熱泵機組噪聲簡介
熱泵機組噪聲又稱熱泵振動噪音、熱泵聲振動、熱泵機組噪聲、熱泵機組結構噪聲,屬於物理性質上的噪聲。綜合來講,熱泵機組噪聲就是熱泵機組在工作運行時產生的不規則的、間歇的、連續的或隨機的噪聲。熱泵噪聲與日常生活接觸的工業噪聲、交通噪聲(高頻噪聲)不相同,它屬於低頻噪聲(頻率在500赫茲以下的聲音)。低頻噪聲的特點就是衰減緩慢、聲波較長、穿透能力強(其衍射波能輕易繞過障礙物),所以低頻噪聲不易處理。
由於其出色的環保和節能設計,廣泛套用於一般高層的寫字樓、商務樓、酒店等高端建築的中央空調供暖和製冷系統,機組系統會根據整個大廈不同的取暖或製冷需求來及時調整機組的工作數量和工作狀態。同時其他配套設備還有水泵機組,進出風機等。整個機組系統在工作時產生的噪聲我們就稱為熱泵噪聲。
同濟大學聲學研究所趙教授介紹,低頻噪聲雖然沒有高頻噪聲那么明顯,往往容易被人們忽視,但長期的低頻噪聲會對人體健康產生較大影響,是目前城市居民健康的潛在殺手。上海某減震降噪工程技術公司的高級技術工程師唐工介紹,目前熱泵機組產生的噪聲都是因為在設計階段沒有很好的考慮到結構傳聲的因素,同時由於結構傳遞噪聲涉及到建築設計和聲學設計兩個不同的專業領域,所以要想很好的解決這個問題,
我們就必須要進行資源整合,這也給我們的設計師提出了更高的要求。
機組噪聲源分析
熱泵噪聲是由熱泵工作噪聲和壓縮機振動引起的綜合噪聲源。
熱泵工作引起的噪聲主要包括:熱泵壓縮機本身運行的機械噪聲、熱泵運行引起的管道諧振噪聲、管道內的氣流撞擊噪聲,電機噪聲等等。
其中電機噪聲,還包括空氣動力性噪聲、機械性噪聲和電磁噪聲三部分。當電機工作時,冷卻空氣的氣流噪聲加上風扇高速旋轉的葉片噪聲組成空氣動力性噪聲。機械噪聲包括軸承噪聲及電機轉子不平衡轉子受“溝槽諧波力”作用等引起的結構振動而產生的噪聲。電磁噪聲是由定子與轉子之間交變電磁引力、磁滯伸縮引起的噪聲向外傳遞的。
目前噪聲傳播的主要途徑是空氣傳遞和固體傳聲。高頻噪聲通過空氣傳遞比較多;而低頻噪聲通過固體設備基礎傳播比較常見,特別是房屋結構,管道等剛性連線。
相關國家標準
國家《住宅設計規範》中規定:住宅建築中不宜布置鍋爐、變壓器及其它有噪聲振動源等設備用房。如受條件限制需要布置時,應符合現行的建築防火、建築隔聲及相關規範的規定。而《民用建築隔聲設計規範》規定:條件許可時,易將噪聲源設定在地下,但不宜比鄰主題建築或設在主體建築下。如不能避免時,必須採取可靠的隔振、隔聲措施。
在2008年我國環境保護部發布的強制標準《GB 3096-2008 聲環境質量標準》中規定聲環境按區域的使用功能特點和環境質量要求,聲環境功能區分為以下五種類型:
0類聲環境功能區:指康復療養區等特別需要安靜的區域;
1類聲環境功能區:指以居民住宅、醫療衛生、文化教育、科研設計、行政辦公為主要功能,需要保持安靜的區域;
2類聲環境功能區:指以商業金融、集市貿易為主要功能,或者居住、商業、工業混雜,需要維護住宅安靜的區域;
3類聲環境功能區:指以工業生產、倉儲物流為主要功能,需要防止工業噪聲對周圍環境產生嚴重影響的區域;
4類聲環境功能區:指交通幹線兩側一定距離之內,需要防止交通噪聲對周圍環境產生嚴重影響的區域,包括 4a 類和 4b 類兩種類型。4a 類為高速公路、一級公路、二級公路、城市快速路、城市主幹路、城市次幹路、城市軌道交通(地面段)、內河航道兩側區域;4b 類為鐵路幹線兩側區域;
各類聲環境功能區適用表1規定的環境噪聲等效聲級限值。
表1 各類聲環境功能區環境噪聲等效聲級限值單位:dB(A)
聲環境功能區類別 | 晝間 | 夜間 |
0 類 | 50 | 40 |
1 類 | 55 | 45 |
2 類 | 60 | 50 |
3 類 | 65 | 55 |
4a 類 | 70 | 55 |
4b 類 | 70 | 60 |
另外,環保部於2008年10月1日實施的《GB22337-2008 社會生活環境噪聲排放標準》中對室內噪聲排放限值做了更嚴格的規定,其中對結構傳播噪聲的規定如下:
在社會生活噪聲排放源位於噪聲敏感建築物內情況下,噪聲通過建築物結構傳播至噪聲敏感建築物室內時,噪聲敏感建築物室內等效聲級不得超過表2和表3規定的限值。
對於在噪聲測量期間發生非穩態噪聲(如電梯噪聲、水泵噪聲)的情況,最大聲級超過限值的幅度不得高於10dB(A)。
除了環保部的兩個關於噪聲排放的標準外,建設部2006年3月1日施行的強制標準《GB 50368-2005住宅建築規範》中對住宅噪聲和隔聲有如下規定:
住宅應在平面布置和建築構造上採取防噪聲措施。臥室、起居室在關窗狀態下的白天允許噪聲級為50dB(A聲級),夜間允許噪聲級為40dB(A聲級)。電梯不應與臥室、起居室緊鄰布置。受條件限制需要緊鄰布置時,必須採取有效的隔聲和減振措施。管道井、水泵房、風機房應採取有效的隔聲措施,水泵、風機應採取減振措施。
既然有了這么多的國家標準對機組噪聲進行規範,為什麼我們生活周圍還是經常發生業主與物業間有關熱泵機組噪聲糾紛的事情呢?其中很大一部分原因應該歸結於建築驗收的不完善。我們可以從建築驗收備案裡面發現,很多建築的驗收證明驗收的只是施工部分,一些驗收證明的備註裡面明確說明供水供電供暖製冷系統不在驗收之列。正是因為建築施工和驗收中存在某些不規範、不完善的地方,才會引起交房入駐後的噪聲糾紛。
熱泵噪聲的影響
現代城市中,受到熱泵噪聲影響的人越來越多
甚至有的公司搬到新辦公室以後,由於熱泵噪聲,他們的工作就再也沒有安寧過。一位曾經邀請環保噪聲檢測機構對熱泵機組噪聲進行測試的公司向物業抱怨:“煩人的機組噪聲如影隨形,每天都會出現很久,我們都對熱泵工作時發出的嗡嗡的聲響深惡痛絕,經常被它這個噪音吵得情緒急躁。尤其是中午在辦公室休息時,午休被噪聲吵醒簡直就成了家常便飯。時間一長,人就變得煩躁、焦慮、心跳加快、渾身沒勁、頭暈腦漲、工作和學習效率下降、思維遲鈍等等。每到下班時刻,就感到全身心都被解放了。這樣的惡性循環使得公司的某些職員患上了嚴重的神經官能症,失眠等神經系統疾病也找上門來,有些職員由於受不了噪音困擾,甚至提出了辭職。”有些物業公司也向我們反映過熱泵機組噪音影響的嚴重性,由於機組安裝在頂樓,接近頂樓的幾個樓層存在噪音問題,直接導致來看房的客人立馬就走了,房子一直都沒辦法租出去,老闆也很著急,公司的損失也很大。
從他們的話中可以看出,隨著社會的發展,噪音污染的問題已經日益出現在人們的生活環境中並為人們所關注。
噪聲污染的最大特點就是感覺性公害,它會影響人們的工作、休息和睡眠,進而危及人體健康。同時,熱泵機組噪聲有很強的穿透力,像一般建築物的普通承重牆,噪聲能夠輕易地穿透。所以熱泵機組噪聲對人體的影響非常大,如上述人們表現出的血壓增高、相應的神經系統疾病(如神經關節症),孕婦如果在懷孕期間,長期生活在受到噪聲影響的環境中,有時候會造成流產、胎兒畸形等後果。具北京協和醫院的病案記錄顯示:某位長期受噪聲影響的孕婦產前檢查時就發現胎兒顱後窩池增寬,腦部有問題;更在胎兒出生後的彩超檢查中發現,該嬰兒患有先天心臟病,完全性心內膜墊缺失,並且雙耳聽力檢測未通過。
可見,噪聲很可能嚴重地影響人們的身心健康和生活工作質量,患上易煩躁、注意力不集中、記憶力減退、失眠等神經系統疾病,需要引起廣大人民的足夠重視,喚醒維護自己安寧生活環境的權力。
熱泵機組噪聲檢測
由於目前低頻噪聲污染的標準以及與之相關的房屋驗收方面存在著制度上的缺陷,有時會出現管理真空和監管缺位的現象,致使住宅中是否存在噪聲超標的問題不好判斷也難以徹底解決,我們迫切希望相關部門能夠重視這一新興的隱形殺手,儘快制定專門更合理、更完善的針對這類噪聲污染的國家標準,並進一步把好房屋的建設關和驗收關。
制度的完善可能還需時日,但是如果你非常不幸的已經受到了熱泵噪聲的騷擾,我們首先建議你找到有資質的聲學專業機構(如環保部門中負責噪聲的部門等)去做一次聲環境的檢測。這裡之所以特彆強調有資質的聲學專業機構,是因為只有這些具有國家聲學檢測資質的專業機構出具的檢測報告才具有法律效力,檢測得出的數據才能夠為業主後續維權提供法律依據。
噪聲治理原理
從上面的分析知道,可以從振動聲源、傳播途經和受主三方面採取相應的方法進行控制,同時要特別注意噪聲的頻譜分析及傳播方式等情況,所以治理的時候一定要先弄清原因在對症下藥。我們常聽說,熱泵機組安裝在減振器上,會大大降低噪聲,其實這是一種誤解。實際情況並非如此,因為機組本身的體積不大,本身輻射的噪聲不會太大,而且如今的自動化控制程度越來越高,值班人員需要在泵組旁邊停留的時間也越來越短。日常短時間的巡視或檢修,對值班人員的健康並無影響,況且一台合格的泵組其噪聲級一般約在85dB左右(依照GB/TQ38l l984)。我國體力勞動者聽力保護噪聲允許範圍是70~90dB,但是如果機組與業主在一棟樓內或樓頂樓下方,它的振動會通過地基、牆體和管道傳到較大的表面時(比如相鄰牆體或上層房間的天花板、牆面和樓板等),由於其輻射條件得到改善,噪聲就會明顯地加強。對於降低此類噪聲最簡單、最有效的辦法就是在水泵的機座上安裝合適地減振平台或合理的防震材料,進水管道安裝彈性減震支撐,穿牆管道安裝彈性墊層。雖然此措施對降低水泵房內的空氣噪聲並無多大意義,但是對降低住戶房內的低頻結構噪聲效果卻非常明顯。同時,可以考慮在房間內部進行隔聲,吸聲,消聲等處理,這樣能很好的解決高頻噪聲擾民的問題。
噪聲治理措施
具體的泵組隔聲降噪應該怎么做呢?泵組一般位於建築物的樓頂,它產生的噪聲主要為以下幾個方面:泵組電機運轉產生的空氣聲、泵組壓縮機的振動引起建築基礎的振動與泵組工作從而激勵管道的諧振。所以要徹底解決熱泵噪聲問題要從空氣聲、設備振動和管道振動三個方面著手。
1、空氣聲處理空氣聲隔聲在泵組噪聲治理方面相對容易,泵組產生的空氣聲一般噪聲不超過85dB(A),而泵組與業主室內至少有一層樓板的間隔。一般120mm現澆混凝土的空氣聲隔聲量都大於52dB,對隔絕泵組的空氣聲相當有利。但現在國家對室內的聲環境有較嚴格的要求,所以若泵組與業主僅相隔一層樓板的距離時,需要對隔聲進行以特殊處理,常用的方法有加隔聲罩、隔聲吊頂、室內加吸聲等。
2、系統隔振泵組系統隔振一般選用隔振器,若泵組振動比較強時,優選浮築地面的做法,因為浮築地面的減振效果更好,能起到減振作用的頻帶也更寬。
3、管道隔振處理與泵組連線的管道增加(更換)橡膠軟連線,一般軟連線長度較短,彈性較差,致使整體隔振效果不理想,更換後隔振效果將明顯增加。軟連宜接選用隔振性能較好,長度較長且耐腐蝕的專業隔振產品。
4、管道支架做減振處理一般的管道支架與地面的連線均為硬連線,導致管道的振動傳遞到建築結構,在支架下面做好減振處理,能較好的阻止振動能量向建築結構的傳播。
5、管道穿牆處理一般管道與牆體是硬連線,管道振動的能量相當一部分傳遞給了建築結構,所以要對管道與牆體進行脫開處理,阻止能量的傳遞。
6、管道阻尼隔聲包紮管道振動噪聲較高,振動的空氣聲也會對居民造成影響,所以要對管道進行綜合的阻尼隔聲包紮,一方面減小管道的振動,另一方面也可以起到隔絕空氣聲的作用。
可見,泵組噪聲治理是一項專業的、系統的改造工程,應該從聲源的發聲、傳播和用戶接收端共同做好振動聲學的設計和處理,才能最大限度降低熱泵機組噪聲對業主的影響,構建安寧的空間與和諧的工作生活環境。