空調(diào)系統(tǒng)主要降噪技術(shù)綜述

摘 要：空調(diào)系統(tǒng)在為用戶提供舒適的室內(nèi)環(huán)境的同時，也帶來了不容忽視的聲環(huán)境污染問題，隨著人們的環(huán)境、健康意識不斷提高，空調(diào)系統(tǒng)的消音降噪也越來越受到人們的重視。本文首先介紹了當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)的噪音來源，并針對主要的噪音控制技術(shù)進(jìn)行了重點介紹。

關(guān)鍵詞：空調(diào);降噪; 噪音控制技術(shù)

引言

隨著人們生活水平的不斷提高，空調(diào)系統(tǒng)已成為公共場所和家用住宅的必備設(shè)施之一，一方面，空調(diào)系統(tǒng)為人們提供了舒適的室內(nèi)環(huán)境，另一方面，其運行也成為噪音超標(biāo)的重要原因。

空調(diào)系統(tǒng)的噪音主要來源于兩個方面：正常的運行噪音和異常的噪音。其中，正常的運行噪音是不可消除的，但是設(shè)計者可以通過各種方法使其降低以符合噪音標(biāo)準(zhǔn);而異常的噪音是由于系統(tǒng)設(shè)計不合理或者一些其它方面的影響因素而產(chǎn)生的，是可以消除的噪音。

噪音對周圍環(huán)境的影響分為對室外環(huán)境的影響和對室內(nèi)環(huán)境的影響，其中，對室外環(huán)境的影響通常是由設(shè)置于建筑外部的設(shè)備（如冷卻塔、外置式風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)）以及進(jìn)、排風(fēng)口等產(chǎn)生的，而對室內(nèi)環(huán)境的影響通常是由于機(jī)房振動傳聲或空調(diào)管道傳聲所引起的。

針對上述噪音問題，研究人員陸續(xù)開發(fā)了多種適用于空調(diào)系統(tǒng)的噪音控制技術(shù)，逐步形成了該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)。本文旨在通過對空調(diào)系統(tǒng)的主要噪音控制技術(shù)進(jìn)行介紹，以期為該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展提供一份技術(shù)參考。

一、空調(diào)系統(tǒng)降噪技術(shù)概述

目前，空調(diào)系統(tǒng)常采用的噪音控制技術(shù)有消聲、吸聲、隔聲、隔振阻尼等，主要是在噪音源、噪音傳播途徑及接受點上進(jìn)行控制和處理。

1.消聲

在空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)管上設(shè)置消音器或與消聲靜壓箱配合使用，可有效地阻止或減弱聲能向外傳播，使氣流噪音降低20-40dB（A）。

消聲器是一種既可使氣流順利通過，又能有效地降低噪音的設(shè)備，消聲器種類很多，按其消聲機(jī)理大體分為三大類：阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復(fù)合型消聲器，上述幾種噪音控制方法在噪音治理中應(yīng)用廣泛，它們降噪機(jī)理的共同特點是通過噪音聲波與聲學(xué)材料或聲學(xué)結(jié)構(gòu)的相互作用消耗聲能，從而降低噪音，是目前工程設(shè)計、實踐中效果較好、廣泛應(yīng)用的噪音控制方法;消聲靜壓箱通常設(shè)在風(fēng)機(jī)出口處，或空氣分布器前設(shè)置內(nèi)壁面貼吸聲材料空箱，達(dá)到既可穩(wěn)定氣流，又可起到消聲的作用。

各種常見的消聲器消聲性能和主要用途如表1-1

其中阻性消聲器是將松散多孔的吸聲材料粘貼在氣流通道內(nèi)壁，當(dāng)聲波進(jìn)入消聲器后，吸聲材料便將一部分聲能轉(zhuǎn)化成熱能吸收掉，噪音不斷地被吸收而衰減，常見阻性消聲器包括管式阻性消聲器、片式阻性消聲器、迷宮式阻性消聲器和單室式阻性消聲器。

抗性消聲器又稱膨脹式消聲器，是利用管道內(nèi)界面突變，使沿管道傳播的聲波向聲源方向反射回去，而起到消聲作用，它對低頻噪音有良好的消聲效果，一般由擴(kuò)張室和連接管串聯(lián)組成，有單節(jié)擴(kuò)張式、多節(jié)擴(kuò)張室和帶外接管擴(kuò)張室、帶內(nèi)接管擴(kuò)張室等。

阻抗復(fù)合式消聲器一般由鋼板外殼、鋼板內(nèi)管、隔斷鋼板、阻性消聲片等組成，此消聲器吸收了阻式、抗式及共振性消聲器的優(yōu)點，從低頻到高頻都具有良好的消聲效果，它利用內(nèi)管多孔吸聲材料的阻性消聲原理，又利用管道流通截面的突變的抗性消聲原理和腔面構(gòu)成共振吸聲，使噪音聲值被降低，消除高頻和大部分中頻的噪音。

2.吸聲

聲音在傳播過程中，一部分聲能隨著距離的增大而擴(kuò)散，另一部分聲能則因空氣分子的吸收而減弱，聲能的這種減弱現(xiàn)象，在室外空曠處頗為明顯，但在室內(nèi)如果房間的空調(diào)并不大，上述的這種聲能減弱就不起主要作用，而重要的是室內(nèi)墻壁、天花板、地板等材料表面對聲能的吸收。所謂吸聲就是采用吸聲材料對噪音進(jìn)行控制，材料的吸聲系數(shù)與材料的物理性質(zhì)有關(guān)，密度越小、孔隙越多，吸收性能越好;例如對于以低頻為主的風(fēng)機(jī)房的噪音，宜選用珍珠巖吸聲板、石膏穿孔板、聚酯纖維吸聲板等低頻吸聲性能強(qiáng)的吸聲材料;而制冷機(jī)房、水泵房等噪音頻譜較寬，則應(yīng)選用超細(xì)玻璃棉氈、玻璃棉板、礦渣棉板、聚氨酯泡沫塑料等重、高頻吸聲性能好的材料;至于機(jī)房的墻體、樓板，則通常采用內(nèi)夾吸聲材料（如礦棉氈、玻璃棉氈等的復(fù)合門）。常用的多孔吸聲材料包括纖維材料、顆粒材料和泡沫材料[2]。

3.隔聲

用構(gòu)件將噪音源與接收者分開，隔離空氣對聲的傳播，從而降低噪音污染的程度，是噪音控制的一項基本措施，應(yīng)用范圍也比較廣，適當(dāng)?shù)母袈曉O(shè)施能降低噪音20～50db，這些設(shè)施包括采用隔聲的墻或樓板、隔聲罩、隔聲間、隔聲屏障、隔聲幕等，空氣噪音的隔離一般采用以下方式：單體實心墻、帶空氣層的雙層隔聲結(jié)構(gòu)和采用密度不同的隔聲材料。

吸聲性能好的材料，不等于隔聲性能好的材料。隔聲材料是能減弱或隔斷聲波傳遞的材料，聲音的傳播是通過空氣（空氣聲）或通過固體的撞擊或振動（固體聲），不同的傳播途徑，隔聲原理不同，對空氣聲的隔絕宜選擇密實、沉重的材料（如燒結(jié)普通磚、鋼板、鋼筋混凝土等）作為隔聲材料;而對固體聲隔絕的最有效措施，是斷絕其聲波繼續(xù)傳遞的途徑，即在產(chǎn)生和傳遞固體聲波的結(jié)構(gòu)（如粱、框架與樓板、隔墻及其交接處等）層中，加入具有一定彈性的襯墊材料，如軟木、橡膠、毛氈、地毯或設(shè)置空氣隔離層等，以阻止或減弱固體聲波的繼續(xù)傳播。

4.隔振阻尼

空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵、冷卻塔等設(shè)備運轉(zhuǎn)時，會因轉(zhuǎn)動部件的質(zhì)量中心偏離軸中心而產(chǎn)生振動，該振動傳給支撐結(jié)構(gòu)，并以彈性波的形式從運轉(zhuǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)沿建筑結(jié)構(gòu)傳遞到其他房間，再以噪音的形式出現(xiàn)，稱為固體聲，這就是通常所說的機(jī)械噪音，對于此類噪音可以在振源和它的基礎(chǔ)之間安裝減振措施或在設(shè)備和管道之間安裝柔性連接。常見的設(shè)備基礎(chǔ)隔振器主要有金屬隔振器、橡膠隔振器、空氣橡膠彈簧隔振器、軟木、玻璃纖維板、毛氈、瀝青礦棉氈、巖棉隔振墊，每種隔振器有其自身的優(yōu)缺點，在選用時要根據(jù)實際的需要和使用環(huán)境及成本等進(jìn)行選擇;常用的隔振軟管有各種橡膠軟管和不銹鋼波紋軟管[3]。

此外，除了機(jī)械噪音，還有渦流噪音，這是由葉片驅(qū)動空氣產(chǎn)生的紊流引起的寬頻帶氣流噪音，主要取決于風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式、風(fēng)量、葉片片數(shù)、風(fēng)壓及轉(zhuǎn)速，可采用空調(diào)壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)節(jié)來有效緩解此類噪音。

二、總結(jié)

本文就空調(diào)系統(tǒng)的主要噪音控制技術(shù)進(jìn)行了重點介紹，空調(diào)噪音控制技術(shù)主要包括消聲、吸聲、隔聲和隔振阻尼，并分別分析了各噪音控制技術(shù)的工作原理、主要的噪音控制手段和相應(yīng)用途，可以為空調(diào)領(lǐng)域的技術(shù)工作人員提供一些技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]于秋燕. 民用建筑空調(diào)系統(tǒng)的消聲降噪研究[D].首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)，2003.

[2]李強(qiáng). 民用建筑空調(diào)系統(tǒng)噪音控制的研究[D].華中科技大學(xué)，2007.

[3]謝東. 淺談空調(diào)設(shè)計中的降噪措施[J]. 中外建筑，2001，04：101.

作者簡介：

皮理剛（1988年6月），男，籍貫：河南周口人，漢族，現(xiàn)職稱：研究實習(xí)員，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向：從事專利審查工作。