消声与隔振措施在空调系统中的设计与应用

周祖东

【摘要】介绍了消声措施和隔振措施在暖通专业工程中的设计和应用，指出了消声与减振措施在工程中的的重要性。

【关键词】消声 隔振 噪音

0 引言

随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高，空调系统在我国民用建筑中的使用已越来越广泛。空调系统的使用，改变了空调房间内的小气候，给人们带来了比较舒适的温、湿度环境。然而，空调系统在正常运转的同时却伴随着噪音和振动的发生，长时间处于有噪音的嘈杂的环境中会使人产生烦躁情绪，影响人的工作和健康；因此，减弱和消除这些噪音和振动是空调系统设计中的一个重要且必不可少的内容。

一般来说，空调系统的设计是暖通专业的任务，而消声与隔振则属于声学、生理学与建筑结构学等学科的范畴，有关这方面的知识和信息分散于各相关专业的书刊内，专业性很强又难以沟通。虽然在暖通专业的教材和书刊中也常能找到关于消声与隔振的章节，但篇幅较少，缺乏系统性和专业技术的深度，也缺乏用于工程设计所必须的相关资料和操作程序，使得机电设备专业的工程师无所适从。由此，出现了为数众多的空调工程由于噪音超标而影响使用的案例。

本文笔者不去从理论上分析机电设备产生噪音的机理和计算噪音的级别和特性，而是主要介绍在工程实际中如何实现对机电设备的吸声和隔振处理，给出工程中一些比较成熟的措施和做法，供暖通专业的同行参考。

1 设备机房内的吸声与隔声处理

建筑物内部的设备机房，包括空调机房、风机房、泵房等内部多为产生噪音和振动的机电设备，这些设备会对邻近的敏感房间带来直接的噪音和振动干扰，是重要的噪音源与振动源。因此，有必要对产生噪音和振动的设备机房做隔声和吸声的处理。

上述提到的空调机房、风机房、水泵房等产生噪音级较高的房间，需要在房间内进行较强的吸声处理，达到在一定程度上降低设备机房内的噪音。由于这些设备机房没有过高的装修要求，所以在做吸声处理时本着采用吸声效率高、价格低廉的材料的原则。穿孔或缝的FC吸声构造板又称高强水泥加压板，是一种价格比较低廉的吸聲饰面材料，普遍用做设备用房内墙面吸音处理的材料。FC板在安装完毕后不得在其表面进行粉刷和喷涂等饰面处理。

设备机房应尽量避免布置在一些噪声敏感性房间或对噪声控制要求很高的房间附近，当条件不允许确实避不开时，应该在设备机房的一侧增加一道轻质墙体以增强隔声的性能，这道轻质墙体应结合上述的吸声墙体构造统一考虑完成。施工时这部分墙体应做到结构顶板下，不能留有缝隙，以保证隔声的效果。

对于设备用房的门也应采用专业的隔声门，其隔声量达到Rw≥42dB。当机房面积许可时，面向公共区域的设备机房的隔声门最好做成双道门声闸，声闸每道门的隔声性能不小于24 dB。门的供货商应出具其产品满足隔声性能的检测报告和数据。

对于会议室、包房、宴会厅等对噪音控制较高的功能区，需要在房间中增加墙面饰面材料的吸声性能，具体构造可以选择布艺软包，穿孔皮革吸声板或穿孔木质吸声板构造等。

为保证设备管道如风管、水管和线管进、出设备机房时机房内的噪音不外泄，施工房有责任对这些机电管线进、出设备机房时进行必要隔离和密封处理。

2 机电设备的隔振处理

机电设备，特别是暖通专业的风机、空调机组和冷却塔等，这些设备有吊装的，也有落地安装的，都会产生振动和低频噪音。这些振动和低频噪音可以通过建筑结构传播，到达主楼的每个角落，影响到人们的工作或休息。因此，有必要对于产生噪音和振动的机电设备做隔振的处理。减振器的材料一定要选用具有弹性的材料，如橡胶、软木或弹簧等。对于隔振器的选用标准，一般来说当机电设备的转速小于或等于 1450r/min时，宜选用弹簧减振器；当机电设备的转速大于 1450r/min时，宜选用橡胶等弹性材料的隔振垫块或橡胶隔振器。

由于隔振设计必须针对具体的设备来进行，对于某个具体的工程，隔振设计应在机电设备招标完成，确定具体设备的厂家和型号后再进行，具体步骤如下：1）、招标确定设备的具体型号，2）、由设备生产厂家提供设备底盘尺寸、机组重量、转速等参数，3）、由设备生产厂家根据机组运行稳定性的要求提出隔振器支点或吊点的位置和数量，4）、由声学顾问或隔振器厂家的设计人员根据机电设备的参数选配隔振器的型号，做二次深化设计。

通常，对于重要场所附近的产生振动和噪音的落地安装的机电设备，其设备基础应该做成浮筑地面构造，浮筑地面的隔振材料采用橡胶隔振垫，同时在机组钢架下采用弹簧隔振器进行隔振处理。浮筑隔振板的四周设有凸凹楔形沟槽，可以是任何形状的交叉楔口接合。浮筑地面一般可由业主另行委托声学顾问做二次深化设计，并由施工单位负责施工。但在施工图的前期设计时应考虑到浮筑地面基础的重量，提前给结构专业提条件，增加结构楼板的承载力。

对于一般的设备机房内落地安装的机电设备只采用弹簧减振器隔振即可。弹簧隔振器布置在设备支撑钢架下，其数量和型号根据设备的重量和扰动频率进行计算确定。每台设备的隔振器至少为四个，安装在四个角上；如果隔振器的数量多于四个，则中间位置的弹簧隔振器应根据机组的重心进行调整，保证每个减振器受力均匀，且都是垂直受力，并保证安装后弹簧减振器的上罩不能和下壳有刚性接触。一般由设计单位提供设备的重量和转速等参数，由甲方委托声学顾问或专业的减振设备公司做二次深化设计。

机电设备用房的高度应考虑到弹簧减振器的高度影响，一般的弹簧隔振器的静态高度为150～250mm，如果设备机房高度有较大的限制，设备专业可以在隔振设计前对隔振器的高度提出限制要求，要求供货厂家减小隔振器的高度，但要求隔振器的高度不能小于120mm为限。

工程中还有其它的一些隔振措施，如风机的进出口安装帆布软接头隔振，管道上安装消音器，压缩机和水泵的进出口处都设置避震喉等。

3 消音器的设置

暖通专业的空调风管和通风系统风管上应根据需要设置消音器。选择消声器时，应根据系统所需消声量、噪声源频率特性和消声器的声学性能及空气动力特性等因素，分别采用阻性、抗性或阻抗复合型消声器，关于消音器的选型计算应由甲方委托声学顾问优化完成。

通常，从空调机组的出风口和回风口到房间内的每个风口之间的管道系统上应至少保证有一级消音器或二级消音器。其中一级为阻抗复合式消音器，主要消除中低频噪音，另一级为折板式消音器，主要消除高频噪音。通常做法是阻抗复合式消音器应设置在折板式消音器之前，即相对靠近机组的位置。每级消音器的数量和长度根据具体管道设计图纸确定。在选用时消音器的静通道面积不应小于管道通风面积的85%，所以，折板式消音器截面会大于管道截面75%以上，所以在设计空调通风的管道系统中，必须为消音器预留足够的位置。

为了保证消音器的最佳消音效果，应将消音器设置在空调机房和房间之间的过渡空间内，尽量不要设置在空调机房内，以免引起声波短路，影响消音器的消声效果。如果必须在空调机房内，则必须对消音器及消音器末端到空调机房墙面的管道进行隔声处理。

4 结语

在空调系统设计时，必须对空调机房位置的选择、消音器的配置、设备管道减振处理和机房孔洞封堵等多个方面给予足够的重视，否则一旦出现设计缺陷，再进行后期噪音的治理是非常困难的。希望本文中的一些措施和做法能够给同行们以借鉴和参考，帮助解决工程中遇到的实际问题。

参考文献：

[1] 马大猷 噪声与振动控制工程手册. 机械工业出版社， 2002

[2] 张驰 中央空调系统噪声测评和控制对策. 环境污染治理治理技术与设备. 2005