某甲级写字楼项目机电设备噪声与振动控制设计

李丹

重庆中新航旅实业有限公司 重庆 401120

1 工程概况

某甲级写字楼项目占地面积约1.6万m2，建筑面积约13.9m2，由两栋面积分别约3万m2、约4.8万m2的5A甲级写字楼，约1.8万m2开放式街区商业和约4.4万m2车库及其他设备用房组成。

2 通风与空调系统降噪原则

对中央空调系统，特别是办公室、会议室等降噪要求比较高的位置，需要对空调末端、风机、风管进行消声降噪处理。

2.1 消声器的选择

对于通风空调系统，主要噪声源是空调机组和风机等设备，风管是主要传播途径，需要在风管内安装消声器来降低传播的噪声。

消声器是控制风机类噪声的有效方式[1]。消声器在性能上有3个方面的要求：一是具有较好的消声频率特性；二是空气阻力损失小；三是结构简单，施工方便，使用寿命长，体积小，成本低。为得到较好的空气动力性能和消声性能，消声器应该选择体积小、造价低和再生气流噪声产生较低的产品，消声器在类型上分阻性、抗性、复合式等几种类型。

根据笔者多年来从事通风空调系统噪声治理工程的实践经验，结合我国目前经济技术水平和环境保护产业发展动态，本项目确定使用具备单位体积消声量大，结构简单，造价低等优点的阻性片式消声器。由于这种消声器的消声性能由其消声片的吸声性能、厚度、间距、以及消声器的长度、通过消声器的气流速度等因素决定，需针对每个系统各个频率所需要的降噪量、风量、风压、可用空间等具体情况选用具体的消声器。

2.2 消声器工艺要求

（1）消声片护面用料及做法应满足不影响其消声性能及消声器内的气流速度相适应。常见护面层玻璃纤维布加穿孔金属板，玻璃纤维布一般为 0.1mm-0.2mm厚的无碱平纹玻璃纤维布，而穿孔金属板穿孔率≥20%，穿孔率常取Φ4mm-6mm。对于有防潮防水要求的护面层，则可在穿孔金属板内加设一层聚乙烯膜或 PVF耐候膜。

（2）消声器的有效长度必须合理确定，建议选择1-2m，消声器要求较高时，可分段进行设置。

2.3 消声器安装注意事项

（1）消声器前后安装变径管道：为减小安装在风机侧的消声器的机械噪声，消音器不能与风机直接连接，应加设一段长度为风机接口直径的3-4倍中间管道。当所选用的消声器的接口形状尺寸与风机接口不同时，可以在消声器前后加变径管无论是按要求供应变径管，还是施工单位自行加工，变径管的当量扩张角不得大于 20°。消声器接口尺寸应大于或等于风机接口尺寸。

（2）防止其他噪声传入消声设备的后端：由于消声设备的外壳或管道的噪声会传入消声设备后端，影响消声效果，应在消声设备外壳或部分管道上做隔声处理[2]。消声设备接口和风机管道接口连接处应设置柔性垫片加以密封，避免漏声、漏气或刚性连接引起的噪音。在通风空调系统中，消声器应尽量安装在靠经使用房间的地方，排风消声器应尽量安装在气流平稳的管段。

（3）消声器安装场所应采取防护措施：作为进气消声器使用时应加防尘罩；含粉尘的场所应加滤清器。

2.4 气流再生噪声控制

风管内的气流再生噪声控制也是通风空调系统噪声控制的一个重要部分。如风管的设计风速较高，虽然由于减小了风管断面尺寸，能降低投资费用，但风速较高也会增加气流再生噪声。因此必须根据空调用房的噪声允许标准，合理选择风管风速。

3 机电设备振动控制基本原则

建筑中冷冻机组、空调机组、风机、冷却塔、水泵、发电机组等设备运行时，都会产生一定的振动，并以弹性波的形式通过设备基础、支架、管道传导给主体结构，再通过主体筑结构传导至建筑内的其他空间，并最终以振动和通过各种结构共振而辐射的空气声干扰到建筑内的人们。设置设备基础隔振与管道隔振，来减少振动源、部件间的刚性连接可减少振动。

3.1 设备基础振动

用于设备基础的隔振器，使用较多的有金属弹簧隔振器、橡胶隔振器及各类弹性材料制成的隔振垫。其中金属弹簧隔振器具有承受的荷载幅度大、静态压缩量高、固有频率低、性能稳定等优点。缺点是阻尼比小、共振时放大倍数高、水平方向稳定性较差。因此，在选用金属弹簧隔振器时需同时设置橡胶垫。

橡胶隔振器和各种弹性隔振器（如聚氨酯、玻璃棉等）是一种常用隔振做法，它们对高频具有良好的隔振效果，但一般固有频率比金属弹簧隔振器高，因此一般只用于转速较高的设备隔振。金属弹簧隔振器和橡胶隔振器、隔振垫在性能上有一定的互补性，在本工程具体隔振设计上，我们将根据隔振的要求、设备的重量、转速等因素选择最合适的隔振器和隔振做法，确保隔振良好的隔振效果。

所有的水管与水泵及振动设备之间需要用软管进行连接，以减弱振动的传递。有振动与噪声的管道不能经过对噪声敏感的房间如办公室、会议室等；消防喷洒系统的设计必须从走廊独立进入每间单位或房间。应为所有机电设备预留足够的空间来安装隔振设施。根据本项目的具体情况，我们制定了空调机组、水泵、电梯等机电设备的隔振方案，详见附图。更详细的设计和产品选型还需根据设备的运行重量、主轴转速和隔振要求经计算确定。

3.2 管道隔振

通风空调系统设备的振动，除了通过基础沿主体结构传递外，还会通过管道和管内介质以及固定管道的构建传递噪声。管道隔振可以通过消除管道与主体结构之间的刚性连接来实现。管道隔振与基础隔振明显。虽然如此，管道隔振仍是不能忽视的，因为它不仅可以减少周围空间的噪声，还可以延长设备的运行寿命。

目前常用的管道隔振有橡胶软接头和不锈钢波纹软管。橡胶软接头具有良好的隔振降噪性能，缺点是易受到管内介质温度和压力的限制，同时耐腐蚀性也较差。不锈钢波纹软管由于具有耐高温、高压和腐蚀性的特点，所以经久耐用，同时也具有良好的隔振效果，因此应用广泛，但是造价较高。

在空调管道隔振控制中，对于低温、低压的水管可以采用橡胶软接头。

设备与管道之间配置橡胶软接头后，可减少由于设备振动通过管道传播，但管道内介质引起的振动仍然可通过管道的构件传播到主体结构，因此管道也必须隔离措施。常用的方法是使用弹簧吊件或橡胶吊件，也可以在管道支架上铺设弹性隔振材料。

4 本项目机电设备的分类控制

机电设备的噪声振动处理如下：

（1）空调机房、新风机房、送风机房、排风机房、油烟处理

空调机房及各类风机房是机电专业最为主要的，也是为数最多的噪声振动源，所有设备均应重点处理。排风机房、进风机房、新风机房内的风机应增加混凝土配重及弹簧隔振器。风管穿过机房的墙体时，应进行封堵。空调机房内的空调机组、新风机组、风机本身振动会引起结构楼板共振，使振动噪声直接传入周边区域，空调机组需加装抗拉限位型橡胶弹簧隔振器，以防止空调机组的振动顺延地面传至楼板，干扰敏感区域。厨房排烟风机，应对风机进行隔振处理，处理方式与空调机组类似。

（2）冷却水机房、水泵房、雨水处理机房、热换机房

各类水泵房往往是结构声源及振动源的集中区域。除消防水泵外，其他水泵均应参照下列方式进行处理。

水泵机组的隔振可采用混凝土隔振台，隔振台的质量需大于水泵和电动机的运行总质量，应选用低频弹簧隔振器，如果水泵安装楼层上下紧邻噪声敏感房间，隔振器的工作频率应低于2.5Hz，其他场合隔振器的工作频率应低于3.5Hz，水泵进出的管道应安装橡胶柔性接管并采用弹性支撑。

立式水泵减振台架可采用为槽钢台架填充混凝土，保证减振台架的重量为水泵运行自重的2倍。其中槽钢型号需根据水泵的具体规格和运行重量来确定，且不大于16号槽钢，施工时需确保减振台架结构坚固。

大型水泵采用钢筋混凝土块作为水泵的基础，保证基础重量为水泵运行自重的2倍，特殊情况也可采用槽钢台架填充混凝土的做法。

一般卧式水泵台架，所选槽钢不大于25号槽钢，并保证减振台架的重量为水泵运行自重的3倍。 施工时可以根据实际需要进行选择。施工时还应根据电机与泵体的重心分布来调整各隔振器均匀受力。

换热器设备也可以参考水泵设备来进行减振处理。

（3）热冷机房

冷水机组的隔振需安装限位橡胶弹簧减振器。同时冷水机组的进出管道应安装橡胶柔性接管，管道的吊支架用吊式隔振器或弹簧隔振器隔振。

（4）变配电室

配电间、配电站及变电所是振动较为严重的机房，应对内部的变压器进行处理。常见的变压器一般为干式变压器，运行中产生的振动扰力频率在100Hz，是铁芯受磁场变化产生的电磁振动，可在型钢底座安装隔振器，或采用30mm-50mm 厚橡胶隔振垫。变压器的进出电缆不得绷紧，需留有一定的弹性，比如盘成 U形或 S形。

（5）柴发机房

柴油发电机组噪音声压级一般在100dBA到110dBA范围，其强烈的低频噪声可以使墙壁地板还有天花板发生可感知的强烈振动，柴油发电机房要做好良好的隔声措施。发电机必须安装在不低于50mm变型量外置式弹簧减振器上。排气管必须加装一级及二级排烟消声器(各至少600mm)。排气管必须以 25mm变型量外置式弹性吊杆吊装。发电机房之进风及排风加装 1.5-2m的消声器。

（6）电梯机房

通常办公建筑不存在类似住宅卧室类噪声敏感空间，因此通常办公建筑电梯隔振通常不予考虑。对于住宅建筑，当电梯机房及电梯井道四周紧邻敏感房间如卧室、客厅时，建议进行电梯设备的隔振降噪处理。电梯机房内的曳引机及控制柜均为较严重的噪声源及振动源，应对曳引机、控制柜进行减振处理。同时还应及时与电梯厂家及电梯顾问进行沟通，讨论处理方案。

（7）锅炉房

锅炉房应对设备机组进行减振处理，参照图1。

图1 锅炉设备隔振处理示意图

（8）设备平台

本项目中的设备平台主要集中在办公楼屋面与避难层。设备平台的设备应对应其使用功能 参照本报告中的处理建议进行处理。部分机房下方为办公敏感区，应加设浮筑地面，见图2。

图2 噪声机房内浮筑地面做法推荐

（9）室外机

室外机与噪声敏感房间距离过近，不仅噪声对室内可能产生影响， 振动也可能传递到室内。从隔振降噪角度出发，建议所有室外机均应进行减振处理，减振处理应采用橡胶弹簧减振器。此外，办公塔楼避难层的室外机由于数量众多、噪声较大，经估算 17台室外机噪声达到70dBA以上，需加设隔声罩与消声百叶，避免其上下楼层临近的办公区域受到噪声影响。隔声罩的消声片厚100mm，间距100mm，有效长度1200mm，隔声罩上方与侧方应保证 50%的开口面积。考虑到后期维护的便利性和可操作性，隔声罩侧壁与机组之间留出至少600mm，供检修时人员进出，室外机风口与消声器之间也应留出600mm。

5 结语

综上，某甲级写字楼项目对机电设备噪声与振动控制设计后获得较高的经济效益。在具体的机电设备噪声与振动控制设计过程中，根据实践经验深入分析出有效解决噪声与振动的举措，规范设计好具体流程，做好减震降噪处理，从而保证了机电设备的性能和品质更符合要求，也能够全面提高机电设备的运行质量，进一步延长设备寿命。