高层建筑地下室水泵噪声分析和控制

　　某高层住宅楼楼高48.4m,地上16层,地下一层。在地下一层建有长5.7m×宽2.56m×高4.2m的蓄水池,安装有3台KJQ40-250B型离心清水泵,采用变频恒压控制向高区(7～15层)供水(见图1所示)。

　　泵的参数为:流量5.5m³/h,扬程60m,转速2900r/min,电机功率4kW。由于对水泵房可能产生的噪声影响未加考虑,在安装时也未采取噪声控制措施,水泵投入运行一段时间后,由于24h不间断运转,产生的噪声和振动严重影响了居民的生活,必须治理噪声。

　　1　噪声特性分析

　　水泵房噪声是由于水泵工作噪声和电机噪声引起的综合噪声源,而泵房噪声向外传递的主要途径是空气传递和固体声。

　　空气传声,根据理论分析,角频率为ω的声波入射角为θ时,其隔声量为

　　式中,η为墙的阻尼损失因数;ρ、c为空气密度和声速;ρs为墙的密度;B=Et3/12;t为墙厚。

　　固体传声是由于结构构件对振动的响应辐射产生的。根据理论推导,频率为ω的正弦力作用在板的(xp,yp)点的导纳为M(x,y)

　　式中,Mn为第n个振动模式有关的质量;ω-n为第n个振动模式的固有频率;Wn为第n个模式的偏移形态;ηn为第n个模式的损失因子。由(2)式可见,振动响应程度的大小与激振力的频率、模式的固有频率、板的质量和阻尼有关。而振动在室内产生的声压级为

　　式中,αi为墙的振动加速度;σi为辐射系数;Si为每块墙板的面积,A为房间的吸收的省功率;f为声波的频率。由(1)、(2)、(3)式可见,对于泵房噪声,其空气传声不是主要传声源,固体控制传声是主要的,控制振动是解决噪声的关键。

　　2　噪声源分析

　　现场考察发现,与泵房相邻的一层卧室1.2、客厅1以及卧室2.1噪声较大(见图2所示),墙壁有振感,经在现场用ND6便携式声级计测量发现,卧室1.2、客厅1、卧室2.1噪声最大点为55dB(A),在63～500Hz声压级较高,峰值在250Hz,属于低中频率噪声,以低频为主。由泵房的测试结果可以看出,频带声压级在250Hz、1kHz和2kHz有3个峰值。而水泵房噪声中的125Hz和250Hz分量几乎没有损失的传递到与泵房相邻的一层住户室内。这显然是固体传声引起的。

　　3　治理措施

　　3.1　对3台水泵机组采取隔振措施

　　由于原水泵与基础采用的是刚性连接,未采取任何隔振措施,因此水泵工作时产生的振动通过地面传递到墙面,进而传递至一层住户。离心水泵重77kg,电机功率4kw,转速2900r/min。根据隔振理论,振动传动比T等于传递到基础的力FT与干扰力F的数值之比,也等于传递到质量的振动与基础振动之比。