某广场热泵源机组降噪方案设计

贺子轩， 张学勇

(1. 安徽建筑大学数理学院，安徽合肥 230601; 2. 安徽省建筑声环境重点实验室，安徽合肥 230601;3. 安徽建筑大学声学研究所，安徽合肥 230601)

据我国生态环境部公布的数据显示，截止到2019年2月，12369热线接到的举报关于噪声污染的案件就占了32%。噪声已渐渐成为国内外近年来投诉量最大的公害之一。因此，对噪声进行有效控制是非常迫切和必需的。其中，热泵机组对周围环境带来的噪声影响已经成为一个城市面对和需要着手解决的普遍性环境污染问题。

风冷式热泵机组由于具有制冷制热的双重功能，并且操作简单、管理与维修方便，目前在市场上得以广泛应用。为了减少空调噪声对城市人们生活所产生的的负面影响，需要对热泵机组进行降噪处理，从而为人们提供一个更为舒适的生活环境。

本文以某广场的声环境为主要研究区域，首先进行检测，然后依据我国噪声评价等标准，制定并给出合理的实施方案，解决广场上的热泵机组噪声扰民问题。

1 工程项目概况

1.1 工程概述

某广场附近有4台风冷热泵机组及配套水泵设备，如图1所示，机组24 h不停机运转，设备运行时，声压级较高，周围为高层居民楼，距离西侧住宅仅8 m距离，热泵机组产生的噪声对周围居民的生活产生了很大的影响。当热泵机组运行时产生的噪声超过国家标准GB 3096-2008《声环境质量标准》中规定的相应区域的排放限值，应立即采取有效措施减少噪音。本文以整治该处噪声问题为目标，拟定降噪方案，进行降噪治理。

图1 热泵机组现场

1.2 声学测量数据及分析

热泵机组及周边噪声源检测结果测量数据见表1。西侧居民楼内关窗测量数据如表2所示。

由表1和表2测试数据可以看出，风冷式热泵机组在运行时产生的噪声大约在80 dB(A)左右，其中热泵机组排风口噪声值最大达到了92 dB(A)，5楼、6楼受其影响最大。除了出风口噪声还有电机噪声对5楼、6楼都有直接影响，5楼、6楼室内关窗的声压级也接近50 dB(A)左右。

表1 热泵机组及周边噪声源检测数据

表2 西侧居民楼内Leq,T测量数据

从热泵的总体结构分析，设备运转时发出的噪声可以分为2部分，一个是热泵机组运行时，它的钢结构会发生轻微的振动，这种振动会产生一些噪声；另一个则是热泵机组的压缩机和排风扇所产生的。后者是热泵机组噪声组成的主要部分。通过现场观测结合上述2项测试数据，发现热泵机组发出的噪声面积很大，其两侧和顶部向外发出噪声，因而，热泵机组的噪声是开放性的。热泵机组顶部有40台风扇，台数较多，影响范围大，衰减缓慢。此外，热泵机组的噪声会从底部向下传播，因为其底盘并没有全封闭，只有钢结构框架，压缩机全部刚性支撑在框架上[1]。

2 声学设计方案和具体降噪措施

2.1 设计依据

(1)国标《声环境质量标准》(GB 3096-2008)[2]。

(2)国标《社会生活噪声排放标准》(GB 22337-2008)[3]。

(3)国标《建筑隔声评价标准》(GB/T 50121-2005)[4]。

(4)国标《民用建筑隔声设计规范》(GBJ 50118-2010)[5]。

2.2 执行标准

本方案施工完成后验收标准：厂界噪音满足GB 22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》、GB 3096-2008《声环境质量标准》等规范2类区标准要求。即在受影响区域噪声测试：昼间不大于60 dB(A)、夜间不大于50 dB(A)。

2.3 设计原则

(1)设计满足国家相关噪声限值排放标准的要求，满足声学降噪需求。

(2)在满足降噪需求的前提下，采用经济性的措施[6]。

(3)设计完成后，需保证热泵机组的运行正常，满足热泵机组的正常通风和散热[7]。

(4)满足设备的日常检修、维护等需要。

2.4 降噪措施

2.4.1 整体设计

降噪处理前的热泵机组，如图2～图4所示，此机组共有4台，位于马路旁边铁栅栏区域内，机组靠栅栏一侧空隙较小，主要为设备管道。

图2 降噪处理前风冷热泵机组模拟

图3 风冷热泵机组平面

图4 风冷热泵机组侧立面

拟对机组加隔声罩，效果如图5所示，结构如图6所示。

图5 热泵机组隔声罩模拟

图6 吸隔音结构横剖面

其中隔声罩工艺要求：

(1)铝穿孔板穿孔率不小于17%，保证吸声效果。穿孔板边沿不开孔，方便孔板与骨架的铆接。边缘距离开孔位置大约30 mm。

(2)隔声罩填充的吸声材料采用阻燃性能好，耐高温的岩棉，其导热系数小，纤维细而长，不易下沉，吸声系数高[8]。

(3)所有钢构件均需做防锈蚀处理。

(4)外隔板与骨架之间的阻尼层厚度为外隔板厚度的3倍以上，可以效消除共振及吻合效应对隔声罩隔声性能的影响[9]。

(5)隔声罩孔洞及模块与模块之间使用密封材料来提高隔声罩的隔声效果[10]。

(6)安装隔声罩时，模块与地面之间安装橡胶减振垫，防止刚性传声[11]。

热泵机组隔声罩平面、立面和剖面，见图7～图14。

图7 隔声罩平面

图8 隔声罩a立面

图9 隔声罩b立面

图10 隔声罩c立面

图11 隔声罩d立面

图12 隔声罩剖面1

图13 隔声罩剖面2

图14 隔声罩剖面3

2.4.2 进风设计

因区域空间受限，机组下部南侧、北侧进风口均采用竖向直插式消音插片设计[12]，倾斜15°安装，如图15、图16所示，组成迷宫式通道，保证热泵机组进风同时，达到降噪效果。

图15 热泵机组进风消声器模拟1

图16 热泵机组进风消声器模拟2

进风消音器插片材料结构如图17所示。

图17 进风消音器插片节点

2.4.3 排风设计

顶部排风消音，采用半折弯型消音插片，并采用专业的吸隔音墙体，将设备排风口进行封堵围挡，每台设备的排风区域用吸隔音墙体隔开，使热泵机组的排风形成一个独立的空间。如图18、图19所示。

图18 热泵机组排风消音器模拟1

图19 热泵机组排风消音器模拟2

独立空间下半部分为排风缓流区，主要是对排出的风进行静压、整流作用；上半部分为消音通道，由双面金属穿孔板内部填充环保吸音棉组成，对通过的气流起到阻性和抗性的消音效果。排风消音器插片材料结构如图20所示。

图20 排风消音器插片节点

2.4.4 内部检维修、操作通道

为方便设备检维修，防止设备管道长时间踩踏损伤，在管道上方利用钢结构、钢板搭建行走通道，顶部排风也留有4处设备检维修通道，顶通道均采用平开钢制隔音门设计。平开钢制隔音门计权隔声量Rw不低于35 dB(A)。隔音罩下部设有爬梯一部方便上层检维修，上层隔音罩平台周边设有金属护栏，保证检维修人员安全作业。如图21、图22所示。通风的风管在下列部位应设置防火阀[13]。

图21 行走通道模拟

图22 管护走道布置平面

2.4.5 水泵治理

为了防止噪声通过管道振动传到其它地方，现拟将减振、隔振装置安装于热泵机组的底座和进出水管处[14]，达到工程设计要求，满足设备运转需求。

水泵减振处理示意如图23所示，水泵治理后的效果如图24所示。

图23 水泵隔振大样

图24 水泵治理后效果图

2.4.6 地面硬化处理

热泵机组及水泵机组区域，对原有垃圾及杂草进行铲除和清运，清运后采用钢筋碎石混凝土进行地面硬化，硬化厚度不小于200 mm。

2.4.7 周围居民

隔声窗设计为双层中空结构，同时避免“吻合效应”的出现[15]，对周围15 m以内住户更换隔声窗，隔声窗采用5+12A+5 mm，中空钢化玻璃，计权隔声量Rw不小于30 dB(A)。

3 结束语

本文从消声、隔声和减振3个方面，采取了设置消声器、加装隔声罩等方式对热泵机组产生的噪声声源的传播途径进行控制，通过实践，用此方案进行专业降噪施工，不考虑其他噪声源的干扰下，受影响建筑窗外1 m处，声叠加后产生的噪声干扰，满足昼间不大于60 dB(A)、夜间不大于50 dB(A)。西侧居民楼房间内关窗后声压级不大于35 dB(A)。经最后检测证明该设计施工方案满足要求，实现预期治理目标。