中鼎工程股份有限公司環工專案噪音防制組組長 林啟修
一、前言
利用機械能轉變成流體能之流體機械已普遍被應用在各產業中。其中以空氣機械為主之設備，依壓力大小可分為：扇風扇(fan)、鼓風扇(blower)及壓縮機(compressor)，而扇風扇及鼓風扇通常又合稱為送風機。送風機的噪音問題普遍存在於各行各業，而在採購及設置之初又往往忽略其影響，導致日後運轉時不僅室內作業環境受害，其噪音污染更影響室外環境，因而衍生二次公害問題。本文旨在針對風扇噪音之特性及其防制對策，提出建議，期供產業界做為處理風扇噪音問題時之參考。
二、風扇噪音問題
1. 風扇噪音量及其特性
大部份具規模之風扇製造商均建立有不同型號對照操作條件之風扇噪音參考值，可提供設計者做評估之用。另外，部分參考文獻，如ASHRAE Handbook中亦有計算公式來估計風扇音能位準。各種風扇之噪音特性歸納如下表。
2. 風扇噪音傳遞路徑
風扇噪音傳遞路徑可區分為以下四種：(1)從進、出口端；(2)經風管管壁穿透幅射；(3)經風扇本體穿透幅射及(4)經由振動傳遞至相連之結構。所有路徑中以第(1)項之噪音影響最鉅，且噪音影響依風扇使用目的不同而異。如以垃圾焚化廠為例，誘引式抽風扇主要噪音來自於出口端連接之排氣煙囪，至於進口端因連接風管管路及其他設備，將大大降低噪音外洩量；而針對壓力通風扇而言，噪音經出口端排氣管路傳至空氣預熱器或鍋爐等設備中，已大部份被消弱掉，故其主要噪音是來自於進氣端。
噪音傳遞路徑中最常被忽略的是振動，亦可能因傳至建築物結構體上，而引起固體音。通常低於125Hz之低頻噪音，主要是受振動影響所致。風扇之葉輪平衡、馬達平衡、傳動軸對心等項目之不當安裝，也會影響振動位準，而導致音能增高。而且當風管沒有與風扇適當隔離時，振動將會傳遞至風管，並產生額外之低頻噪音。
三、風扇噪音之防制
1. 慎選適合之風扇：風扇操作效率會直接影響風扇本身噪音量大小，故選擇風扇時應儘量靠近最高效率點，可使風扇噪音大為降低。當靜壓效率在75~85%下，噪音量將增加約3~6分貝；若是效率低於65%時，噪音量將增加至少約12分貝。
2. 正確的系統設計：當風扇進、排氣部份受限或是非穩流時，將造成壓力損失；亦會增加風扇之音能位準，以及葉片頻率噪音值。
3. 裝置消音器：一般降低風扇進、排氣端噪音的方法為加裝消音器，傳統之吸收式消音器具寬頻帶減音特點，但如風扇單頻音相當明顯時，則使用吸收式消音器就無法有效降低單頻噪音，反而會造成單頻音與其他音頻間之差量更大，而更容易清楚察覺風扇噪音之存在；共振式消音器則是依實際單頻音所在而設計，故又稱為調音式消音器。不過此種消音器斷面尺寸較吸收式為大，且壓損值也較大，故設置時須考慮空間是否足夠，及是否會影響系統壓力。
4. 外覆防音材：其目的在於降低由風扇機殼及風管管壁穿透之幅射噪音量。作法上有兩種方式，其一為使用較厚之鋼鈑來提昇聲音之穿透損失值；其二為在風扇機殼及風管管壁外，包覆吸音及隔音組合之防音材；吸音包覆厚度至少要100mm，而如果要達到相當程度之隔音量時，通常會使用鉛皮作為部份隔音材之用。另外，風扇與風管間之撓性接頭處亦須採取相同之外覆防音材作法。
5. 裝置防振器：彈簧防振器為最常使用之風扇隔振材料。隔振對象除風扇外，風管之懸吊固定部份亦須使用防振器，以隔離風扇振動由風管傳至樓板。一般在防振器選擇上，必須依據風扇之運轉頻率及需達成之隔絕效率，來決定使用何種自然頻率之防振器；如果風扇是設置於建築物內時，還必須避免樓層跨度之自然頻率與運轉頻率接近，因此在防振器之靜力撓度要求上，應特別注意。
6. 主動噪音控制：主動噪音控制的基本概念是利用一個聲源，在聲場中產生破壞性的干涉，來抵消另一個聲波，亦即產生一個反相的聲波，或所謂的"反"噪音（anti-noise）聲場。理論上主動噪音控制可以針對任何聲波，但以現行技術及應用上，主要還是針對低於600Hz之低頻噪音。國外曾於空氣污染防制設備中，已有在後段誘引式抽風扇設置主動噪音控制之案例，其120Hz之單頻噪音減音量可達32dB。
四、結論
沒有留言:
張貼留言