離散時間訊號
[拼音]:tongfeng kongtiao xitong de zaosheng kongzhi
[英文]:noise control in HVAC system
為消除和降低通風裝置和空氣調節裝置的噪聲所採取的綜合措施。通風空調系統中的噪聲主要是空氣動力噪聲和機械撞擊、振動產生的空氣聲和固體聲。一般對前者採用消聲的方法,對後兩者採用隔聲、隔振的方法(見空氣聲隔聲、固體聲隔聲)。
通風空調系統的噪聲
其中包括通風機噪聲和管道的氣流再生噪聲即氣流激發管壁或構件產生振動而再次產生的噪聲。
通風機噪聲
通風機噪聲的強度和通風機噪聲的頻譜特性同通風機的結構形式、系列、型號、轉數、風量和風壓等有關。其頻譜特性一般為中、低頻噪聲,頻譜的峰值fp是葉片攪動空氣的頻率,由通風機主軸轉數n和葉片數n決定,即fp=nZ/60。通風機噪聲的聲功率級LW可由風量Q和風壓H來計算,即:
式中LW0通風機的比聲功率級,即通過對不同系列通風機噪聲的實測和計算而得出的單位風量和單位風壓下噪聲的聲功率級。
氣流再生噪聲
通風管道內的氣流再生噪聲的強度隨風速的提高而增加,其聲功率級與管道風速的5~6次方成正比,即風速提高一倍,噪聲增加15~18分貝。通風管道內一般風速的再生噪聲為低頻噪聲,隨風速的提高,高頻成分逐步增加。
管道的噪聲自然衰減
管道部件在產生氣流再生噪聲的同時,對所傳播的噪聲也有一定的衰減作用。通風裝置的噪聲在沿管道的傳播過程中,磨擦損耗、管道斷面急劇擴大或縮小和聲能反射等,會使部分聲能得到衰減,這種現象稱為通風空調系統的噪聲自然衰減。噪聲自然衰減是噪聲控制設計中可以利用的因素,適當提高管道的噪聲自然衰減的作用,例如在管道內加吸聲內襯,管道內貼保溫材料,作吸聲彎頭等都可提高管道的消聲能力。但在增加噪聲自然衰減作用的同時,管道內氣流的阻力和氣流再生噪聲也將增大,因此要綜合考慮其利弊,只有在裝置噪聲較高而氣流速度較低的情況下,增加噪聲自然衰減作用才是有利的。
通風空調系統的消聲
除針對通風機和通風管道採取相應措施外,並應設計安裝通風空調消聲器等。
通風機選用
在通風空調系統設計中,要選擇低噪聲或低轉速的風機;風量和風壓的安全係數不宜過大,應使風機在接近最高效率點的情況下執行,以保證系統運轉時的噪聲為最低值。機房的位置應儘量遠離要求安靜的房間。安靜條件差別懸殊的房間不要共用一個通風空調系統,以避免相互串聲。
通風管道設計
降低管道內氣流再生噪聲的主要措施是減小管道對氣流的阻力和限制管道內的風速。管道設計應儘可能使氣流的流動均勻,避免急轉彎,採用圓角彎頭代替直角彎頭。管道內的風速要嚴格控制,主管道內的風速一般不大於10米/秒,噪聲控制要求嚴格的系統中主管道內的風速可控制在5米/秒左右,而且從主風道到使用房間,風速要逐步降低。在設計管道時,還要充分利用噪聲自然衰減的作用。
消聲器設計和安裝
通風空調系統的消聲器必須能使系統中氣流通過時產生的噪聲得到較大程度的衰減。
消聲器應有良好的消聲效能,它的消聲量和頻譜特性應與通風系統噪聲相適應;應有良好的空氣動力效能,對氣流的阻力一般不超過通風機全壓的8%,自身產生的氣流再生噪聲應低於房間容許噪聲級3~5分貝;要求結構簡單,體積小,加工方便,並應有與管道相應的強度。
消聲器可分為阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗複合消聲器等。通風空調系統常用的消聲器是阻性消聲器,它是將吸聲材料或吸聲結構按一定方式排列,固定在氣流通道上吸收聲能,從而達到消聲的目的。其消聲ΔL可用以下公式計算:
ΔL=φ(ɑ)PL/S
式中P為吸聲材料的周長;L為消聲器的長度:S為消聲器的通道截面積; φ(ɑ)為消聲係數(ɑ為材料的吸聲係數,φ是ɑ的函式)。阻性消聲器的形式見圖1。對於低頻消聲有特殊要求的空調系統,可以在阻性消聲器內加設擴張室或共振腔,組成阻抗複合或阻共複合式消聲器,以增加低頻消聲量。
消聲器的安裝位置根據具體情況確定:可直接安裝在通風機的進、出口,以降低通風機噪聲;可安裝在通風管道上,以降低通風機和管道上游的氣流再生噪聲;也可在機房或空調房間的進、出風口安裝風口消聲器,以消除系統的噪聲對環境或空調房間的干擾。
機房隔聲、隔振和消聲措施,如圖2所示。
參考書目
日本空調裝置噪聲研究會編,常玉燕譯:《空調裝置消聲設計》,中國建築工業出版社,北京,1981。
方丹群編:《空氣動力性噪聲與消聲器》,科學出版社,北京,1978。