空調(diào)技術(shù) 教學(xué)PPT 作者 付小平 主編 空調(diào)技術(shù)第10章

《空調(diào)技術(shù)》教材配套課件付小平主編機(jī)械工業(yè)出版社出版第10章 空調(diào)系統(tǒng)的消聲與隔振

10.1空調(diào)系統(tǒng)的消聲10.1.1噪聲及其物理量度10.1.2噪聲的評價(jià)、測量和室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)10.1.3噪聲的危害與影響10.1.4空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源及噪聲性質(zhì)10.1.5噪聲的傳播途徑與自然衰減10.1.6空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制措施主要內(nèi)容10.2消聲器10.2.1消聲器的種類10.2.2消聲器的選用與設(shè)置10.3空調(diào)系統(tǒng)的隔振10.3.1設(shè)備和管道振動及隔振措施10.3.2隔振裝置10.3.3設(shè)備基礎(chǔ)隔振裝置的選擇計(jì)算10.3.4設(shè)備基礎(chǔ)隔振裝置的選擇原則與布置主要內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)了解噪聲的評價(jià)、測量和室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)，噪聲的危害與影響，噪聲的傳播途徑與自然衰減，空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源及噪聲性質(zhì)，消聲器的種類，設(shè)備和管道的振動，隔振裝置。掌握消聲器的選用與設(shè)置，設(shè)備基礎(chǔ)隔振裝置的選擇計(jì)算。重點(diǎn)掌握空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制措施，設(shè)備和管道隔振措施，設(shè)備基礎(chǔ)隔振裝置的選擇原則與布置。對于安裝了空調(diào)等建筑設(shè)備的現(xiàn)代建筑，都可能受到空調(diào)、通風(fēng)、給排水、電氣等設(shè)備在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲和振動影響，其中又以空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲和振動影響最大，是使人煩惱、影響人的健康和室內(nèi)環(huán)境舒適性，甚至威脅建筑物安全的因素之一?？照{(diào)系統(tǒng)的消聲與隔振是空調(diào)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容，對減小空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲和振動影響，提高人的舒適感和工作效率，延長建筑物的使用年限有著及其重要的意義?？照{(diào)系統(tǒng)的消聲即噪聲控制，主要應(yīng)從降低噪聲源的噪聲，控制噪聲的傳播和防止噪聲的擴(kuò)散等方面著手，為此需要對噪聲的基本概念和噪聲控制的基本原理有所了解。10.1空調(diào)系統(tǒng)的消聲

10.1.1噪聲及其物理量度從物理學(xué)的觀點(diǎn)看，凡是由各種不同頻率和聲強(qiáng)的聲音雜亂無章地組合在一起的聲音就稱為噪聲，而各種不同頻率和聲強(qiáng)的聲音有規(guī)律的組合則稱為樂聲。從心理學(xué)和生理學(xué)的觀點(diǎn)看，凡使人感到煩躁不安、刺耳、討厭和影響人們工作、學(xué)習(xí)、休息和娛樂的聲音都叫噪聲。有時(shí)即使是一首優(yōu)美的樂曲，對于一個(gè)正在思考問題的人來說，同樣是噪聲。噪聲不只是由聲音的物理性質(zhì)決定，還與人的心理和生理狀態(tài)有關(guān)。

1.聲音(噪聲)的基本概念聲音是由聲源、聲波及聽覺器官的感知三個(gè)環(huán)節(jié)組成的。物體振動使其周圍介質(zhì)分子交替產(chǎn)生密集稀疏狀向外傳播而形成的波動，稱為聲波。聲波在介質(zhì)中的傳播速度稱為聲速c(m/s)，又稱音速，它與介質(zhì)的性質(zhì)(如密度)和狀態(tài)(如溫度)有關(guān)。常溫下，空氣中的聲速為340m/s；橡膠中的聲速為40-50m/s，水中的聲速為1500m/s；不同介質(zhì)中的聲速相差很大。聲源每秒振動的次數(shù)稱為頻率f(Hz)，兩個(gè)相鄰密集或相鄰稀疏狀之間的距離稱為波長λ(m)。聲速c、波長λ和頻率f是描述聲波物理性質(zhì)的三個(gè)基本物理量，三者之間的關(guān)系是c＝λf。人耳產(chǎn)生聽覺的聲音頻率范圍為20-20000Hz。低于20Hz的叫次聲，高于20000Hz的叫超聲。一般把20-300Hz的聲音稱為低頻聲；300-1000Hz的聲音稱為中頻聲；1000Hz以上的聲音稱為高頻聲。低頻聲低沉，高頻聲尖銳。人耳最敏感的頻率為1000Hz。固體介質(zhì)的密度ρ和聲速c的乘積，稱為介質(zhì)的聲阻率，它反映了介質(zhì)材料的隔聲性能。介質(zhì)材料越密實(shí)，聲阻率越大，隔聲性能越好。聲音分為單音(純音)和復(fù)音，噪聲是復(fù)音，因此噪聲具有聲音的一切特性。

2.聲音(噪聲)的物理量度描述聲音性質(zhì)、特點(diǎn)的物理量有聲壓、聲強(qiáng)和聲功率，以及聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級。

(1)聲壓、聲強(qiáng)和聲功率這三個(gè)物理量分別從壓力、單位面積的能量和總能量方面描述聲音的特點(diǎn)。

1)聲壓物體振動使空氣中產(chǎn)生交變壓力，單位面積上所承受的聲音壓力稱為聲壓，單位為N/m2(Pa)。在空氣中，當(dāng)聲頻為1000Hz時(shí)，人耳可感覺的最小聲壓稱為聽閾聲壓，用P0表示，P0等于2×10-5Pa，一般把P0作為比較的標(biāo)準(zhǔn)聲壓，也稱為基準(zhǔn)聲壓。人耳可忍受的最大聲壓稱為痛閾聲壓，為20Pa。聲壓表示聲音的強(qiáng)弱，可以用儀器直接測量。

2)聲強(qiáng)聲波在介質(zhì)中的傳播過程，實(shí)質(zhì)上就是能量的傳遞過程。在垂直于聲波傳播方向的單位面積上，單位時(shí)間通過的聲能，稱為聲強(qiáng)，單位為w/m2。相應(yīng)于基準(zhǔn)聲壓的聲強(qiáng)稱為基準(zhǔn)聲強(qiáng)，用I0表示，I0等于10-12W/m2；相應(yīng)于痛閾聲壓的聲強(qiáng)為痛閾聲強(qiáng)，為1W/m2，即人耳可忍受的最大聲強(qiáng)為1W/m2。

3)聲功率

單位時(shí)間內(nèi)聲源以聲波形式輻射的總能量稱為聲功率，單位為w，基準(zhǔn)聲功率W0為10-12W。

(2)聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級從聽閾聲壓(2×10-5Pa)到痛閾聲壓(20Pa)，兩者絕對值相差一百萬倍(106)，這說明人耳的可聽范圍是很寬的。人耳對聲壓變化的感覺還具有相對性，例如聲壓從0.01Pa變化到0.1Pa與從1Pa變化到10Pa相比，雖然兩者聲壓變化的絕對值不同，但其變化的倍數(shù)相同，人耳對這兩種聲音變化的實(shí)際感覺卻是相同的。

為了便于表達(dá)，聲音的量度采用對數(shù)標(biāo)度，即以相對于基準(zhǔn)量的比值的對數(shù)來表示，從而相應(yīng)得到聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級，其單位均為B(貝爾)。為了更便于實(shí)際應(yīng)用，采用B的十分之一，即dB(分貝)作為常用單位。

1)聲壓級聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比，其常用對數(shù)的20倍稱為聲壓級LP，即dB(10-1)式中p——聲壓，單位為Pa；

p0——基準(zhǔn)聲壓，P0＝2×10-5Pa。聽閾聲壓級

痛閾聲壓級

以上結(jié)果表明從聽閾到痛閾，由一百萬倍的聲壓變化范圍縮小到了0dB到120dB的聲壓級變化范圍，從而簡化了聲壓的量度。

2)聲強(qiáng)級聲強(qiáng)與基準(zhǔn)聲強(qiáng)之比，其常用對數(shù)的10倍稱為聲強(qiáng)級LI，即dB(10-2)

式中I——聲強(qiáng)，單位為W/m2；

I0——基準(zhǔn)聲強(qiáng)，I0＝10-12W/m2。由于聲強(qiáng)與聲壓有如下關(guān)系

(ρ為空氣密度，c為聲速)故

聲音的聲強(qiáng)級和聲壓級的分貝值相等。

3)聲功率級聲功率與基準(zhǔn)聲功率之比，其常用對數(shù)的10倍稱為聲功率級LW，即dB(10-3)

式中W——聲功率，單位為W；

W0——基準(zhǔn)聲功率，W0=10–12W。聲功率級是表示聲源性質(zhì)的，它直接表示聲源發(fā)射能量的大小。

(3)聲波的疊加各種聲波的單位既然是對數(shù)單位，因此當(dāng)有兩個(gè)聲源同時(shí)產(chǎn)生噪聲時(shí)，其合成的聲級就不能按自然數(shù)運(yùn)算，而必須按對數(shù)法則進(jìn)行運(yùn)算。當(dāng)幾個(gè)不同的聲壓級疊加時(shí)，總聲壓級為

(10-4)

式中——各聲壓級疊加的總聲壓級，單位為dB；

Lp1、Lp2…Lpn——分別為聲源1、2、……n的聲壓級，單位為dB。如果兩個(gè)聲源的聲壓級不同，并以D表示二者之差，即D＝LP1-LP2

，則由式（10-4）可得疊加后的總聲壓級為

(10-5)把上式等號右面的第二項(xiàng)作為附加值，并畫成如圖10-1所示的線算圖，計(jì)算時(shí)可直接查用。圖10-1兩個(gè)不相同的聲壓級疊加的附加值當(dāng)有M個(gè)相同的聲壓級疊加時(shí)，總聲壓級為

(10-6)從上式可知，當(dāng)兩個(gè)相同的聲壓級疊加時(shí)，僅比單個(gè)聲源的聲壓級大3dB(即10lg2dB)。

(4)噪聲的頻譜分析噪聲一般不是具有特定頻率的純音，而是由很多不同頻率的聲音組成。由于人耳可聽聞的頻率范圍從20Hz到20000Hz，高低頻相差達(dá)1000倍，為方便起見，人們把寬廣的聲頻范圍劃分為若干個(gè)頻段，稱之為頻程或頻帶。每一個(gè)頻程都有其中心頻率和頻率范圍。在空調(diào)工程的噪聲控制中，用的是倍頻程。所謂倍頻程是指中心頻率成倍增加的頻程，即兩個(gè)中心頻率之比為21。如果倍頻程中心頻率為f，上、下限頻率分別是f1和f2

，則有

通用的倍頻程其中心頻率有10個(gè)，在噪聲控制或測量中，往往只用中間的8個(gè)，這8個(gè)中心頻率和頻率范圍參見表10-1。表10-1倍頻程中心頻率和頻率范圍頻譜圖是表示組成的各頻程聲壓級的圖，即以頻程為橫座標(biāo)，聲壓級(或聲強(qiáng)級、聲功率級)為縱座標(biāo)的圖形。頻譜圖能清楚地表明某噪聲的組成和分布，能為有針對性地噪聲控制提供依據(jù)。圖10-2為某空調(diào)器噪聲的頻譜圖。圖10-2某空調(diào)器噪聲頻譜圖人耳對噪聲的感覺是綜合性的，但對高頻聲比低頻聲要敏感得多，通常用與人耳對噪聲的頻率響應(yīng)特性相一致的A聲級來表示噪聲的大小和噪聲標(biāo)準(zhǔn)。

1.噪聲的主觀評價(jià)噪聲的危害大小不但與聲音的強(qiáng)度、頻率及作用時(shí)間有關(guān)，還與人耳的聽覺特性有關(guān)，因此僅對聲音做出客觀地計(jì)量并不能夠判斷某一噪聲的危害大小，在一定程度上對噪聲的主觀評價(jià)比客觀評價(jià)更為重要。10.1.2噪聲的評價(jià)、測量和室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)人耳對聲音的感覺不僅與聲壓級、聲強(qiáng)級等聲音強(qiáng)度有關(guān)，而且還與頻率有關(guān)，聲壓級相同但頻率不相同的兩個(gè)純音，聽覺是不一樣的。根據(jù)人耳的這一特性，把聲壓級和頻率綜合起來描述聲音大小在主觀感覺上的量稱為響度級，單位為phon(方)。它是取1000Hz的純音作為基準(zhǔn)音，若某一頻率的純音聽起來與基準(zhǔn)音有同樣的響度，則該頻率純音的響度級phon值就等于基準(zhǔn)音的聲壓級dB值。例如，某噪聲聽起來與頻率為1000HZ、聲壓級為60dB的聲音同樣響，則該噪聲的響度級就是60phon。響度級為一主觀評價(jià)量，它把聲壓級和頻率用一個(gè)單位統(tǒng)一起來了，既考慮了聲音的物理效應(yīng)，也考慮了聲音對人耳聽覺的生理效應(yīng)。通過對人耳進(jìn)行大量的聽感試驗(yàn)，得到可聽范圍內(nèi)的純音的響度級，并以等響度曲線表示。每一條等響度曲線表示相同響度下聲音的頻率與聲壓級的關(guān)系，即每一條曲線上雖然各種頻率聲音對應(yīng)的聲壓級dB值不相同，但人耳感覺到的響度卻是相同的。每一條曲線相當(dāng)于一定響度級(phone)的聲音。圖10-3等響度曲線從圖10-3可以看出，在低聲壓級時(shí)，人耳對頻率2000-4000Hz的聲音最敏感，在低于或高于這個(gè)頻率范圍時(shí)，人耳的靈敏度就下降，尤其是頻率越低，人耳的靈敏度越差。隨著聲壓級的增加，人耳對頻率響應(yīng)的差別逐漸減小(曲線趨于平直)。圖10-3等響度曲線

2.A聲級測量噪聲的儀器是聲級計(jì)，其工作原理是通過傳感器把噪聲的聲壓信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)放大后，通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，在聲級計(jì)的表頭上顯示出分貝值。在聲級計(jì)上有A、B、C三種不同的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對100phon純音的響應(yīng)，B網(wǎng)絡(luò)對低頻段有一定的衰減，A網(wǎng)絡(luò)對500Hz以下的低頻段有較大的衰減。由于A網(wǎng)絡(luò)對高頻聲敏感，對低頻聲不敏感，這正好與人耳對噪聲的頻率響應(yīng)特性相一致，能夠較好地反映人對各種噪聲的主觀評價(jià)，因此，常以A網(wǎng)絡(luò)測得的聲級來代表噪聲的大小，稱為A聲級，并記作dB(A)。圖中NR值為噪聲評價(jià)曲線號,即中心頻率1000Hz所對應(yīng)的聲壓級分貝值?？紤]到人耳對低頻噪聲不敏感，以及低頻噪聲消聲處理較困難的特點(diǎn)，圖10-4中低頻噪聲的允許聲壓級分貝值較高，而高頻噪聲的允許聲壓級分貝值較低。圖10-4噪聲評價(jià)曲線

(2)空調(diào)房間的噪聲標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)房間對噪聲的要求，可分為以下三類1)生產(chǎn)或工作過程本身對噪聲有嚴(yán)格的要求，如播音室、錄音室等。2)在生產(chǎn)或工作過程中要求為操作人員創(chuàng)造安靜的環(huán)境，如儀表裝配間、測試車間等。3)為保證語言或通訊質(zhì)量以及聽覺效果，對噪聲有一定的要求，如劇院、會議室等。國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ118—1988)將隔聲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分成特級、一級、二級、三級共四個(gè)等級，同時(shí)還規(guī)定了用A聲級表示的某些民用建筑室內(nèi)的允許噪聲值，參見表10-2。表10-2某些民用建筑室內(nèi)允許噪聲級[dB(A)]注：特級---指有特殊要求的房間一級---指有較高要求的房間二級---指有一般要求的房間三級---指最低要求的房間噪聲的存在嚴(yán)重影響人們的工作、學(xué)習(xí)和生活，危害人的身體健康，造成工作效率降低、生活質(zhì)量下降，破壞室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

1.損傷聽力機(jī)構(gòu)噪聲對聽力機(jī)構(gòu)的損傷主要決定于噪聲的強(qiáng)度、頻率及暴露時(shí)間。噪聲強(qiáng)度越大、頻率越高、暴露時(shí)間越長，導(dǎo)致耳聾的發(fā)病率也就越高。在不同噪聲級下長期工作的耳聾發(fā)病率統(tǒng)計(jì)參見表10-3。10.1.3噪聲的危害與影響從下表中可以看出噪聲級在80dB以下，能保證長期工作不致耳聾；噪聲級在90dB條件下，有20%左右的人會耳聾；噪聲級在85dB條件下，還會有10%的人可能耳聾。表10-3工作40年后噪聲性耳聾發(fā)病率（%）

2.引發(fā)多種疾病會引起人體緊張的反應(yīng)，使腎上腺素增加，從而引起心率改變和血壓升高。會引起消化系統(tǒng)的疾病。在高達(dá)80dB的噪聲環(huán)境中，腸蠕動要減少37%，隨之而來的是脹氣和腸胃不舒適的感覺；當(dāng)噪聲停止時(shí)，腸蠕動由于過量的補(bǔ)償，其節(jié)奏大大加快，幅度也增大，結(jié)果會引起消化不良。長時(shí)間消化不良往往造成潰瘍癥。能引起失眠、疲勞、頭暈、頭痛和記憶力減退。會刺激內(nèi)耳腔的前庭，使人眩暈、惡心、嘔吐，如暈船一般。10.1.3噪聲的危害與影響

3.影響正常的生活和工作噪聲會影響人們的睡眠質(zhì)量和數(shù)量。連續(xù)噪聲使人多夢，熟睡的時(shí)間縮短；一般來說，40dB的連續(xù)噪聲可使10%的人睡眠受到影響，70dB可影響50%；突然的噪聲可使人驚醒。而突發(fā)的噪聲在40dB時(shí)，可使10%的人從睡眠中驚醒；到60dB時(shí)，可使70%的人從睡眠中驚醒。噪聲會引起人們心理上的煩惱，容易使人疲勞，因此往往影響精力集中和工作效率，尤其是對一些不是重復(fù)性的勞動，影響更為明顯。10.1.3噪聲的危害與影響清楚的了解空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源及噪聲性質(zhì)，是有針對性地做好噪聲控制工作的基礎(chǔ)。

1.空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源空調(diào)系統(tǒng)的主要噪聲源

1)風(fēng)機(jī)、空調(diào)設(shè)備、水泵、冷卻塔、人工冷熱源等設(shè)備。

2)風(fēng)管道。

3)風(fēng)口。10.1.4空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源及噪聲性質(zhì)

2.噪聲性質(zhì)分析風(fēng)機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)中的主要噪聲源。由于空調(diào)設(shè)備都配有風(fēng)機(jī)，且大多安裝在空調(diào)房間內(nèi)或附近，其噪聲可以通過送回風(fēng)口直接傳出或通過風(fēng)管道廣泛傳播，因此風(fēng)機(jī)噪聲造成的影響要比人工冷熱源、水泵、冷卻塔等相對遠(yuǎn)離空調(diào)房間的設(shè)備大得多。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲主要是風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的空氣動力噪聲(包括氣流渦流、撞擊和葉片回轉(zhuǎn)等噪聲)和機(jī)械噪聲。其頻率為200～800Hz，即處于中、低頻范圍。風(fēng)機(jī)噪聲的大小與很多因素有關(guān)，其中葉片形式和片數(shù)、風(fēng)量和風(fēng)壓、轉(zhuǎn)速以及制造質(zhì)量等對風(fēng)機(jī)噪聲的影響尤為顯著。制冷機(jī)、水泵產(chǎn)生的噪聲主要是機(jī)械噪聲。機(jī)械噪聲是由于設(shè)備本身的機(jī)械振動,即固體振動而產(chǎn)生的，如軸承、聯(lián)軸器傳動裝置的偏擺、敲擊和摩擦噪聲，以及其它機(jī)件運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡時(shí)產(chǎn)生的噪聲。風(fēng)管產(chǎn)生的噪聲主要是氣流在風(fēng)管內(nèi)因不穩(wěn)定流動使其壓力變化而引起風(fēng)管壁振動產(chǎn)生的噪聲，以及氣流經(jīng)過彎頭、分支管、截面突變部位(突然擴(kuò)大、突然縮小)及調(diào)節(jié)閥時(shí)，因氣流受到阻礙或分合流而產(chǎn)生渦流或紊流引起的氣流噪聲。此外，調(diào)節(jié)閥葉片的剛度不夠在氣流的沖擊下也會產(chǎn)生振動發(fā)出噪聲。10.1.4空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源及噪聲性質(zhì)風(fēng)口產(chǎn)生的噪聲除了氣流通過送、回風(fēng)口時(shí)，因氣流受到阻礙而產(chǎn)生渦流或紊流產(chǎn)生氣流噪聲外，當(dāng)導(dǎo)流葉片的剛度不夠時(shí)，在氣流的沖擊下也會產(chǎn)生振動噪聲。冷卻塔雖然安裝在室外，但當(dāng)冷卻水從塔的上部落到集水盤中時(shí)，水流或水滴與水面產(chǎn)生的撞擊噪聲影響也是很大的。此外，冷卻塔的風(fēng)機(jī)雖然轉(zhuǎn)速很慢，但運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也還是會產(chǎn)生一定的噪聲。電機(jī)拖動的設(shè)備會產(chǎn)生電機(jī)噪聲。電機(jī)噪聲包括空氣動力噪聲、機(jī)械噪聲和電磁噪聲，其中空氣動力噪聲最大，機(jī)械噪聲次之，電磁噪聲最小。10.1.4空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源及噪聲性質(zhì)研究噪聲的傳播途徑與自然衰減主要是為了有針對性地預(yù)防和治理各種噪聲。

1.噪聲的傳播途徑空調(diào)系統(tǒng)噪聲的傳播途徑主要有以下四個(gè)(1)噪聲源在空調(diào)房間內(nèi)的噪聲直接傳入室內(nèi)如風(fēng)口噪聲、安裝在空調(diào)房間內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤管等空調(diào)設(shè)備的噪聲。10.1.5噪聲的傳播途徑與自然衰減

(2)噪聲通過風(fēng)口傳入室內(nèi)這樣傳入的主要是風(fēng)管道內(nèi)的氣流噪聲以及沿風(fēng)管道傳播的風(fēng)機(jī)噪聲；當(dāng)空調(diào)機(jī)房與空調(diào)房間之間設(shè)有集中回風(fēng)口時(shí)，傳入的則是空調(diào)機(jī)房內(nèi)產(chǎn)生的綜合噪聲。

(3)噪聲通過建筑結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)通過這種途徑傳入的是各種設(shè)備產(chǎn)生的振動引起的固體聲。

(4)噪聲通過空調(diào)房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不嚴(yán)密處傳入室內(nèi)通常是空調(diào)設(shè)備的噪聲直接通過空氣傳聲。10.1.5噪聲的傳播途徑與自然衰減圖10-5空調(diào)系統(tǒng)的噪聲傳播情況

1一空氣傳聲2一振動引起的固體傳聲3一由風(fēng)管傳播的風(fēng)機(jī)噪聲

2.噪聲的自然衰減噪聲會自然衰減的原因空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲在風(fēng)管道中傳播時(shí)，由于氣流與管壁的摩擦，使得部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能，還有部分聲能在管件(彎頭、變徑管、分支管等)處會被反射。由于房間內(nèi)壁、家具和設(shè)備等的吸聲作用，進(jìn)入房間的噪聲還會再一次被衰減。10.1.5噪聲的傳播途徑與自然衰減管件的噪聲自然衰減值，一般是在沒有氣流的所謂靜態(tài)情況下測得的。在有氣流時(shí)，管件會由于氣流撞擊和形成渦流等原因而產(chǎn)生噪聲，這種噪聲稱為再生噪聲。它隨氣流速度的增高而加大。當(dāng)氣流速度高到一定程度時(shí)，管件有可能非但不能使噪聲衰減，反而會成為系統(tǒng)中的一個(gè)新噪聲源。因此，唯有在氣流速度較低時(shí)(v≤8m/s)，計(jì)算管件的自然衰減量才有實(shí)際意義。直管及彎頭、分支管（三通）、變徑管和風(fēng)口等各類管件噪聲自然衰減量的確定方法(如果未按頻程計(jì)，則均可粗略地認(rèn)為各頻程的噪聲衰減量相同)10.1.5噪聲的傳播途徑與自然衰減

(1)直管的噪聲自然衰減在直管道中，聲波沿管道傳播的方向不變，故噪聲衰減量很小。衰減量△Lw1可近似按下式計(jì)算。dB(10-7)

式中α——管道內(nèi)壁吸聲系數(shù)；

L——管道長度，單位為m；

R——管道水力半徑，單位為m?？照{(diào)工程中常用的金屬矩形風(fēng)管的自然衰減量可由表10-4查得。10.1.5噪聲的傳播途徑與自然衰減

當(dāng)風(fēng)管內(nèi)粘貼有絕熱材料時(shí)，低頻噪聲的衰減量可增加一倍。表10-4金屬矩形風(fēng)管的噪聲自然衰減量(2)彎頭的噪聲自然衰減噪聲經(jīng)過彎頭時(shí)，由于聲波傳播方向的改變而受到衰減。彎頭的噪聲自然衰減量△Lw2可采用圖10-6所給的數(shù)值。圖10-6彎頭的噪聲衰減量

(3)分支管(三通)的噪聲自然衰減當(dāng)風(fēng)管分支時(shí)，噪聲聲能基本上按比例分配給各支管，從主管到任何一根支管的三通噪聲衰減量ΔLw3，可由圖10-7查得。圖10-7中，F(xiàn)0是三通分支處全部支管的斷面積之和，F(xiàn)是計(jì)算支管的斷面積圖10-7與每個(gè)分支管的面積和分支管總面積的比值有關(guān)的分支管噪聲衰減量(4)單變徑管的噪聲自然衰減由于管道斷面積突然擴(kuò)大或縮小，導(dǎo)致噪聲聲能朝傳播的相反方向反射而產(chǎn)生衰減。衰減量ΔLw4可由圖10-8查得。圖10-8

單變徑管噪聲衰減量(適用于各頻率)(5)送風(fēng)口的噪聲自然衰減由于空氣從送風(fēng)口送入房間的送風(fēng)過程為一突然擴(kuò)大的過程，因此會有部分聲能反射回送風(fēng)管道內(nèi)，從而對送風(fēng)管道傳播的噪聲產(chǎn)生衰減。送風(fēng)口反射的噪聲自然衰減量ΔLw5可由圖10-9查得。圖10-9送風(fēng)口反射的噪聲自然衰減量

ΔL與fc和送風(fēng)口位置的關(guān)系

1一送風(fēng)口在房間中央2一送風(fēng)口在墻的中央3一送風(fēng)口在頂棚和墻交角線的中間4一送風(fēng)口在房間的一個(gè)拐角f—噪聲的頻率，c—風(fēng)口尺寸特性

控制空調(diào)系統(tǒng)噪聲的主要措施

在聲源處將噪聲降到最低是最經(jīng)濟(jì)、有效的措施降低噪聲源的噪聲減少噪聲的傳播量防止噪聲擴(kuò)散10.1.6空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制措施

1.降低噪聲源的噪聲從聲源上降低噪聲，減少噪聲的發(fā)射，比起形成噪聲后再消減它，不僅更為有效，而且更節(jié)省費(fèi)用。在選設(shè)備和進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取以下措施

(1)選用高效率、低噪聲的設(shè)備特別是風(fēng)機(jī)，應(yīng)選用轉(zhuǎn)速較低、葉形后彎的離心風(fēng)機(jī)，并使其工作點(diǎn)位于或接近于最高效率點(diǎn)。

(2)風(fēng)機(jī)選擇直聯(lián)傳動方式風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動方式的噪聲最小聯(lián)軸器傳動方式的噪聲次之三角皮帶傳動方式噪聲最大

(3)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口處避免急劇轉(zhuǎn)彎風(fēng)機(jī)進(jìn)出口處的管道不宜急劇轉(zhuǎn)彎，因?yàn)榧鞭D(zhuǎn)彎時(shí)由于渦流的作用不但風(fēng)機(jī)的效率要降低很多，同時(shí)還會產(chǎn)生較大的氣流噪聲。

(4)選擇合適的風(fēng)管道風(fēng)速一個(gè)送回風(fēng)系統(tǒng)的總送回風(fēng)量不宜過大，以利于降低風(fēng)管道內(nèi)空氣流速和減小風(fēng)管道內(nèi)空氣流動的阻力。通常管道內(nèi)的空氣流速從主管道到支管道直至風(fēng)口應(yīng)逐步降低。有消聲要求的風(fēng)管道內(nèi)空氣流速應(yīng)按表6-4所給數(shù)據(jù)選擇。(5)注意風(fēng)管的管材厚度、形狀和加強(qiáng)處理選擇合適的管材厚度風(fēng)管盡量采用圓形斷面對矩形風(fēng)管的管壁進(jìn)行必要的加強(qiáng)處理，如壓肋槽或加裝加強(qiáng)筋。

(6)采用合理的管件結(jié)構(gòu)較大的彎頭、三通應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流葉片變截面管應(yīng)做成漸縮型或漸擴(kuò)型風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的葉片應(yīng)做成流線型，以減小氣流通過時(shí)由于氣流方向的改變、流速的變化而產(chǎn)生的氣流噪聲。

(7)葉片要有一定厚度風(fēng)口葉片和非流線型風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的葉片制作材料要達(dá)到一定厚度，以防止因葉片較薄而引起振動產(chǎn)生的振動噪聲。

(8)降低送風(fēng)口處的風(fēng)速送風(fēng)口面積應(yīng)盡可能的大，送風(fēng)速度應(yīng)盡可能的小，以減小送風(fēng)時(shí)的空氣動力噪聲。

(9)盡可能加大送風(fēng)溫差送風(fēng)溫差大可降低風(fēng)機(jī)的輸送風(fēng)量，從而降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減小風(fēng)機(jī)噪聲。

2.減少噪聲的傳播量如果由于技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上的原因，無法有效降低聲源的噪聲時(shí)，還可以采用吸聲和消聲的方法在聲源附近將噪聲吸收或消除一些，以減少噪聲向外傳播的量。

(1)吸聲吸聲是指在空調(diào)機(jī)房、制冷機(jī)房、空調(diào)設(shè)備箱體的內(nèi)壁或風(fēng)管內(nèi)裝貼吸聲材料，把入射在其上的聲能吸收一部分，減少反射聲。當(dāng)聲波入射到吸聲材料上時(shí)，一部分聲波反射，一部分聲波透過吸聲材料繼續(xù)傳播，其余部分聲波則被吸聲材料吸收。聲波之所以被吸收，主要是由于吸聲材料的疏松性或多孔性。當(dāng)聲波進(jìn)入孔隙時(shí)，即激發(fā)材料細(xì)小纖維或孔隙中無數(shù)空氣分子的振動，由于摩擦和粘滯阻力，使相當(dāng)部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收或散發(fā)。吸聲材料大都是疏松或多孔的，其與柔性泡沫橡塑絕熱材料的主要區(qū)別是吸聲材料有許多貫穿細(xì)孔，即所謂開孔結(jié)構(gòu)，而柔性泡沫橡塑絕熱材料則有許多互不相連的封閉的空隙，里面有空氣，即所謂閉孔結(jié)構(gòu)。材料的吸聲性能可用吸聲系數(shù)表示，可用專門的儀器測出。一般材料的吸聲系數(shù)值在0-1之間，吸聲系數(shù)越高，說明材料的吸聲性能越好。

0.10.20.30.51.05.0表10-5常用國產(chǎn)吸聲材料的吸聲系數(shù)在選用吸聲材料時(shí)，應(yīng)注意滿足以下要求

1)具有較大的吸聲系數(shù)，而且對低頻噪聲有較好的吸聲效果。

2)防火、防蛀、不易散亂，受熱受濕后變形小，而且價(jià)廉、質(zhì)輕，易于加工和拆裝。

3)無臭、耐老化、使用壽命長，不易附著灰塵，易清潔，抗?jié)裥詮?qiáng)，表面摩擦系數(shù)小。

4)考慮噪聲源的頻譜，如風(fēng)機(jī)房的噪聲以低頻為主，因此宜選用低頻吸聲性能強(qiáng)的材料，如石膏穿孔板、珍珠巖吸聲板等；制冷機(jī)房、水泵房的噪聲頻譜較寬，應(yīng)選用中、高頻吸聲性能好的材料，如超細(xì)玻璃棉氈、玻璃纖維板、礦渣棉板、聚氨脂泡沫塑料等。對于冷卻塔的水流跌落噪聲，可采用柔軟的吸聲材料(如無紡布?xì)?鋪設(shè)在接水盤的水面支架上，使冷卻塔上部落下的水流或水滴由跌落在水面上改為跌落在柔軟的吸聲材料上，從而達(dá)到消聲目的。還可在冷卻塔的進(jìn)出風(fēng)口加設(shè)由吸聲材料構(gòu)成的消聲裝置，同時(shí)對水流跌落噪聲和風(fēng)機(jī)噪聲進(jìn)行吸收、消減。

(2)消聲消聲是指在風(fēng)管道上設(shè)置消聲器來降低通過風(fēng)管道傳播的風(fēng)機(jī)噪聲，詳見本章“10.2消聲器”部分的內(nèi)容。

3.防止噪聲擴(kuò)散空調(diào)機(jī)房、制冷機(jī)房、鍋爐房以及空氣源熱泵機(jī)組、冷卻塔等是產(chǎn)生噪聲和振動的主要地方和設(shè)備，其設(shè)置位置首先應(yīng)盡量遠(yuǎn)離有較高消聲和防振要求的空調(diào)房間。為防止機(jī)房內(nèi)外噪聲源和振動源通過空氣傳聲及固體傳聲、傳振對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，在進(jìn)行空調(diào)工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用把噪聲源和振動源隔絕在局部范圍內(nèi)的隔聲、隔振措施。即將噪聲和振動的傳遞途徑隔斷，阻止其擴(kuò)散。

(1)隔聲是指利用隔聲結(jié)構(gòu)把聲源封閉起來，使其與周圍環(huán)境隔絕，將噪聲控制在局部空間范圍內(nèi)，以減少噪聲外傳的措施，包括對空氣傳聲和固體傳聲的隔絕。對于配備風(fēng)機(jī)的空調(diào)設(shè)備，應(yīng)盡量選用風(fēng)機(jī)放在有隔聲功能的箱體內(nèi)的一體化設(shè)備。對于空調(diào)系統(tǒng)而言，應(yīng)將空調(diào)設(shè)備、人工冷熱源等噪聲源盡量安放在專用機(jī)房內(nèi)，借助機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲性能將噪聲最大限度地阻隔在機(jī)房內(nèi)。為了使機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)有良好的隔聲性能，各種人工冷熱源機(jī)房和空調(diào)機(jī)房一定要采用隔聲墻、隔聲門以及隔聲窗等，墻體的隔聲結(jié)構(gòu)可以采用均勻密實(shí)的單層結(jié)構(gòu)，也可以采用雙層或多層結(jié)構(gòu)。表10-6機(jī)房常用墻體結(jié)構(gòu)的隔聲性能（選錄）從表10-6中可以看出采用吸聲材料與普通結(jié)構(gòu)墻體做成復(fù)合墻，對于吸聲和隔聲兩者都是有利的；墻體中增加空氣層能增加隔聲量，在空氣層內(nèi)再填吸聲材料則隔聲效果更好。

(2)隔振隔振實(shí)質(zhì)上是消除或減少固體傳聲。固體傳聲與空氣傳聲性質(zhì)不同，其衰減緩慢，影響距離遠(yuǎn)，不易處理。通常在振動源和它的支承結(jié)構(gòu)以及連接管道之間安裝隔振裝置，以減少從振動源傳出的振動。在風(fēng)管穿過間壁的部位，采用如圖10-10所示之隔聲兼隔振的軟彈性材料填塞，以減小風(fēng)管的振動對間壁或建筑結(jié)構(gòu)的影響。同時(shí)還可防止噪聲通過風(fēng)管、間壁對空調(diào)房間產(chǎn)生干擾。

圖10-10貫通風(fēng)管的隔聲與隔振

4.防止管道串聲

圖10-11防止兩室串聲的多種措施a)串聲現(xiàn)象b）擴(kuò)大兩室送回風(fēng)口距離c）風(fēng)管道內(nèi)粘貼吸聲材料d）B室送風(fēng)支管増加彎頭e）分兩路送風(fēng)串聲現(xiàn)象在空調(diào)系統(tǒng)中，用來降低沿風(fēng)管道傳播的空氣動力噪聲的裝置稱為消聲器。通常把消聲器作為風(fēng)管道的一部分或一個(gè)管件(如消聲彎頭)，使氣流既能順利通過其噪聲又能有所降低。10.2消聲器空調(diào)工程使用的消聲器種類很多，結(jié)構(gòu)形式各異，消除噪聲的頻率范圍也不一樣，根據(jù)工作原理及構(gòu)造的不同，可分為阻性、抗性、共振式和復(fù)合式四大類。10.2.1消聲器的種類

1.阻性消聲器消聲原理主要是利用吸聲材料的吸聲作用，使沿風(fēng)管道傳播的空氣動力噪聲被吸收而衰減，因此阻性消聲器又稱為吸收式消聲器。把吸聲材料敷設(shè)在管道內(nèi)壁，或按一定方式排列在管道或殼體內(nèi)，就構(gòu)成了阻性消聲器。阻性消聲器的聲學(xué)性能(即消聲性能)主要取決于吸聲材料的種類、吸聲層厚度及密度、氣流流過通道的速度、斷面形狀和尺寸，以及消聲器的有效長度等因素。阻性消聲器的空氣動力學(xué)性能(阻力)則取決于其結(jié)構(gòu)形式及氣流速度。阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式很多，但性能基本相似，對中、高頻噪聲消聲效果顯著，對低頻噪聲消聲效果較差。為了提高消聲量，可以改變吸聲材料的厚度、容重和結(jié)構(gòu)形式。常用的阻性消聲器有管式、片式、格式、折板式、聲流式、室式等六種。

(1)管式消聲器又稱為直管式消聲器是一種結(jié)構(gòu)形式最簡單的阻性消聲器，它僅在管道內(nèi)壁貼一定厚度的吸聲材料構(gòu)成。消聲量可按直管道的噪聲自然衰減量計(jì)算公式（10-7）進(jìn)行估算。管式消聲器的特點(diǎn)制作方便，阻力小；只適用于斷面積較小(管徑一般不大于400mm)的風(fēng)管道。圖10-12不同斷面形狀的管式消聲器圖10-13所示為邊長為200mm×280mm的管式消聲器在采用不同吸聲材料(管襯)時(shí)的消聲量。

圖10-13

管襯的吸聲性能圖a一表面穿孔的軟質(zhì)纖維板b一玻璃棉板c一礦渣棉板d一特種吸聲材板

(2)片式和格式消聲器為了改善對高頻聲的消聲效果，可把面積較大的風(fēng)管道斷面劃分成幾個(gè)格子，就構(gòu)成了片式或格式(又稱為蜂窩式、列管式)消聲器，如圖10-14所示。圖10-14片式和格式消聲器片式消聲器應(yīng)用比較廣泛，它構(gòu)造簡單，對中、高頻噪聲的消聲性能較好，阻力也不大。格式消聲器具有同樣的特點(diǎn)，但因要保證有效斷面積不小于風(fēng)管道斷面積，故體積較大。這種消聲器內(nèi)的空氣流速不宜過高，以防氣流產(chǎn)生湍流噪聲而使消聲無效。片式消聲器的片距一般為100-200mm，格式消聲器的每個(gè)通道約為200×200mm，吸聲材料厚度一般為100mm左右。圖10-15是片式消聲器的消聲性能。其中隔片厚100mm，內(nèi)部填充64kg/m3的玻璃棉或96kg/m3的礦渣棉。圖中S為片距?？梢钥闯鯯加大，消聲效果就相應(yīng)下降。圖10-15片式消聲器性能

(3)折板式和聲流式消聲器折板式消聲器的結(jié)構(gòu)形式將片式消聲器的平直形氣流通道改成折線形。折板式消聲器的特點(diǎn)中、高頻噪聲的消聲量較大；阻力比片式消聲器的阻力大。圖10-16折板式消聲器聲流式消聲器的結(jié)構(gòu)形式吸聲片縱截面制作成正弦波狀流線形或菱形，使氣流通道彎曲且吸聲片厚度變化。特點(diǎn)

消聲性能較高，消聲頻程較寬，但構(gòu)造較復(fù)雜，制作要求較高。圖10-17聲流式消聲器圖10-18阻性消聲器及消聲頻譜特性

(4)室式消聲器在大容積的箱(室)內(nèi)表面裝貼吸聲材料，并錯(cuò)開氣流的進(jìn)、出口位置，就構(gòu)成了如圖10-19的室式消聲器。室式消聲器又分為單室式和多室式兩種，多室式消聲器還稱為迷宮式消聲器。圖10-19室式消聲器a）單室式b）多室式室式消聲器的消聲原理除了主要為阻性消聲作用外，還因氣流通道斷面變化而具有一定的抗性消聲作用。特點(diǎn)

消聲頻程較寬，安裝維修方便；阻力大，占用空間大。圖10-19室式消聲器a）單室式b）多室式

2.抗性消聲器構(gòu)造由管和小室相連而成。消聲原理利用氣流通道截面的突變，使沿通道傳播的某些特定頻段的聲波反射回聲源，從而起到消聲作用，又稱為膨脹性、膨脹式、擴(kuò)張式、擴(kuò)張室式消聲器。特點(diǎn)對中、低頻噪聲有較好的消聲效果，而且結(jié)構(gòu)簡單；又由于其不使用吸聲材料，因此不受高溫、高濕和腐蝕性氣體的影響。但這種消聲器消聲頻程較窄，氣流阻力大且占用空間多。

60倍。圖10-20抗性消聲器的幾種基本形式

3.共振式消聲器

構(gòu)造共振式消聲器由一段開有一定數(shù)量小孔的管道與管外密閉空腔(稱為共振腔)構(gòu)成。消聲原理每個(gè)共振式消聲器都有一個(gè)由孔頸直徑(d)、孔頸厚(t)和空腔深(D)所決定的固有頻率。當(dāng)外界噪聲的頻率與共振吸聲結(jié)構(gòu)的固有頻率相同時(shí)，會引起小孔孔頸處空氣柱像活塞似地往復(fù)運(yùn)動，同時(shí)使共振腔內(nèi)的空氣也發(fā)生振動(即共振)，使得空氣柱與孔頸壁劇烈摩擦，從而消耗聲能，起到消聲作用。共振式消聲器特點(diǎn)氣流阻力小，結(jié)構(gòu)偏大；具有較強(qiáng)的頻率選擇性，消聲效果顯著的頻率范圍很窄,一般用以消除低頻噪聲。圖10-21共振式消聲器a)結(jié)構(gòu)示意圖b)共振吸聲結(jié)構(gòu)c)消聲特性微穿孔板消聲器是在共振式吸聲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。基本構(gòu)造微穿孔板一般采用熱浸鋅鋼板制作，也可以采用鋁板或不銹鋼制作。微穿孔板厚度和微孔孔徑均小于lmm。微穿孔板消聲器的特點(diǎn)消聲頻程寬。氣流阻力小，當(dāng)風(fēng)速在15m/s以下時(shí)，可以忽略阻力?？钩睗瘛⒛透邷?、不起塵。一般多用于有特殊要求的場合，例如高溫、高速管道以及凈化空調(diào)系統(tǒng)。

圖10-22雙層微穿孔板消聲器a)單通道式b)多通道式

4.復(fù)合式消聲器為了在較寬的頻程范圍內(nèi)獲得良好的消聲效果，把阻性消聲器對中、高頻噪聲消除效果顯著的特點(diǎn)，與抗性消聲器對低頻噪聲消除效果顯著、共振式消聲器有效消聲頻率范圍較窄的特點(diǎn)進(jìn)行組合，集兩、三種消聲器之長，又稱為寬頻帶消聲器。

(1)阻抗復(fù)合式消聲器試驗(yàn)證明，阻抗復(fù)合式消聲器在低頻噪聲的消聲性能方面有很大的改善。例如1.2m長的阻抗復(fù)合式消聲器，對低頻聲的消聲量可達(dá)10～20dB

圖10-23阻抗復(fù)合式消聲器阻抗復(fù)合式消聲器構(gòu)造一般由用吸聲材料制成的阻性吸聲片和若干個(gè)抗性膨脹室組成，如圖10-23a所示。

2.微穿孔板阻抗復(fù)合式消聲器是集阻性和共振式消聲器消聲原理于一體的消聲器，如圖10-24所示。特點(diǎn)具備了微穿孔板消聲器的所有優(yōu)點(diǎn)；外圍的消聲結(jié)構(gòu)一般以玻璃棉為吸聲材料，這樣既提高了消聲性能，又減小了消聲器的體積。圖10-24微穿孔板復(fù)合式消聲器a)單通道式b)多通道式

5.其他形式的消聲器除了各種專用消聲器外，空調(diào)工程中還經(jīng)常用到一些經(jīng)過適當(dāng)處理后兼有消聲功能的管道部件和裝置，它們具有一物兩用，節(jié)約空間的優(yōu)點(diǎn)。

(1)消聲彎頭當(dāng)受位置限制而難以在直管段設(shè)置管道消聲器，或需對原有風(fēng)管道改善消聲效果時(shí)，可采用彎頭式消聲器或?qū)⑵胀ü艿缽濐^換成消聲彎頭。

1)阻性消聲彎頭圖10-25a為內(nèi)貼吸聲材料的單通道式阻性消聲彎頭，其內(nèi)緣為圓弧形。圖10-25b是用于大斷面風(fēng)管道的多通道式阻性消聲彎頭，彎頭內(nèi)的導(dǎo)風(fēng)吸聲片可以是圖中的L形，也可以是月牙形的。圖10-25阻性消聲彎頭

2)微穿孔板消聲彎頭單層吸聲結(jié)構(gòu)的微穿孔板消聲彎頭，如圖10-26a所示。雙層吸聲結(jié)構(gòu)的微穿孔板消聲彎頭，如圖10-26b所示。圖10-26

微穿孔板消聲彎頭a)單層孔板b)雙層孔板

3)復(fù)合式消聲彎頭由微穿孔板與吸聲材料共同構(gòu)成的消聲彎頭，如圖10-27所示。圖10-27微穿孔板復(fù)合式消聲彎頭

(2)消聲靜壓箱在風(fēng)機(jī)出口處或在送風(fēng)口前設(shè)置靜壓箱并在其內(nèi)貼以吸聲材料，即構(gòu)成消聲靜壓箱。如圖10-28所示，消聲靜壓箱既可起到穩(wěn)定氣流的作用，又可起到消聲器的作用，消聲靜壓箱的消聲量與材料的吸聲能力、箱內(nèi)斷面積和出口側(cè)風(fēng)管的斷面積等因素有關(guān)。圖10-28消聲靜壓箱的應(yīng)用a）消聲靜壓箱裝在空調(diào)機(jī)出口b）消聲靜壓箱兼起分風(fēng)箱作用

(3)消聲百葉窗又稱為百葉式消聲器或消聲百葉。它實(shí)際上是一種長度很短的片式、聲流式或折板式消聲器。其消聲性能主要取決于單片百葉的形式、葉片間距、葉片安裝角度和有效消聲長度等。圖10-29消聲百葉窗當(dāng)空調(diào)機(jī)房布置在空調(diào)房間的隔壁或有走廊相通的相鄰房間時(shí)，通常采用百葉窗作為集中回風(fēng)口。為了減小空調(diào)機(jī)房內(nèi)的噪聲通過百葉窗的傳出量，一般采用有消聲功能的百葉窗。消聲百葉窗與普通百葉窗的主要不同點(diǎn)前者的葉片為吸聲葉片，由金屬薄板(鍍鋅鋼板、鋁板和不銹鋼板)做成，為空心的、表面有小孔的橢圓形、菱形或倒V字形，其內(nèi)填有吸聲材料。消聲百葉窗還廣泛地用于有噪聲控制要求的空調(diào)機(jī)房新風(fēng)入口。1)選用消聲器時(shí)，應(yīng)了解噪聲源的基本情況，以便使選用的消聲器聲學(xué)特性在各頻程的消聲能力與噪聲源的頻率特性及各頻程所需消聲量相適應(yīng)。例如對于中、高頻噪聲源，宜采用阻性或阻抗復(fù)合式消聲器；對于低、中頻噪聲源，宜采用共振式或抗性消聲器；對于脈動低頻噪聲源，宜采用抗性或微穿孔板阻抗復(fù)合式消聲器；對于變頻帶噪聲源，宜采用阻抗復(fù)合式或微穿孔板消聲器。10.2.2消聲器的選用與設(shè)置選用消聲器時(shí)消聲器的阻力不宜過大，應(yīng)與管道系統(tǒng)所允許的阻力相適應(yīng)。消聲器的阻力與風(fēng)速有關(guān)，通常空氣通過消聲器時(shí)的流速，不宜超過下列數(shù)值阻性消聲器5-10m/s(要求高時(shí)4～6m/s)共振性消聲器5m/s消聲彎頭6-8m/s2)當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)所需的消聲量確定后，可根據(jù)具體情況選擇消聲器的類型，然后根據(jù)已知的風(fēng)量、消聲器設(shè)計(jì)流速和消聲量，確定消聲器的種類、型號和數(shù)量。10.2.2消聲器的選用與設(shè)置3)消聲器一般應(yīng)設(shè)于空調(diào)機(jī)房和空調(diào)房間之間靠近空調(diào)機(jī)房，且氣流穩(wěn)定的直管段上。不宜設(shè)在空調(diào)機(jī)房內(nèi)，以免噪聲透入消聲器后部的管段中。4)當(dāng)風(fēng)管內(nèi)氣流小于8m/s時(shí)，消聲器應(yīng)設(shè)于接近風(fēng)機(jī)處的主風(fēng)管上。當(dāng)大于8m/s時(shí)，宜分別裝在各分支管上。5)空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)管道和回風(fēng)管道均應(yīng)設(shè)置消聲器；對于在空調(diào)機(jī)房墻壁上開設(shè)的集中回風(fēng)口，應(yīng)采用消聲百葉門或消聲百葉窗；為防止噪聲對環(huán)境的干擾，新風(fēng)進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口亦應(yīng)采用消聲百葉窗。6)在有些情況下，可在總管和支管上分段設(shè)置消聲器。

空調(diào)系統(tǒng)中各種不同類型的設(shè)備、裝置以及管道在運(yùn)行過程中均會產(chǎn)生振動，如不予以妥善處理，將會產(chǎn)生一系列有害影響?？照{(diào)系統(tǒng)的隔振不僅是系統(tǒng)自身正常運(yùn)行的需要，而且是保證人體健康及建筑結(jié)構(gòu)安全的共同要求。10.3空調(diào)系統(tǒng)的隔振產(chǎn)生振動的原因風(fēng)機(jī)、水泵、冷水機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會由于轉(zhuǎn)動部件的質(zhì)量中心偏離轉(zhuǎn)軸中心，或作往復(fù)運(yùn)動部件的慣性而產(chǎn)生機(jī)械振動。管道內(nèi)介質(zhì)在流動時(shí)，會在經(jīng)過閥門、彎頭及分合流時(shí)造成管道振動。機(jī)械振動可直接傳遞給支承結(jié)構(gòu)(基礎(chǔ)或樓板)和連接的管道，并以彈性波的形式從支承結(jié)構(gòu)沿建筑結(jié)構(gòu)和管道傳遞到空調(diào)房間，同時(shí)還輻射噪聲(這種噪聲稱為固體聲或固體噪聲)。管道振動會通過固定在建筑結(jié)構(gòu)上的吊、支架傳遞，激發(fā)有關(guān)的結(jié)構(gòu)體振動并輻射噪聲。振動的危害人如果長期生活或工作在振動干擾的環(huán)境里，心理上煩惱不堪，可能對神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等造成危害。振動還有可能使建筑結(jié)構(gòu)受到破壞，如地面和墻壁龜裂、墻皮脫落、地基變形和下沉等。消除或減弱空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備和管道因振動產(chǎn)生的影響的措施積極主動方面的——在設(shè)備的選用時(shí)就注意選擇振動小的機(jī)型。消極被動方面的——采用各種有效的隔振(又稱減振)方法來消除或減弱振動的傳遞。10.3.1設(shè)備和管道振動及隔振措施隔振的主要方法

隔振溝隔振、大塊式基礎(chǔ)隔振、隔振裝置隔振，空調(diào)工程中通常采用后兩種隔振方法。大塊式基礎(chǔ)隔振是指將設(shè)備安裝于大塊(大質(zhì)量)基礎(chǔ)之上，當(dāng)合理選用基礎(chǔ)材料、尺寸、質(zhì)量及恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)剛度時(shí)，就能達(dá)到一定的減弱振動的效果，它適用于隔振要求不高的場合。隔振裝置隔振是一種經(jīng)濟(jì)合理的隔振方法，廣泛用于空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備隔振。隔振裝置隔振按隔絕振動傳遞的對象不同又分為基礎(chǔ)隔振和管道隔振。10.3.1設(shè)備和管道振動及隔振措施基礎(chǔ)隔振就是利用彈簧、橡膠等彈性材料做成的隔振裝置，使空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備與支承結(jié)構(gòu)之間的剛性接觸變?yōu)閺椥越佑|，即將隔振裝置設(shè)于被隔振設(shè)備與支承結(jié)構(gòu)之間，吸收設(shè)備振動的能量，從而產(chǎn)生隔振效果。基礎(chǔ)隔振的安裝方式設(shè)備直接與隔振裝置連接。在設(shè)備與隔振裝置之間設(shè)置基座(又稱臺座、機(jī)座)，常用基座形式有鋼筋混凝土基座和全鋼結(jié)構(gòu)(又稱為型鋼)基座。10.3.1設(shè)備和管道振動及隔振措施管道隔振管道與設(shè)備間的隔振，即利用帆布、人造革、橡膠等材料做成的管狀隔振裝置(俗稱軟接頭)，使空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備與管道之間的剛性連接變?yōu)槿嵝赃B接；管道與建筑結(jié)構(gòu)間的隔振，即采用懸吊隔振器或在管道支架上用彈性材料做管道襯墊。當(dāng)管道穿過樓板或墻體時(shí)，要預(yù)埋套管并用柔性材料填縫。金屬風(fēng)管管壁的振動以及風(fēng)閥和風(fēng)口葉片的振動，其預(yù)防和消除的措施參見10.1.6的相關(guān)內(nèi)容。

10.3.1設(shè)備和管道振動及隔振措施圖10-30水泵機(jī)組隔振示意圖軟接頭橡膠軟接頭水泵電動機(jī)圖10-31風(fēng)機(jī)機(jī)組隔振示意圖軟接頭風(fēng)機(jī)風(fēng)管又稱為隔振器、隔振元件、減振器空調(diào)工程中常用的隔振裝置主要有彈簧隔振器、橡膠隔振裝置、彈簧與橡膠組合隔振器、懸吊隔振器以及軟接頭。

1.彈簧隔振器是用彈簧鋼絲制成的螺旋形構(gòu)件優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，剛度低，靜態(tài)壓縮量大，固有頻率低，承載能力大，隔振效果好，性能穩(wěn)定、可靠，安裝方便，使用壽命長，具有良好的耐油性、耐老化性和耐高低溫性能，因此應(yīng)用廣泛。主要缺點(diǎn)阻尼很小，價(jià)格較貴。10.3.2隔振裝置彈簧隔振器可由圖10-32所示的單個(gè)彈簧加鑄鐵或塑料護(hù)罩構(gòu)成也可由圖10-33所示的數(shù)個(gè)相同尺寸的彈簧族組成。圖10-33組合彈簧隔振器10.3.2隔振裝置圖10-32單個(gè)彈簧隔振器結(jié)構(gòu)圖l一彈簧墊圈2一斜墊圈3一螺母4一螺栓5一定位板6一上外罩7一彈簧8一墊塊9一地腳螺栓10一墊圈11一橡膠墊圈12一膠木螺栓13一下外罩14一底盤15一橡膠墊板

2.橡膠隔振裝置橡膠是一種常用的隔振材料，其特點(diǎn)是彈性好、阻尼大、成型簡單、制作形狀不受限制、各向剛度可根據(jù)要求選擇，而且成本低廉。但橡膠不耐低溫和高溫，易于老化，使用年限較短，這些缺點(diǎn)也限制了它的應(yīng)用范圍。做隔振用的橡膠有天然橡膠(NR)、氯丁橡膠(CR)、丁腈橡膠(NBR)及順丁橡膠(BR)等。天然橡膠的強(qiáng)度、延伸性、耐磨性、耐低溫性較好，但耐油性和耐熱性差；合成橡膠中的氯丁橡膠耐老化性和耐臭氧性較好；丁腈橡膠耐油性和耐磨性好，阻尼大；順丁橡膠的彈性及耐磨性好。10.3.2隔振裝置橡膠材料的隔振裝置種類很多，主要有隔振墊和隔振器兩種，分別屬于壓縮型和剪切型橡膠隔振裝置。

(1)橡膠隔振墊是將橡膠材料加工成壓縮性更強(qiáng)的各種形狀的塊狀體。常用的是肋型(又稱為瓦楞型)橡膠隔振墊，其形式有單向單面和雙面開肋、雙向雙面開肋等。肋型橡膠隔振墊的特點(diǎn)一般用丁晴橡膠制成，耐油性能好，抗老化能力強(qiáng)，使用壽命長。而且具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，安裝、更換方便，剛度較低，可根據(jù)需要切割成任意大小，還可多層串聯(lián)使用等。10.3.2隔振裝置

(2)橡膠隔振器是采用經(jīng)硫化處理的丁晴橡膠制成的圓錐體形狀的隔振器。橡膠作為隔振彈性體，粘結(jié)在內(nèi)外金屬環(huán)上受剪切力的作用，因此又稱為橡膠剪切隔振器。特點(diǎn)具有較低的固有頻率和足夠的阻尼，結(jié)構(gòu)簡單，隔振效果良好，且安裝和更換方便，價(jià)格低廉。但有使用多年后易老化的缺陷。圖10-34幾種不同形式的隔振器結(jié)構(gòu)示意圖

a）壓縮型b）剪切型

3.彈簧與橡膠組合隔振器當(dāng)采用橡膠隔振裝置滿足不了隔振要求，采用彈簧隔振器阻尼又不足時(shí)，可采用彈簧與橡膠組合隔振器。此類隔振器有并聯(lián)、串聯(lián)和復(fù)合型三種形式。圖10-35彈簧與橡膠組合隔振器

a)并聯(lián)b)串聯(lián)c）復(fù)合型圖10-36橡膠隔振裝置與彈簧隔振器的應(yīng)用a)橡膠隔振墊隔振b)彈簧隔振器隔振

4.懸吊隔振器又稱為隔振吊架、彈性吊架。主要用途懸吊設(shè)備、裝置和管道的隔振，以減少設(shè)備、裝置和管道傳遞給懸吊支承結(jié)構(gòu)的振動。形式彈簧懸吊隔振器和橡膠懸吊隔振器。彈簧懸吊隔振器(如圖10—37所示)，內(nèi)裝受壓彈簧及橡膠墊圈，外罩可固定在支承結(jié)構(gòu)上。橡膠懸吊隔振器結(jié)構(gòu)簡單，剛度低，隔振效果好，安裝比較方便，使用情況如圖10—38所示。圖10-37

彈簧懸吊隔振器結(jié)構(gòu)

1，5-定位板2-外罩3-彈簧4-螺桿6-橡膠板7-螺母8-螺套圖10-38懸吊隔振器的使用

5.軟接頭作用消除或減少冷(熱)水機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)和空調(diào)設(shè)備通過所連接水管或風(fēng)管向外傳遞的振動，使設(shè)備與管道的剛性連接變?yōu)槿嵝赃B接。設(shè)備與水管間過渡連接的軟接頭又稱為隔振軟管，常用的有橡膠撓性接管(又稱為橡膠軟接管，俗稱橡膠軟接頭)和不銹鋼波紋管兩種。設(shè)備與風(fēng)管間過渡連接的軟接頭通常采用阻燃的帆布、人造革或玻璃纖維布制作。其他作用補(bǔ)償由于溫度變化造成的管道伸縮和補(bǔ)償由于安裝造成的設(shè)備與管道間的位置差。橡膠軟接頭的特點(diǎn)彈性好、位移量大、吸振能力強(qiáng)，但受水的溫度和壓力的限制，且易老化。

圖10-39橡膠軟接頭a)單球體b)雙球體（法蘭接頭）C)雙球體（活接頭）

不銹鋼波紋管的特點(diǎn)能耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，經(jīng)久耐用，但價(jià)格較高。

圖10-40不銹鋼波紋管a)波紋補(bǔ)償器b)波紋軟管當(dāng)已知建筑的類別和設(shè)備的隔振傳遞率，以及隔振裝置靜態(tài)壓縮量后，可根據(jù)隔振裝置的規(guī)格型號和技術(shù)性能參數(shù)來選定合適的設(shè)備基礎(chǔ)隔振裝置。

1.擾動頻率擾動頻率f(Hz)是振動設(shè)備在運(yùn)行過程中，由于其作周期性旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的頻率，也稱運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，通常可按下式計(jì)算：

(10-8)

式中n——振動設(shè)備的轉(zhuǎn)速(r/min)。10.3.3設(shè)備基礎(chǔ)隔振裝置的選擇計(jì)算

2.固有頻率固有頻率f0(Hz)即隔振裝置的自振頻率，它與隔振裝置的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)及承受荷載的大小有關(guān)，通常由生產(chǎn)廠家給出。固有頻率是衡量隔振裝置隔振效果的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。

3.振動傳遞率隔振裝置的隔振效果一般用振動傳遞率T(也稱振動傳遞比、隔振系數(shù)等)表示，它主要取決于振動設(shè)備的擾動頻率f和隔振裝置的自振頻率f0之比，如忽略隔振裝置的阻尼作用，其關(guān)系式為(10-9)表1