某酒店客房空调系统噪声分析与控制

湖南省建筑设计院集团有限公司

唐伟 贺德军 袁建新 丁学贵

中央空调越来越广泛应用于商场、办公、酒店中，在给人们带来冷暖的同时也产生了一些噪声，大家可能有过这样的经历，在住酒店时，尤其是晚上可以明显感觉到空调的声音，严重时会影响睡眠，这是客房内的风机盘管产生的，噪声没有得到有效的消除，沿着管道进入房间，当到达一定的值时，就会影响客人。酒店档次越高，其客房的噪声标准就越高，这也是住高档酒店时睡眠较好的原因之一。在设计中，部分设计师往往比较关注房间的冷热效果，且规范规定必须进行逐时负荷计算，所以空调系统一般能满足房间温度要求，而在噪声设计方面重视不够，除了特殊建筑（如音乐厅等）有专门的噪声设计要求外，通常只在图纸注明房间的最大允许噪声值，往往是凭经验进行设置消声器，未进行详细的计算，导致房间的噪声超标。本文以五星级酒店客房为对象，介绍风机盘管噪声设计以及解决噪声超标的措施和途径，希望为设计师提供一定参考。

1 项目简介

项目位于长沙，建筑面积约12.2 万m2，1～2 层为酒店配套用房，3～10 层为酒店客房，客房噪声要求不超过NC30，如表1[3]：

表1 NC30 倍频中心频率声级值

客房空调布置如图1，采用风机盘管加独立新风，新风处理机组设置于屋面机房内，由新风立管及水平支管送到各层客房。风机盘管布置在客房走道上空，采用侧送上回的气流组织方式。

图1 客房空调布置平面图一

在完成客房样板间施工后，进行了噪声测试，测试位置为回风口正下方与送风口前下方，噪声值为45 dB(A)，相当于NC40，未达到客房噪声标准。

在调整风机盘管安装位置及采取多项消声措施后房间噪声达标，下文将详细介绍计算过程以及所采取的措施。

2 噪声计算理论

图1，风机盘管未设送风、回风管直接与送风口、回风口相连。为了采取消声措施，须调整风机盘管位置，增设送风、回风管连接风口，在送、回风管上采取消声措施，调整后的空调布置图如图2。

图2 客房空调布置平面图二

2.1 空调系统噪声的产生

空调系统的噪声包括噪声源（空调机组）的噪声和空气在管路中流动产生的气流噪声，噪声在管路中传播时，经过各个部件（直管、弯头、三通、末端等）噪声强度逐步减小（简称自然衰减），同时空气以一定速度在管路中流动，气流与管壁相互摩擦产生摩擦声，流经各个部件由于管路截面积或方向的变化产生紊流及撞击振动噪声（简称气流噪声）。空调系统某处噪声值由噪声源传到该处的噪声值与该处部件产生的气流噪声值的叠加。

空气流经空调管路各个部件时会产生气流噪声，当空气流速超过某个值时，气流噪声就会超过声源传到该处的噪声值成为主导因素。

2.2 风机盘管的噪声

客房的噪声主要为风机盘管的噪声，根据某厂家技术资料，可得到风机盘管各个频段的噪声值。

表2 FP-102 风机盘管的噪声值

2.3 直管段产生的气流噪声

直管段产生的气流噪声声功率级Lw（dB）计算公式[2]：

式中：Lwc为直管比声功率级，dB，一般取10 dB；v 为直管内气流速度，m/s；F 为管道断面积，m2。

直管段气流噪声各频带声功率级的修正值可查表3[3]。

表3 直管段气流噪声各频带声功率级的修正值

2.4 弯头产生的气流噪声

弯头产生的气流噪声声功率级Lw（dB）计算公式[2]：

式中：Lwc为弯头比声功率级，dB，可查图3[3]，图3 中NStr为斯脱立哈尔数，NStr=fz·d/v；fD为倍频带低限频率，Hz，fD=fz/20.5；fz为倍频中心频率，Hz；d 为风管直径或当量直径，m；v 为直管内气流速度，m/s。

图3 矩形弯头比声功率级

2.5 送风、回风口产生的气流噪声

送风、回风口产生的气流噪声功率级Lw（dB）可查图4、5[3]，修正值可查表4、5[3]：

表4 送风口倍频带声功率级修正值/dB

图4 送风口气流噪声功率级

图5 回风口气流噪声功率级

表5 回风口倍频带声功率级修正值/dB

2.6 风管直管段噪声衰减

直管道衰减量与管道周长、长度及管壁吸声系数成正比，与管道断面积成反比。管路较长，管内流速较低（≤8 m/s）时，管道的自然衰减量可按表6 查得[2]。

表6 矩形风管噪声衰减量

当风管内衬吸声材料后，风管具有很好的消声效果，尤其对于中高频。25 mm 厚内衬的矩形金属风管的噪声衰减量见表7[1]。

表7 25 mm 厚玻璃棉吸声内衬矩形风管噪声衰减量

2.7 弯头的噪声衰减

矩形弯头的噪声衰减见表8[1]，其中风管宽度指平面图上弯头可见面的尺寸。从表8 可以看出，弯头对于中高频的消声效果较好，对于高频的消声效果比较稳定，对于低频效果比较差，且管道宽度越大，低频消声效果越好。另外，若弯头内增加吸声材料，噪声衰减量将增加[1]。

表8 弯头噪声衰减量

2.8 风口反射噪声衰减

风管内传播的噪声从风口进入房间时会发生反射而产生衰减，称为末端反射损失。末端反射损失与频率和风口面积及风口所处的位置有关，衰减量可由图6 查得[2-3]：

图6 末端反射衰减计算图

2.9 房间内某点的声压级计算

将空调房间风口作为声源，由风口传至房间某点的声压级可由式（3）[3]计算：

式中：Lw为风口进入房间的声功率，dB；Q 为风口的指向性因数，与风口位置及其与接收点的辐射角有关，可由图7[3]查得；r 为距风口的距离，m；R 为房间常数，m2；F 为房间内总表面积，m2；a 为房间内平均吸声系数，一般建筑取0.1～0.2[1]。

图7 风口的指向性因数Q

3 计算结果

客房空调布置平面图1、2 对应的剖面示意如图8、图9。为了计算结果及分析表述方便，将图8 所示的风机盘管布置方式简称方式一。将图9 所示的风机盘管布置方式简称方式二、方式三，其中方式三风管和弯头内衬吸声材料。表9、10 为方式一计算过程，方式二、方式三计算过程与方式一类似。

图8 客房空调剖面图一

图9 客房空调剖面图二

表9 方式一送风口前下方噪声计算值

表10 方式一回风口正下方噪声计算值

4 分析与结论

通过计算可以看出，风机盘管的噪声对房间噪声有直接影响。

在采取消声措施的同时，应合理控制风速，以避免气流噪声增大导致消声失败。尤其是，出风口的气流噪声可能直接决定房间噪声，所以控制风速非常重要。

从图10、11 可以看出，方式三房间噪声值最小，达到客房噪声标准。方式一噪声值最大，方式二噪声值次之，两者均超过客房噪声标准。

图10 三种方式送风口前下方声功率图

图11 三种方式回风口正下方声功率图

方式二房间送、回风口发散到房间的噪声比方式一小，表明调整风机盘管、增设了送回、风管起到了消声降噪作用。因为直风管对噪声的衰减作用较小，所以方式二送风噪声值减少量很小。因受到直风管及弯头衰减共同作用，方式二回风的噪声值减少量较大。

在调整风机盘管、增设了送回、风管后，方式二房间噪声有所改善，但改善的幅度较小，说明仅仅增设送回风管还不够。

方式三在风管和弯头内衬吸声材料，房间的噪声值到达噪声标准，表明内衬吸声材料使风管、弯头的消声作用显著增强，在设计中可考虑采用。

同一型号不同厂家的空调设备噪声值有差异，另外不同档次的空调设备噪声值也不同，因此建议应根据不同的噪声标准，选择具有合适噪声性能的空调设备。同时，在空调设计时，进行必要的声学计算，进而选择合适风速及消声降噪措施，以达到经济合理的降低噪声满足房间要求。