萬海山

（東省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，廣東 廣州 510000）

1 歌劇院空調(diào)設(shè)備噪音來源分析

空調(diào)設(shè)備運行振動會產(chǎn)生巨大噪音，通過對某歌劇院空調(diào)設(shè)備運行原理及機體整體結(jié)構(gòu)進行分析，本文認為空調(diào)設(shè)備運行噪音主要來源于如下6 個方面。（1）空調(diào)管路中冷媒流動時產(chǎn)生的氣流噪音。（2）空調(diào)風(fēng)機設(shè)備運行時產(chǎn)生的風(fēng)機噪音。（3）空調(diào)壓縮機設(shè)備運行時產(chǎn)生的壓縮機噪音。（4）空調(diào)鈑金、管路等相關(guān)機組結(jié)構(gòu)件運行時由于振動引起的復(fù)合噪音。（5）空調(diào)風(fēng)柜機組的風(fēng)機噪聲與風(fēng)管內(nèi)流動風(fēng)噪聲。（6）空調(diào)中央空調(diào)冷水機組及機房設(shè)備主要噪聲來源：冷卻塔風(fēng)噪、水流噪聲和電機振動噪聲、水泵運行的電機振動和水流噪聲及空調(diào)冷水機組運行時制冷壓縮機振動噪聲和水流的噪聲。

2 歌劇院空調(diào)設(shè)備噪音分類及確定

2.1 歌劇院空調(diào)設(shè)備氣流噪音

對某歌劇院空調(diào)壓縮機吸氣管長度、吸氣流速、壓縮機排氣管長度和排氣流速參數(shù)進行調(diào)節(jié)，通過空調(diào)設(shè)備運行時產(chǎn)生的氣流噪音進行試驗測定，結(jié)果顯示如表1。

表1 歌劇院空調(diào)設(shè)備氣流噪音測定結(jié)果

調(diào)節(jié)試驗結(jié)果表明，對歌劇院空調(diào)設(shè)備氣流噪音進行優(yōu)化后，前后整體噪音值分別為83.4dB(A)和83.2 dB(A)，降噪效果并不明顯。據(jù)此可確定，該空調(diào)設(shè)備主要噪音來源并非氣流噪音。

2.2 歌劇院空調(diào)設(shè)備結(jié)構(gòu)件振動噪音

在上述試驗基礎(chǔ)上，通過對歌劇院空調(diào)設(shè)備整體機組結(jié)構(gòu)進行隔音降噪處理，同時采用兩種性能差異較大的隔振器展開試驗對比，測試結(jié)果如下表2 所示。

表2 歌劇院空調(diào)設(shè)備機組整體噪音測定結(jié)果

由測試結(jié)果可看出，該空調(diào)設(shè)備整體機組運行噪音前、后對比差異并不明顯，因此可進一步確定，機組整機結(jié)構(gòu)振動噪音并非是該空調(diào)設(shè)備主要噪音來源。

2.3 歌劇院空調(diào)壓縮機設(shè)備噪音

本文通過對帶隔音罩與不帶隔音罩的空調(diào)壓縮機設(shè)備運行噪音進行測定，結(jié)果顯示，兩種運行工況下空調(diào)整體噪音差異較明顯，由此認為該歌劇院空調(diào)機組設(shè)備主要噪音來源是壓縮機噪聲。詳細測定對比結(jié)果如表3 所示。

表3 歌劇院空調(diào)設(shè)備壓縮機噪音測定結(jié)果

2.4 歌劇院空調(diào)風(fēng)機設(shè)備噪音

本文采用專用空調(diào)風(fēng)機測試工裝，通過對風(fēng)機系統(tǒng)導(dǎo)流圈與風(fēng)葉結(jié)構(gòu)進行更改，然后對空調(diào)設(shè)備風(fēng)機單獨進行測試。結(jié)果顯示，新舊風(fēng)機在調(diào)試前后，噪聲測試結(jié)果差異明顯，且風(fēng)機噪音在空調(diào)整機裝配運行測試中也在降低，由此確定風(fēng)機噪音也是該空調(diào)系統(tǒng)主要噪聲來源，結(jié)果見表4。

表4 歌劇院空調(diào)設(shè)備風(fēng)機噪音測定結(jié)果

3 歌劇院空調(diào)設(shè)備隔音降噪技術(shù)機理

確定此歌劇院空調(diào)設(shè)備主要噪音來源分別為壓縮機噪音和風(fēng)機噪音后，需根據(jù)不同噪音產(chǎn)生機理進行隔音降噪處理。按空調(diào)噪聲控制機理，可采用兩種方法實現(xiàn)隔音降噪，一是通過對噪聲傳播途徑進行控制，實現(xiàn)隔音降噪；二是降低噪聲本身的噪聲量實現(xiàn)降噪。在空調(diào)設(shè)備隔音降噪過程中，一般主要采用吸聲材料進行降噪，其原理如下?？諝庵械穆暡ㄔ趥鞑ミ^程中，當(dāng)其入射到勻質(zhì)屏蔽物時，部分聲能會被反射，部分聲能會被吸收，另外還有部分聲能可透過屏蔽物繼續(xù)傳播。因此，最直接的空調(diào)設(shè)備隔音降噪方法是通過設(shè)置合適的屏蔽物阻止聲能傳播，以此實現(xiàn)隔音降噪。

根據(jù)上述原理，可采用性能良好的吸聲材料對空調(diào)設(shè)備進行隔音降噪，方法如下。一是粘滯阻力耗能：當(dāng)聲波經(jīng)過吸聲材料表面后，會導(dǎo)致空隙內(nèi)部產(chǎn)生空氣振動現(xiàn)象；此時，聲波會在空氣與固體經(jīng)絡(luò)間相對運動。因空氣具有粘滯性特征，由此會形成巨大粘滯阻力，使振動空氣動能不斷向熱能轉(zhuǎn)化，降低聲波能量強度。二是熱交換耗能：聲波通過時，由于空氣絕熱壓縮會導(dǎo)致聲波升溫；同時，其會使多孔材料進行熱傳導(dǎo)與熱交換，由此使聲能得到衰減。

4 歌劇院空調(diào)設(shè)備隔音降噪技術(shù)措施及效果

根據(jù)隔音降噪技術(shù)機理及方法，需采用吸聲材料對空調(diào)風(fēng)機與壓縮機設(shè)備進行降噪。本文根據(jù)聲源頻譜特性對吸聲材料進行選擇，保證聲源頻譜特性與吸聲材料頻譜相匹配。若低頻噪聲大，則選用低頻吸聲材料進行隔音降噪；若高頻噪聲大，則采用高頻吸聲材料進行降噪。為了起到良好的隔音降噪效果，采用穿孔共振吸聲材料進行降噪處理，使噪聲頻率最大值與吸聲材料頻率峰值相對應(yīng)。在此基礎(chǔ)上，針對不同噪聲來源，采取不同的措施進行有效降噪，比如針對空調(diào)風(fēng)柜機組的風(fēng)機噪聲與風(fēng)管內(nèi)流動風(fēng)噪聲，則主要通過以下方法加以降噪處理：風(fēng)管增加二級消聲器處理，一級消中高頻聲，另一級消低頻聲，風(fēng)管出風(fēng)口加設(shè)消聲雙層百葉?？照{(diào)風(fēng)柜機組加設(shè)彈簧減振器，進出風(fēng)口加設(shè)帆布軟接，在空調(diào)風(fēng)柜機房內(nèi)的所有風(fēng)管加設(shè)減振支架，同時空調(diào)風(fēng)柜機房四周墻體采用玻璃棉及消聲微孔板進行消聲處理。

而針對空調(diào)中央空調(diào)冷水機組及機房設(shè)備主要噪聲源，本研究主要采用如下方法進行降噪處理：如冷卻塔、水泵及空調(diào)冷水機組等所有設(shè)備均需加設(shè)彈簧減震器減振降噪，同時水泵加設(shè)惰性塊進行二級減振；水泵、冷卻塔、空調(diào)冷水機組管道進出口處均需加設(shè)橡膠軟接，機房內(nèi)所有支架和出機房的第一個管道支架均需做減振支架處理；送排風(fēng)機加設(shè)彈簧減振，進出口加設(shè)軟接，減振降噪處理；空調(diào)VRV 空調(diào)室外機均需加設(shè)橡膠減振墊，進行減振降噪處理。

在隔音降噪處理前，通過對空調(diào)設(shè)備運行噪聲頻譜特性與噪音值進行測試。

通過對空調(diào)壓縮機頻譜特性曲線進行對比分析，發(fā)現(xiàn)噪聲值在中高頻位置達到峰值。結(jié)合這一特點，本研究采用空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備及管道采用符合要求的減振器加設(shè)性能良好的隔音吸聲材料進行降噪，空調(diào)機房墻面四周加設(shè)玻璃棉隔音阻隔處理，其聲學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

圖1 空調(diào)機房隔音降噪隔音板聲學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖

按照如圖所示隔音聲學(xué)結(jié)構(gòu)，在空調(diào)設(shè)備及管道加設(shè)減振器及機房墻體玻璃棉隔音處理后進行隔音降噪效果測試，結(jié)果測試噪聲背景滿足建筑的使用要求。對于該空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機設(shè)備，采用三種技術(shù)措施進行隔音降噪。一是通過對導(dǎo)流圈與風(fēng)葉結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，實現(xiàn)降噪；二是通過加裝吸聲材料控制聲源傳播路徑，實現(xiàn)降噪隔音；三是空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機設(shè)備均加設(shè)彈簧減振器，消減風(fēng)機振動勢能，實現(xiàn)降噪隔音。通過試驗?zāi)M，對上述方法進行實施后，測試對比了優(yōu)化前后空調(diào)系統(tǒng)噪聲測試結(jié)果，優(yōu)化前后，該空調(diào)風(fēng)機運行噪聲降低約20dB 左右，效果明顯。

5 結(jié)語

研究結(jié)果表明，歌劇院屬于公共場所，其對空調(diào)設(shè)備運行性能有著特殊要求。隔音效果差，運行噪聲大，不僅會增加空調(diào)設(shè)備能耗，若其長期處于“帶病”運行狀態(tài)，還會縮短歌劇院空調(diào)設(shè)備使用壽命。因此，應(yīng)通過分析機組設(shè)備噪聲來源，根據(jù)空調(diào)設(shè)備噪聲產(chǎn)生機理，基于頻譜測試結(jié)果，采用隔音降噪技術(shù)措施進行處理，以提高環(huán)境舒適性，滿足歌劇院實際使用噪聲背景要求，實現(xiàn)節(jié)能降耗。