第八章 空调系统的消声、防振

噪声评价曲线号数 N 与声级计 A 档 读数 LA 间的关系为 N = LA － 5 。
第三节 空调系统的噪声源
空调系统中的主要噪声源是通风机。通风机的噪声主要与叶 片形式、片数、风量，风压等参数有关。风机噪声是由叶片 上紊流而引起的宽频带的气流噪声以及相应的旋转噪声，后 者可由转数和叶片数确定其噪声的频率。 在通风空调所用的风机中，按照风机大小和构造不同，噪声频 率大约在 200 ～ 800Hz （即主要噪声处于低频范围内）。 在缺乏实测数据时，某一风机 的声功率级可按下式估算 式中： L ― 通风机的风量， m 3/ h ; H ― 通风机的风压（全压）, Pa 。
声音的物理量度
（二）声强级与声压级
选定某 I0 作为相对比较的声强标准。如果某一声波的声强为 I ，则取比值 I / I0 的常用对数来计算声波声强的级别，称为 “声强级”。
声强级 国际上规定选用 I0 =10 －12W / m 2作为参考标准，即声强为 I0 =10 －12W / m 2的声音就是 0dB 。 测量声强较困难，实际上均测出声压。 声压级 通常规定选用 0.0002 μbar作为比较标准的参考声压 P0。
声音的物理量度
如果两个声源的声压级不同并以 D 表示二者声压级之差：
叠加后的声压级 LP3为：
各声级分贝值的平均值：把 n 个声音的分贝数相加，再减去 10lgn 。
三、噪声的频谱特性
噪声是由很多不同频率的声音所组成的。作为人耳可闻的声音， 频率从 20 ~20000Hz 。把宽广的声频范围划分为几个有限的频 段，即所谓频程或频带。 通风消声计算中用的是倍频程。倍频程是两个频率之比为 2 : 1 的频程。 目前通用的倍频程中心频率为 31.5 、63 、125 、 250 、500 、 1000、2000、4000、8000、16000Hz 。这十个倍频程把可闻声 音全部包括进来，大大简化了测量。
声音的物理量度
（三）声功率和声功率级 声源在单位时间内以声波的形式辐射出的总能量称声功率，以 W 表示，单位为 W 。 声功率级 W0 为声功率的参考标准，其值为 10－12W 。 （四）声级的叠加 对数法则 当几个不同的声压级叠加时，可用下式计算： 当有 M 个相同的声压级相叠加时
当两个相同的声压级相叠加时，仅比单个声源的声压级大 3dB。
噪声的主观评价和室内噪声标准
在声学测量仪器中，参考等响曲线，为模拟人耳对声音响度的 感觉特性，在声级计上设计了三种不同的计权网络，即 A 、 B 、 C 网络，每种网络在电路中加上对不同频率有一定衰减的滤波 装置。
C 网络对不同频率的声音衰减较小，它代表总声压级；B 网 络对低频有一定程度的衰减；A 网络对低频段（ 500Hz 以下） 有较大的衰减，对高频敏感，对低频不敏感，与人耳对噪声 的感觉相一致。
基本概念
在设计隔振时，首先应根据工程性质确定其减振标准，即确 定传递率 T 。
减振器的材料一定要选用确实具有弹性的材料，如橡皮、软木或弹 簧等。
二、橡皮、软木等隔振基座的尺寸计算
（一）弹性体厚度 h
橡皮、软木等隔振基座的尺寸计算
空气进入室内噪声的衰减
空气进入室内噪声的衰减
第五节 消声器消声量的确定
DV=0.48 F/F0=0.53
F 0.42
第六节 消声器的种类和应用
降低空调系统噪声的主要措施是：合理选择风机类型，并使 风机的正常工作点接近其最高效率点；风道内风速不宜＞ 8m / s 。此外，转动设备（风机、泵）均应考虑防振隔声措施。 消声器是由吸声材料按不同的消声原理设计成的构件，根 据不同消声原理可分为阻性型、共振型、膨胀型和复合型 等多种。
第八章 空调系统的消声、防振与 空调建筑的防火排烟
第一节 噪声及其物理量度
一、空调系统的噪声
噪声:声音强度大而又嘈 杂刺耳或者对某项工作 来说是不需要或有妨碍 的声音。 空调工程中主要的噪声 源：通风机、制冷机、 机械通风冷却塔等。
二、声音的物理量度
（一）声强与声压 描述声音强弱的物理量叫做声强，通常用 I 表示。 某一点的声强，是指在该点垂直于声传播方向的单位面积 上在单位时间内通过的声能。 引起人耳产生听觉的声强的最低限叫“可闻阈”，该声强约 为 10－12 W ／m2；人耳能够忍受的最大声强约为1W／m2 ， 这一极限也称为“痛阈”。 声波传播时，由于空气受到振动而引起了疏密变化，使在原 来大气压强上叠加了一个变化的压强。这个叠加的压强称声 压，用P表示，单位为μbar （微巴）。 对于球面声波或平面声波，某一点的声强与该点的声压的平 方成正比。对应于声强为 10－12 W / m2 的可闻阈，声压约为 2.0×10-5Pa ，即 0.0002 μbar 。
五、其他类型消声器
1、消声弯头 当机房地方窄小或对原有建筑改进消声措施时，可以在弯头 上进行消声处理而达到消声的目的。
其他类型消声器
2、消声静压箱 在风机出口处或在空气分布器前设置静 压箱并贴以吸声材料，既可起到稳定气 流的作用又可起到消声器的作用。 消声静压箱的消声量与材料的吸声能 力、箱内面积和出口侧风道的面积等 因素有关。
三、膨胀型消声器
膨胀型消声器是管和室的组合， 即小室与管子相连。利用管道内 截面的突变，使沿管道传播的声 波向声源方向反射回去，而起到 消声作用，对消除低频有一定效 果。但一般要管截面变化 4 倍以 上（甚至 10 倍）才较为有效。
四、复合型消声器 （又称宽频带消声器）
集中阻性型和共振型或膨胀型 消声器的优点
噪声的主观评价
图中每一条曲线相当于频率 和声压级不同、但响度相同 的声音。 从等响曲线可以看出，人耳 对高频声，特别是 2000~ 5000Hz 的声音敏感，而对 低频声不敏感。 同样的响度级40phon，对于1000Hz 的声音声压级为 40dB ，对 3000～4000Hz的声音，其声压级为33dB ，而对 100Hz 的声音来 说，其声压级为52dB 。
吸声材料的吸声性能用吸声系数 α 来表示，它是材料吸收的声能 与入射声能的比值，吸声系数越 大，吸声性能越好。 阻性消声器有管式、片式、格式 （蜂窝式）、折板式、声流式、 小室式以及弯头等。
二、共振型消声器
如图穿孔板共振吸声结构，通过管道上开孔并与共振腔相连接。 穿孔板小孔孔颈处的空气柱和空腔内的空气构成了一个共振吸声 结构。当外界噪声的频率和此共振吸声结构的固有频率相同时， 引起小孔孔颈处空气柱强烈共振，空气柱和颈壁剧烈摩擦，从而 消耗了声能，达到消声效果。共振型消声器具有较强的频率选择 性，即有效的频率范围很窄，一般用以消除低频噪声。
基本概念
隔振器的隔振效果通常以振动传递率 T 表示，也称之为隔振 系数或隔振效率。 振动传递率表示振动作用于机组的总力中有多少部分是经 过隔振系统传给支承结构的。T 愈小，隔振效果越好。 式中 f—振源（机组）的振动频率, Hz; f0 — 弹性减振支座的固有频率（自然频率）, Hz 。 f / f0 值越大，则 T 越小，即隔振愈好。 当 f = f0 时， T 值无穷大，即系统产 生共振，机组传给基础的力有很大的 增加。 只有在 f / f0 2 以上时，隔振器才起 到隔振作用。
空调系统的噪声源
如果已知风机功率 N （kW）和风压 H（Pa），则可用下式估算： 在求出通风机的声功率级后，可按下式计算通风机各频带声功 率级（ Lw ）Hz :
通风机各频带声功率级修正值 风机声功率的计算都是指风机 在额定效率范围内工作时的情 况。如果风机在低效率下工作， 则产生的噪声远比计算的要大。
一、阻性型消声器
阻性型消声器利用布置在管内壁的吸声材料或吸声结构，依 靠吸声材料的孔隙，使声波在其中引起空气和材料振动而产 生摩擦及黏滞阻力，将声能转化为热能而被吸收，使沿管道 传播的噪声迅速衰减。 阻性型消声器对中、高频噪声的消声效果较好
阻性型消声器
影响阻性消声器性能的因素有：吸 声材料的种类、吸声层厚度及密度、 气流通道断面形状及大小、气流速 度及消声器长度。
在噪声测量中，经常用 A 网络测得的声级来代表噪声的大小， 称 A 声级，并记作 dB （A）。 房间内允许的噪声级称为室内噪声标准。噪声标准的制定应 满足生产或工作条件的需要，并能消除噪声对人体的有害影 响，同时也与技术经济条件有密切的关系。
室内噪声标准
基于人耳对各种频率的响度感觉不同，以及各种类型的消声器 对不同频率噪声的降低效果不同（一般对低频声的消声效果均 较差），因此应该给出不同频带允许噪声值。 国际标准组织提出噪声评价曲线（即 N 或 NR 曲线）
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第二节 噪声的主观评价和室内噪声标准
人耳对声级的感受不仅和声压有关，而且也和频率有关，声 压级相同而频率不同的声音听起来往往是不一样的。
响度级（单位为 phon ）:取 1000Hz 的纯音作为基准声音，若 某噪声听起来与该纯音一样响，则该噪声的响度级（ phon 值） 就等于这个纯音的声压级（ dB 值）。 如某噪声听起来与声压级 85dB、频率 1000Hz 的基准声音 同样响，则该噪声的响度级就是 85phon。 响度级是声音响度的主观感觉量，把声压级和频率用一个单 位统一起来。 利用与基准声音比较的方法，就可以得到各个可听范围的纯 音的响度级，这个结果就是等响曲线。
第四节 空调系统中噪声的自然衰减
空气通过风管输送到房间的过程中，由于气流同管壁的摩擦， 部分声能转化为热能，以及管道截面变化和构造不同，部分声 能反射回声源处，从而使噪声衰减。
一、噪声在风管内的自然衰减
（1）直管的噪声衰减
当风管粘贴有保温材料时低频噪声的减声量可增加一倍。
噪声在风管内的自然衰减
（2）弯头的噪声衰减
第七节 空调装置的防振
一、基本概念
空调系统的噪声除了通过空气传播到室内外，还能通过建筑 物的结构和基础进行传播。 削弱由机器传给基础的振动，是用消除它们之间的刚性连接 来达到的。即在振源和它的基础之间安设避振构件，可使从 振源传到基础的振动得到一定程度的减弱，进而减弱振动引 起的弹性波沿建筑结构传到其他房间中去的固体声。 振动的隔离分积极隔振和消极隔振两种方式。隔离振动源的 振动向基础的传递称为积极隔振，隔离基础的振动向周围其 他物体或结构的传递，称消极隔振。
（3）三通的噪声衰减 ― 当管道 分支时，声能基本上按比例地分 给各个支管。 自主管到任一支管的三通噪声衰 减量可按下式计算：
式中 F0 — 三通分支处全部支管的 截面积之和， m 2 ; F —计算支管的截面积， m 2 。
噪声在风管内的自然衰减
（4）变径管的噪声衰减
膨胀比
m=F2/F1
（5）风口反射的噪声衰减 风机的声功率并非全沿着管道 由末端辐射入房间内，在从风 口到房间的突扩过程中，有一 部分声功率是反射回去的，反 射回去的声功率与风口的尺寸 和频率有关。
六、消声器的选择与布置
对中、高频噪声源，宜采用阻性或复合型消声器；对于低、中 频噪声源，宜采用共振型消声器、膨胀型消声器等抗性消声器； 对于脉动低频噪声源、变频带噪声源，宜采用抗性或微穿孔板 阻抗复合式消声器。 为了减少和避免噪声源对周围环境的影响，消声器应设在接近 声源的位置，通常应布置在靠近机房的气流稳定管段上，与风 机出入口、弯头、三通等的距离宜大于 4 ～5 倍风管直径或当 量直径；当消声器直接布置在机房内时，消声器、检查门及消 声后的风管，应具有良好的隔声能力。风机的送风管段和吸入 段均可引起噪声传递，因此在其正压送风段和负压吸入段均应 采取消声措施。在有些情况下，如系统所需的消声量较大或不 同房间的允许噪声标准不同时，也可以在总管和支管上分段设 置消声器。
二、空气进入室内噪声的衰减（风口声功率级与室内声 压级的转换）
从风口进入室内的噪声（声功率级 Lw），由于房间内壁、顶棚、 家具和设备的吸声，还会再一次被衰减。此衰减量反映了进入 室内的声功率级 与造成人耳（或测点）感觉到的声压级之间的 差值。 风口的声功率级 Lw 与室内的声压级 LP 之间存在以下关系： 或 △L值既反映了声功率级与声压级的转换，又反映了室内噪声 的衰减。