1.1 噪声的来源和危害
噪声是指声音大而嘈杂刺耳或者对于某项工作来说是不需要或有妨碍的声音。从物理学的角度讲，当不同强度和频率的声音无规律地混杂在一起时，就形成了噪声。噪声来源于物体的振动，如固体的机械运动、流体振动（水的波涛、空气的流动声）、电磁振动等。在声源的作用下，使周围的物质点（如空气）获得能量，产生相应的振动，在其平衡位置附近产生了疏、密波，这样质点的振动能量就以疏、密波的形式向外传播，这种疏、密波就称为声波。
声波可以在气体、液体和固体中传播。噪声也是一种声波，它具有声波的一切特性。各种不同频率和声强的声音无规律地组合在一起就成为噪声。
噪声的发生源很多，就工业噪声来说，主要有空气动力噪声、机械噪声、电磁噪声等，空气动力噪声是由空气振动而产生的，如当空气流动产生涡流或者发生压力突变时引起气流扰动而产生的噪声；机械噪声是由固体振动而产生的；电磁噪声是由于电动机的空隙中交变力的相互作用而产生的。
建筑内部的噪声主要是由于设置空调、给排水、电气设备后产生的，其中以空调设备产生的噪声影响最大。空调工程中的主要噪声源是通风机、制冷机、机械通风冷却塔等。
通风机噪声主要是通风机运转时的空气动力噪声（包括气流、涡流噪声、撞击噪声和叶片回转噪声）和机械噪声。通风机噪声的大小与叶片的大小和形式、叶片数量、风量、风压等因素有关，同系列同型号的通风机其噪声随着转速的增高而加大。
电机噪声以电动机冷却风扇引起的空气动力噪声为最强，机械噪声次之，电磁噪声最小。除此之外，还有一些其他的气流噪声，如风管内气流引起的管壁振动，气流遇到障碍物（管道变径、弯头、阀门等）产生的涡流以及出风口风速过高等都会产生噪声。
图13.1是空调系统的噪声传播情况。
图13.1 噪声传播途径
从图中可以看出，通风机噪声由风道传入室内外，设备的振动和噪声也可能通过建筑结构传入室内。因此，通风空调系统在对建筑内热湿环境和空气品质进行控制的同时，也对建筑的声环境产生不同程度的影响。
当空调系统运行产生的噪声超过一定允许值后，将影响人员的正常工作、学习、休息或影响房间的功能（如演播室、录音室），甚至影响人体健康。因此，在进行通风空调系统设计时，除了要考虑温、湿度的要求以外，还要考虑噪声的控制。
1.2 噪声的物理量度
1.2.1 声音的物理量度
1.2.1.1 声强与声压
描述声音强弱的物理量称为声强，通常用I表示。某一点的声强是指该点在垂直于声音传播方向上单位面积、单位时间内所通过的声能，单位为W/m2。
使人耳可以产生听觉的声强最低限称为“可闻阈”，声强值约为10～12 W/m2，而人耳所能忍受的最大声强约为1 W/m2，大于这个声强值时，人耳就会产生疼痛的感觉，人耳所能忍受的最大声强值称为“痛阈”。
声音传播时，空气受到振动时产生的疏密变化，会在原有的大气压强上再叠加一个变化的压强，这个叠加的压强称为声压，用P表示，单位为微巴（μbar）。在实际应用中，声强的测定较困难，因而，通常采用测定出声压，利用声强和声压的联系确定声强，两者的关系为：
式中：c——声速，m/s；
ρ——空气的密度，kg/m3。
1.2.1.2 声强级和声压级
由于人耳所能感受到的声强的最低值和最高值之间相差很大，达10～12倍，说明人耳的可听范围很宽。由于声强的强弱只有相对意义，为了计算方便，通常用对数标度。实际计算中是选择某个声强I0作为相比较的声强标准，将声强的大小用声强级表示，定义为：
式中：L1——声强级，单位为分贝，dB；
I0——基准声强，国际上规定I0 = 10～12 W/m2。
利用声强与声压的关系，声压级可表示为：
式中：Lp——声强级，单位为分贝，dB；
P0——基准声强，P0=0.000 2 μbar = 2×10-5 Pa。
测量声强较困难，实际上往往是测量出声压，利用声压与声强的平方成正比关系，改用声压表示声音的强弱。
1.2.1.3 声功率和声功率级
声源发声量的大小，通常用声功率反映。声功率是指声源在单位时间内以声波的形式辐射出的总的声能，用W表示，单位为瓦（W）。
同声压一样，声功率也是采用声功率级进行计算，其表达式为：
式中：Lw——声功率级，单位为分贝，dB；
W0——基准声功率，W0=10～12 W。(www.xing528.com)
1.2.1.4 声波的叠加
由于声波的声压级、声强级或声功率都是以对数为标度的，因此当有多少个声源同时产生噪声时，其合成的噪声级应按对数的法则进行计算。
当n个不同的声压级叠加时，总声压级为：
式中：Lp——n个声压级叠加的总和，dB；
LP1 、LP2、…、LPn——分别为声源1、2、…、n的声压级，dB。
当两个声源的声压级相同时，上式可简化为：
此结果表明，两个声压级相同的声源叠加时，合成的声压仅比单个声源的声压级大3 dB。
1.2.2 噪声的频谱特性
噪声不是某个特定频率的纯音，而是由不同频率的声音组成的混合声。人耳可以听到的声音频率范围在20～20 000 Hz（赫） 。为了应用方便，通常把声音频率的范围划分为几个有限的频段，称为频程或频带。通风工程的噪声计算中所采用是倍频程，它是指前后两个频段中心频率的比值为2∶1频程。目前通用的倍频程的中心频率为31.5、63、125、250、500、1 000、2 000、4 000、8 000、16 000。在一般的噪声控制现场测试中，通常只需要63～8 000 Hz的八个频程就够了，倍频程各中心频率所代表的频率范围如表13.1所示。
表13.1 声音的中心频率和频段的划分
频谱是表示组成噪声的各频程声压级的图，即以频程为横坐标、声压级（或声强级、声功率级）为纵坐标的图形。频谱图能清楚地表明该噪声的组成和性质，为噪声控制提供依据。如图13.2所示为某空调器噪声的频谱；图13.3所示为通风机噪声的频谱。
图13.2 某空调器噪声频谱图
图13.3 通风机的频率分布
1.3 空调房间的噪声标准
声压是噪声的基本物理参数，但人耳对声音的感受不仅和声压有关，而且也和频率有关，声压级相同而频率不同的声音听起来是不一样的。根据人耳的这一特性，人们仿照声压级的概念，引出一个与频率有关的概念即响度级，其单位为方（phon）其定义为取1 000 Hz的纯音为基准声音，若某噪音听起来与该纯音一样响，则该噪声的响度级（方值）就等于这个纯音的声压级（dB值）。若某声音听起来与声压级60 dB，频率为1 000 Hz的基准声音同样响，则该噪声的响度级就是60方，也就是说，响度级是声音响度的主观感觉量，它把声压级和频率用一个单位统一起来了。
房间内允许的噪声级称为室内噪声标准。噪声标准的制定应满足生产或生活的需要，避免噪声对人体的有害影响，同时还要考虑技术上的可能性和经济上的合理性。
1.3.1 噪声标准
为满足生产的需要和消除噪声对人体的不利影响，需要对各种不同的场所制定出允许的噪声级，称为噪声标准。目前我国采用国际标准组织制定的噪声评价曲线，即N（NR）曲线作为噪声评价标准，如图13.4所示，图中N（NR）值为噪声评价曲线，即中心频率1 000 Hz所对应的声压分贝值。考虑到人耳对低频噪声不敏感，以及低频噪声消声处理较困难的特点，故图13.4中低频噪声的允许声压级分贝值较高；而高频噪声的允许声压级分贝值较低。
图13.4 噪声评价曲线N（NR曲线）
1.3.2 空调房间的允许噪声标准
空调房间对噪声的要求，大致可分为以下3类。
①生产或工作过程本身对噪声有严格的要求（如播音室、录音室等）。
②在生产或工作过程中要求为操作人员创造安静的环境（如仪表装配车间、测试车间等）。
③为保证语言和通信质量以及听觉效果，对噪声有一定的要求（如剧院、会议室等）。
民用建筑室内允许噪声一般可用允许噪声级表示，表13.2列出了各类公共及民用建筑的允许噪声标准。
表13.2 室内允许的最高噪声级（A声级，dB）
续表
注：1.表列值系根据我国有关的规范、标准等汇编而成。
2.特级——指有特殊要求的建筑；一级——指有较高要求的建筑；二级——指有一般要求的建筑；三级——指最低要求的建筑。
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