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一、项目设计方案

1、项目概述及我们汉克斯隔音对本项目的认识

  复旦大学江湾校区位于杨浦区新江湾城西北部,是一所立足上海、国内一流、国际上有较大影响的高水平研究型的综合性大学,占地面积约1600亩,规划全日制在校生10000人。江湾校区一期工程建设自2003年12月30日破土动工,历经近五年的建设,一个宁静隽永,生机盎然,既蕴含新古典浪漫主义的优雅,又散发着现代气息的崭新校区跃然于众人眼前。

  物理科研楼位于新校区的北部,在物理科研楼的西南角,并排安装了6台空调室外机组。空调室外机在运行时产生的持续轰鸣声,破坏了物理科研楼内的声环境质量,尤其是机组排风口正上方二楼、三楼的两间办公室,在现场实测噪声声级达到了74分贝以上,大大超过了《声环境质量标准》,与校区的整体优美环境格格不入,形成巨大反差,急需对6台空调室外机组进行降噪处理。

                                                          1.1.1、现场噪声实测

现场设备

品牌:南京天加

品牌:南京天加

机组名称:模块化风冷式冷(热)水机组

机组名称:模块化风冷式冷(热)水机组

型号:TCA201XHA

型号:TCA401XH

制冷/制热量:66KW / 70KW

制冷/制热量:130KW / 140KW

质量:620kg

质量:1000kg

制冷输入功率:20.0kW

制冷输入功率:39.0kW

制热输入功率:21.0kW

制热输入功率:42.0kW

数量:5台

数量:1台

 

 

                                表1-1 各监测点位噪声值监测数据

测点编号

测点位置

实测噪声值dB(A)

1

空调室外机组侧边1米

76

2

空调室外机组侧边1米

74

3

空调室外机组风口

82

5

空调室外机组正上方二楼办公室窗外

74

6

空调室外机组正上方三楼办公室室内

64.5

7

空调室外机组正上方三楼办公室窗外

75

  *噪声存在叠加,主要声源为出风口噪声。

  1.1.2、现场噪声源分析

  6台南京天加空调室外机组采用并排布置于物理科研楼西南角,均为两侧进风,进风口为西、东两侧。排风方式为上排风,排风口距离二楼办公室距离5-8米,由现场踏勘和数据分析,现场噪声主要有以下4点:

  (1)1空调室外机组风口叶片运转产生的空气动力性噪声,风量大而压头低,其噪声主要是以中低频噪声为主的空气动力性噪声。空气动力性噪声由旋转噪声和涡流噪声组成,是旋转噪声和涡流噪声相互混杂的结果。旋转噪声是由于风机叶片旋转时,叶片打击周围的气体介质、引起周围气体的压力脉动而形成的。涡流噪声又称紊流噪声,风机转动时,使空气产生紊流,在叶片的背侧形成涡流,产生气流呼啸声,直线传播致楼上办公区,无遮挡;(主要声源)

  (2)2空调室外机组电动机产生的机械噪声和电磁噪声、3空调室外机组机体的震动噪声、4空调室外机组压缩机产生的空气噪声,小于风口噪声,但依然在70分贝以上,为达到《声环境质量标准》的1类,必需处理;

  以上噪声源以风口产生的噪声为主要声源点,针对风口噪声进行重点治理。

 

  1.2、设计依据及降噪目标

  1.2.1、参考标准

  本项目施工地点位于复旦大学江湾校区物理科研楼,根据《声环境质量标准》GB-3096-2008的规定,噪声限值可参考下表1类区域。城市5类环境噪声标准值列于下表:

 

                                     表 1 环境噪声限值

声环境功能区类别

昼间 dBA

夜间 dBA

0类

50

40

1 类

55

45

2 类

60

50

3 类

65

55

 

4 类

4a 类

70

55

4b 类

70

60

  其中:

  0 类声环境功能区:指康复疗养区等特别需要安静的区域。

  1 类声环境功能区:指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能,需要保持安静的区域。

  2 类声环境功能区:指以商业金融、集市贸易为主要功能,或者居住、商业、工业混杂,需要维护住宅安静的区域。

  3 类声环境功能区:指以工业生产、仓储物流为主要功能,需要防止工业噪 声对周围环境产生严重影响的区域。

  4 类声环境功能区:指交通干线两侧一定距离之内,需要防止交通噪声对周 围环境产生严重影响的区域,包括 4a 类和 4b 类 两种类型。4a 类为高速公路、一级公路、二级公路、 城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通(地面段)、内河航道两侧区域;4b类为铁路干线两侧区域。

  1.2.2、降噪目标的确定

  根据本项目招标要求,参考《声环境质量标准》,在6台空调室外机组实施降噪措施后(在排除其他噪声源的干扰条件下),在物理实验楼二层三层办公室靠近设备一侧的窗外噪声达到《声环境质量标准》中的1类昼间标准,即噪声值小于55dB(A),测量数据以建设单位聘请的第三方检测机构的检测结果为标准。

 

  1.3、本项目降噪设计原则

  (1)安全性准则。整体隔音房安装后不影响空调室外机组的正常运行,不影响空调室外机组的通风散热,严格符合相关的安全规范;

  (2)有效性准则。针对空调室外机组不同噪声源频谱与强度大小,设计相应的措施,在源头解决问题;

  (3)经济性准则。根据各噪声源对保护对象的贡献值大小,采取不同的降噪措施,对重点噪声源的压缩机噪声、多重处理,对普遍噪声源进行常规处理,实现等效设计;

  (4)实用性准则。噪声控制设备设施充分考虑现场条件限制,不妨碍设备的正常检修及维修,整体隔音罩设施,喷漆防腐蚀,防火阻燃、耐久性长。

 

  1.4、降噪设计思路方案综述

  通过我们汉克斯隔音技术人员对江湾校区物理科研楼勘测,空调室外机组噪声源特性、设备频谱、噪声混合区域,及限制条件对设计目标的噪声治理效果计算,我们汉克斯隔音制定了采用隔声、吸声等降噪措施对南京天加空调室外机组噪声进行整体降噪的设计方案,使各楼层办公室环境噪声满足《声环境质量标准》1类标准的昼间限值要求,即不大于55dB(A)的要求:

  (1) 开挖设备四周地面,浇筑水泥基础,拓宽设备周围水泥地面。让设备地点有足够的地面可以安装整体隔音房。

  (2) 在水泥基座上,搭建圈梁,竖立立柱,采用套接紧固螺栓的方式搭建隔音房的基础框架。

  (3) 依据现场设备的位置、型号数据、进出风位置、风量大小、检修通道等数据及要求,在框架上设备进新风位置安装进风消声百叶、进风消声器。排风口位置安装导风弯头,弯头导向位置排风消声百叶。进风层与排风层使用吸隔声模块板隔开,防止热风回流,同时构成检修平台,便于设备维修养护。

 

  1.5、本项目降噪技术方案的设计

  1.5.1、进出排风口安装消声器

  消声器是具有吸声内衬或特殊结构形式能有效降低噪声的气流管道。常用在通风系统中。消声器有阻性、抗性、阻抗复合、排气放空等四种类型。

  阻性消声器利用气流管道内的不同结构形式的多孔吸声材料(如玻璃棉)吸收声能,降低噪声。有较宽的消声频率范围,在中、高频段消声性能尤为明显。阻性消声器分为管式消声器、阻性片式消声器、折版式消声器、消声百页等。

  抗性消声器是通过管道内声学特性的突变处将部分声波反射回声源方向、以达到消声目的的消声器,主要适用于降低低频和低中频段的噪声。抗性消声器不需要使用多孔吸声材料,因此在耐高温、抗潮湿、对流速较大、洁净要求较高的要求下均比阻性消声器具有明显的优势。抗性消声器分为扩张式消声器、共振腔式消声器、微穿孔板消声器、干涉式消声器等。

  阻抗复合消声器就是阻性消声器和抗性消声器组合成一体的消声器,具有较宽的消声频率范围。

  排气放空消声器主要有节流减压型排气消声器、小孔喷注型消声器、多孔材料扩散型消声器以及节流减压加小孔喷注复合型消声器等。

 

  1.5.1.2、消声器选型说明

  进、排风消声器常采用折板阻性消声器。阻性片式消声器具有良好的中高频消声性能,适当加大消声片的厚度和密度,也能较好地改善中低频的消声性能。折板式消声百叶使消声通道内部存在一定角度,对中高频的噪声源贡献额外的消声作用。在保证消声器空气动力性能(阻力损失)和声学性能的前提下,尽量缩小消声器的体积尺寸。

 

  1.5.2.1、吸声量计算

  材料的吸声系数,只表明它所具有的吸声能力,而一个房间吸声处理后的实际吸声量,不仅与吸声系数的大小有关,而且还与使用吸声材料的面积有关。

  

  1.5.3、防腐防潮设计措施

  (1)所有钢结构型钢进行表面除锈预处理,再涂刷底漆和表面漆。

  (2)吸声材料护面板采用穿孔铝板,表面阳极氧化。

  (3)在穿孔铝板背面紧贴一层憎水玻璃丝布,防止吸声材料因潮湿而发生吸声性能变差。

  (4)所有隔音板背板选用厚度1.5mm以上热镀锌平板折制而成,并且表面采用喷塑工艺进行二次防腐防锈处理。

  (5)地面水泥基座浇筑时预埋排水管道,水泥地面是带有一定角度的斜面,积水通过斜面及排水管道自动排除。

  (6)隔音房顶部设置雨棚,避免大量雨水从顶部进风口进入到隔音房内部。

 

  1.5.4、外观设计

  本降噪方案实施后,南京天加6台空调室外机组区位于十字道路口,是前往物理科研楼的主通道。我公司承诺对降噪措施外观进行深化设计,使其和其他主建筑外观造型保持协调一致,不影响整体建筑风格。设计采用整体喷涂,颜色暂定中灰。整体造型方正。看上去美观大方,与校区环境协调统一。

 

  1.5.5、吸隔音模块板介绍

  隔音板是一种作用于隔音效果的板块。有建筑物隔音与构筑物隔音分类。隔音板并不是所有频率的声音都能阻隔,物体都有固有共振频率,接近物体共振频率的声音,隔音板的隔音效果显著降低。隔音板有隔空气声与振动声的区别。空气声隔音板,即阻隔的是在空气中传播的声音的板材。振动声隔音板即阻隔的是在刚性构件(如钢筋混凝土整体式房屋)中传播的声音的板材和系统。

  一般的物体都具有隔音效果,但是我们把平均隔声量(在无限大的空间中,声源与被测点之间放一张无限大的材料)超过30dB 的板材才称作隔音板。隔音板一般为高密度材料。

 

  1.5.5.1吸声材料

  吸声材料是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收作用的材料。超声学检查设备的元件之一。吸声材料要与周围的传声介质的声特性阻抗匹配,使声能无反射的进入吸声材料,并使入射声能绝大部分被吸收。

 

  1.5.5.2汉克斯吸隔音板

  汉克斯吸隔音板将隔音板与吸声材料进行完美组合,综合隔音量可达到40 分贝左右,吸声材料选择吸声系数在0.95 以上的较高吸声材料。主要特点: 保证吸声、隔声效果的前提下,其特点是制作、安装简单。

  1 、隔声量大:平均隔声量大于35dB。

  2 、耐候耐久性:产品具有耐水性、耐热性、抗紫外线、不会因雨水温度变化引起降低性能或品质异常。

  3 、隔音板美观:可选择多种色彩和造型进行组合,与周围环境协调一致。

  4 、隔音板经济:装配式施工,提高工作效率,缩短施工时间,可节省施工费用。

  5、隔音板方便:与其它制品并行安装,易维修,更新方便。

  6 、隔音板安全:吸声板两端连接固定,防止二次损伤,造成人员、财产损失。

  7 、隔音板轻便:吸音板系列产品具有自重轻特点,可减轻承重负荷,降低结构造价。

  8、隔音板防火:采用超细玻璃棉,由于其熔点高,不可燃,完全满足环保和防火规范的要求,防火等达A 级。

  9、高强度:结合我国各地区不同的气候条件,在结构设计时充分考虑风荷载。采用1.0-2.0mm 镀锌板,通过数控设备,压制凹槽以增加强度,使产品抗10-12 级台风,抗压300kg/m2。

  10 、防水,防尘:百叶型设计时充分考虑防水,防尘,其角度设为60度,在扬尘或淋雨环境中其吸声性不受影响,构造中已设置排尘排水措施,避免构件内部积水。

  11 、隔音板耐用:公司保证相关产品在10 年内不腐蚀、不变型、吸声、隔声效果不降低。

 

  1.5.6、降噪方案总结概括

  综合考虑南京天加6台空调室外机组降噪及环境美观性要求。采用一套隔音房整体包含6台空调室外机组的方案,采用吸声、隔声的降噪原理,对6台风机进行降噪。

  1、首先拓宽设备四周的水泥地面,为后续措施提供基础。水泥基础平面做小角度的倾斜,低点位置做地漏开口,预埋排水管。防止隔音房内部积水。

  2、基础浇筑完毕,待水泥凝固之后,在水泥基础上用宝钢优质热镀锌方钢以套接的方式连接,组成隔音房的框架。框架连接处用螺栓紧固。再刷上防锈漆。

  3、框架搭建完毕之后,使用汉克斯专业吸隔声模块板围挡,构成隔音房,隔音房安装有进风消声器、进风百叶,满足设备的进风需求。风口处安装排风消声百叶,在满足设备散热需求的同事做到隔声降噪。

  4、在隔音房内部进行隔断,将出风口与进风口隔离,防止热风回流。

  5、风口安装导风弯头。

  6、顶部安装雨棚,防止雨水进入隔音房。

 

  1.6、本项目降噪方案的具体措施

  为控制6台空调室外机组噪声,防止噪声影响物理科研楼办公室区域,该项目方案采用为6台机组整体加装隔声罩的方法控制噪声排放,隔声罩依据降噪及检修需要尺寸设计为:10300mm*4500mm*4300mm。在隔音房与设备之间设计留有500mm过道空间,供日常检修通过。隔音房设计有进风、排风的消声百叶、消声器。供设备运行时将热量排出,设备风口与底部进风口使用隔音板分隔,防止顶部热风回流。设备风口设计有导风弯头,导引热风通过排风口排出,可减小压力损失。隔音房顶部安装雨棚,防止雨水通过风口进人隔音房。

 

  1.6.1、安装吸隔声模块板

  隔声罩整体框架采用50*100和100*100宝钢优质热镀锌方管套接构成,螺栓紧固,地面由100*100方管圈梁找平。框架间空位填补汉克斯复合吸隔声模块板。整体隔音房做到严丝合缝。板与板之间的缝隙处使用胶条及玻璃胶填充。

  吸隔声模块板背板采用1.5mm镀锌钢板,内侧采用2mm阻尼,内部填充48kg/m³超细离心玻璃棉(含水率不大于1%,质量吸湿率不大于5%,憎水率不小于98%。且流阻适当,孔隙均匀,有较高的吸声性能和化学稳定性。离心玻璃棉允许容重误差不超过±5%,含杂质量不大于3%,吸声系数NRC≥0.90,纤维直径小于6微米,不含渣球,防潮、不吸水。),超细玻璃棉用高密度吸音玻璃丝布包裹,正面采用1.0mm厚穿孔铝板,内龙骨由1.5mm镀锌钢板折弯而成。

 

  1.6.2、进排风消声百叶(消声器)

  为保证六台空调外机正常运行的通风散热,在隔声罩东、西、南3个侧面距离地面400mm的高度安装进风消声百叶,安装位置如图6-4,进风百叶规格为:

  东面进风消声百叶:L2300mm*W1450mm*T600mm。

  南面进风消声百叶:L10300mm*W1450mm*T600mm;

  西面进风消声百叶:L2800mm*W1450mm*T600mm;

  3套进风百叶的平面面积合计为22m²。隔音房南面上半部分安装排风消声百叶,规格为:L10100mm*W1670mm*T600mm。平面面积16.9 m²,较大的面积有利于设备的通风散热。

  消声百叶的叶片全部为折板式叶片,通过60°的折弯工艺,能在有限的空间扩大消声通道长度,折板式叶片通道长约为690mm。较直板式的消声通道长出约90mm,提高了消声百叶的消声量。

  消声百叶的叶片的厚度为100mm,叶片与叶片间距100mm。通风消声百叶的叶片由:1.5mm冷轧镀锌板+48kg/m³超细玻璃棉+玻璃丝布包裹+1.0mm冷轧穿孔铝板折弯焊接构成。

 

  1.6.3、隔音罩顶部安装进风消声器

  隔声罩上方设置进风消声器,增加隔音房进风面积,的消声器规格:L7600mm*W1100*H800,消声器内消声插片(1.0mm冷轧穿孔铝板+2mm阻尼材料+48kg/m³超细玻璃棉+玻璃丝布包裹+1.0mm穿孔铝板),单片插片规格为1100mm*800mm*100mm,插片上下两端设置导流尖劈(如图6-8),消声插片排布按100mm间距布置。进风口消声器正上方设置雨棚以保护进风消声器,延长使用年限,雨棚长8米,宽1.2米,带有一定倾斜角方便雨水顺势流走。

 

  1.6.4、隔音罩的进、出风隔断

  空调外机隔声罩依据进风区域、排风区域隔断为上下两层,通过水平布置的分隔板如上图粉色所示和垂直的消声器围板(蓝色所示)以及隔音房的墙板,围成了整个具有分区的隔音房。分隔板构造同于吸隔音模块板,分隔板平铺于空调外机设备的机体,略低于风口位置。通过隔板将空调外机出风口与进风面分隔开,起到阻隔热风回流作用。同时有这一层吸隔音板,能更好的阻隔设备机体的噪声向上方传播。

 

  1.6.5、出风口安装导流弯头

  为降低出风阻力,减小压力损失,同时避免两台或以上设备一起开启时空腔内产生乱流,设计将每台空调外机机组的出风口进行分隔,以5道分隔板,形成6个内部高度2.35米的单独的空腔,每台设备即使在同时开启时出风口也不会互相干扰,杜绝乱流的产生。每一块分隔板上设有W600*H1800mm检修门,检修人员通过检修门可到达任意一台空调室外机组风口进行检修。

  在空调外机排风口上方设置弧形的倒流弯头,导流弯头由1.0mm穿孔铝板+2mm阻尼材料+48kg/m³超细玻璃棉+玻璃丝布包裹组成,导流弯头起到降低出风阻力,减小压力损失的作用。导流弯头由吸音材料构成,所以有良好的导向作用同时也有很好的吸声效果。

 

  1.6.6、检修通道的布置

  隔音房整体被隔断为两层,可分别通过隔音房东、西两侧的两扇隔声检修门进入隔音房内部。2樘检修门尺寸为900mm*1800mm,门厚100mm,隔声门均采用企口连接,各边均采用耐老化软胶条密封,隔声门隔声量Rw≥35dB。房内检修通道设计宽度为600mm,可以容纳一位检修人员通过。隔音房下层(进风层)检修通道如图6-13所示。

 

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