![地下室冷冻站基础振动控制工程
制。隔振沟对于冲击振动或频率大于 30Hz 的振动有一定隔振效果，对于低频振动则效果甚微，
甚至几乎没有什么效果。隔振沟的效果取决于沟深于表面波波长之比，对于减少振源振动向外
传递而言，两者之比至少要达到 0.6 时才有效果。这就需要隔振沟足够的深度，在实施上也是
一个难点。
4. 本案设计方法
甲方提供的《发电机独立基础设计方案》可以起到隔离振动的作用，也不失为一种隔振的
设计方式。但考虑不同振源的频率特性不同，加上设备开机、停机或者工况改变过程中，扰频
经过共振区时，容易出现过大的振动位移等因素，应在发电机房减振基础设计上进行优化改进。
本案拟采用“加减振垫层的建筑基础+隔振器+隔振台座”的隔振方式，下文以单台水冷式螺杆冷
om
水机组为例加以分别论述。
1) 加减振垫层的建筑基础
l.c
此部分设计主要为了提供隔振的基础条件，实现振源于现有建筑基础的隔离。由于我公司
ai
受限于专业，并非专业的建筑结构设计公司，此部分建议由土建方进行设计施工。此部分设计
m
在满足结构要求的前提下，应考虑如下隔振原则：（可参照发电机基础设计形式）
G
基础平面尺寸应大于设备底座尺寸至少 200mm；
d@
基础厚度可根据建筑设计选用，但其重量应大于设备重量；
基础四周应该采用砂、碎石的非刚性垫层（若结构设计允许，以不小于 400mm 为佳），
注意与四周建筑结构的隔离；
bc
基础相应位置应设置地梁并预留隔振器安装孔。
.a
2) 隔振台座的设计
m
参照甲方提供的设计资料，减振设计选用的数据主要为设备重量 5.8 吨和外形尺寸：
𝑝
yx
但设备质心、扰力等参数缺失，按照同类似设备利用下式进行计算台座质量。
𝑚2 ≥ − 𝑚1
3624*1549*2270，
[𝑣]𝜔
式中 𝑚２ ——台座质量
[v]——台座允许的振动速度和振动位移
𝑚1 ——设备质量
𝑝
ω ——扰力圆频率
——扰力的合力](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)
More Related Content
冷冻站初设方案
- 1. 地下室冷冻站基础振动控制工程 地下室冷冻站基础振动控制工程初设方案 一、 概述 地下室冷冻站布设有 4 台水冷式螺杆冷水机组和 11 台离心泵，其运行时将对于上层演播 厅声环境产生影响。为了实现演播厅内良好的声环境，甲方委托我公司参照相关设备参数进行 基础振动控制方案的设计。 二、 设计依据 om 1. 国家相关规范标准 1) JGJ57-2000 《剧场建筑设计规范》 l.c 2) GB3096-2008《声环境质量标准》 3) GB50463-2008《隔振设计规范》 2. 技术文件 ai m 甲方提供的设备基础资料。 G 三、 隔振设计方案 d@ 1. 噪声传播的途径 振动物体向空间辐射噪声，形成空气声。同时振动也在建筑结构中传播，在传播过程中激 bc 起建筑物基础、墙体、梁板柱、门窗等振动，这些物体的振动会再次辐射噪声，即固体传声。 .a 固体传声的存在加大了噪声的危害和影响范围。 m 2. 隔振的分类 yx 冷冻站中配备的冷水机组和离心泵均属于旋转往复运动动力设备，其运行时噪声同样通过 空气声和固体传声的方式对机房内部和上层建筑室内声环境产生污染。空气声的噪声污染可以 通过隔声、吸声、消声等措施加以控制，固体传声则是通过隔振处理进行治理。利用隔振器以 降低因设备本身的扰力作用引起设备支撑结构或地基的振动，称为积极隔振；为减少精密仪器 和设备或其他隔振体在外部振源的作用下的振动，称为消极隔振。本案中对于冷水机组和离心 泵的隔振设计属于积极隔振。 3. 建筑上常用隔振措施分析 现有建筑上对于设备隔振主要采用基础垫层隔振设计和隔振沟等手段进行积极隔振，但由 于基础垫层的隔振很难针对不同设备振动特性进行设计，且要考虑经济因素，实际效果很难控
- 2. 地下室冷冻站基础振动控制工程 制。隔振沟对于冲击振动或频率大于 30Hz 的振动有一定隔振效果，对于低频振动则效果甚微， 甚至几乎没有什么效果。隔振沟的效果取决于沟深于表面波波长之比，对于减少振源振动向外 传递而言，两者之比至少要达到 0.6 时才有效果。这就需要隔振沟足够的深度，在实施上也是 一个难点。 4. 本案设计方法 甲方提供的《发电机独立基础设计方案》可以起到隔离振动的作用，也不失为一种隔振的 设计方式。但考虑不同振源的频率特性不同，加上设备开机、停机或者工况改变过程中，扰频 经过共振区时，容易出现过大的振动位移等因素，应在发电机房减振基础设计上进行优化改进。 本案拟采用“加减振垫层的建筑基础+隔振器+隔振台座”的隔振方式，下文以单台水冷式螺杆冷 om 水机组为例加以分别论述。 1) 加减振垫层的建筑基础 l.c 此部分设计主要为了提供隔振的基础条件，实现振源于现有建筑基础的隔离。由于我公司 ai 受限于专业，并非专业的建筑结构设计公司，此部分建议由土建方进行设计施工。此部分设计 m 在满足结构要求的前提下，应考虑如下隔振原则：（可参照发电机基础设计形式） G 基础平面尺寸应大于设备底座尺寸至少 200mm； d@ 基础厚度可根据建筑设计选用，但其重量应大于设备重量； 基础四周应该采用砂、碎石的非刚性垫层（若结构设计允许，以不小于 400mm 为佳）， 注意与四周建筑结构的隔离； bc 基础相应位置应设置地梁并预留隔振器安装孔。 .a 2) 隔振台座的设计 m 参照甲方提供的设计资料，减振设计选用的数据主要为设备重量 5.8 吨和外形尺寸： 𝑝 yx 但设备质心、扰力等参数缺失，按照同类似设备利用下式进行计算台座质量。 𝑚2 ≥ − 𝑚1 3624*1549*2270， [𝑣]𝜔 式中 𝑚２ ——台座质量 [v]——台座允许的振动速度和振动位移 𝑚1 ——设备质量 𝑝 ω ——扰力圆频率 ——扰力的合力
- 3. 地下室冷冻站基础振动控制工程 采用类似设备数值计算，𝑚２ < 0，故设备可以不用专门设置台座。但设备所处场所对于 声环境要求较高（至少背景噪声≤NR35，参见 JGJ57-2000 《剧场建筑设计规范》，同时为了 ） 保证安装方便，降低设备质心位置以及台座质心与机组质心重合等要求，设置隔振台座，其质 量控制略大于为设备的质量即可。 隔振台座根据材料类型可分为全钢结构隔振台座、钢筋混凝土隔振台座、混合形式隔振台 座等种类，考虑本案机组自身质量较大，故选用钢结构和钢筋混凝土混合形式的台座。这种台 座四周采用槽钢焊接而成，其中间布为钢筋混凝土，此种结构优点在于：四周为槽钢结构，可 以保护钢筋混凝土不被磨损，而且便于隔振器的安装于调整，并且在钢筋混凝土上可以预留地 om 脚螺栓孔。 其重量𝑚２ 约为 5900kg，故总质量𝑚1 + 𝑚2 = 11700kg。 水冷式螺杆冷水机组单台选用隔振台座的尺寸为 3850mm×1750mm×400mm 的 T 型台座， l.c 假设隔振效率β ≥ 98%，故有传递率µ ≤ 2%，先忽略阻尼，由 3) 隔振器的选择 ai 1 m µ= 𝑓 2 � � −1 G 𝑓0 d@ 可得 f 1 =� + 1 = 7.14 bc 𝑓0 0.02 .a m 1400 假设压缩机转速为 1400r/min，于是 𝑓0 = = 3.27 60 × 7.14 yx 故 k = 𝑚𝑚2 = 𝑚(2𝜋𝜋)2 = 11700 × (2𝜋 × 23.33)2 = 39992171.22kg/s 2 = 399921.7N/cm 选择 8 个隔振器，每个隔振器动刚度：𝑘 𝑖 = 49965N/cm 每个隔振器静荷载𝑊𝑖 = 1462.5kgf = 14332.5N 查手册可选得 ZGT-D2-19 型隔振器。 该隔振器竖向刚度为k 𝑧 = 52kg/mm 再次进行校核： 压缩量h = 1462.5 ÷ 52 = 28.1mm
- 4. 地下室冷冻站基础振动控制工程 固有频率𝑓0 = � = 2.97 < 3.27 1 9800 2𝜋 ℎ 代入传递率计算公式可得实际传递率为 0.016＜0.02，可知选择隔振器符合要求。 故本案隔振器选择 ZGT-D2-19 阻尼钢弹簧隔振器 8 组（增设阻尼的原因是为了避免弹簧 的高频短路问题和启停机时通过固有频率所引起的共振现象），其最佳荷载为 1512kg。 参照经验公式∆𝐿 𝑃 = 12.5 log(1/𝜇)，传递率µ = 0.016，可知该减振设计固体传声降噪量为 4) 基础隔振对于固体传声的隔离效果 22.4dB。 由于管道减振和相应的吸隔声处理尚未进行考虑，故上述降噪量为单台设备的楼板固体传 om 声隔声量参考值。 5) 效果图示意 l.c ai T 型隔振台座 m G 隔振垫层 d@ 土建基础 bc 阻尼弹簧隔振器 .a m yx T 型隔振台座 隔振垫层 土建基础 阻尼弹簧隔振器
- 5. 地下室冷冻站基础振动控制工程 四、 管道隔振 1. 管道隔振的必要性 设备的振动除了通过基础沿建筑结构传递外，还可以通过管道和管内介质以及固定管道的 物体辐射和传递噪声，因此管道也是传播固体声的桥梁。当设备基础采取了隔振措施后，管道 的振动和固体声传递便成为了主要矛盾。因此管道隔振是振动控制的一个必要的环节。 2. 管道隔振的实施 由于管道中流动介质的存在，使管道隔振效果不如基础隔振来的好，但是实施管道隔振依 然可以有效地控制噪声的传递扩散。通常来说管道隔振要考虑如下几个部分： om 1) 在设备和管道之间加装软连接，本案中水冷机组出入口应安装符合设备流量压力要求的不 锈钢波纹膨胀接头。它可以起到减少设备振动沿管道传递，保护设备，温度、压力补偿等 l.c 作用。 2) 管道架设在地面、墙面的支撑结构采用弹性材料支撑或者加装隔振器（主要管路上考虑）。 ai 3) 管道穿过楼板或墙体采用预埋套管，套管内径比管道外径至少大 50mm，管道安装完毕后 m 采用柔性材料（如麻丝沥青等）填缝堵严。 G 3. 管道隔振实施效果的预测 d@ 由于管道隔振理论计算很难实现，参照统计数据，实施管道隔振后，一般可以使毗邻房间 噪声值降低 2～7dB。 bc 五、 水泵的振动控制 .a 由于甲方提供的资料中无水泵的相关技术参数，故无法进行水泵隔振的具体设计。但由于 m 单台水泵重量远小于水冷机组，理论上可采用同种设计方案，隔振台座的外观形态可以简化为 平板式，厚度可以根据需要减小。但是管道的振动控制应遵循本文第四点“管道隔振”要求进 yx 行设计实施。 六、 空气声噪声控制 《剧场建筑设计规范》JGJ57-2000 中对于观众席背景噪声有如下规定： 甲等≤NR25 噪声评价曲线 乙等≤NR30 噪声评价曲线 丙等≤NR35 噪声评价曲线 根据 A 声级和 NR 值之间大致关系为 A 声级=NR+5，可知对于演播厅室内背景噪声至少
- 6. 地下室冷冻站基础振动控制工程 应≤40dB(A)。而演播厅下方存在多个动力设备间声源，加上演播厅内空调系统噪声等参数未知， 该系统噪声控制工程是一个综合的整体性工程。单独简化冷冻站为唯一声源的前提下，其噪声 控制主要由如下图所示的工作组成： 隔声门 隔声 顶面隔声处理 墙面吸声处理 空气传声 吸声 吊顶吸声处理 om 声源冷冻站 消声 通风消声处理 l.c 基础隔振 固体传声 ai m 管道隔振 G d@ 图中提及的顶面隔声和吸声处理甲方提供的文件中有所提及，设计中也许已经加以考虑。 但值得注意的是，降噪目标的最终实现取决于所有影响因素的共同作用，（譬如从隔声角度应 bc 遵循的组合结构的“等隔声量原理”），唯有针对各个噪声源进行分析，并综合吸声、隔声、消 声、减振的综合措施，隔绝空气传声和固体传声的主要传播途径，方可实现噪声控制的预期目 .a 标。想通过单一的治理手段解决噪声污染问题，达到某个控制标准，是很难实现的。 m yx 七、 总结 本方案针对冷冻站中的冷水机组进行了振动控制的初步设计，提出了“加减振垫层的建筑 基础+隔振器+隔振台座”的隔振方案，并对于管道振动措施提供了解决思路。同时，分析了演 播厅综合噪声控制应注意的要点，提出了可行性建议和参照标准。