机电安装工程通风与空调系统声学与噪声控制实施要点简述

2020-07-01张宁波

建筑施工 2020年3期

关键词：噪声控制消声风管

张宁波

上海市安装工程集团有限公司上海 200080

随着人们对健康舒适的工作和生活环境的诉求日益增长，高级民用及商业建筑对室内环境噪声控制的要求也越来越高[1]。噪声来源广、传播途径多，室内环境噪声控制是一项系统工程，需各方综合协调、统筹安排、严格实施，方能达到理想的声学与噪声控制效果。

大体量综合性建筑的通风与空调系统，一般都安装有数量众多的大功率空调机组、风机、冷却塔等动设备，规格庞大复杂的风系统管路及末端处理与输送装置。噪声控制的重点集中于大功率动设备，同时，管路系统及末端装置也不可忽略。

本文将结合典型建筑综合体的室内环境噪声控制目标，依据从源头上减振降噪、在过程中吸声控噪的原则，从措施策划、设备及部件选型、专业实施等角度，阐述机电安装工程中，通风与空调系统的声学与噪声控制的实施要点。

1 噪声标准

1.1 室外噪声标准

我国建筑工程领域的室外噪声标准主要包括国家标准GB 3096—2008《声环境质量标准》[2]、GB 22337—2008《社会生活环境噪声排放标准》[3]及GB 10070—1988《城市区域环境振动标准》[4]等。对于机械噪声传播，距离任何百叶窗/设备通风口外部3 m外的噪声水平必须低于60 dB（白天）以及50 dB（夜间）。

1.2 室内噪声标准

实际工程中，建筑室内噪声标准通常由建设方在国家、行业和地方标准的基础上，根据具体建设需要，自主确定[1-2]。一般情况下，建设标准越高，对室内噪声的限值要求也越高，同时，交响乐团、歌剧院演奏厅等声学场所对室内噪声的限值要求显著高于其他场所。

室内噪声标准多以控制地板以上l.0～1.5 m之间测量的最大可允许噪声为准，并包括由于设备、风管系统以及水管产生的噪声在空间内8倍频程的声压级必须符合的噪声指标。例如，位于上海市中心城区的某建筑综合体的室内噪声标准见表1。

表1 某建筑综合体典型场所室内噪声标准

由表1可看出，该建筑综合体一般商业场所的室内噪声标准为50 dB，办公区域为40～45 dB，生活起居区域为40 dB，卧室夜间为30 dB，仅有停车库及机电设备房等场所低于60 dB。

2 管理措施

2.1 产品测试

消声产品的质量和性能是通风与空调系统的声学与噪声控制效果能否达标的重要保障条件。因此，消声设备厂商最好是具有数年以上相关经验的资深厂商，且所有消声设备必须提供相关声学测试报告以确认其消声效果达标。

2.2 资料审查

消声设备及产品制造商应提供相应材料清单以具体说明其对机电及管道系统的消声降噪措施。材料清单的图纸及列表应标明并包含如下内容：消声器/百叶位置的尺寸及压力损失，设备8频谱声功率级噪声数据，设备噪声最终声学计算所达效果。

在具体采购消声设备及材料时，应根据已批核的消声设备及材料的声学计算和声学性能执行。当现场安装条件与设计要求有偏差时，则应识别并提前以书面形式提出，待有关各方确认后，方可继续施工。

2.3 工程协调

消声设备及材料安装施工时，施工方应及时收集厂商设备噪声数据，检查施工环境是否超过设计风速，协调消声器安装位置及尺寸。同时，协调出风口位置并平衡各风口风量，使风量均匀送出并达到设计要求[5-9]。

3 声学与噪声控制实施要点

3.1 通风与空调设备

3.1.1 空气处理机组

空气处理机组一般安装在楼面所设专用机房内，处理风量大、噪声高，对整个通风与空调系统噪声控制的影响较大。为确保楼层最终噪声标准达到要求，应安排最少一次出厂声学测试及全尺度样板测试来验证空气处理机组的噪声水平，并确认所选用空调机组噪声值在出机房8 m范围内可满足楼层背景噪声的要求。施工时，应尽可能选用低噪声的空气处理机组，其最大允许声功率应满足表2的值。

表2 空气处理机组最大允许声功率

空调系统的全尺度样板测试应安排在能模拟楼层的实际环境下进行，一般可在标准层的样板间测试。样板测试时，应注意以下几点：机电管线穿墙或楼板处应密封良好；风管路径应与设计相一致；空调系统应以全速及不同的转速运行以模拟将来实际情况，即空调机组应在相同的静压及100%、90%、80%和70%风速下测试，以防止单频特性的产生；噪声值应在邻近机房的送、回风干管下离地1.0～1.5 m处测试，并记录8个倍频程（63～8 000 Hz）及31.5 Hz的声压级。

送、回风管与空气处理机组连接处可通过采用消声静压箱及双层风管（即消声风管）的措施进一步降低空气处理机组噪声的传播。一般情况下，消声风管采用厚50 mm、密度为48 kg/m3的吸声棉，外覆穿孔率为28%的穿孔金属板。

空气处理机组振动与噪声控制的措施示如图1所示，并就各项具体措施说明如下：根据规格书及计算确定消声器；风管与空气处理机组软连接，风管外包玻璃棉，且连接时不能拉紧；大尺寸风管内敷厚100 mm隔声棉并用穿孔金属覆面，转弯处设置导流片；采用低噪声风机，宜选择大风扇叶轮、低转速风机；空气处理机组放置于厚19 mm、静压缩量2.5 mm的聚乙烯氯丁橡胶垫上以减少机组振动和噪声；风机采用静挠度25 mm、最小隔振效率95%的弹簧减振器；空气处理机组采用双层结构外箱体。

图1 空气处理机组振动与噪声控制措施示意

3.1.2 风机盘管机组

风机盘管机组在中等风速下的最大声功率一般应满足表3的要求。对于超过FCU 1000规格的风机盘管机组，其最大声功率限值可参照FCU 1000机组执行。当风机盘管机组在中等风速条件下使用区域的噪声大于40 dB时，可通过在风机盘管机组送风及回风管道安装厚25 mm吸声内衬的方法来降低该使用区域的噪声。

表3 风机盘管机组中等风速下最大声功率限值

3.1.3 冷却塔与风冷热泵

施工时，应尽可能选用低噪声的冷却塔或风冷热泵，并确保冷却塔或风冷热泵的叠加噪声在距离其进/排风6 m处的值不大于60 dB。若设备本身噪声值超过上述限值，则须采取消声百叶或消声风管等措施。

3.2 通风与空调部件

3.2.1 消声器

消声器是通风与空调系统噪声控制的主要措施之一。为达到较好的噪声控制效果，除纯消防用途风机外，所有的通风与空调系统设备均须使用消声器。消声器规格要求为：镀锌钢板外壳厚度不小于1 mm，内部镀锌钢板穿孔隔板厚度不小于0.7 mm；填充物玻璃棉密度不小于48 kg/m3，压缩率不小于5%；在2 000 Pa压力下无渗漏。消声器的燃烧特性及火焰扩张等级须符合当地防火要求及不燃A级。当消声器暴露于室外使用时，须采取适当的耐候及防风雨和防腐蚀措施。此外，冷却塔消声器须采用不锈钢材质。

根据国际标准ISO 7235∶2003，消声器的动态插入损失值及压降，应在设计气流下，依照通风与空调系统施工图主要设备明细表的要求测得。消声器的动态插入损失值应不小于图2所示的值，其基本要求须达到“消声器类型A”的数值并符合室内背景噪声的要求。正常情况下，压降超过50 Pa的消声器一般不予采用。

图2 消声器动态插入损失

3.2.2 消声百叶

屋面设备噪声超过限值时，可采用消声百叶进行隔声降噪。消声百叶应采用镀锌钢板、铝板或不锈钢板在工厂进行预制，内部填充惰性、不可燃声学物料。消声百叶的厚度应不小于300 mm，其开口3 m外的噪声应不大于65 dB，同时，消声百叶的通风率应不小于33%，压损应不大于50 Pa。消声百叶的声学和气流性能必须由认证实验室测试并经过鉴定，其隔声值测试应依据ASTM E90、ASTM E336或同等标准，参见表4。

表4 消声百叶隔声性能

3.2.3 软风管

软风管的长度不宜过长，风速不应超过2.2 m/s，否则压力损失过大。软风管的消声性能要求参见表5。须指出的是，表中数据为长2 m的软风管在静态环境下测得。

表5 软风管消声插入损失值/dB

3.2.4 散流器或格栅

散流器或格栅为通风与空调系统的送风末端装置，由于距离室内人员较近，其声学性能对整个系统的噪声控制效果有着重要影响。一般情况下，散流器/格栅的出风口风速不大于2.0 m/s。为确保使用区域噪声值不超过40 dB，散流器/格栅的最大允许声功率应满足表6要求。

表6 散流器/格栅最大允许声功率

3.3 材料与风速

3.3.1 吸声内衬

风管的吸声内衬可采用纤维材料密度不小于48 kg/m3的玻璃棉；吸声内衬的吸声系数不应小于0.75，且其表面应采用橡胶或黑色衬纸覆盖。当吸声内衬用于圆形风管及中/高速（超过8 m/s）风管时，吸声内衬表面须有开孔率不低于28%的穿孔板进行保护，穿孔板采用的镀锌钢板厚度不小于0.7 mm。

当风机盘管机组中速运行噪声大于40 dB时，其送风及回风管内的吸声内衬厚度不小于25 mm。用于一般静压箱时，吸声内衬厚度不低于50 mm；用于空调机组静压箱时，吸声内衬厚度不低于100 mm。

3.3.2 风管风速控制

管内风速较高时，会使风管本身发出噪声，不同噪声标准下的建议最高风速可参见表7。支风管内的最高风速不应超过表7中各值的75%，连接末端装置风管内的最高风速不应超过表7中各值的50%，若是弯管或其他部件，则应进一步降低风管内的最高风速。

表7 不同噪声标准下风管内风速限值

3.3.3 风口风速控制

通风与空调系统送风及回风口的可接受最高风速参见图3。须注意的是，靠近送风口的风阀开度不应过低，否则会引起送风气流噪声超标；同时，出风口或格栅的声功率应比要求的NC值低至少5点。

由图3可以看出，当室内噪声NC标准在25～45时，随着噪声标准限值的提高，送/回风口可接受的最高风速也随之升高，但最低不低于1.8 m/s、最高不高于3.8 m/s。同一室内噪声标准下，回风口可接受的最高风速略大于送风口，两者差值为0.2～0.6 m/s，并且随室内噪声标准限值的提高而变大。即室内噪声标准越高，所允许的送、回风口的最高风速越低，且对送风口允许最高风速的要求高于回风口。