通风与空气调节工程单元14 空调系统的消声与减震修改

14.1 噪声的物理量度
14.1.2 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10~12 W/m2，而人耳所能忍受的最大声强约为1 W/m2，大 于这个声强值时，人耳就会产生疼痛的感觉，人耳所能忍受的 最大声强值称为“痛阈”。
当两个声源的声压级相同时，上式可简化为：
LP = LP1+101g 2= LP1+3
式（14.6）
14.1 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3 dB。 （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20~20000HZ(赫) 。 为了应用方便，通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63~8000 HZ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14.1所示。
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。
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：
14.1 噪声的物理量度
——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：
I L1 10 lg I 0
14.1 噪声的物理量度
14.1.1 噪声的来源和危害
噪声是指声音大而嘈杂刺耳或者对于某项工作来说是不需要 或有妨碍的声音。
从物理学的角度讲，当不同强度和频率的声音无规律地混杂 在一起时，就形成了噪声。噪声来源于物体的振动，如固体的 机械运动、流体振动（水的波涛、空气的流动声）、电磁振动 等。在声源的作用下，使周围的物质点（如空气）获得能量， 产生相应的振动，在其平衡位置附近产生了疏、密波，这样质 点的振动能量就以疏、密波的形式向外传播，这种疏、密波就 称为声波。
14.1 噪声的物理量度
电机噪声以电动机冷却风扇引起的空气动力噪声为最强，机 械噪声次之，电磁噪声最小。除此之外，还有一些其他的气流 噪声，如风管内气流引起的管壁振动，气流遇到障碍物（管道 变径、弯头、阀门等）产生的涡流以及出风口风速过高等都会 产生噪声。
图14.1是空调系统的噪声传播情况。 从图中可以看出，通风机噪声由风道传入室内外，设备的振 动和噪声也可能通过建筑结构传入室内。因此，通风空调系统 在对建筑内热湿环境和空气品质进行控制 当空调系统运行产生的噪声超过一定允许值后，将影响人员 的正常工作、学习、休息或影响房间的功能（如演播室、录音 室），甚至影响人体健康。因此，在进行通风空调系统设计时， 除了要考虑温、湿度的要求以外，还要考虑噪声的控制。
【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
14.1 噪声的物理量度 14.2 空调消声器 14.3 空调装置的减振
声波可以在气体、液体和固体中传播。噪声也是一种声波， 它具有声波的一切特性。各种不同频率和声强的声音无规律地 组合在一起就成为噪声。
14.1 噪声的物理量度
噪声的发生源很多，就工业噪声来说，主要有空气动力噪声、 机械噪声、电磁噪声等，空气动力噪声是由空气振动而产生的， 如当空气流动产生涡流或者发生压力突变时引起气流扰动而产 生的噪声；机械噪声是由固体振动而产生的；电磁噪声是由于 电动机的空隙中交变力的相互作用而产生的。
建筑内部的噪声主要是由于设置空调、给排水、电气设备后 产生的，其中以空调设备产生的噪声影响最大。空调工程中的 主要噪声源是通风机、制冷机、机械通风冷却塔等。
通风机噪声主要是通风机运转时的空气动力噪声（包括气流、 涡流噪声、撞击噪声和叶片回转噪声）和机械噪声。通风机噪 声的大小与叶片的大小和形式、叶片数量、风量、风压等因素 有关，同系列同型号的通风机其噪声随着转速的增高而加大。
式（14.2）
14.1 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：
P L P 20 lg P0
式（14.3）
式中 Lp——声强级，单位为分贝（dB）；
Po——基准声强，Po=0.0002µbar=2×10-5Pa。
LW
10lg
W W0
式（14.4）
式中 Lw ——声功率级，单位为分贝(dB）；
Wo——基准声功率，Wo=10-12W。
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=10 1g 100.1LP1 100.1LP2 100.1LPn 式（14.5） 式中 LP——n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）。
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（µbar）。
14.1 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：
I
P2
c
式（14.1）
式中 c ——声速，m/s；