地下車庫機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)中通風(fēng)機(jī)排出段采取消聲措施的必要性分析

袁功峰 （阜陽市建筑設(shè)計(jì)研究院，安徽 阜陽 236001）

1 地下車庫機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)中的噪聲特性和描述參數(shù)

從物理學(xué)的觀點(diǎn)來講，聲音是一種機(jī)械波，是機(jī)械振動(dòng)在彈性媒質(zhì)（空氣、管道等）中的傳播。噪聲是聲音的一種，因此也具有聲波的所有特性。地下機(jī)動(dòng)車庫機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲可以簡(jiǎn)單的描述為通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中的機(jī)械振動(dòng)，通過管路內(nèi)空氣和管路本身向外界傳播。

地下機(jī)動(dòng)車庫機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲主要包括通風(fēng)機(jī)自身的噪聲和風(fēng)管系統(tǒng)的氣流噪聲。地下機(jī)動(dòng)車庫機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)所產(chǎn)生噪聲的描述參數(shù)主要有聲功率、聲壓、聲強(qiáng)、分貝標(biāo)度和聲級(jí)。

聲功率是指聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能（基準(zhǔn)升功率，在空氣中為1×10-12W）；聲壓是指在媒質(zhì)中某一點(diǎn)因聲源的傳播引起的壓強(qiáng)與無聲波時(shí)壓強(qiáng)的差值（基準(zhǔn)聲壓，在空氣中為2×10-5Pa）；聲強(qiáng)是指單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于傳播方向上的單位面積內(nèi)的平均聲能量（基準(zhǔn)聲強(qiáng)，在空氣中為1×10-12W/m2）。由此可見，聲功率是對(duì)聲源產(chǎn)生能量能力的描述，聲壓和聲強(qiáng)是聲源對(duì)外界產(chǎn)生效果的描述（可簡(jiǎn)單理解為人耳能感受的聲音強(qiáng)度），聲強(qiáng)較聲壓具有方向性。

由上述各參數(shù)的基準(zhǔn)值可以看出，直接用聲壓或聲強(qiáng)表示人耳能感受的聲音強(qiáng)度，其計(jì)量范圍會(huì)過寬，使用很不方便。由于人的聽覺系統(tǒng)對(duì)聲音強(qiáng)弱的響應(yīng)接近于對(duì)數(shù)關(guān)系，所以對(duì)聲壓或聲強(qiáng)采用對(duì)數(shù)標(biāo)度就比較方便，這種表示方法成為分貝標(biāo)度（單位為分本，記作dB）。聲級(jí)則為對(duì)數(shù)標(biāo)度表示的聲壓或聲強(qiáng)與對(duì)數(shù)標(biāo)度表示的基準(zhǔn)值相比較所得到的數(shù)值，包括聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)和聲功率級(jí)。

以上基本物理量表示噪聲度量時(shí)，并沒有考慮到人耳的主觀聽覺特征，所以，它純粹是客觀量，不能作為表示人耳覺得怎樣響的標(biāo)度。為了反映聲音入射到耳鼓膜使聽者獲得的感覺量，需要引入一種概念，它主要依賴于聲音的聲壓或聲強(qiáng)，同時(shí)也考慮頻率的影響，能夠把噪聲的客觀物理量與主觀感覺量結(jié)合起來，得出與主觀相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)量，用以評(píng)價(jià)噪聲對(duì)人的干擾程度。對(duì)于這種概念，人們提出很多評(píng)價(jià)方法。目前主要有我國民用規(guī)范常用的基于A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的A聲級(jí)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議用于評(píng)價(jià)公眾對(duì)戶外噪聲反應(yīng)的NR曲線（如圖1）。NR曲線考慮不同頻率對(duì)人耳的影響，同時(shí)通過測(cè)量得出的被基本公認(rèn)的曲線，通過查圖可以得出不同倍頻帶中心頻率所對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)。

圖1 噪聲評(píng)價(jià)曲線（NR線）

NR數(shù)與A聲級(jí)LA有較好的相關(guān)性，它們之間有如下近似關(guān)系：LA=NR+5 dB。如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為50dBA，根據(jù)上式可知相當(dāng)于NR45，NR45曲線上各倍頻帶聲壓級(jí)的值即為允許標(biāo)準(zhǔn)。

2 代表性噪聲的聲壓級(jí)與不同環(huán)境功能區(qū)的環(huán)境噪聲限值

2.1 部分噪聲的聲壓級(jí)

凡是人們不愿意聽的任何聲音都是噪聲。當(dāng)噪聲超過一定允許值后，將影響人們的正常工作、學(xué)習(xí)、休息、或影響房間功能（如電視和廣播的演播室、錄音室），甚至影響人體健康，表1列舉了某些有代表性聲音的聲壓級(jí)和給人的主觀感覺。

某些有代表性的聲音和噪聲的聲壓級(jí) 表1

人們睡眠、交談及聽力保護(hù)的建議標(biāo)準(zhǔn) 表2

2.2 聲環(huán)境功能區(qū)類型

按區(qū)域的使用功能特點(diǎn)和環(huán)境質(zhì)量要求，聲環(huán)境功能區(qū)分為以下五種類型：

0類聲環(huán)境功能區(qū)：指康復(fù)療養(yǎng)區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域。

1類聲環(huán)境功能區(qū)。指以居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研設(shè)計(jì)、行政辦公為主要功能，需要保持安靜的區(qū)域。

2類聲環(huán)境功能區(qū)。指以商業(yè)金融、集市貿(mào)易為主要功能，或者居住、商業(yè)、工業(yè)混雜，需要維護(hù)住宅安靜的區(qū)域。

3類聲環(huán)境功能區(qū)。指以工業(yè)生產(chǎn)、倉儲(chǔ)物流為主要功能，需要防止工業(yè)噪聲對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域。

4類聲環(huán)境功能區(qū)。指交通干線兩側(cè)一定距離之內(nèi)，需要防止交通噪聲對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域，包括4a類和4b類兩種類型。

表3列舉了不同使用功能區(qū)域要求的環(huán)境噪聲限值。

2.3 住宅建筑規(guī)范對(duì)環(huán)境噪聲限值的規(guī)定

居民住宅的臥室、起居室（廳）內(nèi)噪聲級(jí)，應(yīng)符合下列規(guī)定，晝間臥室內(nèi)的等效連續(xù)A聲級(jí)不應(yīng)大于45dB,夜間臥室內(nèi)的等效連續(xù)A聲級(jí)不應(yīng)大于37dB,起居室（廳）的等效連續(xù)A聲級(jí)不應(yīng)大于45dB。

環(huán)境噪聲限值 單位：dB（A） 表3

3 計(jì)算實(shí)例

3.1 計(jì)算模型

由于目前住宅停車場(chǎng)地的需要量龐大，現(xiàn)在住宅區(qū)地下機(jī)動(dòng)車庫面積一般比較大。為了減少地下疏散出口數(shù)量，節(jié)省造價(jià)，建筑專業(yè)劃分地下汽車庫防火分區(qū)時(shí)，一般都按接近規(guī)范允許的最大防火分區(qū)面積進(jìn)行劃分。根據(jù)現(xiàn)行《汽車庫、修車庫、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第5.1.1條和第5.1.2條的規(guī)定，對(duì)于設(shè)置自噴給水系統(tǒng)的地下汽車庫（耐火等級(jí)為一、二級(jí)），每個(gè)防火分區(qū)最大允許建筑面積為4000㎡，現(xiàn)規(guī)定計(jì)算模型參數(shù)如下：

某一排風(fēng)井負(fù)擔(dān)的防火分區(qū)建筑面積為4000㎡，共劃分為2個(gè)防煙分區(qū)，每個(gè)防煙分區(qū)建筑面積為2000㎡，使用功能為地下機(jī)動(dòng)車庫，建筑層高為3.6m，系統(tǒng)型式為機(jī)械排風(fēng)排煙系統(tǒng)（平時(shí)低速排風(fēng)，火災(zāi)高速排煙），坡道自然補(bǔ)風(fēng)。軸流式風(fēng)機(jī)型號(hào)為HTF-II-10（依據(jù)表13.9-18進(jìn)行選?。瑓?shù)（平時(shí)）為26483m3/h，302Pa，9kW。地面以下風(fēng)井內(nèi)風(fēng)速為2.452m/s，地面以上風(fēng)井內(nèi)風(fēng)速為9.2m/s。根據(jù)管件及氣流特性，下圖部分風(fēng)道可以做以下簡(jiǎn)化，圓形風(fēng)管接入地下風(fēng)井處按照變徑處理，地下風(fēng)井與地上風(fēng)井連接處按照變徑處理。

3.2 計(jì)算內(nèi)容及結(jié)果

圖2 機(jī)房及風(fēng)井大樣圖

平時(shí)運(yùn)行的機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)聲學(xué)計(jì)算的內(nèi)容包括，平時(shí)運(yùn)行排風(fēng)機(jī)噪聲聲功率級(jí)的計(jì)算、系統(tǒng)管路各部件氣流噪聲聲功率級(jí)的計(jì)算、系統(tǒng)管道各部件噪聲自然衰減的計(jì)算、系統(tǒng)所需消聲量的計(jì)算。結(jié)果如下：

表4

表5

表6

表7

3.3 結(jié)論

3.3.1 采取消聲措施的必要性

通風(fēng)機(jī)出口至室外風(fēng)口之間如果不采取消聲措施，單憑管路自然衰減，通風(fēng)機(jī)傳至室外的噪聲，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。即使通風(fēng)機(jī)采用市場(chǎng)上常用的低噪聲風(fēng)機(jī)，比如按照標(biāo)定的80db（A）來計(jì)算，傳至室外風(fēng)口的噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足規(guī)范對(duì)于室外聲環(huán)境的要求。即使在室內(nèi)，根據(jù)民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范，窗戶隔聲量大于25dB，如果在通風(fēng)機(jī)至室外風(fēng)口之間不采取消聲措施，仍然不能滿足人們?nèi)粘Ｉ畹囊蟆?/p>

3.3.2 氣流噪聲的影響

從上述計(jì)算表格可以看出，出地面的風(fēng)井內(nèi)氣流噪聲對(duì)整個(gè)管路的氣流噪聲起決定性作用，平時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保證此段風(fēng)井內(nèi)流速低于8m/s。當(dāng)氣流噪聲達(dá)到允許的噪聲級(jí)，風(fēng)井風(fēng)口的消聲措施將起不到實(shí)際作用。

4 結(jié)語

一切提高經(jīng)濟(jì)性、改善外觀的手段都應(yīng)該以滿足建筑使用功能為前提條件。