机电工程声学控制方案.docx
《机电工程声学控制方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电工程声学控制方案.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
机电工程声学控制方案
机电工程声学控制方案
第1节声学控制概述
1.1本工程声学设计概述
本工程表征噪声标准的值统一采用A声级和NC噪声评价曲线，在声学设计中，根据房间的功能和要求，确定室内允许噪声标准，然后采取相应的控制技术。
1.1.1本工程声学控制内容和途径
1.1.2本工程主要噪声源
1.1.2.1噪声产生的原因
噪声传播分为空气声传播和固体声传播两种。
空气声传播的载体是空气，隔绝空气声的能力主要取决于墙或隔断的隔声量，遵循质量定律，面密度越大，隔声效果越好。
固体声传播主要是振动物体直接撞击楼板、墙等结构物，使之产生振动，并沿结构将噪声传入室内的一种传播方式。
噪声分为空气动力性噪声和机械性噪声两大类。
本工程中安装了大量的功率强大的风机、空调机组、水泵等机械设备，设备运行所发出的噪声同时包含了上述两种形式，且噪声的声强较高。
序号
噪声产生部位
噪声产生原因
噪声传播途径
1
制冷机房
导叶压缩、电机旋转
结构、管道、空气
2
空调机房
叶轮旋转、电机旋转
结构、管道、空气
3
冷却塔
叶轮旋转、电机旋转
结构、管道、空气
4
办公区动力型变风量末端
叶轮旋转、电机旋转
结构、管道、空气
5
风机房
叶轮旋转、电机旋转
结构、管道、空气
6
水泵房
叶轮旋转、电机旋转
结构、管道、空气
7
发电机
转子旋转、活塞运动
结构、管道、空气
8
风管、风口
气流摩擦
结构、管道、空气
1.1.3本工程主要振动源
序号
设备名称
振动部件
主要振动原因
振动传播途径
1
冷水机组
压缩机、电机
导叶压缩、电机旋转
结构楼板、水管
2
空调机组
叶轮、电机
叶轮旋转、电机旋转
结构楼板、风管
3
风机
叶轮、电机
叶轮旋转、电机旋转
结构楼板、风管
4
水泵
叶轮、电机
叶轮旋转、电机旋转
结构楼板、水管
5
冷却塔
叶轮、电机
叶轮旋转、电机旋转
结构楼板、水管
6
发电机
发动机、发电机
转子旋转、活塞运动
结构楼板、烟管
7
水管
水管及支架
水泵瞬间启停
管道本体、支吊架
管道流体流动
管道本体、支吊架
8
风管
风管及支架
风机瞬间启动
风管本体、支吊架
气流流态变化
风管本体、支吊架
第2节消声减振的计算
2.1消声计算
2.1.1通风机噪声
由风机的比声功率级求声功率级
在已知通风机的比声功率级的条件下，可按式下式求得其声功率级Lw（dB）
Lw=Lwc+10lg（QH2）
式中Lwc-通风机的功率级（dB）,该值一般由生产厂家提供；
Q-通风机的风量（m3/h）
H-通风机的全压（mmH2O）,1mmH2O=9.8pa
2.1.2电动机噪声
小型电机噪声可由下式估算
LWA=19+20lgP+13.3lgn
式中LWA—电动机噪声A声功率级（dB）；
P—电动机功率（KW）（＜100KW）；
n—电机主轴转速（r/min）
2.1.3声压级叠加
向空调系统管道内辐射的噪声源，除了通风机外还有电动机和压缩机等设备，在柜式空调箱内，通常设有两个风轮和其他设备。
因此，为了求得声源的总声压级（或声功率级）就需将几个设备的声压级（或声功率级）叠加，此外，在机房内有各种设备或多台同类设备，为了求得机房内的总声压级（或声功率级）也要叠加。
n个相同声压级（或声功率级）的叠加可按下式计算
LP=LPT+10lgn
Lw=LwT+10lgn
式中LP、Lw—n台设备叠加后总声压级和声功率级
LPT、LwT—每台设备声压级和声功率级
n—同类设备的台数
2.1.4管道系统声衰减
2.1.4.1空调系统的自然声衰减
在空调系统中，要确定所需的消声量，首先必须计算管道系统的自然声衰减，只有扣除了自然声衰减，才能经济、合理的求得能实现空调用房允许噪声标准的消声量及其频率特性。
2.1.4.2管道系统声衰减
管道系统声衰减包括管道、弯头、变径管和风口末端损失的声衰减，以及出风口作为声源向室内某点传播途径中的声衰减。
2.1.4.3距房间出风口（声源）某点的声压级计算
将空调用房出风口作为声源，计算距该声源距离为r某点的声压级，以核算是否达到室内允许的噪声标准。
距出风口r（m）处的声压级LP可按下式计算
LP=LW+10lg（Q/4πR+4/R）
式中LP—距出风口r（m）处的声功率级
LW—出风口进入室内的声功率级
Q—指向性因数，无因次量，取决于出风口位置和声源对听者的辐射角
r—距出风口的距离
2.1.5管壁的透射损失
空调系统内的自然声衰减，还应考虑管内的声能通过管壁向管外透射的部分，特贴是薄壁金属风道，它在噪声的传播中有相当一部分的声能不断地传到管外空间，这对多数情况下对降低空调用房的噪声是有利的，在工程实践中也有这样的经验：
即采用钢板风管的系统，当管路较长时一般容易达到预期的噪声标准，但必须注意以下问题：
当管道周围有较强的噪声源时，由于管壁隔声量低，管外噪声容易传入管内，是管内声级增大；
当比邻房间的围护结构隔声较差时，管道路径经这些房间时会引起噪声干扰。
2.1.6气流噪声
当空调系统的管路内由于某种原因而使气流速度超出建议的运行值时，需要核算个部位产生的气流噪声，以便及早采取控制措施，因为在系统的消声设计中，除了降低沿管路传播的风机噪声外，控制气流噪声具有同等重要的作用，对某些噪声标准要求很高的录音、播音建筑和声学试验室来说，不仅要控制气流产生的噪声，而且要是传声器免受气流的直接冲击，防止传声器产生风噪声。
直管道内的气流噪声声功率级LW（dB）可用下式计算
LW=lwc+50lgv+10lgS
式中lwc—比声功率级，一般可取10dB
v—出风口进入室内的声功率级
S—管道截面积
2.2消声计算实例
以本工程A05/06轴与B08轴交界的机房内，AHU-B1-6送风过程计算为例。
序号
项目
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
1
风机噪声声功率级
86
86
90
84
82
78
73
66
2
消声静压箱的噪声衰减量3050*1500*1000
-5.0
-8.8
-10.8
-13.4
-18.5
-17.3
-15.2
-14.3
3
过消声静压箱后噪声值
81.0
77.2
79.2
70.6
63.5
60.7
57.8
51.7
4
垂直变径弯头的噪声衰减量1250*630-1500*500
-1.0
-4.0
-7.0
-4.0
-3.0
-3.0
-3.0
-3.0
5
过弯头后噪声值
80.0
73.2
72.2
66.6
60.5
57.7
54.8
48.7
6
弯头气流再生噪声
58.2
40.2
41.2
42.2
41.2
38.2
33.2
32.2
7
传递至此的噪声值与气流噪声叠加
80.0
73.2
72.2
66.6
60.6
57.7
54.8
48.8
8
直管段噪声衰减量1500*500（6米）
-3.5
-3.5
-2.0
-1.0
-1.0
-1.0
-1.0
-1.0
9
传递至此的噪声值
76.5
69.7
70.2
65.6
59.6
56.7
53.8
47.8
10
直管段气流再生噪声1500*500
43.7
42.7
41.7
40.7
39.7
38.7
35.7
28.7
11
传递至此的噪声值与风管的气流噪声叠加
76.5
69.7
70.2
65.6
59.6
56.8
53.9
47.8
12
三通的噪声衰减量1000*400
-4.6
-4.6
-4.6
-4.6
-4.6
-4.6
-4.6
-4.6
13
过三通后噪声值
71.9
65.1
65.6
61.0
55.0
52.2
49.3
43.2
14
三通气流再生噪声
51.3
49.3
43.3
38.3
35.3
33.3
32.3
31.3
15
传递至此的噪声值与气流噪声叠加
72.0
65.2
65.6
61.1
55.0
52.3
49.4
43.5
16
JYS-100系列消声器的噪声衰减量1000*400L=1000=1台
-1.5
-4.4
-7.4
-16.2
-19.5
-18.1
-13.3
-12.6
17
过消声器后噪声值
70.5
60.8
58.2
44.9
35.5
34.2
36.1
30.9
18
消声器气流再生噪声V=m/s=8500
62.3
50.3
44.3
35.3
34.3
32.3
30.3
27.3
19
传递至此的噪声值与消声器的气流噪声叠加
71.1
61.2
58.4
45.3
38.0
36.3
37.1
32.5
20
直管段气流再生噪声1000*400V=m/s=8500
39.6
38.6
37.6
36.6
35.6
34.6
31.6
24.6
21
传递至此的噪声值与风管的气流噪声叠加
71.1
61.2
58.4
45.9
40.0
38.6
38.2
33.1
22
三通的噪声衰减量500*200
-7.0
-7.0
-7.0
-7.0
-7.0
-7.0
-7.0
-7.0
23
过三通后噪声值
64.1
54.2
51.4
38.9
33.0
31.6
31.2
26.1
24
三通气流再生噪声
28.8
26.8
21.8
16.8
13.8
11.8
8.8
5.8
25
传递至此的噪声值与气流噪声叠加
64.1
54.2
51.4
38.9
33.0
31.6
31.2
26.2
26
送风双层百叶风口的反射损失500*200
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
27
传递至此的噪声值
61.1
52.2
50.4
38.9
33.0
31.6
31.2
26.2
28
送风口的气流噪声（1200M3/h）
38.0
39.0
38.0
35.0
33.0
26.0
18.0
12.0
29
传递至此的噪声值与送风口气流噪声叠加
61.1
52.4
50.7
40.4
36.0
32.7
31.4
26.3
30
房间噪声的自然衰减
-1.6
-1.5
-1.5
-1.5
-1.4
-1.4
-1.4
-1.4
31
总噪声传到房间的声压级
59.5
50.9
49.2
38.9
34.6
31.3
30.0
24.9
32
传到房间的A声级
44.2
33
在机房内配置JYS1-100消声静压箱3030*1500*1000=1只、过竖井一层三通后配置JYS-100系列消声器1000*400L=1000=1只后经计算在送风口下1米处A声级为≤45dB（A）。
2.3减振计算
设备的隔振对降低机房本身的噪声是极其有限的，一般仅为2-3dB，重要的是降低与机房比邻房间的噪声级。
噪声减低量主要取决于振动的隔振效率Tz。
2.3.1减振器选型资料
隔振形式选定后，为保证有较高的隔振效率，关键是要正确合理地选定减振器的型号。
减振器选用时需要的资料主要有：
a.空调箱厂家的设备资料；b.空调箱外形尺寸；c.空调箱各段重量及设备总重量；d.空调箱电机转速；e.隔振台座布置图；f.减振器产品资料。
2.3.2阻尼弹簧减振器的选用方法及步骤
选定减振器供应商后，根据设备参数和减振器样本进行减振器选择，下表中描述了阻尼弹簧减振器的选用方法及步骤：
序号
步骤
计算公式
说明
1
确定减振体系的总荷载W（kg）
W=机组重量+隔振钢台座重量+动荷载=（机组重量+隔振钢台座重量）×1.2~1.3
隔振钢台座重量根据钢台座的深化图计算
2
计算设备干扰频率f（Hz）
f=n/60
n为设备转速（rpm）
3
试定减振器数量N
至少4只
4
计算每只减振器荷载P（kg）
P=W/N
P应在减振器最佳荷载值左右，否则要重取N
5
计算压缩量h（mm）
h=P/Kz
Kz为减振器的竖向刚度（N/mm），在减振器技术性能表中查得
6
计算减振器固有频率f0（竖向自振频率）（Hz）
f0=
7
计算频率比λ
λ=f/f0
减振设计需满足频率比λ大于2.5
8
计算传递率ηz
ηz=
D为阻尼比，从减振器样本查得
9
计算隔振效率Tz
Tz＝（1-ηz）×100％
10
与设计要求Tz比较
若不小于设计要求，则可行；否则，返回3重新选择、计算
2.3.3固有频率f0
减振器固有频率f0（竖向自振频率）有两种方法得到，一种是由减振器特性曲线表查出对应减振器型号和相应的压缩量h及固有频率f0；另一种方法是由计算得出f0，即查找减振器的技术性能表得到相应型号减振器的竖向刚度Kz（N/mm），然后按照公式计算出。
2.4减振计算实例
以A05/06轴与B08轴交界的机房内，P-14-B1-4两台设备为例计算：
（1）根据设备资料查得设备总重量为317kg，并计算动荷载系数取1.2，W=380kg。
（2）电机的转速n=1329rpm，干扰频率f=22.2Hz。
（3）为提高隔振体系稳定性。
初步确定减振器数量N为6只。
（4）每只减振器荷载P=63kg，故选择减振器CT-5。
对照减振器样本中技术性能表，查出CT1-5型号最佳荷载为70kg。
减振器荷载量不要大于极限荷载，也不能小于预压荷载，应在减振器最佳荷载值左右，这样才能取得最佳的隔振效率。
查减振器的技术性能表，选用ST-5。
（5）减振器压缩量h=19mm（由减振器的技术性能表得到ST-5的竖向刚度Kz=33N/mm）；
（6）减振器固有频率f0=3.6Hz；
（7）频率比λ=6.17；
（8）传递率ηz=0.036；（D为阻尼比，从减振器样本查得为0.1）
由于阻尼比D较小，计算传递率ηz时可以忽略D的影响，可简化为：
ηz=
（9）隔振效率Tz=96.4%；
（10）对比声学报告中要求的隔振效率96%，（一般需要根据临近房间用途考虑，此处根据地下室的用途，假定为96%），符合设计要求。
第3节消声减振控制措施
3.1机电设备声学处理
机电设备声学处理从噪声处理和振动处理两方面着手，根据噪声及振动产生的原因进行具体的处理，包括制冷机组、空调机组、风机、水泵、发电机等设备的声学处理。
3.1.1噪声处理
3.1.1.1消声器
在空调通风设备的进出风管处加装消声器，用以消除风管内气流流动产生的噪声。
消声器由镀锌钢片外壳、吸声物料、内在隔板、支架等组成。
外壳测试要达到2kpa并在此状态下，不能有超过2%的泄漏或变形。
选用的消声器须符合风机在静态时的压损及空气流量的要求，必须根据其设备的噪声量而选用。
3.1.1.2风机隔声罩
隔音罩采用50毫米厚专业声学隔声板组成，内置的弹簧减振器可减低因设备振动过高而产生的噪声，安装于风机、空调机组、新风机组等设备上。
3.1.1.3制冷机声学处理
制冷机安装弹簧减振器，
3.1.1.4发电机组隔声处理
发电机安装弹簧减振器，加装100毫米厚专业隔声罩，排气管加装一级及二级排烟消声器，排气管安装弹簧减振器以隔离结构，发电机房之进风及排风加装消声器。
3.1.1.5冷却塔声学处理
冷却塔安装在外置式减振弹簧上，进风及排风加装消声器，加装专业隔声罩，基础上安装弹簧减震器，选用带垂直限位装置的弹簧的弹箕减震器，以防止荷载改变导致弹簧高度的大幅改变。
使用软管接头和减振器，来减低因振动产生的影响。
3.1.2振动处理
3.1.2.1弹簧减振器
空调机、发电机、制冷机等机电设备必须安装在弹簧减振器上。
所选用的弹簧横向硬度不能小于其额定垂直硬度的80%，隔绝效率必须达到98%或以上，弹簧最大的隔震幅度必须能足够负担50%的额外负荷。
3.1.2.2减振基座
所有卧式水泵配备减振基座及25至32毫米变形量弹簧减振器，一般情况下，减振基座的长度及宽度应大于所要承托设备的长度及宽度150毫米，基座下采用隔振弹簧支撑，在减振基座下采用150毫米厚的混凝土基底。
3.1.2.3减振吊架
吊装式空调机组、风机盘管、吊装式风机采用减振吊架，设备进出风管采用柔性连接进行减振处理。
水管与风管在墙上、顶板上安装时采用减振吊架，防止传递振动。
3.1.2.4管道柔性连接
设备进出口风管、水管采用柔性连接器，防止空调机、风机、水泵等设备的的振动向管路传递。
3.2建筑声学处理
建筑声学处理主要为相邻机电设备房间的噪声敏感区域的隔声处理，主要通过安装隔声门、孔洞的密封处理以及墙体、天花安装吸音板来进行声学处理。
设备房与噪声敏感房间之间的墙和吊顶应避免缝隙或开孔，设备房隔墙开孔的面积尽量小，且避免直接面向噪声敏感房间，穿管等留下的缝隙做填充处理，需要通风的地方考虑加设消声器。
3.2.1风管、水管穿越墙身、地板及天花板的密封处理
打孔时要注意孔要与风管，水管等管道尺寸相适应，其中空隙不得超过12mm，同时，打孔过程中产生的碎屑，碎片不能掉入孔的缝隙中。
所有孔口用填絮、纤维玻璃填嵌物料小心填塞，最后用水泥浆封口。
确保所有贯穿结构之风管、水管、导管等均妥善隔离及密封。
此外，机房建筑及其它结构不能与机房设备有直接接触。
3.2.2墙身及天花加装多孔吸音板
设备机房的吸声处理主要使用在机电房及设备装置区域，用来降低噪声的强度等级。
在机电设备用房和机电设备区域墙体，在墙体上和天花板上安装半硬背面玻璃棉板，填于板条之间，由穿孔镀锌金属板或筋条护面，由板条、镀锌板及覆盖的玻璃棉上构成吸声处理。
对于所有噪声强度超过设计范围的机电用房，同时加装墙身及天花吸音多孔板。
用于风机房、空调机房、发电机房等设备用房。
3.3消声技术措施
消声的目的就是把产生噪声的声源与外部环境隔绝或降低噪声的强度，从而得到一个宁静的工作和生活环境，噪声控制的优先顺序依次为隔声、吸声、消声、减振。
3.3.1隔声
隔声是噪声控制中最为重要的一环，也是最有效的噪声控制方法，设备机房的隔声是噪声控制的关键环节。
机电工程施工中，大量管线将穿过设备机房的隔声墙，因此，如何保护隔声墙、减小对隔声墙的破坏是控制噪声的关键。
3.3.2吸声
在噪声强度高或声学要求严格的房间采用多孔性吸声材料吸声是控制噪声非常有效的技术措施，噪声敏感设备机房可采用吸声处理。
吸声材料强度低，容易损坏，吸声材料受潮则会降低吸声效果。
机电安装过程中，对吸声材料的保护也是噪声控制的重点之一。
通过加强员工教育，使其了解本工程噪声控制的重要性，增强施工人员的保护意识，保证吸声材料的有效性，从而达到本工程对噪声控制的要求。
3.3.3消声
考虑到噪声的主要传播途径为风管传播，故仅对风管的消声进行分析。
风管消声的控制手段：
为防止设备噪声、气流噪声的延伸通过风管传播，通常采用在风系统及通风设备进、出口安装消声器进行消声。
同时在风管安装时尽量保持管道平直、管径均匀变化，尽量避免管道的突扩、突缩。
本工程主要的消声措施如下：
序号
主要因素
主要隔声措施
1
管道进出设备机房
管道进出设备机房处往往留有孔洞，不经过仔细处理，将留下噪声隐患。
硬质不保温管道穿墙时，预留套管与管道之间采用膨胀水泥填充密实，保温管道过墙处采用硬质保温材料。
水管、风管过墙处加设刚性套管，以封堵过墙孔洞。
2
机房墙面及机房门的保护
机房内外墙面不得随意开槽、开孔，不得损坏墙体围护结构。
机房门关闭要严密，不得碰撞、敲击机房门。
3
风管安装消声器
在空调通风设备进、出口风管处安装消声器进行消声，在大型风管急弯处安装消声弯头进行消声。
4
安装隔声罩
在噪声敏感区域的风机及大型设备上加装隔声罩，以减少噪声的传递。
3.3.4消声器的选择原则
按照风机的噪声及频谱特性和室内的噪声允许标准确定所需的消声量，应使所选的消声器的消声性能与需要的消声量相适应。
消声器选择时应使所选消声器的压力损失与管道系统所需的压力损失相适应。
消声器的气流再生噪声应与声源及消声性能相适应。
消声器的实际外型尺寸应与实际可供安装的位置相适应。
3.3.5消声器的安装
现场安装的组合式消声器，消声组件的排列、方向和位置应符合设计要求。
单个消声器组件的固定应牢固。
组装后的成品应按照设计文件及施工验收规范要求进行检验，选用材料符合设计规定，产品达到要求方可出厂。
消声器及消声弯头在安装时应单独设置支、吊架，不使风管承受其重量。
支吊架应根据消声器的型号、规格和建筑物的结构情况，按照设计图纸的规定选用。
消声器的安装位置、方向必须正确，与风管或管件的法兰连接应保证严密牢固。
风管消声设备安装示意：
风管消声示意图
符号说明：
1-消声弯头2-水平风管3-消声器
动力型变风量末端消声设备安装示意：
动力型变风量末端消声示意图
符号说明：
1-消声器2-动力型变风量末端
柴油发电机的消声：
柴油发电机消声示意图
符号说明：
1-柴油发电机
2-消声器
3-排烟管道
冷却塔的消声
冷却塔消声示意图
符号说明：
1-排风消声器
2-隔声屏
3-进风消声百叶
4-冷却塔
管道穿越墙体的消声
管道穿越墙体消声示意图
符号说明：
1-管套
2-墙体
3-管道
4-硅胶密封
5-消声棉
墙体吸声
墙体吸声示意图
符号说明：
1-玻璃纤维板
2-镀锌钢丝网
3-镀锌钢片
机房隔墙消声
机房隔墙消声示意图
符号说明：
1-石膏板
2-隔音矿棉
3-钢立筋
4-涂料
5-混凝土墙
天花楼板消声
天花楼板消声示意图
符号说明：
1-钢立筋
2-天花楼板
3-空腔
4-石膏板
5-消声棉
3.4减振技术措施
3.4.1控制措施
通过对振动传播途径的分析，考虑所有减振的设置均采用积极隔振，以消除各种设备及管路的振动传播。
序号
设备名称
安装型式
主要振动控制手段
1
冷水机
升级会员 