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直上駐車場に対する天かご式ファンの防振対策

メーカー標準防振ゴムが装着された#4天カゴ式ファンの運転により、直上駐車場のスラブ上で振動レベル85dBという地震並の有感振動が発生した。防振ゴムから低固有振動数用のスプリング防振装置に変更した結果、ほとんど振動を感じない振動レベル55dBにまで改善した。

対策のポイント

防振ゴムの振動絶縁量が不足していたことが一番の原因であり、スプリング防振装置への変更は必須であった。更にファンに接続されたダクトの第一支持点にもスプリングハンガーで防振を行い、ダクト支持部からのファン振動をスラブに伝搬するのを防止した。

原因

問題となった天かご式ファンは呼び径900mmの軸流ファンで、モーター出力11kW、ファン回転数は1450rpm(=24.2Hz)である。図1に対象となった天ガゴ式軸流ファンを示す。
このファンには計算上では固有振動数13Hz、8dB程度の絶縁性能を有する防振ゴムが装着されていたが、直上駐車場で非常に大きな有感振動を発生させており即座に防振材の絶縁性能不足を考えた。図2に標準付属の防振ゴムを示す。
また近くに同じ天かご式でやや小さい軸流ファン(呼び径700mm、モーター2.2kW、1450rpm、ゴム防振)もあったが、このファンの運転では振動は全く感じられず、問題の対象ではない。900φファンの加振力が圧倒的に大きいことを改めて確認した。

図1 天かご式軸流ファン
図1 天かご式軸流ファン
図2 標準付属防振ゴム
図2 標準付属防振ゴム

対策

ファン運転時の直上床振動レベルが”地震並”と形容される85dBにも達していたため、これを気にならないレベルにまで低減させるには、防振ゴムを交換し、固有振動数が小さく振動絶縁効率が高い防振材に取替え、防振グレードを向上させることが対策の要である。具体的には(1)標準付属の防振ゴムを低固有振動数のスプリング防振装置(定格2.3Hz)に変更したこと。(2)ダクトからの振動伝搬も考慮してファンに接続しているダクトの第一支持点をスプリングハンガーで防振支持したことである。
図3にファン用スプリング防振装置を示す。
図4にダクト用スプリングハンガーを示す。

図3 ファン用スプリング防振装置
図3 ファン用スプリング防振装置
図4 ダクト用スプリングハンガー
図4 ダクト用スプリングハンガー

対策前後のスラブ上振動レベルを表1に示す。
対策の結果、体感振動はほとんど気にならない値(振動レベル55dB)にまで低減した。
図5のように暗振動の24.5Hz部分が対策後ではやや大きくファン運転時と同レベルとなっているが、それでも対策効果31dBはほぼ計算値に近い値であった。

表1 対策前後のOF-4直上スラブ上振動レベル
測定状況 対策前 対策後
発電機出力 83dB (92.6) 55dB (62.0)
極数 46dB (44.7) 55dB (62.5)
※( )内は24.5Hzピーク振動加速度レベル

図5 対策前後の直上スラブ振動加速度スペクトル
図5 対策前後の直上スラブ振動加速度スペクトル

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