吳極

（上海國際機(jī)場股份有限公司，上海201207）

1 引言

上海浦東國際機(jī)場衛(wèi)星廳由S1和S2衛(wèi)星廳組成，其總建筑面積為62.2×104m2，是世界上最大的單體衛(wèi)星廳。衛(wèi)星廳的主要功能為現(xiàn)有T1、T2航站樓候機(jī)功能的延伸，旅客在航站樓內(nèi)辦票后，乘坐捷運(yùn)至衛(wèi)星廳內(nèi)候機(jī)。

衛(wèi)星廳內(nèi)主要功能區(qū)為候機(jī)區(qū)和到達(dá)區(qū)，這些功能區(qū)的空調(diào)采用全空氣送風(fēng)系統(tǒng)。衛(wèi)星廳內(nèi)有部分空調(diào)機(jī)房設(shè)置于候機(jī)區(qū)內(nèi)，這些空調(diào)機(jī)房面積較小、與旅客候機(jī)座位距離較近，且空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量大、回風(fēng)管距離短，因而空調(diào)設(shè)備的噪聲容易通過送、回風(fēng)口傳播到候機(jī)區(qū)，對旅客舒適性造成影響。

2 空氣處理機(jī)組噪聲控制措施

機(jī)場大多數(shù)室內(nèi)空間對噪聲沒有特殊要求，候機(jī)區(qū)的噪聲要求一般參照國標(biāo)【1】中對商業(yè)建筑的要求。通常情況下空調(diào)系統(tǒng)都可以滿足此要求，但緊鄰候機(jī)區(qū)的空調(diào)機(jī)房，空調(diào)回風(fēng)管長度較短，常規(guī)空氣處理設(shè)備無法滿足國標(biāo)對噪聲要求，因而需采取噪聲控制措施才滿足要求。

一般說來，空調(diào)設(shè)備的噪聲源【2】主要有：風(fēng)機(jī)和電機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的振動噪聲；設(shè)備內(nèi)氣流及其渦流噪聲；空氣流動引起設(shè)備內(nèi)零部件振動所產(chǎn)生的氣流噪聲。根據(jù)以上分析，結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，考慮從風(fēng)機(jī)噪聲和氣流噪聲方面控制機(jī)組噪聲。

2.1 機(jī)組風(fēng)機(jī)噪聲控制措施

2.1.1 機(jī)組內(nèi)部的阻力控制

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低對氣流噪聲產(chǎn)生直接影響。一般來說，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低，噪聲越低。當(dāng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量一定時，其所需的全壓越大，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高。而在機(jī)外余壓一定的情況下，風(fēng)機(jī)全壓取決于設(shè)備內(nèi)部阻力的大小。因此，減小設(shè)備內(nèi)部阻力有利于降低機(jī)組噪聲。對機(jī)組采取如下減小內(nèi)部阻力的措施：

1）優(yōu)化氣流組織：控制混合段進(jìn)風(fēng)口的最大風(fēng)速，防止設(shè)備進(jìn)風(fēng)段在高速氣流下產(chǎn)生渦流。同時，在風(fēng)機(jī)出口和混合段設(shè)置均流裝置，確保經(jīng)過過濾段、表冷段、消聲段的氣流均勻。

2）優(yōu)化部件設(shè)計(jì)：選用低阻力型過濾器，優(yōu)化表冷器翅片的片型和間距，在確保制冷能力的前提下降低空氣阻力。

2.1.2 風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)距離及空間的選擇

空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)距離和空間也會對風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生影響。風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)距離過短容易造成經(jīng)過過濾器、表冷器的氣流不均，增加噪聲。當(dāng)進(jìn)風(fēng)空間過于狹小時，風(fēng)機(jī)自身的阻力就會大幅度增加【3】。考慮機(jī)組尺寸限制，在本項(xiàng)目機(jī)組的設(shè)計(jì)中，選擇風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)距離在葉輪直徑的0.75倍以上。

2.1.3 風(fēng)機(jī)振動控制

控制風(fēng)機(jī)的振動是控制空氣處理機(jī)組噪聲源的重要方法。風(fēng)機(jī)與電機(jī)的減振支架采用高減振率的彈簧減振器，同時風(fēng)機(jī)出口采用軟連接，有效地解決機(jī)械振動引起的噪聲。

2.2 機(jī)組氣流噪聲的控制措施

本項(xiàng)目除在風(fēng)管上設(shè)置常規(guī)消聲器外，還利用了阻性降噪和寬頻吸聲降噪措施控制機(jī)組噪聲。

2.2.1 阻性降噪

在以往項(xiàng)目實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)，片式消聲器消聲量雖然較大，但阻力也較大。根據(jù)消聲器消聲量計(jì)算公式（1）分析，設(shè)備外形尺寸因現(xiàn)場條件而受到限制，消聲器長度也受到限制。因而，可通過增加氣流通道斷面周長與截面積的比值提高消聲量。陣列式消聲器的P/S值比普通片式消聲器高，消聲效果更好，因此本項(xiàng)目中采用了陣列式消聲器，且風(fēng)機(jī)前后均設(shè)置了消聲段。合理增加消聲體寬度，減小通道寬度，從而在增加陣列式消聲器低頻消聲效果的同時提高了高頻截止頻率，使高頻消聲效果得到一定恢復(fù)【4】。

式中，ΔL為消聲量；P為氣流通道斷面周長；S為通道橫截面積；L為消聲器長度，Φ（α）為消聲系數(shù)。

2.2.2 寬頻吸聲降噪

風(fēng)機(jī)段內(nèi)部相當(dāng)于一個混響室，在風(fēng)機(jī)段表面增加吸聲材料和微孔板可針對性地降低特定頻段噪聲。微孔板具有吸聲頻帶寬、吸聲系數(shù)高、適用范圍廣的特點(diǎn)。針對機(jī)組最難消除的低頻段噪聲，在微孔板空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)填充適量多孔吸聲材料，從而達(dá)到消除特定頻段噪聲的目的。

3 空氣處理機(jī)組消聲設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 室內(nèi)噪聲限值及樣機(jī)選擇

取風(fēng)量最大的機(jī)組作為樣機(jī)進(jìn)行噪聲計(jì)算，其風(fēng)量為63 000m3/h。候機(jī)區(qū)的噪聲限值參照商場設(shè)計(jì)，其允許的噪聲級為55dB（A）。考慮適當(dāng)設(shè)計(jì)余量，取噪聲評價指標(biāo)NR=45作為計(jì)算基準(zhǔn)。

3.2 空氣處理機(jī)組消聲計(jì)算

候機(jī)區(qū)噪聲需滿足NR45的8倍頻程噪聲值，根據(jù)圖1所示的空調(diào)系統(tǒng)管道，計(jì)算管道各部件的氣流噪聲衰減量，得出空氣處理機(jī)組送、回風(fēng)口噪聲及消聲段所需消聲量（見表1）。

圖1 樣機(jī)空調(diào)管道示意圖

表1 空氣處理機(jī)組送風(fēng)噪聲

4 樣機(jī)風(fēng)口噪聲實(shí)測

4.1 測試方法

為驗(yàn)證空氣處理機(jī)組的消聲降噪設(shè)計(jì)，根據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對樣機(jī)進(jìn)行噪聲測試。當(dāng)機(jī)組穩(wěn)定在額定風(fēng)量和額定靜壓運(yùn)行時，噪聲值測點(diǎn)為【5】：與送風(fēng)口軸線呈45°夾角，且與送風(fēng)口四邊中點(diǎn)距離為1m。4個測點(diǎn)的噪聲平均值即為風(fēng)口噪聲值。

4.2 風(fēng)口測點(diǎn)噪聲理論值

由風(fēng)口傳至測點(diǎn)的噪聲級Lp根據(jù)式（2）計(jì)算，結(jié)果見表2。表2中倍頻程噪聲級，計(jì)算其合成噪聲為：送風(fēng)口測點(diǎn)噪聲理論值為74dB；回風(fēng)口測點(diǎn)噪聲理論值為67dB。

式中，Lw為風(fēng)口聲功率級；Q為風(fēng)口指向性因數(shù)；r為測點(diǎn)離風(fēng)口的距離；R為房間常數(shù)。

表2 機(jī)組風(fēng)口測點(diǎn)噪聲允許值

4.3 風(fēng)口噪聲實(shí)測結(jié)果對比

根據(jù)樣機(jī)送、回風(fēng)口測點(diǎn)的噪聲測試值，計(jì)算得到送、回風(fēng)口噪聲測試平均值分別為67.3dB（A）和60.1dB（A），均小于理論允許值，該機(jī)組送、回風(fēng)口噪聲滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

室內(nèi)噪聲是候機(jī)旅客舒適性的影響因素之一，而通過空調(diào)送、回風(fēng)口傳入候機(jī)區(qū)的噪聲是噪聲源之一。針對候機(jī)區(qū)的噪聲要求，筆者從控制空調(diào)設(shè)備噪聲源入手，結(jié)合了多種消聲手段，從而使樣機(jī)的送、回風(fēng)口噪聲達(dá)到設(shè)計(jì)要求。