建筑空调设计中的噪音与振动问题的分析

焦静雅

河北省水利规划设计研究院有限公司 河北 石家庄 050021

1 噪音和振动的相关概述

在0～120分贝范围内可以将噪声分为3个等级：30～59分贝属于一级噪声，人们对于一级噪声可以忍受，但是仍然会有不舒适的感觉，若是噪声达到40分贝，将会影响到人们的睡眠；60～89分贝属于二级噪声，二级噪声会对人们植物性神经系统产生干扰，人们会发现出现听力困难现象，一般规定85分贝是人们听力的保护极限值；90～120分贝属于三级噪声，三级噪声直接会对人们的神经系统造成明显损害，此时噪音对人们听力系统造成的损伤是不可逆转的。按照我国噪声相关规定和标准要求，住宅区范围的噪声在白天不能高于50分贝，夜间需要小于45分贝。

2 建筑空调设计中对噪声和振动问题进行解决的重要性

人们生活水平的提高促使人们对生活有更高的要求和标准，尤其是在建筑工程设计和施工中，人们对配套设施有更高的要求，不仅要求建筑设计装饰更加便宜、实用，同时还要求外观更加美观。随着建筑市场的竞争不断激烈，在建筑空调设计中，相关企业若是能够更加有效解决噪音和振动问题，将会提高企业的经济效益和社会效益，在激烈的市场竞争中占据有利地位。在建筑空调设计中对噪音和振动问题进行解决，可以促使建筑提供优越的服务，尤其是在冬季为人们提供更加舒适、温暖的室内环境，同时在夏季为人们提供更加优越、凉爽的室内环境，便于人们生活、工作和学习，为人们营造良好的室内环境和氛围，同时噪音和振动问题的解决也能够减少对人们身心健康的威胁，若是无法有效处理噪音和振动问题，将会直接威胁到人们的身心健康。

3 建筑空调噪音振动与配管模态分析

3.1 建筑空调的噪音和振动分析

在居住建筑空调设计中，若是设计采用分体式空调系统，那么空调噪音来源主要是室内机和室外机两种噪音来源，根据属性可以将噪音分为音品质和噪音值。一般灌流风道是对室内机噪音值产生影响的核心模块，风噪的大小将会对室内机实际运行产生的噪音值造成直接影响。但是，若是空调在运行中选择使用的配管消声器出现问题或者是没有稳定的压缩机，也将会导致室内机出现异音，也就是高频出现啸叫声，低频时压缩机出现共振声。此外，除了高低频异音和正常风噪，空调在运行正常的状态下也会出现冷媒音，也就是冷媒流动声，这种噪音主要是与系统的压力相关，相同的变频空调运行过程中的频率不同，若是正好分配器出现不合适的分流，也会导致当时频率下冷媒流路出现不均匀的现象，从而导致严重湍流，不断加大冷媒音。

室外机噪音值主要是受到隔音棉、配管、外机钣金、压缩机等模块影响，在空调系统中对压缩机本体噪音进行隔绝的有效部件就是隔音棉，一般隔音棉的品质优良，可以对压缩机主体内产生的大部分空气噪音进行吸收和阻隔，然而若是隔音棉包裹质量不合格或者是在运输中出现跌落错位，将会导致钣金和压缩机出现异音，同时也会导致室外机噪音值不断加大；在空调系统噪音振动过程中，配管也是核心模块，若是无法合理设计配管，也无法对室外机的噪音值进行有效控制，最终出现严重的异音，甚至会导致室外机和室内机产生共振现象；在设计和制造压缩机的过程中，若是无法有效保证动平衡，或者是没有合理设计消声腔，将会导致压缩机本体出现逐渐恶化的振动噪音，也就是空调外机振动源不断加大，增大了外机噪音值，空调音质变差；室外机钣金是对噪音进行隔绝的最后屏障，若是有效地密封钣金，将会对噪音值进行降低，然而若是钣金的厚度较薄，也很容易导致壳体出现共振现象。总之，空调系统中的配管、压缩机和风道会影响到空调的噪音和振动，空调系统中的压缩机和风道会影响到空调的换热性能，对空调噪音和振动问题进行解决的有效措施就是对配管进行合理优化[1]。

3.2 配管模态分析

在分体式空调系统中的压缩机主要是作为振动源工作，通过配管和底盘对外传播，压缩机本体会将动不平衡向壳体上传递，然后通过壳体进行噪音辐射，或者是直接通过空气振动进行本体噪音传播。无论压缩机以何种方式进行噪音辐射，都与配管相关。若是配管具有足够大的柔性或者是频率固定，将会与压缩机运行产生的频率不同步，从而使压缩机向壳体传递的振动进行降低，进而对减小噪音的辐射值，从而不仅能够确保外机的噪音值不增加，同时也能够对品质进行优化。在空调系统中的配管模态主要受到管路状态的影响，其中空间角、形态、长度等因素都会影响到配管模态。在使用ANSYS进行建模对不同长度铜管模态进行分析发现管路越长，配管产生的固有频率越小，同时在可控的配管长度范围内，配管长度平方和固有频率呈现反比关系。所以空调系统中配管模态会因为管路的形态、长度和空间角而有所不同，若是管路的形态、长度和空间角合适，配管的柔性更大，固有频率耕地，从而促使空调产生优良的噪音振动[2]。

4 建筑空调设计中常见的噪音与振动问题和解决对策

4.1 排风口传声问题和解决措施

在建筑工程安装空调设备的过程中，很多施工单位并没有结合建筑结构实际情况进行空调设备的选择和确定。一般在建筑结构中的风口位置设置空调系统，通过风口，噪音会沿着气流向室内传递，同时封口也会相应扩大噪音，若是降噪音设备设置位置或安装位置错误，将会无法有效控制空调设备产生的噪音，进而形成严重的噪声污染。

针对排风口传声问题，主要的解决措施有：选择高质量的隔音材料安装到排风口位置，尽量在回风管中消耗掉空调产生的噪音，避免噪音向建筑内部传播，即使有部分噪音传播到室内，也能够尽量减小噪音音量，有效改善建筑物内部环境。此外，也可以将玻璃棉安置到建筑物门窗位置，同时采用安装消音器等措施，从而减少噪音的传播或降低传播噪音的音量，确保人们的生活和工作正常进行。

4.2 送排风设备噪音问题和解决措施

在建筑空调系统设备安装过程中，送排风设备发挥着重要的作用，送排风运行的功率和产生的振动会影响到设备实际产生的噪音大小，若是送排风运行功率较大，将会增加建筑内部的噪音，这是送排风设备普遍存在的问题，直接会对人们的作息生活造成干扰。

针对送排风设备噪音问题，主要的解决措施有：在进行送排风设备安装的过程中，为了能够对设备产生的噪音进行合理降低，可以对消音设备进行科学选择，在具体空调设计的过程中可以采用不同型号的消音器设备组合设计，对设备的参数性能余量进行降低，并提前进行计划，确保消音器的安装位置更加合理，并且运行正常，从而对送排风设备产生的噪音进行消除。

4.3 孔和缝隙噪音问题和解决措施

针对孔和缝隙噪音问题，主要的解决措施有：在设计建筑空调的过程中，若是孔洞和缝隙面积、位置等相对固定，但是墙板具有不同的厚度，那么产生的噪音等级是不同的。因此，在扎孔和开缝确定的基础上，如果孔和缝隙在正中央的位置，那么将不会产生较好的降噪效果，如果是为了确保产生最好的隔音效果，那么应该在顶棚和两面墙相交的位置进行扎孔和开缝。因此可以理解为噪音的大小控制与孔缝相关联，在具体施工过程中需要穿过房屋顶线进行合适的缝隙确定，同时按照计划开展抹灰工程，施工单位需要安排专业人员进行操作，从而严格按照设计要求解决空调系统的噪音问题[3]。

5 建筑空调设计中控制噪音和振动的注意要点

5.1 对噪音源进行明确

在建筑空调设计中，设计人员需要对噪音问题进行解决，空调在实际运行中产生的噪音受到很多因素的影响，所以，工作人员需要对噪音源进行明确，然后针对不同的噪音源进行降噪设计，从而对噪音问题进行有效控制，确保房屋建筑具有舒适的使用效果，提高房屋建筑的价值，同时满足用户对建筑的需求。为了能够对噪音源进行明确，设计人员需要充分了解空调系统的运行，加强调查和研究暖通空调工程，从而对噪音源进行确定，声音主要是因为振动产生的，针对这一原理，在空调实际运行的过程中对传播的噪音进行阻断，可以设计选择使用绵软物质等隔绝噪音的设备，从而对振动传递进行减缓，有效地控制噪音问题。

5.2 对建筑内部设备进行合理布局

在建筑工程内部装饰中安装空调设备，主要是为了对室内环境的温度、湿度等进行有效调节，从而为用户提供更加舒适的环境，然而若是空调产生严重的噪音问题，将会直接影响到人们的居住和工作体验。所以，在空调设计中需要合理控制噪音，其中最有效的方式就是设计人员需要合理分析建筑内部空调系统不同设备的布局，确保设备布局合理。比如说在空调设计中，一般选择尽量线路短化，在确保空调系统发挥自身功能的基础上，提高空调设备安装的经济性，确保安装的设备与人们的休息区域远离，避免设备在运行中产生噪音，对用户的休息生活造成影响。此外，针对外置设备，在设计过程中会选择在接触比较方便的区域，不仅方便工人施工，同时也方便后续工作人员上门检修和维护设备；值得注意的是空调设备在实际运行中会产生水滴，为了避免水滴影响到人们的生活，在设计建筑空调的过程中需要对排水系统进行合理设置，从而确保空调冷凝水系统流畅运行，根据建筑物具有较多房屋的特征，在空调设计中一般会统一建设排水系统，或者是在建筑的给排水管道中设计冷凝水系统预留管道。

5.3 合理设计和选择空调系统设备

在建筑空调设计过程中，设计人员需要合理确定空调设备的选型，确保选择的设备额定风量及额定风压满足设计要求且富裕度适宜，同时确保设备产生的噪音低、工作效率高。若是设计的空调设备的三通、弯头等部件无法有效地降低自然噪音，可以通过设计消声弯头等装置对空调的噪音进行降低。若是空调设备拥有庞大的消声要求，在设计中可以选择分段消声，从总管逐步到支管安装消声装置，从而对噪音进行有效降低。此外，还需要在空调机房中机组设备进行隔振设计，选择安装橡胶隔振器、弹簧隔振器、浮筑双隔振台座等装置进行隔振。

5.4 合理选择消声器

在建筑空调设计中还需要进行消声器的设计，在选择消声器的过程中，首先需要计算消声，根据建筑通风房间的实际需要对噪音消除量进行计算，根据计算结果选择合适的消声器；其次，若是建筑空调设计中，主要是对125、250、500等不同赫兹的噪音进行消除，因此，一般选择的消声器属于低中频且具有共振和抗性消声器；第三，若是在室内通道位置安装消声器，那么选择的消声器产生的风速应不大于每秒5米，确保消声器风口风速在每秒2m的范围内；最后，将空调消声器中的百叶窗设计为吸声叶片，可以是椭圆形、月牙形等形状，按照砖墙的厚度进行消声百叶窗厚度的确定，通常情况下百叶窗的面积是通风面积的一倍。

6 结束语

总之，在社会经济快速发展的时代背景下，人们生活水平和质量的提升促使人们对建筑的要求更高，在建筑工程中需要完善建筑的功能性，尤其是在进行空调设计和安装的过程中需要重视并采取有效的措施解决噪音和振动问题，避免噪音对人们的生活、工作和学习造成严重影响。在空调设计中解决噪音问题的措施很多，设计人员需要根据建筑的实际情况以及空调设备的具体性能，分析用户的实际需求，从而提高设计空调的质量，有效地解决噪音问题，从而保障人们的生活环境更加舒适，推动建筑行业的可持续发展。