空调设计中声学应用的探讨

空调设计中声学应用的探讨摘要：空调调节为保证室内环境，满足室内人员热舒适性。但是，空调设备在运行时由于设备震动和空气流动过程中会产生噪声。当人长期处于噪声较大的室内房间时，会对室人的身体健康造成损坏。所以，在空调设计中噪声控制也是设计中要注意的关键内容之一。关键词：特殊民用建筑对噪声的要求；空调系统的声学计算；空调系统主要为保证室内热舒适性，但是空调设备在运转时会产生噪声。当风管内或风口的空气流速较快时也会产生噪声。在一般民用建筑中噪声较大会影响室内人员的身体健康。而在一些特殊要求的建筑物如：剧院、演播室等则对NR值会有明确的要求。此时，空调系统就要注意噪声的问题。一、特殊民用建筑对噪声的要求特殊民用建筑如：剧院与演播室声学的参照标准与一般的民用建筑有所不同，这些建筑需要采用NR噪声评价曲线来对应不同的倍频程声压级。比如，在《广播电视录（播）音室、演播室声学设计规范》GYT5086（节选）要求：大型综艺演播室二级标准为NR30噪声评价曲线。查NR曲线对应的倍频程声压级（dB）频率（Hz）NR数6312525050010002000400080003059.248.139.934.030.026.924.722.9二、空调系统的声学计算空调系统的声学计算主要包括：风机噪声声功率级、系统各部件气流噪声功率级、系统管道各部件噪声的自然削减、室内风口噪声的混合、消声器消声量的计算；需要对中心频率63、125、250···8000Hz每个倍频程下分别计算，最后与NR噪声评价曲线进行比较。下文以实际工程作为实例进行计算，项目为广东某800m2大型演播室设计总风量60000m3/h，风口合计28个,每个风口风量2140m3/h（计算内容为节选，主要为对消声器后的管道至风口进行计算0点—13点）。1直管的噪声声功率级（式2-1）式中—直管内气流速度（m/s）；—直管的断面面积，（m2）；直管噪声倍频程修正值（dB，见下表2-1）中心频率（Hz）631252505001000200040008000修正值-5-6-7-8-9-10-13-202弯头的噪声声功率级（式2-2）式中—弯头比声功率级（dB，按《实用供暖空调设计手册》第二版（以下称《大红本》）中选取，为斯脱立哈尔数，由=·d/v）；—倍频带低限频率（Hz），/；—倍频带中心频率（Hz）；—风管的直径或当量直径（m）；—弯头内流速（m/s）；3三通的噪声声功率级（式2-3）式中—三通比声功率级（dB，根按《大红本》中选取）—离开三通的流速（m/s）；—进入三通的流速（m/s）；4变径的噪声声功率级（式2-4）式中—变径入口流速（m/s）；K—与变径角度有关的修正值（按《大红本》中角度为60°时，约为4.2）；—系数（见下表2-2）系数倍频带中心频率（Hz）6312525050010002000A（dB）47.248.652.852.854.257.2B（dB）27.322.915.213.09.85.35阀门的噪声声功率级（式2-5）式中—由阀门叶片角度决定（按《大红本》中为0°为30dB，45°为42dB）—管内气流速度（m/s）s—管道断面面积（m2）—阀门气流倍频带修正值，（按《大红本》选取）6定风速风口的噪声声功率级（式2-6）式中—比声功率级（dB（A），计算后应采用A计权修正）—有效流通面积（m2）；7两个噪声节点的总声功率级（式2-7）式中—多个节点中噪声较高的声功率级值（dB）；—附加声功率级值（dB,见下表2-3）（dB）0123469（dB）3.02.62.21.81.51.00.58风口传至房间内某点的噪声级（式2-8）式中—房间自然衰减的声功率级（dB）；—风口与测量点的距离（5m）；—指向性因素，（按《大红本》中取）；—房间内总表面积（约为2750m2）；—室内平均吸声系数，取0.37。9管道系统的自然削减由于计算图表较多按《大红本》直接计算。表2-40点—6点空调系统消声设计计算表项目序号项目内容计算方法倍频程中心频率（Hz）6312525050010002000400080001弯头0点至1点气流噪声按式2-2计算464645444342393220点至1点弯头的自然衰减按《大红本》选取5753333331点至2点直管段的自然衰减按《大红本》选取431111114传至2点的气流噪声第1项减第2项减第3项373639403938352851点至2点直管段气流噪声按式2-1计算484746454443403362点处气流噪声总和4、5项按式2-7计算48474746454441347三通2点至3点自然衰减444444448传至3点处的气流噪声第6项减第7项44434342414037309三通2点至3点的气流噪声按式2-3计算4839404133---103点气流噪声总和8、9项按式2-7计算4944444342403730113点至4点阀门的气流噪声按式2-5计算4847474338332823124点气流噪声总和10、11项按式2-7计算5048494744413831134点至5点直管段的自然衰减按《大红本》选取4421111114传至5点的气流噪声第12项减第13项4644474643403730154点至5点直管段的气流噪声按式2-1计算2524232221201710165点气流噪声总和14、15项按式2-7计算4644474643403730175点至6点弯头的自然衰减按《大红本》选取5753333318传至6点的气流噪声第16项减第17项413942434037342719弯头5点至6点的气流噪声按式2-2计算241920212117--206点气流噪声总和18、19项按式2-7计算4139424340373427216点至7点自然削减（距离较短不再计算）7点气流噪声等于6点413942434037342722三通7点至8点的自然衰减4444444423传至8点的气流噪声第21减第22373538393633302324三通7点至8点的气流噪声按式2-3计算3124------258点气流噪声总和23、24项按式2-7计算3836383936333023268点至9点的自然衰减按《大红本》选取111-----27传至9点的气流噪声第25项减第26项3735373936333023288点至9点直管段的气流噪声按式2-1计算242322212019169299点气流噪声总和27、28项按式2-7计算3735373936333023309点至10点弯头的自然衰减按《大红本》选取-123333331传至10点的气流噪声第29项减第30项373435363330272032弯头9点至10点的气流噪声按式2-2计算--------3310点气流噪声总和31、32项按式2-7计算37343536333027203411点阀门气流噪声按式2-5计算39383834292419143511点气流噪声总和33、34项按式2-7计算41404038353128213611点至12点直管段自然削减数值较小--------3711点至12点直管段的气流噪声按式2-1计算654321--3812点气流噪声总和34、36项按式2-7计算414040383531282139送风口的自然削减按《大红本》选取82------40传至13点的气流噪声第38项减第39项333840383531282141送风口的气流噪声按式2-6计算393939393939393942A计权修正-26.2-16.1-8.6-3.20.01.21.0-1.143修正后65.255.147.642.23937.83840.14213点处气流噪声总和39、40项按式2-7计算655548423938384043房间自然衰减按式2-8计算211919171717171745房间噪声计算值443629252221211346房间允许噪声级NR30曲线5948403430272523结语计算后房间噪声满足NR30曲线。实际工程中声学计算会较为繁琐，在实际应用中，主要控制方法是要控制管道流速，防止噪声再生。计算后应注意风管阀门处会产生噪声再生，实际工程时可在各个分支管阀门后再安装消声器，以消除噪声再生。建筑物中声学要求较高的区域如：音乐厅、播音室、录音室等，除控制风管流速外。直管段风管建议采用内吸声风管以减少气流的噪声，同时弯头可采用吸声弯头或采用导流片等措施，减少弯头的气流噪声