黄 华
(南宁铁路局工程管理所,工程师,广西 南宁 530029)
随着我国城市高层建筑不断增加,中央空调系统在高层建筑中被普遍采用。中央空调大大提高了室内微气候的舒适性,但同时也带来了噪声,特别是空调主机(冷冻机组、循环水泵)产生的噪声不易在空调投用后解决,这给人们的生活和工作造成极大的负面影响。
南宁铁路局调度指挥中心的高层建筑的工程建筑面积为67 470 m2,地下室1层,地上主楼12层,副楼3层。主楼办公区采用风冷热泵系统,总冷负荷为5 300 kW,热负荷为2 650 kW,主机选用4台风冷热泵机组和5台循环水泵,机组单台制冷量为1 390 kW,制热量为1 557 kW。在工程建设过程中如何把好中央空调的降噪关,为南宁铁路局调度中心提供良好的空调环境显得尤为重要。
1.1 建立整体设计理念在实际的工程建设中,高层建筑的设计涉及专业多、时间紧、任务重等问题,因而设计人员往往只把精力集中于温度、湿度、气流组织和空气品质等方面的研究和设计,没有意识到噪声危害的严重性,忽视噪声控制设计,或者在噪声控制设计上,往往只有暖通专业的设计人员在中央空调减震降噪设计上单打独斗。而且一般暖调专业人员不太熟悉声学专业,难以独立做好空调噪声控制设计。
各专业间的交叉接合部是最容易忽略的。因此,作为宁局调度中心工程建设单位的管理人员,是在工期紧(工期仅12个月)的情况下,特别需要有未雨绸缪的先见意识。在工程管理中,首先要加强与设计单位相关人员的沟通,让设计人员充分重视空调噪声控制的重要性。由总体设计安排,让暖通、建筑、结构、声学等相关专业的设计人员充分沟通,提出各专业的技术要求和降噪措施并达成共识,做到从源头上有控制噪声设计,建立空调减震降噪整体设计理念。
1.2 优选中央空调主机位置中央空调主机位置的选定是控制噪声的关键。宁局调度中心中央空调的主机设置方案有2个:一是设在裙楼(西附楼)4层屋面;二是设在主楼12层屋面。根据噪声往上传播的特点和工程实例,空调主机不宜设置在裙楼,因为主机噪声可能会影响裙楼以上的3~5层主楼用房。而调度所靠近裙楼的主楼房间均为办公用房,而非设备用房或噪声要求低的房间,故最终施工图设计将空调主机的位置定在主楼屋面。当然,若有条件,设计人员应考虑空调主机尽量远离建筑物内有人员办公的地方,如独立的半地下式结构或将循环水泵设置在地下室等。
1.3 各专业降噪控制要点
1.3.1 建筑专业控制要点 由于空调主机设置在楼顶,建筑专业设计要把暖通专业的空调隔声措施纳入施工图。如楼面施工增加隔声材料层,并将隔声材料嵌入屋面层中。另外,空调主机的同层门窗隔音处理和各种管线缆井的封闭措施也应纳入建筑专业设计中。
1.3.2 结构专业控制要点 结构专业设计人员要充分考虑空调冷冻机组和循环水泵的安装位置,其受力基础要设置在结构主梁上。主机的冷冻机组由于外形和重量都很大,设计人员会考虑放置在主梁上。而循环水泵由于体积相对较小、重量较轻,其基础安装要求往往是设计容易忽略的地方。所以暖通设计人员要充分考虑水泵运行时的震动和低频噪声带来的影响。为此向结构设计人员提出空调循环水泵要安装在主梁上,不宜直接放置在次梁,更不能直接设置在楼板上。
1.3.3 暖通专业控制要点 根据空调主机安装在屋面的特点,详细了解周边各专业的管线、风口等情况,杜绝噪声从线缆井或管道井传递噪声。如封闭各种电缆井口、在设有消防排烟等风口的地方增加消声静音阀等,以防止或减少噪声通过风管道传至楼下,保证下层房间的正常使用。
2.1 明确招投标技术要求通过明确设备招标的降噪要求,可以从源头上可有效地降低冷冻机组的高频噪声量。在设备招投标过程中,建设单位(或施工单位)作为招标人,应充分考虑设计单位的意见,并结合本项目的实际情况,提出空调主机的各项技术要求,特别要明确主机本身和环境噪声。如提出压缩机、排风机的运转噪音不超过规定值等。通常由中标单位现场勘察后做出减震降噪的深化设计,并与原设计单位进行设计联络,经设计单位同意后确定主机减震降噪方案。
中央空调冷冻机组的噪声超标,最有可能的噪声源是压缩机和排风机。根据压缩机产生高频噪声的特点,由中标厂家在空调机组出厂前就对冷冻机组的压缩机加装隔声罩。
2.2 做好施工过程技术交底由于在实际施工过程中存在多专业交叉施工,各专业施工人员往往只注重本专业、本工种的施工,无瑕顾及相邻专业或工种的配合要求。为此,在各分项工程施工前,建设单位组织了设计、施工、监理、设备供应等相关单位到现场进行技术交底,具体提出了减震降噪的各项技术要求。同时明确各施工单位的降噪工作责任和任务。做到降噪措施不缺不漏,施工配合及时到位。
2.3 动态掌握降噪进度信息建设单位相关技术负责人,应根据各专业进度的变化,动态掌握主机减震降噪关键节点的施工进度,一旦发现减震降噪措施不足或缺失,要及时采取措施补救。
在宁局调度中心施工过程中,充分发挥了交叉检查的互控优势,以暖通专业为主体进行跨专业检查建筑、结构专业及厂家减震降噪措施的落实情况,确保动态监控减震降噪措施的实施。
竣工验收是工程投用前的最后一关,严格竣工验收和试运行是保证空调主机正常投用的另一关键。建设单位应严格按设计文件、设计规范和质量验收标准进行验收。实测空调主机环境噪声和各层房间噪声值,然后与标准值对比。一旦发现噪声值超标,要及时采取措施整改。在竣工验收调试阶段,对空调主机噪声控制按以下方式进行了处理。
3.1 空调循环水泵降噪措施在调试过程中,发现中央空调循环水泵的噪声值超标,经与设备厂家沟通,由水泵厂家考虑增加水泵的减震器,通过计算后合理选用与水泵重量、尺寸相匹配的减震器型号。最终每台水泵均加装了4台弹簧式减震器,实践证明弹簧式减震器效果优于普通减震器。
考虑到主楼屋面会有人员进出检查,中央空调循环水泵的噪声会在开门时传入下层办公房间,为了降低水泵机组的环境噪声,将几台水泵机组作为整体进行全封闭式隔音处理,在两侧留常开换气通风口,中部设置常闭的检修门。通过以上的技术处理,大大降低水泵机组的低频噪声值。
3.2 空调主机风筒降噪措施由于宁局调度中心主楼屋面的女儿墙比中央空调冷冻机组约高出1 m,冷冻机组的排风会通过女儿墙产生反射噪声,因此通过更换高效排风机和增加风筒的方式进行了处理。即把国产的排风机更换了德国高频低噪音的EBM排风机,并在每台空调冷冻机组上部增加1.5 m的排风筒,强制出风噪声的向下传递。通过以上措施能有效地降低冷冻机组的高频噪声量。
如果采取以上措施,综合噪声值尚未达标,还可以考虑以下3个方面的措施。
4.1 墙体门窗降噪处理由于屋面墙体门窗洞口等都会直接或间接传递噪音,并会产生二次反射噪音,所以屋面上的墙体门窗等应采取隔声、消声措施,如窗玻璃采用中空隔声玻璃,通主机屋面的外门采用复合软包材料包裹,以增强隔声效果。
对于楼梯间外门,除对门进行隔声处理外,应尽可能增加一道门或增加门斗,以达到更好的隔声效果。空调主机的四周墙面增加隔声、消声结构降低噪声,如墙面采用铝金属微穿孔板加容重不宜低于60 kg/m3双层吸音玻璃棉的消声结构。
4.2 空调主机地面降噪处理地面会引起噪音的反射及共振,尤其是压缩机下部,噪音会通过共振直接传递到下部楼板,并通过楼板引起二次噪音反射及传递。压缩机下部基础内部地面采用平铺双层离心玻璃棉吸声结构,上表面铺橡胶复合隔声毡。屋面其它地面部分铺2层橡胶复合隔声毡。
4.3 个别房间降噪处理若靠近空调主机的个别房噪声值超标,可考虑在该房间吊顶板内满铺单面容重不小于40 kg/m3的铝箔离心玻璃棉,以杜绝噪音的二次生成。
通过对宁局调度中心中央空调主机噪声的全过程控制,积累了宝贵的降噪经验。经实测,中央空调环境噪声昼间为50 dB(A),噪声值满足《声环境质量标准》1类声环境功能区55 dB(A)的限值要求,主楼12层走廊噪声值为45 dB(A),远低于1类声环境功能区噪声限值。中央空调系统投用一年来,经过制冷期和供暖期,设备运行正常,噪声值满足要求,为南宁铁路局调度中心提供了良好的办公环境。
当然,中央空调系统噪声控制涉及暖通空调、声学、建筑、结构等专业,每个工程的情况千差万别,中央空调主机降噪需要融合多专业的知识进行综合设计,各专业密切配合才能进行有效的控制。降低中央空调噪声值,需要从建立降噪理念开始,加强建筑和暖通设计工程师的沟通,优化噪声控制设计,发挥空调整体设计效果。同时,在工程施工过程中加强设备招投标的技术管理和动态掌握各施工方的减震降噪施工进度也是必不可少的。