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摘要：南京花语江南工程属于“五恒”科技住宅建筑，地源热泵新风系统给用户带来了“恒湿、恒静、恒净”的便利条件，但屋面新风设备机组的振动和噪音的预控处理关系到用户的“恒静”品质。以此工程为案例，事先对屋面新风机组可能发生的新风设备与基础、管路系统发生共振和新风设备运行产生的噪声问题进行简要分析，为今后的住宅或办公楼屋面新风设备的抑振和降噪提供借鉴。
关键词：新风系统;恒静;抑振和降噪
一、前言
随着社会的不断发展，民众的住房理念变为追求更高标准的“健康、舒适、节能、环保、智慧、人文”的室内宜居环境。地源热泵系统的引进为提升住宅建筑的品质推向了更高的一个层次。新风机组系统是五恒科技系统中的重要组成部分，其居家生活的使用功能性无可替代。
二、新风机组噪音和振动溯源
（一）噪音的危害
人若长时间接触噪音，诱发各类疾病，损害听觉，影响身体内分泌系统和消化系统，视觉、智力等。出现失眠、神经衰弱、植物神经紊乱、血压不稳等生理症状。因噪音对用户产生诸多不良反应，因此引发投诉或索赔事件风险性很高。所以噪音污染治理是当前国家环境治理的重要环节，同时也是各大房地产开发公司在住宅楼类高度重视和监控的重点工作。
（二）新风机组噪音等级与国标的差距
新风机组的送风机或排风机使用工况下，采用倍频程滤波器测试，风机气道口传出的噪声“A”档噪声级可达105～135分贝，“C”档噪声级可达110～140分贝。机组噪声的频谱是风机叶片通过频率与宽带空气动力性噪声迭加而成的复合谱，风机叶片的频率公式：fn=Nbn/60赫，b-叶片数;N-风机转数，转/min;n-谐音序数，n=1（基频），n=2（第二谐音）。因此噪声频谱的高低与风机风叶数量、风机转数息息相关。
根据国家对人居环境做出的环境噪音标准分类，雨花台区为市区居住、文教机关为主的区域，应执行国标1类标准：昼间 55分贝，夜间45分贝。
根据上述数据对比分析，本工程中的新风机组降噪工作突显重要。
（三）新风机组的振动
新风机在额定工况下运行时，一般出现风机轴承座振动、转子临界转速产生振动、叶轮旋转失速引起的振动和喘振等。
2.3.1 风机轴承座引起振动的物理因素
（1）转子质量不平衡引起振动;
（2）滚动轴承传配不良或滚动轴承表面损伤等异常情况引起的振动;
（3）联轴器发生异常引起振动;
（4）轴承座基刚度不够引起振动。
2.3.2 风机转子产生“临界转速”原理
转速等于转子的固有频率，当转速继续增大，接近2倍固有频率时振幅又会增大，当转速等于2倍固有频率时称为二阶（段）临界转速，依次类推有三阶（段）、四阶（段）等。由此可见应尽量避开风机转子在临界转速上运转，转速调至高于或低于5%的临界转速，否则临界转速的振动，将影响轴承寿命和强度。
2.3.3 风机的“旋转失速”原理
风机的工作状态良好与否是由进口气体压力、进气温度、叶轮转速和气体流量决定。风机正常运行时，流速稳定，机体内部气体流向合理。如果风机进气口导流板开度调节不当或叶轮流道、气流流道、滤清器等阻塞，将会导致实际气体流量小于设计气流量。进入叶轮的气流方向发生变化，气流向着叶片的工作面冲击，从而在叶片的非工作面附近形成气流漩涡。以此类推，气体依次循环发生，叶轮内形成旋转失速，其运动方向与叶轮旋转方向相反。旋转失速在叶轮内产生的压力波动引发转子异常振动，其振动频率与机组的某一固有频率耦合时，机组就有可能发生共振，出现危险振动。如图1所示：
2.3.4 风机的喘振原理分析：
喘振是风机运行中的常见故障，是旋转失速的升级。风机的入口气流量Q和出口风压P在很大范围内周期性的反复变化
风机气流量的这种正负剧烈的波动，导致气流猛烈撞击机体，使风机组出现了剧烈振动，同时风机运行的噪声加大。风机产生这种喘振时的危害很大，可能导致设备和轴承的损坏、造成事故。因此选择P-Q特性曲线没有驼峰的风机或使风机保持在稳定区（即P-Q曲线下降段）工作;本工程新风机组采用将排出的气体循环引回，使机组保持在稳定区间工作，有效避免喘振故障。
2.3.5 新風机组振动标准
新风机组的送、排风机运行时的振动是不可避免的机械工况现象，是否符合规定，在30hz、40hz、50hz、60hz运行状态下进行检测，其振动频率符合ISO10816-3：2009的要求<3.5mm/s时，即可达标。
三、抑振及降噪的处理方法
（四）改进机组动力段机体内部构造
（1）新风机组噪音的声级，与风机的结构形式和工作状态（全压和风量）有关，因此，我们选用新风机组时首先挑选比“A”声级较低的前向叶片的风机或机翼型叶片的风机;
（2）改变电机冷却风扇结构，改变叶片和风叶直径，叶片数量改少;
（3）选用精工工艺的生产厂家，风机加工精度高，气动性能好可以有效降低比“A”声级。同时可以抑制风机转子振动。
（五）基础底座改进抑振降噪
（1）屋面新风机组的基座应选择下方结构底板内无结构梁且规避下方是卧室或书房的位置，本工程基座各栋均选设在下方为客厅屋面位置，消除基座与结构梁发生共振现象因素;
（2）混泥土基座双层设计抬高抬空，便于屋面保温和隔音棉的粘贴;
（3）结构基座内内置5mm减震橡胶板。
（六）传播途径上降低噪音
1 新风系统送、回风管道，包扎隔声材料。风管与支架，风管与结构墙体之间采用柔性材料隔离，以降低空气动力性噪声和振动碰撞噪声;
2 提高机座基础和风管用消声材料的吸声系数，增加吸声量，减少混响声。
3 顶层住户的门、窗及外护结构墙采用放射声波性能良好的材料隔断声波传递进入户内。
（七）设备系统的维管
（1）每个新风系统风力调试平衡后，禁止用户私自调节风阀导致系统风量、风压失衡出现的振动和噪声，物管人员应及时排除设备故障和恰当养护;
（2）对有隔声要求的安全防护罩，维管时不应增加缝隙孔洞，保持密闭空间，避免影响隔声性能。
（3）静压箱或消声阀部件内的吸声材料出现脱落应更贴新的吸声材料，恢复吸、隔声性能;
（4）对设备机壳外壁内侧涂刷阻尼材料，提高隔声性能;
（5）对传动部件进行深入研判，掌握性能，消除和减少振动和声源。
四、结语
屋面新风机组的抑振、降噪措施应结合新风机设备情况，针对不同情形选择合理的方式进行处理，振动频率数据和噪声数据检测达标即可省去吸音吊顶和加设吸音墙等做法。做到设备高效运行服务于民，又要物管与用户关系和谐融洽。
参考文献：
[1]聂能光.风机节能与降噪.科学出版社.1990.
[2]宋永林.噪声与振动测量.中国计量出版社.1990
[3]孙庆鸿，张启军，姚慧珠等.振动与噪声的阻尼控制.机械工业出版社.1993
作者单位：中铁建设集团华东工程有限公司
关键词：新风系统;恒静;抑振和降噪
一、前言
随着社会的不断发展，民众的住房理念变为追求更高标准的“健康、舒适、节能、环保、智慧、人文”的室内宜居环境。地源热泵系统的引进为提升住宅建筑的品质推向了更高的一个层次。新风机组系统是五恒科技系统中的重要组成部分，其居家生活的使用功能性无可替代。
二、新风机组噪音和振动溯源
（一）噪音的危害
人若长时间接触噪音，诱发各类疾病，损害听觉，影响身体内分泌系统和消化系统，视觉、智力等。出现失眠、神经衰弱、植物神经紊乱、血压不稳等生理症状。因噪音对用户产生诸多不良反应，因此引发投诉或索赔事件风险性很高。所以噪音污染治理是当前国家环境治理的重要环节，同时也是各大房地产开发公司在住宅楼类高度重视和监控的重点工作。
（二）新风机组噪音等级与国标的差距
新风机组的送风机或排风机使用工况下，采用倍频程滤波器测试，风机气道口传出的噪声“A”档噪声级可达105～135分贝，“C”档噪声级可达110～140分贝。机组噪声的频谱是风机叶片通过频率与宽带空气动力性噪声迭加而成的复合谱，风机叶片的频率公式：fn=Nbn/60赫，b-叶片数;N-风机转数，转/min;n-谐音序数，n=1（基频），n=2（第二谐音）。因此噪声频谱的高低与风机风叶数量、风机转数息息相关。
根据国家对人居环境做出的环境噪音标准分类，雨花台区为市区居住、文教机关为主的区域，应执行国标1类标准：昼间 55分贝，夜间45分贝。
根据上述数据对比分析，本工程中的新风机组降噪工作突显重要。
（三）新风机组的振动
新风机在额定工况下运行时，一般出现风机轴承座振动、转子临界转速产生振动、叶轮旋转失速引起的振动和喘振等。
2.3.1 风机轴承座引起振动的物理因素
（1）转子质量不平衡引起振动;
（2）滚动轴承传配不良或滚动轴承表面损伤等异常情况引起的振动;
（3）联轴器发生异常引起振动;
（4）轴承座基刚度不够引起振动。
2.3.2 风机转子产生“临界转速”原理
转速等于转子的固有频率，当转速继续增大，接近2倍固有频率时振幅又会增大，当转速等于2倍固有频率时称为二阶（段）临界转速，依次类推有三阶（段）、四阶（段）等。由此可见应尽量避开风机转子在临界转速上运转，转速调至高于或低于5%的临界转速，否则临界转速的振动，将影响轴承寿命和强度。
2.3.3 风机的“旋转失速”原理
风机的工作状态良好与否是由进口气体压力、进气温度、叶轮转速和气体流量决定。风机正常运行时，流速稳定，机体内部气体流向合理。如果风机进气口导流板开度调节不当或叶轮流道、气流流道、滤清器等阻塞，将会导致实际气体流量小于设计气流量。进入叶轮的气流方向发生变化，气流向着叶片的工作面冲击，从而在叶片的非工作面附近形成气流漩涡。以此类推，气体依次循环发生，叶轮内形成旋转失速，其运动方向与叶轮旋转方向相反。旋转失速在叶轮内产生的压力波动引发转子异常振动，其振动频率与机组的某一固有频率耦合时，机组就有可能发生共振，出现危险振动。如图1所示：
2.3.4 风机的喘振原理分析：
喘振是风机运行中的常见故障，是旋转失速的升级。风机的入口气流量Q和出口风压P在很大范围内周期性的反复变化
风机气流量的这种正负剧烈的波动，导致气流猛烈撞击机体，使风机组出现了剧烈振动，同时风机运行的噪声加大。风机产生这种喘振时的危害很大，可能导致设备和轴承的损坏、造成事故。因此选择P-Q特性曲线没有驼峰的风机或使风机保持在稳定区（即P-Q曲线下降段）工作;本工程新风机组采用将排出的气体循环引回，使机组保持在稳定区间工作，有效避免喘振故障。
2.3.5 新風机组振动标准
新风机组的送、排风机运行时的振动是不可避免的机械工况现象，是否符合规定，在30hz、40hz、50hz、60hz运行状态下进行检测，其振动频率符合ISO10816-3：2009的要求<3.5mm/s时，即可达标。
三、抑振及降噪的处理方法
（四）改进机组动力段机体内部构造
（1）新风机组噪音的声级，与风机的结构形式和工作状态（全压和风量）有关，因此，我们选用新风机组时首先挑选比“A”声级较低的前向叶片的风机或机翼型叶片的风机;
（2）改变电机冷却风扇结构，改变叶片和风叶直径，叶片数量改少;
（3）选用精工工艺的生产厂家，风机加工精度高，气动性能好可以有效降低比“A”声级。同时可以抑制风机转子振动。
（五）基础底座改进抑振降噪
（1）屋面新风机组的基座应选择下方结构底板内无结构梁且规避下方是卧室或书房的位置，本工程基座各栋均选设在下方为客厅屋面位置，消除基座与结构梁发生共振现象因素;
（2）混泥土基座双层设计抬高抬空，便于屋面保温和隔音棉的粘贴;
（3）结构基座内内置5mm减震橡胶板。
（六）传播途径上降低噪音
1 新风系统送、回风管道，包扎隔声材料。风管与支架，风管与结构墙体之间采用柔性材料隔离，以降低空气动力性噪声和振动碰撞噪声;
2 提高机座基础和风管用消声材料的吸声系数，增加吸声量，减少混响声。
3 顶层住户的门、窗及外护结构墙采用放射声波性能良好的材料隔断声波传递进入户内。
（七）设备系统的维管
（1）每个新风系统风力调试平衡后，禁止用户私自调节风阀导致系统风量、风压失衡出现的振动和噪声，物管人员应及时排除设备故障和恰当养护;
（2）对有隔声要求的安全防护罩，维管时不应增加缝隙孔洞，保持密闭空间，避免影响隔声性能。
（3）静压箱或消声阀部件内的吸声材料出现脱落应更贴新的吸声材料，恢复吸、隔声性能;
（4）对设备机壳外壁内侧涂刷阻尼材料，提高隔声性能;
（5）对传动部件进行深入研判，掌握性能，消除和减少振动和声源。
四、结语
屋面新风机组的抑振、降噪措施应结合新风机设备情况，针对不同情形选择合理的方式进行处理，振动频率数据和噪声数据检测达标即可省去吸音吊顶和加设吸音墙等做法。做到设备高效运行服务于民，又要物管与用户关系和谐融洽。
参考文献：
[1]聂能光.风机节能与降噪.科学出版社.1990.
[2]宋永林.噪声与振动测量.中国计量出版社.1990
[3]孙庆鸿，张启军，姚慧珠等.振动与噪声的阻尼控制.机械工业出版社.1993
作者单位：中铁建设集团华东工程有限公司