摘要：暖通空调噪声问题是很多建筑工程在使用中都会面临的问题，这是有多重原因造成的，为了能够保证室内环境的安静，同时提升暖通空调系统运行的效率，我们应该就暖通空调系统运行中的主要噪声来源及其原因进行分析，并在暖通设计中采取科学性的措施。
关键词：暖通空调系统；噪声分析；降噪策略
1暖通空调运行中主要的噪声来源分析
1.1暖通空调当中制冷机组发出的噪音
我们所说的制冷机组主要在管道以及机械、空气动力性三方面会出现噪声问题。①暖通空调制冷机组管道的噪声主要由皮带轮轴承噪声和压缩机噪声叠加混合引起，同时由于管道内有暖通空调系统制冷机组冷媒流动，也会产生脉动噪声。②暖通空调系统制冷机产生振动及曲轴高速往复运动，甚至制冷机缸体运动等均会引起机械噪声。③空气动力性噪声与其它2种噪声源相比，其辐射面更广，会直接向空气中扩散。这部分噪声主要因暖通空调系统机房的排气风机与进气风机运行不当所致，由此会形成排气噪声与进气噪声。
1.2暖通空调系统风机噪声
暖通空调系统风机在运行时，会由湍流噪声及旋转噪声引起空气动力性噪声。据学者张弛研究表明，暖通空调风机噪声强度与风机叶片的几何尺寸、形状及数量，以及叶轮转速、风机内风流量、风流速等因素相关。
1.3暖通空调系统水泵噪声
暖通空调系统水泵噪声主要由以下3方面因素所致。①当水泵叶片分别经过导向器边缘及涡壳舌部区域时，因水泵压力值的变化，会产生空气辐射噪声。②因风机风速在叶轮入口区域的圆周方向的流向不一致及流速不均匀，会导致叶轮压力产生变化，最终引起噪声。③水泵涡轮引起运行噪声。④水泵基座振动或壳体激振引起空气辐射噪声。
2暖通空调噪声具体分析
2.1 暖通空调系统制冷机组噪声
暖通空调制冷机组运行的噪声主要包括管道、机械和空气动力性的3种噪声源。（1）暖通空调制冷机组管道的噪声主要由皮带轮轴承噪声和压缩机噪声叠加混合引起，同时由于管道内有暖通空调系统制冷机组冷媒流动，也会产生脉动噪声。（2）暖通空调系统制冷机产生振动及曲轴高速往复运动，甚至制冷机缸体运动等均会引起机械噪声。（3）空气动力性噪声与其它2种噪声源相比，其辐射面更广，会直接向空气中扩散。这部分噪声主要因暖通空调系统机房的排气风机与进气风机运行不当所致，由此会形成排气噪声与进气噪声。
2.2 暖通空调系统风机噪声
暖通空调系统风机在运行时，会由湍流噪声及旋转噪声引起空气动力性噪声。据学者张弛研究表明，暖通空调风机噪声强度与风机叶片的几何尺寸、形状及数量，以及叶轮转速、风机内风流量、风流速等因素相关。
2.3 暖通空调系统水泵噪声
暖通空调系统水泵噪声主要由以下3方面因素所致。（1）当水泵叶片分别经过导向器边缘及涡壳舌部区域时，因水泵压力值的变化，会产生空气辐射噪声。（2）因风机风速在叶轮入口区域的圆周方向的流向不一致及流速不均匀，会导致叶轮压力产生变化，最终引起噪声。（3）水泵涡轮引起运行噪声。（4）水泵基座振动或壳体激振引起空气辐射噪声。
3 降噪策略
3.1 选用性能高的低噪声设备
通过分析可看出，暖通空调系统的主要噪声源为通风设备。因此，最经济、最直接的降噪方法是选择性能高的通风设备。在选择设备时，应结合功率、风机风量与风压、风速、风向、叶轮转速、声压级声学和力学性能指标来选择设备装置。在运行时，应尽量使暖通空调系统在正常工况、额定功率下运行，减小功耗，降低噪声值。具体而言，可按如下公式，对暖通空调系统风机最高效率点的声功率级进行测算分析：
式中：L：风机风量（m3/h)；Lw：声功率级；H：风机全压（Pa)。
表1 降噪前暖通空调系统频测数据统计
3.2优化系统设计安装工艺
（1）在设计与安装暖通空调系统时，要对风机的风压与送风量进行精确计算。但不能预留过多风压，否则会增加噪声。（2）尽量设置消声弯头，避免使用小半径或直角弯头。（3）为了防止钢板振动引起的噪声，要控制风光长度，既不能过长，也不能过短。（4）安装暖通空调时要设置减震垫降噪。（5）在安装调试过程中，一旦产生噪音应将隔音罩加装于暖通空调系统的水泵中。
3.3 在声源处设置消声装置
常见暖通空调消声装置分为以下4种类型。（1）暖通空调抗性消声器：此种消声器不使用吸声材料，主要由声抗性元件组成。通过将共振腔或截面突变管段旁接、直接连接于管道中，基于声阻抗失配原理，可使某些不同频率的声波在阻抗突变截面进行干涉与反射，以此消声降噪。其适应于低、中频范围内暖通空调系统的消声降噪。（2）暖通空调阻抗性复合消声器：通过串联抗性与阻性消声器，构成暖通空调阻抗性复合消声系统，可基于阻性与抗性消声器消声功能，在更为宽泛的频率范围内实现暖通空调运行的降噪消声。（3）暖通空调喷注耗散型消声器：此种消声装置主要通过在暖通空调系统的声源处降噪消音，用于对喷注性噪声进行控制。（4）暖通空调阻性消声器：与抗性消声器的消声降噪原理相对应，该种类型的消声器主要采用吸声材料对暖通空调进行降噪处理。此装置可基于吸声材料不断吸收沿通道传播的噪声源，起到逐渐消音降噪的效果。
3.4 隔声墙的隔声
（1）单层匀质实墙隔声效能。单层匀质实墙的隔声效能与实际的入社声波的频率有关。并且其频率的特点与墙本身的单位面积质量、材料的内阻、墙的刚度以及边界等条件有关。在声频的范围内，单层匀质实墙的隔音效果主要与质量有关，并且符合“质量定律”中的墙的单位面积质量越高，其隔声的效果越好，并且单位面积质量每增加一倍，其隔声量将会增加六倍。因此，若想提高隔声墙的隔声量，应当适量选用较厚重的墙体。（2）组合墙。通过增加墙的厚度可以有效增加隔声量。但是若仅仅依靠增加墙体的厚度来保证隔音效果实际是不经济的，并且墙体的厚度增加了系统结构的质量，会限制其实际使用。而多层组合墙可以利用不同声波在穿透介质时通过其发生反射来进行自然衰减从而增加隔声量，这样就可以在既保证墙体质量轻的同时有效提高隔声量。空气层的隔声效果与其厚度有关，若再在其中设置吸声材料且并不填满，可以进一步提高隔声效果。
3.5空调系统的吸声
空调系统产生的噪声会通过空调末端以及建筑结构基础传播至空调使用的房间内，而这些声能会有一部分直接传播至耳内，大部分会在室内的各个界面经过多次反射再传至耳内，第一种为直达声，第二种则为混响声。人耳接受到的一般是两种声音的集合，若在室内设计有吸声用的构件，可以吸收传播过来的反射声能，从而有效减弱混响声。国内外的吸声降噪方式已经得到广泛应用，一般可以降噪6-10dB。目前使用较普遍的吸声材料为超细玻璃棉，由于其为不燃材料，且吸声系数大、吸声效果好。但是需要注意的是，吸声降噪只能用于减弱混响声，不能降低直达声，因此不能将室内的噪声完全吸掉，不可能降低噪声级10dB以上。
3.6 空调系统的隔振
（1）通风机：通风机的振动频率一般在10-20HZ范围内，一般的民用建筑选用的风机转速在1000转/分左右，因此，需要选择固有频率较低的隔振设施，例如采取金属弹簧可以达到较好的隔声效果。（2）冷水机组：由于压缩机的转速很高，因此其扰动频率也会很高，在选用隔振设备就可以采用弹性隔振垫。但在实际施工中，需合理选择支撑面积。若选择的面积过小，会无法起到隔振效果，过大则会使得材料变硬而失去隔振效果。（3）水泵：水泵的扰动频率一般在24-48Hz内，因此，采取隔振器或者隔振垫都可以达到较理想的隔振效果。（4）冷却塔：冷却塔一般风机转速低，振动频率低，可不作隔振处理。（5）管道：空调的制冷设备不仅仅是依靠于某个单独设备，而是通过管道的连接将其构成一个完整的系统。因此，设备的振动会连同其管道、支吊架等传播至支撑该结构的各个界面。为避免此传播，在设备与管道之间应当避免刚性连接，使用橡胶软接头、不锈钢波纹软管等构件，支吊管也应当设置减振装置等。
4实例分析
4.1 暖通空调降噪工程的实例概述
某暖通空调系统存在噪声偏大的问题，通过采用噪声频谱分析仪按如下测点位置对暖通空调系统的回风口处与各机组房间发出的噪声进行测试，获得表1所示部分机房回风口1m处的相关噪声频测数据。
4.2 降噪策略在暖通空调工程案例中的实际运用
数据分析认为，该暖通空调运行的噪音偏大，主要原因在于回风口1、2层防雨百叶面积有效系数偏小，致使回风口的风速增大，形成气流性噪声。同时，由于暖通空调机房面较小，防雨百叶结构固定松动，由此引发噪声。再加上该暖通空调系统内部缺乏高性能的吸声降噪装置，使空调机组的噪声由回风口传输至室外，使整个建筑物内的噪声增大。对此，采用本文所述暖通空调系统隔音降噪方法，在考虑设计方案的可行性与改造经济性的基础上，主要通过以下措施实现节能降噪。（1）将一层矿棉装饰吸声板吸声材料黏贴于空调机房的内部墙壁。（2）将消声器加装于该暖通空调系统的回风管处。（3）进一步稳定百叶窗的结构，防其振动。（4）确保在系统机组经济稳定运行前提下，适当减小风机风速。（5）适当增大百叶窗面积或开孔系数。
4.3 暖通空调工程降噪效果
通过上述措施降噪处理后，再次对机房内、外部分的噪声进行测试。结果见表2。
表2 降噪后暖通空调系统频测数据统计（机房内外部分)
所测结果表明，随着频率不断增加，其噪声值在逐渐减小，且改造前、后空调系统的噪声值差异明显，机组1#、2#、3#、4#、5#回风口处分频测试噪声值均在50dB以下，取得了显著的降噪消声效果。
结论
暖通空调系统在运行中的降噪策略主要是依靠消声器，而在暖通空调系统设计与施工中采取必要措施确保通风设备运行中的稳定性以及科学性同样能够降低暖通空调系统发生噪音的几率，而对暖通空调系统进行定期维护与噪声问题检修，同样也能够降低暖通系统运行的噪音干扰，还能够提升暖通系统运行的效果，减少其运行中的能耗，为建筑的节能与环境保持提供助力。
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论文作者:柳杨
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：噪声论文; 暖通论文; 空调系统论文; 风机论文; 降噪论文; 暖通空调论文; 水泵论文; 《基层建设》2018年第30期论文;