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文档简介
1、 噪声防治培训知识提纲TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 一、基本知识(1)1、噪声定义(1) HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 2、噪声的危害(1)3、振动的危害(2)4、噪声的频谱特性(4)5、声级与计算(4)二、噪声标准法规(6)1、声环境质量标准.(6)2、工业企业噪声标准(6)3、背景噪声修正的几个问题(8) HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 三、工业企业内部环境噪声标准(9)1、工业企业噪声控制设计规范.(9)2
2、、工业企业听力保护规范(93、作业场所噪声测量规范(9)四、环境振动标准(9)五、工业噪声治理(10)1、确认噪声源部位(10)2、吸声(11)3、隔声(包括声屏障)(13)4、消声器(16)5、隔振阻尼(25)6、其他治理措施(26)一、基本知识1、噪声的定义在环境保护领域里,在生理学与心理学上,噪声就是人们不需要的声音。在物理学上,噪声是各种频率和强度无规变化无规组合的声波。噪声属于可听声,即2020000HZ之间的声音。20300HZ为低频声,5001000隔为中频声,100020000Hz为高频声。小于20Hz的声音为次声,大于20000$的声音为超声,次声与超声都是人耳听不见的声音,
3、不在噪声之列。注意:“噪声”,是法定词汇。“噪音”,不是法定词汇。为了讲话和文字的规范,不要使用“噪音”这个词。2、噪声的危害高声级(90dB以上)噪声,长时间作用于人,可使人造成噪声性耳聋,而噪声性耳聋是永久性的不可逸的。国家卫生部有规定,八小时劳动环境,噪声不得超过90dB。如果超过90dB,则每超过3dB,劳动时间减半,而极限是115dB。低声级(75dB以下)噪声,可使人产生神经衰弱群、心脑血管、肠胃系统疾病,影响睡眠和休息等。研究人员对低强度噪声危害阈值做过长时间研究,见下表:噪声干扰阈值表单位:LAdB事项烦恼度交谈思考A睡眠时段昼间夜间昼间夜间昼间夜间阈值52.542.756.9
4、44.051.147.539.1注:以睡眠为例,30dB是睡眠的理想环境,不超过39.1dB的环境,对睡眠质量影响不大,一旦超过39.1dB这个阈值,睡眠就会受到不同程度的影响。这个结论比较符合实际情况。但是,无声环境是不能睡眠的,当然,地球上是没有无声环境的。至今的研究表明,超声,对人体没有危害性。次声对人体是有危害的,例如,海轮行使中,船体撞击海水产生高能量的次声,其频率几到十几赫兹,而人体脑子的固有频率也是十几赫兹,故造成人脑共振,致使乘客头晕恶性。噪声与人的智力开发有关系研究人员还对噪声与人脑电功能的关系作了研究,见以下公式:B=6.650.06LA(1.1)式中:B为脑电功能指数LA
5、为A声级,有人认为,B=5时,为脑电高功能指数,即人的脑子最好使,显得聪明伶俐,这时候的声级在25-28dB之间;B40013530%以上房屋倒塌、山崩、地裂、断层注:、振动的基准加速度是a0=lO-6m/s2、载重汽车通过的振动,在不足100dB时也可能造成玻璃窗的振动,那是共振了。4、噪声的频谱特性噪声治理的科学性,在于正确运用噪声的频谱特性常见的噪声频谱有声压级频谱.和A声级频谱。.A声级的计权修正表dB频带31.5631252505001000200040008000AA,-42.4-26.2-16.1-8.6-3.201.21.0-1.1例:已知31.5HZ的声压级LP=85dB那么
6、其对应的A声级La=85dB42.4dB=42.6dBZPA低频噪声,波长很长,具有穿透力强,衰减少,传播距离远等特点,控制难度大(从经济角度和科学性看),是当今声学界研究的热门。新的噪声标准已经考虑了噪声的频谱特性,噪声治理的费用就会增加。5、噪声评价指标(1)、A声级,La;B声级,LB;C声级LC;声压级Lp,也称线性声压级L线性。ABCP线性LA,删除了部分低频声,使之符合人耳接受声音的特性;LB删除的低频声少于La;LC低频声基本没有删除;Lp或L线性包括了所有频率的声音。CP线性(2)、等效连续A声级,LA,在测量时间内,它一个声级代表了多个A声级,就是Aeq这段时间内的声能量的平
7、准值。现在的环境标准,除机场周围环境噪声外,噪声的评价指标都用LAeqAeq、昼夜等效A声级表示式:(、15x10L0+9x10L:;1024k丿k丿Ldn=10lg式中L昼间A声级,dBL夜间A声级,dBnddB(1.3)(4)、计权等效连续感觉噪声级,Lwecpn,这是机场周围环境噪声的评价指标oLwecpnWECPNWECPN的基础还是A声级,一次飞行过程的最大A声级,LA。Amax、声功率级LW用于机电产品的噪声标示,表示式:(1.4)WLw=叫式中w声功率,w0基准声功率w0=1O-12瓦(w)、声压级与声功率级的关系L=L+1012川口=L+20lr+8(dB)(1.5)wpgpg
8、式中:r为测点距离,m6、单位dB及其运算(1)、dB是度量噪声的单位。物理学上,声音常用声压或声功率度量,声压的单位是P,声功率单位是W。如果噪声单位用P或W表示,那么,从人耳听阈(刚能听到的声音)aa到痛阈(人耳难以承受),声压是从2x10-5P-20P,相差106倍;声功率是从10-12w-1w,相aa差1012倍,很不方便。使用以10为底的常用对数表示,既方便又符合客观事实:声压级:Lp=2OlP/P0,P为声压测量值,P0为基准声压值,P0=2x10-5P,声压Pg000a级Lp的单位是dB。从听阈到痛阈,0dB-120dB,仅相差120倍;声功率级;Lw=10lW/Wo,W为声功率
9、测量值,Wo为基准声功率值,W0=10-12w,Wg000从听阈到痛阈,也是0dB-120dB,相差120倍。dB,严格地说,是声压级、声功率级等声级的单位,但人们习惯把dB作为噪声单位了。在文件上,论文写作上还得用“声级”二字,如,等效A声级50dB。请注意,国家声学名词标准有规定,凡不指明何种声级的,默认为A声级,dB后面不必加括号。(2)、dB运算。相加L=101工10o.iLidBng1如,60dB+60dB=63dB,60dB+50dBdB=60dB。n个相同声级相加,L=L+101ndB,如,5个60dB相加,L=60dB+1015=67dB,nag5g曾有人在丝织厂建设项目予评价
10、中,用L=L+101n,1台织机在厂界L=86dB,naga织机台数n=20,得L=99dB,这是不对的,因为各台织机到厂界的距离不都是相同的。但n是,对远距离的环境而言,用此公式预测,误差不是太大,如,距厂界80米处,单台织机噪声50dB,则20台织机噪声是63dB。误差不太大的原因,是各台织机到测点的距离相差不太大,整个车间相当于一个点声源。相减L=10l100.1Ld-100.1LxdB(LL)sgdA例如,锅炉鼓风机和引风机同开,某点噪声90dB,知道其中引风机噪声是88dB,问鼓风机噪声多少?(锅炉工作期间鼓风机噪声不便单独测量)鼓风机噪声级Ls计算如下:sL=101100-1Ld-
11、10Lx=10110.1*9O-10o.1*88=85.786(dB)sgg*相减公式就是背景值修正公式。求平均值L=101十工10oLidBAgn1噪声级的平均是声能量的平均,100.1Lii就是声能量的表现形式。如,求60与65dB的平均值L=1011工100.1Li=101110o*6o+10o.1*65=63.263(dB)Agng21*求平均值公式就是等效声级的公式。7、声衰减模式(1)、几何发散衰减(距离衰减)点声源衰减公式:L(r)=LA(r0)201g(r/r)dB,AA0g0)201(r/r)为距离衰减量。点声源的声级,常指1m处的声级,所以距离衰减量常g0)写成:AL=20
12、1rdB,r是测量点到点声源的距离,mg该公式在自由声场十分准确,在有声反射的非自由声场,其系数小于20。点声源衰减量:L=10lr/rdB,汽车队、火车行使中的声衰减适用此式。同样,g0该公式常写成:L=10lrdB,r是测量点到线声源的距离,mg(2)、其他声衰减1)、障碍物衰减,如墙体,屏障等障碍物引起的声衰减,可用菲涅耳公式计算。2)、绿化声衰减。客观上,绿化的声衰减很小,对于几十米宽的普通绿化带,声衰减约为1dB/10m;乔木、灌木加草地的绿化带,声衰减约为12dB/10m。人们主观上感觉绿化降噪明显,可能是“眼不见为静”吧。3)、空气衰减和地面效应的声衰减。这些衰减都是微小的,一般
13、不加考虑。如空气声衰减量,100m,衰减0.16dB。二、介绍新的环境噪声标准国家环境保护部于今年7月批准了GB30962008V声环境质量标准、GB123482008V工业企业厂界噪声排放标准和GB223372008V社会生活环境噪声排放标准。1、声环境质量标准这个标准规定了城乡区域内的五个不同声环境功能区的昼间和夜间的噪声限值(即标准)环境噪声限值单位:dB(A)功能区类别昼间夜间0504015545260503655544a70554b70600类环境功能区,指康复疗养等特别需要安静的区域类环境功能区,指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公等需要保持安静的区域类环境功能区,
14、指商业金融、集以市贸易为主要功能,或者居住、商业、工业混杂,需要维护住宅安静的区域|3类环境功能区,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产生严重影响的区域4类环境功能区,指交通干线两侧一定距离之内,需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域,包括4a类和4b类。4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通(地面段)内河航道两侧区域;4a类为铁路干线两侧区域。2、工业企业厂界环境噪声排放标准(1)、工业企业厂界环境噪声排放标准工业企业厂界环境噪声排放标准单位:dB(A)功能区类昼间夜间0504015545260503655547
15、055夜间频发噪声的最大声级超过限值的幅度不得高于10dB(A)夜间偶发噪声的最大声级超过限值的幅度不得高于15dB(A)当厂界与噪声敏感建筑物距离小于1m时,厂界环境噪声应在敏感建筑物的室内测量但要相应的限值减10dB(A)作为评价依据。(2)、结构传播固定设备室内噪声排放限值当固定设备排放的噪声通过建筑物结构传播到敏感建筑物室内,其产生的噪声不得超过下表的限值。结构传播固定设备室内噪声排放限值dB(A)时段功能区类别A类房间B类房间昼间1夜间昼间夜间0403040301403045352、3、445355040A类房间是指以睡眠为主要目的,需要保证夜间安静的房间,包括住宅卧室、医院病房、宾
16、馆客房等。B类房间是指主要在昼间使用,需要保证思考与精神集中、正常讲话不被干扰的房间,包括学校教室、会议室、办公室、住宅中卧室以外的房间等。结构传播固定设备室内噪声排放限值(倍频带声压级)dB功能区类别时段倍室内噪声倍频带声压级限值中心频率,HZ房间类型31.5631252505000昼间A、B类房间7659483934夜间A、B类房间69513930241昼间A类房间7659483934B类房间7963524438夜间A类房间6951393024B类房间72554335292、3、4昼间A类房间7963524438B类房间8267564943夜间A类房间7255433529B类房间76594
17、839343、关于背景值修正的几个问题在厂界噪声标准和施工场界噪声测量标准中,都有背景值修正的明确规定,但是,标准中有三个问题没有提出解决办法:、“差值”小于3dB的时候,修正值怎么处理?厂界或场界噪声测量值与背景噪声值之差,小于3dB的情况是客观存在的,主要是交通噪声所致。在短时期内降低交通噪声的可能性很小,而噪声投诉处理和声环境评价工作不能停顿,怎么办?各地做法不一,有的地方采取深夜测量的办法,在交通流量最低的时候测量,有的地方是可行的,有的地方不可行,因为,城市的夜间往往是重车运输的时间,即使深夜,交通噪声还是相当的高,“差值”小于3dB的情况,仍有存在。据悉,多数人的做法是,“小于3d
18、B”以“等于3dB”论处。这是不正确的,有可能“冤枉”企业,不利经济发展。还有人昼间测量厂界噪声,在深夜交通流量最低的时候测量背景噪声,使“差值”23dB,这是张冠李戴,不科学,不合理。昼间测量时的厂界噪声中,迭加进去的是昼间的背景噪声,而不是夜间的背景噪声,这样作同样要“冤枉”企业。测量厂界噪声与测量背景噪声,在时间上靠得越近越好,而且状况(车流量,轻重车辆比)要尽可能相同,以便真实反映迭加到厂界噪声测量值中的背景噪声。确实存在“差值”小于3dB的情况时,修正值怎么处理?我认为,刊登在因特网上的国家环保总局环函2001319号关于工业企业厂界噪声测量中背景噪声有关问题的复函是正确的:四川省曾
19、向国家环保总局反映过“差值”小于3dB的情况,要求总局答复。总局在2001.12.19给四川省复函。复函说:“当测量值与背景值差值小于3dB时,表明背景噪声的影响带来的测试误差较大,应将背景噪声适当隔离后再测,当无法隔离时,也可根据能量迭加原理,采取计算的方法估算出噪声源的噪声值”。计算公式:LA=10l100.iLz100.iLbdB(2.1)Ag式中:LA修正后的噪声源有效噪声值,dBLZ噪声源测量值,dBLb背景噪声值,dBb、二是被测噪声源无法停机时,背景噪声怎么测?环函2001319号关于工业企业厂界噪声测量中背景噪声有关问题的复函也作了答复。内容是:在被测噪声源附近,找一个测点,这
20、个测点要满足两个条件,一是听不到被测噪声,二是背景噪声状况与被测噪声源所在地相同。这是有难度的,所以复函要求制订合理的监测方案。、背景噪声超标了怎么执行工业企业厂界噪声标准?现在,背景噪声超标的情况并不罕见,尤其是毗邻交通干线的1类声功能区,夜间背景噪声超标十分普遍。怎么执行工业企业厂界噪声标准?我曾请示过国际环保局,答复是:“以背景噪声值为准”。对于这个答复的理解至少有三种,第一种理解,认为这个背景噪声值就是最终的噪声评价值。例如,某企业边界测点上(噪声测量值55dB),背景噪声值50dB,那么,按这种理解,边界测量值只能是50dB;第二种理解,认为在噪声源所在单位的边界测点上,由该单位排放
21、的噪声要达到这个背景噪声值,即50dB,而噪声评价值则为两个50dB相加,等于53dB;第三种理解是,由该单位噪声源排放的所需噪声达标值,再加上该测点的背景噪声值,如上例,噪声评价值是:标准值45dB,加上背景值5OdB,等于51dB。分析:第一种理解,意味着企业的噪声必须比背景噪声低10dB以上,如上例,噪声源排放的噪声必须小于40dB,这是不现实的事。第二种理解也不完整,比如说,边界测量值62dB,背景值60dB,如果评价值可以是63dB,那么,既不符合国家标准,也不尽如人意,事实上,噪声源通过治理,使其边界噪声达到50dB是可能的。笔者认为第三种理解是合理的。三、关于工业企业内部环境噪声
22、标准1、一九八五年,国家计委颁发了GBJ87-85工业企业噪声控制设计规范,其中规定了工业企业厂区内各类地点的噪声标准。序号地点类别噪声限制值(dB)1生产车间及作业场所(工人每天接触噪声8小时)902高噪声车间设置的值班室、观察室、休息室(室内背景噪声级)。无电话通信要求时有电话通信要求时75703精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房(正常工作状态)704车间所属办公室、实验室、设计室(室内背景噪声级)705主控室、集中控制室、通信室、电话总机室、消防值班室(室内背景噪声级)606厂部所属办公室、会议室、设计室、中心实验室(包括试验、化验、计量室)(室内背景噪声级)607医务室、教室
23、、哺乳室、托儿所、工人值班宿舍(室内背景噪声级)55注:、声级,指A声级平均值。测量方法执行国家噪声测量标准。、工人每天接触噪声不足8小时的,执行时间减半噪声限值增加3dB的原则、室内背景噪声级,是指在室内无声源发声的情况下,由室外传入室内的平均噪声级。2、一九九九年,卫生部颁发了卫法监发【1999】第620号工业企业职工听力保护规范。规范要求:、凡有职工每工作日8小时暴露于等效声级L285dB的企业,都应执行本规范。eq、企业应当根据噪声监测,确定暴露于L285dB的职工人群,监测结果应以书面形eq式通知有关职工。、职工暴露于L290dB的,应当优先考虑采用工程措施,降低作业场所噪声。eq3
24、、一九九六年,卫生部颁发WS/T691996作业场所噪声测量规范。测量方法:、测点在工人工作地点,传声器离地高度1.5米。、作业场所为稳态噪声时,一般选35个测点。作业场所小于50m2的,测点选在对角线的两个端点和中点上;50100m2的,除选上述3点外,加另一条对角线的一个端点;大于100m2的,选两条对角线的四个端点和一个中点。作业场所为非稳态噪声时,根据声级起伏程度或变化规律相近的原则,划分声级区,每个声级区选一个测点。、标准限值为平均等效A声级,计算方法用(2.1)式。四、关于环境振动标准GB1007088城市区域环境振动标准。单位dB适用地带范围夜间昼间特殊住宅区6565居民、文教区
25、7067混合区、商业中心区7572工业集中区7572交通干线道路两侧7572铁路干线两侧8080得注意的两点:、本标准值的单位是振动级,就是计权振动加速度级。振动级的单位也是分贝、dB,人们泛称振动的单位是分贝,但与噪声标准的单位分贝,意义完全不同。度量噪声的基本量是声压,单位是P,而度量振动的基本量是加速度,单位是m/s2。振动加速度级VL=20l住dB(2.2)aga0式中基准加速度a0=10-6m/s2(日本是a0=10-5m/s2比中国大20dB)、测点位置,在建筑物外0.5m以内的振动敏感处,必要时在室内地面中央,而室内与室外测量的标准值不变。五、工业噪声治理1、确认噪声源部位噪声的
26、发生部位:动力源、传动部位、振动部位、受振表面、进出排气口、管道、混响环境等,在此主要说一下其中的两个问题。(1)对主要噪声源的噪作频谱分析受振表面。通过音叉实验,认识受振表面与噪声的关系:受振表面越大噪声越大。(2)混响环境。房间噪声计算Lp=Lw+10lgQ/4Hr2+4/RdB(3.1)式中:Lp-距声源rm处的声级,dBLw点声源的声功率级,dBwQ指向性因素。r测点与声源距离,mR房间常数。R=Sa/(1-a),吸声就是为了增大R值。S室内总表面积,S=Esim2ia室内表面平均吸声系数,a=Eaisi/Esi(总吸声量除以总面积)(3.2)iii对于多声源的厂房,则需分别测量计算,
27、然后迭加计算,本公式的提出,主要是为了让大家知道混响对声环境的具体影响情况。在近似自由场的大房间内,声源置于房间中心时,Q=1,声级变化为0;声源在一个面中心时,Q=2,声级增加3dB;声源在两墙面边线中心时,Q=4声级增加6dB;声源在三墙角时,Q=8,声级增加9dB。2、吸声吸声的作用是为了增大房间常数R,控制混响声。(1)、吸声降噪量:AL=10l(R/R)=101(a/a)=10l(T/T)dB(3.3)pg21g21g12式中:a2、t2-分别为房间墙面吸声后的平均吸声系数和混响时间T=0.161V/Sa混响时间,S,+asSii(3.4式中:V-房间总体积,m3,2)吸声护面板穿孔
28、率S=工sI1(3.5)S房间内总表面积,m2,a-房间内总表面平均吸声系数圆孔正方排列:P=眾赛(3.6)圆孔正二角排列:*(3.7)2、3B2式中:d圆孔直径B孔心距实践表明,吸声护面板穿孔率P20%,基本不影响吸声效果。圆孔正三角排列优点多,被广泛采用。小孔(如3、4mm的孔径)优于大孔。(3)吸声材料吸声系数三02的材料才能称吸声材料。分阻性与抗性两类,而微穿孔板具有阻抗复合性能。多孔吸声材料是国内外噪声界研究的热门,有金属的和非金属的,品种繁多。医药、食品、饮料等行业禁用多孔吸声材料。当前,用的最普遍而有效的吸声材料是:玻璃棉、矿棉等无机多孔纤维材料;聚氨酯、聚乙烯等泡沫塑料材料;铝
29、纤维、泡沫铝等金属吸声材料。4)吸声材料层厚度、常用几种多孔吸声材料的厚度为:玻璃棉、矿棉515cm;泡沫塑料2.55cm;纤维板1.32cm;木丝板25cm;毛毡0.40.5cm。、理想的厚度,是入射噪声主频的1/4波长,而事实不可能,只能设置吸声空腔来弥补。吸声结构与墙板之间的最佳空腔距离:L=入一bcm(3.8)42式中:九为入射波长,cm;b为吸声结构厚度,cm如,已知峰值频率为1000HZ,吸声厚度10cm,即可算出空腔距离为3.5cm、利用吸声厚度与噪声频率的关系确定吸声厚度。对于阻性吸声材料,其厚度与噪声频率有如下关系:f0D=常数(千赫厘米)(3.9)式中:f0共振频率,HZ;
30、D材料层厚度,cm例:超细玻璃棉,容重20K/cm,f0D=4千赫厘米g0容重110K/cm,fD=8千赫厘米g0沥青矿棉,容重120K/cm,foD=4.5.千赫厘米g0聚氨酯泡沫塑料,容重2050K/cm,foD=5.56千赫厘米g0木丝板,容重280600K/cm,fD=5千赫厘米g0共振频率f0可由经验公式计算。当噪声治理工程的下限频率确定以后,即可计算。经验公式:f0=2.5f下H(3.10)0下Z例:某工程要求250HZ以上都有较高的吸声降噪量,即f下=250hZ下Z就可算得f0=625h如吸声材料为沥青矿棉,f0D=5.千赫厘米,代入:0Z062D=5000得厚度D=8(cm)5
31、)共振频率薄板共振f=4H(3.11)r-;mDZ式中:m薄板面密度,K/m2;D空腔深度,cmg通常fr在80300HZ穿孔板共振吸声结构f=cpH(3.12)r2兀、LfDZ式中:p穿孔率,在18%D穿孔板后空腔深,cmLk孔颈有效长,cmLk求法:KK当孔径(d)大于板厚(t)时,Lk=t+0.8dK当空腔内壁贴材料时,LK=t+1.2dK这里的共振频率f与上述共振频率f0不同。共振频率f0的意义:多孔吸声材料在f0r000处吸声系数最高,是人们要利用的;共振频率f意义:不同的吸声结构有不同的f,而rr且是人们需要防止的。(6)微孔板吸声结构微孔板要求:板厚与孔径,均小于1mm,穿孔率在
32、13%一般采用层(双腔)结构。腔深,对低频噪声,两个腔的总深为2030cm,通常,前腔深10cm左右;后腔深20cm左右。中高低频噪声,两个腔的总深在10cm以下,通常,前腔深3cm,后腔深5cm。穿孔率前板2%;后板1%3、隔声(1)、隔声量定义R=10l1dB(3.13)gT式中:T声功率透射系数,即透射声功率与入射声功率的比值。T=10-R(以上定义来自自由声场)(2)、单层墙隔声质量定律R单墙=18lM+12lf-25dB(3.14)单墙式中:R_单墙隔声量,dB;m隔声板面密度,K/m2,M=容重(K/m3)X厚度(m)单墙ggf入射声频率,HZ实用近似公式:R=18l(Mf)44d
33、B(3.15)0M100K/m2时,R=18lgM+8dB(以500H为等效频率)ggZM200K/m3(3.20)g1212gR=13.51l(M1+M2)+14+ARdB,(M+M)W200K/m3(3.21)g1212g双层墙隔声结构,共振频率f0=6OO咛气HZ(3.22)02dZ式中:d-空气层厚度,cm考虑吸声,R双实=R墙固+10gadB(3.23)(4)、隔声结构等透射原则当隔声结构墙的隔声量、面积和门、窗的面积已经选定时,门、窗结构,必须具有与墙对应的隔声量(无漏声状况)。R=10l4=10lgTgiST.S.ii(3.26)门的隔声量:R门R墙l01g丁(3-24)窗的隔声
34、量:R窗R墙101g亍(3-25)窗带有门、窗的隔声结构的平均隔声量:式中:T=(T=10-R/10)(3.27)SS.T.为墙、门、窗等结构的透射系数;S.为墙、门、窗等结构的面积,m2.i带有门、窗并有吸声的平均隔声量:R=101ggST.s.(3.28)aS亠aS亠仃S-墙墙门门窗窗T墙%+TnSn+Tw备式中:a.为各结构部分的吸声系数.(3.29)孔隙的漏声量:叫隙=10lg(1+k|100.1R)dB式中:从亍加隔声量因洞孔漏声而降低值,dB孔隙S2、S1分别为围护结构总面积和孔隙总面积,m2k系数,f1000Hk=6;fV1000Hk=4ZZR围护结构平均隔声量,dB注:缝,特别
35、是面与面交界的缝,比洞孔漏声更严重。当前,在隔声工作中存在一个普遍的误区是,追求隔声墙板的高隔声量,突出地表现在隔声门、隔声窗上。试想,1.5毫米的钢板隔声量已超过30dB,5毫米的纤维板也有26dB的隔声量,何况还有空腔,有吸声层。为什么隔声门、隔声窗的隔声量大于20dB都难呢,总认为是隔声墙板的隔声量不够,于是增加隔声层。其实,隔声量不大是孔、缝漏声之故。5)、隔声屏障(1)、自由声场中点声源隔声屏障原理实际情况是应用于自由声场,所以计算值是要打折扣的)L=20l(x/2兀N/tanhJ2兀N)+5dB(3.30)g式中:L屏障降噪量,dB;N菲涅尔数,N=爭,8=A+Br,m,入波长,m
36、,九当N21时,双曲正切函数tanh*2兀Ni,在10MNM1的情况下,近似公式:AL=10gN+13dB(3.31)g参考资料:郑长聚实用工业噪声控制技术在N2(0.02)的情况下,可查阅下述声屏障插入损失表N-0.0100.10.51235101220L4571113161721232424参考资料:史宝忠建设项目环境影响评价当道路交通运输中,线声源长度小于等于3倍的声源到受声点距离时,可视线声源为点声源。道路交通噪声可取500Hz为等效频率,入=0.68m在上述近似法中,当声程差8、3时,只要f63Hz都能满足N1声屏障计算另一种表示:L=10l20 xdBg2R(:1+6)-1)+D(
37、:1+6)-1)RR(3.32)式中:X=r(3.33)L=10lx=10l20/九R=gH2=1o10入R20当DRH时,x=H2/九R。可根据所需降噪量L和已知的R、f求H:10lH2/R+10lf12dB(3.34)ggI(3.35)得H=tio篇入R(m)*20式中:H为有效高度,即屏障总高度减去声源高度。L的极限是24dB、声屏障的实际应用1)、用于交通噪声控制。(详见后面)2)、用于室外机电设备噪声控制。室外机电设备,包括空调系统的冷冻机、冷却塔、水泵和通风机等,声屏障用于这类设备噪时,不能设在声源与敏感建筑中间。如果设在敏感建筑一侧,屏障长度要大于敏感建筑一倍的尺寸;屏障高度按原
38、理公式计算并留有余地。3)、用于电厂冷却塔淋水噪声控制。如果屏障设在冷却塔边沿,就必须考虑通风散热。一般常用竖直式片式消声屏障,降噪量可按片式消声器公式设计。、声屏障用于室内的最佳位子:r=0.14.&s,m(3.36)式中:r临界点。即屏障离开声源的距离。小于r的范围直达声为主;大于r的范围混响声为主。a室内平均吸声系数。注:在条件允许的情况下,室内屏障要求用于临界点r以内的范围,以降低直达声。4、消声器消声器的应用对象是通风机。我们日常说的通风机是两大类,离心式通风机和轴流式通风机,简称离心风机和轴流风机。它们以其压力P不同分几类。离心风机分高、中、低压三类:高压P23000Pa中压300
39、0P三P1000Paa低压PW1000Pa轴流风机分高、低压两类:高压P2500Pa低压PW100Pa(1)、阻性消声器阻性消声器的消声原理,利用吸声材料的吸声作用。阻性消声器的应用范围广,可有效控制中、高频气流噪声。1)、消声器压力损失(也称阻力损失)阻性消声器,主要是摩擦阻损AH九AH二九+沁mmHO(3.37)久de2g0式中:l消声器长度,mde消声器通道截面直径,mv气流速度,m/sp气体密度,K/m3,空气取1.2K/m3ggg重力加速度,m/s2,取9.8m/s2九一-摩擦阻力系数,见下表。摩擦阻力系数表相对粗糙度e/de(%)0.20.40.60.81.01.52345摩擦阻力
40、系数九0.0240.0280.0320.0360.0390.0440.0490.0570.0650.072注:S为绝对粗糙度,mm管壁的绝对粗糙度管面情况管面情况无缝钢管0.060.1干净玻璃管0.00150.1无缝铜、铅管0.0050.01橡皮软管0.010.03焊接及微腐蚀无缝管0.20.3混凝土管0.30.33钢板卷管0.33石棉水泥管0.030.3腐蚀严重钢管13穿孔护面板与孔径(m)同数量级不同流速消声器单位长度压力损失与阻力系数单位:p/m消声器种类气流速度(m/s)阻力系数九10121520232630内接管扩张式263557371517200.4改良型扩张式6714253435
41、430.07复合声流式91319313953680.2阻-改良型扩张式24324681109130/0.4阻-共振复合15203253771001980.3阻性峰窝式3654671241582033560.6缓冲式I2001000p阻性消声器单位长度压力损失单位:p/m消声器种类气流速度(m/s)3581014182530单通道片式10133452100133136146双通道片式10101522445893111三通道片式101022356889131140单通道圆筒式1010264486111134144双通道圆筒式101010306091134140注:一个标准大气压latm=76cmH
42、g=10mh0=1.013X105p105p=1K/cm2=10N/cm22aag一个工程大气压lat=0.98X105p105p=1K/cm2=10N/cm2aag1K=105p=10N1mmHO=10Pga2a2)、消声器的消声量公式:T=10l吟=LLdB(3.38)Wgw2w1w2式中:M声功率级传递损失,即消声量dBLw2消声器入口、出口声功率级,dBL、LP1P2消声器入口、出口声压级,dBL=Lpwp10lgs1、s23。39)左右。S、s消声器入口、出口断面面积。M23)、阻性消声器的消声量(静态)公式:AL二屮(XLldB(3.40)00S其中片式消声器的消声量(静态)公式:
43、AL=2屮(3.41)00a式中:P消声器通道断面周长,mS消声器通道断面面积,m2l消声器长度,ma-气流通道宽度,m,片式消声器的消声量,长度定下以后,仅与每个通道宽度a有关,而与通道的数目和高度无关。X0吸声系数屮a0)a0的函数(X0值在声波垂直入射下),见下表屮。0)与a0关系表aO0.10.20.30.40.50.61.0屮(a0)0.10.250.40.550.7511.54)、有气流时阻性消声器的消声量:AL=ALG+MdB(3.42)q0式中:ALq有气流时的消声量,dBqAL0无气流时的消声量,dBM马赫数,M=u/c,u气流速度,m/s;c声速UV10m/s时,气流对消声
44、量影响不大;U=3040m/s时,对消声量的影响是20%、高频失效频率(上限截止频率)f=1.85寸H(3.43)上限bZ式中:c声速,取340m/sb消声器通道直径或通道截面边,m高于上限截止频率时的消声量:AL二3nALdB(3.44)s30式中:AL0上限失效频率出的消声量(式)n高于上限截止频率的倍频程频带数、气流产生的再生噪声产生再生噪声的机理:消声器局部阻力和摩擦阻力形成湍流;气流激发消声器结构振动半经验公式:L=(182)+601VdB(3.45)Pg其中倍频程声压级:L=72+601V-201/dB(3.46)bpgg式中:V消声器通道内流速,m/sf倍频程频率,H,一般取63
45、8000HZZ消声器的流速控制:空调消声器不超过5m/s;压缩机和鼓风机不超过2030m/s;内燃机不超过3050m/s。、阻性消声器设计、确定消声量与气流通过消声器的流速。根据噪声的频谱特性和峰值频率,对照所需环境噪声标准,确定消声器的消声量。流速,一般情况,迷宫阻性,取5m/s以下;折板式、片式阻性,取10m/s以下。、确定消声器的结构型式。一般认为,气流通道截面小于300毫米2时,采用直管式;300500毫米2时,在直管式中加一吸声片或芯;大于500毫米2时,采用片式消声器,要求总通流截面积为原管截面积的1.52倍。、选取合适的吸声材料及其护面层。、确定吸声层厚度如有可能,取主频率的1/
46、4波长。也可参用吸声章frD=常数(千赫厘米)来确定。D扩张室外径,mc声速,取340m/s、计算消声器的有效长度与通道截面积。根据消声量公式计算消声器长度;根据流量和流速消计算声器截面积。弯头式、蜂窝式、片式消声器,通流截面积,应相当于原管道截面的1.52倍。、验算峰值频率是否在上限截止频率与下限截止频率之间。(2)、抗性消声器(主要是扩张室消声器)抗性消声器的消声原理,主要是控制声抗,利用气流管道截面突变(扩张),使某些频率的声波,在声阻抗突变的界面处发生反射,返回声源方向。抗性消声器主要用于中、低频气流噪声的消声,如,用于空压机、内燃机、柴油机等进、排气噪声的消声。以单节扩张室消声器为例
47、、截止频率l/(Si2上限截止频率f二1.22-cH(3.47)上限DZ式中:D为粗管直径(含等效直径),m为声速,取340m/s下限截止频率:f二-csih(3.48)下限2兀vlZ式中:f下限截止频率下限s细管道横截面,m21V扩张室容积,m3l连接管(通道)长度,mc声速,取340/s、消声量单节扩张室消声器最大近似消声量(静态)公式:AL二10l1+(m-壬dB(3.49)maxg4m式中:ALmax最大消声量M扩张比,S/S21当mM5时,AL=20lm6dBmaxg最大消声频率f二Gn+1)寸H(3.50)max4lZ可得:1=(2n+1)24式中:1扩张室长度,m;n=0,l,2
48、,.c声速n=0时,第一个f=為,n=1,得第二个f。,求得单节扩张室各个最大消声频率的max41max”九长度1。即,当扩张室长度1=或其奇数倍时,单节扩张室消声器可在这些频率4上获得最佳消声效果,但要避免通过频率,通过频率f.二2n(3.51)min4121(n=l,2,3,)HZ这说明,当扩张室长度1等于声波波长1/2的整数倍时,有相当一部分声波会无衰减地通过消声器,不同频率和不同扩张比与消声量的关系dB频率消声量Vf125375625875max1250150017501870AAL51.54.577.584.45.52.51726911.311.510731.5103912.5141
49、4.113105.5215512.71617.417.516.913.57.52.520712.51819.819.91916.810.55309.518222323.122.520136气流速度对扩张室型消声器消声值的影响,主要是降低了扩张室有效的扩张比,从而降低消声量,maxgd当马赫数MV1时,等效扩张比m=L(3,53)e1+mM有气流时最大消声量近似公式:AL=10l1+(m/2)2dB(3.52)不同气流速度与等效扩张比m的关系V(m/s)5101520253035404550mm21.951.91.851.761.751.711.671.621.591.5532.882.782.
50、662.562.482.382.312.242.162.1043.83.63.433.253.12.982.852.752.632.5354.74.44.153.93.73.53.33.173.032.065.575.14.754.44.23.953.73.553.373.2576.75.85.45.04.74.44.13.83.673.5587.26.55.95.55.14.74.44.23.93.8987.36.55.95.55.054.74.54.2410&87.7576.325.85.3554.654.354.1119.6&47.56.86.25.65.354.64.41210.398
51、7.16.45.95.55.24.74.551311.19.5&47.56.76.26.75.44.484.651411.610&87.876.45.95.654.81512.411.39.187.26.665.85.14.851613119.5&37.56.86.25.85.354.93通常m取值:9m16ee、问题讨论从单节扩张室消声器的研究可知,第一,存在通过频率,即有一部分频率无阻挡地通过消声器,降低消声器的消声量;第二,存在扩张比与上限截止频率的矛盾。即扩张比越大则上限截止频率越小,反之亦然,都是不利消声的。怎么解决呢?现在看来,比较现实可行的办法是:见图二。在扩张室消声器里面插入内
52、接管(管径与排气管相同),内接管的长度分别为扩张管的1/2和1/4,可消除一切通过频率。两段内接管不要分开,可用一根管子,中间打孔或开槽(孔隙率250%),以减少气流阻力。工程上最常用的是将两段有内接管的扩张室串联,前室长于后室。前室后室/LA彳1XI2冷Xhl氏l12图二内接管扩张室消声器的上限截止频率与单节扩张室消声器相同。下限截止频率为:下限p12兀mll+ri(/-l)12312(3.54)式中:m扩张比,S/S21l1第一扩张室长度,ml2第二扩张室长度,mc声速,340m/s2)、扩张室消声器的设计程序:、合理设计各节扩张室及其内接管的长度;、根据所需消声量确定扩张比,设计扩张室的
53、截面尺寸;、验算所设计的扩张室消声器的上下截止频率,是否在所需频率范围之内。再验算再给定的气流速度下,消声器的消声量是否能满足设计要求。例:要求某柴油机进气噪声峰值频率125算,进气口管长3m,直径d为150mm,气流速度10m/s,要求对125Hz有12dB的消声量。解:根据题意,设计单节管扩张室消声器,安装在3m管道上。按公式(3.49),n=0时,得扩张室长度0.68m,这是本消声器有效长度,加上尾管30公分,通道总长3.3m。按公式(3.49),取扩张比m为12。进气管截面积S进=nd2/4=0.0177m2,扩张室截面积S扩=12S进=0.212m2,进扩进得扩张室直径D=0.520
54、m.验算:消声量,在气流速度10m/s时,查表()得等效扩张比md=9,代入式()得d最大(峰值频率)消声量为13.3dB,满足要求。截止频率,f=1.22C/D=798Hf二亠00k=15H峰值频率125H,上Z下2兀0.132x3.3ZZ在上、下截止频率之间,符合设计要求。分析:本题的要求是对125Hz有12dB的消声量,而对消声器,很可能没有12dB的消声量,因为没有考虑通过频率的存在。因此,实际设计时,还是需要内接管。(3)、排气放空消声器排气放空噪声也称喷注噪声。(喷注噪声包括阻塞喷注噪声,所谓阻塞喷注是指,在工业上,气源压力达到或接近1.89倍大气压时,在排气口产生的等于或接近34
55、0/s的声速的排气放空气流)1)、喷注噪声适应著名的声速八次方定律:L=k(3.55)WPoC5式中:W为亚声速喷注噪声的声功率;为排气速度,m/s;P为排放气体的密度,kg/m3;po为周围空气的密度,kg/m3;D为喷口直径,m;c为声速,340m/s;k为常数,k=(0.3-1.8)X10-42)、声功率级L=-45+10lS+80l(3.56)Wgg式中:S喷口面积,m2;为排气速度,m/s知道声功率级,便可计算声压级。3)、马大猷应用能量守恒定律,将8次方定律转换成声功率与压力的关系,并通过实验得出喷注噪声声压级公式:L=80+201(P-P)2+201D(3.57)PgPB-0-5
56、P0g式中:L在喷口截面内距喷口1米的喷注声压级;D为喷口直径,mm;PB为喷管内驻PB压,K/cm2,P0为环境大气压力,K/cm2g0g4)、喷注噪声具宽频带特性,但也有不太尖的峰值频率:(3.58)式中:St=0.150.25)、小孔喷注消声器(亦称变频消声器)、消声量AL27.5-30lD(3.59)g式中:AL为D5mm时的消声量;D为小孔直径,mm、喷注噪声峰值频率f=SmtVD(3.60)式中:S=0.150.2喷注噪声峰值频率与小孔直径关系表dmm0.7123.4102040fpHZ97142630003430020000680034001700、小孔孔心距与小孔数b=d+6W
57、d,mm(3.61)n-小孔数,n=S/S1,X1.6(3.62)6)、节流降压小孔喷注复合消声器、节流级数N=lgpmlgPi(3.63)lqg式中:q为临界压力比(空气射流0.528;过热蒸汽0.546;饱和蒸汽0.577)P为节流孔板后的压力;P为消声器入口前的排气压力。m1注:另一计算模式N=A】p-1g式中:p消声器入口前的排气压力,K/cm2gA空气、氧气、氮气等为3.6,过热蒸汽为3.8,饱和蒸汽为4.1、各级节流开孔面积第一级S=KpQJv/pX100mm2(3.64)1*11以后各级S=S/I-1(1=1,2,3,4)(3.65)i1.式中:K值,空气13.0;过热蒸汽13.
58、4;饱和蒸汽14.0M-一流量系数,一般取1.15-1.2V排入消声器的气体比容,m3/K1g其他参数同上。注:小孔喷注常为一级,在外层。(3.66)、消声量L=97+201M0+20lQ-201DdBA0gMggLA=75+20lP+10l2(arctan-1X-xa)+10lrPrdB(3.67)Agmg兀Ai+x2gPAm式中:L为未装该消声器时在垂直排气方向距喷口1m的噪声级,L为装了该消声器后在消A0A声器出口1m的噪声级。M0、M分别为空气与排放气体的分子量0X=0.165廿(d小孔直径mm,d=1mm)Ad00该消声器的小孔直径d一般取3-15mm,对于多级节流(降噪要求不高的2
59、级;要求高的3、4级),先大孔后小孔,但通流面积是逐步增大。注:在工程上,有时为考虑结构简单,加工方便,用一级节流降压与小孔喷注相结合,也能起多级节流降压的作用。小孔喷注通流总面积S与第一级节流层通流面积的关系:例如:S=4相当于二级节流;S=8S相当于三级节流;S=16S相当于四级节流;类推。最后一级节流也是小孔喷注。在小孔喷注外面加吸声隔声外套,使气流往上排,还可增加降噪量10dB左右。7)、引水射流消声器见示意图这是南京大学提出的方案,我们可以实验。南大的初步实验认为,在气流驻压小于10K/cm2的情况下,可获得253dB的消g声量。其消声原理是,由气流的负压使清水引入套管内,与气流的能
60、量产生交换,致使气流速度显著降低。他们的实验认为,喷口直径,在不影响动力性能条件下,越小越好;套管长度长一些为好。引水管可以多根,水应循环利用。8)、喷注噪声的喷管管道噪声控制常用措施:阻尼包扎。先涂刷或包贴阻尼层,然后管道用多孔材料包扎。多孔材料包扎后外包金属薄板,能增加隔声量不少,但要防止共振。共振频率:F=-H(3.68)0-MmdZ式中:Mm为薄皮的面密度,k/m2;d为多孔材料厚度,mmg电子消声,是人们盼望已久的新技术新产品。电子消声器的原理还是声波干涉,即两列波幅、周期相等而相位相反的声波叠加,波峰成直线或接近直线,从而消除或降低了噪声。最合理的做法是,用话筒接受噪声并将其相位反
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