一、说明
冷却塔通常安装于楼顶,制冷设备安装于地下,其噪声对整个建筑和周围环境都造成了影响，同时因为噪声源较为繁多复杂，给噪声治理带来了一定的难度。此类噪声的治理，需要综合考虑，以多套系统的方式来综合治理噪声。这里以某酒店冷却塔和制冷机房噪声治理的实际案例，来阐述噪声综合噪声治理和隔音降噪技术。

酒店大楼地下一层安装了4台套高效变频离心式冷水机组、4台套冷冻水循环泵及4台套冷却水循环泵，八层屋顶安装了冷却塔，它们的声频率以中低频为主，它具有声波长，传播距离远的特点。针对正常运行期时可能暴露的噪声影响酒店客房及其他功能场所的使用环境，

二、设计依据

1.《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008；

2.《声环境质量标准》GB3096-2008；

3．《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-1985；

4．《钢结构设计规范》GB50017-2003；

5．酒店工艺平面布置图、相关类型噪声监测数据及调查监测报告。

三、声学设计标准及外界范围

3．1 声学设计标准

结合《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国环境噪声污染防治法》要求，机房外噪声排放标准采用《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008和《声环境质量标准》GB3096-2008。

《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-1985   LeqdB ﹙A﹚

序号	地点类别		噪声限制
1	生产车间及作业场所(每天连续接触噪声8小时)		90﹙现要求85﹚
2	高噪声车间设置的值班室、观察室、休息室(室内背景噪声级)	无电话通讯要求时	75
		有电话通讯要求时	70
3	精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房(正常工作状态)		70
4	车间所属办公室、实验室、设计室(室内背景噪声级)		70
5	主控制室、集中控制室、通讯室、电话总机室、消防值班室(室内背景噪声级)		60
6	厂部所属办公室、会议室、设计室、中心实验室(包括试验、化验、计量室)(室内背景噪声级)		60
7	医务室、教室、哺乳室、托儿所、工人值班宿舍(室内背景噪声级)		55

《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008  Leq dB﹙A﹚

类别	适应地区	昼间	夜间
1	居住、文教机关为主地区	55	45
2	居住、商业、工业混杂区	60	50
3	工业区域	65	55
4	交通干线道路两侧	70	55

《声环境质量标准》GB3096-2008   Leq dB﹙A﹚

类别	适应地区		昼间	夜间
0	别墅区		50	40
1	居住、文教机关为主地区		55	45
2	居住、商业、工业混杂区		60	50
3	工业区域		65	55
4	4a	高速公路、一级、二级公路、城市主次干道、城市轨道交通﹙地面段﹚、内河航道两侧	70	55
	4b	交通干线道路两侧	70	65

3．2噪声治理和隔音降噪设计要求

机房辐射到外界的等效声级符合《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-1985中的6类区噪声限值，即昼夜间≤60dB﹙A﹚；客房内的等效声级符合《声环境质量标准》GB3096-2008中的1类区噪声限值，即昼间≤55dB﹙A﹚，夜间≤45dB﹙A﹚。

四、基本设计原则

根据高噪声源集中但分布面不广，酒店大楼地下一层安装了4台套高效变频离心式冷水机组、4台套冷冻水循环泵及4台套冷却水循环泵，八层屋顶安装了冷却塔，声源地方在地下及八层高位置的特点和治理目标的要求，以及保护目标为客房的实际情况，噪声治理和隔音降噪方案遵循以下原则：

1.以酒店大楼地下一层噪声及八层屋顶声环境噪声达标为目标一并考虑；

2.治理顺序：从低处到高处，先高噪声源后低噪声源；

3.采用吸隔声及消声技术时，必须考虑设备的通风散热、日常操作、检修、保养、维护及安全检查等方便；

4.在考虑降噪效果的同时，必须考虑噪声治理和隔音降噪技术措施的可操作性和经济的合理性。

5.噪声治理后不影响原有设备的正常运行；

6.噪声治理设备使用寿命长，无二次污染；

7.噪声治理设备外型与原设备系统协调、美观；

8.防雨要求：如消声设备安装位置在室外或接触室外，采用防雨结构形式或配置防雨百叶窗。

9.企业形象：噪声设备若设置广告标识、字体形式、颜色等均由业主方根据CIS来确定。

五、噪声监测、污染点分析及结论

5.1噪声污染现状

通过对酒店施工图来研究分析，该项目高噪声设备较集中，设计上已考虑减振及隔声降噪措施，但相对于噪声治理来说还比较简单，因此噪声污染仍然较为严重。

5.1.1表2-1列举了该项目的主要噪声源以及目前已采用的噪声治理情况

表2-1  主要噪声源及已采用的噪声治理和隔音降噪措施

序号	声源位置	治理措施
1	高效变频离心式冷水机组振动	橡胶减振垫、弹簧减震器
2	冷却水循环泵	进出管道单节橡胶软接、消声器
3	冷冻水循环泵	进出管道单节橡胶软接、消声器
4	冷却塔	隔声罩
5	高效变频离心式冷水机组综合噪声	隔声屏障

5.1.2表2-2所列是主要噪声源估算结果

表2-2   主要噪声源估算结果      单位：dB﹙A﹚

序号	主要声源	Leq
1	高效变频离心式冷水机组振动	有明显振感
2	冷却水循环泵	85.0
3	冷冻水循环泵	87.5
4	冷却塔	75.0
5	高效变频离心式冷水机组综合噪声	86

5.2噪声污染源分析

如上所述，该项目在设计过程中已考虑到噪声污染问题，设计和设备选型安装时，部分已考虑做隔声和消声处理。目前，未治理的强噪声源主要集中于高效变频离心式冷水机组、冷冻水循环泵、冷却水循环泵冷却塔等。通过对以上设备的倍频程频谱分析可知，这些设备噪声峰值主要集中于500HZ（含）以下，呈现明显的中低频特性。由于中低频噪声具有衍射性强，传播距离远的特性，会给治理带来难度。

5.2.1高效变频离心式冷水机组振动

高效变频离心式冷水机组紧临噪声控制区，则管道隔振、基座隔振、支架隔振，一个都不能少。不同的控制区域所要求的减振效率有所不同，一般在90%以上。

高效变频离心式冷水机组安装阻尼弹簧减振器：设备运行时产生的振动，主要以弹性波的形式通过基础、支架传递到建筑结构，再经过结构传导辐射固体噪声。因此必须选择合理的隔振系统对设备的基础部分进行隔振处理。设备基础隔振应该遵循“面面俱到”的原则，每一个细小环节的忽视都可能导致声桥的产生，导致固体传声，治理效果不理想。

设备的减震器应根据隔振的具体降噪要求、设备的转速、机房的环境以及工程的总体投资而定。设备转速较低或者要求隔振效率较高时，应采用弹簧减震器或者阻尼弹簧减震器。

5.2.2压缩机

压缩机的噪声按产生机理可以分为流体动力性噪声和机械性噪声。流体动力性噪声是流体的流动或物体在流体中运动而引起流体振动而产生的。机械性噪声是由固体振动产生的，在冲击、摩擦、交变应力或磁性应力等作用下，引起机械设备中构件及部件碰撞、摩擦、振动等产生的。

1.压缩机流体动力性噪声

流体动力性噪声主要有吸气孔口气流脉动噪声、排气孔口气流脉动噪声、气体在机体内流动和气柱共鸣噪声。

吸气过程中，相互啮合的转子脱离啮合使得齿间容积扩大，吸气腔内的压力低于吸气压力，气体快速填充进来。随着转子的旋转进入下一个过程，当下一对齿开始脱啮时这个过程再次重复，这就造成了吸气孔口周期性的压力脉动，从而产生噪声。

排气孔口与吸气孔口的情况类似，当排气孔口打开的时候，齿间容积与排气腔存在压力差，而这个过程由于转子齿的间歇性的扫过而重复，造成排气压力脉动，从而产生噪声。排气孔口的压力脉动与吸气孔口不同的是，齿间容积内的压力可能大于排气压力，也可能会小于排气压力，因此它的情况比较复杂。

吸、排气的脉动不但本身产生噪声，同时会使转子——轴承产生振动，并可能引发其它部件的共振，从而激励新的噪声源。尤其是排气脉动，向下游排放的过程中它会激励管道系统，形成多个噪声源。排气脉动是压缩机最主要的噪声源，图1。此外，随着转子的快速旋转，齿间容积内气体的高速流动以及机壳内的气柱共鸣也会产生噪声。

图1

螺杆空气压缩机吸、排气孔口噪声频谱

2.压缩机机械性性噪声

机械性噪声主要是由压缩机内固体振动引发，包括转子系统转动不平衡引起的振动、转子碰撞和摩擦引起的振动、轴承引起的振动、传动或同步齿轮引起的振动、滑阀的振动等。这些振动同时会通过轴承传递到壳体，进一步激发壳体的振动，从而向外部辐射声能。

压缩机中一对转子在动平衡不好的情况下旋转中会引起较大的振动，严重时甚至可能导致转子的损坏。转子齿的分度精度、表面粗糙度和缺陷都会带来相应的振动，六齿阴转子中三个齿厚度不均造成的噪声如下图2。

图2

在运行过程中，阴阳转子齿面间的作用力是周期变化的，在整个转子齿面非均匀分布，阴、阳转子齿面会相互碰撞、摩擦引起振动而产生噪声。

轴承的振动与轴承本身精度、装配质量等相关。尤其是滚动轴承，由于其内的滚动体是不连续，在滚动过程中交变力作用下必然会发生振动，诱发噪声。

压缩机自身带同步增速齿轮，会产生与转速和齿数相关的振动和噪声。另外齿轮的装配精度及其与转子配合后转动系统的动平衡精度都可能引起相应的振动。

测试表明，制冷压缩机内滑阀有时会在基频处振动，通过作用于壳体，这种振动极端情况下会造成巨大的噪声。

总之，压缩机内诱发噪声的因素很多，它们交织在一起，相互影响，不过所有的因素最终向外界辐射能量的途径主要是机体表面振动和吸、排气脉动。

3.噪声特性

总的来说，压力脉动和转子振动是压缩机主要的噪声来源，脉动和振动越强烈产生的噪声越大，并且都与转子转动的基频（主动转子转速与齿数的乘积）和其谐波相关，其中前两次谐波影响最大。因为压缩机最主要的噪声源是气流脉动，尤其是排气孔口的脉动，因此侧重于排气孔口压力脉动以及各种参数对它的影响。压缩机噪声特性主要如下：

转子的齿数越多噪声就越小；扭转角改变50度排气噪声就减小超1 dB(A)；长/径比的变化不会对噪声的大小产生影响。

当压缩过程开始，齿间容积内压力上升的时候，会在局部区域引起转子碰撞振动的加剧，从而增大噪声。

转子之间及转子与壳体之间间隙的变化会影响泄漏，从而对噪声产生影响。间隙的减小会造成排气口噪声的增加，但是这种影响并不是很大。

压缩工质的类型的改变会对压缩机噪声产生显著的影响。

转子腔内的油对噪声油衰减作用，但主要是对三次以上的高次谐波。喷油量对大型制冷压缩机整体噪声的影响有时会达到几个分贝。

排气孔口处少许的欠压缩会减小气流脉动，而过压缩越大则脉动越强烈，但是当欠压缩达到一定程度时，其产生的影响将会和过压缩一样。总的来说，随着排气压力的升高，齿间容积内压力与排气孔口压力差增大，噪声会加强。

在不同的负荷下，压缩机主要的噪声源有所变化。在较高的负荷下，转子的振动有所降低，排气脉动是主要的噪声源；在较低的负荷下，转子振动加强，成为主要的噪声源。

4.噪声的控制

压缩机噪声控制的工作主要以生产厂家为主，针对自己的产品进行实验改进。主要的方法：

（1）减小或阻断噪声通过机壳向外界的传播，这是目前较为普遍采用的方法。一般是在机体外部加隔声罩，希望在壳体上采用双层壳体结构来阻断噪声的辐射。也可通过增加壳体刚度和加装减震器降低壳体的振动，从而降低噪声。

（2）优化排气结构、在排气管路上安装消声装置，以减小排气压力脉动产生的噪声。利用小孔消声的原理将压缩机排气管的消声结构改为多孔结构，从而降低了压缩机整体噪声，并使得该压缩机在部分负荷和满负荷时噪声基本一致。

（3）通过改变转子几何参数、提高转子制造和装配精度等措施减小转子运转过程中的振动，达到减小噪声的目的。改变转子的齿型，减小转子转动过程中的齿面接触力，使得各负荷下转子的振动平稳，噪声稳定。提高转子的加工精度，由铣削改为磨削，降低了表面粗糙度，使压缩机的中、高频噪声得到一定程度的降低。

5.2.3冷冻水及冷却水循环水泵

循环水泵主要噪声源有以下几点:电动机及轴流排风机噪声；循环水泵设备基础支撑与地面,管路与墙面及天花板刚性连接所产生的共振噪声;进出水管中水流及摩擦产生的噪声.

噪声以电机声和管道内流体激励噪声为主，是最主要的室内振动噪声污染源，传播距离远，影响大。当水泵功率在75Kw以上时，如果泵体及管道不做减振处理时，一般可影响至楼上2-3层。设备会对上层建筑造成振动噪声污染（特别是A类房间，以63、125Hz的低频噪声为主），宜在控制区选用室内低频噪声标准进行检测。

1、设备基础的减振

循环水泵紧临噪声控制区，则管道隔振、基座隔振、支架隔振，都应安装橡胶减震垫或弹簧减震器等减震设施。不同的控制区域所要求的减振效率有所不同，一般在90%以上。

水泵脚座安装阻尼弹簧减振器：水泵设备运行时产生的振动，主要以弹性波的形式通过基础、支架传递到建筑结构，再经过结构传导辐射固体噪声。因此必须选择合理的隔振系统对水泵的基础部分进行隔振处理。设备基础隔振应该遵循“面面俱到”的原则，每一个细小环节的忽视都可能导致声桥的产生，导致固体传声，治理效果不理想。必要时需要加装减震平台。

水泵设备的减震器应根据隔振的具体降噪要求、设备的转速、机房的环境以及工程的总体投资而定。应采用弹簧减震器或者阻尼弹簧减震器才可以满足设计要求。

2、管道系统减震

房顶管路进行悬空自理,安装阻尼弹簧减振器：流体输送管路是水泵系统的重要组成部分，水泵在运行时可通过管路将振动传递到建筑结构。同时在流体激振力的作用下，管路自身也会产生振动。因此，管路隔振在水泵系统的噪声振动控制中具有重要意义。

在水泵进出口管路处适当位置和管路穿墙部位安装阻尼弹簧减振器和其他减震装置做好隔振处理。

3、机房的隔音降噪处理

因楼板隔声量不足，且办公区布置在泵房附近，机房要做复合隔声处理，管道有时也需做隔声降噪处理。

机房内壁需要进行必要的吸声处理，以减弱房间内的混响声以及低频驻波。机房的进出口应该设置隔声门，窗子采用隔声窗。通过以上方式可以较好的解决水泵房、热交换系统等设备的噪声，有时根据现场，需要对其他系统进行噪声控制。机房必需安装轴流风机，且需加装消声器，进行强制通风散热。

5.2.4冷却塔散热风机

冷却塔散热风机主要为轴流风机，这类噪声主要为空气动力性噪声和机械噪声，噪声随着风机风量和风压的增大，噪声呈上升趋势，而且呈宽频带噪声特性。风机的噪声特性与风机的流量、转速、静压等因素有关。从风机的噪声频谱中可以看出它的噪声特征：

从风机噪声频谱来看，风机的噪声是一个在较宽频带范围里的稳态噪声，其低频峰值出现在63HZ，中频峰值在500HZ，在63∽500HZ之间的125HZ是一个低谷。

在高频段里，一般是从1000HZ开始随频率的增加声压级逐步降低，其衰减量每倍频程约10分贝。

吸风口的噪声频谱特性基本上与风机本身的噪声频谱特性一致，通常它是一个中低频噪声源，对人的听觉造成较大的危害，但因该声源位在室外，又是由中低频，在通过无阻挡层时传播到很远的地方而影响范围更大。

风机噪声主要由下述四部分组成：

*风机运行时产生进风口及排风口的空气动力性噪声；

*机壳、管道壁以及电动机轴承等辐射的机械性噪声；

*电动机的电磁噪声；

*风机振动通过基础辐射的固体声。

在这四部分中一般以进、排风口的空气动力性噪声最强。根据对风机的实测分析表明，风机的空气动力性噪声约比其它部分的噪声高出15dB(A)左右，因此对风机采取噪声控制首先应考虑风机的空气动力性噪声。

﹙1﹚空气动力性噪声

空气动力性噪声主要是气体流动过程中所产生的噪声，它主要由气体非稳定流动，即气流的扰动，气体与气体及气体与物体相互作用产生的噪声。从噪声产生的机理来看，它主要由两种成分组成，即旋转噪声和涡旋噪声，如风机出口直接排入大气，还有排气噪声。

﹙2﹚旋转噪声

旋转噪声是由于工作轮旋转时，轮上的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。对于给定的空间某质体来说，每当叶片通过时打击这一质点气体的压力便迅速起伏一次，旋转叶片连续地逐个掠过，就不断地产生压力脉动，造成气流很大的不均匀性，从而向周围辐射噪声。

旋转噪声的频率表达式：

f=﹙n×z﹚／60 ﹙Hz﹚

f—旋转噪声的基频

n—叶轮转数

z—叶片数

﹙3﹚涡流噪声

涡流噪声主要是气流流经叶片界面分裂时，形成附面层及旋涡分裂脱离，而引起叶片上压力的脉动，辐射出一种非稳定的流动噪声。

涡流噪声的频率表达式：

fi＝K×﹙V／D﹚ ﹙Hz﹚

fi—涡流噪声的基频

K—斯脱路哈数

V—气体与叶片的相对速度﹙m／s﹚

D—气体入射方向的物体厚度﹙m﹚

该风机排风口的噪声值较小，近场噪声最大值为68dB(A)，但排风口的位置在室外最高处，噪声传播的距离较长，因此影响的范围还是较大的。

5.2.5冷却塔淋水噪声

冷却塔淋水噪声在冷却塔总噪声级中仅次于风机的噪声。

﹙1﹚水量的大小，也即塔的大小与淋水声直接有关，根据冷却塔淋水噪声频谱特性分析其声功率在600～1000Hz的频率范围内是单位时间的位能﹙等于单位时间的流量与水落高度的乘积﹚的函数。

﹙2﹚淋水声与水池的水深有关，也与水滴细化程度有关，倾盆注入的水流要比细如雾状的水珠不仅热交换差且噪声也高，要求有高质量的喷头，水滴细化良好。

﹙3﹚受水填料要求用软性材料且斜置，材料最低处离水面不超100㎜。

5.3噪声治理和隔音降噪目标

机房辐射到外界的等效声级符合《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-1985中的6类区噪声限值，即昼夜间≤60dB﹙A﹚；客房内的等效声级符合《声环境质量标准》GB3096-2008中的1类区噪声限值，即昼间≤55dB﹙A﹚，夜间≤45dB﹙A﹚。

六、噪声治理和隔音降噪措施

6.1高效变频离心式冷水机组振动

（1）每台冷水机组底部及进出管道安装阻尼弹簧减震器、橡胶减振垫组合减震装置。

（2）每台冷水机组所有电线套管与机组本体离开100㎜－150㎜。

6.2冷冻水及冷却水循环水泵振动

（1）每台循环水泵底部及进出管道采用阻尼弹簧减震器及橡胶减振垫组合减震装置。

（2）每台循环水泵所有电线套管与机组本体离开100㎜－150㎜。

6.3管道系统减震

（1）所有管路进行悬空自理,安装阻尼弹簧吊架减振器：流体输送管路是机组的重要组成部分，机组在运行时可通过管路将振动传递到建筑结构。同时在流体激振力的作用下，管路自身也会产生振动。因此，管路隔振在机组的噪声振动控制中具有重要意义。

（2）在机组进出口管路处适当位置及管路穿墙部位需安装橡胶减震垫、弹簧减震器等减震装置做好隔振处理。

6.4机房隔音降噪

（1）在机房顶部安装吸声体。

（2）墙面安装满铺式吸声体，同时也能直接降低机房内噪声对房外环境的影响，该设计既能最大限度降低房内的声能密度【降低60%以上】，又能使房内噪声值直接降低3～5dB（A）以上。特别是异型吸声体的设计，通过增加吸声系数和吸声面积以及对噪声的反复作用使吸声体功能发挥至最佳。

（3）连接通道的门做50㎜厚吸声层50㎜厚微穿孔中空层的隔声门。

（4）机房必需安装轴流风机，且需加装消声器，进行强制通风散热。

（5）机房原窗位置安装进风消声百叶，百叶外再安装不锈钢网，以防异物吸入。

6.6冷却塔散热风机噪声治理和隔音降噪

﹙1﹚冷却塔安装吸隔声屏障，隔声屏障构件平均隔声量＞25 dB(A)。

﹙2﹚临侧设置檐式隔声屏障，檐口至塔体中心轴线处。

﹙3﹚隔声屏障下部合理位置设置通风消声百叶，消声百叶隔声量＞25 dB(A)。

﹙4﹚隔声屏障可局部和全部拆装。

6.7冷却塔淋水噪声治理和隔音降噪

﹙1﹚冷却塔塔体中央悬挂雪花状填料。

﹙2﹚冷却塔接水盘上安装加厚消声垫，以减少水落差，降低落水声。

噪声治理和隔音降噪方案的设计需要进行现场噪声勘测，根据现场实际工况和要求如：设备安装位置，声源类型，噪声级和频率，环境/环保要求，通风散热要求，降噪目标等，来进行针对性的噪声治理和隔音降噪技术设计。