空調(diào)系統(tǒng)的消聲與減振

1、 n空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)主要噪聲源： 1 平時通風(fēng)：排風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)。 2 空調(diào)系統(tǒng)：制冷機(jī)組、循環(huán)水泵、冷卻塔、空調(diào)末端（風(fēng)機(jī)盤管、 空氣處理機(jī)組）。 3 火災(zāi)時：排煙風(fēng)機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)。 4 人防通風(fēng)系統(tǒng)：人防風(fēng)機(jī)。 空氣動力噪聲：空氣動力噪聲： 渦流噪聲渦流噪聲 旋轉(zhuǎn)噪聲旋轉(zhuǎn)噪聲 機(jī)械噪聲：機(jī)械噪聲： 軸承噪音軸承噪音 旋轉(zhuǎn)部件不平衡產(chǎn)生的噪聲旋轉(zhuǎn)部件不平衡產(chǎn)生的噪聲 附加噪聲附加噪聲：風(fēng)道管件因風(fēng)速過大而產(chǎn)生附加的噪聲，也叫氣風(fēng)道管件因風(fēng)速過大而產(chǎn)生附加的噪聲，也叫氣 流噪聲。風(fēng)速越大，其噪聲也越大。流噪聲。風(fēng)速越大，其噪聲也越大。 故集中空調(diào)系統(tǒng)：采用故集中空調(diào)系統(tǒng)：采用低風(fēng)速低風(fēng)速系統(tǒng)，風(fēng)速控

2、制在系統(tǒng)，風(fēng)速控制在8 8m/sm/s以下。以下。 噪聲評價曲噪聲評價曲 線號數(shù)線號數(shù) N N 與聲級與聲級 計計 A A 檔讀數(shù)檔讀數(shù) LA LA 間的關(guān)系為間的關(guān)系為 N = N = LA LA 5 5 。 風(fēng)機(jī)噪聲控制技術(shù)FIG1-7 風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因：風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因： ：葉輪高速：葉輪高速 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)沖擊壓力波沖擊壓力波 、渦流、渦流噪噪 聲聲壓力壓力、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速Lw ：回轉(zhuǎn)體不：回轉(zhuǎn)體不 平衡、軸承磨損、葉片剛性不平衡、軸承磨損、葉片剛性不 夠夠振動振動噪聲噪聲 ：電動機(jī)內(nèi)發(fā)出的：電動機(jī)內(nèi)發(fā)出的 噪聲噪聲 管道風(fēng)機(jī)噪聲源管道風(fēng)機(jī)噪聲源 出口噪聲源出口噪聲源 進(jìn)口噪聲進(jìn)口噪聲 管道

3、輻射噪聲源管道輻射噪聲源 風(fēng)機(jī)噪聲源風(fēng)機(jī)噪聲源特點特點： 多聲源多聲源與安裝方式等有關(guān)與安裝方式等有關(guān) 指向性指向性當(dāng)聲源比波長大得當(dāng)聲源比波長大得 多多,指向性較強(qiáng)指向性較強(qiáng)/反之可作為點反之可作為點 源，各向相同，無方向性。源，各向相同，無方向性。 建筑聲學(xué)設(shè)計FIG-61 在通風(fēng)空調(diào)所用的風(fēng)機(jī)中，按照風(fēng)機(jī)大小和構(gòu)造不同，噪在通風(fēng)空調(diào)所用的風(fēng)機(jī)中，按照風(fēng)機(jī)大小和構(gòu)造不同，噪 聲頻率大約在聲頻率大約在 200 800Hz （即主要噪聲處于低頻范圍內(nèi)）。（即主要噪聲處于低頻范圍內(nèi)）。 在缺乏實測數(shù)據(jù)時，某一風(fēng)機(jī)在缺乏實測數(shù)據(jù)時，某一風(fēng)機(jī) 的聲功率級可按下式估算的聲功率級可按下式估算 式中：式中

4、： L 通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量， m 3/ h ; H 通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓（全壓）通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓（全壓）, Pa 。 空調(diào)系統(tǒng)中的主要噪聲源是通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的噪聲主要空調(diào)系統(tǒng)中的主要噪聲源是通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的噪聲主要 與葉片形式、片數(shù)、風(fēng)量，風(fēng)壓等參數(shù)有關(guān)。風(fēng)機(jī)噪聲是由與葉片形式、片數(shù)、風(fēng)量，風(fēng)壓等參數(shù)有關(guān)。風(fēng)機(jī)噪聲是由 葉片上紊流而引起的寬頻帶的氣流噪聲以及相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)噪聲，葉片上紊流而引起的寬頻帶的氣流噪聲以及相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)噪聲， 后者可由轉(zhuǎn)數(shù)和葉片數(shù)確定其噪聲的頻率。后者可由轉(zhuǎn)數(shù)和葉片數(shù)確定其噪聲的頻率。 如果已知風(fēng)機(jī)功率如果已知風(fēng)機(jī)功率 N （kW）和風(fēng)壓）和風(fēng)壓 H（Pa），則可用下式估算：），

5、則可用下式估算： 在求出通風(fēng)機(jī)的聲功率級后，可按下式計算通風(fēng)機(jī)各頻帶聲功在求出通風(fēng)機(jī)的聲功率級后，可按下式計算通風(fēng)機(jī)各頻帶聲功 率級（率級（ Lw ）Hz : 風(fēng)機(jī)聲功率的計算都是指風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)聲功率的計算都是指風(fēng)機(jī) 在額定效率范圍內(nèi)工作時的情在額定效率范圍內(nèi)工作時的情 況。如果風(fēng)機(jī)在低效率下工作，況。如果風(fēng)機(jī)在低效率下工作， 則產(chǎn)生的噪聲遠(yuǎn)比計算的要大。則產(chǎn)生的噪聲遠(yuǎn)比計算的要大。 通風(fēng)機(jī)各頻帶聲功率級修正值通風(fēng)機(jī)各頻帶聲功率級修正值 噪聲的自然衰減：噪聲的自然衰減：噪聲通過風(fēng)管系統(tǒng)后，由于摩擦、風(fēng)管截面的突然 擴(kuò)大或縮小以及聲波反射等原因，會產(chǎn)生衰減，這種衰減稱為噪聲的自然衰 減。 1）由于流

6、動空氣對管壁的摩擦，使部分聲能轉(zhuǎn)換成熱能； 2）由于在系統(tǒng)部件（風(fēng)道變截面、支路、彎頭等）處有部分聲能被反 射； 機(jī)理：吸收、反射、透射到管外 一、噪聲在風(fēng)管內(nèi)的自然衰減一、噪聲在風(fēng)管內(nèi)的自然衰減 （1）直管的噪聲衰減）直管的噪聲衰減 當(dāng)風(fēng)管粘貼有保溫材料時低頻噪聲的減聲量可增加一倍。當(dāng)風(fēng)管粘貼有保溫材料時低頻噪聲的減聲量可增加一倍。 （2）彎頭的噪聲衰減）彎頭的噪聲衰減 （3）三通的噪聲衰減）三通的噪聲衰減 當(dāng)管道當(dāng)管道 分支時，聲能基本上按比例地分分支時，聲能基本上按比例地分 給各個支管。給各個支管。 自主管到任一支管的三通噪聲衰自主管到任一支管的三通噪聲衰 減量可按下式計算：減量可按下式

7、計算： 式中式中 F0 三通分支處全部支管的三通分支處全部支管的 截面積之和，截面積之和， m 2 ; F 計算支管的截面積，計算支管的截面積， m 2 。 （4）變徑管的噪聲衰減）變徑管的噪聲衰減 膨脹比膨脹比 m=F2/F1 風(fēng)機(jī)的聲功率并非全沿著管風(fēng)機(jī)的聲功率并非全沿著管 道由末端輻射入房間內(nèi)，在從風(fēng)道由末端輻射入房間內(nèi)，在從風(fēng) 口到房間的突擴(kuò)過程中，口到房間的突擴(kuò)過程中，一部分一部分 由于房間內(nèi)的內(nèi)壁、家具和設(shè)備由于房間內(nèi)的內(nèi)壁、家具和設(shè)備 等的吸聲作用等的吸聲作用; ;有一部分聲功率有一部分聲功率 是反射回去的，反射回去的聲功是反射回去的，反射回去的聲功 率與風(fēng)口的尺寸和頻率有關(guān)。率

8、與風(fēng)口的尺寸和頻率有關(guān)。 （5）風(fēng)口反射的噪聲衰減）風(fēng)口反射的噪聲衰減 噪聲在風(fēng)管內(nèi)的自然衰減噪聲在風(fēng)管內(nèi)的自然衰減 空氣進(jìn)入室內(nèi)噪聲的衰減空氣進(jìn)入室內(nèi)噪聲的衰減 （風(fēng)口聲功率級與室內(nèi)聲壓級的轉(zhuǎn)換）（風(fēng)口聲功率級與室內(nèi)聲壓級的轉(zhuǎn)換） 從風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)的噪聲（聲功率級從風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)的噪聲（聲功率級 Lw），由于房間內(nèi)壁、頂棚、），由于房間內(nèi)壁、頂棚、 家具和設(shè)備的吸聲，還會再一次被衰減。此衰減量反映了進(jìn)入家具和設(shè)備的吸聲，還會再一次被衰減。此衰減量反映了進(jìn)入 室內(nèi)的聲功率級室內(nèi)的聲功率級 與造成人耳（或測點）感覺到的聲壓級之間的與造成人耳（或測點）感覺到的聲壓級之間的 差值。差值。 風(fēng)口的聲功率級

9、風(fēng)口的聲功率級 Lw 與室內(nèi)的聲壓級與室內(nèi)的聲壓級 LP 之間存在以下關(guān)系之間存在以下關(guān)系： L值既反映了聲功率級與聲壓級的轉(zhuǎn)換，又反映了室內(nèi)噪聲值既反映了聲功率級與聲壓級的轉(zhuǎn)換，又反映了室內(nèi)噪聲 的衰減。的衰減。 或或 空氣進(jìn)入室內(nèi)噪聲的衰減空氣進(jìn)入室內(nèi)噪聲的衰減 空氣進(jìn)入室內(nèi)噪聲的衰減空氣進(jìn)入室內(nèi)噪聲的衰減 消聲器消聲量的確定消聲器消聲量的確定 DV=0.48 F/F0=0.53 0.42F 測 點 63 Hz 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz 8000 Hz A 聲級 dB 測點位置 172.377.284.483.484.281.

10、472.173.588.2空調(diào)機(jī)組 270.280.487.484.784.482.172.574.688.7空調(diào)機(jī)房窗戶處 377.876.97977.379.276.969.362.982.5空調(diào)給水泵處 474.27574.973.970.668.670.170.378.4冷卻塔進(jìn)風(fēng)口 579.875.176.277.670.463.964.562.576.4冷卻塔出風(fēng)口噪聲 測點 編號 測點位置治理前 dB(A) 治理后 dB(A) 降噪量 dB(A) 1宿舍樓一單元 1、 2 樓間樓梯平臺 62.751.011.7 2宿舍樓一單元 2、 3 樓間樓梯平臺 63.452.810.6 3

11、宿舍樓一單元 3、 4 樓間樓梯平臺 64.053.510.5 4宿舍樓一單元 4、 5 樓間樓梯平臺 64.954.110.8 降低空調(diào)系統(tǒng)噪聲的主要措施是：合理選擇風(fēng)機(jī)類型，并降低空調(diào)系統(tǒng)噪聲的主要措施是：合理選擇風(fēng)機(jī)類型，并 使風(fēng)機(jī)的正常工作點接近其最高效率點；風(fēng)道內(nèi)風(fēng)速不宜使風(fēng)機(jī)的正常工作點接近其最高效率點；風(fēng)道內(nèi)風(fēng)速不宜 8m / s 。此外，轉(zhuǎn)動設(shè)備（風(fēng)機(jī)、泵）均應(yīng)考慮防振隔聲措施。此外，轉(zhuǎn)動設(shè)備（風(fēng)機(jī)、泵）均應(yīng)考慮防振隔聲措施。 消聲器是由吸聲材料按不同的消聲原理設(shè)計成的構(gòu)件，根消聲器是由吸聲材料按不同的消聲原理設(shè)計成的構(gòu)件，根 據(jù)不同消聲原理可分為阻性型、共振型、膨脹型和復(fù)合型

12、據(jù)不同消聲原理可分為阻性型、共振型、膨脹型和復(fù)合型 等多種。等多種。 一、阻性型消聲器一、阻性型消聲器 阻性型消聲器利用布置在管內(nèi)壁的吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)，依阻性型消聲器利用布置在管內(nèi)壁的吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)，依 靠吸聲材料的孔隙，使聲波在其中引起空氣和材料振動而產(chǎn)靠吸聲材料的孔隙，使聲波在其中引起空氣和材料振動而產(chǎn) 生摩擦及黏滯阻力，將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收，使沿管道生摩擦及黏滯阻力，將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收，使沿管道 傳播的噪聲迅速衰減。傳播的噪聲迅速衰減。 阻性型消聲器對中、高頻噪聲的消聲效果較好阻性型消聲器對中、高頻噪聲的消聲效果較好 影響阻性消聲器性能的因素有：吸影響阻性消聲器性能的因素

13、有：吸 聲材料的種類、吸聲層厚度及密度、聲材料的種類、吸聲層厚度及密度、 氣流通道斷面形狀及大小、氣流速氣流通道斷面形狀及大小、氣流速 度及消聲器長度。度及消聲器長度。 吸聲材料的吸聲性能用吸聲材料的吸聲性能用吸聲系數(shù)吸聲系數(shù) 來表示，它是材料吸收的聲能來表示，它是材料吸收的聲能 與入射聲能的比值，吸聲系數(shù)越與入射聲能的比值，吸聲系數(shù)越 大，吸聲性能越好。大，吸聲性能越好。 阻性消聲器有管式、片式、格式阻性消聲器有管式、片式、格式 （蜂窩式）、折板式、聲流式、（蜂窩式）、折板式、聲流式、 小室式以及彎頭等。小室式以及彎頭等。 阻性型消聲器阻性型消聲器 如圖穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，通過管道上開孔并與

14、共振腔相連如圖穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，通過管道上開孔并與共振腔相連 接。穿孔板小孔孔頸處的空氣柱和空腔內(nèi)的空氣構(gòu)成了一個共振接。穿孔板小孔孔頸處的空氣柱和空腔內(nèi)的空氣構(gòu)成了一個共振 吸聲結(jié)構(gòu)。當(dāng)外界噪聲的頻率和此共振吸聲結(jié)構(gòu)的固有頻率相同吸聲結(jié)構(gòu)。當(dāng)外界噪聲的頻率和此共振吸聲結(jié)構(gòu)的固有頻率相同 時，引起小孔孔頸處空氣柱強(qiáng)烈共振，空氣柱和頸壁劇烈摩擦，時，引起小孔孔頸處空氣柱強(qiáng)烈共振，空氣柱和頸壁劇烈摩擦， 從而消耗了聲能，達(dá)到消聲效果。共振型消聲器具有較強(qiáng)的頻率從而消耗了聲能，達(dá)到消聲效果。共振型消聲器具有較強(qiáng)的頻率 選擇性，即有效的頻率范圍很窄，一般用以消除低頻噪聲。選擇性，即有效的頻率范圍很窄

15、，一般用以消除低頻噪聲。 二、共振型消聲器二、共振型消聲器 三、膨脹型消聲器三、膨脹型消聲器 膨脹型消聲器是管和室的組合，膨脹型消聲器是管和室的組合， 即小室與管子相連。利用管道內(nèi)即小室與管子相連。利用管道內(nèi) 截面的突變，使沿管道傳播的聲截面的突變，使沿管道傳播的聲 波向聲源方向反射回去，而起到波向聲源方向反射回去，而起到 消聲作用，對消除低頻有一定效消聲作用，對消除低頻有一定效 果。但一般要管截面變化果。但一般要管截面變化 4 倍以倍以 上（甚至上（甚至 10 倍）才較為有效。倍）才較為有效。 四、復(fù)合型消聲器四、復(fù)合型消聲器 （又稱寬頻帶消聲器（又稱寬頻帶消聲器） 集中阻性型和共振型或膨脹

16、型集中阻性型和共振型或膨脹型 消聲器的優(yōu)點消聲器的優(yōu)點 五、其他類型消聲器五、其他類型消聲器 1、消聲彎頭、消聲彎頭 當(dāng)機(jī)房地方窄小或?qū)υ薪ㄖ倪M(jìn)消聲措施時，可以在彎頭當(dāng)機(jī)房地方窄小或?qū)υ薪ㄖ倪M(jìn)消聲措施時，可以在彎頭 上進(jìn)行消聲處理而達(dá)到消聲的目的。上進(jìn)行消聲處理而達(dá)到消聲的目的。 2、消聲靜壓箱、消聲靜壓箱 在風(fēng)機(jī)出口處在風(fēng)機(jī)出口處 或在空氣分布器前或在空氣分布器前 設(shè)置靜壓箱并貼以設(shè)置靜壓箱并貼以 吸聲材料，既可起吸聲材料，既可起 到穩(wěn)定氣流的作用到穩(wěn)定氣流的作用 又可起到消聲器的又可起到消聲器的 作用。作用。 消聲靜壓箱的消聲靜壓箱的 消聲量與材料的吸消聲量與材料的吸 聲能力、箱內(nèi)

17、面積聲能力、箱內(nèi)面積 和出口側(cè)風(fēng)道的面和出口側(cè)風(fēng)道的面 積等因素有關(guān)。積等因素有關(guān)。 其他類型消聲器其他類型消聲器 為了減少和避免噪聲源對周圍環(huán)境的影響，消聲器應(yīng)設(shè)在接近為了減少和避免噪聲源對周圍環(huán)境的影響，消聲器應(yīng)設(shè)在接近 聲源的位置，通常應(yīng)布置在靠近機(jī)房的氣流穩(wěn)定管段上，與風(fēng)聲源的位置，通常應(yīng)布置在靠近機(jī)房的氣流穩(wěn)定管段上，與風(fēng) 機(jī)出入口、彎頭、三通等的距離宜大于機(jī)出入口、彎頭、三通等的距離宜大于 4 5 倍風(fēng)管直徑或當(dāng)倍風(fēng)管直徑或當(dāng) 量直徑；當(dāng)消聲器直接布置在機(jī)房內(nèi)時，消聲器、檢查門及消量直徑；當(dāng)消聲器直接布置在機(jī)房內(nèi)時，消聲器、檢查門及消 聲后的風(fēng)管，應(yīng)具有良好的隔聲能力。風(fēng)機(jī)的送風(fēng)管

18、段和吸入聲后的風(fēng)管，應(yīng)具有良好的隔聲能力。風(fēng)機(jī)的送風(fēng)管段和吸入 段均可引起噪聲傳遞，因此在其正壓送風(fēng)段和負(fù)壓吸入段均應(yīng)段均可引起噪聲傳遞，因此在其正壓送風(fēng)段和負(fù)壓吸入段均應(yīng) 采取消聲措施。在有些情況下，如系統(tǒng)所需的消聲量較大或不采取消聲措施。在有些情況下，如系統(tǒng)所需的消聲量較大或不 同房間的允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)不同時，也可以在總管和支管上分段設(shè)同房間的允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)不同時，也可以在總管和支管上分段設(shè) 置消聲器。置消聲器。 六、消聲器的選擇與布置六、消聲器的選擇與布置 對對中、高頻噪聲源中、高頻噪聲源，宜采用，宜采用阻性或復(fù)合型消聲器阻性或復(fù)合型消聲器；對于；對于低、中低、中 頻頻噪聲源，宜采用共振型消聲

19、器、膨脹型消聲器等噪聲源，宜采用共振型消聲器、膨脹型消聲器等抗性消聲器抗性消聲器； 對于對于脈動低頻脈動低頻噪聲源、噪聲源、變頻帶變頻帶噪聲源，宜采用噪聲源，宜采用抗性抗性或微穿孔板或微穿孔板 阻抗阻抗復(fù)合式復(fù)合式消聲器。消聲器。 空調(diào)系統(tǒng)的噪聲除了通過空氣傳播到室內(nèi)外，還能通過建筑空調(diào)系統(tǒng)的噪聲除了通過空氣傳播到室內(nèi)外，還能通過建筑 物的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)進(jìn)行傳播。物的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)進(jìn)行傳播。 削弱由機(jī)器傳給基礎(chǔ)的振動，是用消除它們之間的剛性連接削弱由機(jī)器傳給基礎(chǔ)的振動，是用消除它們之間的剛性連接 來達(dá)到的。即在振源和它的基礎(chǔ)之間安設(shè)避振構(gòu)件，可使從來達(dá)到的。即在振源和它的基礎(chǔ)之間安設(shè)避振構(gòu)件，可使從

20、振源傳到基礎(chǔ)的振動得到一定程度的減弱，進(jìn)而減弱振動引振源傳到基礎(chǔ)的振動得到一定程度的減弱，進(jìn)而減弱振動引 起的彈性波沿建筑結(jié)構(gòu)傳到其他房間中去的固體聲。起的彈性波沿建筑結(jié)構(gòu)傳到其他房間中去的固體聲。 一、基本概念一、基本概念 振動的隔離分積極隔振和消極隔振兩種方式。隔離振動源的振動的隔離分積極隔振和消極隔振兩種方式。隔離振動源的 振動向基礎(chǔ)的傳遞稱為振動向基礎(chǔ)的傳遞稱為積極隔振積極隔振，隔離基礎(chǔ)的振動向周圍其，隔離基礎(chǔ)的振動向周圍其 他物體或結(jié)構(gòu)的傳遞，稱他物體或結(jié)構(gòu)的傳遞，稱消極隔振消極隔振。 隔振器的隔振效果通常以振動傳遞率隔振器的隔振效果通常以振動傳遞率 T 表示，也稱之為隔振表示，也稱

21、之為隔振 系數(shù)或隔振效率。系數(shù)或隔振效率。 振動傳遞率振動傳遞率表示振動作用于機(jī)組的總力中有多少部分是經(jīng)表示振動作用于機(jī)組的總力中有多少部分是經(jīng) 過隔振系統(tǒng)傳給支承結(jié)構(gòu)的。過隔振系統(tǒng)傳給支承結(jié)構(gòu)的。T 愈小，隔振效果越好。愈小，隔振效果越好。 式中式中 f振源（機(jī)組）的振動頻率振源（機(jī)組）的振動頻率, Hz; f0 彈性減振支座的固有頻率（自然頻率）彈性減振支座的固有頻率（自然頻率）, Hz 。 f / f0 值越大，則值越大，則 T 越小，即隔振愈好。越小，即隔振愈好。 當(dāng)當(dāng) f = f0 時，時， T 值無窮大，即系統(tǒng)產(chǎn)值無窮大，即系統(tǒng)產(chǎn) 生共振，機(jī)組傳給基礎(chǔ)的力有很大的生共振，機(jī)組傳給基礎(chǔ)的力有很大的 增加。增加。 基本概念基本概念 只有在只有在 以上時，隔振器才起以上時，隔振器才起 到隔振作用。到隔振作用。 0 /2ff 在設(shè)計隔振時，首先應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)確定其減振標(biāo)準(zhǔn)，