空調室外機的噪聲污染治理
某樞紐站位于城市環境噪聲區劃中居民、文教區,在另一個主要噪聲源冷卻塔不運行情況下,實測廠界噪聲晝間超標3 dB (A) , 夜間超標11 dB(A) ,說明該樞紐站的空調室外機噪聲污染是比較嚴重的,周圍居民反映強烈,迫切需要治理。該樞紐站的空調室外機有3 種布置方式:1)集中布置式。在同一陽臺并列放置多臺;2) 分散布置式。在同一陽臺僅放置少量幾臺空調室外機,3) 露天布置式。針對空調室外機的不同放置方式,采取了不同噪聲治理措施,投資節省、降噪效果明顯,且有效改善了空調室外機工作環境。工程完工后,實測廠界噪聲晝間已低于背景噪聲,夜間為4512 dB (A) ,達到了相關噪聲標準要求。
1 空調室外機的噪聲頻率特性
不同型號的空調室外機噪聲頻譜有所不同,但頻率特性相近,主要為低、中頻噪聲,圖1 為HCA29 型空調室外機噪聲頻譜。。空調室外機噪聲來源主要為電機的電磁噪聲、機械噪聲和風扇的空氣動力性噪聲。
圖1 空調室外機噪聲頻譜
2 集中布置的空調室外機噪聲控制
對于集中布置的空調室外機,按照噪聲控制的一般原則是將他們所在陽臺盡量密閉處理,設計成隔聲間,但僅考慮噪聲控制要求還是不夠的。空調室外機依靠空氣流動散熱,進氣口氣流溫度越高,散熱效果越差; 氣流越不通暢,散熱效果也越差。當多臺機器集中布置在一起時,周圍環境溫度高于分散布置,且一臺空調室外機排出的熱氣又可被近鄰的其他空調室外機吸入,因此制冷效果較差,在炎熱夏天,這種現象尤為明顯。該樞紐站放置空調室外機的封閉陽臺,朝向西側,夏季太陽輻射熱高,加重了這種現象。在噪聲控制工程實施前,夏季多次被迫關停機器,嚴重危害了通信線路安全。
不難看出,結合噪聲控制工程,改善空調室外機工作環境是設計中必須首要考慮的問題。據現場條件,經過經濟技術分析,采取了下列治理措施:
(1) 為每1 臺空調室外機排氣口加1 臺消聲器,消聲器一端與排氣口相通,另一端直接敞開于室外,風扇排出的熱空氣能夠順暢排至室外。根據噪聲控制目標,消聲器消聲量設計值為12 dB (A) ,采用阻抗復合式。
(2) 除消聲器占用位置外,其他原有下排百葉窗改為固定窗,既防止了室內噪聲通過百葉窗外泄,又防止了通過消聲器外排的熱空氣被吸入室內。
(3) 結合吸聲吊頂設置消聲進風口。隔聲間綜合降噪效果可利用下式計算
IL = TL 10lgAS dB(A)
式中
IL ———隔聲間插入損失;
TL ———隔聲間平均隔聲量;
A ———隔聲間內表面的總吸聲量;
S ———隔聲間內表面的總面積。
計算公式表明,對空調室外機所在的陽臺空間進行密閉并作吸聲處理是必要的。另一方面,為空調機正常工作,需要設足夠面積進風口,而從噪聲控制方面考慮,進風口必須作消聲處理。綜合考慮各方面需要,結合吸聲吊頂設置了消聲進風口,效果很好。吸聲吊頂位置見圖2。
圖2 集中布置的空調室外機噪聲控制
為防止室內噪聲透過吸聲材料由進氣口傳至室外,設計吸聲吊頂結構時,增加了一層具有隔聲性能的FC 板。吊頂材料結構層次見圖3。 采取上述措施后,盡管陽臺空間比工程施工前更加密閉,但由于合理組織了室內氣流,因此不僅降噪效果良好,而且有效改善了空調室外機工作環境,室內氣溫平均降低了1~3 ℃。已經過一個夏季運行,空調機工作正常,未發生被迫停機現象。
圖3 吊頂構造做法
3 分散布置式的空調室外機噪聲控制
一個陽臺僅分散布置2~4 臺空調室外機時,其室內噪聲比集中布置多臺室外機時要低,而且其散熱條件也相對較好,所以采取的噪聲控制措施可比上述集中布置式簡單,如圖4 所示。采取的主要措施有:
(1) 在空調室外機排氣口加消聲器,方法同上。
(2) 在原下層百葉窗位置加消聲百葉。消聲百葉制作方便、造價低、在窗戶上固定簡單,但消聲效果也較差,因此需要控制其面積與位置。按進風口風速5 mPs ,推算所需消聲百葉小面積;消聲百葉位置盡量偏離室外機。除消聲器和消聲百葉占用位置外,其他原有百葉窗改為固定窗,以提高窗戶隔聲量和防止室外機排出的熱空氣回流。
圖4 分散布置的空調室外機噪聲控制