王偉朋

（廣東省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，廣東 廣州 510080）

目前，人們對環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高。一般在住宅區(qū)建筑物及大型公共場所等，均安裝空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。其在改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量與舒適度指標(biāo)的同時(shí)，也產(chǎn)生了一些負(fù)面影響。如暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能高，不僅會造成電能浪費(fèi)、污染環(huán)境，還會降低舒適感；尤其是老化及“帶病”運(yùn)行的暖通空調(diào)，其運(yùn)行噪聲較大，能耗超標(biāo)，會影響空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行性能。據(jù)我國現(xiàn)行《公共場所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，各種不同公共場所環(huán)境噪聲都有最高限值，當(dāng)暖通空調(diào)在室內(nèi)環(huán)境下的運(yùn)行噪聲值高于30～40dB時(shí)，會對人體健康產(chǎn)生危害。據(jù)此，對暖通空調(diào)系統(tǒng)噪聲進(jìn)行分析，并提出降噪優(yōu)化策略具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 暖通空調(diào)噪聲來源

常見的暖通空調(diào)噪聲主要來源于設(shè)計(jì)安裝與實(shí)際運(yùn)行兩方面。

1.1 因設(shè)計(jì)安裝不當(dāng)引起噪聲

某些暖通空調(diào)在設(shè)計(jì)或安裝過程中，因技術(shù)工藝不當(dāng)、聲學(xué)結(jié)構(gòu)不合理或技術(shù)人員尚未采取相關(guān)降噪措施，對暖通空調(diào)機(jī)房進(jìn)行優(yōu)化布置，若空調(diào)排風(fēng)口截面的設(shè)計(jì)尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)限值等，均會導(dǎo)致暖通空調(diào)的能耗增加、噪聲增大。此類問題引發(fā)的噪聲主要表現(xiàn)為空調(diào)管路串聲、空氣動力性噪聲及局部透聲、固體傳聲。因此，在設(shè)計(jì)、安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要嚴(yán)格規(guī)范設(shè)計(jì)安裝的流程，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)，提高其聲學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能。

1.2 因運(yùn)行設(shè)備性能、工況不良引起噪聲

暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中，若冷卻塔(淋水系統(tǒng))、空調(diào)機(jī)組(風(fēng)機(jī))或水泵、制冷機(jī)組等相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行性能不佳、工況不良時(shí)，也會導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的噪聲超標(biāo)。

2 暖通空調(diào)噪聲具體分析

具體而言，暖通空調(diào)系統(tǒng)噪聲表現(xiàn)為3方面。

2.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)組噪聲

暖通空調(diào)制冷機(jī)組運(yùn)行的噪聲主要包括管道、機(jī)械和空氣動力性的3種噪聲源。

（1）暖通空調(diào)制冷機(jī)組管道的噪聲主要由皮帶輪軸承噪聲和壓縮機(jī)噪聲疊加混合引起，同時(shí)由于管道內(nèi)有暖通空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)組冷媒流動，也會產(chǎn)生脈動噪聲。（2）暖通空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)產(chǎn)生振動及曲軸高速往復(fù)運(yùn)動，甚至制冷機(jī)缸體運(yùn)動等均會引起機(jī)械噪聲。（3）空氣動力性噪聲與其它2種噪聲源相比，其輻射面更廣，會直接向空氣中擴(kuò)散。這部分噪聲主要因暖通空調(diào)系統(tǒng)機(jī)房的排氣風(fēng)機(jī)與進(jìn)氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行不當(dāng)所致，由此會形成排氣噪聲與進(jìn)氣噪聲。

2.2 暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)噪聲

暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，會由湍流噪聲及旋轉(zhuǎn)噪聲引起空氣動力性噪聲。據(jù)學(xué)者張弛研究表明，暖通空調(diào)風(fēng)機(jī)噪聲強(qiáng)度與風(fēng)機(jī)葉片的幾何尺寸、形狀及數(shù)量，以及葉輪轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)內(nèi)風(fēng)流量、風(fēng)流速等因素相關(guān)。

2.3 暖通空調(diào)系統(tǒng)水泵噪聲

暖通空調(diào)系統(tǒng)水泵噪聲主要由以下3方面因素所致。（1）當(dāng)水泵葉片分別經(jīng)過導(dǎo)向器邊緣及渦殼舌部區(qū)域時(shí)，因水泵壓力值的變化，會產(chǎn)生空氣輻射噪聲。（2）因風(fēng)機(jī)風(fēng)速在葉輪入口區(qū)域的圓周方向的流向不一致及流速不均勻，會導(dǎo)致葉輪壓力產(chǎn)生變化，最終引起噪聲。（3）水泵渦輪引起運(yùn)行噪聲。（4）水泵基座振動或殼體激振引起空氣輻射噪聲。

3 降噪策略

3.1 選用性能高的低噪聲設(shè)備

通過分析可看出，暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要噪聲源為通風(fēng)設(shè)備。因此，最經(jīng)濟(jì)、最直接的降噪方法是選擇性能高的通風(fēng)設(shè)備。在選擇設(shè)備時(shí)，應(yīng)結(jié)合功率、風(fēng)機(jī)風(fēng)量與風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)向、葉輪轉(zhuǎn)速、聲壓級聲學(xué)和力學(xué)性能指標(biāo)來選擇設(shè)備裝置。在運(yùn)行時(shí)，應(yīng)盡量使暖通空調(diào)系統(tǒng)在正常工況、額定功率下運(yùn)行，減小功耗，降低噪聲值。具體而言，可按如下公式，對暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)最高效率點(diǎn)的聲功率級進(jìn)行測算分析：

表1 降噪前暖通空調(diào)系統(tǒng)頻測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

式中：L：風(fēng)機(jī)風(fēng)量(m3/h)；Lw：聲功率級；H：風(fēng)機(jī)全壓(Pa)。

對于同一臺暖通空調(diào)風(fēng)機(jī)而言，轉(zhuǎn)速“n”的不同，其聲功率級也存在很大差異，轉(zhuǎn)換計(jì)算公式如下：

3.2 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝工藝

（1）在設(shè)計(jì)與安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要對風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓與送風(fēng)量進(jìn)行精確計(jì)算。但不能預(yù)留過多風(fēng)壓，否則會增加噪聲。（2）盡量設(shè)置消聲彎頭，避免使用小半徑或直角彎頭。（3）為了防止鋼板振動引起的噪聲，要控制風(fēng)光長度，既不能過長，也不能過短。（4）安裝暖通空調(diào)時(shí)要設(shè)置減震墊降噪。（5）在安裝調(diào)試過程中，一旦產(chǎn)生噪音應(yīng)將隔音罩加裝于暖通空調(diào)系統(tǒng)的水泵中。

3.3 在聲源處設(shè)置消聲裝置

常見暖通空調(diào)消聲裝置分為以下4種類型。（1）暖通空調(diào)抗性消聲器：此種消聲器不使用吸聲材料，主要由聲抗性元件組成。通過將共振腔或截面突變管段旁接、直接連接于管道中，基于聲阻抗失配原理，可使某些不同頻率的聲波在阻抗突變截面進(jìn)行干涉與反射，以此消聲降噪。其適應(yīng)于低、中頻范圍內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)的消聲降噪。（2）暖通空調(diào)阻抗性復(fù)合消聲器：通過串聯(lián)抗性與阻性消聲器，構(gòu)成暖通空調(diào)阻抗性復(fù)合消聲系統(tǒng)，可基于阻性與抗性消聲器消聲功能，在更為寬泛的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)運(yùn)行的降噪消聲。（3）暖通空調(diào)噴注耗散型消聲器：此種消聲裝置主要通過在暖通空調(diào)系統(tǒng)的聲源處降噪消音，用于對噴注性噪聲進(jìn)行控制。（4）暖通空調(diào)阻性消聲器：與抗性消聲器的消聲降噪原理相對應(yīng)，該種類型的消聲器主要采用吸聲材料對暖通空調(diào)進(jìn)行降噪處理。此裝置可基于吸聲材料不斷吸收沿通道傳播的噪聲源，起到逐漸消音降噪的效果。

4 實(shí)例分析

4.1 暖通空調(diào)降噪工程的實(shí)例概述

某暖通空調(diào)系統(tǒng)存在噪聲偏大的問題，通過采用噪聲頻譜分析儀按如下測點(diǎn)位置對暖通空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)口處與各機(jī)組房間發(fā)出的噪聲進(jìn)行測試，獲得表1所示部分機(jī)房回風(fēng)口1m處的相關(guān)噪聲頻測數(shù)據(jù)。

4.2 降噪策略在暖通空調(diào)工程案例中的實(shí)際運(yùn)用

數(shù)據(jù)分析認(rèn)為，該暖通空調(diào)運(yùn)行的噪音偏大，主要原因在于回風(fēng)口1、2層防雨百葉面積有效系數(shù)偏小，致使回風(fēng)口的風(fēng)速增大，形成氣流性噪聲。同時(shí)，由于暖通空調(diào)機(jī)房面較小，防雨百葉結(jié)構(gòu)固定松動，由此引發(fā)噪聲。再加上該暖通空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部缺乏高性能的吸聲降噪裝置，使空調(diào)機(jī)組的噪聲由回風(fēng)口傳輸至室外，使整個(gè)建筑物內(nèi)的噪聲增大。對此，采用本文所述暖通空調(diào)系統(tǒng)隔音降噪方法，在考慮設(shè)計(jì)方案的可行性與改造經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，主要通過以下措施實(shí)現(xiàn)節(jié)能降噪。

（1）將一層礦棉裝飾吸聲板吸聲材料黏貼于空調(diào)機(jī)房的內(nèi)部墻壁。（2）將消聲器加裝于該暖通空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)管處。（3）進(jìn)一步穩(wěn)定百葉窗的結(jié)構(gòu)，防其振動。（4）確保在系統(tǒng)機(jī)組經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行前提下，適當(dāng)減小風(fēng)機(jī)風(fēng)速。（5）適當(dāng)增大百葉窗面積或開孔系數(shù)。

4.3 暖通空調(diào)工程降噪效果

通過上述措施降噪處理后，再次對機(jī)房內(nèi)、外部分的噪聲進(jìn)行測試。結(jié)果見表2。

表2 降噪后暖通空調(diào)系統(tǒng)頻測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(機(jī)房內(nèi)外部分)

所測結(jié)果表明，隨著頻率不斷增加，其噪聲值在逐漸減小，且改造前、后空調(diào)系統(tǒng)的噪聲值差異明顯，機(jī)組1#、2#、3#、4#、5#回風(fēng)口處分頻測試噪聲值均在50dB以下，取得了顯著的降噪消聲效果。

5 結(jié)語

綜上所述，選用低噪聲設(shè)備、優(yōu)化安裝設(shè)計(jì)方案，并設(shè)置消聲器，最終可使暖通空調(diào)系統(tǒng)外部回風(fēng)口的噪聲值減小至55dB以下，滿足降噪標(biāo)準(zhǔn)的要求。

[1]劉海成.空氣輸配系統(tǒng)噪聲綜合控制研究——某核電廠主控室暖通空調(diào)系統(tǒng)[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,2016,03(03):454-463.

[2]張玲.暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備噪聲檢測實(shí)驗(yàn)的建立[D].導(dǎo)師：顧平道.東華大學(xué),2014.

[3]黃磊.吸聲材料與隔聲材料在空調(diào)降噪中的應(yīng)用[D].導(dǎo)師：李玉平;陳功田.湖南大學(xué),2016.