12、消声与隔振

　　12.1 一般规定

　　12.1.1 本条规定了消声与隔振的设计原则。

　　供暖、通风与空气调节系统产生的噪声与振动只是建筑中噪声和振动源的一部分。当系统产生的噪声和振动影响到工艺和使用的要求时，就应根据工艺和使用要求，也就是各自的允许噪声标准及对振动的限制，系统的噪声和振动的频率特性及其传播方式(空气传播或固体传播)等进行消声与隔振设计，并应做到技术经济合理。

　　12.1.2 本条规定了室内及环境噪声标准。

　　室内和环境噪声标准是消声设计的重要依据。因此本条规定由供暖、通风和空气调节系统产生的噪声传播至使用房间和周围环境的噪声级，满足现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBZ 1、《工业企业噪声控制设计规范》GB/T 50087、《民用建筑隔声设计规范》GB 50118、《声环境质量标准》GB 3096和《工业企业厂界噪声排放标准》GB 12348等标准的要求。

　　12.1.3 本条规定了振动控制设计标准。

　　振动对人体健康的危害是很严重的。在供暖、通风与空气调节系统中振动问题也是相当严重的。因此本条规定了振动控制设计应满足现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBZ 1、《城市区域环境振动标准》GB 10070等的要求。

　　12.1.4 本条规定了降低风系统噪声的措施。

　　本条规定了降低风系统噪声应注意的事项。系统设计安装了消声器，其消声效果也很好，但经消声处理后的风管又穿过高噪声房间，再次被污染，又回复到了原来的噪声水平，最终不能起到消声作用，这个问题过去往往被人们忽视。同样道理，噪声高的风管穿过要求噪声低的房间时，它也会污染低噪声房间，使其达不到要求。因此对这两种情况必须引起重视。当然，必须穿过时还是允许的，但应对风管进行良好的隔声处理，以避免上述两种情况发生。

　　12.1.5 本条规定了风管内的空气流速。

　　通风机与消声装置之间的风管，其风道无特殊要求时，可按经济流速采用，根据国内外相关资料介绍，经济流速为6m/s～13m/s。本条推荐采用8m/s～10m/s。

　　消声装置与房间之间的风管，其空气流速不宜过大，因为空气流速增大会引起系统内气流噪声和管壁振动加大，空气流速增加到一定值后，产生的气流再生噪声甚至会超过消声装置后的计算声压级;风管内的空气流速也不宜过小，否则会使风管的截面积增大，既耗费材料又占用较大的建筑空间，这也是不合理的。因此本条给出了适应四种室内允许噪声级的主管和支管的空气流速范围。

　　12.1.6 本条规定了机房位置及噪声源的控制。

　　通风、空气调节与制冷机房是产生噪声和振动的地方，是噪声和振动的发源处，其位置应尽量不靠近有较高隔振和消声要求的房间，否则对周围环境影响颇大。

　　通风、空气调节与制冷系统运行时，机房内会产生相当高的噪声，一般为80dB(A)～100dB(A)，甚至更高，远远超过环境噪声标准的要求。为了防止对相邻房间和周围环境的干扰，本条规定了噪声源位置在靠近有较高隔振和消声要求的房间时，应采取有效措施。这些措施是在噪声和振动传播的途径上对其加以控制。为了防止机房内噪声源通过空气传声和固体传声对周围环境的影响，设计中应首先考虑采取把声源和振源控制在局部范围内的隔声与隔振措施，如采用实心墙体、密封门窗、堵塞空洞和设置隔振器等，这样做仍达不到要求时，再辅以降低声源噪声的吸声措施。大量实践证明，这样做是简单易行、经济合理的。

　　12.1.7 本条规定了室外设备噪声控制。

　　对露天布置的通风、空气调节和制冷设备及其附属设备。如冷却塔、空气源冷(热)水机组等，其噪声达不到环境噪声标准要求时，亦应采取有效的降噪措施，如在其进、排风口设置消声设备或在其周围设置隔声屏障等。

　　12.1.8 进、排风口是重点的噪声源，其传播设备噪声并产生气流噪声，应引起注意。

　　12.2 消声与隔声

　　12.2.1 本条规定了噪声源声功率级的确定。

　　进行供暖、通风与空气调节系统消声与隔声设计时，首先必须知道其设备，如通风机、空气调节机组、制冷压缩机和水泵等声功率级，通过计算后再与室内、外允许的噪声标准相比较，最终确定是否需要设置消声和隔声装置。

　　12.2.2 本条规定了再生噪声与自然衰减量的确定。

　　当气流以一定速度通过直风管、弯头、三通、变径管、阀门和送、回风口等部件时，由于部件受气流的冲击湍振或因气流发生偏斜和涡流，从而产生气流再生噪声。随着气流速度的增加，再生噪声的影响也随之加大，以至成为系统中的一个新噪声源。所以应通过计算确定所产生的再生噪声级，以便采取适当措施来降低或消除。

　　本条规定了在噪声要求不高，风速较低的情况下，对于直风管可不计算气流再生噪声和噪声自然衰减量。气流再生噪声和噪声自然衰减量是风速的函数。

　　12.2.3 本条规定了设置消声装置的条件及消声量的确定。

　　通风与空气调节系统产生的噪声量应尽量用风管、弯头和三通等部件以及房间的自然衰减降低或消除。当这样做不能满足消声要求时，则应设置消声装置或采取其他消声措施，如采用消声弯头等。消声装置所需的消声量应根据室内所允许的噪声标准和系统的噪声功率级分频带通过计算确定。

　　12.2.4 本条规定了选择消声设备的原则。

　　选择消声设备时，首先应了解消声设备的声学特性，使其在各频带的消声能力与噪声源的频率特性及各频带所需消声量相适应。如对中、高频噪声源，宜采用阻性或阻抗复合式消声设备;对于低、中频噪声源，宜采用共振式或其他抗性消声设备;对于脉动低频噪声源，宜采用抗性或微穿孔板阻抗复合式消声设备;对于变频带噪声源，宜采用阻抗复合式或微穿孔板消声设备。其次，还应兼顾消声设备的空气动力特性，消声设备的阻力不宜过大。

　　12.2.5 本条规定了消声设备的布置原则。

　　为了减少和防止机房噪声源对其他房间的影响，并尽量发挥消声设备应有的消声作用，消声设备一般应布置在靠近机房的气流稳定的管段上。当消声器直接布置在机房内时，消声器、检查门及消声器后至机房隔墙的那段风管应有良好的隔声措施;当消声器布置在机房外时，其位置应尽量临近机房隔墙，而且消声器前至隔墙的那段风管(包括拐弯静压箱或弯头)也应有良好的隔声措施，以免机房内的噪声通过消声设备本体、检查门及风管的不严密处再次传入系统中，使消声设备输出端的噪声增高。

　　在有些情况下，如系统所需的消声量较大或不同房间的允许噪声标准不同时，可在总管和支管上分段设置消声设备。在支管或风口上设置消声设备，还可适当提高风管风速，相应减小风管尺寸。

　　12.2.6 本条规定了管道穿过围护结构的处理。

　　管道本身会由于液体或气体的流动而产生振动，当与墙壁硬接触时，会产生固体传声，因此应使之与弹性材料接触，同时也为防止噪声通过孔洞缝隙泄露出去而影响相邻房间及周围环境。

　　12.3 隔 振

　　12.3.1 本条规定了设置隔振的条件。

　　通风、空调和制冷装置运行过程中产生的强烈振动，如不予以妥善处理，将会对工艺设备、精密仪器等的工作造成影响，并且有害于人体健康，严重时还会危及建筑物的安全。因此本条规定当通风、空气调节和制冷装置的振动靠自然衰减不能达到允许程度时，应设置隔振器或采取其他隔振措施，这样做还能起到降低固体传声的作用。

　　12.3.4 本条规定了选择隔振器的原则。

　　(1)从隔振器的一般原理可知，工作区的固有频率或者说包括振动设备、支座和隔振器在内的整个隔振体系的固有频率，与隔振体系的质量成反比，与隔振器的刚度成正比，也可以借助于隔振器的静态压缩量用下式计算;

　　式中：f0——隔振器的固有频率(Hz);

　　k——隔振器的刚度(kg/cm2);

　　m——隔振体系的质量(kg);

　　x——隔振器的静态压缩量(cm);

　　π——圆周率。

　　振动设备的扰动频率取决于振动设备本身的转速，即：

　　式中：f——振动设备的扰动频率(Hz);

　　n——振动设备的转速(r/min)。

　　隔振器的隔振效果一般以传递率表示，它主要取决于振动设备的扰动频率与隔振器的固有频率之比，如忽略系统的阻尼作用，其关系式为：

　　式中：T——振动传递率。

由式(16)可以看出，当f/f0趋近于0时，振动传递率接近于1，此时隔振器不起隔振作用;当f=f0时，传递率趋于无穷大，表示系统发生共振，这时不仅没有隔振作用，反而使系统的振动急剧增加，这是隔振设计必须避免的;只有当f/f0>

时，亦即振动传递率小于1，隔振器才能起作用，其比值愈大，隔振效果愈好。虽然在理论上，f/f0愈大愈好，但因设计很低的f0，不但有困难、造价高，而且当f/f0>5时，隔振效果提高得也很缓慢，通常在工程设计上选用f/f0=2.5～5。因此规定设备运转频率(即扰动频率或驱动频率)与隔振器的固有频率之比应大于或等于2.5。

　　弹簧隔振器的固有频率较低(一般为2Hz～5Hz)，橡胶隔振器的固有频率较高(一般为5Hz～10Hz)，为了发挥其应有的隔振作用，使f/f0=2.5～5，因此本规范规定当设备转速小于或等于1500r/min时，宜选用弹簧隔振器;设备转速大于1500r/min时，宜选用橡胶等弹性材料垫块或橡胶隔振器。对弹簧隔振器适用范围的限制并不意味着它不能用于高转速的振动设备，而是因为采用橡胶等弹性材料已能满足隔振要求，而且做法简单，比较经济。

　　原规范规定设备运转频率与弹簧隔振器或橡胶隔振器垂直方向的固有频率之比应大于或等于2，本次修订改为2.5意味着隔振效率从67%提高到80%。各类建筑由于允许噪声的标准不同，因而对隔振的要求也不尽相同。由设备隔振而使与机房毗邻房间内的噪声降低量NR可由经验公式(19)得出：

　　允许振动传递率T随着建筑和设备的不同而不同，对于生产厂房、仓库等，振动传递率T值宜在0.5～0.6之间。

　　(2)为了保证隔振器的隔振效果并考虑某些安全因素，橡胶隔振器的计算压缩变形量一般按制造厂提供的极限压缩量的1/3～1/2采用;橡胶隔振器和弹簧隔振器所承受的荷载均不应超过允许工作荷载;由于弹簧隔振器的压缩变形量大，阻尼作用小，其振幅也较大，当设备启动与停止运行通过共振区而其共振振幅达到最大时，有可能对设备及基础起破坏作用。因此条文中规定，当共振振幅较大时，弹簧隔振器宜与阻尼大的材料联合使用。

　　(3)当设备的运转频率与弹簧隔振器或橡胶隔振器垂直方向的固有频率之比为2.5时，隔振效率约为80%，自振频率之比为4～5时，隔振效率大于93%，此时的隔振效果才比较明显。在保证稳定性的条件下，应尽量增大这个比值。根据固体声的特性，低频声域的隔声设计应遵循隔振设计的原则，即仍遵循单自由度系统的强迫振动理论，高频声域的隔声设计不再遵循单自由度系统的强迫振动理论，此时必须考虑到声波沿着不同介质传播所发生的现象，这种现象的原理是十分复杂的，它既包括在不同介质中介封上的能量反射，也包括在介质中被吸收的声波能量。根据上述现象及工程实践，在隔振器与基础之间再设置一定厚度的弹性隔振垫，能够减弱固体声的传播。

　　12.3.5 本条规定了对隔振台座的要求。

　　加大隔振台座的质量及尺寸等是为了加强隔振基础的稳定性和降低隔振器的固有频率，提高隔振效果。设计安装时，要使设备的重心尽量落在各隔振器的几何中心上，整个振动体系的重心要尽量低，以保证其稳定性。同时应使隔振器的自由高度尽量一致，基础底面也应平整，使各隔振器在平面上均匀对称，受压均匀。

　　12.3.6、12.3.7 这两条规定了减缓固体传振和传声的措施。

　　为了减缓通风机和水泵设备运行时，通过刚性连接的管道产生的固体传振和传声，同时防止这些设备设置隔振器后，由于振动加剧而导致管道破裂或设备损坏，其进、出口宜采用软管与管道连接。这样做还能加大隔振体系的阻尼作用，降低通过共振时的振幅。同样道理，为了防止管道将振动设备的振动和噪声传播出去，支、吊架与管道间应设弹性材料垫层。管道穿过机房围护结构处，其与孔洞之间的缝隙应使用具备隔声能力的弹性材料填充密实。

　　12.3.8 这两条规定了浮筑双隔振台座的适用条件。

　　一般采用预制混凝土板作为设备的配重，安装于设备减振台座和楼板之间，预制混凝土板和楼板之间再设橡胶减振垫，因此称为“浮筑双隔振台座”。通过这种减振方式，实质上降低了设备的重心，改变了设备的固有振动频率，措施得当时能起到较好的效果。