賀子軒， 張學(xué)勇

(1. 安徽建筑大學(xué)數(shù)理學(xué)院，安徽合肥 230601; 2. 安徽省建筑聲環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥 230601;3. 安徽建筑大學(xué)聲學(xué)研究所，安徽合肥 230601)

據(jù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境部公布的數(shù)據(jù)顯示，截止到2019年2月，12369熱線接到的舉報(bào)關(guān)于噪聲污染的案件就占了32%。噪聲已漸漸成為國(guó)內(nèi)外近年來(lái)投訴量最大的公害之一。因此，對(duì)噪聲進(jìn)行有效控制是非常迫切和必需的。其中，熱泵機(jī)組對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)的噪聲影響已經(jīng)成為一個(gè)城市面對(duì)和需要著手解決的普遍性環(huán)境污染問(wèn)題。

風(fēng)冷式熱泵機(jī)組由于具有制冷制熱的雙重功能，并且操作簡(jiǎn)單、管理與維修方便，目前在市場(chǎng)上得以廣泛應(yīng)用。為了減少空調(diào)噪聲對(duì)城市人們生活所產(chǎn)生的的負(fù)面影響，需要對(duì)熱泵機(jī)組進(jìn)行降噪處理，從而為人們提供一個(gè)更為舒適的生活環(huán)境。

本文以某廣場(chǎng)的聲環(huán)境為主要研究區(qū)域，首先進(jìn)行檢測(cè)，然后依據(jù)我國(guó)噪聲評(píng)價(jià)等標(biāo)準(zhǔn)，制定并給出合理的實(shí)施方案，解決廣場(chǎng)上的熱泵機(jī)組噪聲擾民問(wèn)題。

1 工程項(xiàng)目概況

1.1 工程概述

某廣場(chǎng)附近有4臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組及配套水泵設(shè)備，如圖1所示，機(jī)組24 h不停機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，聲壓級(jí)較高，周圍為高層居民樓，距離西側(cè)住宅僅8 m距離，熱泵機(jī)組產(chǎn)生的噪聲對(duì)周圍居民的生活產(chǎn)生了很大的影響。當(dāng)熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的相應(yīng)區(qū)域的排放限值，應(yīng)立即采取有效措施減少噪音。本文以整治該處噪聲問(wèn)題為目標(biāo)，擬定降噪方案，進(jìn)行降噪治理。

圖1 熱泵機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)

1.2 聲學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)及分析

熱泵機(jī)組及周邊噪聲源檢測(cè)結(jié)果測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。西側(cè)居民樓內(nèi)關(guān)窗測(cè)量數(shù)據(jù)如表2所示。

由表1和表2測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，風(fēng)冷式熱泵機(jī)組在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲大約在80 dB(A)左右，其中熱泵機(jī)組排風(fēng)口噪聲值最大達(dá)到了92 dB(A)，5樓、6樓受其影響最大。除了出風(fēng)口噪聲還有電機(jī)噪聲對(duì)5樓、6樓都有直接影響，5樓、6樓室內(nèi)關(guān)窗的聲壓級(jí)也接近50 dB(A)左右。

表1 熱泵機(jī)組及周邊噪聲源檢測(cè)數(shù)據(jù)

表2 西側(cè)居民樓內(nèi)Leq,T測(cè)量數(shù)據(jù)

從熱泵的總體結(jié)構(gòu)分析，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的噪聲可以分為2部分，一個(gè)是熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，它的鋼結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生輕微的振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一些噪聲；另一個(gè)則是熱泵機(jī)組的壓縮機(jī)和排風(fēng)扇所產(chǎn)生的。后者是熱泵機(jī)組噪聲組成的主要部分。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)合上述2項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)熱泵機(jī)組發(fā)出的噪聲面積很大，其兩側(cè)和頂部向外發(fā)出噪聲，因而，熱泵機(jī)組的噪聲是開(kāi)放性的。熱泵機(jī)組頂部有40臺(tái)風(fēng)扇，臺(tái)數(shù)較多，影響范圍大，衰減緩慢。此外，熱泵機(jī)組的噪聲會(huì)從底部向下傳播，因?yàn)槠涞妆P并沒(méi)有全封閉，只有鋼結(jié)構(gòu)框架，壓縮機(jī)全部剛性支撐在框架上[1]。

2 聲學(xué)設(shè)計(jì)方案和具體降噪措施

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

(1)國(guó)標(biāo)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3096-2008)[2]。

(2)國(guó)標(biāo)《社會(huì)生活噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 22337-2008)[3]。

(3)國(guó)標(biāo)《建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50121-2005)[4]。

(4)國(guó)標(biāo)《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 50118-2010)[5]。

2.2 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

本方案施工完成后驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：廠界噪音滿足GB 22337-2008《社會(huì)生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范2類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求。即在受影響區(qū)域噪聲測(cè)試：晝間不大于60 dB(A)、夜間不大于50 dB(A)。

2.3 設(shè)計(jì)原則

(1)設(shè)計(jì)滿足國(guó)家相關(guān)噪聲限值排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足聲學(xué)降噪需求。

(2)在滿足降噪需求的前提下，采用經(jīng)濟(jì)性的措施[6]。

(3)設(shè)計(jì)完成后，需保證熱泵機(jī)組的運(yùn)行正常，滿足熱泵機(jī)組的正常通風(fēng)和散熱[7]。

(4)滿足設(shè)備的日常檢修、維護(hù)等需要。

2.4 降噪措施

2.4.1 整體設(shè)計(jì)

降噪處理前的熱泵機(jī)組，如圖2～圖4所示，此機(jī)組共有4臺(tái)，位于馬路旁邊鐵柵欄區(qū)域內(nèi)，機(jī)組靠柵欄一側(cè)空隙較小，主要為設(shè)備管道。

圖2 降噪處理前風(fēng)冷熱泵機(jī)組模擬

圖3 風(fēng)冷熱泵機(jī)組平面

圖4 風(fēng)冷熱泵機(jī)組側(cè)立面

擬對(duì)機(jī)組加隔聲罩，效果如圖5所示，結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖5 熱泵機(jī)組隔聲罩模擬

圖6 吸隔音結(jié)構(gòu)橫剖面

其中隔聲罩工藝要求：

(1)鋁穿孔板穿孔率不小于17%，保證吸聲效果。穿孔板邊沿不開(kāi)孔，方便孔板與骨架的鉚接。邊緣距離開(kāi)孔位置大約30 mm。

(2)隔聲罩填充的吸聲材料采用阻燃性能好，耐高溫的巖棉，其導(dǎo)熱系數(shù)小，纖維細(xì)而長(zhǎng)，不易下沉，吸聲系數(shù)高[8]。

(3)所有鋼構(gòu)件均需做防銹蝕處理。

(4)外隔板與骨架之間的阻尼層厚度為外隔板厚度的3倍以上，可以效消除共振及吻合效應(yīng)對(duì)隔聲罩隔聲性能的影響[9]。

(5)隔聲罩孔洞及模塊與模塊之間使用密封材料來(lái)提高隔聲罩的隔聲效果[10]。

(6)安裝隔聲罩時(shí)，模塊與地面之間安裝橡膠減振墊，防止剛性傳聲[11]。

熱泵機(jī)組隔聲罩平面、立面和剖面，見(jiàn)圖7～圖14。

圖7 隔聲罩平面

圖8 隔聲罩a立面

圖9 隔聲罩b立面

圖10 隔聲罩c立面

圖11 隔聲罩d立面

圖12 隔聲罩剖面1

圖13 隔聲罩剖面2

圖14 隔聲罩剖面3

2.4.2 進(jìn)風(fēng)設(shè)計(jì)

因區(qū)域空間受限，機(jī)組下部南側(cè)、北側(cè)進(jìn)風(fēng)口均采用豎向直插式消音插片設(shè)計(jì)[12]，傾斜15°安裝，如圖15、圖16所示，組成迷宮式通道，保證熱泵機(jī)組進(jìn)風(fēng)同時(shí)，達(dá)到降噪效果。

圖15 熱泵機(jī)組進(jìn)風(fēng)消聲器模擬1

圖16 熱泵機(jī)組進(jìn)風(fēng)消聲器模擬2

進(jìn)風(fēng)消音器插片材料結(jié)構(gòu)如圖17所示。

圖17 進(jìn)風(fēng)消音器插片節(jié)點(diǎn)

2.4.3 排風(fēng)設(shè)計(jì)

頂部排風(fēng)消音，采用半折彎型消音插片，并采用專業(yè)的吸隔音墻體，將設(shè)備排風(fēng)口進(jìn)行封堵圍擋，每臺(tái)設(shè)備的排風(fēng)區(qū)域用吸隔音墻體隔開(kāi)，使熱泵機(jī)組的排風(fēng)形成一個(gè)獨(dú)立的空間。如圖18、圖19所示。

圖18 熱泵機(jī)組排風(fēng)消音器模擬1

圖19 熱泵機(jī)組排風(fēng)消音器模擬2

獨(dú)立空間下半部分為排風(fēng)緩流區(qū)，主要是對(duì)排出的風(fēng)進(jìn)行靜壓、整流作用；上半部分為消音通道，由雙面金屬穿孔板內(nèi)部填充環(huán)保吸音棉組成，對(duì)通過(guò)的氣流起到阻性和抗性的消音效果。排風(fēng)消音器插片材料結(jié)構(gòu)如圖20所示。

圖20 排風(fēng)消音器插片節(jié)點(diǎn)

2.4.4 內(nèi)部檢維修、操作通道

為方便設(shè)備檢維修，防止設(shè)備管道長(zhǎng)時(shí)間踩踏損傷，在管道上方利用鋼結(jié)構(gòu)、鋼板搭建行走通道，頂部排風(fēng)也留有4處設(shè)備檢維修通道，頂通道均采用平開(kāi)鋼制隔音門設(shè)計(jì)。平開(kāi)鋼制隔音門計(jì)權(quán)隔聲量Rw不低于35 dB(A)。隔音罩下部設(shè)有爬梯一部方便上層檢維修，上層隔音罩平臺(tái)周邊設(shè)有金屬護(hù)欄，保證檢維修人員安全作業(yè)。如圖21、圖22所示。通風(fēng)的風(fēng)管在下列部位應(yīng)設(shè)置防火閥[13]。

圖21 行走通道模擬

圖22 管護(hù)走道布置平面

2.4.5 水泵治理

為了防止噪聲通過(guò)管道振動(dòng)傳到其它地方，現(xiàn)擬將減振、隔振裝置安裝于熱泵機(jī)組的底座和進(jìn)出水管處[14]，達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求，滿足設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)需求。

水泵減振處理示意如圖23所示，水泵治理后的效果如圖24所示。

圖23 水泵隔振大樣

圖24 水泵治理后效果圖

2.4.6 地面硬化處理

熱泵機(jī)組及水泵機(jī)組區(qū)域，對(duì)原有垃圾及雜草進(jìn)行鏟除和清運(yùn)，清運(yùn)后采用鋼筋碎石混凝土進(jìn)行地面硬化，硬化厚度不小于200 mm。

2.4.7 周圍居民

隔聲窗設(shè)計(jì)為雙層中空結(jié)構(gòu)，同時(shí)避免“吻合效應(yīng)”的出現(xiàn)[15]，對(duì)周圍15 m以內(nèi)住戶更換隔聲窗，隔聲窗采用5+12A+5 mm，中空鋼化玻璃，計(jì)權(quán)隔聲量Rw不小于30 dB(A)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文從消聲、隔聲和減振3個(gè)方面，采取了設(shè)置消聲器、加裝隔聲罩等方式對(duì)熱泵機(jī)組產(chǎn)生的噪聲聲源的傳播途徑進(jìn)行控制，通過(guò)實(shí)踐，用此方案進(jìn)行專業(yè)降噪施工，不考慮其他噪聲源的干擾下，受影響建筑窗外1 m處，聲疊加后產(chǎn)生的噪聲干擾，滿足晝間不大于60 dB(A)、夜間不大于50 dB(A)。西側(cè)居民樓房間內(nèi)關(guān)窗后聲壓級(jí)不大于35 dB(A)。經(jīng)最后檢測(cè)證明該設(shè)計(jì)施工方案滿足要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)期治理目標(biāo)。