1 低頻噪聲的來(lái)源及測(cè)量
低頻噪聲是指頻率在500Hz（倍頻程）以下的聲音。辦公樓的低頻噪聲源主要有電梯、變壓器、高樓中的水泵、中央空調(diào)（包括冷卻塔）及交通噪聲等5大類(lèi)。低頻噪聲與高頻噪聲不同，高頻噪聲隨著距離越遠(yuǎn)或遭遇障礙物時(shí)，能迅速衰減，如高頻噪聲的點(diǎn)聲源，每10m距離就能下降6dB。而低頻噪聲卻遞減得很慢，聲波又較長(zhǎng)，能輕易穿越障礙物。振動(dòng)、低頻噪聲和一般噪聲的性質(zhì)相同，都是一種振動(dòng)的波,是能量傳播的一種方式。
低頻噪聲按傳播途徑主要分為結(jié)構(gòu)傳聲、空氣傳聲及駐波，其中駐波危害最重。結(jié)構(gòu)傳聲是指安裝在大樓內(nèi)的變壓器、水泵、中央空調(diào)主機(jī)通過(guò)大樓的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大梁、承重梁將低頻振動(dòng)的聲波傳導(dǎo)到其它樓層?？諝鈧髀暿侵傅皖l噪聲通過(guò)空氣直接傳播到其它樓層或鄰近辦公樓。駐波是指低頻噪聲在傳播過(guò)程中經(jīng)過(guò)多次反射形成駐波，低頻噪聲在波腹中的振幅最強(qiáng)，對(duì)人的健康危害最重。
目前我國(guó)現(xiàn)行的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)中還沒(méi)有針對(duì)低頻噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，所以在對(duì)城市辦公區(qū)和居住區(qū)的低頻噪聲進(jìn)行測(cè)量時(shí)，都是以現(xiàn)行的有關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)，聲級(jí)計(jì)的分貝數(shù)往往顯示沒(méi)有超標(biāo)。《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法》（GB/T 14623-93）、《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲測(cè)量方法》（GB/T 12349-90）中的測(cè)量方法都是用聲級(jí)計(jì)的A聲級(jí)來(lái)測(cè)量和評(píng)價(jià)環(huán)境噪聲。由于A聲級(jí)的頻率特性曲線是對(duì)噪聲的低頻段和高頻段大幅度衰減，對(duì)中頻段沒(méi)有衰減。它的頻率特性曲線像一個(gè)反蓋的鍋底，中間高兩頭低。因此，用A聲級(jí)對(duì)低頻噪聲測(cè)量時(shí)，低頻噪聲的聲級(jí)都已大幅度被衰減了，儀表卻顯示不出來(lái)。所以只有采用線性檔或用C聲級(jí)檔來(lái)測(cè)量，才能真實(shí)客觀地反映出低頻噪聲的存在。但目前國(guó)家環(huán)境噪聲測(cè)量方法中并沒(méi)有用線性檔或用C聲級(jí)檔來(lái)測(cè)量環(huán)境噪聲，這是目前國(guó)內(nèi)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法存在的不足。據(jù)了解，國(guó)家現(xiàn)已在醞釀制定針對(duì)低頻噪聲的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法。
2 治理案例分析
隨著城市辦公區(qū)域和住宅小區(qū)居民對(duì)環(huán)境噪聲中低頻噪聲的投訴越來(lái)越多，低頻噪聲及振動(dòng)的治理對(duì)于減輕低頻噪聲對(duì)人的危害尤顯迫切。本文對(duì)治理中央空調(diào)主機(jī)低頻噪聲及振動(dòng)的一個(gè)案例進(jìn)行了分析。
2.1 項(xiàng)目概況
廣州某大廈位于廣州珠江新城南段，西靠廣州大道中路，南靠珠江邊，是一幢甲級(jí)綜合辦公樓。大廈樓高三十二層，空調(diào)主機(jī)房坐落在十八層（連通十九層），機(jī)房面積607m2 （48m×12.65m），空調(diào)主機(jī)采用約克螺桿式冷冰機(jī)組，型號(hào)YSEAES45CKE，制冷量 428USRT/臺(tái)，共計(jì)6臺(tái)，布置位置東面3臺(tái)、西面3臺(tái)，正常工況下東西面分別是1用1備。另設(shè)有新晃風(fēng)冷機(jī)組4臺(tái)，每臺(tái)主機(jī)排風(fēng)量136,000m3 /h。機(jī)房南側(cè)立面裝有防水百葉，供主機(jī)排風(fēng)散熱及進(jìn)風(fēng)換氣之用；東、西、北三個(gè)立面裝有雙層抽真空隔聲窗；原設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谑藢訕敲驿佋O(shè)2層50mm厚的擠塑板（FM450），共厚 100mm，作隔振用。在擠塑板上面搗制一層鋼筋混凝土樓面，厚度100～200mm，空調(diào)主機(jī)安裝在這層鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。當(dāng)十八層機(jī)房東西端分別運(yùn)行1臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組時(shí)，在十七層和二十層地面可感覺(jué)有振動(dòng)，尤其是十七層樓面振動(dòng)更為明顯。
該大廈的機(jī)房噪聲源分布點(diǎn)多（6臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組、4臺(tái)風(fēng)冷機(jī)，還有水泵及機(jī)房頂?shù)娘L(fēng)機(jī)等）、傳遞振動(dòng)的點(diǎn)（面）多（主要有空調(diào)機(jī)組、冷凍水管支承架、電纜支承架等），為便于對(duì)機(jī)房噪聲進(jìn)行治理設(shè)計(jì)，特邀請(qǐng)廣東省計(jì)量科學(xué)研究院對(duì)噪聲源進(jìn)行了噪聲測(cè)量并做了頻譜分析，在單機(jī)運(yùn)作及雙機(jī)運(yùn)作的正常工況下分別進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量位置在機(jī)房?jī)?nèi)及十七、十九、二十層聲源敏感位置，共測(cè)量了16個(gè)點(diǎn)。從測(cè)量數(shù)據(jù)可知：?jiǎn)闻_(tái)螺桿式冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)的噪聲為90dB（A），停機(jī)后環(huán)境本底噪聲為48dB（A），風(fēng)冷機(jī)噪聲值暫時(shí)未測(cè)到，但風(fēng)冷機(jī)組單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，十七層同樣具有明顯振動(dòng)。
建設(shè)單位要求的治理目標(biāo)：主機(jī)系統(tǒng)經(jīng)減振后，振動(dòng)降8～10dB（支撐點(diǎn)）；消聲百葉消聲量達(dá)12～ 15dB。
2.2 噪聲源分析
從噪聲測(cè)量結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)觀察可知，噪聲對(duì)十七層及二十層的影響較大，單機(jī)運(yùn)作時(shí)最大達(dá)60.7dB，滿負(fù)荷兩機(jī)運(yùn)作噪聲將會(huì)更明顯。十七層樓面振動(dòng)比二十層更大，造成這種狀態(tài)主要有以下幾點(diǎn)原因：
（1）螺桿式冷水機(jī)組與管道連接隔振設(shè)施做得不夠。冷水機(jī)組進(jìn)出水口直接以無(wú)縫管連接到第一個(gè)向上彎頭后，接不銹鋼金屬軟管，再連接到管道。從冷水機(jī)組直接引出的Φ280無(wú)縫鋼管較長(zhǎng)，在向上轉(zhuǎn)彎位置處用管支承到地面。當(dāng)冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)通過(guò)支承托架傳至地面，該接觸點(diǎn)地面振動(dòng)明顯。不銹鋼金屬軟接頭因固定螺栓沒(méi)有松開(kāi)，其減振作用不夠，振動(dòng)繼續(xù)沿管道系統(tǒng)向四處支管擴(kuò)散。
（2）冷凍供回水管在運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)源有 2個(gè)：1）冷水機(jī)組正常工況下因剛性連接將振動(dòng)傳給管道系統(tǒng)；2）水流在冷凍供回水管內(nèi)流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。冷凍供回水管的安裝，按規(guī)范要求在一定距離內(nèi)要用支架承接，支架與管道間用木托支承，因管道—木托—支架之間是剛性連接，而支架架設(shè)在建筑物的立柱和墻體上，而且支承點(diǎn)分布廣，噪聲及振動(dòng)容易通過(guò)固體傳聲的形式向上下樓層傳播。從測(cè)量的噪音頻譜可知，冷水機(jī)組在低頻范圍內(nèi)噪聲值最強(qiáng)，而建筑物及隔聲窗的固有頻率也是在此低頻范圍內(nèi)，由此造成共振產(chǎn)生的吻合效應(yīng)將嚴(yán)重降低建筑物和隔聲窗的隔聲量。
（3）機(jī)房南立面是鋁合金防水百葉，百葉距離冷水機(jī)組不足1.5m，機(jī)外1m處噪聲為93.1dB，因防水百葉的隔聲量較低，此處傳出的噪聲對(duì)十七、二十層會(huì)造成一定影響。
（4）與冷水機(jī)組連接的電纜槽架，剛性與地面連接，手感地面振動(dòng)明顯。
（5）水泵系統(tǒng)隔振措施不完善。現(xiàn)水泵底座已裝彈簧減振器，水泵進(jìn)、出水位置沒(méi)有裝橡膠減振軟接，現(xiàn)通過(guò)對(duì)單臺(tái)水泵進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)（停開(kāi)主機(jī)），在十七層、二十層樓面振動(dòng)較明顯。原因有兩個(gè)：1）振動(dòng)通過(guò)水泵的進(jìn)、出水管道傳遞給承托架，再傳到地面，因支承點(diǎn)分布廣，傳到地面的振動(dòng)點(diǎn)多，總體振動(dòng)明顯；2）水泵底部雖然裝有彈簧減振器，減振器規(guī)格相同，布置均勻，由于水泵的重心不在水泵底座中部，造成彈簧承受壓力偏差較大，降低了應(yīng)有的減振效果。
（6）風(fēng)冷式散熱機(jī)每套排風(fēng)量136,000m3 /h，其通過(guò)排風(fēng)扇向上排熱風(fēng)。
2.3 設(shè)計(jì)治理方案
（1）在螺桿式冷水機(jī)組與管道連接口，加裝橡膠減振軟接頭
這樣可使冷水機(jī)組振動(dòng)源在最近距離內(nèi)給予減弱，降低傳給冷凍主管的振動(dòng)（主機(jī)進(jìn)、出水口支架示意見(jiàn)圖1）。如果減振軟接頭產(chǎn)品不能滿足設(shè)計(jì)要求可承受的50噸壓力，則要將橡膠減振軟接頭改為裝在主管近空調(diào)主機(jī)第一個(gè)彎頭的上方，減振軟接頭豎直安裝（符合空調(diào)設(shè)計(jì)要求），彎頭至空調(diào)主機(jī)段主管安裝彈簧支承托架。
低頻噪聲是指頻率在500Hz（倍頻程）以下的聲音。辦公樓的低頻噪聲源主要有電梯、變壓器、高樓中的水泵、中央空調(diào)（包括冷卻塔）及交通噪聲等5大類(lèi)。低頻噪聲與高頻噪聲不同，高頻噪聲隨著距離越遠(yuǎn)或遭遇障礙物時(shí)，能迅速衰減，如高頻噪聲的點(diǎn)聲源，每10m距離就能下降6dB。而低頻噪聲卻遞減得很慢，聲波又較長(zhǎng)，能輕易穿越障礙物。振動(dòng)、低頻噪聲和一般噪聲的性質(zhì)相同，都是一種振動(dòng)的波,是能量傳播的一種方式。
低頻噪聲按傳播途徑主要分為結(jié)構(gòu)傳聲、空氣傳聲及駐波，其中駐波危害最重。結(jié)構(gòu)傳聲是指安裝在大樓內(nèi)的變壓器、水泵、中央空調(diào)主機(jī)通過(guò)大樓的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大梁、承重梁將低頻振動(dòng)的聲波傳導(dǎo)到其它樓層?？諝鈧髀暿侵傅皖l噪聲通過(guò)空氣直接傳播到其它樓層或鄰近辦公樓。駐波是指低頻噪聲在傳播過(guò)程中經(jīng)過(guò)多次反射形成駐波，低頻噪聲在波腹中的振幅最強(qiáng)，對(duì)人的健康危害最重。
目前我國(guó)現(xiàn)行的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)中還沒(méi)有針對(duì)低頻噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，所以在對(duì)城市辦公區(qū)和居住區(qū)的低頻噪聲進(jìn)行測(cè)量時(shí)，都是以現(xiàn)行的有關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)，聲級(jí)計(jì)的分貝數(shù)往往顯示沒(méi)有超標(biāo)。《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法》（GB/T 14623-93）、《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲測(cè)量方法》（GB/T 12349-90）中的測(cè)量方法都是用聲級(jí)計(jì)的A聲級(jí)來(lái)測(cè)量和評(píng)價(jià)環(huán)境噪聲。由于A聲級(jí)的頻率特性曲線是對(duì)噪聲的低頻段和高頻段大幅度衰減，對(duì)中頻段沒(méi)有衰減。它的頻率特性曲線像一個(gè)反蓋的鍋底，中間高兩頭低。因此，用A聲級(jí)對(duì)低頻噪聲測(cè)量時(shí)，低頻噪聲的聲級(jí)都已大幅度被衰減了，儀表卻顯示不出來(lái)。所以只有采用線性檔或用C聲級(jí)檔來(lái)測(cè)量，才能真實(shí)客觀地反映出低頻噪聲的存在。但目前國(guó)家環(huán)境噪聲測(cè)量方法中并沒(méi)有用線性檔或用C聲級(jí)檔來(lái)測(cè)量環(huán)境噪聲，這是目前國(guó)內(nèi)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法存在的不足。據(jù)了解，國(guó)家現(xiàn)已在醞釀制定針對(duì)低頻噪聲的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法。
2 治理案例分析
隨著城市辦公區(qū)域和住宅小區(qū)居民對(duì)環(huán)境噪聲中低頻噪聲的投訴越來(lái)越多，低頻噪聲及振動(dòng)的治理對(duì)于減輕低頻噪聲對(duì)人的危害尤顯迫切。本文對(duì)治理中央空調(diào)主機(jī)低頻噪聲及振動(dòng)的一個(gè)案例進(jìn)行了分析。
2.1 項(xiàng)目概況
廣州某大廈位于廣州珠江新城南段，西靠廣州大道中路，南靠珠江邊，是一幢甲級(jí)綜合辦公樓。大廈樓高三十二層，空調(diào)主機(jī)房坐落在十八層（連通十九層），機(jī)房面積607m2 （48m×12.65m），空調(diào)主機(jī)采用約克螺桿式冷冰機(jī)組，型號(hào)YSEAES45CKE，制冷量 428USRT/臺(tái)，共計(jì)6臺(tái)，布置位置東面3臺(tái)、西面3臺(tái)，正常工況下東西面分別是1用1備。另設(shè)有新晃風(fēng)冷機(jī)組4臺(tái)，每臺(tái)主機(jī)排風(fēng)量136,000m3 /h。機(jī)房南側(cè)立面裝有防水百葉，供主機(jī)排風(fēng)散熱及進(jìn)風(fēng)換氣之用；東、西、北三個(gè)立面裝有雙層抽真空隔聲窗；原設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谑藢訕敲驿佋O(shè)2層50mm厚的擠塑板（FM450），共厚 100mm，作隔振用。在擠塑板上面搗制一層鋼筋混凝土樓面，厚度100～200mm，空調(diào)主機(jī)安裝在這層鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。當(dāng)十八層機(jī)房東西端分別運(yùn)行1臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組時(shí)，在十七層和二十層地面可感覺(jué)有振動(dòng)，尤其是十七層樓面振動(dòng)更為明顯。
該大廈的機(jī)房噪聲源分布點(diǎn)多（6臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組、4臺(tái)風(fēng)冷機(jī)，還有水泵及機(jī)房頂?shù)娘L(fēng)機(jī)等）、傳遞振動(dòng)的點(diǎn)（面）多（主要有空調(diào)機(jī)組、冷凍水管支承架、電纜支承架等），為便于對(duì)機(jī)房噪聲進(jìn)行治理設(shè)計(jì)，特邀請(qǐng)廣東省計(jì)量科學(xué)研究院對(duì)噪聲源進(jìn)行了噪聲測(cè)量并做了頻譜分析，在單機(jī)運(yùn)作及雙機(jī)運(yùn)作的正常工況下分別進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量位置在機(jī)房?jī)?nèi)及十七、十九、二十層聲源敏感位置，共測(cè)量了16個(gè)點(diǎn)。從測(cè)量數(shù)據(jù)可知：?jiǎn)闻_(tái)螺桿式冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)的噪聲為90dB（A），停機(jī)后環(huán)境本底噪聲為48dB（A），風(fēng)冷機(jī)噪聲值暫時(shí)未測(cè)到，但風(fēng)冷機(jī)組單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，十七層同樣具有明顯振動(dòng)。
建設(shè)單位要求的治理目標(biāo)：主機(jī)系統(tǒng)經(jīng)減振后，振動(dòng)降8～10dB（支撐點(diǎn)）；消聲百葉消聲量達(dá)12～ 15dB。
2.2 噪聲源分析
從噪聲測(cè)量結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)觀察可知，噪聲對(duì)十七層及二十層的影響較大，單機(jī)運(yùn)作時(shí)最大達(dá)60.7dB，滿負(fù)荷兩機(jī)運(yùn)作噪聲將會(huì)更明顯。十七層樓面振動(dòng)比二十層更大，造成這種狀態(tài)主要有以下幾點(diǎn)原因：
（1）螺桿式冷水機(jī)組與管道連接隔振設(shè)施做得不夠。冷水機(jī)組進(jìn)出水口直接以無(wú)縫管連接到第一個(gè)向上彎頭后，接不銹鋼金屬軟管，再連接到管道。從冷水機(jī)組直接引出的Φ280無(wú)縫鋼管較長(zhǎng)，在向上轉(zhuǎn)彎位置處用管支承到地面。當(dāng)冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)通過(guò)支承托架傳至地面，該接觸點(diǎn)地面振動(dòng)明顯。不銹鋼金屬軟接頭因固定螺栓沒(méi)有松開(kāi)，其減振作用不夠，振動(dòng)繼續(xù)沿管道系統(tǒng)向四處支管擴(kuò)散。
（2）冷凍供回水管在運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)源有 2個(gè)：1）冷水機(jī)組正常工況下因剛性連接將振動(dòng)傳給管道系統(tǒng)；2）水流在冷凍供回水管內(nèi)流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。冷凍供回水管的安裝，按規(guī)范要求在一定距離內(nèi)要用支架承接，支架與管道間用木托支承，因管道—木托—支架之間是剛性連接，而支架架設(shè)在建筑物的立柱和墻體上，而且支承點(diǎn)分布廣，噪聲及振動(dòng)容易通過(guò)固體傳聲的形式向上下樓層傳播。從測(cè)量的噪音頻譜可知，冷水機(jī)組在低頻范圍內(nèi)噪聲值最強(qiáng)，而建筑物及隔聲窗的固有頻率也是在此低頻范圍內(nèi)，由此造成共振產(chǎn)生的吻合效應(yīng)將嚴(yán)重降低建筑物和隔聲窗的隔聲量。
（3）機(jī)房南立面是鋁合金防水百葉，百葉距離冷水機(jī)組不足1.5m，機(jī)外1m處噪聲為93.1dB，因防水百葉的隔聲量較低，此處傳出的噪聲對(duì)十七、二十層會(huì)造成一定影響。
（4）與冷水機(jī)組連接的電纜槽架，剛性與地面連接，手感地面振動(dòng)明顯。
（5）水泵系統(tǒng)隔振措施不完善。現(xiàn)水泵底座已裝彈簧減振器，水泵進(jìn)、出水位置沒(méi)有裝橡膠減振軟接，現(xiàn)通過(guò)對(duì)單臺(tái)水泵進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)（停開(kāi)主機(jī)），在十七層、二十層樓面振動(dòng)較明顯。原因有兩個(gè)：1）振動(dòng)通過(guò)水泵的進(jìn)、出水管道傳遞給承托架，再傳到地面，因支承點(diǎn)分布廣，傳到地面的振動(dòng)點(diǎn)多，總體振動(dòng)明顯；2）水泵底部雖然裝有彈簧減振器，減振器規(guī)格相同，布置均勻，由于水泵的重心不在水泵底座中部，造成彈簧承受壓力偏差較大，降低了應(yīng)有的減振效果。
（6）風(fēng)冷式散熱機(jī)每套排風(fēng)量136,000m3 /h，其通過(guò)排風(fēng)扇向上排熱風(fēng)。
2.3 設(shè)計(jì)治理方案
（1）在螺桿式冷水機(jī)組與管道連接口，加裝橡膠減振軟接頭
這樣可使冷水機(jī)組振動(dòng)源在最近距離內(nèi)給予減弱，降低傳給冷凍主管的振動(dòng)（主機(jī)進(jìn)、出水口支架示意見(jiàn)圖1）。如果減振軟接頭產(chǎn)品不能滿足設(shè)計(jì)要求可承受的50噸壓力，則要將橡膠減振軟接頭改為裝在主管近空調(diào)主機(jī)第一個(gè)彎頭的上方，減振軟接頭豎直安裝（符合空調(diào)設(shè)計(jì)要求），彎頭至空調(diào)主機(jī)段主管安裝彈簧支承托架。
