地下車庫機械通風系統中通風機排出段采取消聲措施的必要性分析

袁功峰 （阜陽市建筑設計研究院，安徽 阜陽 236001）

1 地下車庫機械通風系統中的噪聲特性和描述參數

從物理學的觀點來講，聲音是一種機械波，是機械振動在彈性媒質（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。地下機動車庫機械通風系統所產生的噪聲可以簡單的描述為通風機在運行過程中的機械振動，通過管路內空氣和管路本身向外界傳播。

地下機動車庫機械通風系統所產生的噪聲主要包括通風機自身的噪聲和風管系統的氣流噪聲。地下機動車庫機械通風系統所產生噪聲的描述參數主要有聲功率、聲壓、聲強、分貝標度和聲級。

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

由上述各參數的基準值可以看出，直接用聲壓或聲強表示人耳能感受的聲音強度，其計量范圍會過寬，使用很不方便。由于人的聽覺系統對聲音強弱的響應接近于對數關系，所以對聲壓或聲強采用對數標度就比較方便，這種表示方法成為分貝標度（單位為分本，記作dB）。聲級則為對數標度表示的聲壓或聲強與對數標度表示的基準值相比較所得到的數值，包括聲強級、聲壓級和聲功率級。

以上基本物理量表示噪聲度量時，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，同時也考慮頻率的影響，能夠把噪聲的客觀物理量與主觀感覺量結合起來，得出與主觀相對應的評價量，用以評價噪聲對人的干擾程度。對于這種概念，人們提出很多評價方法。目前主要有我國民用規范常用的基于A計權網絡的A聲級和國際標準化組織建議用于評價公眾對戶外噪聲反應的NR曲線（如圖1）。NR曲線考慮不同頻率對人耳的影響，同時通過測量得出的被基本公認的曲線，通過查圖可以得出不同倍頻帶中心頻率所對應的聲壓級。

圖1 噪聲評價曲線（NR線）

NR數與A聲級LA有較好的相關性，它們之間有如下近似關系：LA=NR+5 dB。如標準規定為50dBA，根據上式可知相當于NR45，NR45曲線上各倍頻帶聲壓級的值即為允許標準。

2 代表性噪聲的聲壓級與不同環境功能區的環境噪聲限值

2.1 部分噪聲的聲壓級

凡是人們不愿意聽的任何聲音都是噪聲。當噪聲超過一定允許值后，將影響人們的正常工作、學習、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和給人的主觀感覺。

某些有代表性的聲音和噪聲的聲壓級 表1

人們睡眠、交談及聽力保護的建議標準 表2

2.2 聲環境功能區類型

按區域的使用功能特點和環境質量要求，聲環境功能區分為以下五種類型：

0類聲環境功能區：指康復療養區等特別需要安靜的區域。

1類聲環境功能區。指以居民住宅、醫療衛生、文化教育、科研設計、行政辦公為主要功能，需要保持安靜的區域。

2類聲環境功能區。指以商業金融、集市貿易為主要功能，或者居住、商業、工業混雜，需要維護住宅安靜的區域。

3類聲環境功能區。指以工業生產、倉儲物流為主要功能，需要防止工業噪聲對周圍環境產生嚴重影響的區域。

4類聲環境功能區。指交通干線兩側一定距離之內，需要防止交通噪聲對周圍環境產生嚴重影響的區域，包括4a類和4b類兩種類型。

表3列舉了不同使用功能區域要求的環境噪聲限值。

2.3 住宅建筑規范對環境噪聲限值的規定

居民住宅的臥室、起居室（廳）內噪聲級，應符合下列規定，晝間臥室內的等效連續A聲級不應大于45dB,夜間臥室內的等效連續A聲級不應大于37dB,起居室（廳）的等效連續A聲級不應大于45dB。

環境噪聲限值 單位：dB（A） 表3

3 計算實例

3.1 計算模型

由于目前住宅停車場地的需要量龐大，現在住宅區地下機動車庫面積一般比較大。為了減少地下疏散出口數量，節省造價，建筑專業劃分地下汽車庫防火分區時，一般都按接近規范允許的最大防火分區面積進行劃分。根據現行《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》第5.1.1條和第5.1.2條的規定，對于設置自噴給水系統的地下汽車庫（耐火等級為一、二級），每個防火分區最大允許建筑面積為4000㎡，現規定計算模型參數如下：

某一排風井負擔的防火分區建筑面積為4000㎡，共劃分為2個防煙分區，每個防煙分區建筑面積為2000㎡，使用功能為地下機動車庫，建筑層高為3.6m，系統型式為機械排風排煙系統（平時低速排風，火災高速排煙），坡道自然補風。軸流式風機型號為HTF-II-10（依據表13.9-18進行選取），參數（平時）為26483m3/h，302Pa，9kW。地面以下風井內風速為2.452m/s，地面以上風井內風速為9.2m/s。根據管件及氣流特性，下圖部分風道可以做以下簡化，圓形風管接入地下風井處按照變徑處理，地下風井與地上風井連接處按照變徑處理。

3.2 計算內容及結果

圖2 機房及風井大樣圖

平時運行的機械排風系統聲學計算的內容包括，平時運行排風機噪聲聲功率級的計算、系統管路各部件氣流噪聲聲功率級的計算、系統管道各部件噪聲自然衰減的計算、系統所需消聲量的計算。結果如下：

表4

表5

表6

表7

3.3 結論

3.3.1 采取消聲措施的必要性

通風機出口至室外風口之間如果不采取消聲措施，單憑管路自然衰減，通風機傳至室外的噪聲，遠遠不能滿足要求。即使通風機采用市場上常用的低噪聲風機，比如按照標定的80db（A）來計算，傳至室外風口的噪聲遠遠不能滿足規范對于室外聲環境的要求。即使在室內，根據民用建筑隔聲設計規范，窗戶隔聲量大于25dB，如果在通風機至室外風口之間不采取消聲措施，仍然不能滿足人們日常生活的要求。

3.3.2 氣流噪聲的影響

從上述計算表格可以看出，出地面的風井內氣流噪聲對整個管路的氣流噪聲起決定性作用，平時設計時應盡量保證此段風井內流速低于8m/s。當氣流噪聲達到允許的噪聲級，風井風口的消聲措施將起不到實際作用。

4 結語

一切提高經濟性、改善外觀的手段都應該以滿足建筑使用功能為前提條件。