噪声防治技术知识.ppt

噪声防治技术知识健康安全环保部2014年2月 目录 五 噪声的危害 六 噪声综合防治原则 七 噪声治理项目实施流程 八 常用噪声治理技术 吸声 九 常用噪声治理技术 消声 十 常用噪声治理技术 隔声 十一 常用噪声治理技术 隔振 十二 个体预防 本课件介绍了噪声的基础技术知识 包括噪声的定义 特性 危害等 主要治理技术方法 隔声 消声 吸声 隔振等 及个体防护等 通过查阅本课件 希望可以加强大家对环境噪声的认识 对大家在工作和生活中有所帮助 概要 一 听觉系统 声波借着空气的振动 经外耳道传到鼓膜 引起鼓膜的振动 接着再传到内耳蜗 耳蜗内有上万个听觉毛细胞 再经由神经传入脑部 而使人听见声音 听觉系统包括 1 耳蜗听觉感受器2 听神经 听觉细胞概念 轻度受损的耳蜗毛细胞减少 但未受损 长期噪声环境 耳蜗受损毛细胞遭破坏 正常的耳蜗接收器 毛细胞 完好无损 耳蜗内的毛细胞是听觉细胞 人在出生时大概有四万个毛细胞 随着人的成长和逐步衰老 毛细胞逐渐死亡 噪音也可以使毛细胞死亡 1 噪声从心理学角度出发 噪声定义为 人们不需要的声音 从物理学角度出发 噪声定义为 由许多不同频率和强度的声波无规则且杂乱无章地组合而成的声音 下图为某一声音的波形图 二 噪声基本概念 二 噪声基本概念 2 声波2 1声源 在人类生存的环境中 存在着各种各样的声音 尽管这些声音听起来音调不同 但它们都有一个共同点 即所有声音都来源于物体的振动 如讲话的声音来源于人的声带振动 机器发出的声音来源于机器的振动 笛子发出的声音来源于笛膜的振动 这些振动的物体通常被称为声源 声源不一定就是固体 液体和气体同样会由于振动发声 如海浪声 汽笛声就是由流体而发声的 二 噪声基本概念 点声源 当声源尺寸远远小于声源至接收点的距离时 可以看做点声源 例如 运行中的电机 正在发声的喇叭 正在讲话的人都可以视为点声源 线声源 当许多点声源连续分布在一条线上时 可认为该声源是线声源 工业中的风管 奔驰的列车等可以看作是点声源 面声源 是指尺寸为一个长方形的声源 如在高噪声场所 设备被车间或者房间包裹 声音引起墙壁共振以及声音穿透墙面 此时的墙面因为面积较大 可以视为面声源 2 2声源的类型 二 噪声基本概念 声源发声后必须通过弹性介质才能向外传播 空气是人们最熟悉的传声媒质 例如 在空气中人们可以听到声音 而在真空中却听不到 声波正是依靠介质的分子振动向外传播声能 声音是一种波动 介质分子的振动传到人耳时 引起的鼓膜的振动 通过听觉机构 翻译 并发出信号 刺激听觉神经而产生声音的感觉 以敲打鼓面为例 当敲打鼓面时 鼓面在原来静止位置附近来回振动 带动了与其相邻近的空气质点 使空气质点产生压缩或膨胀运动 空气质点与其它空气质点进行撞击 于是就将振动传递出去 这种传递的空气振动就是声波 2 3声波的形成 二 噪声基本概念 2 4噪声物理量度声压 是指压强的变化量 即与静态压强的差 P P0 声压的单位为Pa 声速 振动状态在媒质中的传播速度称为声速 在空气中的声速为340m s 声压级 是指有效声压和基准声压的比值的常用对数乘以20 单位为分贝 dB 声能 声波的波动现象是媒质质点在平衡位置振动 同时在媒质中产生压缩和膨胀的过程 媒质质点具有动能 媒质的形变具有弹性位能 这两种能量之和就是声能 二 噪声基本概念 A声级 又称为A计权声级 是各个频率的声音通过A计权网络后再相加得到的大小 它反映了人耳对低频和高频不敏感的听觉特性 等效连续A声级Leq 是指在非稳态噪声的工作场所 在测量时间t范围内噪声的A声级按能量的平均值 其计算公式为 Leq 10lg 1 n 10LAi 10 dB A 式中 LAi 第i个A声级测定值 2 5声波的频谱特性 1 声频率声波的频率单位为赫兹 Hz 1Hz表示在1s内振动一个周期 人类可听的声频率在20 20KHz之间 500Hz以下称为低频 500 2000Hz为中频 2000Hz以上为高频 一般情况下 声音的组成并不是单频率的 它是由很多频率的声音组合在一起而成 在治理噪声的时候 我们需要在众多频率的声音里寻找到我们要治理的超标频率的声音 这时我们就需要用到频程与频谱 2 频程把声频范围划分成若干个小区间 称其为频程 某一频程的上限频率f2与下限频率f1之比值n称为频程倍数 当n 1时 称为1倍频程 当n 1 3时 称为1 3倍频程 二 噪声基本概念 3 频谱频谱是用来描述不同频率声音的声压级随频率的分布规律 下图中 此声音最高噪声值为63 47dBA 相对应的频率为593 75Hz 二 噪声基本概念 4 声级的叠加声音的叠加不能以通常的四则运算来计算 声音的叠加是能量相加 设一个声源的噪声级为LP1 另一个为LP2 LP1 LP2 LP 则叠加后的声压级之和为LP1 LP 如两个噪声强度均为60dB A 的噪声 其此时叠加后的声压级之和为63dB A LP LP 关系值如下表 声源的叠加值可通过公式L合 10lg 10Li 10 计算 二 噪声基本概念 5 声波的反射与折射 绕射 衍射声波从一种媒质到另一种媒质时会像光一样发生反射和折射 声波的衍射现象 不仅在障碍物比波长小时存在 即使障碍物很大 在障碍物边缘也会产生 例如有了门缝 窗缝 隔声效果就大为下降 或者路边的屏障不能将噪声隔绝等就是由于衍射效应引起的 二 噪声基本概念 按城市区域可分为 交通噪声 机动车辆 内河航运船舶 铁路车辆 飞机等工业噪声 动力设备 加工机械 生产设备等建筑施工噪声 打桩机 混凝土搅拌机等建筑机械社会生活噪声 社会活动 家用设备 商业活动 文娱活动等按发声机理可分为 机械噪声 机械部件间摩擦 撞击 振动空气动力性噪声 高速气流 不稳定气流 气流与物体相互作用电磁噪声 电动机 发电机 变压器 三 噪声分类 四 主要法律法规标准要求 环境噪声污染防治法 明确规定 产生环境噪声污染的工业企业 应当采取有效措施 减轻噪声对周围生活环境的影响 工业企业设计卫生标准 GBZ1 2002 明确规定了各工作时间下的岗位噪声值 公司要求8小时岗位噪声值 82dB A 声环境质量标准 GB3096 2008 对厂界环境噪声标准要求如下 0类 指康复疗养区等特别需要安静的区域 1类 指以民宅 医疗卫生 文化教育 科研设计 行政办公为主功能 需要保持安静的区域 2类 指以商业金融 集贸市场为主功能 或者居住 商业 工业混杂 需要维护住宅安静的区域 3类 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生产严重影响的区域 4类 指交通干线道路两侧一定距离之内 需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域 4a为高速公路 一级 二级公路 城市快速路 城市主 次干路等 4b类为铁路干线两侧区域 市环保局对公司厂区划定为3类功能区 昼间 夜间厂界噪声值分别为65 55dB A 四 主要法律法规标准要求 五 噪声的危害 噪声对人体健康会产生一定的影响 噪声对人体听力损害 噪声强度 接触时间 噪声防治应从工艺设备 噪声治理 个体防护 人员管理等方面综合考虑a 选择低噪声工艺及设备 合理布局 b 减少冲击性工艺和高压气体排空工艺 尽可能以液压代冲压 气动工艺 c 采用自动化设备工艺 实现远距离监视操作 d 采取隔声 消声 吸声 隔振等治理技术措施 个体防护方面 接触噪声岗位员工佩戴耳塞 耳罩等个人防护用品 人员管理主要考虑相同或相似岗位 从高噪声岗位轮换到达标或低噪声岗位 二 三年轮换一次 新上岗人员拟安排的岗位为噪声岗位 则进行岗前听力检测 在岗人员如职业体检结果为异常 按公司 职业健康管理规范 进行岗位调离 六 噪声综合防治原则 七 噪声治理项目实施流程 八 常用噪声治理技术 吸声 1 吸声 利用吸声材料吸收声能以降低室内噪声的办法称为吸声 吸声是声能不断转化为热能的过程 吸声技术一般可使室内噪声降低3 5dB A 对于反射声很严重的车间 降噪量可达到6 10dB A 吸声只能吸收反射声 无法降低直达声 描述吸声的指标是吸声系数 指被材料吸收的声能与入射声能的比值 如果某种材料完全反射声音 则 0 如果某种材料将入射声能全部吸收 则 1 所有材料的 介于0和1之间 即不可能全部反射 也不可能全部吸收 不同频率会有不同的吸声系数 工程常用材料在250 500 1K 2K 4K四个频率吸声系数的算术平均值作为评价材料的吸声系数 一般认为 吸声系数小于0 2的材料是反射材料 大于0 2的材料才被认为是吸声材料 2 常用吸声材料吸声系数目前 工程上常用的吸声材料主要有玻璃棉 岩棉等 其吸声系数如下 八 常用噪声治理技术 吸声 3 吸声材料的影响因素吸声效果的主要影响因素有5个 1 材料的厚度 增加材料厚度 能提高吸声效果 但增加至一定程度时效果甚小 常用材料厚度一览表 2 材料的容重单位体积吸声材料的质量称为容重 容重适当增加 会提高低频吸声效果 但当容重超过一定数值后 高频吸声效果下降 玻璃棉 岩棉容重一般选用20kg m3 3 空气层的影响在吸声材料背面设置一定的空气层 相当于增加材料厚度 能有效提高吸声效果 尤其是低频的吸收 4 温度的影响温度提高 吸声峰值向高频移动 反之 移向低频 选用时不宜超过材料允许的使用温度 5 湿度的影响材料吸湿或吸水后 材料中的间隙被水堵塞 吸声性能降低 严重时 会失去吸声音效果 八 常用噪声治理技术 吸声 4 吸声材料的基本类型 八 常用噪声治理技术 吸声 5 常用的两种吸声材料 1 玻璃棉以石英砂 长石 硅酸钠 硼酸等为主要原料 经高温熔化制成小于2um的纤维棉状 再添加热固型树脂粘合剂加压高温定型制造出各种形状规格的板 毡 管材制品 2 岩棉以天然玄武岩为主要原料 经高温熔融后 制成人造无机纤维 同时加入特制的粘结剂和防尘油 再经加温固化 制作成各种规格的岩棉制品 八 常用噪声治理技术 吸声 6 吸声设计原则单独的风机房 泵房 控制室等房间面积较小 所需降噪量较高时 可对天花板 墙面同时作吸声处理 车间面积较大时 宜采用空间吸声体 平顶吸声处理 声源集中在局部区域时 宜采用局部吸声处理 并同时设置隔声屏障 噪声源比较多而且较分散的生产车间宜作吸声处理 对于中 高频噪声 可采用20 50mm厚的常规成型吸声板 当吸声要求较高时可采用50 80mm厚的超细玻璃棉等多孔吸声材料 并加适当的护面层 对于宽频带噪声 可在多孔材料后留50 100mm的空气层 或采用80 150mm厚吸声层 低频带噪声 可采用穿孔板共振吸声结构 板厚可取2 5mm 孔径取3 6mm 进行吸声处理时 应满足防火 防潮 防腐 防尘等工艺与安全卫生要求 兼顾通风 采光 照明及装修要求 八 常用噪声治理技术 吸声 7 常用的几种吸声降噪措施 1 墙面吸声 吸声尖劈 主要适用于吸收低频噪声 八 常用噪声治理技术 吸声 2 吸声吊顶 主要用于体育场馆 酒店等 八 常用噪声治理技术 吸声 3 空间吸声体 八 常用噪声治理技术 吸声 九 常用噪声治理技术 消声 1 消声器消声器是一种既允许气流顺利通过而又能有效衰减或阻碍声能向外传播的装置 消声器只能降低空气动力设备的进 排气口噪声或沿管道传播的噪声 不能降低空气动力设备的机壳 管壁等辐射的噪声 主要安装在进 排气口或气流通过的管道 2 常用的消声器分为三类 1 阻性消声器 阻性消声器是利用气流管道内的不同结构形式多孔吸声材料 常称阻性材料 吸收声能 降低噪声的消声器 九 常用噪声治理技术 消声器 2 抗性消声器 抗性消声器主要利用声抗的大小消声 不使用吸声材料 利用管道截面的突变或旁接共振腔 使沿管道传播的某些频率的声波 在突变的界面处发生反射 干涉等现象 从而降低由消声器向外辐射的声能 达到消声目的 九 常用噪声治理技术 消声器 3 阻抗复合式消声器 将阻性及抗性等不同消声原理组合设计即构成了复合式消声器 阻性与抗性两种消声原理合成一种消声器 就可以在较宽的频率范围内都能得到满意的消声效果 九 常用噪声治理技术 消声器 九 常用噪声治理技术 消声器 用屏蔽物 材料 构件 使入射声反射而隔断声波的传播 或者用围护结构把噪声控制在一定范围内 称为隔声 材料一侧的入射声能与另一侧的透射声能相差的分贝数就是该材料的隔声量 十 常用噪声治理技术 隔声 1 单层隔声单层隔声墙的隔声量和单位面积的质量的常用对数成正比 隔墙的单位面积质量越大 隔声量越大 质量增加一倍 隔声量增加6dB 频率越高 隔声量越大 频率提高一倍 隔声量也增加6dB 隔声量理论计算公式 R 20 lgf lgm 48表中 f 声波频率 HZm 单层结构的面密度 kg m2 影响单层均质密实墙隔声的基本参数有 材料的面密度M材料的劲度B材料的内阻尼 十 常用噪声治理技术 隔声 2 双层隔声双层隔声结构声波会进行二次反射与折射 由于双层结构中间增加了填充有吸声材料的空气层 其隔声性能好于单层结构 双层结构隔声罩计算公式 隔声量 R R1 R2 6表中 R1 R2 组成双层结构的每一单层的隔声量 十 常用噪声治理技术 隔声 双层结构的隔声量 R与空气层厚度d有关 厚度d增加 隔声量增加 但当d 100mm时 R的增加趋于缓慢 工程上 d一般取50 100mm 当声波入射到板表面时 声波的波长在板面上会发生共振 使透射声波显著增加 即产生 吻合效应 双层结构中间空气层填充吸声材料 在结构的受声侧附加一薄层弹性面层或采取增加阻尼措施 可使吻合效应显著减弱 提高了隔声量 一般情况下 主要的隔声手段有 隔声罩 隔声门 隔声窗 声屏障等 十 常用噪声治理技术 隔声 a 隔声罩 隔声罩是将噪声源封闭在一个相对小的空间内 以减少其对外辐射噪声的围护结构 隔声罩有全密封型 局部开放型 固定型与活动型之分 常用于车间内有独立的强噪声源或集中的强噪声源 且声源本身的强噪声不易降低的情况 如风机 空压机 电动机 磨球机 抛光机等机械设备 十 常用噪声治理技术 隔声 十 常用噪声治理技术 隔声 隔声罩隔声性能用插入损失来衡量 插入损失越大 说明隔声性能越好 其计算公式为 R R 10lg R 10lgA S式中 R 隔声罩壁面的平均隔声量 dB 罩内表面的平均吸声系数 A 罩内表面的总吸声量 A iSi S 隔声罩内表面积 m2 i Si 不同吸声材料的内表面积和相应的吸声系数 一般固定全封闭型隔声罩的IL为30 40dB 活动全封闭型为15 30dB 局部封闭型为10 20dB 带通风散热消声器的则约为15 25dB 隔声罩由罩板 吸声材料 阻尼涂料组成 设计制作时需要注意以下事项 1 罩板采用2 3mm厚钢板制作 2 罩体应有6 12mm厚的阻尼层 以有效抑制共振的不利影响 3 罩内衬吸声材料 厚度为100mm 平均吸声系数 0 8 4 罩体要密封 如因操作 维修要求 要采取必要的减振 消音 通风 散热措施 5 罩体与发声设备不得有刚性连接 十 常用噪声治理技术 隔声 b 隔声门隔声分为木质隔声门 钢制隔声门水泥隔声门 塑料隔声门等 十 常用噪声治理技术 隔声 木门常用木板 木夹板 纤维密度板制成 门扇重量较轻 门缝隙大 隔声差 一般在15 20dB左右 钢制门以角钢为框架 钢板作为面层 重量大一些 门缝出于密封考虑场加装密封条 隔声比木门好 常在20 25dB左右 提高门的隔声性能一方面需要提高门扇的隔声量 另一方面需要处理好门缝密封性 为了获得更高的隔声性能 可以采用双层门 同时在门中空间内安装强吸声材料 可使隔声量达到40 45dB 十 常用噪声治理技术 隔声 c 隔声窗隔声窗分为固定隔声窗 自然通风隔声窗 可开启隔声窗 十 常用噪声治理技术 隔声 d 声屏障 在声源与接收点之间设置能阻挡声波传播的障板来降低噪声 在此情况下的屏蔽噪声的结构称为声屏障 声屏障在室内和室外都有广泛的应用 对于室内的某些场合 如车间里的很多高噪声的大型机械设备 有些设备会泄出易燃气体要求防爆 有些设备需要散热因而换气量较大 有些设备因操作或维护方便的需要 在这些情况下 设置一定高度的声屏障就能达到一定的降噪效果 十 常用噪声治理技术 隔声 声屏障工程应用范围广泛 厂界噪声 冷却塔 热泵等项目中均会用到声屏障产品 其中应用最广的为公路噪声降噪 实际工程中 应用最多的是传统金属结构 即 屏体的钢结构部分为 型钢 吸声体主体结构外层为镀锌钢板或铝板 内层吸声材料多为玻璃棉 外附防水材料 隔声屏应有足够的高度 通常宽度大于高度 一般宽度为高度的1 5 2倍 具体为设施为2 4米范围 它们的插入损失通常在5 12dB之间 当需要的插入损失达到20dB以上时 就需要考虑全封闭结构 全封闭声屏障一般用在轻轨