交流丨办公VAV空调系统噪声控制浅谈

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作者:卓展冯培育 卓展工程顾问有限公司

目前新建的办公项目体越来越多的采用VAV空调系统,此系统的空调箱机组通常设置在核心筒的设备机房,这势必会在办公区产生一定的噪声,空调噪声在前期如果不加以重视,等到施工完成在验收阶段就会暴露出许多问题,再进行整改将付出巨大的代价,且可能因条件限制变成难以解决的问题,最终影响租售造成办公区租户的投诉。



如何解决空调机房的噪声问题,不仅需要从设计阶段就有专业的顾问团队提供噪声控制方案,更重要的是在施工阶段有专人把控进度节点,切实保障降噪措施的施工落实和施工质量,当然从设计到施工,还需要中间过程的保障,即将具体的设计内容落实到招标文件,招标图或施工图。而就目前项目经验来看,项目各方在噪声控制方面的把控力度还是比较薄弱的。作为机电顾问,本文就设计阶段需要关注的空调机房噪声问题作初步的分析交流。





先贴一张办公标准层核心筒VAV系统噪声控制要点图,方便大致了解VAV系统噪声控制所涉及建筑及机电专业的几个关键点,再以各个关键点为主题分别进行阐述。

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01

机房门隔声设计


机房门在方案设计阶段就建议开设在后勤走廊位置,远离电梯厅或租户区,但是通常核心筒的位置布局是非常紧凑的,机房门无法避免会直面电梯厅甚至办公区。机房门如果采用普通防火门,隔声效果较差,建议空调机房门采用专业隔声门整樘安装,其隔声等级可以到达STC40-45dB,但专业隔声门的价格较高,是普通防火门的3-4倍,同时市场上具有防火3C认证的专业隔声门厂家有限。现项目较普遍的是采用双道门做法,即内做一道防火门,外结合精装效果做一道装饰门。双道门设置可作为一种隔声方案,若机房门直接开设在办公区内则建议还是采用专业隔声门效果更优。

双道门设计Tips:

  • 内门选用隔声性能较好的钢制防火门(厂家提供测试报告Rw≥30 ),门扇间及门底安装密封胶条。

  • 外装饰门选用密度较高木门或钢制门,木门需设置企口,门扇间及门底安装密封胶条,否则隔声作用较小。

  • 门底设门槛比不设门槛的整体隔声量会提高约3-5dB。

  • 双扇门比单扇门的整体隔声量提高约5dB(与门扇材质、门扇密封性能有关),机房门外处噪声测量值约在45dBA左右。

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图1   双道门项目案例

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图2   双道门项目案例


02

管道穿墙的封堵


机房外的主风管下方走廊和办公区是噪声最严重区域,在进行机房巡查和验收时,发现穿墙孔洞封堵不规范或者未封堵的现象非常普遍,使得机房内的噪声从孔洞缝隙传出。一面原本隔声量60dB的墙体若存在1%的孔和缝隙能使隔声效果降低40dB,可见孔洞的封堵处理对机房隔声十分重要,如果封堵没做好,那么其他消声隔声措施将会收效甚微。

以下为管线穿墙、穿楼板的封堵做法:

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项目中存在空调机房风管、水管穿墙封堵不到位的案例较多,如下图:

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图3 机房回风管穿墙未妥善封堵

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图4 机房送风管穿墙未妥善封堵


03

机房墙体吸隔声


机房常见做法为在机房墙面或顶棚设置吸声板面,由吸声棉外覆穿孔板构成,也有成品玻纤吸声板或珍珠岩吸声板等。但此做法实际遇到问题有:

  1. 实际降噪效果作用不大,机房内设置吸声墙面后办公区的噪声值仍较高;

  2. 机房内顶棚存在大量的管道吊架导致吸声板施工困难;

  3. 吸声棉长期在潮湿环境存在吸水下沉的风险。


核心筒空调机房的面积一般在30-50㎡,由于机房可做吸声处理的面积小,同时声能量分布不均匀,为非扩散声场,对于吸声降噪的效果评价,最好采用声场空间衰减曲线来表征。一些工程实践表明,对于频率主要集中在500~2000Hz的噪声,采用吸声处理后(和硬的墙壁、天花板比较)机房内噪声降低值在1~3dB。

空调机房的墙体若与办公区直接相邻,同时为隔声较弱的砌块墙体,建议在机房内墙设置一道隔声墙,由50-100mm龙骨内填吸声棉外覆石膏板或阻尼隔声板,以此可增加墙体整体隔声量约5dB。吸声墙与隔声墙的区别在于,前者主要通过吸声降低机房内反射的声量能级,后者主要通过隔声降低透射到机房外的声量能级。

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图5 空调机房内吸声墙面

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图6 空调机房内隔声墙


04

空调箱的噪声


机房的位置、空调箱的形式及风管的连接方式都会对噪声的大小有一定的影响。在招采阶段即可通过前端噪声控制,即控制空调箱出口噪声值;也可通过后端噪声控制,即控制风管段噪声值,来最终达到办公区的设计目标。

机房设计Tips:

  • 避免一个机房放置两台机组,可能产生同频率振动而加强地面楼板的振动能级。

  • 避免回风设计为直接机房内回风,无风管接入箱体形式,因机房内的吸力较大造成机房门不易开启,同时若门未做好密封存在缝隙会产生风吸入的风啸声,走道吊顶板可能会因吸力产生振动噪声。

  • 空调箱辐射噪声最大处在风机段,可尽量将风机段朝向非敏感区域,避免风机段直接面向机房门或办公区墙体侧。

  • 控制空调箱本身噪声值,包括进出风口处噪声,机壳辐射噪声。现有的超静音空调箱多为在风机段箱体内贴消声棉,或出风段增加消声段、消声导流片等,可降低空调箱的噪声值约5-10dB。

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图7 空调箱的消声段


05

消声器的设置


安装消声器是控制空调箱气流噪声通过风管传至办公区的最主要的措施,现项目在设计阶段基本会有消声器,但消声器在施工环节存在诸多问题:

  1. 消声器产品质量及厂家计算选型的能力参差不齐,导致消声器实际消声量并不满足设计要求。

  2. 施工时因现场管道空间的限制,实际安装消声器的数量及长度并不满足设计要求。

消声器设计Tips:

  • 控制主风管的风速尽量小在6-8m/s,风速过大会产生明显二次风噪声及风管、阀门、风口被带动的振动噪声。

  • 主风管分叉处可采用大尺寸三通弯头,减小变径幅度平缓气流,优于直插风管产生的气流噪声。

  • 送、回风管路的消声器设计安装长度至少预留约2m(按常规空调箱),消声器的各倍频程中心频率的插入损失须代入风路衰减进行计算复核以确定实际消声器的长度,须避免消声器产品不送审、不选型计算直接安装。

  • 消声器的安装位置尽量在机房内,靠近穿墙位置。若机房内空间不够,也可安装在走道或办公区。消声器前的主风管段需做消声风管(因阻尼隔声毡不为防火A级材料,隔声材料外包做法实际不可实施),避免噪声通过风管外壁传至办公区。

以下图片显示的项目所用消声器的插片厚度过小,通风截面积过大,长度不满足设计要求,消声量不够:

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图8 机房回风消声器


06

末端BOX的噪声


末端变风量箱的噪声问题主要来自风机动力型BOX,包含通过风口传出的气流噪声和通过机壳传出的辐射噪声,常规1000-2000m³/h风量BOX的气流噪声值在50-55dBA,辐射噪声值在45-50dBA,若不做任何处理会对办公区的声环境产生影响。

BOX设计Tips:

  • BOX箱体选型时,若按最大风量比设计风量高,实际部分风量运行,相较于按最大风量即设计风量,实际满风量运行的噪声值会低约2dB。

  • BOX箱体内贴吸声棉,外接消声八爪鱼静压箱,整体噪声值可减少约5dB。

  • 若BOX箱体噪声较高,或办公区噪声标准要求较高,箱体与风口间可另采用消声软管。

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图8 消声软管

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图9 BOX的消声箱及消声软管


07

机柜、风管的减震


空调箱内的风机通常自带弹簧减振器,则机箱外可不再安装弹簧减振器。管道虽通常只要求与机箱间安装软连接,不要求做其他减振处理,但实际项目案例中存在因风管、支撑杆件振动而引起的机房门,地面的振动,但与软接的施工质量、机箱本身的振动性能也有关。

减振设计Tips:

  • 机柜外建议铺设双层20毫米厚的橡胶减振垫,且减振垫间用钢板平铺隔离。

  • 基础若后浇装饰面须注意不可覆盖减振垫,否则减振作用失效。

  • 落地风管支撑杆建议衬垫一层橡胶减振垫,水管至少采用木托处理。

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图10   机柜的减振垫嵌入基础失效


以上为对办公区VAV空调系统噪声控制的一些经验总结。尤其对于非自持的办公项目,除在设计、招采、施工中均需关注重视噪声问题,因VAV系统多为变频运行,而实际总风量通常大于设计所需风量,故在验收阶段提前规定好交付的噪声标准,以及标准测量所在的运行工况,做好全区的风量平衡调节,即满足总风量的需求,又不至于因风量过大而导致噪声超标,使得项目能够顺利交付完成。


文章分类: 声学卓展原创
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