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1、第八章空调房间的消声与减震,【知识点】噪声的物理量度及空调系统中噪声的自然衰减；消声器分类及减振器分类；消声器消音量的确定；消声器选择方法和布置原则【学习目标】了解有关噪声的物理量度及空调系统中噪声的自然衰减；了解消声器分类及减振器分类；了解消声器消音量的确定；掌握消声器选择方法和布置原则。,目录,第一节噪声的物理量度第二节噪声的主观评价和室内噪声的标准第三节空调系统的噪声源第四节空调系统中噪声的自然衰减第五节小气消声量的确定第六节消声器的种类和应用第七节空调装置的防振第八节空调建筑的放火啊排烟,第一节噪声的物理量度,声音的本质是波动。受作用得空气发生振动，当震动频率在20-20000Hz时，
2、作用于人的耳鼓膜而产生的感觉称为声音。广义上来讲，这些人们生活和工作所不需要的声音叫噪声；从物理现象判断，一切无规律的或随机的声信号叫噪声。,交通运输噪声工业生产噪声社会生活噪声施工噪声,噪声来源,8.1.4噪声危害,噪声,人体,动物,物质体,工作,噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人熟睡时间缩短；突然的噪声可使人惊醒。一般40dB连续噪声可使10%的人受影响，70dB连续噪声可使50%的人受影响突然的噪声40dB时，使10%的人惊醒；60dB时，使70%的人惊醒,对人体的生理影响（1）,干扰睡眠，影响工作效率。,损伤听力，造成噪声性耳聋。90分贝下20聋，85
3、分贝下10耳聋,对人体的生理影响（2）,噪声的特点：,1.噪声属于感觉公害，受生理与心理因素的影响2.噪声污染是暂时的，不会积累3.噪声的能量最后消失为空气的热能，传播距离不太远4.影响面广,噪声的声源,a.工厂生产噪声：造成职业性耳聋的主要原因b.交通噪声：主要指交通工具的运动产生的噪声，影响范围广,街头噪声监测仪,c.建筑施工噪声：打桩机、搅拌设备等d.生活噪声：主要指社会人群活动出现的噪声,噪声污染危害典型案例1.1981年，在美国举行现代派露天音乐会上，有300名听众突然失去知觉，昏迷不醒，100辆救护车抢救。2.1959年，美国有10名“自愿”作噪声试验，当实验用飞机从10名自愿者头
4、上1012米高处飞过后，有6人当场死亡，4人数小时后死亡。3.1960年，日本广岛一男子被附近工厂发出的噪声折磨烦恼万分，最后把工厂主杀死。4.1961年，一名日本青年从新泻来到东京找工作，由于铁路附近，日夜噪声折磨，患失眼症，自杀。,第一节噪声的物理量度,.2噪声的物理量度,（一）声音的物理量度1声强与声压描述声音强弱的物理量称为声强，通常用I表示。某一点的声强是指该点在垂直于声音传播方向上单位面积、单位时间内所通过的声能，单位为W/m2。使人耳可以产生听觉的声强最低限称为“可闻阈”，声强值约为10-12W/m2，而人耳所能忍受的最大声强约为1W/m2，大于这个声强值时，人耳就会产生疼痛的感
5、觉，人耳所能忍受的最大声强值称为“痛阈”。声音传播时，空气受到振动时产生的疏密变化，会在原有的大气压强上再叠加一个变化的压强，这个叠加的压强称为声压，用P表示，单位为微巴（bar）。,第一节噪声的物理量度,在实际应用中，声强的测定较困难，因而，通常采用测定出声压，利用声强和声压的联系确定声强，两者的关系为：式中c声速，m/s；空气的密度，kg/m3。2声强级和声压级由于人耳所能感受到的声强的最低值和最高值之间相差很大，达1012倍，说明人耳的可听范围很宽。由于声强的强弱只有相对意义，为了计算方便，通常用对数标度。实际计算中是选择某个声强I0作为相比较的声强标准，将声强的大小用声强级表示，定义为
6、：,式（08.1）,式（08.2）,第一节噪声的物理量度,式中L1声强级，单位为分贝（dB）；I0基准声强，国际上规定I0=10-12W/m2。利用声强与声压的关系，声压级可表示为：式中Lp声强级，单位为分贝（dB）；Po基准声强，Po=0.0002bar=210-5Pa。测量声强较困难，实际上往往是测量出声压，利用声压与声强的平方成正比关系，改用声压表示声音的强弱。例1；震耳的炮声I=102W/m2，求相应的声强级？解：=10lg102/10-12=10lgx1014=10 x14=140dB,式（08.3）,第一节噪声的物理量度,3声功率和声功率级声源发声量的大小，通常用声功率反映。声功率
7、是指声源在单位时间内以声波的形式辐射出的总的声能，用W表示，单位为瓦（W）。同声压一样，声功率也是采用声功率级进行计算，其表达式为：式（08.4）,式中Lw声功率，Wo基准声功率级，单位为分贝(dB）；Wo=10-12W。,第一节噪声的物理量度,4声波的叠加由于声波的声压级、声强级或声功率都是以对数为标度的，因此当有多少个声源同时产生噪声时，其合成的噪声级应按对数的法则进行计算。当n个不同的声压级叠加时，总声压级为：LP=101g（）式（08.5）式中LPn个声压级叠加的总和（dB）；LP1、LP2、LPn分别为声源1、2、n的声压级（dB）。当两个声源的声压级相同时，上式可简化为：LP=LP
8、1+101g2=LP1+3式（08.6）,第一节噪声的物理量度,此结果表明，两个声压级相同的声源叠加时，合成的声压仅比单个声源的声压级大3dB。（1）已知一声源的声功率为10-3W，试求声功率级。(2)若两个声源的声压级分别为96dB和90dB，试求叠加后的总声压级。解：(1)=10lg10-3/10-12=90dB(2)LP=101g()=10lg(100.1*96+100.1*90)=10lg(109.6+109)=?,第一节噪声的物理量度,二）噪声的频谱特性噪声不是某个特定频率的纯音，而是由不同频率的声音组成的混合声。人耳可以听到的声音频率范围在2020000HZ(赫)。为了应用方便，通
9、常把声音频率的范围划分为几个有限的频段，称为频程或频带。通风工程的噪声计算中所采用是倍频程，它是指前后两个频段中心频率的比值为2:1频程。目前通用的倍频程的中心频率为31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000、16000。在一般的噪声控制现场测试中，通常只需要638000HZ的八个频程就够了，倍频程各中心频率所代表的频率范围如表08.1所示,声音的中心频率和频段的划分表08.1,第一节噪声的物理量度,频谱是表示组成噪声的各频程声压级的图，即以频程为横坐标、声压级（或声强级、声功率级）为纵坐标的图形。频谱图能清楚地表明该噪声的组成和性质，为噪声控制提供依据。如
10、图08.2所示为某空调器噪声的频谱；图08.3所示为通风机噪声的频谱。,图08.2某空调器噪声频谱图,图08.3通风机的频率分布,第二节噪声的主观评价和室内噪声标准,声压是噪声的基本物理参数，但人耳对声音的感受不仅和声压有关，而且也和频率有关，声压级相同而频率不同的声音听起来是不一样的。根据人耳的这一特性，人们仿照声压级的概念，引出一个与频率有关的概念即响度级，其单位为方(phon)其定义为取1000HZ的纯音为基准声音，若某噪音听起来与该纯音一样响，则该噪声的响度级（方值）就等于这个纯音的声压级(dB值）。若某声音听起来与声压级60dB,频率为1000HZ的基准声音同样响，则该噪声的响度级就
11、是60方，也就是说，响度级是声音响度的主观感觉量，它把声压级和频率用一个单位统一起来了。房间内允许的噪声级称为室内噪声标准。噪声标准的制定应满足生产或生活的需要，避免噪声对人体的有害影响，同时还要考虑技术上的可能性和经济上的合理性。,第二节噪声的主观评价和室内噪声标准,1.噪声标准为满足生产的需要和消除噪声对人体的不利影响，需要对各种不同的场所制定出允许的噪声级，称为噪声标准。目前我国采用国际标准组织制定的噪声评价曲线，即N（NR）曲线作为噪声评价标准，如图08.4所示，图中N（NR）值为噪声评价曲线，即中心频率1000HZ所对应的声压分贝值。考虑到人耳对低频噪声不敏感，以及低频噪声消声处理较
12、困难的特点，故图08.4中低频噪声的允许声压级分贝值较高；而高频噪声的允许声压级分贝值较低。2空调房间的允许噪声标准空调房间对噪声的要求，大致可分为以下3类：1)生产或工作过程本身对噪声有严格的要求（如播音室、录音室等）。2)在生产或工作过程中要求为操作人员创造安静的环境（如仪表装配车间、测试车间等）。3)为保证语言和通信质量以及听觉效果，对噪声有一定的要求（如剧院、会议室等）。民用建筑室内允许噪声一般可用允许噪声级表示，表08.2列出了各类公共及民用建筑的允许噪声标准。,第二节噪声的主观评价和室内噪声标准,图08.4噪音评价曲线N（NR曲线）,第二节噪声的主观评价和室内噪声标准,室内允许的最
13、高噪声级（A声级，dB）表08.2,众所周知，只有当噪声源、传播途径、接受者三要素同时存在，噪声才构成对环境的污染和对人的危害。因此控制噪声必须从三方面着手:,噪声源的控制,传播途径的控制,接受者的防护,二、噪声源的控制,?,控制噪声最积极的方法，就是在声源上进行治理。如提高工艺水平、改进操作方法、提高零部件的加工精度等。具体可以从以下方面进行。,应用新材料、改进机械设备的结构,改革工艺和操作方法,提高零部件加工精度和装配质量,三、传播途径的控制,利用区域分开的方法降低噪声,利用地形和声源的指向性降低噪声,利用绿化降低噪声,1,2,3,四、接受者的防护,常用的办法有：佩戴隔音耳塞、耳罩、头盔，
14、采取轮班作业，缩短在噪声环境中的工作时间等。它们主要是利用隔声的原理来阻挡噪声传入耳膜.,第三节空调系统的噪声源第四节空调系统中噪声的自然衰减第五节消声器消声量的确定,空调系统中的主要噪声源是通风机。一、噪声在风管内的自然衰减二、空气进入室内噪声的衰减,第六节消声器的种类和应用,在空调机房和制冷机房中，某些设备如风机、水泵、压缩机等在运行中会产生噪音和振动。同时会通过管道或其它结构传入空调房间。因此，对于要求控制噪声和防止振动的空调工程应采取消声减振措施。,1空调消声器的原理和种类,空调系统的噪声控制，应首先在系统设计时考虑降低系统噪声，合理选择风机类型，使风机的正常工作点接近其最高效率；风道
15、内的流速控制；转动设备的防振隔声；风管管件的合理布置等。经计算后证明自然衰减不能达到允许的噪声时，则应在管路中或空调箱内设置消声器，对噪声加以控制。消声器是利用声的吸收、反射、干涉等原理，降低通风与空调系统中气流噪声的装置。根据消声原理的不同可以分为阻性、抗性、共振型和复合型等。,第六节消声器的种类和应用,一、阻性消声器阻性消声器利用吸声材料的吸声作用而消声的。其构造是把吸声材料固定在气流流动的管道内壁，或按一定方式排列在管道或壳体内构成阻性消声器，吸声材料能够把入射在其上的声能部分地吸收掉。声能之所以能被吸收，是由于吸声材料的多孔性和松散性。当声波进入孔隙，引起孔隙中的空气和材料产生微小的振
16、动，由于摩擦和粘滞阻力使相当一部分声能化为热能而被吸收掉。它对于高频和中频噪声效果较好，但对低频噪声消声性能较差。1.管式消声器管式消声器是一种最简单的消声器，它仅在管壁内周贴上一层吸声材料，故又称“管衬”。特点是制作方便，阻力小，但只适用于较小的风道，直径一般不大于400mm风管。管式消声器仅对中、高频率吸声有一定的消声作用对低频性能很差。,第六节消声器的种类和应用,二、共振型消声器吸声材料通常对低频噪声的吸收能力很低，单靠增加吸声材料的厚度来提高吸声效果并不经济，为了改善低频噪声的吸声效果，通常采用共振型消声器。共振型消声器的形式是利用管道开孔与共振腔相连接，利用小孔处的空气柱和空腔内的空气构成了弹性共振系统，当外界噪声频率和此共振系统的固有频率相同时，小孔中的空气柱发生共振并与孔壁发生剧烈摩擦，摩擦可以消耗声能，从而达到消声的目的。这种消声器具有较强的频率选择性，即有效的频率范围很窄，一般对于低频消声可以产生较大的衰减。其气流阻力小，但因有共振腔而使结构偏大。见图08.4（b）,第六节消声器的种类和应用,三
