关于噪声衰减的计算说明

20
38 38 41 42 44 45 47 48 50
30
52 54 55 56 58 59 60 61 63
40
65 66 67 68 70 71 72 73 74
50
76 77 78 78 79 80 81 82 83
60
84 85 86 87 88 88 89 90 90
70
92 92 93 94 94 95 95 96 97
声功率级衰减 4 dB(A)。
噪声
倍频带中心频率 dB（声功率级） 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
dB(A)
风机噪声 108 103 103 96 86
80
75
76
98
总衰减量 2.2 6.2 5.3 2.6 2.7
0.02
图 1 中，环节 2、3、5、7 均可视为沿风道长度的衰减，列出各环节风道截面周长 P、风道
截面积 S、及风道长度 l 如下表：
序号 风道长度 L(m)
环节 2
24
风道宽 W(m) 6.2
风道高 H(m) 4.3
风道截面周长 P(m) 21.00
风道截面积 S(m2) 26.66
环节 3
10
63
125
1
3
63
125
1
2
环节 4――倍频带中心频率 /Hz
250
500
1K
2K
2
1
1
1
环节 6――倍频带中心频率 /Hz
250
500
1K
2K
2
1
1
1
（单位：dB）
4K
8K
1
1
4K
8K
1
1
1.1.5 空气的吸收
根据 GB/T 17247.1－2000，在标准大气压（101.325kPa）当大气温度为 20℃、相对湿度为 50%
6.2
7
26.40
43.40
环节 5
21
3
7.8
21.60
23.40
环节 7
20
6.8
3.7
21.00
Leabharlann Baidu25.16
1− 将上述值代入式 ΔL = 4.34×
1− α0 P l ，沿风道长度的衰减量如下：
1+ 1−α0 S
环节 2――24m 建筑风道的降噪量（dB）
63
125
250
500
1000
2000
时，纯音大气吸收的衰减系数：
（单位，dB/km）
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
0.123
0.445
1.32
2.73
4.66
9.86
29.4
104
将环节 2、3、5、7 风道总长度 75m 代入，得出空气消声量：
（单位：dB）
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
0
0
0.1
0.2
0.3
0.7
2.2
如下：
方管弯头尺
寸管宽 D/mm
63 125
150～200
－
－
230～280
－
－
300～360
－
－
380～430
－
－
460～510
－
－
530～580
－
－
倍频带中心频率 /Hz
250
500
1K
2K
－
1
7
7
－
5
8
4
1
7
7
4
2
8
5
3
5
8
4
3
6
8
4
3
（单位：dB）
4K
8K
4
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
-3-
610～660
结论
将上述各环节叠加如下：
序号 环节
倍频带中心频率 dB（声功率级）
63
125 250 500 1000 2000 4000 8000
1
环节 2
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.4
0.4
2
环节 3
0
0
0
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
3
环节 4
1
3
2
1
1
1
1
1
4
环节 5
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.4
0.4
5
环节 6
1
2
2
1
1
1
1
1
6
环节 7
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.4
0.4
7
空气
0
0
0.1
0.2
0.3
0.7
2.2
7.8
总计 总衰减量 2.0
5.9
4.7
3.2
3.3
3.7
5.8 11.4
当列车噪声在传声路径上不做任何噪控处理措施时，仅考虑上述衰减环节，则最终声功率级衰减
LP = LW −10 lg S
S――平面波截面积。 根据上式可以看出，由于风道断面变化，造成在不同断面上的平均声压级的变化，与噪声在传 播过程中的实际声能量衰减没有直接对应关系。因此，不能以现场两点的声压级差来描述声能量的 衰减。 在我们的声学计算过程中，始终是计算噪声能量的衰减，直到最后一个环节才计算残余的噪声 能量在控制点形成的声压级。
面光滑程度有关，与尺寸无关。现参考风管弯头的数据，根据权威资料来说明没有吸声材料的风道
弯头的声衰减量的量级。
资料给出的风管最大尺寸为 1510mm，而环节 4 风道弯头宽 7800mm、环节 6 风道弯头宽
6300mm。我们知道，在壁面吸声性能相同的情况下，消声量与周长成正比，与断面积成反比。因
此，估算弯头的衰减量：
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
0
0
0.1
0.1
0.2
0.5
1.5
5.2
2.2 结论
将上述各环节叠加如下：
序号 环节 63
1 17m 风道 0.1
2 23m 风道 0.1
3
弯头 1
1
4
弯头 2
1
5
空气
0
倍频带中心频率 dB（声功率级）
125 250 500 1000 2000 4000 8000
2.1.1 风道长度的声衰减
参照前式， ΔL = 4.34× 1− 1−α0 P l ，FAF-2 对外风道特征： 1+ 1−α0 S
风道长度 L(m) 风道宽 W(m) 风道高 H(m)
风道截面周长 P(m)
17
3.5
3.3
13.6
23
3.5
3.3
13.6
将上述各值带入，则风道声衰减量为：
17m 建筑风道的降噪量（dB）
3 dB(A)。
噪声
倍频带中心频率 dB（声功率级）
dB(A)
63
125 250 500 1000 2000 4000 8000
列车噪声
100
97
102 102 99 101 87
75
105
总衰减量
2.0
5.9
4.7 3.2 3.3 3.7 5.8 11.4
/
衰减后
98
91
97
99
96 97 81
64
8
7
3
3
3
3
3
1370～1430 2
8
6
3
3
3
3
3
1450～1510 2
8
6
3
3
3
3
3
金属薄板风管本身会受声波激发产生振动，随着风管尺寸由小变大，其固有频率下降，共振频
率下降，因此，吸声系数与风管尺寸有关，即尺寸由小变大时，吸声系数在低频会有所增加，高频
会有所下降。而建筑风道由于质量巨大，其共振频率远远小于声波的频率，因此，吸声系数只与表
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.4
0.4
0.1
0.1
0.3
0.3
0.3
0.6
0.6
4
3
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1
0
0.1
0.1
0.2
0.5
1.5
5.2
总计 总衰减量 2.2 6.2 5.3 2.6 2.7
3
3.5 8.2
当 FAF-2 等风机噪声源在传声路径上不做任何噪控处理措施时，仅考虑上述衰减环节，则最终
－
1
7
7
4
3
3
3
680～740
－
1
8
6
3
3
3
3
760～820
－
2
8
5
3
3
3
3
840～890
－
3
8
5
3
3
3
3
910～970
－
5
8
4
3
3
3
3
990～1040 1
6
8
4
3
3
3
3
1060～1120 1
6
8
3
3
3
3
3
1140～1200 1
7
7
4
3
3
3
3
1220～1280 1
4
7
4
3
3
3
3
1300～1350 2
-6-
63
125
1
4
63
125
1
2
宽 3500mm 弯头――倍频带中心频率 /Hz
250
500
1K
2K
4K
8K
3
1
1
1
1
1
宽 7000mm 弯头――倍频带中心频率 /Hz
250
500
1K
2K
4K
8K
2
1
1
1
1
1
2.1.3 空气的吸收
参照前面的分析，风道总长 50m（含从进风口向上出风亭部分）的空气消声量：（单位：dB）
ΔL
⎡ = 10 lg⎢1 +
1 ⎜⎛ m −
1
⎟⎞ 2
sin 2 (kl)⎥⎤
⎢⎣ 4 ⎝ m ⎠
⎥⎦
m ――扩张比， m = S2 S1
；
m 环节 1＝0.74；
k ――波数， k = 2Π ，变化相当于频率变化； λ
l ――膨胀室长度；
取 sin2 (kl ) 在各频带的极限值 1 时，各个频带的声衰减量 ΔL 环节 1＝0.39dB。
8000 0.04
9 18 36 51 64 75 84 91 97
注：例如，α 0 ＝45％，则 40％和 5％的交点给出αR ＝71％。
根据上面换算方法，混凝土地面的驻波管法吸声系数为：
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
0.005
0.005
0.005
0.01
0.01
0.01
0.02
63
125
250
500
1000
2000
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
23m 建筑风道的降噪量（dB）
0.1
0.1
0.1
0.3
0.3
0.3
风道截面积 S(m2) 11.55 11.55
4000 0.4
0.6
8000 0.4
0.6
2.1.2 风道弯头的衰减
参照前面的分析，通过比较金属弯头，估算支路 2 风管弯头的消声量为： （单位：dB）
式中：
ΔL = 4.34× 1− 1−α0 P l 1+ 1−α0 S
α0 ――为驻波管法吸声系数；
P ――风道截面周长(m)；
S ――风道截面积(m2)；
-1-
l ――风道长度(m)。
混凝土吸声系数表，参考文献【1】P465（混响室值）：
建筑材料
下述频率（Hz）的吸声系数
63
125 250
500 1000 2000
4000
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.4
环节 3――10m 建筑风道的降噪量（dB）
63
125
250
500
1000
2000
4000
0
0
0
0.1
0.1
0.1
0.1
8000 0.4
8000 0.1
-2-
环节 5――21m 建筑风道的降噪量（dB）
63
125
250
500
1000
2000
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
环节 7――20m 建筑风道的降噪量（dB）
63
125
250
500
1000
2000
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
1.1.2 风道断面变化的声衰减：
4000 0.4
4000 0.4
8000 0.4
8000 0.4
风道断面的变化包括突变和渐变两种，只有突变且膨胀比很大时，才有明显的降噪量。 图 1 中，环节 1 在此处视为风道突变，根据扩张室消声量计算式，参考文献【1】P508：
关于地铁通风系统噪声衰减计算的分析说明
应广州地铁设计院罗总的要求，我公司现以动物园站隧道系统以及车陂南站大系统的声学 计算为例，对广州地铁 4，5 号线通风系统的声学计算作详细的说明，内容包括：沿风道的声衰 减、风道弯头的声衰减、风道断面变化的声衰减、风阀的声衰减以及声压级与声功率级之间的 关系。
1 动物园站隧道系统
噪声衰减环节分析
图 1 ：动物园站隧道通风系统风机噪声传播示意图
活塞通风经过一段水平混凝土风道后，过竖直混凝土风道，然后经过聚龙广场负一层夹层 风室，最后从侧出式风亭百叶排出。
1.1.1 沿风道长度的声衰减
噪声沿风道长度的衰减，将风道看成阻性直管式消声器，根据阻性直管式消声器消声量计 算式，参考文献【1】P506：
102
因此，在我们原计算书中作为保险系数将其忽略。若不考虑这些因素作为保险系数，那么设置的
消声器极限压损可由 39 Pa 下降为 35 Pa；基于片间风速的阻力系数由 0.385 下降到 0.341。
-5-
2.车陂南站大系统
2.1 噪声衰减环节分析
图 2 ：车陂南站大系统系统风机噪声传播示意图
气流从进风口经过支路 1、支路 2 分别到风机 FAF-1、FAF-2 ，噪声传播的方向与气流逆 向。FAF-1 等风机噪声经过支路 1 与 FAF-2 风机噪声经过支路 2 后在进风口处叠加传出风亭。
混凝土地面
0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02
混响室值与驻波管值的近似换算，参考文献【1】P451，如下：
4000 0.04
驻波管法吸声
混响室法吸声系数αR (%)
系数α 0 (%)
0
1
2
3
4
5
6
78
0
0
2
4
6
8
10 12 14 16
10
20 22 24 26 27 29 31 33 34
7.8
1.1.6 声压级与声功率级之间的关系
声压级（SPL 或 LP），以基准声压级来表示测点处的信号大小。
L（P 分贝）=10lg(
P P0
)2
=
20 lg
P P0
-4-
声功率级（PWL 或 LW），以基准功率级来表示声功率（瓦）。
LW（分贝）=10lg
W W0
噪声在一个封闭的通道内沿风道传播，可近似看作平面波。平面波声压级与声功率级之间的关 系：
因为 k 值与频率有关，对于各个频带来讲，不可能同时取极限值 1，所以实际上衰减量小于
0.39dB。可以看出，即使我们在处理的过程中取极限值，对噪声的衰减作用都不大，所以将其忽略。
1.1.3 风阀的衰减
我们找不到任何资料表明一个完全打开的风阀有消声效果。所以，风阀的声衰减视为 0。
1.1.4 风道弯头的衰减
“若弯头的内壁没有敷设吸声材料，则介入损失可以忽略。” 【2】 因此，我们在原计算书中忽
略没有吸声材料的风道弯头的消声效果。
根据罗总的要求，如果考虑风道弯头的衰减效果的话，我们查阅手上的资料，没有找到关于光
滑混凝土风道弯头的消声资料，只能参考金属薄钢板――方形弯头自然声衰减量，参考文献【1】P528，