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民用建筑空调系统噪声污染现状及对策的探讨
来源:\\ 发布时间:2011-08-19

    摘要:民用建筑中的空调系统在给我们的生活、工作、休闲带来舒适、方便的同时,也带来了不容忽视的声环境污染问题。本文在阐述建筑空调系统噪声的来源及其污染现状的基础上,总结分析了民用建筑空调系统噪声危害,并从不同角度提出了控制民用建筑空调系统噪声危害的对策。

    关键词:民用建筑;空调系统;污染

    引言

    随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高,空调系统在我国建筑业已经得到广泛的应用。大、中型集中空调在宾馆、写字楼及高级公寓等建筑中的应用越来越普及。空调系统的应用,改善了空调空间内的微气候,给人们创造了舒适的生活环境。但是,随着人们对环境、健康的意识不断提高,空调系统的声环境污染问题越来越受到人们的重视。

    1.民用建筑空调系统噪声的来源及其污染现状

    噪声对周围环境的影响主要包括两个方面:其一是对建筑周围环境的影响,这部分噪声通常是由设置于建筑外部的设备(如冷却塔、外置式风机),以及进、排风等而产生的;其二是对建筑内部房间的影响,这部分效应通常是由于机房振动传声或空调管道传声所引起的。本论文着重研究和分析民用建筑空调系统的噪声对建筑内部空调房间的影响。

    在民用建筑空调系统中,产生噪声的设备种类是较多的,空调系统噪声的来源可概括为两个方面,一是冷水机组、水泵、风机(包括空调机组)、冷却塔等运转设备;二是部分管件在运行工况不良时,产生的明显附加噪声。设备噪声:空调系统中的各种设备,由于其使用特点不一致,在噪声的大小上有较大区别,即使是同种设备,由于制造加工技术的不同,也会使其噪声强度不甚一致。因此,对设备噪声进行精确的计算是相当困难的。通风机噪声又是空调系统中最主要的噪声污染来源。空调系统中的主要噪声源是风机。风机噪声是空调系统消声设计和计算过程时需要研究和分析的重要对象。风机噪声主要是由叶片驱动空气产生的紊流引起的宽频带气流噪声,即空气动力性噪声以及相应的旋转噪声两部分所组成,其中又以空气动力性噪声为主。风机噪声的大小取决于风机的结构型式、风量、叶片一片数、风压及转速等因素。

    在空调系统中,除设备外,空调管道管件也会因气体流动而产生附加噪声。风速越大,附加噪声也越大。需要指出的是,从高层民用建筑空调应用的实际情况来看,大多数空调系统是低速系统,附加噪声值与风机噪声相比较小。由于噪声的迭加是对数迭加,因此,附加噪声值此时一般不会对风系统噪声值的提高产生显著影啊。管件本身对噪声也存在一定的衰减,使附加噪声的影响更小。因而通常情况下,当气流速度不是很高的情沉下,对气流噪声强度可不做详细计算。只有在对噪声要求更为严格的场所或风速过大时,才考虑做进行气流再生噪声的计算。

    2. 民用建筑空调系统噪声危害及特征

    随着工业、交通运输业的迅猛发展,噪声污染已经成为重要的社会公害之一,严重地影响着人们的正常生产和生活,以至于有的国家将噪声列为七大公害之首。噪声是一种物理污染源,它不仅影响人们的身心健康,影响人们正常的工作与休息,而且降低工作人员的劳动效率,还是导致一些事故的重要根源。因此,噪声的危害越来越引起人们的警觉。

    2.1 民用建筑空调系统噪声危害

    (1)噪声的生理效应

    噪声对人体影响的一个主要方面是其对人体健康的损害。噪声所引起的人体生理变化可称为噪声的生理效应。噪声对人体的影响是多方面的,除可引起耳聋以外,还能对中枢神经、心血管及消化等系统产生显著的不利影响。噪声的声级越高,通常对人体造成的影响就越大。

    (2)噪声的心理效应

    分析噪声的心理效应时,还需了解两个关键的概念:噪度与感觉噪声级。噪度pN是人们主观上对一噪声不需要程度或厌恶程度的一种量度,所用的单位为“呐”。

    人们对于一种声音的响度的主观感觉与对这种声音吵闹厌烦的感觉并不一样。一般情况下,高频噪声比同样响的低频噪声更为令人烦恼;强度变化快的噪声比强度比较稳定的噪声要吵(例如脉冲噪声对人体的危害远比稳态噪声严重);两个强度相等的声音,其中包含有纯音或能量集中在窄频带内的声音则显得更为吵闹。

    2.2 民用建筑空调系统噪声污染特征

    民用建筑空调系统的噪声,虽然在绝对值上明显小于工矿企业的噪声强度。但因建筑本身功能的特征主要是供人们休息、娱乐,或者是那些用于以脑力劳动为主的公寓、‘弓字楼、宾馆等一些要求环境特别安静的场所。为了保证处于空调房间中的人员能够正常地卜作、生活和休自、,必须有效的控制空调系统噪声。民用建筑空调系统噪声污染的危害主要表现在以下几个方面:

    (1)对工作产生影响

    首先,应当明确的是在空调房间中进行工作的多为脑力劳动或复合型劳动。工作人员通常要求一个相对比较安静的环境,以便于集中精力、减轻脑疲劳,提高工作效率。而噪声的刺激会使人心情烦躁、注意力分散、容易疲劳、反映迟钝,因而能降低工作效率。

    更严重的是,强噪声作用于人的中枢神经系统,使大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调,导致条件反射异常、脑血_管受到损害、神经细胞边缘出现染色质的溶解。因此,长期工作一干具有集中中央空调系统的高档写字楼,如果其空调系统的噪声超标,常常会使人产生头疼、脑胀、昏晕、耳鸣、多梦、失眠、嗜睡、心慌、记忆力减退和全身乏力等临床症状。这些症状,过去,医学卜统称为神经衰弱症候群,按照目前较为流行的说法,应属于亚健康状态的一种表现形式。

    (2)对睡眠的干扰

    通常,人类的睡眠时间要占到人类生命周期的20%一40%。作为人类恢复体能、调节身体状态的重要方式,睡眠的质量决定了一个人健康情况和工作质量。

    近年来,国内外医学家和营养学家门通过进一步研究还发现,噪声对蛋白质代谢和维生索代谢有明显的影响。噪声能使体内色氨酸、赖氨酸等氨基酸的消耗量加大,谷氨酸含量明显减少。噪声增加了肌体多种水溶性维生素的消耗,使其在组织中的含量减少,尿中的排出物增加,进而导致维生素的缺乏。

    3. 民用建筑空调系统噪声的对策

    空调系统噪声无论在理论研究、还是在工程实践中,都有许多种控制方法。然而采取措施控制空调系统的噪声,则应遵循下述原则进行,即满足使用房间的功能要求,根据噪声的频率特性及传播方式等,严格通过设计计算确定噪声控制的技术措施。这些措施基本上可概括为以下几个要点。

    3.1 用吸声的方法降低噪声

    本方法是指利用吸声材料和吸声结构来吸收声能,从而控制噪声,降低其强度吸声材料的吸声性能用吸声系数和声阻抗表征,被吸收的声能对入射声能之比被定义为吸声材料的吸声系数。材料的吸声系数与材料的物理性质声波的频率及声波声线的入射角度有关。任何材料对声波都能吸收其一部分,但吸收程度各不相同。一般密度越小,孔隙越多,吸收性能越好,但孔隙太大,成为疏松稀薄的材料,吸收性能反而降低。空调房间的空调噪声主要来自于风口处,风口处噪声在室内的衰减进行计算。

    在高层民用建筑中,由于装修要求,对于空调房间,一般不会单独进行吸声处理,而是与装修材料统一考虑(只有一些对噪声要求较严格的房间才会单独考虑此点)。为了尽可能给使用人员提供一个较好的环境,吸声处理更多的是用于噪声强度较高的环境中,例如在放置各类机械的房问中应用。

    多孔材料的吸声性能与材料本身的特性(如流阴、空隙率等)有关。它的吸声系数一般随频率增大而增大,达到极大值后略降冉回升,到高频时起伏变化就不明显了。中、低频范围的吸声性能还随多孔材料的厚度增人而增加,但厚度对高频的彤响不显著。材料厚度一定的多孔材料,适当改变它背后空气层的厚度,只增大低频的吸声系数。

    3.2 用隔声的方法降低噪声

    隔声就是把发声的物体,或把需要安静的场所封闭在一个小的空间里,使其与周围环境隔绝开。空气声的隔离一般采用下述方式,a、单体实心墙;b、带空气层的双层隔声结构;c、采用密度不同的隔声材料。

    3.3 用消声器降低噪声

    消声器种类很多,主要有阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合型消声器三类。另外,还有微穿孔板消声器、喷注耗散型消声器等。

    上述几种噪声控制方法在噪声治理中应用广泛,它们降噪机理的共同特点是通过噪声声波与声学材料或声学结构的相互作用消耗声能,从而降低噪声,是目前工程设计、实践中效果较好、广泛应用的噪声控制方法。

    4. 结论及展望

    总之,民用空调系统设计过程中,除了温度、湿度等功能的要求以外,还应关注与我们息息相关的声环境的消声设计。与其他的环境治理问题一样,优良的声环境的保证也需在建筑及空调的初步设计时先期考虑,未雨绸缪,防患于未然,为人类创造一个美好的生存空间!

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