住宅电梯振动与噪声的测量与分析

宣浩，耿胜远，李超 （安徽建工检测科技集团有限公司，安徽 合肥 230031)

0 引言

人们对舒适生活的需求越来越高，住宅电梯的运行安静性也成为居民生活质量的重要指标之一。电梯振动和噪声会扰乱居住区的宁静，特别是在夜间，电梯噪声可能会对居民的休息和睡眠产生影响。研究表明，长期暴露在噪声环境下会增加高血压、心血管疾病和睡眠障碍等疾病的风险。因此，研究住宅电梯振动与噪声问题，对于提升居民的生活健康与品质至关重要。电梯振动与噪声产生的原因涉及多个方面，以下是一些可能导致电梯振动与噪声的主要原因[1]。①电梯机械部件质量不佳。电梯的机械部件如轮轴、轴承、齿轮等质量不合格，在使用过程中容易产生共振、摩擦和不正常的噪声。②不平衡的载荷。当电梯上下行时，乘坐的人或物品在电梯内部分布不均匀，会导致电梯载荷不平衡，产生振动和噪声。③电梯导轨松动或磨损。电梯导轨松动或磨损，会导致电梯运行时振动增加，并且在电梯上下行时产生噪音。④电梯缓冲系统故障。电梯的缓冲系统是减少电梯运行时产生振动和噪声的关键组件，如果缓冲系统失效或维护不当，会导致电梯产生明显的振动和噪音。⑤维护保养不到位。对于电梯而言，定期的维护保养对确保其正常运行及减少振动和噪声至关重要。本文旨在对不同楼层受电梯影响房间的噪声与振动环境水平进行测量、分析和评价。

1 室内噪声级测量

本次测量对象为合肥庐阳区某一小区楼栋，该楼栋共18 层，2 个单元，每单元2 户，共用1 部电梯，底层为架空层，02户与03户次卧共用隔墙，且紧邻电梯井，户型图如图1所示。

图1 住宅平面图

根据《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118-2010）[2]要求以及楼层数量及位置，确定在2 单元04 户偶数层进行布点，共9 个测量点。测量高度为距地面1.5m，距离各反射面大于1.2m。本次测量仪器采用AWA6291 型实时信号分析仪，仪器精度为1 级。测量在昼间和夜间较为安静时段进行，测量方法依据《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118-2010）附录A，测量从运行过程开始到结束这个时段的等效连续A 计权声级。每个测点测量5 个向上运行过程和5 个向下的运行过程（打开并立即关闭电梯门—立即启动—运行—停止—打开并立即关闭电梯门），并将各测点的所有测量值进行能量平均，计算结果修约到个数位。测量结果如表1所示。

表1 室内噪声级检测结果（单位：dB（A））

根据《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118-2010）中第4.1.1 条要求，“昼间卧室内的等效连续A 声级不应大于45dB，夜间卧室内的等效连续A 声级不应大于37dB。”根据表1 可知，所测房间昼间室内噪声级最大为42dB，1804 户次卧距离电梯最近，但室内噪声级并未超过42dB，昼间卧室室内噪声受周围环境噪声影响大于电梯运行时的噪声。夜间室内噪声级最大的为1804 户与1604户次卧，都为36dB。随楼层的降低，室内噪声级也随之降低，但降幅较小，夜间环境噪声小于电梯运行时的噪声，此时电梯运行时的噪声为影响室内噪声级的主要因素。此次测量的各楼层昼间和夜间电梯室内噪声级均符合标准要求，但在测量过程中，电梯运行噪声明显，尤其是夜间，给人的主观感觉较差。这是因为电梯运行时产生的噪声多为低频窄带噪声，而等效A 声级的算法对低频噪声加权较小，这也就造成室内噪声级测量结果符合标准要求。为了较为合理地评价此类噪声，将对室内振动及结构噪声[3]进行测量。

2 结构噪声及振动测量

由于振动产生的结构噪声以低频窄带噪声为主，而A 计权网络对低频声级又做了很大的衰减修正。因此本文对由于振动产生的结构噪声的测量和评价量为倍频程中心频率31.5～250Hz 范围的分频等效声级，该声级为未经任何计权的倍频带等效声级。

而对于电梯产生的振动，由于电梯为可控振动源，测量时可以让电梯一直保持运行状态，而且这种状态在电梯运行高峰期也常常存在，因此也应采用振动等效值作为评价量。依据从严评价原则，在电梯产生振动进行测量时，应使电梯一直保持运行状态。

本次测量结构噪声采用的仪器为实时信号分析仪（型号为AW A6291），精度为1 级，振动测量采用的仪器为噪声振动分析仪（型号为AHAI6256）。此次测量在1804 户次卧各设置了一个结构噪声测点和一个振动测点，仪器均放置在室内中央，测量时户内所有门窗均处于关闭状态，测量前后仪器均被校准。结构噪声经背景噪声修正后测量结果如表2，Z 振级等效值（VLZeq）现场测量结果如表3所示。

表2 1/1倍频程结构噪声限值（Leq,f）测量结果（单位：dB）

表3 Z振级等效值（VLZeq）测量测量（单位：dB）

根据标准《住宅建筑室内振动限值及其测量方法》（GB/T 50355-2018）[4]的要求，为确保居住者有较好的居住环境，将限值定为两级，一级为适宜达到的限值，二级为在任何条件下都不得超过的限值。而从测量结果可以看出昼间和夜间各频带的结构噪声超过了标准《住宅建筑室内振动限值及其测量方法》（GB/T 50355-2018）一级限值要求，在63Hz 和125Hz 下的昼间和夜间噪声均超过了二级限值的要求，房间的结构噪声不符合标准要求。1804 次卧昼间和夜间Z 振级等效值（VLZeq）分别为80dB和75dB，而依据《建筑环境通用规范》（GB 55016-2021）[5]要求，睡眠类功能房间昼间和夜间Z 振级等效值（VLZeq）分别不得超过78dB 和75dB，1804 次卧昼间测量值不符合标准要求，而夜间刚达到标准值。为了更加详细地了解振动特性，对1/3 倍频程铅垂向振动加速度级（VALZeq,f）进行测量，结果如图2 所示。图2 中昼间与夜间的标准限值为虚线、实测值为实线。昼间各频率的数值大部分都在标准值之上，仅少部分符合要求，而夜间各频率数值较昼间均有所下降，但也有部分频率超过了标准限值。

图2 昼间和夜间1/3倍频程铅垂向振动加速度级（VALZeq,f）

本节对电梯运行时的结构噪声和振动进行了测量，所测房间1/1 倍频程结构噪声限值（Leq,f）以及昼间Z振级等效值（VLZeq）不符合标准要求，也表明影响此类房间室内声环境的主要因素不是室外环境噪声，而是建筑内部设备运行产生的振动及结构噪声。

3 住宅电梯振动与噪声控制方法

住宅电梯振动与噪声通过以下途径传播[6]。①直接传导。振动和噪声可以通过电梯的结构传导到建筑物的楼层和墙壁上。这种传导方式会使楼层和墙壁上产生振动和噪声。②空气传播。电梯运行时产生的振动和噪声可以通过空气传播到周围的环境中。这种传播方式会使电梯附近的空气中产生振动和噪声，并可以传播到其他房间和楼层。③结构共振。某些楼层或墙壁的结构可能会与电梯的振动频率产生共振。当电梯运行时，振动会激发共振频率，使楼层或墙壁产生更大的振动和噪声。④机械传导。电梯的机械部件运行时会产生振动和噪声。这些振动和噪声可以通过机械部件与电梯结构相连，通过传导方式传播到其他部位。

住宅电梯振动与噪声控制方法主要从以下六个方面进行。

①结构设计：在电梯井道和机房的设计中，应当考虑选择适当的结构材料和隔音材料，隔音材料包括吸音板、隔音窗、吸音垫等，用于降低声波的传递和反射，减少振动和噪声的传播。

②悬挂系统设计：选用高质量的悬挂系统，如液压悬挂系统、钢丝绳悬挂系统等，可以减少因悬挂系统引起的振动。此外，还可以在悬挂系统中添加减振器或吸振器，它们可以吸收和消散振动能量，从而减少振动和噪声。

③导轨和导轨衬托：为了减少振动和噪声传递，导轨和导轨衬托的设计应采用高质量的材料，并采取相应的减振措施，如橡胶减振垫、减振块等。此外，导轨的安装应保证严密刚固，避免产生共振和共鸣。

④门系统：电梯门在开启和关闭时会产生振动和噪声。为了降低噪声，电梯门的设计应确保良好的密封性能。采用密封胶条或橡胶减振垫等密封材料，可以有效地减少噪声的传递。

⑤机房隔音：为了减少机房噪声的传播，可以采用隔音箱或隔音屏等设施来隔绝噪声。此外，机房内的各种设备和管道应进行固定和缓冲处理，以减少因机械震动和振动引起的噪声。

⑥系统调整和维护：合理调整电梯的加速度、减速度和停止位置，减少振动和噪声。定期维护电梯设备，特别是悬挂系统、导轨和门系统，及时发现和修复可能引起振动和噪声的问题，确保电梯运行平稳。

综上所述，通过科学的结构设计、选用高质量的组件、采用隔音和减振材料、合理调整系统参数以及定期维护，可以有效降低住宅电梯的振动和噪声水平，提高居住环境的舒适性。

4 结论

住宅电梯振动与噪声问题是影响居民生活质量的重要因素。通过测量受电梯影响房间的室内噪声级、结构噪声以及Z 振级，研究影响住宅室内声环境的主要因素，并提出相关控制方法，可以有效地降低电梯的振动与噪声水平，提升居民的生活品质。未来的研究还需进一步深入，探索更有效的控制手段，实现安静舒适的住宅电梯运行环境。