空调系统的消声与减振

1、空气动力噪声：空气动力噪声：涡流噪声涡流噪声旋转噪声旋转噪声机械噪声：机械噪声：轴承噪音轴承噪音旋转部件不平衡产生的噪声旋转部件不平衡产生的噪声附加噪声附加噪声：风道管件因风速过大而产生附加的噪声，也叫气风道管件因风速过大而产生附加的噪声，也叫气流噪声。风速越大，其噪声也越大。流噪声。风速越大，其噪声也越大。故集中空调系统：采用故集中空调系统：采用低风速低风速系统，风速控制在系统，风速控制在8 8m/sm/s以下。以下。 噪声评价曲噪声评价曲线号数线号数 N N 与声级与声级计计 A A 档读数档读数 LA LA 间的关系为间的关系为 N = N = LA LA 5 5 。风机噪声控制技术FI

2、G1-7风机噪声产生的原因：风机噪声产生的原因：叶轮高速：叶轮高速旋转旋转冲击压力波冲击压力波 、涡流、涡流噪噪声声压力压力、转速、转速Lw：回转体不：回转体不平衡、轴承磨损、叶片刚性不平衡、轴承磨损、叶片刚性不够够振动振动噪声噪声 ：电动机内发出的：电动机内发出的噪声噪声管道风机噪声源管道风机噪声源 出口噪声源出口噪声源进口噪声进口噪声管道辐射噪声源管道辐射噪声源风机噪声源风机噪声源特点特点：多声源多声源与安装方式等有关与安装方式等有关指向性指向性当声源比波长大得当声源比波长大得多多,指向性较强指向性较强/反之可作为点反之可作为点源，各向相同，无方向性。源，各向相同，无方向性。建筑声学设计F

3、IG-61 在通风空调所用的风机中，按照风机大小和构造不同，噪在通风空调所用的风机中，按照风机大小和构造不同，噪声频率大约在声频率大约在 200 800Hz （即主要噪声处于低频范围内）。（即主要噪声处于低频范围内）。在缺乏实测数据时，某一风机在缺乏实测数据时，某一风机的声功率级可按下式估算的声功率级可按下式估算式中：式中：L 通风机的风量，通风机的风量， m 3/ h ; H 通风机的风压（全压）通风机的风压（全压）, Pa 。 空调系统中的主要噪声源是通风机。通风机的噪声主要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。风机噪声是由与叶片形式、片数

4、、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，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。后者可由转数和叶片数确定其噪声的频率。如果已知风机功率如果已知风机功率 N （kW）和风压）和风压 H（Pa），则可用下式估算：），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（率级（ Lw ）Hz :风机声功率的计算都是指风机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，

5、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。则产生的噪声远比计算的要大。通风机各频带声功率级修正值通风机各频带声功率级修正值 噪声的自然衰减：噪声的自然衰减：噪声通过风管系统后，由于摩擦、风管截面的突然扩大或缩小以及声波反射等原因，会产生衰减，这种衰减称为噪声的自然衰减。 1）由于流动空气对管壁的摩擦，使部分声能转换成热能； 2）由于在系统部件（风道变截面、支路、弯头等）处有部分声能被反射； 机理：吸收、反射、透射到管外一、噪声在风管内的自然衰减一、噪声在风管内的自然衰减（1）直管的噪声衰减）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。当风管粘贴有保温材料时低频

6、噪声的减声量可增加一倍。（2）弯头的噪声衰减）弯头的噪声衰减（3）三通的噪声衰减）三通的噪声衰减 当管道当管道分支时，声能基本上按比例地分分支时，声能基本上按比例地分给各个支管。给各个支管。自主管到任一支管的三通噪声衰自主管到任一支管的三通噪声衰减量可按下式计算：减量可按下式计算：式中式中 F0 三通分支处全部支管的三通分支处全部支管的截面积之和，截面积之和， m 2 ; F 计算支管的截面积，计算支管的截面积， m 2 。（4）变径管的噪声衰减）变径管的噪声衰减膨胀比膨胀比 m=F2/F1 风机的声功率并非全沿着管风机的声功率并非全沿着管道由末端辐射入房间内，在从风道由末端辐射入房间内，在从

7、风口到房间的突扩过程中，口到房间的突扩过程中，一部分一部分由于房间内的内壁、家具和设备由于房间内的内壁、家具和设备等的吸声作用等的吸声作用; ;有一部分声功率有一部分声功率是反射回去的，反射回去的声功是反射回去的，反射回去的声功率与风口的尺寸和频率有关。率与风口的尺寸和频率有关。（5）风口反射的噪声衰减）风口反射的噪声衰减噪声在风管内的自然衰减噪声在风管内的自然衰减 空气进入室内噪声的衰减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）（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（声功率级从风口进入室内的噪声（声功率级 Lw），由于房间内壁、顶棚、），由于房间内壁、顶棚、家具

8、和设备的吸声，还会再一次被衰减。此衰减量反映了进入家具和设备的吸声，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与造成人耳（或测点）感觉到的声压级之间的差值。差值。风口的声功率级风口的声功率级 Lw 与室内的声压级与室内的声压级 LP 之间存在以下关系之间存在以下关系：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。的衰减。或或空气进入室内噪声的衰减空气进入室内噪声的衰减空气进入室内噪声的衰减空气进入室内噪声的衰减消声器消声量的确定消声器消声量的确定DV=0.48F/F0

9、=0.530.42F 降低空调系统噪声的主要措施是：合理选择风机类型，并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。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。等多种。一、阻性型消声器一、阻性型消声器阻性型消声器利用

10、布置在管内壁的吸声材料或吸声结构，依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。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对中、高频噪声的消声效果较好影响阻性消声器性能的因素有：吸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、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、气流速气流通道断面形状及大小、气流速

11、度及消声器长度。度及消声器长度。吸声材料的吸声性能用吸声材料的吸声性能用吸声系数吸声系数来表示，它是材料吸收的声能来表示，它是材料吸收的声能与入射声能的比值，吸声系数越与入射声能的比值，吸声系数越大，吸声性能越好。大，吸声性能越好。阻性消声器有管式、片式、格式阻性消声器有管式、片式、格式（蜂窝式）、折板式、声流式、（蜂窝式）、折板式、声流式、小室式以及弯头等。小室式以及弯头等。阻性型消声器阻性型消声器 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接。穿孔板小孔孔颈处的空气柱和空腔

12、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，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。选择性，即有效的频率范围很窄，一般用以消除低频噪声。二、共振型消声器二、共振型消声器三、膨胀型消声器三、膨胀型消声器膨胀型消声器是管和室的组合，膨胀型消声器是管和室的组合，即小室与管子相连。

13、利用管道内即小室与管子相连。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消声作用，对消除低频有一定效果。但一般要管截面变化果。但一般要管截面变化 4 倍以倍以上（甚至上（甚至 10 倍）才较为有效。倍）才较为有效。四、复合型消声器四、复合型消声器（又称宽频带消声器（又称宽频带消声器）集中阻性型和共振型或膨胀型集中阻性型和共振型或膨胀型消声器的优点消声器的优点五、其他类型消声器五、其他类型消声器1、消声弯头、消声弯头当机房地方窄小或对原有建筑改进消声措施时，可以在弯头当机房地方窄小或对原有建

14、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。上进行消声处理而达到消声的目的。2、消声静压箱、消声静压箱 在风机出口处在风机出口处或在空气分布器前或在空气分布器前设置静压箱并贴以设置静压箱并贴以吸声材料，既可起吸声材料，既可起到稳定气流的作用到稳定气流的作用又可起到消声器的又可起到消声器的作用。作用。 消声静压箱的消声静压箱的消声量与材料的吸消声量与材料的吸声能力、箱内面积声能力、箱内面积和出口侧风道的面和出口侧风道的面积等因素有关。积等因素有关。其他类型消声器其他类型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

15、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机出入口、弯头、三通等的距离宜大于 4 5 倍风管直径或当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采取消

16、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。置消声器。六、消声器的选择与布置六、消声器的选择与布置对对中、高频噪声源中、高频噪声源，宜采用，宜采用阻性或复合型消声器阻性或复合型消声器；对于；对于低、中低、中频频噪声源，宜采用共振型消声器、膨胀型消声器等噪声源，宜采用共振型消声器、膨胀型消声器等抗性消声器抗性消声器；对于对于脉动低频脉动低频噪声源、噪声源、变频带变频带噪声源，宜采用噪声源，宜采用抗性抗性或微穿孔板或微穿孔板阻抗阻抗复合式复合式消声器。消声器。空调系统的噪声除了

17、通过空气传播到室内外，还能通过建筑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。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。起的弹性波沿建筑结构传到其他房间中去的固体声。一、基本概念一、基本概念振动的隔离分积极隔振和消极隔振两种方式

18、。隔离振动源的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振动向基础的传递称为积极隔振积极隔振，隔离基础的振动向周围其，隔离基础的振动向周围其他物体或结构的传递，称他物体或结构的传递，称消极隔振消极隔振。隔振器的隔振效果通常以振动传递率隔振器的隔振效果通常以振动传递率 T 表示，也称之为隔振表示，也称之为隔振系数或隔振效率。系数或隔振效率。振动传递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。过隔振系统传给支承结构的。T 愈小，隔振效果越好。愈小，隔振效果越好。式中式中 f振源（机组）的振动频率振源（机组）的振动频率, Hz; f0 弹性减振支座的固有频率（自然频率）弹性减振支座的固有频率（自然频率）, Hz 。f / f0 值越大，则值越大，则 T 越小，即隔振愈好。越小，即隔振愈好。当当 f = f0 时，时， T 值无穷大，即系统产值无穷大，即系统产生共振，机组传给基础的力有很大的生共振，机组传给基础的力有很大的增加。增加。基本概念基本概念只有在只有在 以上时，隔振器才起以上时，隔振器才起到隔振作用。到隔振作用。0/2ff 在设计隔振时，首先应根据工程性质确定其减振标准，即确在设计隔振时，首先应根据工程性质确定其减振标准，即确定传递率定传递率 T 。减振器的材料一定要选用