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关于建筑暖通设计中的噪音与振动等质量通病分析
2017-11-21 16:58:22  作者:  来源:万选通资讯  
  •   本文结合现实案例,通过对建筑暖通设计中存在的排风口的传声噪音、排风设备的噪音、送风系统的噪音等方面存在的噪音和振动等质量通病的深入分析,指出了机房位置、孔缝位置等对噪音控制的影响,并结合前人研究成果和笔者的实践经验总结,提出了有效的处理方法和预防措施,最后对建筑暖通空调设计中有效控制噪声的设计要点做了进一步总结。
    关键字: 建筑暖通 噪音 震动

  1、引言

  随着社会的飞速发展和人民生活水平的日益提高,人们对所处的生活和工作环境的质量要求和后期使用的舒适度的要求也在不断增加。而暖通工程作为建筑施工中的重要构件,为确保建筑物内的干燥通风、冬暖夏凉等功能的实现,及打造宜居环境等方面均起着保驾护航的作用。而当前,无论是民用建筑还是工业建筑中的暖通工程,均存在不同程度的噪音和振动等质量问题,极大地干扰了人们的正常生活和工作。虽然业界专家学者在建筑暖通设计中的噪音与振动等质量通病的问题方面的研究已经不少,但多集中在理论研究方面,而很少与实际案例相结合,并未形成系统的设计要点归纳总结。基于此,笔者通过本文的研究,以期达到为建筑暖通设计提供技术支持,为进一步规范暖通设备的安装方法提供科学的理论支撑,为有效解决建筑暖通设计中的噪音与振动等质量问题提供新的解决处理思路和预防措施的最终目的。

  2、建筑暖通设计中的常见的质量通病分析及其处理方法

  2.1排风口的传声噪音及其处理方法

  无论什么样的建筑,只要安装了低速暖通空调设备,且设备顶部有散流器的,无一例外均会在建筑物大堂内产生较大的噪音。前人研究指出,这一系统在运行中的噪音很大,加之发声部位临近回风口位置,所以传声会被进一步放大,究其根源在于回风口位置无降噪设备导致的。如,笔者参建的某宾馆工程就在门厅和大厅位置安装了低速空调系统,为了满足送风要求,在系统顶部加装了散流器,侧墙采用集中百叶回风设计。门厅的回风口面积为4㎡,大堂2㎡,回风口的风速2m/s,站在大堂位置就能听到很明显的嗡嗡声。根据专业人员的排查发现,回风机的巨大噪音就是由于距离回风口近造成的,且在风道内没采取任何消音措施。

  处理方法:根据上述问题,我们在机房内回风管的外部包裹了隔音材料,以阻止机房噪音传向回风管,并在大堂、门厅的回风口内做了加长至500mm,改用玻璃棉保温消声筒的方式进行处理。经检测,大厅内的整体环境有了明显的改善,特别是在减少低频噪声方面成效显著,有效将低频造成降低至约15dB,为人们的工作和休息提供了更好的条件。

  2.2排风设备的噪音及处理方法

  在建筑暖通工程中,排烟风机发挥着排风设备的作用,而排烟风机的运转功率非常之大,且排风管的转速很高,导致该部分的设备噪音会被无限扩大,有时还会给建筑百叶带来不良影响,加之设备的风扇叶间距较小,在一定程度上扩大了建筑物内部的人声噪音。所以,排风设备噪音质通病案例也极为常见,极大地干扰了建筑物内部人员的工作和生活。

  处理方法:为了有效降低排风设备的噪音,可在设计中考虑在建筑排风系统加设消音器或消音弯头,具体的设备规格和型号应根据建筑物的实际情况和使用需求而定,而在安装中则应合理确定布设位置,设计人员应对设计图纸做认真的研究,提前将图纸设计规划工作做好,以最大程度地提升设备运行效能。

  2.3送风系统的噪音及其处理方法

  如某建筑的会议室按使用需求安装了送风系统及相应的消音设备,只是在设备回风口的位置没配备相应的消音设备,所以在设备运行中的噪音也很大。在这座建筑物中,所采用的暖通空调系统为整体式的,更在一定程度上增加了噪音频度。尽管也在某些环节做了消声处理,但效果并不明显,检查后发现,此设备的排放方式为无风道型,此方式会在回风中使一部分空气进入到机房控制室内,随之噪声会侵入到各机组中去,并最终被传到室内空间,给人们造成一定的干扰。

  预防及处理方法:在排风设备的安装中,应根据有关规范标准和建筑物的实际使用需求科学的安装消音弯头及消音器,如有必要,可在设备排风口处做消音处理。此外,还应加强对设备运转风速的调控,做好如上几点,方可实现有效降噪、使会议室内的环境条件符合使用要求的目的。

  2.4空调机房与会议室相邻的噪音及其处理方法

  在某会议室,虽选用了低速系统的空调,但其室内的噪音还是非常大。经排查研究,发现导致这一噪音出现的原因如下:第一,因为空调机房和会议室紧挨着,而机房吊顶上的空调风管的穿墙洞没有及时封堵,使一部分噪音由此传入了室内。第二,空调箱的能力不符合设计规定标准,实际风量是设计风量的2倍之多,因此,干管部分的风速平均约为11m/s,散流器喉部位置的风速也约在6m~7m/s,由此生成一部分附加噪音。第三,机组的弹簧减震器不好也是导致会议室出现部分振动噪音的主要因素。

  处理方法及预防措施:第一,在此建筑物内尤其是对噪音要求较低的房间安装空调或风机的时候,应优先采取双极方针措施。简单说,就是混凝土基墩的下方铺设一层沥青软木,以起到防振效果,在空调箱的下方加弹簧或橡胶减震器。第二,为使风机的转速下降,风量降低至符合设计要求,最好把风机的皮带轮做改大处理。第三,及时将吊顶上的所有穿墙洞密封严实,以杜绝串音现象。以在某工程机房噪音改造为例,通过上述措施有效降低了机房噪音给会议室的影响。改造前后效果对比如表1所示。

  表1 所示为某工程机房噪音改造前后对比表

  

 

  2.5孔洞和缝隙对噪声的影响

  孔洞和缝隙对噪声的影响与以下几种因素密不可分,主要体现在:第一,开孔面积的大小。一般在孔洞的孔位和孔深不发生变化的情况下,开孔面积的大小和隔音效果成正比,即开孔越小,隔音越好,孔洞面积越大噪音也越大。如,在100mm厚的矿渣空心撞墙的中心点取位开孔,如果孔洞的直径为30mm的话,这面墙的平均隔音量会由最初的40.4dB下降至36.5dB;如果开孔直径达到50mm的话,其隔音均值会下降至34.8dB。第二,孔洞和缝隙深度因素。在建筑暖通设计中,如果孔洞位置和缝隙的面积固定,而墙板的厚度不同时,会产生不同的隔音效果,通常来讲,墙面越薄其隔音效果越差。第三,孔洞和缝隙选位因素。即在孔、缝的面积和深度固定的前提下,选位在墙体中央的时,隔音效果会相对较差,如果想将噪音降到最低,最有选点位于两面墙相交的棱线上,如建筑物室内有三面(两面墙和顶棚)相交时,选孔、缝在此处的隔音效果是最佳的。

  因孔、缝的深度、面积和位置等对噪音的降低效果有着直接的联系,所以,孔、缝设计必须穿过房屋结构的管线,墙面孔洞位置设套管,并用超细玻璃棉等把管和套管中间的缝隙密封严实。如,在某暖通工程中,需要在厚度为240mm的砖墙上开一个600mm×400mm的孔,经测试发现墙体本身的隔音量为47dB,而开孔后隔音量则低至19.6dB,待把2.11kg超细玻璃棉将孔隙堵住后,隔音量又升至37.1dB。另外需要注意的是,一部分墙体在完成抹灰施工工艺后,隔音效果也会有所提升,而实际上起到隔音作用的并不是抹灰层发挥的作用,而是因为原有墙体自身存在的砌缝不严造成的漏声,作为一名合格的设计人员必须充分认识到这一点。

  3、建筑暖通空调设计时控制噪声的重点

  3.1熟知噪音源

  在民用建筑设计中,除了要营造舒适安静的环境外,还要确保建筑物的冬暖夏凉。所以,为了实现这些设计目标,设计人员应对噪声源有充分的了解,具体包括通风机、制冷机、冷却塔、整体式空调机等诸多因素,这些噪音对建筑内的噪音影响也很大,这就要求在设计工作中,必须将上述因素与空调系统的消声处理和排风系统的噪音处理、送口风的消声和回风口的噪声等并重,同时还要熟知建筑物内的噪声和环境噪音源头,提前制定预防措施。

  3.2设计布局结合建筑工种

  机房是噪音的主要发源地,所以为降低噪音和振动感染,所以,在设计中应合理布局机房与进风塔(口)、排气塔(口)的位置,声源控制中要着重隔声隔振设计,其次是吸声设计。因此,应在建筑物隔墙、门窗及孔洞、缝隙等设计上做文章,缝隙的填充材料应有一定的弹性。

  3.3系统设备选择应以控制噪音为出发点

  注意事项有:系统风量不宜过大;风机最好选高效、低噪的,最好叶片向后倾的离心风机,控制压头部分的留余;风道内的气流确定应符合建筑物的允许噪声等级要求;风机的进、出口位置不设计成急转弯型,并用100mm-150mm的柔性接头进行隔振处理,隔振材料为防火的玻璃布或人造革,短管后的风管上应用厚约50mm、长1m-2m的超细玻璃棉包好。

  3.4消声器的选择

  在选择消声器时,应注意以下几点:第一,进行消声计算,按照通风房间的要求,算出相应的噪音消除量,以此为依据选择消声器。第二,由于建筑暖通设计中主要应消除125Hz、250Hz和500Hz的噪音,所以通常会选低中频的抗性或共振消声器。第三,消声器的风速应<6m/s,如安装在室内通道处则风速应≤5m/s。第四,经过风口消声器的风速控制在2m/s左右。此外,将消声百叶窗设计成吸声叶片,形状可谓月牙形、椭圆形等,根据砖墙厚度确定百叶窗厚度,一般通风面积为百叶窗面积的一半。

  4、结语

  综上,建筑暖通工程设计与施工中的问题非常之多,而造成这些噪音与振动等质量通病的原因除了有设计不当的因素外,还与现场施工安装不规范等因素有着密切的联系。为了确保建筑暖通工程能更好地运行,为人类的生产、生活提供更高水平的服务,这就要求在工程设计和安装的各个环节中,均要加强质量控制管理,确保工程设计施工图纸的科学性和合理性,并在后续施工中严格按照施工方案要求规范施工,以消除常见质量通病,全面提升建筑暖通工程的整体质量。

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