交響樂團減振降噪機電工程論文論文

交響樂團減振降噪機電工程論文論文

　　1噪聲源分析

　　交響樂團演奏廳內噪聲主要來源于以下幾個方面：

　�。╝）設備運行振動產生的噪聲。各類設備機組運行時，因受到不平衡力或變化力矩的影響會對設備本身產生非平衡力，即設備本身的振動，并通過空氣的傳播產生噪聲；各類風機產生的較大的氣體混流聲，此類噪聲包括空調箱、風機、風機盤管、各類水泵等機電設備振動引起的各種噪聲。

　�。╞）氣流、水流介質流動過程中與風管、水管管壁摩擦產生的噪聲。

　�。╟）各類機電設備運行中電磁能量轉換時產生的噪聲。各類電動設備運行時，電與磁的轉換產生電磁噪聲。電磁噪聲很難被完全消除，因此目前的主要控制方式為按機電生產標準，將設備運行時的電磁噪聲限定在合理范圍內即可。

　�。╠）建筑物之外產生的聲音傳入室內產生的外界噪聲。本項目位于上海市中心繁華區域，舊有建筑較多，周邊環境相對復雜，來自周邊環境的各類噪聲，如地鐵、道路、市場等區域產生的噪聲不可避免地傳入室內。

　　2減振降噪控制措施

　　上述各類噪聲很難從源頭上完全杜絕，在盡最大可能降低噪聲源強度的前提下，切斷或者阻礙傳播路線和途徑成為降低噪聲的首選。本項目在設備的選型、噪聲的吸收、設備的減振、空氣再生噪聲的減弱等方面進行了多次的對比試驗研究，最終確定了較為有效的減振降噪技術措施。

　　2.1主要設備

　　空調機組是空調系統最主要的噪聲源，故在選型時充分考慮了機組內風機的規格、轉速、出口面風速、風機效率、整機噪聲等各項指標間的綜合平衡。本工程在施工方與設計方充分溝通后，于常規選型的基礎上，調整了風機的配置，風機型號由原FDA560T改為BDB710，該型號的風機裸機噪聲80dB，可隔斷機組出風口噪聲至70dB，能滿足設計期望機組出風口的噪聲值。另外，在制冷機房內需配備按臥式水泵自身運行質量至少1.5~2倍的混凝土慣性塊，并于慣性塊周邊配備變形量為25~32mm的外置式彈簧減振器；立式水泵則須安裝在浮動底座上，由水泵延伸出的管道亦須配備具有限位裝置的外置式彈簧減振器，管道與水泵連接處要采用橡膠或金屬軟連接，以有效減少振動帶來的噪聲影響。

　　2.2消聲彎與消聲器

　　設計單位對本工程的消聲彎和消聲器的消聲量有一定的要求，對各種規格的消聲彎的插入損失（dB）也有明確的規定。但現場實測消聲彎的各項數據基本不達標，ZP100消聲器也只有在500Hz、1000Hz、2000Hz的范圍內基本達到。為彌補該缺陷，我們考慮在系統上再增加1只ZP100消聲器。并委托同濟大學聲學研究所作了一個阻性片式消聲器+阻性消聲彎頭的推算，推算結果。圖1經過改進后設計消聲量與實際消聲量對比從上圖的估算結果來看，估算的理論數據基本高于設計給定的數據。但是阻力損失比較高。從服務于排演廳A的空調系統來看，AHU-B3-01、02機組規格為風量35000m3/h，出風余壓700Pa，2臺機組并聯風量為70000m3/h，主干管口徑2000mm×2000mm，管內風速4.86m/s，對應的阻力損失小于50Pa，符合設計要求。

　　2.3落地安裝的空調設備減振

　　本工程中空調機組，采用隔振效果較好的彈簧減振器，對彈簧減振器而言，彈簧的剛度和整個隔振系統的有效質量決定隔振系統的固有頻率，而設備的質量決定何種剛度的彈簧，針對每個設備的具體型號，由專業設備進行計算確定減振器的型號，以確保達到最佳效果，同時，為保證減振器的使用壽命，設備的水泥基座高出地面100mm以上，防止彈簧受潮和腐蝕。在設備的4個角和邊線中間區域，加設彈簧減振器，每個機組所用減振器，根據機組質量和外形尺寸，設置4~6個減振器。

　　2.4非落地安裝的空調設備減振

　　對非落地安裝的風機、空調箱、風機盤管等，設備運行時產生的振動，主要通過吊裝支架，將振動傳到頂層樓板結構。為此，需要在吊裝支架傳遞振動的區域通過特有裝置，將振動減弱，使其達到需要的效果，故采用優質彈簧減振器，無論質量大的還是質量較小的風機盤管，均采用隔振效果較好的彈簧減振器。在吊桿頂部與樓板連接的區域，則采用軟鋼槽鋼進行減振，所謂軟鋼槽鋼，其含碳量為0.13%~0.2%，顯微組織為鐵素體加少量珠光體，此類鋼材為硬度低（HB100~130），強度低（σb372~470MPa）塑性高（δ24%~26%）的軟鋼，有明顯的屈服點，受力變形較大而不容易斷裂，故減振效果良好。

　　2.5風管的隔振措施

　　進入懸浮區的風管隔振均采用懸吊減振器，選用型號為TZS2型彈簧吊架減振器。根據風管質量（包括保溫材料的密度和厚度計算出的質量）、風管的長度（吊架間距），計算出每個吊點的載荷。是以1250mm×1000mm風管為例的計算。風管穿隔聲墻采用圖2方式，內部采用巖棉填充，外部采用膠泥保護方式，將振動和噪聲在此處進行最大程度隔離和消弱。

　　2.6風管管壁振動的降噪措施

　　防止風管管壁振動的措施一般采用風管加固的方式，但是對隔聲要求比較高的項目，風管加固的方式顯然不夠，需要采取進一步的隔振措施，本項目采用的是在風管外面加貼隔聲氈。作為新穎的建筑材料隔聲氈由于面密度較大，自身不易產生振動，附著在薄鋼板上可以阻止薄鋼板的振動，從而減少由于振動產生噪聲的可能，達到隔振的效果。鑒于本工程對噪聲控制有較嚴格的標準，因此在隔聲氈貼附的施工過程中，應遵循以下幾點：

　�。╝）隔聲氈的貼附工作需要在干凈的場地中進行，以防止灰塵、塵土和細屑等粘在風管上形成空隙而影響隔振；

　�。╞）隔聲氈涂膠過程中，隔聲氈不能攤在地面上，避免粘上灰塵；

　�。╟）風管和隔聲氈的涂膠過程中，膠水需涂抹均勻，貼附好后還需按實以排出其中空氣；

　�。╠）貼好隔聲氈的風管需要保存在干凈的區域內。

　　2.7水管噪聲控制措施

　　本工程水管管道安裝在嚴格執行國家現行規范的基礎上，又采取了更為科學可行的隔振和減振施工措施。按空調水流速度來看，當水流速度大于1.5m/s，紊流較為明顯，水流沖擊管壁造成的振動較大，因此，控制水流速度成為減振的首要措施。本項目冷凍水主干管及冷卻水管支架的形式，落地槽鋼支撐采用厚25mm兩層橡膠帶管道專用彈性夾架的減振方式。吊架采用厚25mm兩層橡膠帶管夾橡膠隔振座（f＜20Hz）�，F場根據工程實際情況，我們將吊架盡量固定在梁上，減少固定在樓板上，將振動的傳遞減到最小。水管需穿過樓板時則在套管內壁和水管外壁之間填充巖棉，并填充密實，套管兩端采用膠泥密封（具體方法基本與風管封堵相同）。同時，在穿過隔聲墻的內側，在排演室和琴房區域安裝長度在500mm的金屬軟管，在排演廳A、B區域，安裝1000mm的金屬軟管。

　　2.8建筑外圍隔聲措施

　　由于交響樂團的地理位置在軌交3號線和7號線附近，地鐵運營會對本工程的正常使用帶來噪聲，為彌補這一缺陷，排演廳的建筑結構為懸浮結構，整體坐落在彈簧減振器上，以達到建筑減振的目的，消除軌交運行時對建筑的影響。所有進入懸浮區域管線安裝均需要作減振、隔振處理。4測試效果上海交響樂團A、B演奏廳的噪聲測試委托上海理工大學供熱通風與空調工程研究所完成，共測試2次，結果如下：

　　（a）演奏廳A內空調開啟時，23個測點的計權A聲級平均值為22.2dB，NC評價曲線的平均值為23.8。

　�。╞）演奏廳A內空調關閉時，8個測點的計權A聲級平均值為20.0dB，NC評價曲線的平均值為20.4。

　�。╟）演奏廳B內空調開啟時，10個測點的計權A聲級平均值為14.0dB，NC評價曲線的平均值為10.5。

　�。╠）演奏廳B內空調關閉時，6個測點的計權A聲級平均值為13.3dB，NC評價曲線的平均值為10.2。在現場檢測時，演奏廳A內可聽到不明設備發出的噪聲。演奏廳A內4kHz的聲壓值明顯偏高，經檢查發現在頂部反射板上安裝有1臺類似服務器的機柜，該設備發出的聲音為50.6dB，若去除該噪聲影響，則排演廳A內空調開啟和關閉時NC評價曲線的平均值分別為11.3和10.4。上述檢測結果表明，若對演奏廳A內的噪聲源進行整改，則演奏廳A和演奏廳B在空調系統開啟和關閉狀態下，室內的環境噪聲實測結果都滿足NC-15的設計要求。

　　3結語

　　從本項目實施情況來看，設備選型成為控制振動和減少噪聲的最基礎因素，選擇低噪聲設備成為首選，其次，設備隔振不采取平均分配的方式，而對機組采取實驗的方法，精確配置減振器，也達到了比較好的減振效果。再次，主干管及冷卻水管支架的形式，采用厚25mm兩層橡膠帶管道專用彈性夾架的減振方式，將振動的傳遞減到最小。還有風管與水管間隙采用內部巖棉填充、外部采用膠泥保護方式，將振動和噪聲在此處進行最大程度隔離和消弱。另外，對消聲器內部消聲片改造、在風管外面加貼隔聲氈作為隔聲手段等方法，對上海交響樂團演奏廳的減振降噪都起了積極的效果和作用。本科研項目在減振降噪方面，取得了較為滿意的科研成果，為以后類似工程積累了較為豐富的經驗。

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