噪聲治理基礎知識：消聲器

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　　消聲器概述

　　1、房間的通風量

　　在既需要通風換氣又需要隔聲的場合常常使用消聲器。密閉等房間雖然具有良好的隔聲性能，但不適于人長期在里面工作。衡量房間通風換氣的指標常使用換氣次數，即每小時房間與外界交換空氣的體積與房間體積的比。如500m³的房間使用2000mm³/小時風機換氣，換氣次數為4次/小時。滿足人呼吸需要的換氣次數為2次/每小時，使人感覺空氣質量舒適的換氣次數為4次/小時。如果房間中人員較多，廢氣(如煙霧、工業廢氣等)較多時需要8-10次/小時的換氣量。

　　存在換氣的房間必然與外界相通，為了保證隔聲和消除管道氣流產生的噪聲，需要在換氣通路上使用消聲器。對于需要通風的機器設備降噪也需要使用消聲器。

　　2、消聲器的分類

　　常用的消聲器分為：

　　阻性消聲器，屬吸收型，在管道內設置吸聲材料，消耗和衰減通過管道氣流的噪聲，主要用于消高頻氣流噪聲。

　　抗性消聲器，屬共振型，利用幾何形狀，使聲音在管道中反復反射、共振、干涉、疊加而消耗聲能，主要用于消特定頻率的聲音。

　　阻抗復合式消聲器，利用上述兩種原理復合制成的消聲器，同時具有阻性和抗性兩種消聲器的優點，消聲頻帶比較寬。

　　3、消聲器的特性指標

　　插入損失IL，是在敏感點處，安裝消聲器前與安裝消聲器后聲壓機級的差，單位是dB。

　　傳聲損失TL，是入射到消聲器的聲功率級與消聲器出口端聲功率級的差，單位為是dB。

　　消聲量NR，是消聲器入口端和出口端的聲壓級差。單位是dB。

　　衰減A，是消聲器所系統中任意兩點之間聲功率級的降低，單位是dB/m。

　　消聲器的消聲特性受到消聲器入口和出口的安裝條件(聲阻抗發生變化)的影響，不同的接連形式會引起不同的反射和能量損失。因此，消聲性能與使用環境和條件有關。在噪聲控制中，最常用的評價量是插入損失。傳聲損失最難測得，但對分析有用。衰減通常用來描述聲學系統中聲波延管道的傳播。

　　4、消聲器的安裝

　　消聲器的安裝應注意以下問題：

　　消聲器的接口要牢靠。消聲器往往安裝在設備或管道上，消聲器與設備或管道的連接一定要牢靠，重量大的消聲器應支撐在專門的承重架上，若管道為支撐架，必須注意支撐的強度和剛度。

　　在消聲器前后加接變徑管。對于風機消聲器，為減小機械振動對消聲器的影響，消聲器不應與風機接口直接連接，而應加設中間管道。一般情況下，該中間管道長度應為風機接口直徑的3-4倍。當選用的消聲器的接口尺寸與風機接口不同時，可以在消聲器前后加接變徑管。消聲器接口尺寸應大于風機接口尺寸。

　　應防止其它噪聲傳入消聲器的后端。消聲器的機殼或管道輻射的噪聲可能傳入消聲器后端，致使消聲效果下降，必要時，可在消聲器外殼或部分管道上做隔聲處理。消聲器法蘭和風機法蘭連接處應加彈性墊并注意密封，以免漏聲、漏氣，同時也能減少剛性連接的振動傳聲。在通風空調系統中，消聲器應盡量安裝于靠近使用房間的地方。

　　消聲器片間流速應適當。風機消聲器片間平均流速可認為與風機管道流速相等。用于民用建筑，消聲器片間流速通常取3-12m/s;工業方面，消聲器片間流速通常取12-25m/s，最大不得超過30m/s。流速不同，消聲器護面結構應不同。平均流速小于10m/s時，多孔吸聲材料的護面可用防火布或金屬絲網罩起來;平均流速為10-23m/s時，可選用金屬穿孔板護面;當平均流速為23-45m/s時，可選用玻璃絲布和金屬穿孔板護面;當平均流速為45-120m/s時，可采用雙層金屬穿孔板和鋼絲棉護面，穿孔率應大于20%。

　　消聲器的特性

　　1、阻性消聲器

　　阻性消聲器具有良好的中高頻消聲性能。按氣流通道幾何形狀不同，可分為直管式、片式、折板式、迷宮式、聲流式、彎頭式、蜂窩式、障板式等。

　　直管式消聲器：是在氣流管道壁上襯一定厚度的吸聲材料，管道可以是圓型、方管或矩型，一般管徑較小，適用于風量小的場合。管徑過大，消聲性能顯著下降。

　　片式消聲器：是在大尺寸的管道內設置一定數量的吸聲片，構成多個扁型并聯的直管消聲器，可用于風量很大的管道 (5000-80000m³/h)，氣流阻力小，中高頻消聲性能優良。增大片厚，可增加低頻消聲性能，但會帶來阻力增大和體積增大的問題。片式消聲器消聲量與長度成正比，實踐證明，分段設置片式消聲器比同樣長度的連續消聲器消聲效果好。

　　折扳消聲器：是將氣流通道改成折扳形狀，由于聲波在消聲器內多次彎折，加大了聲波對吸聲材料的入射角，提高了吸聲效率，消聲效果提高。但氣流阻力明顯加大。

　　迷宮式消聲器：又叫小室式消聲器，消聲器內分割成若干回型的小室，低頻消聲性能好，消聲頻帶也較寬。僅有一個小室的消聲器稱為消聲箱，多個小室稱為多室消聲器，適用于流量大、流速低，要求消聲量高的場合。

　　聲流式消聲器：是折板式消聲器的一種改進，它使用正弦波形、弧形或菱形等彎曲吸聲通道，通道吸聲層的厚度也連續變化達到改善消聲性能的目的，消聲性能較高，頻帶寬，氣流阻力小。但結構復雜，制作工藝要求高。

　　彎頭式消聲器：是在管道彎頭處襯附吸聲材料。常規直角消聲彎頭消聲量一般為10dB，因結構簡單，體積小，在通風空調系統中經常用到。直角消聲彎頭容易產生再生噪聲，而且風阻較大，有時采用圓彎頭降低再生噪聲，減少風阻，但消聲效果變差。

　　2、抗性消聲器

　　抗性消聲器適用于消除中低頻噪聲或窄帶噪聲。按其作用原理不同，可分為擴張式、共振腔式和干涉式等多種型式。

　　擴張式消聲器：也叫膨脹式消聲器，是依據管道中聲波在截面突變處發生反射原理消聲的。擴張式消聲器在中低頻段有較好的消聲性能，但對高頻消聲性能變差。

　　共振式消聲器：是由一段開有一定數量小孔的管道，同管外一個密閉的空腔連通而構成一個共振系統。在共振頻率附近，聲波沿管道傳播到小孔連接處時，大部分聲波沿聲源反方向回去，還有一部分聲能由于共振系統的摩擦阻尼作用轉成熱能被吸收，形成消聲。共振式消聲器的頻率選擇性比較強，既僅在低頻或中頻的某一較窄的頻率范圍內具有較好的消聲效果，而其他頻段作用較差。

　　干涉式消聲器：是使兩個相位相反的聲波在消聲器中相遇而互相抵消，達到消聲目的。干涉式消聲器具有很強的頻率選擇性，僅在很窄的頻段內有消聲效果。

　　3、阻抗復合式消聲器

　　將阻性和抗性等不同削聲原理組合設計，即成為阻抗復合式消聲器。它綜合了阻性消聲器良好的中高頻消聲特性和阻抗性消聲器較好的低頻消聲特性，因此其消聲頻帶寬，是最常用的消聲器類型。

　　4、靜壓箱

　　靜壓箱是送風系統減少動壓、增加靜壓、穩定氣流和減少氣流振動的一種結構，它可使送風效果安靜和均勻。

　　直管消聲器消聲量的計算

　　直管式消聲器消聲量主要與通道形式、長度和吸聲材料的性能有關。消聲量的計算公式為：

　　其中，Φ是消聲系數，即每米消聲量(dB/m);P是消聲器通道截面周長(m);S是消聲器通道截面積(m²)。

　　消聲管道內吸聲系數越大，消聲系數Φ越大，消聲量越高。增加長度，或增加通道周長與截面積的比P/S，消聲量越大。同樣周長，圓形截面的周長與截面積的比，要比扁狀的矩形小很多，因此，圓形截面的直管式消聲器消聲性能小。

　　當直管消聲器截面較大時，如徑尺寸大于30cm的圓管或矩形管，高頻聲波成上束狀，將直接穿過管道，而與管壁的吸聲材料不發生作用，消聲性能變差，這種高頻性能下降的現象被稱為“高頻失效”。并將高頻消聲量明顯下降的頻率稱為“上限失效頻率”。

　　相關問答：

　　問：如何治理噪聲污染?

　　答：目前，國內外綜合防治噪聲污染主要從兩個方面進行：

(一)從噪聲傳播分布的區域性控制角度出發，強化城市建設規劃中的環境管理，貫徹土地使用的合理布局，特別是工業區和居民區分離的原則;(二)從噪聲總能量控制出發，控制各類噪聲源機電設備的制造、銷售和使用，即對污染源本身直接采取限制措施。

　　科學規劃

　　制定科學合理的環境規劃和城市區域環境規劃，劃分每個區域的社會功能，加強土地使用和城市規劃中的環境管理，規劃建設專用工業區，組織并幫助高噪聲企業實施區域集中整治，對居住生活地區建立必要的防噪聲隔離帶或采取成片綠化等措施，縮小工業噪聲的影響范圍。為了減少交通噪聲，應加強城市綠化，必要時在道路兩旁建立噪聲屏障，并制定限制鳴笛、限速行駛等規定，使城市噪聲降到最低。

　　控制噪聲源

　　城市管理職能部門要有組織有計劃地調整、搬遷噪聲擾民嚴重的中小企業;對于未列入搬遷計劃的噪聲源企業或機械設備，應加強管理，督促其使用隔音、消聲等設施，減輕噪聲危害;市區和城郊嚴格執行有關環境影響評價和“三同時”(指污染企業必須與其配套的污染治理設施同時設計、同時施工、同時投產)項目的審批制度，以避免產生新的噪聲源。

　　加強監測管理

　　使用噪聲污染現場實時監測技術，對企業、鬧市區和交通要道進行噪聲污染跟蹤監測監督，及時有效地采取防治措施;建立噪聲污染申報登記管理制度，充分發揮社會和群眾的監督作用，積極消除噪聲擾民事件。對不同的噪聲源機械設備實施必要的產品噪聲限制標準和分級標準，加強對制造廠商的管理，使機電產品的噪聲控制有據可依。

　　采用高科技

　　建立有關研究和技術開發、技術咨詢機構，為各類噪聲源設備制造商提供技術指導;加強吸聲、消聲、隔聲、隔振等專用材料的研究和開發，為有效控制噪聲提供物質保障。

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