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目前，許多住宅小區(qū)、辦公樓和賓館的水泵房等普遍存在減振降噪措施不當的問題。機房的噪聲對其周邊及上下的房間造成嚴重的干擾，從而影響人們的工作和生活。上海噪聲治理公司中廣通聲學針對某高層辦公建筑水泵機房的噪聲干擾問題，通過現場測試及仿真分析，找出了噪聲干擾的主要原因，并提出了相應的解決方案。

1 工程現狀
本工程的水泵房位于高層辦公樓18層，當設備運轉時，臨近的17層和19層的辦公人員受到嚴重的噪聲干擾；18層主要用于放置物品，無辦公人員受到噪聲干擾。設備房里有3臺循環(huán)水泵和3臺空調水泵。循環(huán)水泵出口法蘭通過軟接與出水總管相連，出水總管通過吊架與19層樓面相連。
經現場勘察，發(fā)現17和19層樓道地面及墻面明顯存在振感，初步判斷為由18層水泵房引起。并發(fā)現水泵房存在以下情況：
1）水泵均有做隔振處理：水泵固定在混凝土中間質量塊，質量塊下設置圓柱形閉式彈簧減振器。但由于水泵運行較長時間未更換減振器，減振器存在失效可能。
2）管道落在型鋼吊架上，通過箍圈固定，故管道與樓板間為剛性連接。
3）機房未作隔聲或吸聲處理。
4）雖然水泵有隔振處理，但水泵管道支架直接落地安裝，存在剛性連接。
由于17層的樓道及19層的樓道分別位于機房的正下方和正上方，并且17和19層的辦公室均不便進行測試，經與甲方溝通，我們選取17和19層樓道的中間處及18層機房控制室外1m處作為考核點。驗收要求改造后三處考核點的背景噪聲（無其他噪聲干擾）能達到《民用建筑隔聲設計規(guī)范》要求的多人辦公室的底限標準，即≤45dBA。
2 現場測試
測試包括振動測試及噪聲測試。振動測試參照《建筑工程容許振動標準》，噪聲測試參照《民用建筑隔聲設計規(guī)范》。
測試儀器如表1所示。

振動測試現場圖如圖1所示，噪聲測試現場圖如圖2所示。
振動及噪聲測試時，除空調正常運行外，無其他設備及人員干擾。現場振動測試結果如表2所示，噪聲測試結果如表3所示。

對19層樓道地面振動進行了FFT測試，如圖3所示。由結果可知，150Hz處振動異常明顯。

另外，測試了循環(huán)泵的隔振效率。隔振效率定義為：減振器所隔離掉的振動的百分率，即，

循環(huán)泵機腳及其對應地面處（即循環(huán)泵減振器上和下處）通頻帶的位移幅頻曲線如圖4所示。取峰值頻率處（23.4Hz）的結果，得出循環(huán)泵減振器的隔振效率為65.4%。

綜上測試結果可知：
1）三處考核點的背景噪聲值均超過45dBA。
2）循環(huán)泵減振器的隔振效率僅為65.4%，結果表明，減振器隔振效果不好。
3）循環(huán)泵軟接后法蘭處比軟接前法蘭處振動大很多，在125Hz倍頻帶，循環(huán)泵軟接后的振動值為軟接前的25倍；另外，19層樓道地面振動在150Hz處存在明顯峰值。由上述可知，水泵出口法蘭通過軟接與出水總管相連，出水總管通過吊架與19樓樓面相連。因此，可初步判斷循環(huán)泵的出水總管存在共振現象。
4）機房不僅有空氣傳聲，還存在固體傳聲。
3 模態(tài)仿真
模態(tài)是多自由度線性系統(tǒng)的一種固有特性，可以由系統(tǒng)的特征值與特征矢量來共同表示，它們分別從時空兩個方面來表達系統(tǒng)的振動特性。
結構的模態(tài)參數主要是通過求解多自由度結構振動運動方程得到，對于工程問題，在求解固有頻率和振型時，可以忽略阻尼的作用，便得到無阻尼自由振動方程。

求解上式，便可得到方程的特征值和特征矢量，即為結構的固有頻率和振型。
由前章可知，循環(huán)泵的出水總管可能存在共振現象，因此對其模態(tài)進行仿真分析。用BEAM188單元模擬管道，管道軟接處用COMBIN40單元進行模擬，管道吊架固定處以固支進行考慮。管道的材料屬性是：密度為7800kg/m3，彈性模量為206GPa，泊松比為0.3；軟接的軸向剛度為1.5 MN/m，徑向剛度為0.5MN/m。
仿真模型如圖5所示，使用ANSYS的Lanczos算法進行計算。仿真結果表明出水總管存在142.1Hz的模態(tài)，如圖6所示。由于142.1Hz與峰值頻率150Hz接近，判斷循環(huán)泵出水總管產生共振，并對樓道噪聲產生重要作用。

4 減振降噪方案
根據測試及仿真結果，提出機房的減振降噪方案：
1） 更換彈簧減振器
把循環(huán)泵及空調泵的圓柱形閉式彈簧減振器，替換為GTE開式彈簧減振器，并采用TZT減振臺座。減振示意圖如圖7所示。在安裝過程中，須合理布置減振器的數量及位置，以保證減振器的壓縮量一致。

2） 出水總管作彈性處理
對出水總管作彈性處理：管道用軟木固定，并通過型鋼和吊桿加裝HVS吊式彈簧減振器，如圖8所示。

3） 加裝隔聲吊頂
在機房加裝隔聲吊頂，構造如圖9所示。
4） 加裝減振墊。
對管道支架加裝橡膠減振墊。

5 減振降噪效果
采用上述減振降噪方案后，對機房再次進行振動和噪聲測試，振動和噪聲明顯降低。改造后三處考核點的背景噪聲如表4所示。結果表明，三處考核點的背景噪聲均小于45dBA（《民用建筑隔聲設計規(guī)范》要求的多人辦公室的底限標準），改造效果良好。

6 結 論

本文通過振動及噪聲測試和模態(tài)仿真分析，找出機房影響臨近辦公人員的原因：
1）水泵減振器失效；
2）水泵出水總管共振：
3）機房未做隔聲或吸聲處理；
4）管道支架或吊架存在剛性連接。根據上述問題提出了具有針對性的減振降噪方案。工程施工完成后，對水泵房進行驗收測試，振動和噪聲明顯降低。考核點的噪聲結果表明改造效果良好。