10第十章 空调系统的消声设计

3
材料、消声元件等。否则，既不能有效地降低噪声，又浪费了投资。
频 程 的 划 分
频 段 频带 数 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 上限频率 （Hz） 11 倍频程 中心频率 （Hz） 16 下限频率 （Hz） 22 上限频率 （Hz） 14.1 17.8 22.4 28.2 35.5 44.7 56.2 70.8 89.1 112 141 178 224 282 355 447 562 708 891 1122 1413 1778 2239 2818 3548 4467 5623 7079 8913 11220 14130 17780 1/3 倍频程 中心频率 （Hz） 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 20000
(Hz)
图10 ．． 1 1 等响曲线
(kHz)
频 率
级的关系。 取 1000Hz 纯音的声压级代表该曲线的响度值。 等响曲线表明， 人耳对低频声不敏感， 对 2000～ 5000Hz 的高频声敏感。噪声评价标准就是在此基础上引申出来的。 （二）A〔计权〕声级 由于人耳并非对所有频率的声音一样的敏感，因此，为得到比声压级更能与人耳响度判别密切相 关的量， 在声级计中设置了 “频率计权网络” ， 这些网络改变了声级计对声音中不同频率成分的敏感性， 其中 A、B、C 计权网络分别模仿等响曲线中响度级为 40 方、70 方、100 方的等响曲线。 使用 A、B、C 计权网络所测得的声级分别为 A〔计权〕声级、B〔计权〕声级、C〔计权〕声级， 简称 A 声级、B 声级、C 声级，单位 dB（A 声级的单位可用 dB（A）表示） 。计权网络的频响特性见表 10²1²4。 A 计权网络能较好地模仿人耳的频率响应特性，与人们的主观评价有较好的相关性，因此，A 声 级被广泛用作噪声的单值评价量。 声级计用计权网络频率响应
4
声 压 级(dB)
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 最小可听声场 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 方 20 30 40 60 80100 200 300400 600800 1000 2 3 4 6 8 10 15
第一节 噪声的计量与评价
物体振动时，迫使其周围的空气质点往复移动，使空气中产生在大气压力上附加的交变压力，这一 压力波称为声波（交替产生压缩、稀疏状态而形成波动） ，当频率范围 20～20000Hz 的声波传到人耳被 接收时，就成为声音。 各种不同频率和声强的声音无规律地组合，就称为噪声。广义地说，一切使人烦躁，人们不需要的 声音都称为噪声。
p L p 20 lg p 0
式中
（10²1²2）
p —— 有效声压（Pa） ；
p 0 —— 基准声压，对于空气声，等于 2³10-5 Pa。
1
3. 声功率和声功率级 单位时间内声源辐射的总声能量称为声源的声功率（ W ） 。 声源的声功率（ W ）与基准声功率（ W 0 ）之比的以 10 为底的对数的 10 倍为声功率级 LW ，单位 dB，即
低
22
31.5
44
频
44
63
88
88
125
177
177
250
355
中 频
355
500
710
710
1000
1420
高
1420
2000
2840
2840
4000
5680
频
5680
8000
11360
11360
16000
22720
二、噪声的评价
（一）等响曲线 对噪声的评价除客观物理量外，还与人耳对不同频 率的声音的主观感受有关。声压级相同而频率不同的声 音，听起来不一样响。 以连续纯音作试验，取 1000Hz 纯音的某个声压级 为听响基准，以各频率的纯音作测听信号，测出与 1000Hz 纯音等响的声压级， 绘出系列的等响曲线， 如图 10²1²1 所示，从而得到一个将声压级与频率关系统一 起来的主观量—响度级（方） 。 等响曲线中每一曲线表示相同响度下，频率和声压
W LW 10 lg W 0
式中 ； W —— 声功率（W）

-12
（10²1²3）
W 0 —— 基准声功率，10
W。
4. 换算关系 （1）声压级（ L p ）与声强级（ LI ）的关系
LI L p 10 lg
式中
400 c
（10²1²4）
； —— 空气密度（kg/m3） c —— 空气中的声速（m/s） 。
式中
10

（10²1²8）
L pi — 一个声源单独发声时的声压级（dB） ；
n — 声源个数。
当仅有两个声源时， 假定第一个声源的声压级 L p1 大于第二个声源的声压级 L p 2 ， 则叠加后总声级 为：
L pT L p1 A
式中 ，可查表 10²1²2 求出。 A — 与 L p1 L p 2 有关的修正值（dB） 相应于 L p1 L p 2 的 A 值
表 10·1·3
下限频率 （Hz） 17.8 22.4 28.2 35.5 44.7 56.2 70.8 89.1 112 141 178 224 282 355 447 562 708 891 1122 1413 1778 2239 2818 3548 4467 5623 7079 8913 11220 14130 17780 22390
表 10·1·4
计权网络（dB） B －0.3 －0.1 0 0 0 0 －0.1 －0.2 －0.4 －0.7 －1.2 －1.9 －2.9 －4.3 －6.1 －8.4 －11.1 C 0 0 0 0 0 －0.1 －0.2 －0.3 －0.5 －0.8 －1.3 －2.0 －3.0 －4.4 －6.2 －8.5 －11.2
（10² 1² 9）
表 10·1·2
L p1 L p 2 （dB）
0 1 2 3 4 5
A （dB）
3 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2
L p1 L p 2（dB）
6 7 8 9 10 11
A （dB）
1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3
L p1 L p 2 （dB）
12 13 14 15 16 ＞16
L pT L p1 10 lg n
式中
（10²1²7）
L p1 — 一个声源单独发声时的声压级（dB） ；
n — 声源个数。
例如， n =2 时，即两个相同的声压级叠加， L pT L p1 3 ，总声压级为在单个声压级的基础上 增加 3 dB。相同声压级的声音叠加后声压级增加的值见表 10²1²1。 相同声压级的声音叠加后声压级增加的量
声源个数 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9
表 10·1·1
10 12
2
声压级增值 10 lg n （dB）
0
3
4.8
6
7
7.8
8.5
9
9.5
10
10.8
（2）不同声压级的叠加 当 n 个不同的声源同时发声时，总声压级（ L pT ）为：
n L L pT 10 lg 10 pi i 1
第十章
空调系统的消声设计
空调系统的消声设计是工业与民用建筑工程空调设计中的一个重要方面， 关系到建筑的实际使用效 果。设置空调系统是为了创造适宜或舒适的环境， 这其中包括声环境， 对大量民用建筑，如住宅、 旅馆、 医院学校及办公建筑等，控制室内噪声并使之在允许的范围内，是确保正常工作休息的基本要求；对于 厅堂建筑则是获得良好视听效果的必要条件； 在商业性建筑中， 适宜的声环境给顾客提供良好的购物及 娱乐环境；而在工业建筑中，控制强噪声使之在允许标准范围内，是保证工人健康的强制措施。此外， 通过空调系统的消声设计，减少系统对环境的噪声排放，以保证周围的声环境不被污染。
A （dB）
0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0
（二）频谱 1. 频率 声波的频率是单位时间（1 秒钟）内媒质质点振动的次数，单位为赫兹（Hz） 。 人们听到的声音一般都包括不同的频率。所谓的低频噪声即它的频率低、音调低、声音低沉，也就 是说它的能量以低频成分为主。所谓的高频噪声即它的频率高、音调高、声音尖锐，也就是说它的能量 以高频成分为主。 2. 常用频程 由于人耳可听频率范围从 20Hz 到 20000Hz， 实际上不可能测量这个范围中的每一个频率的声压级， 因此划分为若干个频率区间，这个频率区间即称为频程或频带，由上限频率和下限频率规定带宽。在噪 声控制或测量中，常用倍频程和 1/3 倍频程，频程划分见表 10²1²3。 3. 频谱曲线 以频率（频带）为横坐标，以声压级（声强级、声功率级）为纵坐标，绘出噪声的曲线图称为频谱 曲线或频率特性曲线图。它清楚地反映该噪声的成分、性质和强度，在噪声控制中十分重要。设计人员 应根据噪声的频率特性曲线图，分析噪声特点，有针对性采取措施。如某噪声以低频为主，那么在噪声 控制时所采用的隔声构造、吸声构造、消声元件等的性能也必须是消除低频性能好的，才能获得良好的 降噪效果。 同样， 以高频成分为主的噪声， 要获得良好的降噪效果， 就必须采用消除高频性能好的构造、
5. 声压级的叠加
（10²1²6）
为计算多个声源叠加的总噪声级， 为计算声源产生的噪声与背景噪声叠加后的总声压级时， 需要进 行声压级的叠加计算。 声压级的叠加不是各个声压级简单的算术相加， 能进行叠加运算的只能是声音的 能量，利用能量相加进行声压级的运算。 （1）相同声压级的叠加 当 n 个相同的声源同时发声时，总声压级（ L pT ）为：