建筑暖通空调设计中噪声与振动问题探究

建筑暖通空调设计中噪声与振动问题探究

林佳禾1  冀甲博2 马壬联3

（广东美的制冷设备有限公司 广东 佛山 528300）

摘要：建筑暖通空调设计中的噪声和振动问题对于居住者或工作人员的健康和舒适感具有重要影响。高噪声水平会引起不适和影响工作效率，而过大的振动可能会导致设备故障和损坏建筑结构。因此，在设计过程中，需要付出额外的努力来解决这些问题。本文旨在探讨建筑暖通空调设计中噪声和振动问题的产生原因，并提供一些可行的措施和解决方案，以实现最佳的设计方案，创造宜居的室内环境。

关键词：建筑暖通空调；设计；噪声与振动

引  言

随着人们对舒适和健康生活环境的要求越来越高，建筑空调系统不仅需要在室温控制和空气质量方面达到高标准，还需要尽可能减少噪声和振动对人体的影响。同时，建筑结构和设备也需要受到保护，以确保其正常运行和寿命。因此，如何有效解决噪声和振动问题成为建筑暖通空调设计中的重要任务之一。对此，相关人员需要从设计层面出发，探究切实可行的手段来减少建筑暖通空调系统的噪声及振动问题，以实现舒适、安静的室内环境。

1 噪声与振动的产生原因

1.1 设备运行

空调系统中的各种设备，例如压缩机、风机、冷却塔等，在正常运行时会产生噪声和振动。这些设备内部的机械部件转动或震动会引起设备本身的振动，从而产生噪声。例如，压缩机中的活塞运动、风机中的叶片旋转，都会在设备结构上带来振动和噪音。

1.2 风流噪声

空调系统中的风机是主要的噪声源之一。当风机产生气流时，气流在风道、进出风口等构件中的湍流和撞击会产生噪音。湍流是空气在不同速度下混合引起的不规则运动，产生了类似激振和撞击的声音。

1.3 水流噪声

如果空调系统中涉及到水流，比如冷却系统中的水泵，水流通过管道或阀门时会产生水流噪声。当水流与管道或阀门的壁面相互交互作用时，会产生压力变化和振动，从而产生噪音。此外，水流在流体中形成的涡流也会带来噪音。

1.4 结构振动

空调设备通常通过支架或悬挂装置与建筑结构连接。设备的振动会通过连接传递到建筑结构上，产生结构振动和噪音。这种振动可以由于设备的不稳定安装、地震活动或设备本身的不平衡引起。

2 噪声及振动的防范措施

2.1 设备振动的防范措施

在建筑暖通空调设计中，因设备运行引起的噪声和振动可能会对建筑内的居住者或办公人员的舒适度和健康造成负面影响。对此，就需要采取有效措施来减少此类噪声与振动的产生。

首先，设备选择是一个非常重要的环节。对于噪声和振动敏感的区域，需要选择低噪音、低振动的设备。在此过程中，还应当尽可能选择高效节能的设备，以减少设备运行过程中的噪声和振动。同时，设备的布置和安装方式对噪声和振动的影响很大。设备的摆放应根据场地实际情况进行合理的规划和布置，尽量避免设备间的共振效应。尤其是大型空调机组和热水锅炉等，需要在固定的基础上进行稳定支撑，避免设备晃动和振动。还可以通过适当的隔离措施，如橡胶减震垫、弹簧隔振器等，帮助减少传递到建筑结构的噪声和振动。对于噪声敏感的区域，如住宅区、病房等，可以设置隔音墙、隔音罩等防护措施来减小噪音。同时，在机房内可以使用吸声材料等消音措施降低噪音。此外，通过合理的支撑和减震措施，可以增强设备的稳定性，减小振动的传递和影响程度。例如在空调机组的底座下，可以使用橡胶垫、减振器等减少机组和管道的振动。

2.2 风流噪声的防范措施

针对风流噪声，设计人员可以采取以下措施加以防范。

首先，在选择风机时，应考虑其噪声级别。现代风机通常采用叶轮、壳体、减振机构和控制装置等措施来降低噪声。在选择风机时，应评估其噪声级别，以确保其符合国家标准，并且能够控制噪声和振动。在空调管道的设计和安装过程中，应注意管道与周围结构之间的隔离和吸音。将管道布局沿吸音墙和吸音材料参考面布置，利用吸音泡沫等吸声材料降低管道内部空气流动时产生的噪声，同时在管道的弯曲处和连接处使用弯头等曲率较缓的接头，避免出现尖角和锐角。同时，降低风速和风阻也是减少噪声和振动的重要措施。高风速和风阻将增加气流的噪声和振动，因此应在设计和调节风道时，合理设计风道结构和风口位置，调整风口的尺寸和面积，以满足空气流量和分布的要求，同时降低风速和风阻的水平。此外，在风机和管道的安装过程中，可以考虑采用软连接和减震支撑来降低振动的传递。软连接可以在管道连接处、风机和管道之间等位置设置，有效地减少结构共振和振动传递。减震支撑可以在风机和管道的固定点处设置，减少振动和冲击。

2.3 水流噪声防范措施

建筑暖通空调系统运行时，必然涉及水流。而水在管道中流动时会产生噪音和振动，给建筑内部环境质量造成不利影响。为了优化这些噪声和振动，设计人员可以采取以下措施。

首先，设计人员可以优化管道的设计，其是降低水流噪声的关键。一种常见的方法是采用流线型的管道布局，尽量减少管道的弯曲和分支。这可以降低水流的阻力，并减小水流噪声和振动。在此过程中，还需要细心设计管道的直径和长度，以确保水流在管道中良好地流动，也可以减少水流噪声。同时，可以在水泵、阀门等设备上安装噪音消除器或吸音材料，以吸收水流噪声、减少水流振动。例如，可以在水泵周围加装隔音箱或使用吸音罩，从而减少水流噪声的传播。在管道系统中也使用吸音材料，如吸音棉、隔音板等，可以降低噪音的传播。管道系统中的水流振动也会引起噪声。为了减少振动，可以采用更牢固的支架和增加支撑点，以提高设备和管道的稳定性。此外，减小管道的跨度和使用减振材料，如橡胶垫和减振螺栓等，也可以有效地降低振动和噪声。除上述方法外，在系统调试过程中，还需要对管道系统进行结构优化和参数调整。通过合理配置管道，确保水流的合理分配和均匀流动，可以降低水流噪声。在此过程中，也需要适当调整泵的运行参数，减小泵的运行功率和减小系统的波动，从而降低噪声和振动的水平。

2.4 结构振动防范措施

建筑暖通空调设计中，因结构振动而导致的噪声以及振动问题也是设计人员需要重点关注的内容。对此，在前期设计环节，可以采取以下防范措施。

首先，在设计阶段，应当使用适当的支架和悬挂装置，确保空调设备稳固地固定在建筑物的结构上。支架和悬挂装置的选择应充分考虑设备的重量、尺寸和振动特性，以确保设备在运行时不会移动或抖动。在安装过程中，应严格按照制造商的建议和相关的安装规范进行操作，以确保设备准确、稳固地安装在建筑结构上。同时，还应当合理选择与安装减震器或隔振器。需要注意的是，在选择减震器或隔振器时，应根据设备的振动频率和振幅以及建筑结构的特点进行匹配。专业工程师应参与设计和选择过程，以确保最佳效果。此外，在建筑设计阶段应考虑到空调设备的需求，结构部位的刚度和强度需要得到适度增强。例如加固设备所需要连接的墙体或支柱，或修改某些结构元素的尺寸和形状，以增加其抗振能力和刚度，减少因结构振动而导致的噪声与振动问题。

3 总结

总而言之，在建筑暖通空调设计环节，设计人员需要加强对噪声及振动产生原因的重视及研究，针对性地采取相应的防范措施，以减少此类问题的出现，提升建筑暖通空调系统运行质量。

参考文献 

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