柴油发电机降噪设计方法

柴油发电机降噪设计方法

一般而言，柴油发电机的噪音来源有：

1. 从引擎壳体散发出来

一般频率约为 500-3KHz，在不同的引擎转速下而不同的噪音值，一般转速增加 2 倍时，噪音值约增加 9-12 分贝。

2. 从空气进气与出气口溢散出来

有没有负载之下相差约 10-15 分贝，比噪音特性为 2k-4k 频率的噪音值最大，其大小可由图一查出来。一般进气风量有 90%用来冷却，10% 用来燃烧。空气需求量可由原厂厂商提供，若原厂厂商无法提供，或已查无资料，可由图二查出。(如果引擎有额外的冷却系统，如冷却水与水冷式系统来带出引擎的热气，其冷却空气量只要降为原来的 10% 即可。)一般发电机的引擎大于 1000HP 时经常有用冷却水塔与冷却水系统的考量。

正常的一般进气其面速度为 2.5M/S-3.5m/s ,但是若有冷却风

扇加强冷却，可以增加面速度到达 7.5m/s。

发电机进气、出气口噪音频率与噪音值

空气需求量与发电机的关系

3. 从引擎排放口

有没有负载之下相差约 10-15 分贝，主要频率噪音为(转速

/60)x(汽缸数/2)，其大小可由图三判断出来。另外一般若需要二个排放型消音器的话，一个为降低低频的反应型消音器，一个为吸收高频音的吸音型消音器。前者可置于隔音罩之内，后者可置于隔音罩之外以节省空间。

发电机排放口各频率的噪音值

4. 从冷却风扇与其他的附属设备

(发电机，吸油器)

此部份噪音值与前所述的相较值不大，一般都可以忽略不计。

发电机噪音与发电机引擎马力的关系

发电机的

噪音防治设计

由于引擎的主要来源如前所述，所以针对发电机噪音发生的频率特色与噪音的大小来设计相关的防音工程，主要的防音设计如下：

一、降低引擎壳体所散发出来的噪音

主要兴建隔音罩来阻隔发电机噪音溢散，若发电电机已经置于RC 兴建完成的机房内，则仅需加强发电机房的壁面吸音与隔音门的隔音量即可。

由于发电机壳体所散发出来的噪音频率约为 500-3kHz 的范围内，且其噪音值约为 95-110 dBA，所以除了考虑隔音材料与吸音材料的特性外，并且需要考虑防火的需求。

1. RC机房的防音

一般 RC 机房的隔音量相当大，约为 40 分贝的隔音量，所以并不需要再加强隔音的部分，仅需要加强吸音壁面与吸音天花板。有关吸音天花板与吸音壁面的效果计算如下：

α1，S1：改善后的平均吸音系数与表面积。

α0，S0：改善前的平均吸音系数与表面积。

其中 S1=S0（表面积不变）

α0=0.1（RC 表面几乎不吸音，吸音率 0.1）

α1=0.6（吸音材，装设五面后地板不易装设，机房的平均吸音

率约为 0.6）

所以 NR=10 log=7.8 分贝

另外需要特别注意隔音门的设计需求，方能使整体的隔音效果达到一致的标准，不会因为仅采用防火门而影响机房的整体隔音效能。一般防火门的隔音量约为 15-18 分贝，而隔音门的隔音量约为

35-50 分贝。所以妥善的考量隔音门的设立可以使整个机房的噪音降低，部分隔音门同时也是防火门，有关隔音门的隔音量处理如表一。另有关吸音壁面的相关施工方式，整理如附件工程图。

表一

一般隔音门的隔音量

2. 没有 RC 机房的防音

由于部份发电机并没有放置于 RC 机房内，，或发电机置于大机房内，此时需要设置隔音罩，发电机可使用完整隔音罩包含： l 进出隔音门 l 隔音墙板 l 照明

l 灭火设备 l 通风消音箱

二、空气进出口噪音改善

1. 说明

一般空气排放口可分成空气进气口与空气排出口二部分，其中空气进气口(intake)因为声音与气流反向(声音的流向与空气的流向相反)较之空气排放口(discharge outlet)的噪音来的小些(因为其噪

音与空气流向同方向)，约低了 4-7 分贝之间。

2. 使用消音箱或消音百叶

一般消音箱的长度从 90-300cm的长度，所以其隔音量约为

25-50 分贝(500Hz)，一般消音百叶长度约为 25-60cm 之间，隔音量约为

10-25 分贝(500Hz)。闸板的选用需考量发电机的频率特性与其距离衰减，最好能经过试算来选取合适的消音箱与消音百叶。

3. 消音箱(消音百叶)的开口

消音箱或消音百叶的开口选取系采用流量与流速来决定，亦即发电机的进气量 Q(cms)是一开始我们就可以从厂商那边得到的资料(若厂商无法提供资料，亦可由图二得知)。一般进气的速度为V=3m/s，所以需要的开口面积即很容易算出

A(m2=Q/V=cms/(m/s)。如此我们可以决定开口的面积与大小。此即为需要的消音百叶(或消音箱)开口面积。并从需要的隔音量来决定采用消音箱或消音百叶。一般各公司对发电机厂房外的噪音值因为发电机厂房外的用途而有不同的考量。

4. 压损

过大的压损会让发电机的风扇负荷过大，或造成进气量的不足，使发电机跳机，所以压损的计算需要相当小心，并且需要寻求发电机厂商的协助，告知设计者发电机所能承受的压损大小。根据笔者多年的经验，与洽询各发电机厂商的资料发现，一般压损在24mm Aq 都是可以接受的范围内。

而压损的计算方式如下：

P=kv2，其中 P 为压损，单位为 pa，v 为进气或出气速度，以面速度表示(m/s)。k 为压损系数，一般皆由实验室得来，大部分的消音箱制造厂商皆可提供其 k 值或压损值。表二、表三为相关消音箱、消音百叶的插入损失资料，而表四为消音箱的压损系数的资料。

表二

消音箱的插入损失

表三

消音百叶的插入损失