电梯井道气动噪声问题的分析与研究

邱成东

（日立电梯（中国）有限公司，广州 511430）

0 引言

现代工业、交通运输、建筑业的飞速发展，使噪声问题已成为目前影响最广的污染源和环境公害。伴随着城镇化不断建设，地价也越来越高涨、建筑物越来越高层化，所安装的电梯速度也越来越快；同时，为使土地有效利用，建筑物电梯井道尺寸不断减小，电梯轿厢与井道壁间隙随之变小；并且从减低建筑成本方面考虑，楼层板、墙壁的轻量化和壁厚的薄化，导致噪声在建筑物内部更容易传播，穿透地板、墙壁的噪声损失也有所降低。但生活水平和质素的提高，人们对生活、工作环境要求却越来越高，由此，除电梯在井道中运行产生的振动噪声外，电梯井道气动噪声问题也逐渐凸显出来，有必要对电梯井道气动噪声问题进行分析与研究，并采取相应的措施予以控制。

噪声作为一种物理现象存在，不仅以波的型式传播，还通过人们听觉器官聆听和感受，即：通过噪声发生源→传播途径→听者（受影响的人）这样的途径进行，噪声问题不能仅仅看作是单纯的物理现象，还会因为听者的状态而产生很大不同，对噪声问题的研究，应明确噪声控制需要达成的目标和控制水平。按照声学测试的统计情况，对噪声的接受水平尺度如表1。

乘坐电梯与临近电梯井道通常是人们的短期行为，且人们对可接受的短期噪声环境均具备一定的容忍度，结合表1，对电梯井道气动噪声一般建议控制在50～60dB较为合适，如条件允许则可以再进一步控制降低。按照电梯井道气动噪声控制目标，就要对电梯井道产生的超过该噪声水平的气动现象进行分析，以便采取控制措施。

表1 噪声水平尺度表

电梯井道空气气动噪声现象可以分为两类：一类是电梯在井道内高速运行，迫使空气流动，形成噪声；另一类是电梯在井道内静止状态时，电梯井道内外空气自然流动，配合电梯设备结构，从而形成噪声。以下就分别对这两类气动噪声现象进行分析。

1 电梯运行产生气动噪声

图1

1）电梯运行风声。电梯在狭窄的井道内运行时，会因压迫周围空气产生带风声的气流，使轿厢内、井道厅门、传递到井道外的噪声都会增大，这是电梯井道气动噪声方面普遍存在的现象。低速电梯不明显，很容易被忽略，但高速电梯，尤其超高速电梯就十分明显，该问题一旦产生就很不容易处理，因此，需要在建筑设计阶段，结合电梯设备进行分析和控制，也可以通过理论计算进行判断，其计算模型如图1。

电梯运行压迫空气，轿厢与井道壁间隙空气流速为：

其中，S为井道截面积，S1为轿厢水平面积，S0为井道通风孔面积，β为井道通风孔效果等价系数，V1为电梯运行速度。

则电梯运行风噪声为：L1＝10×log（V+V1）6。

其中，V为轿厢与井道壁间隙空气流速，V1为电梯运行速度。

考虑与实际测量修正值关系，则电梯运行噪声值为：

式中，L1为电梯运行风噪声，TL为测试位置噪声损失值，KL为设计噪声误差修正值。

通过以上公式运算，即可评估电梯井道气动噪声水平，反之，根据对电梯气动噪声要求，也可以运算电梯井道轿厢与井道间隙要求和井道通风面积要求等。

为避免电梯安装后存在气动噪声问题，在确定建筑电梯井道设计前，需进行核算和评估井道尺寸与选定电梯的匹配情况，确保轿厢与井道壁间留有合适的间隙距离，以及根据井道通风面积要求，预留好井道通风孔。

2）电梯轿厢运行经井道凹凸处的风啸声。由于电梯井道壁并不是全程平整的，如在厅门地坎位置，会向井道内伸出一定尺寸，使厅门地坎与轿厢间隙缩小，便于乘客安全进出；因建筑结构需要，井道内部存在凹凸的建筑横梁等等。就是这些凹凸部分，使电梯运行经过时产生局部风压变化，出现“嗖、呼”的声音，且此类噪声比较容易被感受到。

对此类由建筑结构引发的噪声，应从结构方面着手：设计井道之初尽可能保持井道壁平滑，减少井道内的凹凸部分；从改善井道结构角度，在已建成的井道横梁、厅门地坎等位置补充配置过渡板，使凸凹部位平滑过渡，减少电梯运行经过时气流的滞、窜现象，避免局部风压剧烈变化，从而降低或消除凹凸处的风啸声，从实际应用情况来看，这种后续弥补结构缺陷的方法对消除此类风啸声也较为有效。

2 电梯静止状态时井道内外空气自然流动的气流噪声

在建筑室外气温比建筑物内温度低的季节，会在电梯井道最底层电梯的厅门间隙处流入空气，经井道在建筑物上层减压层站井道候梯厅的厅门间隙，和电梯井道机房间的钢丝绳孔开口部到达机房换气口处流出，产生电梯井道特有的气流现象——“烟囱效应”，此类现象在建筑物井道提升高度大于60 m 和秋冬较为寒冷的高纬度地区（北纬30°以上）较为常见。

井道气流产生的噪声主要有两种：一是通过底层电梯的厅门的间隙，空气流入而产生风啸音；另一个是电梯轿厢在建筑底层关闭门时，门与门之间的缝隙变小时，随着井道内上升气流的灌入速度加剧产生的噪声。此类噪声较前两点介绍的噪声不同，不是因电梯运行产生的，而是空气自然流动形成的。

应对此类电梯井道气流产生的噪声，可以从建筑物、井道、电梯几个方面采取措施：

1）在建筑物内配备增加合适气量的换气设备，抵消室内外温差造成的气流影响；或者在建筑物出入口前增设隔挡设施，如多层门、除风室等，避免室外气流直吹厅门，形成“烟囱效应”。

2）在低层井道厅门处，在不影响厅门动作前提下，利用针织物或薄板，封堵厅门间隙，让间隙减至最小限度，从而抑制空气流入形成“烟囱效应”。

3）在电梯轿门、厅门结构设计方面，可采用梯级式设计，改善门与门关闭时的厅门、轿门缝隙形成先后次序和形式，来避免形成风啸声。

3 结语

通过对电梯井道气动噪声产生因素的分析，可以对电梯井道气动噪声问题有一定的认识和理解，但处理噪声问题一向是系统性工程，需根据实际情况来分析判断其产生的具体因素，只有借鉴和运用导流、抑流、消声、隔声等技术原理，结合电梯井道、电梯设备实际使用情况，采取针对性措施，才能将电梯井道气动噪声进行有效抑制和减低，达到噪声允许范围之内。

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