PVC新风机的管道噪声消除，遇事不决“伯努利”

iN开始规划自己的工作室的时候，选择安装了两部新风机。

一部新风机用来将室外的新鲜空气抽取到房间内形成正压力，阻止屋外的空气进入室内。这部新风机采用了1000立方米/小时的商用PM2.5过滤新风机。

另一部则设置在室内，是一个双向新风机，每小时2500立方米的空气流量，主要用作室内的空气循环和污染物过滤。

而且，在iN的工作室内，恰好有一个小吊顶的区域，这个区域作为新风机内循环的中枢向各个不同房间送新风也起到了降噪和降压的静音箱的作用。由于iN会在家喷模型，家里的有机物也会有大量超标的现象，虽然有直接通向室外的喷漆箱的单独排风系统，但是放在屋子里面已经喷好的模型零件依旧也会散发出大量的有机物，因此也会在这个小吊顶内安装一个光触媒净化系统，让室内的有机物直接转化成二氧化碳和水。这个光触媒系统咱们回头再说。

由于房间结构的问题，在这个案例里面就没有采用PE管道进行新风的传送，而是用的大型PVC管道。这里就出问题了！

很多PVC管道都会用在新风系统里面，但是PVC管道的内壁过于光滑，风阻很小，可以维持较好的风压效果，这是优点。有优点就一定会有缺点，PVC管道带来的缺点则是管道内风速过高会导致高速流动的空气撞击弯头区域造成大量的管道噪音。

对于这一点，iN当时是有心理准备的，只不过当新风机吊到房顶上之后，不带管道的空机运行的时候噪音就达到了80分贝。即便是装好管道后，新风机一开噪音水平也达到了70多分呗。简单地说就是开了新风机屋里就甭呆人了。

这里主要的的噪声就是气流声。iN专门用风速计来测量了一下，管道内的风速达到了14.7米/秒，如果按照蒲福风级来计算已经超过10级狂风的水准了接近于11级暴风了。所以iN又为自己见大心喜的毛病给自己找麻烦了。

但这件事难得到iN吗？恐怕很难！

熟悉iN的哥们儿知道iN的专业的，其中有一个专业是高能化学材料，如果说大家能理解的范畴就是学做炸药和固体火箭发动机装药的。我们有一个必修课主要就是研究高速气流的。在上学的时候这个可能是指导我们修正火箭喷嘴的一套理论知识，现在拿来处理家里的新风噪音也不为过。今天说的一切也都来自于伯努利方程了，正所谓在我们学专业的时候——遇事不决“伯努利”是一个小准则。

说起来看似很高深的吧？其实实施起来还是很简单的，分享一下给大家，如果在遇到和iN相同的问题的时候大家也好有个参考。

这就是“切口”。

iN的新风机内循环的一个出口是开放式的，放在吊顶内部。这个区域其实很小，因此这个部分的风噪声特别的大。

如何合理地降低这个出口的风噪声就是一个急需解决的问题了。

通过伯努利方程我们可以知道，当气体截面变化的时候气体会保持总压强不变的趋势，这时候流动速度就有变化的趋势。

如果一个新风机管道的开口直接开放就会导致管道内高速运行的空气由有限的空间一下子释放到了等同于无限的空间内。这时候速度急剧变化就导致了噪声的产生。

最好的方法是安装火箭喷口采用渐开口的设计。这样气流的速度就会缓慢降低，噪声的问题也就可以解决了。

但是，iN的新风机管道口径已经达到了200mm，再加上渐开口吊顶的高度也就受到极大的影响。那么咱们就可以采用切口的方式来做这件事。

其实这也是一个渐开口道设计方案。把PVC管道斜向切开后，截面会呈现出逐步扩大的趋势。经过计算。iN的这个开口斜度用了41˚打开道管道直径的40%的位置上形成了一个渐开的气体模型。风速由管道内14.7米/秒的速度，降低到了6米/秒的合理速度。基本上也就消除了这个部分的风噪声。

当然了，做了这根短出风管之后对整体噪声的消除还是没有什么太大用处的。还要解决其他三根管道的噪音问题。

先说进风管道。由于吊顶的设计，这跟进风管道也是直接裸露在外的。它的噪音问题主要来自于管道的开口和高速涌入管道内的空气之间的震动。高速吸收的空气管道内壁和外壁之间的速度差也会导致高速的气流碰撞管口发出噪声。这时候就还是伯努利方程来解决问题了——加大管口厚度。恰好手里有隔音用的鸡蛋棉，在管口位置贴上一圈。这时候管口的气流就不会直接碰撞管壁产生恼人的噪音。

这样就全完了吗？并没有！看这张图：

这是在现场录制的新风机运行的音频文件，拿到分析软件中进行分析。这时候你会发现在120hz的位置有一条很明显的噪音带。直接说吧，这就是管道中的驻波。驻波是由于声音在管道中传播来回反射最终加强产生的。在很多PE管道的静音效果其实是由于管壁本身有很多的纹理，这是一个天然的消除驻波的设计。

相对光滑的PVC管道不能静音的原因也在此处了。于是后面的问题也就是消除管道驻波了，还是用鸡蛋吸音棉，在管道内合适的距离（iN的计算是距离管口0.8米，1/4驻波波长）贴上一条吸音棉就可以了。也就是这样：

用了这种方式，在管道内的驻波也就可以基本上消除了。

现在新风机再打开的时候噪音等级就已经降低到了47分呗。等吊顶安装完毕之后基本上就已经可以算是静音了。

当然了，这件事在弄的时候iN的朋友在问iN为啥不让工人来干？答案是——目前装修和装新风的工人根本不会给你计算，同时也很难按照精确的尺寸将你需要安装的部件安装到位。所以有的活，也还是需要自己盯紧了。