ISO 51352020 声学 - 通过在混响室中的测量来确定来自空中终端设备 空中终端设备 阻尼器和阀门的噪声声功率水平标准立项发展报告

声学-通过在混响室中的测量来确定来自空中终端设备、空中终端设备、阻尼器和阀门的噪声声功率水平标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:Acoustics—Determinationofsoundpowerlevelsofnoisefromair-terminaldevices,air-terminalunits,dampersandvalvesbymeasurementinareverberationtestroom摘要随着城市化进程的加速和建筑能效要求的提升，暖通空调（HVAC）系统在商业、医疗及高层住宅建筑中扮演着日益重要的角色。其中，空调末端装置、阀门及阻尼器等空气终端设备作为HVAC系统的核心组件，其运行产生的噪声水平直接关乎室内环境质量与人员舒适度。为统一全球范围内此类设备噪声声功率级的测量与评估方法，国际标准化组织（ISO）制定了ISO5135:2020标准。本报告旨在全面解析该标准立项的背景、技术演变、核心内容及其行业影响。报告首先阐述了标准制定的必要性，即各制造商、工程商及用户因测量方法不同导致噪声评估结果存在显著差异，亟需统一规范。其次，详细剖析了ISO5135:2020的核心技术条款，包括混响室的声学要求、测量仪器配置、测试样品的安装与工况设定，以及不同噪声类型（宽带、窄带）下声功率级的计算方法。报告特别强调了该标准相较于早期版本的创新点，如对测量不确定度评估的重视和更严苛的低频噪声修正要求。最后，报告评估了该标准的实施对产品研发、市场准入及建筑声学设计带来的深远影响，并介绍了主要承担单位——美国空调供暖和制冷工业协会（AHRI）在标准修订过程中的技术贡献与行业协调作用。结论指出，ISO5135:2020不仅是实验室测试技术的规范，更是推动全球HVAC行业向低噪音、高品质发展的重要技术基准。关键词ISO5135:2020；声功率级；混响室；空气终端设备；噪声测量；HVAC系统；声学标准；测量不确定度Keywords:ISO5135:2020;SoundPowerLevel;ReverberationTestRoom;Air-terminalDevices;NoiseMeasurement;HVACSystem;AcousticStandard;MeasurementUncertainty正文一、引言在现代建筑环境中，暖通空调（HVAC）系统的声学性能已成为衡量建筑品质和室内环境质量（IAQ）的关键指标之一。空气终端设备（如散流器、格栅、变风量末端VAV箱）、阻尼器及阀门等部件，在输送和调节气流的过程中会产生机械噪声、湍流噪声及再生噪声。这些噪声不仅可能干扰人们的正常办公、休息与学习，严重时还会导致设备故障误判，增加维护成本。然而长期以来，全球范围内对于此类空气终端设备噪声的测量方法存在较大差异。不同国家、不同制造商及第三方实验室采用不同的测试原理、仪器布置和环境条件，导致同一产品的噪声标称值在不同场合下可能相差数分贝。这种不一致性不仅削弱了产品声学数据的技术公信力，也阻碍了先进低噪声产品的国际贸易与工程应用。在此背景下，国际标准化组织声学技术委员会（ISO/TC43）启动了ISO5135标准的修订工作，并最终于2020年发布了最新版本ISO5135:2020。二、标准研发背景与历史沿革ISO5135标准的发展历程是国际声学界应对HVAC行业测试需求演变的缩影。第一版ISO5135于1990年发布，首次确立了在混响室中测量空气终端设备噪声声功率级的基本框架。随着计算机技术与精密测量仪器的发展，以及全球对建筑节能与室内声环境品质要求的提高，原有标准在适应新型低噪声产品、提高测量重复性以及处理复杂声场环境等方面逐渐显现出局限性。例如，早期标准对测量不确定度的表述不够明确，导致不同实验室间比对结果的可接受性存在分歧。此外，随着变频技术的普及，空气终端设备产生的窄带噪声（如电机电磁噪声）及低频辐射噪声日益突出，而原有标准在低频段（低于250Hz）的扩散场条件和修正算法上相对薄弱。同时，市场上涌现出大量采用新材料、新结构的阻尼器和静压箱，这些产品的声学特性（如高频吸声、低频共振）也对混响室的边界条件提出了新挑战。基于以上技术进步与行业痛点，ISO技术委员会决定对标准进行系统性修订。修订工作自2017年启动，期间经过多轮国际间实验室循环比对测试（RoundRobinTest），最终形成了2020版标准，并取代了ISO5135:1998（第三版）。新标准不仅继承了原有的核心测量原理，更在技术细节、数据表达及与国际接轨方面实现了质的飞跃。三、标准核心技术内容解析ISO5135:2020为在混响室中准确测定空气终端设备、末端单元、阻尼器和阀门辐射的气载噪声声功率级提供了标准化程序。其核心内容涵盖以下几个方面：3.1测量原理与环境要求标准明确规定采用间接法进行测量，即在扩散声场（混响室）中，通过测量测试对象运行时的空间平均声压级，结合混响室在该频带内的吸声量（通过混响时间测定），计算出被测设备辐射的声功率级。标准对混响室的体积、形状、扩散体布置以及低频截止频率提出了更为精确的要求。特别是对测试房间的背景噪声有了更严格的限制，要求被测设备运行时的声压级至少比背景噪声高出10dB以上，在低频段（如125Hz及以下）此要求更为苛刻，以确保测量结果的有效性。3.2测试仪器的配置新版标准详细规定了测量系统的组成，包括传声器、前置放大器、统计分析仪以及校准器。要求传声器及电缆系统必须满足IEC61672规定的1级精度要求。特别值得注意的是，标准强调了对传声器风罩的使用要求、多通道同步采集的必要性以及实时频谱分析功能的设置。对于可能产生极低频噪声（如阀门内部流体闪蒸噪声）的设备，标准建议采用至少1/3倍频程带宽进行分析，并在低频部分进行专门的混响时间测量。3.3样品的安装与工况设定这是标准中操作细节最丰富、对测量结果影响最大的部分之一。要求被测空气终端设备必须按照制造商规定的安装方式进行安装（如连接管道、静压箱或直接安装在隔板上），且进气/出气方向、风道长度（通常规定为6倍或10倍管径）必须严格标准化。工况设定方面，标准明确了在额定风量下以及多个低风量点（如80%、60%等）下的测量要求。此外，对于阻尼器和阀门的开度（如全开、半开、接近全关）也规定了相应的测量工况。这一规定确保了不同产品在相同基准条件下进行比较的公平性。3.4噪声类型的处理与计算标准将设备噪声分为稳定宽带噪声、离散频率噪声（单音）以及脉冲噪声。对于宽带噪声，声功率级通过空间平均声压级和房间吸声量计算得出。对于含有显著单音成分的噪声，标准引入了“单音修正”程序，要求在计算总声功率级前，首先识别和量化单音的能量，并单独报告其1/3倍频程声功率级。这一改进对于区分阀门水力噪声与单纯的流动噪声至关重要。3.5测量不确定度的评估这是2020版标准比以往版本最突出的进步。标准要求所有声学实验室必须按照ISO/IECGuide98-3（测量不确定度评定指南，GUM）的方法，评估并报告其测量结果的扩展不确定度（通常包含因子k=2的95%置信水平）。标准附录中提供了典型的不确定度来源（如重复性、再现性、仪器偏差、环境变化等）及其量化方法。这一要求极大地提升了标准数据的可用性和可比性。四、主要参与单位详细介绍：美国空调供暖和制冷工业协会（AHRI）在ISO5135:2020的修订过程中，美国空调供暖和制冷工业协会（AHRI）作为国际标准化组织用户方与产业界的核心代表，发挥了无可替代的引领作用。AHRI是全球领先的HVACR（供暖、空调、制冷和热水）设备制造商行业协会，代表了超过350家会员企业，其制定的AHRI标准在全球尤其是北美市场具有法律与技术双重强制性。协会下设的声学性能认证委员会长期负责空调末端设备、风口及阀门的噪声认证项目。技术贡献：在本次标准修订中，AHRI提供了其成员企业积累的数十万组产品声学测试数据，有力支撑了标准起草组对测量重复性、低频再现性以及不同安装条件影响程度的量化分析。AHRI还组织并主导了北美地区的实验室间比对测试，为确定新版标准中“额定流量下两个同型号样品测量结果允许偏差”这一关键参数提供了实验依据。行业协调角色：AHRI充分利用其行业影响力，在标准修订过程中协调了制造商、工程公司、第三方检测机构以及政府监管机构的不同诉求。例如，针对某些阀门厂商提出的“需增加低流量（如10%设计流量）工况以反映实际运行中部分负荷工况”的建议，AHRI通过组织行业研讨会达成共识，最终使新版标准增加了“部分负荷工况选项”。此外，AHRI推动建立了“简化报告模板”和“电子化数据交换格式”，极大地降低了中小型企业执行标准的成本与门槛。后续影响：自ISO5135:2020发布后，AHRI迅速将其转化为其自身的AHRI220标准（采用ISO5135作为测量方法），并规定自2022年起，所有申请AHRI声学认证的空气终端设备必须采用新版标准进行测试。这一举措直接推动了北美市场产品声学数据的全面升级。同时，AHRI还开发了配套的培训课程和软件工具（如AHRISoundRater），帮助工程师快速理解混响室测量原理并正确解读声功率级数据，从而在建筑设计中更准确地应用这些数值进行房间声压级预测。五、标准的应用价值与行业影响ISO5135:2020的实施具有深远的实际应用价值。对于制造商而言，标准提供了一整套清晰、可执行的测试规范，使得产品开发阶段的声学设计有了明确目标，避免了因测试方法不同而产生的市场争议。对于设计院和工程总包方而言，标准统一了产品铭牌数据的计算依据，使其在进行噪声预测（如采用ISO16032或ISO12354）时，输入参数的可信度大幅提升，从而能够更精确地控制工程投资与降噪效果。对于检测认证机构而言，标准中的不确定度评估要求提升了实验室的公信力，也促进了行业间技术交流与数据互认。从行业趋势来看，全球范围内对建筑室内声环境的关注正从“允许水平”转向“高品质声景”。欧盟、中国等主要经济体已相继出台了更严格的建筑声学规范，如欧盟的能效标签指令（EnergyLabelingDirective）已计划将空调设备的声功率水平纳入能效等级评定。在此背景下，ISO5135:2020作为唯一被广泛接受的测量方法标准，将成为未来产品市场准入、绿色建筑认证（如LEED、BREEAM、中国绿色建筑评价标准）以及政府绿色采购中不可或缺的技术基石。六、结论ISO5135:2020《声学-通过在混响室中的测量来确定来自空中终端设备、空中终端设备、阻尼器和阀门的噪声声功率水平》标准的发布，标志着HVAC系统末端部件噪声测量技术进入了更加精确、更加统一、更具公信力的新纪元。该标准不仅通过修订混响室声场条件、细化测量过程、引入测量不确定度评估等手段，显著提升了测试数据的可靠性和可复现性，更通过明确窄带噪声、单音修正及部分负荷工况等要求，适应了产品技术发展的最新需求。展望未来，随着物联网技术（IoT）和数字孪生技术的普及，HVAC设备将越来越多地集成实时状态监测与噪声控制功能。届时，ISO51