空調系統主要降噪技術綜述

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

關鍵詞：空調;降噪; 噪音控制技術

引言

隨著人們生活水平的不斷提高，空調系統已成為公共場所和家用住宅的必備設施之一，一方面，空調系統為人們提供了舒適的室內環境，另一方面，其運行也成為噪音超標的重要原因。

空調系統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，但是設計者可以通過各種方法使其降低以符合噪音標準;而異常的噪音是由于系統設計不合理或者一些其它方面的影響因素而產生的，是可以消除的噪音。

噪音對周圍環境的影響分為對室外環境的影響和對室內環境的影響，其中，對室外環境的影響通常是由設置于建筑外部的設備（如冷卻塔、外置式風機、壓縮機）以及進、排風口等產生的，而對室內環境的影響通常是由于機房振動傳聲或空調管道傳聲所引起的。

針對上述噪音問題，研究人員陸續開發了多種適用于空調系統的噪音控制技術，逐步形成了該技術領域的技術發展脈絡。本文旨在通過對空調系統的主要噪音控制技術進行介紹，以期為該領域的技術發展提供一份技術參考。

一、空調系統降噪技術概述

目前，空調系統常采用的噪音控制技術有消聲、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行控制和處理。

1.消聲

在空調送風系統的風管上設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備，消聲器種類很多，按其消聲機理大體分為三大類：阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復合型消聲器，上述幾種噪音控制方法在噪音治理中應用廣泛，它們降噪機理的共同特點是通過噪音聲波與聲學材料或聲學結構的相互作用消耗聲能，從而降低噪音，是目前工程設計、實踐中效果較好、廣泛應用的噪音控制方法;消聲靜壓箱通常設在風機出口處，或空氣分布器前設置內壁面貼吸聲材料空箱，達到既可穩定氣流，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壁，當聲波進入消聲器后，吸聲材料便將一部分聲能轉化成熱能吸收掉，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，一般由擴張室和連接管串聯組成，有單節擴張式、多節擴張室和帶外接管擴張室、帶內接管擴張室等。

阻抗復合式消聲器一般由鋼板外殼、鋼板內管、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點，從低頻到高頻都具有良好的消聲效果，它利用內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，聲能的這種減弱現象，在室外空曠處頗為明顯，但在室內如果房間的空調并不大，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行控制，材料的吸聲系數與材料的物理性質有關，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機房的噪音，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的吸聲材料;而制冷機房、水泵房等噪音頻譜較寬，則應選用超細玻璃棉氈、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;至于機房的墻體、樓板，則通常采用內夾吸聲材料（如礦棉氈、玻璃棉氈等的復合門）。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，應用范圍也比較廣，適當的隔聲設施能降低噪音20～50db，這些設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構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，是斷絕其聲波繼續傳遞的途徑，即在產生和傳遞固體聲波的結構（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、地毯或設置空氣隔離層等，以阻止或減弱固體聲波的繼續傳播。

4.隔振阻尼

空調系統中的風機、壓縮機、水泵、冷卻塔等設備運轉時，會因轉動部件的質量中心偏離軸中心而產生振動，該振動傳給支撐結構，并以彈性波的形式從運轉設備的基礎沿建筑結構傳遞到其他房間，再以噪音的形式出現，稱為固體聲，這就是通常所說的機械噪音，對于此類噪音可以在振源和它的基礎之間安裝減振措施或在設備和管道之間安裝柔性連接。常見的設備基礎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缺點，在選用時要根據實際的需要和使用環境及成本等進行選擇;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，除了機械噪音，還有渦流噪音，這是由葉片驅動空氣產生的紊流引起的寬頻帶氣流噪音，主要取決于風機的結構型式、風量、葉片片數、風壓及轉速，可采用空調壓縮機或風機的變頻調節來有效緩解此類噪音。

二、總結

本文就空調系統的主要噪音控制技術進行了重點介紹，空調噪音控制技術主要包括消聲、吸聲、隔聲和隔振阻尼，并分別分析了各噪音控制技術的工作原理、主要的噪音控制手段和相應用途，可以為空調領域的技術工作人員提供一些技術參考。

參考文獻：

[1]于秋燕. 民用建筑空調系統的消聲降噪研究[D].首都經濟貿易大學，2003.

[2]李強. 民用建筑空調系統噪音控制的研究[D].華中科技大學，2007.

[3]謝東. 淺談空調設計中的降噪措施[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，現職稱：研究實習員，學歷：碩士研究生，研究方向：從事專利審查工作。