高层建筑降噪处理之通用设备噪声分析

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高层建筑降噪处理之通用设备噪声分析

文章出处：技术资讯网责任编辑admin 阅读量：发表时间：2021-04-15 14:37

风机盘管噪声

收集的一些实测示例数据：

从表中可以看出，在相同测试条件下，机组开与机组间歇停止的状态相比，低频段声压值的差别大一些，中高频段的相差小一些。也可以看出，机组对办公室内的影响主要是以低频为主。从表看出，四种不同风挡下测试噪声的A声级相差很小。对测试数据进行叠加计算后，得到空调设备无环境背景噪声下的噪声值。

看出四种不同的风档下，1kHz及以上的声压值基本相等。在低频段上，随着风档的降低，噪声值越低。由此可见风机对风机盘管噪声的影响主要在低频段，而且影响值很小，这也进一步说明了小办公室里风机盘管的噪声主要是水流产生的。

风机盘管有三个风速档，其中三档所测得数据与风机盘管关闭时测的数据相近，甚至还会小一些，所以再叠加计算中无法得到计算值，这也说明了三档风速的噪声非常小。风机盘管呈现的是低频特性，一档和二档之间的噪声级差别非常小，仅在低频段有较明显差异。宾馆房间内风机盘管的低频特性，与测试的办公楼内风机盘管噪声呈低频和高频双重特性，主要是由于水流产生了高频特性。这也可以说明在无明显水流故障的情况下，风机盘管的由于风机一般呈现低频特性，而在夜间低频噪声将成为影响人们睡眠的主要因素。

风冷热泵噪声
收集的一些实测示例数据：
噪声测试选在离机组正前方1.5米远，1.2米高处。机组的性能参数和噪声测试数据见下表：

冷却塔噪声
冷却塔的噪声主要包括以下几方
（1）风机噪声
除了小型的冷却塔和动力站采用自然通风塔以外，多数的冷却塔均采用风机带动塔内空气流动。风机的噪声是冷却塔噪声的主导成分，其噪声包括叶片转动产生的噪声、气流湍流噪声和上述两项共振引起的噪声。
（2）水落噪声（淋水噪声）
冷却塔的水落噪声通常是冷却塔噪声中仅次于风机噪声的成分。由于冷却塔的形式、尺寸的差异，有时水落噪声比风机噪声还大，与塔高、水量和塔内填料的间距有关。冷却塔水落噪声与冷却塔的大小，亦即与冷却塔的水量有关。下图为冷却塔水落噪声的典型频谱特性，为水池不同水深h（mm）时落水噪声声功率级。
（3）机械噪声
主要包括减速器、驱动电动机、冷却泵等机械转动产生的噪声，机械噪声主要与机械加工精度有关，一般情况下噪声不大。
（4）冷却塔机壳振动辐射噪声
冷却塔的噪声以低频、中频为主，且低频峰值多出现在250Hz，中频在500Hz附近，这对噪声控制带来较大的困难。

因此从理论上看，对溅水噪声进行治理的最有效方法是降低水滴下落的速度和水滴的质量，并且尽可能避免水滴直接冲击水面。这也是目前低噪声冷却塔广泛使用透水消声垫、特制溅水元件降噪治理的依据。采用多层细眼丝网，使落水被密集丝网无声切割而细化水束疏散消能，降噪量可达9dB左右;采用斜面消能减噪声原理特制的落水降噪装置，在落水直接撞击水面之前，使落水先在斜面上经无声擦贴，粘滞减速、挑流分离、疏散洒落等消能形式的过渡，取得消减落水冲击噪声的治理效果，降噪量可达13-16dB。

表中数据是根据原始数据进行平均之后的数值，我们需要得到空调设备冷却塔的噪声频谱特性，就需要得到除去背景噪声后的冷却塔单独的声压值。根据公式将总噪声与背景噪声进行叠加计算，得到各测试点的声压值如下表所示：

从两个表格的数据可以看出，处理后的数据与处理前数据相差不大。背景噪声与冷却塔噪声相差较大，倍频带上每个中心频率的噪声都相差15dB以上，所以背景噪声对设备噪声的影响甚微。

风机组噪声
风机噪声是通风空调系统中最主要的噪声源之一，风机在运转时产生的噪声主要包括空气动力噪声、机械噪声及气体和固体弹性系统相互作用产生的气固祸合噪声。而在这些噪声中，以空气动力性噪声为主，一般空气动力噪声可比机械噪声大10dB左右。风机噪声的大小和特性因风机的形式、型号及规格的不同而不同。
从构造上风机可分为离心风机和轴流风机两种类型，两种类型风机的典型噪声频谱曲线如图所示。离心风机噪声以低频为主，随着频率的提高，噪声逐渐下降；而轴流风机则以中频噪声为主。
高层建筑降噪处理之通用设备噪声分析

风机的空气动力噪声主要包括旋转噪声和气流旋涡噪声。其中旋转噪声又称离散频率噪声或通过频率噪声（Blade Passage Frequency, BPF）。当风机旋转时，旋转叶轮上的叶片通道出口处，沿周向的气流压力与气流速度都有颇大的变化。由于叶片旋转而产生周期性的压力和速度脉动，此种脉动所产生的噪声被称为旋转噪声。更形象地说，旋转噪声是由旋转的叶片周期性地打击空气质点引起空气脉动所产生的。其频率就是叶片每秒钟打击空气质点的次数，因此它与叶片数和转速有关。其基本频率，也称为叶片通过频率fa=n.N（n为风机转速转/秒;N为叶片数）

后向型离心风机具有最高的效率，产生最低的噪声，在空调系统低、中、高三种风压下均可适用。此类风机一般有8到16片叶片，相对于其他类型的风机，后向型风机的旋转频率噪声不是很严重。为了得到更高的风压，对后向型风机叶片进行改进，把叶片靠里部分叶片做一个向前的倾角，靠外部分做成辐射型。但改进的后向型风机具有强烈的旋转频率噪声。辐射型离心风机结构最简单，一般有6到12片叶片，其叶片可以做的宽而短，适用于大流量而低风压的场合;叶片也可以做成细而长，适用于高风压小流量的场合。这类型的风机的噪声具有强烈的旋转频率噪声成分。前向型离心风机主要是应用在空调系统中，如风机盘管系统，此类风机具有大流量和低风压的特点。此类风机比后项型风机具有更大的噪声，但其旋转频率噪声成分比较低。此类风机一般有36到64片叶片。

翼型轴流风机由于具有导流翼片，在轴流风机中具有最高的效率，在空调系统低、中、高三种风压下均可适用。相对于离心通风机，此类风机产生更高的噪声，其噪声频谱上具有非常强烈的旋转频率成分。
直管式风机没有导流翼片，结构比翼型风机简单，成本相对也降低，但效率比翼型风机低。此类风机可应用在低、中压的空调系统中。由于没有导流翼片，气流湍流更严重，比翼型轴流风机产生一些更大的噪声。此类风机噪声频谱上也具有非常强烈的旋转频率成分。
推进型轴流风机通常不与管道连接，主要用在非常低风压的通风系统中，可以提供很大的风量。此类风机典型的应用是房间排风与通风以及冷却塔送风。推进型轴流风机的噪声比翼型和直管式轴流风机产生稍微严重的噪声，且产生很多难以吸收的低频噪声。
风管喘流噪声
气流湍流噪声是一种在管道内由高速气流的湍流脉动引起的噪声，气流湍流噪声以中高频为主，噪声强度大致按气流速度6次方的规律变化。气流经直管道引起的气流噪声声功率级可用下式进行估算:

在通风、空调系统中管道系统内噪声的自然衰减也是系统消声设计中应予考虑的一个方面。管道系统的噪声自然衰减主要来源于直管道的声衰减，弯头、三通、变径管的声衰减，风口的末端声衰减以及风口噪声向房间内传播途径的声衰减等方面，现分述如下:
1）直管道自然衰减一般镀锌钢板制作的光滑风管、管壁吸声很低，而当管内风速较高仁如大于8m/s，气流再生噪声又较大时，直管自然声衰减可忽略不计。
2）圆弯头的自然衰减量仅为1-3dB，小直径圆弯头衰减小于大直径弯头，低频衰减小于高频衰减，而方形弯头也是大尺寸声衰减优于小尺寸弯头，高频衰减优于低频衰减,弯头加内衬对高频衰减较大。

3）当管道中设三通即管道分叉时，其噪声能量可以按支管的断面积比例（或风量分配比例）分配噪声能量，则从主管道到任一支管的噪声自然衰减量可按下式计算：

4）风管变径噪声损失，略。
5）风口反射噪声损失，略。
6）房间内的声衰减，略。

从测试数据可以看出，当新风机组无遮挡比有遮挡的情况下，中高频的声压级要高一些，在有遮挡的时候低频的声压级要高一些，也就是说在有遮挡的情况下，新风机组会有较大的振动产生。

冷冻机组噪声
制冷机及其辅助设备产生严重的宽频噪声和离散频率噪声，制冷剂和水流产生宽频噪声，压缩机、电动机的转动产生离散频率噪声。制冷机的噪声通常在250~1000Hz频带内最严重。对于大部分的室内的水冷制冷机，压缩机是主要噪声源。常见的压缩机包括离心式、往复式、吸收式、涡旋式和螺杆式等类型。除了吸附式压缩机，其他压缩机都有明显的离散频率噪声。离心压缩机的离散频率噪声主要是由于叶轮和电机的转动产生的，离散频率噪声成分不是很强。如果压缩机使用阀门来调节其制冷量，则在部分负荷下由于阀门节流产生更大的湍流，噪声声压级反而增大;如果通过改变电机转速来调节制冷量，则噪声声压级随负荷的减少而降低。往复式压缩机由于活塞的往复运行产生严重的低频噪声。部分负荷运行时，往复式压缩机的离散频率噪声和噪声总声压噪声只比全负荷运行减少一点。螺杆式压缩机在250-2000Hz频带内产生非常强烈的噪声，相对于其他的压缩机产生更大的噪声。