深圳市某综合办公楼建筑高度约30m,框架结构。屋顶天面楼板布置有水泵房(内有3台卧式水泵)、2台螺杆式风冷空调主机(制冷量1 035kW,运行重量14 000kg/台,双拼机)、水泵房至空调主机之间的2台空调主机共用的主管道。空调系统运行时空调主机旁边1m处噪声91dB(A)(平均值、下同),屋顶天面楼板下一层办工区(室内)为77dB(A),楼下对应位置的低频噪声明显,不符合GB 22337—2008《社会生活环境噪声排放标准》第4.2.1条规定。此空调系统噪声会影响办公区域人员注意力,使人烦躁不安。空调噪声还会降低办公楼的使用品质,受噪声影响的办公楼很难出租出售,并影响设备及管道的使用寿命。因此,为保证良好的办公环境,提升办公楼的使用品质,营造一个符合国家标准的办公环境,需解决空调系统的振动噪声问题。改造后办公区域噪声值昼间需≤50dB(A),以满足国家标准要求。

根据对空调系统现场的检测、查勘,空调主机与设备基础采用橡胶减振连接(见图1),水泵与设备基础采用弹簧连接(见图2),水泵房与天面主管道的支吊架未设置减振措施(见图3)。空调主机运行时振动能量很大,主机与设备基础之间虽然放置了减振橡胶垫,但用手触摸空调主机设备基础可明显感受到基础振动,现场使用的减振橡胶垫未能达到有效的减振效果。水泵安装有弹簧减振器,但水泵的高负荷运转产生的振动能量未能得到有效释放,能量通过水泵、管道支架向四周传递。空调主机与水泵之间的主管道支吊架未考虑减振措施,天面楼板及管道支架能明显感觉到振动现象。

综上分析,整个空调系统未综合考虑减振措施,仅简单做了空调主机、水泵的减振处理,但减振效果不理想。同时空调主机与水泵之间的主管道支架与楼板之间也存在振动传递现象。空调主机、水泵、管道及管道支架产生的共振噪声直接传输给天面楼板,从而引起主体结构噪声传递,导致楼下办公区域噪声超标。

1)1台空调的运输重量9 300kg(2个模块机组成),加冷媒和水后的运行重量在14 000kg左右,设备尺寸(含底座钢构)约为13 500mm×2 100mm×2 500mm。为保持设备运行稳定,每台设备布置20个弹簧减振器支撑点,并选用高度可调式减振器,减振器频率应避开共振频率。考虑到主机位于室外,对屋面混凝土基础进行开凿易破坏屋顶防水,因此对原钢构基础进行支撑点改造。通过分析设备内部的电机、压缩机、储存罐的布置,判断受力分布,并测量设备原有水平高度,做好标记。预制减振器支托钢构,然后用一对千斤顶,升起设备(注意不能超过软接可弯曲挠度)进行支托钢构焊接定位,加筋加固,逐个完成。根据原来每个受力点减振器的预计下沉量,先对减振器进行预压缩,然后2个为一组,布置好4台千斤顶,同时提升,把预压缩的可调减振器和支托钢构相连。每个点逐个安装,2台空调主机共计40个支撑点。期间需专门人员随时观察水平标记,不能提升过高,以免造成管道错位。在设备放落时,一边放落,一边缓慢调整减振器可调螺栓,直到设备完全放下。减振器承压后主机水平高度和加装减振器前高度基本持平,且加装减振器后主机水平标高仅有小幅提升。安装后如图4所示。

2)水泵房水泵运行重量约为700kg(其中电机重238kg),底座尺寸1 400mm×600mm。原水泵未安装惯性台座,因此水泵运行时偏重。根据泵管弯头大小、管径等,预估水泵每个点减振器差异承重。安装减振器时利用原来的水泵混凝土台座,向下开凿出空间,安装过程和主机减振器安装类似,安装前后水泵水平标高保持持平并试运行检查。安装后如图5所示。

3)空调主机系统中,2台主机共有8根DN200mm支管,需要进行落地减振器改造。同时2台主机共用DN300mm的主水管,供水和回水各1条,长度均为35m,并共用落地支架支撑。在抬升空调主机前标记管道水平标识。管道的落地支架减振改造和设备类似,预估各点承重(根据管道大小、数量、支撑疏密考虑),然后逐个支架安装2组减振器。力求管道在放落后水平高度和原来高度基本保持一致,且加装减振器后管道水平标高抬升幅度等同主机幅度。管道系统改造完成后,检查每个支撑减振器受力承情况,并调整平衡。安装后如图6所示。

4)开机运行一段时间,检查主机、管道、水泵每个承压点的受压情况。由于设备布置、支撑点数、附件配置及走向各不相同,减振器支撑点承压必然不一样。空调厂家也无法提供受力布置图,只能根据实际情况,每个减振器调整再平衡,直到空调系统调到水平为止。

改造后,屋顶天面楼板下一层办工区(室内)噪声测试结果为46dB(A),满足国家标准要求,人体耐受效果较好,有利于办公楼出租出售。当前工程建设领域普遍存在压缩建设成本的情况,本项目空调系统建设时为节约成本,管道支架未设置减振器,空调主机仅设置简易减振胶垫,水泵设置的减振器性能较差,导致室内噪声超标。因此,为满足国家相关环境噪声排放标准,针对建筑物屋顶或超高层建筑物设备层内的空调系统,需设置有效的减振措施。如果建筑物的使用品质对环境噪声很敏感,还应设置双层隔振措施以提升建筑物使用品质。提升建筑物使用品质带来的效益完全可以覆盖设置空调系统减振措施增加的建设成本。因此,空调系统设置减振措施非常有必要,既可延长设备使用寿命,又可产生一定的经济效益。