用，2012年，由于該樓中央空調(diào)系統(tǒng)主干管使用年限較長，腐蝕嚴(yán)重，供暖制冷效果不穩(wěn)定，對(duì)其進(jìn)行了整體更換。工程結(jié)束中央空調(diào)系統(tǒng)投入使用后不久，就發(fā)現(xiàn)有許多辦公室由于噪聲太大人員無法正常工作。該樓不同樓層噪聲大小不同，1層、2層、4層噪聲最大，同樓層各房間噪聲大小也不同。為了查找噪聲產(chǎn)生的原因，專門進(jìn)行了現(xiàn)場測量，整個(gè)測試覆蓋了7個(gè)會(huì)議室、100多個(gè)辦公室。分析噪聲產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)主要是前期設(shè)計(jì)、施工安裝存在問題，另外機(jī)電設(shè)備運(yùn)行引起的噪聲也很大。

1 前期設(shè)計(jì)

中央空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)時(shí)要滿足“空調(diào)室內(nèi)噪聲應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求［1］”，“通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲，當(dāng)自然衰減不能達(dá)到允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)設(shè)置消聲設(shè)備或采取其他消聲措施［2］”。該辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)工程在設(shè)計(jì)之初，未對(duì)所有房間噪聲進(jìn)行合理限制，減震消音措施未有效落實(shí)。而一般建筑物內(nèi)“會(huì)議室、會(huì)議廳的噪聲的推薦值為35 dB［3］”。因此，該樓中央空調(diào)系統(tǒng)工程的早期設(shè)計(jì)已不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，也不滿足人們對(duì)辦公環(huán)境舒適度的要求。

2 施工安裝

由于沒有硬性的監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)制，整個(gè)施工過程未聘請(qǐng)專業(yè)監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)，施工安裝不規(guī)范，減震消音不重視，安裝質(zhì)量未得到有效保證，存在風(fēng)管與軟管接頭處漏風(fēng)，轉(zhuǎn)彎處角度不合適等現(xiàn)象。

3 機(jī)電設(shè)備運(yùn)行

機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中由于受不平衡力、變化力矩等外部因素影響所導(dǎo)致的運(yùn)行平衡環(huán)境條件被破壞，從而產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲也是中央空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)主要噪聲源。該辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)采用的是三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，為中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)提供動(dòng)力。從三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理等方面分析可知，其所產(chǎn)生的噪聲主要包括電磁噪聲、通風(fēng)噪聲和機(jī)械噪聲。

3.1 電磁噪聲

三相異步電動(dòng)機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙組成。電磁噪聲是電機(jī)在氣隙磁場中通過電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的。當(dāng)定轉(zhuǎn)子槽配合選擇不合理且定子鐵心或機(jī)座固有振蕩頻率接近交變拉力的頻率產(chǎn)生較大動(dòng)態(tài)變形時(shí)，電磁噪聲會(huì)明顯增大。

3.2 通風(fēng)噪聲

三相異步電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇或轉(zhuǎn)子上的零部件旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的氣流遇到障礙物，氣流方向改變產(chǎn)生渦流，渦流和渦流的分裂引起周圍空氣脈動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲。當(dāng)氣流遇到尖銳物時(shí)會(huì)發(fā)出尖嘯聲。堵塞電動(dòng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)口或去掉風(fēng)扇，通風(fēng)噪聲會(huì)減弱甚至消失。

3.3 機(jī)械噪聲

機(jī)械噪聲主要是轉(zhuǎn)子機(jī)械不平衡、軸承和支撐連接松動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，此外還有聯(lián)動(dòng)部分軸系不對(duì)中、中心線不重合及裝配質(zhì)量不好導(dǎo)致的噪聲。

轉(zhuǎn)子機(jī)械不平衡主要是轉(zhuǎn)子、制動(dòng)輪、耦合器、聯(lián)軸器不平衡引起的。轉(zhuǎn)子有效部分的不均勻發(fā)熱和不均勻冷卻，會(huì)引起轉(zhuǎn)子的熱不對(duì)稱，產(chǎn)生軸的熱彎曲，加劇轉(zhuǎn)子的不平衡［4］。在實(shí)際應(yīng)用中，可設(shè)計(jì)兩套備用機(jī)組交替使用，使其溫度保持相對(duì)平衡。

電機(jī)的滾動(dòng)軸承由于裝配質(zhì)量不高、過載、腐蝕、潤滑保養(yǎng)不當(dāng)、清潔不徹底等原因會(huì)過早磨損，在這種工況下運(yùn)行必會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。軸承內(nèi)圈架孔中的間隙的過大或過小會(huì)導(dǎo)致劇烈的機(jī)械振動(dòng)，選用精度高的軸承可以有效降低軸承噪聲。軸承與端蓋以及軸承與轉(zhuǎn)軸軸承擋的配合精度不完整，也會(huì)影響系統(tǒng)振動(dòng)，安裝過程中可加入一定量的塑化粘合劑，使其緊密配合從而降低噪聲。軸承裝配時(shí)不能猛烈敲擊，破壞軸承滾動(dòng)體的精度。此外，滑動(dòng)軸承的油膜振蕩和油膜渦動(dòng)引起的系統(tǒng)劇烈振動(dòng)，會(huì)造成系統(tǒng)破壞。

支撐連接松動(dòng)產(chǎn)生噪聲主要是由于支撐系統(tǒng)結(jié)合面不緊、在外力或溫升作用下產(chǎn)生間隙、防松動(dòng)措施落實(shí)不到位造成部件松動(dòng)、基礎(chǔ)施工質(zhì)量不佳等原因造成的。因此，一旦發(fā)現(xiàn)電機(jī)振動(dòng)值超標(biāo)，應(yīng)首先檢查電機(jī)基礎(chǔ)是否松動(dòng)和緊固，然后再做進(jìn)一步檢查。

4 解決建議

通過對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生的原因分析我們知道設(shè)計(jì)、安裝和機(jī)電設(shè)備運(yùn)行引起的噪聲是中央空調(diào)系統(tǒng)噪聲的主要源頭，雖然不能完全避免，但如果在噪聲源頭處進(jìn)行隔振、消聲處理，則傳遞至各會(huì)議室、辦公室的噪聲要降低不少。

4.1 設(shè)計(jì)

必須嚴(yán)格執(zhí)行強(qiáng)制性條文規(guī)范，根據(jù)使用的要求、噪聲和振動(dòng)的大小、頻率特性及其傳播方式設(shè)計(jì)計(jì)算消聲、隔振相關(guān)參數(shù)，制定方案［2］。同時(shí)，應(yīng)考慮施工及驗(yàn)收的要求，執(zhí)行相關(guān)施工及驗(yàn)收規(guī)范。就某單位辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)來說，是在建樓時(shí)就已同步設(shè)計(jì)的。因此，在該樓中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)、空調(diào)設(shè)計(jì)和噪聲控制的協(xié)作，合理安排建筑內(nèi)的防噪規(guī)劃、建筑空間的分配。例如，該樓中央空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)房要與辦公區(qū)保持適當(dāng)距離，通過空氣對(duì)空調(diào)噪聲聲波的自然削弱降低噪聲，在對(duì)該樓內(nèi)部空間設(shè)計(jì)時(shí)要預(yù)留足夠多的空間給中央空調(diào)系統(tǒng)，在對(duì)空調(diào)用房布局進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可在樓內(nèi)集中安排對(duì)噪聲控制較高的區(qū)域，充分利用對(duì)噪聲控制要求較低的用房以緩沖噪聲起到隔聲的作用。

4.2 施工

制定施工方案時(shí)應(yīng)綜合考慮工程特點(diǎn)、工期要求、施工環(huán)境等方面的因素，選擇適用于本工程的最先進(jìn)、最合理、最經(jīng)濟(jì)的施工方法。同時(shí)，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量。目前市場上的材料質(zhì)量參差不齊，以假亂真、以次充好的現(xiàn)象非常普遍，所以在材料設(shè)備的選購中應(yīng)嚴(yán)格篩選，綜合考慮工程造價(jià)、材料屬性、施工難度等。避免出現(xiàn)因工程返工而不能如期完工或工程質(zhì)量嚴(yán)重下降的問題。在施工過程中，管道支架、固定架的位置、標(biāo)高、坡度都必須符合設(shè)計(jì)要求。保證坡度的準(zhǔn)確性。盡量減小位置、標(biāo)高和設(shè)計(jì)值的偏差［1］。嚴(yán)格按照章程和規(guī)范執(zhí)行，采用相配套的工藝，遵循一定的原則，避免管道交叉嚴(yán)重、阻塞、結(jié)露漏水等問題。做好施工中的控制監(jiān)督工作，減少錯(cuò)誤出現(xiàn)的幾率。加強(qiáng)施工各專業(yè)之間的配合。

4.3 機(jī)電設(shè)備運(yùn)行

機(jī)電設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的噪聲主要通過通風(fēng)管道沿建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳播。有效控制和降低電機(jī)噪聲污染，必須設(shè)置消聲設(shè)備或采取其他減振降噪措施?！斑x擇消聲設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需消聲量、噪聲源頻率特性和消聲設(shè)備的聲學(xué)性能及空氣動(dòng)力特性等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定”［2］。當(dāng)由于機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲靠自然衰減不能達(dá)標(biāo)時(shí)，應(yīng)設(shè)置隔振器或采取其他隔振措施降低振動(dòng)源的振動(dòng)，消除振動(dòng)源和振動(dòng)源接收者之間的剛性連接，從而實(shí)現(xiàn)減振降噪。目前，在實(shí)際運(yùn)用中通常采用加裝彈簧隔振器或橡膠墊等彈性減振元件以降低振動(dòng)傳遞率，或者增加振動(dòng)傳播途徑的阻尼，將振動(dòng)傳播所產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為熱量。在隔振軟管的選擇上，橡膠軟連接和不銹鋼波紋軟管是比較常見的。橡膠軟管具有很好的隔振降噪效果，但同時(shí)也有著其缺陷，如受介質(zhì)溫度、壓力的限制，耐腐蝕性較差。相較于橡膠軟管不銹鋼波紋管則被廣泛應(yīng)用，這是因?yàn)椴讳P鋼波紋管有著耐高溫、高壓，耐腐蝕性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，不過不銹鋼波紋管雖然性能好但是造價(jià)高，因此在實(shí)際工程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況選擇隔振材料［5］。如低溫、低壓水管可采用各種橡膠軟管，而冷凍機(jī)、空壓機(jī)和高壓水泵則需要選用性能較好的不銹鋼波紋管。

5 結(jié)語

中央空調(diào)系統(tǒng)所涉及的學(xué)科范圍廣，需要運(yùn)用暖通空調(diào)、物理聲學(xué)、建筑設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合考慮，以及密切配合才能實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)減振降噪的預(yù)期效果。

［1］GB 50243—2002，通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］．

［2］GB 50019—2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［3］建筑工程常用數(shù)據(jù)系列手冊(cè)編寫組．暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)［M］．第2版．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002．

［4］李婷，盧卯旺，龍?jiān)婎U．電機(jī)振動(dòng)的頻譜分析［J］.湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，26(11):39 －41．

［5］中國船舶工業(yè)總公司第九設(shè)計(jì)研究院等編．隔振設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008．