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摘要：电梯作为中高层建筑垂直运输的重要方式，其运行质量一直受到广泛关注，而随着大家对电梯要求的提高和可用空间的减少，电梯机房的噪音和震动控制备受关注。特别是当电梯机房隔壁有住户房间的时候，此问题更为突出。本文将通过几方面阐述电梯机房噪音和震动的来源以及其有效控制方式，从而减少电梯机房噪音和震动对用户的影响，提升居住及办公舒适感并最大成都利用大楼有效面积。

关键词：高低频噪音，震动，隔音，双重隔振

引言：

当今社会，随着房地产价格的飞涨，每一个平米，每一个空间都成为兵家必争之地。传统住宅建筑中，电梯机房一般置于大楼的屋顶层。而在一些超高层住宅中，由于电梯分区的问题，使得部分中低区机房会在建筑的中间层。而这些电梯机房对于噪音和震动的缓解和隔绝，成为了一个全新的话题。本文将以上海某高档住宅项目未实例，解读和分析电梯机房噪音震动的有效控制，仅供参考

1.项目概述

在上海某高档住宅项目中，部分客梯的机房位于37F，电梯的设计速度为4m/s。而从大楼平面图（37F）可以看到，该电梯机房与住宅衣帽间仅一墙之隔，电梯马达运转产生的噪音和震动，电梯控制柜所以这对于电梯机房噪音和震动的要求更高。

为了提供更高品质的住宅，甲方在电梯设计时，提出需要加强考虑电梯机房的减震降噪。

2.噪音国标要求及本项目要求

根据《TSG T7001—2023 电梯监督检验和定期检验规》，电梯机房的噪音测试方法为：电梯以额定速度运行，声音测量传感器置于距地面1.5m、驱动主机1.0m处测试，测试点不少于3点，取平均值。（如图1所示）

根据检规所示，速度在2.5m/s～6m/s的电梯，机房噪音应≤85dB，但考虑该项目的特殊性，根据升学顾问的要求，机房噪音不得大于80dB，且需要有额外吸音措施保证机房噪音得到有效控制

3.机房噪音

机房噪音主要来源于马达抱闸的声音及控制柜，分为低频噪音和高频噪音。低频噪音通常指的是震动频率在500Hz以下的声音；我国对低频噪音的声音频率范围定为20Hz--500Hz（即在一秒内震动20到500次所发出无规律的声音）。与低频噪音相对，高频噪音则是主频率高于2000Hz的无规则声音。高频噪音与低频噪音的最大差别，在于它们是否会随着传播而衰减。高频噪音穿透力差，随着传播距离越远，或遭遇障碍物而明显衰减（如高频噪音的传播距离每增加10米，噪声会衰减6dB）。低频噪音显著特点是传播距离远、穿透力强、且不会随距离远近而产生明显变化。它能够轻易穿越障碍物，长距离奔袭或穿墙入耳。对生理的直接影响比高频噪音强得多，对人的健康危害最明显。从隔音层面上讲，低频噪音的隔音难度要比高频噪音大得多。

控制柜的电流噪音、曳引机的运行，特别是抱闸的吸合与开启是主要的大噪音来源。这些高频噪音穿透力差。一般电梯机房的四周为钢筋混凝土结构，高频噪音在传递过程中遇到墙壁后会有大幅的衰减。

一般来说，当机房四周没有居民居住的房间或者为屋顶空旷空间时，该噪音对周围影响相对较弱，可以忽略。

但由于该项目机房位于中间层（且非避难层），住户的衣帽间与机房仅一墙之隔。且该项目位于一线城市市中心位置，属于高端住宅项目，开发商及住户对降噪要求很高，基于声学分析计算，该机房的噪音需要得到进一步的控制。

4.隔音措施：

基于电梯为成熟产品，其本身大幅减低噪音相对较难，故本项目考虑增加电梯隔音墙以加大电梯机房高频噪音的阻隔，故本项目拟在机房四周加装吸音壁和隔音墙。

4.1 隔音墙：

隔音墙的主要结构包括了墙体，隔音材料和隔音层。隔音材料作为隔音墙的主要部分，可以有效的吸收和反射声波。通过声波在隔音材料中的反复反射和衰减，使得最后透射过隔音墙的声波大幅减弱，从而有效减少了声波的越墙传播

如上图，此为吸声与隔声相结合的复合型声屏障，可以更有效的做到隔声效果。在原墙体和隔音墙之间留有缓冲层，这样噪音通过空间、距离减弱，接着噪音通过吸音材料中的微孔转化成其他能量，从而达到进一步的降低。

而为了取得更好的效果，在本项目中，对于机房内壁，需加贴吸音材料来控制噪音的传播。

4.2吸音壁：

考虑到电梯机房防火的需求，在本项目中拟采用添加了阻燃剂的吸音棉。当机房噪音的声波传递到其表面时，其产生散射效应会增大，部分声波被不规则的“反弹”回去，在此过程中会导致声波能量的重新分配，并将声波回旋与波峰之中，从而减弱、消失，达到“吸音”效果。而部分声波进入此类材料后，由于该材料表面会有大量内外联通的空隙、气泡，使得声波进入该材料后，引起空隙中的空气振动。基于空气对于声波传播的粘滞阻力效应，使得很大一部分声博的能量转化成热能而被消耗，从而又进一步达到对声音缓冲和吸收的效果。

4.3绳孔消音装置

另外，机房和井道楼板上之间的绳孔，也是机房噪音进入井道传播的途径，为此，在此项目中，在土建允许的情况下，需配置绳孔消音装置，如图2所示：

由于受到导向轮影响，所以通常对重侧的消音装置也可安装与楼板下方的井道内。

此类装置的内壁通常由类似吸音棉或者带小孔的内壁组成，其吸音原理类似枪械的消音器。当声波进入此装置后会在小孔或凸起材料上进行来回震动，使原来第一个向前传播的声波又回到原点，并再次折回向前传播，该点与尚未被反射的第二个向前传播的声波汇合，而且两者在振幅上相等，在相位上差180度的奇数倍，从而互相干涉而抵消。

通过以上装置，基本可以将机房噪音向外的传播控制到最小，但这也只是解决了部分高频噪音的问题，在电梯机房及井道噪音控制上，低频噪音的消除才是最大的难点。

5.机房隔振措施及低频噪音的阻隔：

有机房电梯曳引机基座是通过搁机钢梁固定在楼板上，工作时的共振噪音通过钢梁传导到楼板，再通过房屋结构向下层或机房层传导。我们所听到的机房低频噪音，很大一部分源于电梯曳引机等引起的震动传导。电梯在运行时曳引轮震动、抱闸动作引起的震动、控制柜主接触器动作引起的震动等，都会成为噪音源。通过一些机械部件的传导，将低频噪音传递至隔壁房间、井道内、或通过井道导轨支架传递至与电梯井道相邻的房间内。为此，隔绝机械传导成为了电梯机房低频噪音传导的重中之重。

由于电梯的主机是放置在搁机梁上，并与机房的墙体或地板做刚性连接，所以解决噪音传递的最有效的方法就是增加缓震橡胶。

传统项目中，我们一般采取单层减震的方法，即在曳引机与搁机梁之间增加一层橡胶缓冲垫，用以隔绝曳引机的震动对工字钢（搁机梁）的影响。对于此项目，我们将采用双层隔振（double isolation）的方式进行隔振，图纸（如图3所示）、计算及结果如下：

5.1  振动基础理论：

在本项目中，之前已经做了许多防震的措施，所以在以下计算中，我们更多需要考虑无阻尼单自由度简谐振动临近共振情况的振幅。

频率比值：0～4.

假设阻尼系数为 ：ε0：= 0     ε0.05：= 0.05      ε0.1 ：= 0.1

则其对应的激振力或比幅值为：

5.2 本项目电梯材料及各类减震参数：

电梯额定载重：1150kg;电梯额定速度： 4m/s;电梯行程：137.4m;电梯曳引绳比：2：1

电梯曳引重量（含轿架）：2933kg;曳引绳单位重量：3.3kg/m;补偿绳单位重量：5.616kg/m

随行电缆单位重量：3.29kg/m;涨紧装置重量：855kg;马达重量：900kg;曳引轮直径：750mm

马达底座重量：156kg;平衡系数：50%；减震单元面积：78000mm2; 减震单元厚度：30mm

减震单元弹性模量：1.471N/mm2；减震单元压缩量：Xf0=1.465mm   Xf1=1.612mm

电梯减震单元固有频率：Nn0=4.131Hz   Nn1=3.938Hz

当轿厢在井道中运行时，会遇到不同楼层，不同载重人数时马达相应承载载荷及平衡不同的情况，则我们假设轿厢会出于以下三种情况是来运算相应的振动影响：

则当轿厢空载或满载时（本文只计算两类极端情况，中间情况可相应取值对照）

轿厢侧曳引绳悬挂质量：

对重侧曳引绳悬挂质量：

减振单元承重：

由以上计算可以看出，当轿厢在井道不同位置时，Msys的质量变化很小（相对于整体运行质量），故可得出本电梯曳引补偿重量合适，则我们在计算中只取出最大值，即：Msys0 =5712.756kg   Msys1=6287.756kg。

5.3 激振频率和减震效率

作用于主机/机房结构上的竞争频率计算应为：N=vr/πDtr

在本台电梯上，通过额定速度，曳引轮直径等参数的计算，可以得到激振力频率Ni和固有频率Nn0的比值r：

当阻尼系数ε为0时，激振力β0和减振效率η0分别为

当阻尼系数ε为0.05时，激振力β0.05和减振效率η0.05分别为

当阻尼系数ε为0.1时，激振力β0.1和减振效率η0.1分别为

基于上述分析表明，对于中高频2和3减振单元的减振效率，超过99%。只有在主频率1（转速对应的低频）附近，激振力被放大，即接近共振区。然而，通过对主机转子的质量不均匀进行控制，可以很好的减小激振力，进而消除该频率下的共振对乘客和业主的影响。从理论上和计算上，其实已经可以基本满足一般客户要求，但由于之前所说，该项目要求较高，所以接下来我们来计算双重减震后，振动（共振）对于大楼租户的影响。

5.4 双重减震方案及减震计算

图4为钢梁上附加减震垫（入墙）的示意。

承重墙或楼板减振单元尺寸：Acrbeam=160 X 2 X（220+300+220）=236800mm2

减振单元承重（取Max值）：

承重时的压缩量：

当阻尼系数ε为0时，激振力β0和减振效率η0分别为

当阻尼系数ε为0.05时，激振力β0.05和减振效率η0.05分别为

当阻尼系数ε为0.1时，激振力β0.1和减振效率η0.1分别为

转子允许的质量偏差me1=0.06kg ； 转子质量偏差块到曳引轮中心距离（假设最大时）e1=0.45m； 曳引轮允许的质量偏差me2=0.06kg； 曳引轮质量偏差块到曳引轮中心距离（假设最大时）e2=0.35m；角速度ω= 2π（Ni1）=21.333rad/s；则质量偏差带来的激振力最大值为：

及时在最恶劣的情况下，尽管激振力有放大，但其副职确已经减少到了58.4%，而经过进一步减振后，可以获得更好的效果：静态不平衡力最大值为Fe=Fe0+Fe1=21.845N，新的激振力最大值（双层减震）为Fcd=Fe X β0.05=36.511N。由此可得出，增加双层减震方案后，减震效率达到了55.76%，激振力与之前相比，见底了约40%。所以双层减震对于低频噪音的传播阻断有着非常有效的效果，加上曳引机转子“不均匀”分布造成的对冲，会切实有效的环节由于结构共振所产生的影响，。

结论：

此项目经过对电梯高频噪音和低频噪音隔绝处理，客户房间的舒适感获得了很大的提升，在次项目中也可以确保电梯机房内电梯运行噪音不会影响到隔壁房间的正常生活，减震和噪音控制方案圆满完成。

参考文献

[1]王建生.一起电梯机房噪音治理案例分析[J].市场监管与质量技术研究，2023，（04）：55-57.DOI：10.15902/j.cnki.zljsjdyj.2023.04.007

[2]郑豪，吴雷，陶琪彬.住宅电梯噪声分析及治理[J].特种设备安全技术，2021，（01）：28-30+35.

[3]文勇.电梯机房降噪浅析[J].硅谷，2011，（16）：158.

作者简介：孙洋（1979年04月），男，浙江镇海，本科，中级工程师，研究方向：电梯增效