地下车库机械通风系统中通风机排出段采取消声措施的必要性分析

袁功峰 （阜阳市建筑设计研究院，安徽 阜阳 236001）

1 地下车库机械通风系统中的噪声特性和描述参数

从物理学的观点来讲，声音是一种机械波，是机械振动在弹性媒质（空气、管道等）中的传播。噪声是声音的一种，因此也具有声波的所有特性。地下机动车库机械通风系统所产生的噪声可以简单的描述为通风机在运行过程中的机械振动，通过管路内空气和管路本身向外界传播。

地下机动车库机械通风系统所产生的噪声主要包括通风机自身的噪声和风管系统的气流噪声。地下机动车库机械通风系统所产生噪声的描述参数主要有声功率、声压、声强、分贝标度和声级。

声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声能（基准升功率，在空气中为1×10-12W）；声压是指在媒质中某一点因声源的传播引起的压强与无声波时压强的差值（基准声压，在空气中为2×10-5Pa）；声强是指单位时间内通过垂直于传播方向上的单位面积内的平均声能量（基准声强，在空气中为1×10-12W/m2）。由此可见，声功率是对声源产生能量能力的描述，声压和声强是声源对外界产生效果的描述（可简单理解为人耳能感受的声音强度），声强较声压具有方向性。

由上述各参数的基准值可以看出，直接用声压或声强表示人耳能感受的声音强度，其计量范围会过宽，使用很不方便。由于人的听觉系统对声音强弱的响应接近于对数关系，所以对声压或声强采用对数标度就比较方便，这种表示方法成为分贝标度（单位为分本，记作dB）。声级则为对数标度表示的声压或声强与对数标度表示的基准值相比较所得到的数值，包括声强级、声压级和声功率级。

以上基本物理量表示噪声度量时，并没有考虑到人耳的主观听觉特征，所以，它纯粹是客观量，不能作为表示人耳觉得怎样响的标度。为了反映声音入射到耳鼓膜使听者获得的感觉量，需要引入一种概念，它主要依赖于声音的声压或声强，同时也考虑频率的影响，能够把噪声的客观物理量与主观感觉量结合起来，得出与主观相对应的评价量，用以评价噪声对人的干扰程度。对于这种概念，人们提出很多评价方法。目前主要有我国民用规范常用的基于A计权网络的A声级和国际标准化组织建议用于评价公众对户外噪声反应的NR曲线（如图1）。NR曲线考虑不同频率对人耳的影响，同时通过测量得出的被基本公认的曲线，通过查图可以得出不同倍频带中心频率所对应的声压级。

图1 噪声评价曲线（NR线）

NR数与A声级LA有较好的相关性，它们之间有如下近似关系：LA=NR+5 dB。如标准规定为50dBA，根据上式可知相当于NR45，NR45曲线上各倍频带声压级的值即为允许标准。

2 代表性噪声的声压级与不同环境功能区的环境噪声限值

2.1 部分噪声的声压级

凡是人们不愿意听的任何声音都是噪声。当噪声超过一定允许值后，将影响人们的正常工作、学习、休息、或影响房间功能（如电视和广播的演播室、录音室），甚至影响人体健康，表1列举了某些有代表性声音的声压级和给人的主观感觉。

某些有代表性的声音和噪声的声压级 表1

人们睡眠、交谈及听力保护的建议标准 表2

2.2 声环境功能区类型

按区域的使用功能特点和环境质量要求，声环境功能区分为以下五种类型：

0类声环境功能区：指康复疗养区等特别需要安静的区域。

1类声环境功能区。指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域。

2类声环境功能区。指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域。

3类声环境功能区。指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。

4类声环境功能区。指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域，包括4a类和4b类两种类型。

表3列举了不同使用功能区域要求的环境噪声限值。

2.3 住宅建筑规范对环境噪声限值的规定

居民住宅的卧室、起居室（厅）内噪声级，应符合下列规定，昼间卧室内的等效连续A声级不应大于45dB,夜间卧室内的等效连续A声级不应大于37dB,起居室（厅）的等效连续A声级不应大于45dB。

环境噪声限值 单位：dB（A） 表3

3 计算实例

3.1 计算模型

由于目前住宅停车场地的需要量庞大，现在住宅区地下机动车库面积一般比较大。为了减少地下疏散出口数量，节省造价，建筑专业划分地下汽车库防火分区时，一般都按接近规范允许的最大防火分区面积进行划分。根据现行《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第5.1.1条和第5.1.2条的规定，对于设置自喷给水系统的地下汽车库（耐火等级为一、二级），每个防火分区最大允许建筑面积为4000㎡，现规定计算模型参数如下：

某一排风井负担的防火分区建筑面积为4000㎡，共划分为2个防烟分区，每个防烟分区建筑面积为2000㎡，使用功能为地下机动车库，建筑层高为3.6m，系统型式为机械排风排烟系统（平时低速排风，火灾高速排烟），坡道自然补风。轴流式风机型号为HTF-II-10（依据表13.9-18进行选取），参数（平时）为26483m3/h，302Pa，9kW。地面以下风井内风速为2.452m/s，地面以上风井内风速为9.2m/s。根据管件及气流特性，下图部分风道可以做以下简化，圆形风管接入地下风井处按照变径处理，地下风井与地上风井连接处按照变径处理。

3.2 计算内容及结果

图2 机房及风井大样图

平时运行的机械排风系统声学计算的内容包括，平时运行排风机噪声声功率级的计算、系统管路各部件气流噪声声功率级的计算、系统管道各部件噪声自然衰减的计算、系统所需消声量的计算。结果如下：

表4

表5

表6

表7

3.3 结论

3.3.1 采取消声措施的必要性

通风机出口至室外风口之间如果不采取消声措施，单凭管路自然衰减，通风机传至室外的噪声，远远不能满足要求。即使通风机采用市场上常用的低噪声风机，比如按照标定的80db（A）来计算，传至室外风口的噪声远远不能满足规范对于室外声环境的要求。即使在室内，根据民用建筑隔声设计规范，窗户隔声量大于25dB，如果在通风机至室外风口之间不采取消声措施，仍然不能满足人们日常生活的要求。

3.3.2 气流噪声的影响

从上述计算表格可以看出，出地面的风井内气流噪声对整个管路的气流噪声起决定性作用，平时设计时应尽量保证此段风井内流速低于8m/s。当气流噪声达到允许的噪声级，风井风口的消声措施将起不到实际作用。

4 结语

一切提高经济性、改善外观的手段都应该以满足建筑使用功能为前提条件。