1、1第十 讲 空调系统消声防振和防排烟2一 . 室内噪声评价标准 NR曲线 (Noise Rating Curves)： ISO于 1971年提出作为噪声水平评价标准，中国、欧洲使用 考虑了低频噪声难消除的因素，对低频噪声相对比较宽容 NC曲线 (Noise Criteria Curves)： Beranek于 1957年提出的室内噪声评价标准，美、日使用 对低频压得比较低，高频比较宽松3 NR曲线 NC曲线中频与高频： NC偏高低频部分： NR偏高4一 .室内噪声评价标准 A声级 LA 为了用仪器测量环境噪声水平，需要综合叠加各倍频程的声压级而得到单一的声级数值 模拟人耳对不同频率声音的主观感
2、受而进行各倍频程的声压综合加权，即“计权方式” 用模拟等响曲线 40 Phon的 A计权方式测得的噪声级称作 A声级，能较好地反映人对噪声的主观感觉 在工程应用中可近似估算： LA =NR + 5 dB5典型建筑的室内允许噪声级标准卧室 /休息室 /病房 会议室 /起居室 /诊室A声级 (dB) 低限要求 高标准要求 低限要求 高标准要求住宅 45昼 /37夜 40昼 /30夜 45 40宾馆 45昼 /40夜 35昼 /30夜 45 40医院 45昼 /40夜 40昼 /35夜 45 40办公建筑 45 40 民用建筑隔声设计规范 GB50118-20106二 . 空调系统设备噪声 噪声来源
3、1. 风机2. 风管及组件3. 动力组件7二 . 空调系统设备噪声风机 噪声来源叶片涡流噪声、空气压力脉动噪声、机械噪声。效率越低，噪声越高 风机的噪声特征参数：风机比声功率级 Lwc1m3/h风量 1mm H2O风压下的声功率级(dB)， 见手册或产品样本8二 . 空调系统设备噪声 风机 离心风机声功率级与风量 G和扬程 H的关系缺乏数据时可认为中低压风机的 Lwc在接近最高效率点时为 24dB。 轴流风机 d为叶片工况修正噪声级与 转速 n成 5次方关系20)l g (10 2 GHLL WCW)/l g (50 2112 nnLL WW dGHL W )l g (1019 5.29风机声
4、功率级修正 (在各频带展开 )10二 . 空调系统设备噪声 风道组件 阀门：叶片与气流夹角 q越大 Lq越大其中 S为管道截面积， u为管内流速 变风量装置：蝶阀和风机噪声，实验提供 出风口散流器、百叶风口：与风口类型、流速、出口面积、倍频程中心频率有关孔板：还与阻力系数有关quSLL qW lg55lg10 11二 . 空调系统设备噪声 风道组件 管道、弯头、三通、变径管对气流阻碍，产生摩擦、涡流、湍流噪声，钢板振动噪声，与流速近似成 56次方关系，即有5060lg u一项低速系统可不考虑 管道弯头：弯头形状、流速、当量直径三通：曲率半径、流速、当量直径变径管：流速、形状uSL W lg50
5、lg1010 12二 . 空调系统设备噪声 动力组件 电动机与功率、转速有关 风机盘管风机、电动机、百叶噪声，产品样本提供 A声级 空调机组压缩机、风机、电动机噪声13三、空调系统噪声自然衰减 机理：吸收、反射、透射到管外 直管道流速 8m/s以上，气流噪声较大，与自然衰减抵销。 房间：房间越大，衰减越大。 其它部件弯头、三通、变径管、软管、风口 (风口反射 )弯头导叶会抵销消声效果14四、消声器与消声量 消声器类型 阻性：吸声材料吸声， 高频 吸声效果较好，低频吸声效果不好 抗性 (膨胀型 )：管道截面突变，造成反射，体积大。 低频、低中频消声效果好 共振型：噪声与共振腔固有频率一致时，共振
6、时空气与孔壁摩擦消耗能量。可用于消除 低频 噪声。151. 阻性消声器 吸声材料吸声，高频吸声效果较好，低频吸声效果不好片式消声器性能16片式消声器1. 阻性消声器折板式消声器172. 抗性消声器 抗性 (膨胀型 )： 管道截面突变，造成反射，体积大。低频、低中频消声效果好183. 共振型消声器 噪声与共振腔固有频率一致时，共振时空气与孔壁摩擦消耗能量。小孔与共振腔的结构决定选择的频率，可用于消除低频噪声，有效频率范围窄。可弥补阻性消声器的缺陷。193.共振型管道消声器203.共振型消声器21阻性和膨胀型复合消声器阻抗复合消声器由超细玻璃棉、阻性吸声片及内管截面的突变和内外管之间膨胀室的作用所
7、构成22复合型消声器 阻、抗、共振复合共振作用膨胀 /抗性阻性 /吸声23四、消声器与消声量 消声构件 消声弯头：内部加导叶后会降低消声效果 消声静压箱：抗性消声 消声软管：末端用，效果好24四、消声器与消声量 消声器其他性能指标 压力损失：阻力越大，风机相应增加压头，从而增加噪声 气流噪声：注意消声器的气流噪声声压级要小于消声器后端的声压级，不能单纯靠加长消声器来增加消声量 体积25r rLpLpLWLWS0为声源面积， f 为频率， I IV是声源的 4种位置指向性因数QA B室内的声压级 室内某点声压级 Q指向性因数，取决与声源与接收点的相对关系 R房间常数 S房间总表面积 a平均吸声系
8、数)44l g (10 2 RrQLL Wp aaSR 126消声器的选用与安装计算需要的消声量声学计算关系图)44l g (10 2 RrQLL Wp LwLp27五 . 消声与空调系统噪声控制措施 消声器的选用与安装 消声器选型和布置：回风道会传声吗？回风机如果要装消声器应装在什么地方？ 消声量要加 57dB安全裕量注意室内多噪声源：送风口和回风口、新风送风口和风机盘管等。28五 . 消声与空调系统噪声控制措施 系统设计应注意的问题 机房布置：机房要与噪声要求严格的房间分开管道层不能放风机、空调机机房要隔声、隔振、内表面吸声处理 风机选择：低噪声风机压头余量不要太大，风机尽量直联单个系统风
9、量不要太大，可用两个空调箱并联29五 . 消声与空调系统噪声控制措施 系统设计应注意的问题 管道设计与流速控制 按标准选，消声器后流速应低于消声器前。 设备安装 风机、水泵与管道软接头连接 防止相邻房间通过管道串声 同系统相邻房间隔声处理，或分开。 管壁隔声 经过安静房间防止外传 ,或防止外部噪声传入。 固体传声的隔绝 隔振 选择噪声小的风口30六 . 空调装置防振：隔振机理 减振支座的固有频率 f0 与静态变形值 d有关， d越大，固有频率越小 材料越软，固有频率越低 材料越硬，固有频率越高 橡胶减振器的最低固有频率： 4.912Hz 软木板、橡胶隔振垫的最低固有频率： 816.5Hz 金属
10、弹簧减振器最低固有频率： 2.13.5Hz31六 . 空调装置防振：隔振机理 振源频率 f 风机、水泵等的转速 振动传递率 T: 隔振效果的倒数 f/fo越大，振动传递率 T就越小，隔振效果越好 减振支座固有频率越小越好 (软材料好 ) 振源高频振动容易消除，低频振动不容易消除1)/(120 ffT32六 . 空调装置防振 风机、水泵、压缩机隔振 把风机、水泵、压缩机等安置在钢筋混凝土台座或型钢台座上 台座下装有减振支座 管道隔振 管道吊装支承需要用隔振器(弹簧、橡胶 )，管道穿墙要装隔振垫 (橡胶、玻璃纤维棉 ) 软连接 风机、水泵的出入口接管均用软管连接。333435七 . 建筑设计与防火
11、防烟 防火分区 水平分区用防火墙、防火门在水平方向分几个单元 高层塔楼一般不超过 1000 m2 裙房允许最大 2500 m2 营业厅、展览厅等有自动报警、灭火系统可允许4000 m2以下 纵向分区用耐火楼板进行分隔，每层一个分区 防烟分区 500 m2以下；用防烟墙、防烟垂壁、防烟挡板、防烟梁等分隔避难层36高度超过 100米的建筑应设避难层，用防火材料封闭防火卷帘37 无机布防火卷帘钢质防火卷帘门用于面积超出防火分区的公共建筑，发生火灾时降下烟在空间的上部聚集38烟气是造成火灾死亡事故的主要原因，比例高达 80。火灾实验图防烟垂壁39隐藏可动型防烟垂壁防烟垂帘404142八 . 空调设计与
12、防火排烟 案例：火灾传播与通风空调系统 美国亚特兰大文考夫饭店（ 1946） 火焰从三楼走道沿 通风空调系统的竖向管道 传播，死伤 220多人 杭州市西冷宾馆（ 1961） 电焊烧着风道保温材料，火势沿着 风管 和竖向孔洞从一层烧到顶层 韩国首尔大然阁饭店（ 1971） 火焰沿 通风空调风道 从 2层烧到 21层顶层，死伤 224人 美国米高梅旅馆（ 1980） 餐厅着火后， 空调系统 没有关闭，火和烟气沿着 空调管道 以及各种竖井扩散，死亡 84人，绝大部分因烟气中毒窒息43八 . 空调设计与防火排烟 案例：火灾传播与通风空调系统 1998年 3月，伦敦 Heathrow机场 厨房排烟风道沉
13、积油渍着火，火焰沿 风管 蔓延到 200米以外 1996年 4月 11日下午，德国杜塞尔多夫机场 电焊作业引起大火，半小时内火焰沿 空调管道 扩散到 2/3面积，乘客与员工 16人丧生， 60多人受伤 火灾伤亡原因： 烟气是造成火灾死亡事故的主要原因， 空调风道 是火灾蔓延和烟气传播的主要途径。44八 . 空调设计与防火排烟建筑设备工程师应该做什么？ 合理的系统选择 合理的系统布置 防火阀、防烟阀正确安装 排烟系统设计45八 . 空调设计与防火排烟 空调系统的选择与布置： 大面积空调最好用水作媒介 半集中系统 系统划分尽量与防火、防烟分区一致 垂直风道均走竖井 风道尽量不穿越防火墙和变形缝 ,
14、否则要设置防火防烟阀 一个系统负责楼层不宜超过 5层46如何与防火防烟分区配合？火建筑面积 2700 m2防火分区 2500 m2防烟分区 500 m2防火阀和防烟阀47与 烟感器 联动可 防 烟熔断温度 701. 防火阀，常开， 70熔断关闭，送、回风管道用2. 常开型排烟防火阀，280 熔断关闭，用于排烟管道，安装在防火墙处3. 防烟防火调节阀 , 常开， 70 熔断关闭4. 排烟阀，常闭，火灾时手动或电动开启4849防火 阀空调 机组风量调节 阀风量调节 阀防火防烟阀的安装50 在防火墙上安一个，最好贴近防火墙，如有距离，中间风道钢板要 1.5mm以上。 变形缝有“拔火”作用，穿越变形缝
15、的风道两侧都要加防火阀 防火墙和变形缝两侧 2米范围内用不燃材料作保温和粘结剂。 穿越防火墙的风管上防火阀的安装管井内平面水平风管水平风管51防火防烟阀的安装垂直风管与每层水平风管的交接处的水平风管上都需要安装。52SFD 防火防烟阀FD 防火阀FVD 防火调节阀VD 风量调节阀在空调系统上设置防火、防烟阀的实例回风道送风道53九、防排烟系统设计 排烟系统类型 独立的排烟系统 独立控制，设计管理方便，但久置易失效 空调兼用排烟系统 保证火灾时能够运行，设计复杂 自然排烟系统 初投资低，效果受自然条件影响，小型建筑 对排烟风机的要求 排烟风机需要耐热 目前要求排烟风机耐温一小时 280 。54九
16、、防排烟系统设计 排烟模式： 加压排烟：保护区 (非火灾区、避难层 )正压。 负压排烟：把烟气抽出去，自然进风，如下进上排。注意着火区位置，避免火灾蔓延。气流组织困难，不够安全。 自然排烟：自然排烟竖井、门窗，热压。 空调系统排烟：空调器旁通，吊顶送风口排烟。使着火区负压，非着火区正压。55负压排烟56案例 1. 美国某办公大厦 采用计算机安全控制系统 火灾时非火灾区域空调系统继续送风，停止回、排风 火灾区域空调系统进行排烟，送风停止57案例 1. 正常工况58案例 1. 正常工况的空调送风系统59案例 1. 中庭着火60送风 送风排风案例 1. 中庭着火，直流送排风61案例 2：东京某写字楼62加压防排烟系统原理 : 第一阶段火灾发生避难开始：烟感器测到有烟，防火卷帘会放下。火灾确认后加压防排烟系统开始工作走廊邻室防火卷帘降下一部分旁通风道邻 室加压63加压防排烟系统原理 : 第二阶段火势发展：邻室漏烟如果烟感器测到有邻室烟，防火卷帘会全部放下。邻室空调箱不再加压而启动排烟防火卷帘 全部降下走廊邻室邻室加压邻室64加压防排烟系统原理 : 第三阶段走廊邻室 邻室邻室加压火灾充分发展：走廊漏烟，防火卷帘喷水如果温感器测到有超温，防火卷帘的喷水系统开始喷水。走廊烟感器测到有烟，则走廊排烟系统启动。附属房间加压，防火门关闭。The End65
