商业综合体建筑屋面空调设备振动与噪声控制

摘要：分析了商业综合体建筑屋面空调设备振动与噪声产生的原因，并提出了控制手段

关键词：商业综合体空调设备振动噪声隔振隔声

中图分类号： U463 文献标识码： A

商业综合体建筑，是由多种商业形态通过建筑流线有机组合而形成的一个大型综合性建筑体。整个建筑从外形上一般分为裙房和塔楼两部分。裙房部分的功能主要包括百货、影院、餐饮、娱乐、健身、超市和地下停车场；塔楼部分的功能主要为酒店、公寓、办公等。

1、商业综合体屋面空调设备振动的控制

1.1商业综合体屋面空调设备的概况

随着建筑功能的不断完善，商业综合体建筑均配有复杂的机电系统。其中，空调通风设备通常需要布置在裙房屋面上，这些设备主要有通风机、空调室外机、风冷冷水机组、冷却塔等。它们运行时均会产生较大的振动和噪声，对周围塔楼和楼板下的房间有一定的影响。因此，在工程设计阶段我们就需采取有效措施将振动和噪音控制在有关规范允许的范围内，以确保商业综合体建筑的正常使用。

1.2屋面空调设备的振动控制

1.2.1屋面空调设备振动的特点

屋面空调设备运转时都会产生振动，它直接传给设备基础和连接的管件，引起楼板和管道的振动，会危及建筑结构的安全。因此对振源必须采取隔振措施，主要做法就是在设备与基础之间设置弹性材料或器件以及在设备与管道之间设置柔性连接来消除刚性连接，从而把振动的振幅和频率控制在一定范围内，减弱振动的传递。

1.2.2隔振的原理

设备振动的频率f决定于电机的转速，即f=n/60（Hz），n-转速（r/min）。隔振器的固有频率为fn。则振动传递率：T=1/[1-（f/fn）2]

式中可见，当f/fn>1.414，T

1.2.3隔振措施

工程上常用的设备基础隔振器和隔振材料主要有以下类型：

⑴压缩型，主要为橡胶垫，它的自身固有频率较高，通常为5~10Hz。适用于转速n>1500r/min的风机、水泵等设备的隔振。

⑵ 剪切型，主要为弹簧隔振器，它的自身固有频率较低，通常为2~5Hz，并且可承受较大的荷载。适用于转速n

1.2.4隔振做法和注意事项

对屋顶设备的隔振可采用如下做法：先在屋面上按设备尺寸予留砼基础。基础上面设隔振器，按设备的转速和振动频率选择隔振器的类型并根据所选隔振器的承受荷载和设备的总重量确定隔振器的数量。还要对所选的隔振器进行验算，使重心处的振动速度幅值≤某一限定值即可，一般可取10mm/s。对运行时振动较大的设备，可采用弹簧与橡胶相结合的复合型隔振器，可以收到较好的隔振效果。

在对设备本身进行隔振处理的同时，还不能忽略管路隔振的问题。因为设备在运转的同时，会带动所连接的风管或水管一起振动，管路的振动会以弹性波的形式向屋面下面的房间传播，形成噪声，振动严重的还会破坏管道连接的严密性。管路隔振采取的措施通常是在设备与管道连接处设柔性软管，通过软管的阻尼作用，以不使设备的振动传给管路。连接水管的软管通常为橡胶和不锈钢制成，连接风管的软管通常由帆布或其它人造材料（橡胶或复合铝箔柔性玻纤）制成。

2、商业综合体屋面空调设备的噪声控制

2.1屋面空调设备噪声的特点

屋面空调设备的噪声主要分为两大类，一类是机械噪声，另一类是空气动力噪声。机械噪声主要有电机运转噪声、制冷压缩机噪声等；空气动力噪声主要有风机叶轮噪声和冷却塔淋水噪声等。风机和风冷冷水机组的噪声一般为70~80dB（A），冷却塔的噪声一般为60~70dB（A）。商业综合体建筑的功能主要为商业、办公和居住，按《声环境质量标准》（GB3096-2008）中的规定，属于1、2类声环境功能区域，其环境噪声限值为：

可见，这些设备的运转噪声均已超过规范的要求，将会对人们工作、休闲造成不良影响，必须采取有效措施使噪声控制在规范规定的范围内。

2.2降低空调设备噪声影响的主要措施

⑴ 应选择高效、低噪声的设备。

⑵ 选择合理的设备位置，尽量远离需要安静的建筑和房间。

⑶ 风冷冷水机组采用封闭式压缩机或多级压缩。

⑷ 风机尽可能采用后向叶片的离心风机，工作点位于高效区。

⑸ 风机叶轮与电动机之间采用直联传动。

⑹ 冷却塔采用变速风机，夜间降低转速，减少运转噪声。必要时采用无风扇水喷射型冷却塔。

⑺ 采用改变水池结构和水面材料的新型冷却塔，降低水落噪声。

⑻ 在冷却塔进、排风口处设消声装置。

⑼ 在高噪声设备外加设隔声罩或隔声屏。

2.3空调设备隔声处理

在空调设备上加隔声罩或在设备附近设隔声屏，都会有效地隔绝噪声。隔声罩按结构不同分为两类，一类是利用其内部填充的吸声材料来隔声。吸声材料内部有大量的相互贯通的微孔或间隙，当声波入射到多孔材料表面时激发起微孔内空气振动，由于空气粘滞性使振动空气的动能不断转化为热能，从而使声能衰减。这些材料主要是玻璃纤维和泡沫塑料（开孔）等。

另一类是利用孔板共振原理来隔声。它的作用原理是，当入射声波的频率与孔板空腔的共振频率一致时，孔板处空气产生激烈振动摩擦，声能由于克服摩擦阻力而被消耗。做法是在金属或非金属薄板上穿孔，并在后面设空气层，使每个开口后均有有对应的空腔，必要时可在空腔中加衬多孔吸声材料，组成穿孔板共振吸声结构。一般硬质纤维板、胶合板、石膏板、石棉水泥板，以及钢板、铝板均可作为穿孔结构的面板材料。

目前，轴流风机和离心风机均可在出厂时按用户要求配隔声罩或隔声风机箱，运行时可以基本满足环境噪声要求（见图）。

空调冷却塔运行时也会产生很大的噪声，包括：轴流风机噪声、淋水噪声、壳体振动噪声等。控制冷却塔的噪声可从以下几方面入手：

⑴ 降低风机噪声源。如采用低转速、大直径、新叶型、阔叶片、小叶角、皮带传动或多极低速电机直联传动等措施，噪声降低量通常可达10dB（A）左右。

⑵ 降低淋水噪声。措施包括：降低水池水深，采用特殊的水池结构形式，在水面上部张布细眼尼龙网，以及在水面上漂浮聚氨脂泡沫塑料层等，一般可使冷却塔的淋水噪声降低5~10dB（A）。

⑶ 采用消声、隔声措施。对于噪声控制要求较高的场所，可在排风口处设置排风消声器，在进风口处也加设消声器，同时在冷却塔近旁设置隔声屏，隔声屏要尽量靠近声源并要高于声源（见图），通常可使噪声降低10dB（A）左右。

3、结语

综上所述，屋面空调设备的振动和噪声是同时出现的，要控制并消除它们带来的不利影响需采取一系列措施。只要我们在空调系统的设计、采购、安装等各环节都能注意隔振隔声，就一定能把那些不利影响降到最低，从而创造一个环境良好的商业广场。

参考文献：

⑴陆耀庆.实用供热空调设计手册（第二版）.北京. 中国建筑工业出版社.

2008年.

⑵中国建筑科学研究院.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）.北京.中国建筑工业出版社.2012年.

⑶中国环境科学研究院.声环境质量标准（GB3096-2008）.北京.中国环境科学出版社.2008年.

⑷中国建筑科学研究院.民用建筑隔声设计规范（GB50118-2010）.北京.中国建筑工业出版社.2010年.