如何有效降低空调新风机组噪音污染

2020-06-24 09:07:12 已有：0 人访问

　　声音的本质是空气振动，是声源产生的周期性振动压缩其周围的空气，使空气产生疏密相间的压缩、膨胀运动，就是声波。

　　以风机为例，电机将电能转换为机械能传递给风机，风机只利用了其中的50~60%能量把空气吸入、排出;其余的机械能因摩擦、撞击、切割转换为热量、机械振动和声波。所以，声音是空气振动的机械能。

　　人的耳朵能听见的声音的大小用声强这个物理量表示。声强就是声音的强度，声强大就是声音响、动静大。耳朵很好的人可以感觉到的最小声强是10-12W/m2(可闻阈)，而声音大到令人感觉痛苦的极限声强是100W/m2(痛阈)，相差了1014倍。耳朵感觉的当然不是功率，其实是声波的压力。

　　声压

　　声强是很难测量的，所以通常使用声压来表示声强的大小。人耳朵可以感知的声压从20μPa到200Pa(普通人能感知的最小声压大约是60μPa)，相差107倍。由于声强与声压的平方呈正比，我们以20μPa作参考，用声压与20μPa的比值的平方来代替声强，这就是“声压级”，声压高低相差也是1014倍。

　　数值相差太大，甭说手指头、脚趾头数不过来，算盘和计算器也不够用。为了表达方便，采用声压与20μPa的比值的平方的对数来表示声压级，单位称为分贝dB。公式就是：

　　Lp = 20 log (P/ P0) 2 re 20μPa dB

　　P0就是20μPa。

　　大家别怕，对数是初中学的，在我们暖通专业就算是高等数学了。

　　吓人吧，摇滚乐队可以产生6Pa的压力。

　　频率

　　人的耳朵除了能感知声压外，还能感知声音的频率。人耳朵(实际上是大脑和耳朵)能感知的频率是20Hz到20,000Hz，不过多数人能听到16,000Hz就不错了。如果听力测试时，只能听到10,000Hz以下的，就得去看病了，很可能是脑子主管运动的区域出事儿了。

　　我们平时听到的声音都不是单一频率的(单调)，是由很多不同频率的声音组成的，称为声音的频谱。

　　低频段：30~150Hz;

　　中低频：150~500Hz;

　　中高频段：500~5000Hz;

　　高频段：5000~20kHz。

　　一般人声音的频率范围是：

　　男低音82～392Hz;

　　男中音123～493Hz;

　　男高音164～698Hz;

　　女低音82～392Hz;

　　女中音123～493Hz;

　　女高音220～1.1kHz。

　　通常人说话时的频率集中在100~500Hz。

　　空调设备的噪声的主要频率范围如下：

　　不难发现，风机、水泵、冷机产生的噪声与人说话的频率重合度比较高，而且它们的声音很强，所以当我们在机房里与人交谈感觉很费劲。

　　噪声评价

　　歌声是悦耳的，而噪声是令人讨厌的。噪声以两种方式来烦人，一种是靠响动，另一种是靠频率。特别大的声音吓人，可能损失听力;特别小的声音如果一直哼哼、嗡嗡，则很烦人。所以，评价一个环境的噪声不仅要“看”总的声压级大小，而且还要“看”不同频率的声压级的大小。于是，有人搞出来了一组基于不同频率的等响曲线。

　　可以发现，人对低频的声压级感觉要弱一些，而对2000~5000Hz的声音敏感。于是，有人根据这种响应曲线设计出声级计。

　　声级计分A、B、C三个档位。每个档位对不同频率的声压级进行了加减处理不同，各自得到一个计权后的分贝值。A档对500Hz以下衰减的比较大，而C当对各频率衰减的比较小。B档现在没人使用了。

　　A声级是在模拟人对“噪声响度”的感觉;而且，A声级同人耳的听力损伤程度也能够对应的很好，即A声级越高，损伤也越严重。

　　不过需要指出，很多人误认为A档声级很好地反映了人对噪声的感觉。其实，它只反映了我们对响度的感觉，不没有体现我们对不同频率的好恶程度。很多场合下测量的A档噪声只有40dB，可是低频的轰轰声虽然感觉不大，但是很烦人。所以，在室内受到低频噪声污染的情况下，仅采用A声级作为评价量往往并不能有效地反映受影响者所受到的侵扰。

　　A声级应该比较适合室外环境噪声的评价，可是，我国不少建筑标准采用A声级要求室内环境噪声，这是不太正确的。而设计单位也偷懒，只标A档噪声分贝值要求。

　　室内的噪声应该采用NR(Noise rating)、NC(Noise criteria)、RC(Room criteria)曲线评价，它们不仅评价响度，而且评价“音质”。NR在我们的手册和教科书里都有。粗略说，NR级= A读数 – 5 dB。比如声级计A档测量40dB，可以大致认为NR35。但是，前面说了A档声级不适合评价室内，所以它是不准确的，出现纠纷时，不能以此去打官司的。

　　例如，地下室水泵房通过结构传声对一楼房间产生干扰，A声级为39.7dB(A)，没有超出该类区夜间室内环境噪声40dB(A)的标准，但125Hz中心频率点的声压级55.8dB，超出了噪声评价NR数35对应的声压级。从而判定存在低频噪声污染。

　　欧美不使用NR，而是使用NC比较多，两者差不多，NC值比NR略大一点点。我猜可能是欧美人耳朵要背一些吧。NC和NR可以用来评价设备噪声。大家能看到，老美大厂家的VAV的样本里厚厚的都是噪声数据。

　　NR和NC的不足是没有评价低于63Hz的声音。可是，这非常可能是设备低频污染的范围。所以，RC出现了，它可以评价低频。不过，RC只用于评价房间。

　　消声

　　空调系统的噪声源不少，冷机、水泵、风机、冷却塔、风机盘管都不是省油的灯。所以，搞空调的人要懂点消声方法。下面，以空调机组为例说说吧。

　　空调机组风机产生的噪声进入室内有如下几个途径：

　　通过送风道和回风道传递;

　　通过机箱传出的噪声，透过机房隔墙传递;

　　机组振动透过地板传递。

　　此外，空调风道、风阀和风口风速过高，也会产生噪声，与风机噪声叠加。

　　降低空调机组的噪声，可以在机组里或风道上安装消声器。消声器有阻性消声和抗性消声两类。

　　阻性消声采用多孔吸声材料，如离心玻璃棉，声波接触吸声材料的小孔里后，靠摩擦把声波振动耗散了。为了增加吸声效果，材料的孔多是贯通的，与闭孔的保温材料不同。阻性消声对中高频有比较好的消声效果，对低频效果比较差。

　　抗性消声器是开孔金属板外包空腔做成的，声波钻进空腔，在小孔处产生共振，从而消耗声波能量。它对低频消声效果比较好，不过消声频段比较窄，是针对某一频段设计制作的。

　　风道上的消音器一定要在送风和回风都安装。有的人误以为噪声只能顺着送风传递。错!要知道，声波的速度是344m/s。除非风道风速超音速，否则风机噪声会从送风和回风双向进入室内。

　　除了空调系统上想办法，建筑、装修专业也要动脑筋。比如，机组的基础可以重一些，机房的隔墙和门要厚重且安装消声材料。

　　办公楼项目老板房间的噪声问题。这些老板的办公室都在大楼的最顶层，可能办公室主任是想让老板站得高，看得远，老板也想找一找一览众山小、登峰造极的感觉。可是，哪料到空调设计师不理会这些马屁精和老大的心理。屋顶上摆了一堆冷却塔、空调机组、排风机，噪声通过机组振动和风道骚扰老板;不仅如此，为了不让领导夏天热着，风机盘管选大号的。结果，老板间成了楼里噪声最大的房间。

　　目前，绝大多数工程项目是不进行噪声计算的。不过，对于象剧院、播音室这样的场合，拍脑袋是不好使的。对于房间周围楼内楼外有比较大的噪声源的地方，拍也是不行的。建筑设计单位应该对噪声污染可能比较严重的房间进行必要的噪声计算，以确定消声措施是否能满足房间要求。