浅析建筑暖通空调设计中噪声与振动的问题

段雅楠

（太原市建筑设计研究院 山西太原 030009）

0 引言

建筑中的噪声与振动问题往往是由于多方面因素造成的，例如数据中心中大量的交换机、IT设备，主机、存储器等会产生噪声[1]；大剧院中的电力电器设备、照明设施等会产生噪声[2]；还有公共建筑制冷机房中的设备，生活泵房中的大量水泵在运行中都会产生不同程度的噪声与振动。

1 暖通空调设计中噪声与振动问题

1.1 地下车库通风风机的噪声问题

在地下车库的设计中，通风的设计十分重要，其主要设计内容有车库的补风系统，排风系统还有排烟系统等。补风系统是为了给地下车库送入新鲜的空气，防止地下车库聚集大量的一氧化碳、二氧化碳等对人体健康有害的气体；排风系统可以排出车库中的空气，同时，方便补风系统及时补入新鲜的空气，一排一补，则可以确保地下车库的空气与外界大气保持空气的相对流动。在补风、排风、排烟等系统中都会用到风机这一重要的设备，风机在运行中会产生一定的噪声与振动，这是由于压缩机振动、气动、风叶与网罩距离等引起的，对于不同额定风量的风机其噪声值是不一样的，因此对于风机的选择，需要综合考虑风量、噪声、功率等指标。

根据《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251）中4.4.5和4.5.3的要求，风机需要设置在相应的专用机房内，因此地下车库风机房的选址应该远离人们频繁经过的区域，从而减少噪声对于人体健康的危害。例如，对于地上有高层住宅或者商场的地下车库，风机房的位置需要满足：①便于住宅地下室风管的接入；②便于地下车库风管的接入；③远离人员经常通行的地方；④便于风井风道出地面开百叶的要求。

1.2 风系统风管的噪声问题

风机与房间之间的风管是输送空气的承载物，风管往往没有特殊的材质要求，风管中空气流速的大小与风管噪声有直接关系，按照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736）的要求，风管中的空气流速宜为8-10m/s，这被称之为经济流速。表1就是规范中推荐的空气流速。当风量一定时，风管的空气流速如果太小，风管的截面积就必须大一些，这就需要占用室内过多的空间，若风管的空气流速太大，就会有气流噪声，加之风管上还有支架、吊架等设施，过大的流速还会引起风管管壁的振动，产生更大的噪声。

表1 风管内的空气流速（m/s）

在安装了消声装置的风系统中，经过消声设备的空气进入风管中，风管再进入高噪声的环境中就会引起二次噪声污染，因此经过消声后的风管是不适宜再进入高噪声的环境中，对于高噪声的风管，它们也不适宜进入低噪声的环境中，否则会加剧低噪声环境的噪声问题。

1.3 风管穿过维护结构的噪声问题

风管在建筑中的走向，不可避免需要穿过围护结构的墙、板等部位，穿越墙板后就会留下孔与缝隙，经过实践工程证明，孔和缝隙对于建筑的噪声与振动是有一定影响的，这是因为空气通过孔和缝隙流动引起的空气动力学噪声，孔的大小和深度引起的噪声也会不一样。在空气量相同的情况下，开口越小，风速越高，噪音越大；相反，开口面积越大，风速越高，噪音会降低一点，但是相应地增加了成本。

在建筑物中，如果孔的位置和间隙区域固定且墙板的厚度不同，则会产生不同的噪音水平，所以，穿孔的位置也是非常重要的。假如，孔的位置位于天花板中央则会使噪声扩大，选择接近于墙壁的天花板则会降低噪声。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736）中明确要求，管道与围护结构之间的缝隙要使用具有防火隔声能力的弹性材料填充密实。弹性材料也可以减少风管与建筑的墙板硬壁之间的接触。

1.4 空调机房位置的噪声问题

空调机房中有大量的设备，这些设备的运行会产生较大的噪声与振动，这将引起噪音并进一步增加建筑物内部的噪音，如若设备产生运行问题，就会干扰人们的日常生活。空调机房需要远离那些有较高消声、防振要求的房间，尽量减少对周围环境的影响。如有必要，可以对机房中高噪声、高振动的设备进行局部消声和防振处理，设置隔振器、实心墙体等等。有些机房中设备的振动对于楼板的冲击十分大，也可以使用中间有质量块的双激励双输出二级隔振模型。

1.5 冷却塔的噪声问题

《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736）中10.1.7中规定暴露在室外的设备，当其噪声达不到环境噪声标准要求时，应采取降噪措施。在暖通空调设计中，冷却塔要有充足的热量交换，它们的位置一般都是露天放置，而冷却塔产生的高噪声也是直接暴露在室外环境中的，加之暖通空调系统的持续运行需要依靠冷却塔的运行，无论白天黑夜都会产生噪声，所以冷却塔的安装位置也是非常重要的，需要安装在离居民区较远的地方。

此外，冷却塔的噪声主要是由于淋水系统和轴流风机运行造成的。人们可以使用大型的隔声罩、进气消声器和排气消声器等措施来降低冷却塔对于环境的噪声污染。

2 暖通空调设计中噪声或隔振的控制点

2.1 建筑物中各种场所的合理布局

任何建筑物中的机房都是噪声和振动的主要场所，因此，在设计系统和设备布局时，设计人员必须注意减少噪声和振动的传播，它们的进风口和出风口的设计需要具有减少噪音和吸音的效果，因此需要综合考虑窗户，门，孔的大小布局，同时需要选择适当的吸音设备以减少噪音。

2.2 空调的设计

在空调的设计当中，设备的选型也是至关重要的。所选设备的额定风量不能过高，并且应该选择高效，低噪声类型的风扇。若弯头、三通等部件的自然噪声衰减不理想，可以采用消声弯头等装置来降低空调噪声。如果空调系统的消声任务比较庞大，那也可以进行分段消声，从总管开始消声，逐步到支管上进行消声装置的安装。空调机房中还需要有隔振设计，可以使用弹簧隔振器、橡胶隔振器、浮筑双隔振台座等措施。

2.3 选择消声器

对于消声器的选择，应当结合建筑空调设备所产生的噪声频率来考虑。根据噪声的频率特性选择不同类型的消声器，还需要根据系统的规模大小去选择不同数量的消声器。在中央空调系统中消声器的安装位置最好在机柜内部。

3 结束语

暖通空调系统作为调节人们居住环境的有效手段，它在建筑中起着越来越重要的作用。因此，设计人员在设计的过程中，一定要严格遵循节能环保的理念，同时还要具有最新的设计理念，在工程和施工的过程中要充分注意设备、管道的噪声和振动问题，并采取合理的措施、经济的方法加以解决。建筑物室内外的噪音和振动的管理应遵循国家的规范标准，以确保系统的平稳运行。