超高层办公建筑暖通空调系统噪声控制分析

一、超高层办公建筑暖通空调系统噪声来源及特性

1.1 设备运行噪声

暖通空调系统的主要设备有冷水机组、冷却塔、空调机组、风机、水泵等，这些设备的噪声特性与其种类紧密相关。其中，冷水机组是关键的冷源装置，其工作时会产生连续性噪声，主要是由压缩机的机械振动以及制冷剂的流动引起的。螺杆式压缩机大多为中低频噪声；离心式压缩机由于高速旋转部件造成气流扰动，所以高频噪声较为突出。冷却塔的噪声主要源自风机的气动效应和淋水过程，风机叶片切割空气所产生的湍流噪声频率大致位于 500 到 2000Hz 之间；水滴撞击填料和集水盘所引发的冲击噪声以低频为主，两者相加后的总声压级可达到 75 到 90dB（A）。

空调机组中的风机及其关联设备是末端噪声的主要来源，离心式风机的噪声主要由旋转噪声和涡流噪声构成。旋转噪声的频率与叶轮转速呈线性关系，涡流噪声为宽带噪声。空气过滤器、表冷器等阻力组件产生的气流扰动，在局部高阻区易产生湍流噪声，其声压级随风速平方呈正相关增长趋势。水泵噪声主要来自机械振动和水流噪声，电机转子不平衡引起的振动经管道传播；水流在叶轮与泵壳之间形成湍流和空化，产生中高频噪声，声压级一般在 70-85dB(A）。

1.2 管道系统噪声

风管系统中噪声主要是气流再生噪声和振动传导噪声。空气以高流速在管道内流动，遇到弯头、三通、阀门等局部阻力部件时，湍流效应会产生宽带再生噪声，其声压级与风速呈六到八次方的正相关。

水管系统里噪声的问题大多由水流脉动和水锤效应引起。水泵开始工作或者阀门转换致使流速突然改变的时候，就会出现脉动压力，并沿着管道壁传到外界环境中；如果水流在封闭管道中遇到迅速关闭的阀门，由于动量的突变会产生水锤现象，进而形成瞬时的高压冲击噪声，它的峰值声压等级可以达到甚至超过 100dB（A），给管道系统以及建筑物带来危险。

1.3 末端装置噪声

室内声环境质量的重要影响因素之一就是空调末端设备的声学性能。其中，风机盘管所发出的噪声主要由气动噪声和机械振动噪声构成，在低速运转时，它的频谱大多为低频成分；而在高速运转状况下，高频噪声便成为主要特点，而且其声压级一般处在 30 到 50dB（A）这个范围之内。至于像散流器、百叶风口这样的其他末端装置，在气流经过的时候，由于气流通过截面突然改变而引发的湍流扩散现象会产生再生噪声，特别在风速超过 3m/s 之后，这种噪声会急速增长，存在局部区域声环境超标的可能性。

二、超高层办公建筑暖通空调系统噪声控制技术

2.1 设备选型与布置优化

设备选型阶段要优先选用低噪声产品，比较各厂商给出的噪声数据，选出符合国家相关标准的设备。选择转速小于 1450r/min 的低噪声风机，声压级可降低大约 10-15dB (A）；采用磁悬浮离心式冷水机组代替传统的螺杆机组，运行噪声会下降 20dB (A) 以上。确定设备性能参数的时候，要确保它和系统负荷相匹配。

设备布局规划要遵照 “远离敏感地区” 这一准则，把冷水机组、冷却塔这些高噪声设备安排到建筑裙楼顶上或者地下设备层里面，凭借空间隔离手段来阻止声波流传路线。超高层建筑当中，可以考虑把空调箱按照功能区分设在避难层或者设备夹层之中，这样做既能缩减风管长度，又能削减气流噪声。水泵房应当采用单独基础方案，在它同主体结构之间加上橡胶减振垫或者弹簧减振器。

2.2 管道系统声学设计

风管系统设计时，合理调控风速是遏制气流再生噪声的关键要素，主干管道最好把风速控制在 6～8m/s ，支管则建议 3～5m/s ，风口最大风速要小于 3m/s 与矩形断面比较，选用圆形截面风管可削减大约 10%～15% 的湍流噪声。针对弯头、三通这些容易出现局部涡流的地方，可以增添导流叶片并执行渐缩过渡设计，以此减小局部阻力系数，从而明显降低湍流噪声。

给排水系统设计时要严控流速参数，主管道流速要小于 2.5m/s ，支管流速最好处在 1.5～2.0m/s 这个范围，这样可以抑制水流脉动引发的噪声。水泵出口处装橡胶软接头吸收振动能量，橡胶软接头的公称直径要和管道规格相符，防止产生局部缩径致使的湍流噪声。管道支撑用弹性支吊架，布局间距依照现行规范，支架和管道之间再加一层橡胶垫层，再进一步阻止振动流传。高点设自动排气阀，低点设排污装置，如此就能防范气蚀和沉积物带来的附加噪声。

2.3 末端装置噪声控制

风机盘管选型时要全面考量室内热湿负荷参数，精准算出风量和风压数值，最好选用带有回风箱的设备，回风箱内部填充厚度为 50mm 的离心玻璃棉，其吸声系数不低于 0.8，以此来遏制风机运行时产生的噪声外溢。安装时采用弹簧吊架，与楼板之间保留 10～15mm 的缝隙，这样就能阻止固体传声。末端出风口宜采用流线型散流器，通过改良导流叶片结构，明显改善气流分布；在风口与风管相接之处增设静压箱，同时在其中铺设吸声材料，既可保证气流稳定，又可进一步提升消声效能，总的降噪量达到 10-15dB (A）。

三、系统优化与运行管理

3.1 动态噪声模拟与优化设计

借助建筑声学仿真平台搭建起超高层办公建筑的声学分析模型，把设备噪声参数、管道衰减系数以及墙体隔声性能这些主要变量纳入其中，以此来达到对多工况条件下的室内声压级分布作出精准预测并加以评判的目的。凭借改善设备摆放位置、调节风管走向以及优化消声装置安排之类的技术手段，保证各个功能分区的噪声水准符合规范，即昼间不能超过 40dB (A），夜间不可高于30dB (A）。就竖向管道井所引起的噪声流传问题而言，可采用数值模拟办法去探究有关的隔声策略，比如用吸音材料填满井壁或者把检修门做成带隔声功能的结构样式。

3.2 运行阶段噪声监测与维护策略

系统调试期间，使用精度达到 ±1dB 的专业声级计对各个功能区域展开噪声检测，着重考察设备运作、风口排风、管道振动这些关键部分的声学属性，把实际测量得到的数据同设计标准加以比较分析。一旦出现超标状况，就可以采取延长消声器长度或者改变风机转速之类的办法加以改善。日常运营当中，创建健全的设备巡查体系，定时查看风机轴承润滑情形、水泵叶轮损耗状况以及风管衔接之处的固定情形，从而避免潜在故障引发的异常噪声危险。

结语：

超高层办公建筑暖通空调系统噪声控制是较为复杂的任务，需要从设备选型、建筑空间布局改良以及声学原理角度入手，在设计、施工和运维整个生命周期中实行细致化的管理策略。伴随低噪音设备研制向前推进，智能控制技术革新成果显著，该领域噪声治理朝着效能高、绿色节能方向发展，为办公人员营造更宁静、舒适又健康的室内工作环境。

参考文献：

[1] 周瑜亮 . 高层办公建筑供配电系统设计 [J]. 大众标准化 ,2025,(14):62-63+67 .

[2] 杨叶 . 高层办公类建筑暖通空调系统设计要点研究 [J]. 全面腐蚀控制 ,2025,39(07):175-178.