洁净室的噪声在验收时常常临门一脚出问题:洁净度、压差、风速都合格,噪声一测超标几个分贝。甲方要求整改,施工方习惯加消声器,加完仍然超标,或者噪声合格了但风量掉下来,回头再调风机。
噪声超标的原因多数不在风机本身,而在气流流经的路径上。声源分三处,处理手段各不相同,先分辨再动手,比反复加消声器有效。
一、三处声源的频谱与位置特征
| 声源 | 位置特征 | 频谱特征 | 典型成因 |
|---|---|---|---|
| 风机机械噪声 | 靠近机组,沿机组基础与风管传递 | 低频为主,有叶片通过频率的峰值 | 轴承磨损、叶轮不平衡、减振不足、软接失效 |
| 风管气流噪声 | 沿风管分布,弯头、三通、变径处明显 | 中高频,随流速升高而增强 | 风速过高、局部阻力大、管壁刚度不足 |
| 末端节流噪声 | 送风口附近、风阀处 | 高频,呈嘶嘶声 | 阀门大幅节流、风口出口风速过高、风口结构不合理 |
分辨方法不复杂:在机房、走廊、房间三处分别测,比对读数与频谱。机房最高说明机械噪声占主导,走廊与房间差异大说明风管传递明显,只有房间内高而风管处不高,说明末端节流是主因。
二、控制点一:风速是首要变量
气流噪声与流速的高次方相关,流速降下来,噪声随之明显下降。这是投入最小、效果最直接的一项。
工程实践建议值:主干风管风速 6 至 8m/s,支管 3 至 5m/s,送风口出口风速 2 至 3m/s,回风口 3 至 4m/s。洁净室因风量大,风管截面往往比常规空调大一号,正是为了把风速压在这个区间内。
常见错误是按常规空调的风速选风管,再靠消声器补救。风管截面缩小一档,风速上升,噪声与阻力同时增加,消声器的阻力又进一步压低风量,形成恶性循环。
三、控制点二:消声器的类型与位置
消声器分三类:阻性消声器对中高频有效,抗性消声器对低频有效,微穿孔板消声器兼顾两者但阻力略高。选型按声源的频谱决定,不对症时加了也没有效果。
位置应在气流进入房间之前、靠近房间的一侧,而不是全部堆在机房出口。消声器装在机房侧,噪声仍会沿风管传递并在房间端辐射;装在房间侧,才能把已经产生的噪声挡在末端之前。
洁净室用的消声器内壁应光滑、不产尘、可擦拭,且不得使用易脱落纤维的吸声材料。这一条常被忽略,选用了普通空调消声器,结果成为洁净区的发尘源。
四、控制点三:减振与软接
风机与基础的连接应设减振装置,弹簧减振器用于低频、橡胶减振垫用于中高频,实际工程中常组合使用。风机进出口应设软接头,长度按厂家要求,过长会塌陷、过短起不到隔振作用。
风管吊架同样需要隔振。刚性吊架会把振动直接传入楼板与吊顶,吊顶板振动后反而成了辐射面。吊架处加橡胶垫是常规做法,成本很低。
机组基础应独立于建筑结构,避免与楼板刚性连接。这一条在改造项目中常无法满足,此时只能靠减振器与软接补偿。
五、控制点四与五:风管构造与阀门位置
风管壁厚不足时,管壁在气流作用下产生振动并辐射噪声。中低压系统的镀锌钢板厚度按规范取值,大截面风管应加设加强筋,否则管壁成为二次声源。
阀门位置影响节流噪声。调节阀应设在支管起点,不应设在末端风口处。末端节流时,阀前后的压差全部消耗在风口附近,产生高频噪声,且风口风速分布不均。若支管阻力平衡必须靠末端调节,应选用带消声功能的风口或调整支管管径。
六、控制点六:回风路径
回风常被忽略。回风口风速过高、回风路径经过狭窄夹道、回风管与送风管共用吊顶空间时,都会在房间内形成额外噪声。
回风口宜设在污染源侧的下部,风速控制在 3 至 4m/s。回风夹道的截面应满足风速要求,不应把夹道当作省空间的通道塞入其他管线。
七、测点与判定口径
噪声测点应设在房间中心或工作位置,高度距地 1.1 至 1.5m,距墙面与其他反射面不小于 1m。测量用 A 计权,读数为等效连续声级。
背景噪声应低于被测噪声 10dB(A) 以上;差值在 3 至 10dB 之间时按修正表扣除;差值小于 3dB 时测量结果无效,需在更低的背景条件下重测。
判定按现行洁净厂房设计规范对空态噪声的要求执行,具体限值以规范文本与设计文件为准。测试应在系统正常运行、门窗关闭的状态下进行。
八、结论
噪声超标先分辨声源,再按风速、消声、减振、风管构造、阀门位置、回风路径的次序处理。
六项之中,风速与阀门位置属于设计与安装阶段的问题,事后调整代价大;消声与减振属于可补救项;风管构造与回风路径介于两者之间。