近年来，城市建筑密度不断增加，受限于用地紧张，许多水泵、热泵机组等设备被安装在建筑楼顶。然而，部分设备缺乏有效的减振降噪措施，导致低频噪声和振动通过建筑结构传播至室内，严重影响居民的生活质量。有研究表明，长期暴露于低频噪声环境中可能会导致神经衰弱、失眠等健康问题。因此，如何有效治理楼顶设备的噪声与振动成为当前建筑环境工程领域的重要课题。

本研究结合某民宿酒店的实际案例，系统分析了噪声与振动的来源、传播路径及治理措施，旨在为类似项目提供科学依据和技术参考。

1 噪声限值

噪声限值是声学设计的目标要求，也是评价声环境质量的核心指标。GB 55016—2021《建筑环境通用规范》对建筑物外部噪声源和内部建筑设备传播至主要功能房间室内的噪声限值均有明确规定，如表1和表2所示。

表1 外部噪声源传播至室内空间噪声限值

表2 内部建筑设备传播至室内的噪声限值

需要注意的是，低频噪声基于自身特性更容易对人的睡眠、工作、情绪和行为等产生不利的影响。以往出现较多低频噪声扰民案例[3]，但缺乏相关的技术指导文件，导致执法人员在处理此类投诉案件时缺少明确的判定依据。2025年5月1日起正式施行的GB 55038—2025《住宅项目规范》对低频结构噪声提出了明确的限值要求，如表3所示。

表3 建筑设备结构噪声限值

2 项目噪声与振动情况

2.1 项目概况

某待治理的民宿酒店处于2类声环境功能区，建筑设有3层，建筑楼顶装有卧式水泵4台、热泵机组5台。3层房客屡屡投诉受到明显噪声与振动干扰。鉴于此，对建筑楼顶及受噪声与振动干扰的3层民宿客房分别进行噪声与振动情况检测。

2.2 振动现状

3层民宿客房室内地面振动检测结果如图1所示。根据图1数据可以看出：室内振动明显，特别是50 Hz位置有一明显振动峰值，达到了82 dB；但各频带振动值都在GB/T 50355—2018《住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准》要求的限值范围内，仅总Z振级(74 dB)超过了一级限值(73 dB)，但未超过二级限值(78 dB)。

图1 室内振动频率特性

2.3 噪声情况

3层民宿客房内噪声检测结果如图2所示。由图2可知：室内噪声低频成分明显，特别是在50 Hz位置有一明显峰值，达到了72 dB；连续等效A声级为56 dB(A)，远超45 dB(A)(表1中2类、3类、4类声环境功能区睡眠使用功能房间室内噪声限值)。

图2 室内噪声频率特性

图3 房间内结构噪声

结构噪声限值在多个规范、标准中都有提及，但标准值并不完全对应。根据本项目特点，对结构噪声进行了测量与分析，对比了3层民宿房间内结构噪声与各类限值数据，如图3所示。图3中限值来源如下：(1)限值1源自GB 22337—2008《社会生活环境噪声排放标准》，为2类、3类、4类声环境功能区A类房间(以睡眠为主要目的，需要保证夜间安静的房间，包括住宅卧室、医院病房、宾馆客房等)昼间结构传播固定设备室内噪声排放限值；(2)限值2源自GB/T 50355—2018《住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准》，为住宅建筑卧室昼间一级室内结构噪声限值(二级限值同GB 22337—2008《社会生活环境噪声排放标准》)；(3)限值3源自GB 55038—2025《住宅项目规范》，为卧室、起居室内的建筑设备结构噪声限值。

对比以上限值指标可以看出，2025年5月1日起正式施行的GB 55038—2025《住宅项目规范》对结构噪声限值相较于之前的规范标准要求有明显提高，而本项目的低频结构噪声已明显超过各规范的限值要求。

3 噪声与振动分析

3.1 产生机理分析

水泵是使用电机直接驱动的机械，由泵体和电机组成。水泵运行时产生的噪声主要由如下几部分构成：泵体运行噪声、电机噪声、水流动和撞击噪声、振动引起的结构辐射噪声。其中，振动引起的结构辐射噪声，主要源于电机和水泵转动部件不匹配、进口流速和压力分布不均等因素引发的设备振动，此振动通过基座、管道等连接部件向外辐射，形成二次噪声。

热泵机组噪声主要源于压缩机和风扇。压缩机工作运行会同时产生振动与噪声，振动通过与之相连的管路以及零部件等传至设备外壳，形成辐射噪声。同时，压缩机和风扇的运行噪声也会传至设备外壳，通过设备外壳向外辐射噪声。

3.2 传递路径分析

机械设备振动传输途径一般有3个：(1)机械设备运行产生的振动通过基座/弹性支撑传递到支撑基础、楼板墙体或相邻结构，引起它们的振动，以弹性波的形式沿着建筑结构传递到相邻空间，在相邻空间内辐射噪声；(2)设备振动传递到与之相连的管道，管道又通过与之相连的吊架、托架和墙面将振动传到楼板、墙体，引起它们的振动，进而辐射噪声；(3)设备振动直接向周边辐射噪声。通过现场勘察与数据分析，本项目主要振动传递路径为：设备振动通过设备基座激发楼板、墙体振动，形成二次辐射噪声。主要空气声传递路径为：顶楼设备噪声通过楼板透射、外围护墙体及窗等绕射进入房间内部。

屋顶和室内的噪声与振动情况对比如图4和图5所示。数据对比可以看出，中高频噪声自屋顶设备到室内已经有较大衰减，但低频噪声与振动室内外差值并不大，部分频带室内振动值超过屋顶振动值，这与低频噪声特性有关。低频声波因波长较长，具备较强的绕射和穿透能力，能够有效克服障碍物的阻挡，进行远距离传播并穿透建筑围护结构进入室内空间。在建筑环境中，振动源设备产生的机械振动会通过设备基础、建筑承重构件(如梁柱、楼板)、管道系统以及刚性支撑结构等传播路径向建筑内部传递。这种结构传声现象会导致振动能量在建筑内部不断扩散，最终影响到所有与之相连的功能区域。值得注意的是，当室内空间的几何尺寸与特定低频声波的波长形成特定比例关系时，可能会激发室内空气的简正模式振动，产生驻波现象，从而在某些频段上显著放大室内的低频噪声水平。

图4 室内外噪声数据对比

图5 室内外振动数据对比

3.3 噪声与振动干扰原因分析

通过对本项目进行分析并结合多项目的调研结果，发现设备产生噪声与振动干扰的主要原因有如下几项。

(1)建筑设计布局不合理。依据CECS 59：94《水泵隔振技术规程》，防振敏感区域(有防振和安静要求的房间)的垂直相邻楼层及水平毗邻空间不得设置水泵。GB 50118—2010《民用建筑隔声设计规范》(以下简称《规范》)进一步明确：优先采用独立水泵房布局，与噪声敏感建筑保持物理隔离。同时，《规范》也提出，水泵若必须设置在建筑内部，需满足以下条件：①优先选址于地下层，且与主体建筑保持结构分离(如设置防震缝或缓冲隔振带)；②禁止直接位于主体建筑基础正下方或与承重结构刚性连接；③配套实施双层级隔振措施(如弹簧隔振器+惰性块基座)及墙体/管道隔声包覆。GB 55038—2025《住宅项目规范》进一步规定，水泵机房等产生噪声或振动的房间不应紧邻卧室布置。本项目将未采取有效减振降噪设计的水泵、热泵机组直接置于敏感房间楼顶，设计布局明显不合理。

(2)隔振措施不合理或无效。主要体现为：①已投入运行设备虽已采取了隔振措施，但减振器选择不当或安装有误等使得减振器不起作用；②橡胶减振器年久失效，未及时更换；③管道、支撑托架等与设备/基座为刚性连接，起不到减振作用；④支撑管架/吊架等无论管径大小、连接设备类型及振动特性等，均采用相同型号，不匹配，导致减振失效，部分甚至起放大作用；⑤减振器安装有误，有的甚至在减振器两端用钢筋焊死，使减振失效；⑥管道穿墙未采取有效减振措施，采用刚性连接，部分采用减振连接但未进行专业化设计，导致隔振效果差，达不到理想效果。

基于以上现象，极有必要对现场设备噪声和振动进行专项检测，并根据测试结果，结合相关规范标准，对存在的问题进行整改，以达到使用要求和相关标准要求。

4 减振降噪方法

4.1 设备隔振

对水泵、水管和风冷热泵机组分别进行隔振处理。建筑楼顶共有卧式水泵4台，转速为2 910 r/min，电机功率为11 kW，水泵和电机的总质量为110 kg。为降低水泵机组振动噪声对楼下民宿房间的影响，对水泵采用混凝土质量块+阻尼弹簧减振器的隔振设计，如图6所示。

图6 水泵隔振

水泵的干扰频率f计算公式如下：

式中：n——转速，r/min。

经计算，干扰频率f=48.5 Hz。

选用4个ZDA-80型阻尼弹簧减振器，减振器固有频率f0计算公式如下：

式中：δ——压缩变形量，根据减振器型号及承载负荷，为27.7 mm。

经计算，f0=3 Hz。

隔振效率计算公式为：

式中：D——阻尼比；

λ——干扰频率与固有频率之比。

阻尼比取0.05，减振系统的隔振效率计算结果为99%。

水泵与管道之间采用橡胶挠性接管，管道采用阻尼弹簧减振器弹性支撑。

风冷热泵机组的压缩机和压缩风扇干扰频率均为50 Hz，机组运转质量为7 400 kg，选用8个ZD-1280型阻尼弹簧复合减振器。经计算，减振器固有频率为3.3 Hz，压缩变形量为23.1 mm，隔振效率达到99%。

4.2 空气声隔声

本项目属于改造工程，对建筑楼板、墙体加厚施工难度较大，因此，根据噪声传递路径，结合本项目特点，对空气声的隔绝主要通过2个方面：(1)通过隔声吊顶降低楼板直接向下辐射的直达声/透射声；(2)通过提升外窗隔声减小绕射声。

隔声吊顶构造为双层石膏板上覆玻璃棉，石膏板错缝安装，吊顶与墙体连接处采用密封处理。隔声吊顶设计如图7所示。

考虑楼顶设备的噪声部分通过建筑外窗绕射进入房间，对房间对外隔声最薄弱部位的外窗采用5 mm厚玻璃+0.5 mm厚隔音膜+5 mm厚玻璃+0.5 mm厚隔音膜+8 mm厚玻璃的多腔体平开塑钢窗。

图7 隔声吊顶

图8 治理前后数据对比

4.3 效果验证

综合采取减振降噪措施后，对3层民宿客房内的噪声情况进行检测。采取措施前后的数据对比如图8所示。由图8可知，相同房间、同一检测位置、相同工况条件下，主要振动干扰源的50 Hz位置由72 dB降至47 dB，室内噪声级由56 dB(A)降至33 dB(A)，达到了预期设计指标。

5 结束语

通过对某民宿酒店楼顶的水泵、热泵机组、管道等采取有效的隔振改造设计，并采取在附加房间内增加隔声吊顶、增强外窗隔声性能等措施，房间内噪声级达到了预期设计指标，特别是主要振动干扰源的50 Hz位置，噪声降幅达到了25 dB，效果显著。因此，只要根据实际情况采取有效减振降噪措施，建筑楼顶安装机组设备的情况下亦可保障房间内达到国家标准及使用要求。中广通环保在水泵降噪、热泵机组降噪、空调机组降噪、空调机组噪音治理等领域取得了显著的成果，致力于成为一站式环保噪声治理公司解决各类商业空调机组隔音降噪问题，为商业及工业空调机组噪声治理提供专业解决服务方案。