上海中廣通環(huán)保科技有限公司
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商業(yè)綜合體的發(fā)展與日俱增，其配套的空調(diào)機(jī)組、熱泵機(jī)組等設(shè)備的需求也如火如荼。尤其在炎炎夏日，此類裝置在商業(yè)綜合體的設(shè)備中必不可少，同時，其產(chǎn)生的噪聲擾民事件顯著增多，已成為城市中一類帶有普遍性的固定源噪聲污染問題。熱泵機(jī)組作為商業(yè)綜合體運(yùn)用廣泛的設(shè)備之一，由于其具有節(jié)能、環(huán)保及冷暖聯(lián)供等特點(diǎn)，常被用于解決通風(fēng)空調(diào)中的制冷、制熱問題，尤其是空氣源（風(fēng)冷）熱泵機(jī)組，采用空氣冷卻與換熱，安裝迅速、方便。
對于環(huán)保要求越來越嚴(yán)格的今天，熱泵機(jī)組內(nèi)部包含多臺半（全）封閉式壓縮機(jī)和多回路設(shè)計(jì)，其運(yùn)行時產(chǎn)生的噪聲顯然是商業(yè)綜合體設(shè)備噪聲的一個主要噪聲源。因此，了解單臺或多臺熱泵機(jī)組的噪聲傳播特性，學(xué)習(xí)熱泵機(jī)組群噪聲控制的方法，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
一
熱泵機(jī)組噪聲分析
熱泵機(jī)組的主要噪聲由底部壓縮機(jī)噪聲、頂部軸流排風(fēng)機(jī)噪聲及輸送冷熱水的循環(huán)泵（管道泵）噪聲組成。
1、底部壓縮機(jī)噪聲
壓縮機(jī)噪聲來源比較復(fù)雜，歸納起來，主要來自三大類：機(jī)械噪聲、氣動噪聲和電磁噪聲。
（1）機(jī)械噪聲：壓縮機(jī)的機(jī)械性噪聲，一般包括構(gòu)件的撞擊、摩擦、活塞的振動、氣閥的沖擊噪聲等，這些噪聲帶有隨機(jī)性，呈寬頻帶特性。
（2）氣動噪聲：在壓縮機(jī)中，由于間歇地吸氣、排氣，產(chǎn)生壓力波動，激起閥片和管路振動，從而產(chǎn)生噪聲。壓縮機(jī)的氣動噪聲一般以進(jìn)氣噪聲為主。此外，壓縮機(jī)機(jī)體的振動激起殼體中的制冷劑氣體共振，也會產(chǎn)生噪聲。
（3）電磁噪聲：電機(jī)的電磁力作用在定、轉(zhuǎn)子的氣隙中會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力波和脈動力波，使定子產(chǎn)生振動而輻射噪聲。
壓縮機(jī)噪聲源中氣動噪聲最強(qiáng)，其次為機(jī)械性噪聲和電磁噪聲。
2、頂部軸流排風(fēng)機(jī)噪聲
（1）軸流排風(fēng)機(jī)的噪聲值高，頻帶寬，頻譜主要呈中低頻特性，噪聲值為排風(fēng)口處較大。軸流排風(fēng)機(jī)噪聲一般由空氣動力性噪聲（旋轉(zhuǎn)噪聲、渦流噪聲）、機(jī)械噪聲、電機(jī)噪聲組成；
（2）空氣動力性噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲，即排氣噪聲和渦流噪聲組成。當(dāng)風(fēng)機(jī)在一定壓力條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時，葉片周期性的打擊空氣質(zhì)點(diǎn)，引起空氣的壓力脈動，形成周期性的旋轉(zhuǎn)噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲的基頻就是葉片每秒打擊空氣質(zhì)點(diǎn)的次數(shù)，它與風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速、葉片數(shù)、風(fēng)機(jī)流量、排氣壓力等因素有關(guān)，其噪聲頻譜呈中低頻特性；
（3）當(dāng)風(fēng)機(jī)在一定壓力條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時，葉輪表面會形成大量的氣體渦流，這些氣體在葉輪界面上分離時，即形成了渦流噪聲。渦流噪聲的頻率取決于風(fēng)機(jī)葉片的形狀以及葉片和氣體的相對速度。渦流噪聲是連續(xù)譜，呈中、高頻特性；
（4）風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲主要是齒輪軸承及傳動所產(chǎn)生的沖擊噪聲和摩擦噪聲，排氣管、進(jìn)氣管、調(diào)壓閥、機(jī)殼等振動引起的噪聲。另外還有驅(qū)動電機(jī)的電磁聲、轉(zhuǎn)子摩擦聲和冷卻風(fēng)扇的風(fēng)噪聲等。
二
熱泵機(jī)組噪聲對周圍環(huán)境影響
■ 熱泵機(jī)組品牌多樣但型號類似，無論何種型號的設(shè)備產(chǎn)生的噪聲頻譜特性均呈中低頻，主要范圍是63H至500Hz，聲壓級均在80dB以上。如表2-1列舉某品牌熱泵機(jī)組中不同型號的機(jī)組展現(xiàn)的頻譜特性。低頻聲在空氣中隨距離增大衰減很慢，影響范圍廣，比較難消除；
■ 大型熱泵機(jī)組的噪聲是開放性的，噪聲主要從熱泵機(jī)組的兩側(cè)和頂部向外輻射，故形成了一個很大的面聲源，衰減很慢，在熱泵機(jī)組兩側(cè)的3m范圍內(nèi)基本上無衰減，在熱泵機(jī)組長度以內(nèi)距離衰減率為3dB；
■ 為方便散熱，熱泵機(jī)組底部通常架空安裝，且不設(shè)全封閉底盤，只有鋼結(jié)構(gòu)框架，壓縮機(jī)都支承在框架上。因此，部分噪聲也從底部向外傳播；
■ 熱泵機(jī)組多應(yīng)用于商業(yè)綜合體等娛樂或商住建筑，晝夜聲壓級差別不大，較穩(wěn)定。白天由于背景噪聲聲級高，噪聲不明顯，但到了晚上，尤其是夜深人靜的時候，就會凸顯出嗡嗡、隆隆的機(jī)器噪音。多數(shù)地區(qū)都超出了城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，給周邊居民生活和生理上造成很大的影響；
■ 熱泵機(jī)組在安裝時，若未采取隔振措施或隔振措施不當(dāng)，將使建筑結(jié)構(gòu)振動，并產(chǎn)生很大的低頻聲。這種噪聲一般總給人以一種不愉快的感覺，除了極可能引起情緒上的恐懼與憤怒外，甚至還可能使人感到惡心與嚴(yán)重的不適。
三
熱泵機(jī)組降噪考量點(diǎn)
對于已選定的熱泵機(jī)組設(shè)備，噪聲控制主要通過吸聲、隔聲、消聲、阻尼隔振等手段，效果的好壞決定于設(shè)計(jì)是否合理。
首先，在采取控制措施時，隔聲裝置要考慮較大的進(jìn)風(fēng)排風(fēng)面積，而較大的進(jìn)排風(fēng)通流面積又與需要的消聲隔聲量是一對矛盾體。同時，熱泵機(jī)組的排風(fēng)扇余壓較小，進(jìn)風(fēng)排風(fēng)消聲裝置的空氣阻力要<50Pa，一旦超過熱泵機(jī)組的余壓范圍，熱泵機(jī)組的通風(fēng)散熱量就達(dá)不到要求，會影響熱泵機(jī)組正常運(yùn)行。因此，要合理估算隔聲構(gòu)件的通風(fēng)散熱量和換氣次數(shù)。
其次，熱泵機(jī)組壓縮機(jī)安裝于箱體下部型鋼支架上，其噪聲通過進(jìn)氣口傳出，進(jìn)氣口處通常設(shè)有進(jìn)氣護(hù)罩板。有的壓縮機(jī)進(jìn)氣腔內(nèi)有一定空間，可以局部設(shè)置隔聲吸聲裝置；但有的內(nèi)部沒有空間，就要考慮在進(jìn)氣口處如何抑制噪聲。不管是加裝消聲百葉還是消聲通道，都要既降低壓縮機(jī)噪聲，又保證足夠的進(jìn)風(fēng)量。
最后，熱泵機(jī)組的體積都比較大，噪聲輻射面大，中低頻聲豐富。因此，需要因地制宜地設(shè)置多種形式的隔聲構(gòu)件，如隔聲屏、隔聲罩、消聲百葉等。多數(shù)熱泵機(jī)組都被設(shè)置在屋面上，而屋面容許荷載又有限，同時還要考慮風(fēng)荷載的因素。因此，既要采用質(zhì)輕、隔聲量高的材料，又要保證構(gòu)件結(jié)構(gòu)上的堅(jiān)固和穩(wěn)定。此外，位于頂樓屋面的熱泵機(jī)組，隔聲構(gòu)件在造型、顏色、外觀質(zhì)感等方面應(yīng)避免凌亂，要與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。
四
噪聲控制措施
熱泵機(jī)組的噪聲治理，主要是采用消聲、隔聲的方式對頂部軸流排風(fēng)機(jī)、底部壓縮機(jī)、循環(huán)泵（管道泵）等聲源點(diǎn)進(jìn)行噪聲控制，以下介紹兩種常見的綜合降噪措施：
1、熱泵機(jī)組局部消聲裝置
把熱泵機(jī)組進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)部位隔離成兩個相對封閉的進(jìn)、排風(fēng)空間，分別進(jìn)行消聲處理：
（1）一般在出風(fēng)口處加裝阻性或抗性或阻抗復(fù)合式消聲器，可在消聲器上加裝導(dǎo)風(fēng)裝置（導(dǎo)流尖），來加強(qiáng)氣流的流通。
（2）在進(jìn)風(fēng)口處加裝進(jìn)風(fēng)消聲器或消聲百葉。這種降噪措施適用于施工場地比較狹促，但又必須滿足熱泵機(jī)組降噪且正常維修需求的工程。由于這種局部加裝的消聲裝置，降噪效果不夠顯著，通常還可以在噪聲源和受噪聲影響區(qū)域之間設(shè)置復(fù)合吸隔聲屏障，進(jìn)一步控制低頻噪聲的空氣傳播。
2、熱泵機(jī)組全封閉式隔聲消聲裝置
將熱泵機(jī)組封閉在輕鋼結(jié)構(gòu)制成的隔聲裝置（隔聲罩）內(nèi)，以輕鋼作為隔聲裝置的支撐骨架，成品隔聲板材或金屬復(fù)合隔聲板材做圍護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面敷設(shè)多孔或纖維狀吸聲材料，四周設(shè)置通風(fēng)消聲窗或隔聲門，頂部設(shè)置排風(fēng)消聲裝置。
排風(fēng)消聲裝置安裝在隔聲裝置的支撐骨架上，熱泵機(jī)組不承重，在進(jìn)風(fēng)口處仍需加裝進(jìn)風(fēng)消聲器或消聲百葉，加裝進(jìn)風(fēng)消聲器和出風(fēng)消聲器，需充分考慮設(shè)備所需的進(jìn)風(fēng)排風(fēng)量。
這種降噪措施的降噪效果非常顯著，可以把熱泵機(jī)組的A聲級噪聲降低20dB左右，并且便于檢修維修，適用于降噪要求較高、施工場地不受限制的場所。
以上兩種降噪裝置均為有效降噪且常見的措施，熱泵機(jī)組噪聲控制的關(guān)鍵是處理好隔聲、消聲與散熱的問題。治理熱泵機(jī)組噪聲應(yīng)根據(jù)所處環(huán)境，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，既能較好的解決熱泵機(jī)組通風(fēng)散熱、進(jìn)風(fēng)排風(fēng)問題，又能達(dá)到較高的降噪量。
五
總 結(jié)
當(dāng)噪聲源以空氣傳播為主時，按照降噪措施的不同形式，大體可以歸納出以下幾類措施：
1、治理目標(biāo)＜10dB(A)時，多會用到消聲器、聲屏障；
2、10dB(A)＜治理目標(biāo)＜20dB(A)時，需要采用出風(fēng)消聲器、進(jìn)風(fēng)消聲器、聲屏障等措施；
3、治理目標(biāo)＞20dB(A)以上時，就需要隔聲、消聲、隔振或浮動地臺等多種治理手段綜合治理了。
綜上，根據(jù)熱泵機(jī)組噪聲源的頻譜特性，及治理其噪聲的技術(shù)要點(diǎn)，應(yīng)有針對性地設(shè)計(jì)降噪措施。在具體工程實(shí)踐當(dāng)中，還要綜合考慮熱泵機(jī)組噪聲源的形狀尺寸、噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)、 周圍環(huán)境情況、施工場地大小、設(shè)備操作要求、投資費(fèi)用多少等因素，方能設(shè)計(jì)出更合理、效果更好的降噪措施。
