高層建筑降噪處理之通用設備噪聲分析

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高層建筑降噪處理之通用設備噪聲分析

文章出處：技術資訊網責任編輯admin 閱讀量：發表時間：2021-04-15 14:37

風機盤管噪聲

收集的一些實測示例數據：

從表中可以看出，在相同測試條件下，機組開與機組間歇停止的狀態相比，低頻段聲壓值的差別大一些，中高頻段的相差小一些。也可以看出，機組對辦公室內的影響主要是以低頻為主。從表看出，四種不同風擋下測試噪聲的A聲級相差很小。對測試數據進行疊加計算后，得到空調設備無環境背景噪聲下的噪聲值。

看出四種不同的風檔下，1kHz及以上的聲壓值基本相等。在低頻段上，隨著風檔的降低，噪聲值越低。由此可見風機對風機盤管噪聲的影響主要在低頻段，而且影響值很小，這也進一步說明了小辦公室里風機盤管的噪聲主要是水流產生的。

風機盤管有三個風速檔，其中三檔所測得數據與風機盤管關閉時測的數據相近，甚至還會小一些，所以再疊加計算中無法得到計算值，這也說明了三檔風速的噪聲非常小。風機盤管呈現的是低頻特性，一檔和二檔之間的噪聲級差別非常小，僅在低頻段有較明顯差異。賓館房間內風機盤管的低頻特性，與測試的辦公樓內風機盤管噪聲呈低頻和高頻雙重特性，主要是由于水流產生了高頻特性。這也可以說明在無明顯水流故障的情況下，風機盤管的由于風機一般呈現低頻特性，而在夜間低頻噪聲將成為影響人們睡眠的主要因素。

風冷熱泵噪聲
收集的一些實測示例數據：
噪聲測試選在離機組正前方1.5米遠，1.2米高處。機組的性能參數和噪聲測試數據見下表：

冷卻塔噪聲
冷卻塔的噪聲主要包括以下幾方
（1）風機噪聲
除了小型的冷卻塔和動力站采用自然通風塔以外，多數的冷卻塔均采用風機帶動塔內空氣流動。風機的噪聲是冷卻塔噪聲的主導成分，其噪聲包括葉片轉動產生的噪聲、氣流湍流噪聲和上述兩項共振引起的噪聲。
（2）水落噪聲（淋水噪聲）
冷卻塔的水落噪聲通常是冷卻塔噪聲中僅次于風機噪聲的成分。由于冷卻塔的形式、尺寸的差異，有時水落噪聲比風機噪聲還大，與塔高、水量和塔內填料的間距有關。冷卻塔水落噪聲與冷卻塔的大小，亦即與冷卻塔的水量有關。下圖為冷卻塔水落噪聲的典型頻譜特性，為水池不同水深h（mm）時落水噪聲聲功率級。
（3）機械噪聲
主要包括減速器、驅動電動機、冷卻泵等機械轉動產生的噪聲，機械噪聲主要與機械加工精度有關，一般情況下噪聲不大。
（4）冷卻塔機殼振動輻射噪聲
冷卻塔的噪聲以低頻、中頻為主，且低頻峰值多出現在250Hz，中頻在500Hz附近，這對噪聲控制帶來較大的困難。

因此從理論上看，對濺水噪聲進行治理的最有效方法是降低水滴下落的速度和水滴的質量，并且盡可能避免水滴直接沖擊水面。這也是目前低噪聲冷卻塔廣泛使用透水消聲墊、特制濺水元件降噪治理的依據。采用多層細眼絲網，使落水被密集絲網無聲切割而細化水束疏散消能，降噪量可達9dB左右;采用斜面消能減噪聲原理特制的落水降噪裝置，在落水直接撞擊水面之前，使落水先在斜面上經無聲擦貼，粘滯減速、挑流分離、疏散灑落等消能形式的過渡，取得消減落水沖擊噪聲的治理效果，降噪量可達13-16dB。

表中數據是根據原始數據進行平均之后的數值，我們需要得到空調設備冷卻塔的噪聲頻譜特性，就需要得到除去背景噪聲后的冷卻塔單獨的聲壓值。根據公式將總噪聲與背景噪聲進行疊加計算，得到各測試點的聲壓值如下表所示：

從兩個表格的數據可以看出，處理后的數據與處理前數據相差不大。背景噪聲與冷卻塔噪聲相差較大，倍頻帶上每個中心頻率的噪聲都相差15dB以上，所以背景噪聲對設備噪聲的影響甚微。

風機組噪聲
風機噪聲是通風空調系統中最主要的噪聲源之一，風機在運轉時產生的噪聲主要包括空氣動力噪聲、機械噪聲及氣體和固體彈性系統相互作用產生的氣固禍合噪聲。而在這些噪聲中，以空氣動力性噪聲為主，一般空氣動力噪聲可比機械噪聲大10dB左右。風機噪聲的大小和特性因風機的形式、型號及規格的不同而不同。
從構造上風機可分為離心風機和軸流風機兩種類型，兩種類型風機的典型噪聲頻譜曲線如圖所示。離心風機噪聲以低頻為主，隨著頻率的提高，噪聲逐漸下降；而軸流風機則以中頻噪聲為主。
高層建筑降噪處理之通用設備噪聲分析

風機的空氣動力噪聲主要包括旋轉噪聲和氣流旋渦噪聲。其中旋轉噪聲又稱離散頻率噪聲或通過頻率噪聲（Blade Passage Frequency, BPF）。當風機旋轉時，旋轉葉輪上的葉片通道出口處，沿周向的氣流壓力與氣流速度都有頗大的變化。由于葉片旋轉而產生周期性的壓力和速度脈動，此種脈動所產生的噪聲被稱為旋轉噪聲。更形象地說，旋轉噪聲是由旋轉的葉片周期性地打擊空氣質點引起空氣脈動所產生的。其頻率就是葉片每秒鐘打擊空氣質點的次數，因此它與葉片數和轉速有關。其基本頻率，也稱為葉片通過頻率fa=n.N（n為風機轉速轉/秒;N為葉片數）

后向型離心風機具有最高的效率，產生最低的噪聲，在空調系統低、中、高三種風壓下均可適用。此類風機一般有8到16片葉片，相對于其他類型的風機，后向型風機的旋轉頻率噪聲不是很嚴重。為了得到更高的風壓，對后向型風機葉片進行改進，把葉片靠里部分葉片做一個向前的傾角，靠外部分做成輻射型。但改進的后向型風機具有強烈的旋轉頻率噪聲。輻射型離心風機結構最簡單，一般有6到12片葉片，其葉片可以做的寬而短，適用于大流量而低風壓的場合;葉片也可以做成細而長，適用于高風壓小流量的場合。這類型的風機的噪聲具有強烈的旋轉頻率噪聲成分。前向型離心風機主要是應用在空調系統中，如風機盤管系統，此類風機具有大流量和低風壓的特點。此類風機比后項型風機具有更大的噪聲，但其旋轉頻率噪聲成分比較低。此類風機一般有36到64片葉片。

翼型軸流風機由于具有導流翼片，在軸流風機中具有最高的效率，在空調系統低、中、高三種風壓下均可適用。相對于離心通風機，此類風機產生更高的噪聲，其噪聲頻譜上具有非常強烈的旋轉頻率成分。
直管式風機沒有導流翼片，結構比翼型風機簡單，成本相對也降低，但效率比翼型風機低。此類風機可應用在低、中壓的空調系統中。由于沒有導流翼片，氣流湍流更嚴重，比翼型軸流風機產生一些更大的噪聲。此類風機噪聲頻譜上也具有非常強烈的旋轉頻率成分。
推進型軸流風機通常不與管道連接，主要用在非常低風壓的通風系統中，可以提供很大的風量。此類風機典型的應用是房間排風與通風以及冷卻塔送風。推進型軸流風機的噪聲比翼型和直管式軸流風機產生稍微嚴重的噪聲，且產生很多難以吸收的低頻噪聲。
風管喘流噪聲
氣流湍流噪聲是一種在管道內由高速氣流的湍流脈動引起的噪聲，氣流湍流噪聲以中高頻為主，噪聲強度大致按氣流速度6次方的規律變化。氣流經直管道引起的氣流噪聲聲功率級可用下式進行估算:

在通風、空調系統中管道系統內噪聲的自然衰減也是系統消聲設計中應予考慮的一個方面。管道系統的噪聲自然衰減主要來源于直管道的聲衰減，彎頭、三通、變徑管的聲衰減，風口的末端聲衰減以及風口噪聲向房間內傳播途徑的聲衰減等方面，現分述如下:
1）直管道自然衰減一般鍍鋅鋼板制作的光滑風管、管壁吸聲很低，而當管內風速較高仁如大于8m/s，氣流再生噪聲又較大時，直管自然聲衰減可忽略不計。
2）圓彎頭的自然衰減量僅為1-3dB，小直徑圓彎頭衰減小于大直徑彎頭，低頻衰減小于高頻衰減，而方形彎頭也是大尺寸聲衰減優于小尺寸彎頭，高頻衰減優于低頻衰減,彎頭加內襯對高頻衰減較大。

3）當管道中設三通即管道分叉時，其噪聲能量可以按支管的斷面積比例（或風量分配比例）分配噪聲能量，則從主管道到任一支管的噪聲自然衰減量可按下式計算：

4）風管變徑噪聲損失，略。
5）風口反射噪聲損失，略。
6）房間內的聲衰減，略。

從測試數據可以看出，當新風機組無遮擋比有遮擋的情況下，中高頻的聲壓級要高一些，在有遮擋的時候低頻的聲壓級要高一些，也就是說在有遮擋的情況下，新風機組會有較大的振動產生。

冷凍機組噪聲
制冷機及其輔助設備產生嚴重的寬頻噪聲和離散頻率噪聲，制冷劑和水流產生寬頻噪聲，壓縮機、電動機的轉動產生離散頻率噪聲。制冷機的噪聲通常在250~1000Hz頻帶內最嚴重。對于大部分的室內的水冷制冷機，壓縮機是主要噪聲源。常見的壓縮機包括離心式、往復式、吸收式、渦旋式和螺桿式等類型。除了吸附式壓縮機，其他壓縮機都有明顯的離散頻率噪聲。離心壓縮機的離散頻率噪聲主要是由于葉輪和電機的轉動產生的，離散頻率噪聲成分不是很強。如果壓縮機使用閥門來調節其制冷量，則在部分負荷下由于閥門節流產生更大的湍流，噪聲聲壓級反而增大;如果通過改變電機轉速來調節制冷量，則噪聲聲壓級隨負荷的減少而降低。往復式壓縮機由于活塞的往復運行產生嚴重的低頻噪聲。部分負荷運行時，往復式壓縮機的離散頻率噪聲和噪聲總聲壓噪聲只比全負荷運行減少一點。螺桿式壓縮機在250-2000Hz頻帶內產生非常強烈的噪聲，相對于其他的壓縮機產生更大的噪聲。