| 净化空调系统噪声控制 |
| 来源：本站 发布日期：2017-01-04 点击次数：3620 |
摘要：通过具体实例介绍了噪声的估算及预控。
关键词：洁净室；噪声；控制 引言 随着改革开放的不断深入和先进技术设备的大量引入，洁净技术在我国得到了广泛的应用和长足的进步，从大规模集成电路工厂、彩色显像管厂、制药厂、医院（洁净手术部、ICU、CCU）到生物安全实验室，我国已经建成了一大批洁净室。近来，深圳地区、长沙地区某些新建电子厂房洁净室，FFU装机200~1000台时，实测噪声≥70dB（A），噪声的问题应引其洁净技术从业者的高度重视。首先，噪声损害人的听觉，长时间工作在高噪声环境下，持续不断受到刺激，听觉器官受到损伤，发生听觉疲劳，使人听力降低，最终导致耳聋。其次，噪声危害人的身体健康，影响神经核心血管系统，从而引起头晕、失眠、心慌、神经衰弱、消化减退、血压升高等症状，降低工作效率。
洁净室噪声的一个主要来源就是精华空调系统，洁净室一旦建成，噪声源及其传播途径也就固定了下来，因为洁净室工艺要求严格，各种设备参数不能随意变动，装修材料表面平滑、坚固、噪声衰减少，噪声很难降低。这就要求我们在洁净室建造准备阶段就考虑到净化空调系统的噪声问题并及早解决。因此，本文根据笔者自己在工作中的实践，就洁净空调系统噪声的分析、估算和解决提出一些看法，供从事这方面工作的有关技术人员和施工管理人员借鉴和参考，并希望提出宝贵意见。
一、 噪声控制标准
图1 NR噪声评价曲线
目前国内外广泛使用A声级作为评价噪声的标准。A声级是单一的数值，是噪声所有频率成分的综合反映。
1） 噪声评价曲线 为了能从频率域对同一A声级数值作出评价，目前国际标准化组织ISO推荐用NR噪声评价曲线作为环境噪声的评价标准。它的特点是强调噪声的高频成分比低频成分更为烦扰人的特性，它是一组倍频程声压级由低频向高频下降的倾斜曲线，每条曲线在1000Hz频带上的声压级叫该曲线的噪声评价数NR，见图1.所接近曲线的NR值，即为坏境噪声的NR值。例如，第一噪声倍频程频谱图上的最高点接近NR=70的曲线，则说明该噪声的噪声评价数NR为70dB（A）。
2） 环境噪声标准 我国在环境治理方面制定了一系列标准，《中国城市区域环境噪声标准》（GB 3096-93），《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ 87-85），在《洁净厂房设计规范》（GB 50073-2001）中，有关洁净室噪声的要求作了如下的规定： 洁净室内的噪声级（空态），非单向流洁净室不应大于60dB（A）。单向流、混合流洁净室不应大于65dB(A)。
二、噪声的估算及控制方法 洁净室噪声的一个主要来源就是净化空调系统。净化空调系统噪声来自两个方面： （1）空调设备的机械噪声； （2）气流噪声。噪声的控制可以相应的从估算噪声入手，从控制噪声源和控制气流噪声两个方面解决问题。
空调设备的噪声主要来源于通风机，有两种估算方式： （1） 查风机声功率级估算图。见图2.
图2 风机声功率级估算图
（2） 采用经验公式估算。 轴流风机噪声估算公式：Lw=10logQ+20logPt+48(dB)式中：LW为风机噪声，dB（A）；Q为流量，Ft³/min（1ft³ /min=1.67m³/h）；Pt为静压，inH2O(1inH2O=25.4 mmH2O)。离心风机噪声估算公式：SWL=10logQ+20logPt+K(dB)式中：SWL为风机噪声，dB(A);Q为流量，ft³/min;Pt为静压，inH2O;K为常数，前、后倾式风机，K=35，辐射式，K=43. FFU噪声估算公式：SWL=PWL+10logN+10log（4/R） 式中：SWL为风机噪声，dB（A）；PWL为单台FFU噪声值，dB（A）；N为FFU总数；R为各种材料的吸声系数与面积乘积的总合。 对噪声的控制可以考虑以下三种方法： （1） 选用低噪声设备，比如：低转速、内部附吸声材料等；（2） 采取消音措施，比如：在风管上加装双腔微孔板消声器、消声弯头等； （3） 选用吸音材料，比如：选用吸音盲板等。 三、 噪声控制实例 实例1： 杭州某电子厂3F洁净间灰区排风，原设计选用一台5000CMH风量轴流风机，风压100Pa。因设计中没有给出噪声值所以施工时仅根据风量、风压选用一台2900r/min的轴流风机，结果试车时噪声非常大，测试结果是吊顶内84dB（A），相邻洁净间68dB(A)严重超标，造成洁净室内操作人员非常烦躁。分析原因，主要是风机转速过高，造成噪声超标，可通过选用低噪声设备解决。采取如下措施： 第一步：拟改为两台风量为2500CMH，风压100pa，转速960r/min的低噪声轴流风机。
式中：LW为风机噪声，dB(A)；Q为流量，ft³/min（1 ft³/min=1.67m³/h）；Pt为静压，inH2O。 估算结果为71dB（A），经衰减后相邻洁净室噪声估计为58dB（A）。
实例2： 北京某医院五层ICU洁净监护病房，JK-2净化空调系统因为受空间限制，风道狭小，风速为10.5m/s，因此在设计阶段就考虑到了噪声问题，采取了如下措施：（1）详细计算系统压损，降低空调机组压头；（2）要求空调机厂家尽力降低空调机噪声（距设备1m处测得噪声不得大于70dB（A）;(3)送回风管上静压箱采用消声静压箱。但是在验收测试中ICU内噪声为62dB(A)，仍然超出了规范要求，院方也表示噪声过大会造成病人烦躁、精神紧张，病情恶化，要求尽快解决。
分析原因有3个： （1） 空调机噪声超标；（2） 消声静压箱消声效果不佳； （3）穿墙孔洞封闭不严密。
采取如下步骤： 第一步：请空调机厂家到场实测。空调机厂家到现场测试得空调机外1m处噪声为68dB（A），符合设计要求，但测得机组内风机噪声为96dB（A）。空调机参数为：风量15000m³/h，风压1200Pa，查图3可知该型风机噪声为86dB(A)。经比较初步断定为JK-2净化空调系统空调机组内离心风机噪声超标。
式中：SWL为风机噪声，dB(A);Q为流量，ft³/min；Pt为静压，inH2O；K为常数，前、后倾式风机，K=35，辐射式，K=43。
图3 风机性能曲线
实例3： 北京某电子厂房百级层流区，采用FFU的送风形式，围护结构为彩钢板，洁净室大小为：6m（L）×6m（W）×3m（H），验收时测试洁净室噪声为67dB（A），超出规范要求。分析原因为：FFU布置率较高多台噪声叠加造成室内噪声超标，采用将原有盲板更换为消声盲板的办法解决。具体解决步骤如下： 第一步：估算洁净室噪声确认分析结论。FFU品牌为MayAir，单台噪声为60dB（A），数量为25台，噪声估算如下：
式中：SWL为洁净室噪声，dB（A）；PWL为单台FFU噪声值，dB(A);N为FFU总数；R为各种材料的吸声系数与面积乘积的总和。
各种材料的吸声系数为：普通盲板0.1，过滤器1，彩钢板0.1。
计算结果证明测试结果可信，设备正常，噪声超标原因确由设备噪声叠加造成。
第二步：将普通盲板更换为NCR消声盲板该盲板吸声系数为0.85，洁净室内估算如下：
更换盲板后洁净室内噪声测试结果为64dB(A),基本符合规范要求。
这一方面实例还有很多，例如北京某净化厂房技改工程。该工程空调系统采用新风机组+循环风机箱+HEPA的方式，因为循环风机箱有25台，单台噪声都在64dB(A), 叠加以后噪声估算为68dB(A)。根据以往经验，考虑到室内噪声很可能会超标，项目部积极和业主联系对设计进行了变更： （1）在保证洁净度的情况下降低循环风机压头； （2）风机内部采用消声措施； （3）在进出口风管上加装双腔微孔板消声器。最终测试结果为56dB(A)，符合规范要求，从而缩短了工期，节约了成本。
图4 各种材料的吸声性能
结论 通过以上工程实例分析我们不难发现，洁净室噪声问题主要在于净化空调系统的设备。噪声问题有三种表现形式： （1） 设备噪声超标；（2） 消声未处理好； （3） 单台设备噪声符合要求，但多台设备噪声叠加后超标； 可根据实际情况采取相应的措施： （1） 更换为低噪声设备（设备价值较低，改造价值不高）；（2） 对设备进行消声处理。如：内贴消声玻璃棉、加消声扩散段等。 （3） 加装消声器。各类消声器的特点及适用范围见表1，可根据实际情况选用。 （4） 增贴吸声材料（吸声性能见图4）。 （5） 在满足工艺要求的情况下降低设备布置率。
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