《建筑物施工噪声的探析与调查探究》11000字【论文】

第二章建筑物施工噪声的分析与调查无论从保护环境还是人们生活舒适度的角度来看，噪声都是人们尽自己最大的能力来避免的。对于噪声的定义不仅仅是指一类可以引起人烦躁、或音量过大从而危害人体健康的声音，只要妨碍人们正常休息、工作和学习的声音都可以统称为噪声。防止建筑施工噪声的污染，必须对建筑施工噪声源进行分析，本章将从建筑施工中拆除施工入手，找出该类施工中的噪声源，并分别对噪声源的特性进行分析。2.1噪声的分类及建筑噪声在物理学方面，噪声是指无规律的具有不同周期特性的声音。环境噪声严格来讲包含了影响人们正常生活、自然噪声在内的一切声音。按噪声源进行分类可以分为：机械噪声、电磁噪声、气体动力噪声。按噪声源的时间特性进行分类可分为稳态噪声、非稳态噪声、脉冲噪声。按噪声的频率成分进行分类可分成低频噪声、中频噪声、高频噪声。针对噪声对周围环境的影响，当前主要对城市环境噪声进行研究，城市环境噪声主要来源于五个方面：自然噪声、社会噪声、施工噪声、工业噪声、交通噪声。拆除施工噪声属于建筑施工噪声，与社会噪声、工业噪声、交通噪声相比施工噪声所占比例不是很大，但据相关资料显示，在所有的噪声投诉中，建筑施工噪声占比非常高，人们逐渐加深对建筑施工噪声的研究，目前已明确的建筑施工噪声源有：强夯机、塔吊运行声音、混凝土运输车辆声音、钢筋切割声音、土方的挖填器械及运输声音、混凝土泵送过程声音。然而，人们对建筑施工噪声中建筑物拆除的研究却少之又少。自1980年来，我国初步引进破碎机和凿岩机等，破碎机和凿岩机广泛应用于上述两种施工现场，与爆破作业同步协调进行，这样以来，一方面给我国建筑施工领域带来巨大的便利，同时我国所面临的环境环保问题也逐步增多，因为对拆除噪声和隧道施工噪声的研究至为重要，合理找出解决办法。2.2建筑项目中建筑物拆除方法建设项目拆除可根据其拆除的方法具体分为爆破拆除法、机械拆除法、人工拆除法三个大类。爆破拆除法是指在建筑物的拆除过程中使用爆破技术，利用爆破中爆炸的能力对建筑物进行拆解和破碎，从而达到建筑物拆除的目的。爆破拆除的对象一般是墙柱梁筒等结构部件，科学合理制定爆破方案，可以实现对爆破效果的精确控制。但在爆破拆除过程中，爆破拆除的特点也十分鲜明，所需较高的爆破技术、工期较短，由于爆炸物的使用，在爆破过程中会带来巨大的瞬间震动和瞬间噪声污染，给周围人群带来极大的不舒适感。机械拆除则指使用现有的拆除机械对建筑物实现分解和拆除。机械拆除器材包括装机械振动镐的挖掘机、切割机、液压破碎机、圆盘锯等，在我国使用液压破碎机拆除法进行建筑施工拆除占据绝大多数，液压破碎机拆除法具有高效率、高灵活、拆除对象限制较小的优势，但目前使用的液压破碎机的施工噪声仍然较大，对环境危害较严重。人工拆除则是指用锤子、尖镐等基础性工具进行拆除，常见于较低建筑物的拆除，人工成本大，危险系数较高，但对于大型施工器械无法进场的施工现场较适合。2.3建筑施工噪声的分析对建筑施工现场各种设备调查分析后，对建筑施工场地特有的液压压碎机、凿岩机、空压机、爆炸处这些特有的噪声声源进行特性分析。（1）液压压碎机处的噪音特性液压压碎机在矿山、冶炼厂、道路交通施工现场、水利水电修筑现场多见，液压压碎机具有破碎性大、工作结构简单、维修方便、经营成本低等特点，成为现场施工必不可少的机械设备，但其工作产生的噪声又十分剧烈，被认为是环境噪声的主要来源。液压圆锥破碎机主要是由动鄂及动力装置、轴承、外壳和提供液压的装置组成，液压圆锥破碎机的工作原理：鄂式破碎机由固定颚板和可动颚板组成的破碎腔,工作时物料均匀送到颚式破碎机中，由于动颚板作周期性往复摆动,当动颚板靠近固定颚板时,物料受到压碎、劈裂和弯曲折断的作用而被破碎。当动颚板离开固定颚板时,已碎到小于排矿口尺寸的物料,靠其自重从下部排矿口排出。位于破碎腔上部还未破碎到足够小的物料,随之下落到破碎腔的下部,再次受到颚板的作用而继续被破碎。液压圆锥破碎机的噪声主要是来自动力装置、缸体前段、碎石与碎石的碰撞、碎石与破碎机外壳的碰撞，分别对动力装置、管道处、缸体前段进行包裹测试实验之后，发现动力装置是液压圆锥破碎机的主要噪声源。表2-2为各种包裹状态下的噪声测量值。据液压圆锥破碎机的官方数据显示，液压圆锥破碎机的噪声频率范围广，既有低频的噪声，也有高频的噪声，噪声频率从3100Hz至1300Hz，对于没有经过降噪处理的液压圆锥破碎机来讲，距离破碎机5米处的噪声值为105db，由此推断，如果施工人员长期在这样的施工环境下进行施工，将会给施工人员的听力系统和精神系统带来极大的损伤。表2-2各种包裹状态下的噪声测量值封闭部位不封闭动力装置管道处缸体前段测量值/db99.796.495.698．1（2）凿岩机处的噪音特性凿岩机是用来在已有的结构或基础上，钻出适合放入炸药的小孔，以此来进行爆破，从而完成建筑的拆除工作和隧道建设的部分工作，在辅助拆除、爆破作业及打孔作业都是至关重要的。凿岩机的工作原理：凿岩机在工作状态下，活塞进行高频来回运动，不断对尾部进行冲击，对岩石进行破碎。岩石在收到冲击力的作用下，凿岩机的钎头凿入一定的深度，形成痕迹，按照这样，每当钎头完成一次冲击运动后调整一定角度再次冲击，形成多条痕迹，各个痕迹之间的岩石块受到钎头上产生的水平分力后破碎，又在活塞的不断的冲击作用下，连续向钎子的中心孔输入压力水或者压缩空气，将空洞中的岩石碎渣排除孔外，这样就形成多个具有一定深度的圆形钻孔。从有关凿岩机研究的文献中分析得出，风动凿岩机要比同级液压凿岩机的噪声高10分贝左右，两者噪声产生的差距是因为与液压凿岩机机械噪声和无废气的辐射特点有关。在对液压凿岩机和风动凿岩机噪声频谱进行分析比较，风动凿岩机是由钎杆所决定的四千赫兹的最大噪声辐射，而液压凿岩机的最大噪声辐射为一千赫兹到两千赫兹。在区分液压凿岩机声源位置的资料很少，在对联邦德国制造的bm23cl型液压凿岩机进行研究时发现，液压凿岩机的主要噪声源是钎杆震动和机壳噪声，当液压凿岩机工作频率较低时，机壳噪声是主要的噪声源，当工作频率达到500Hz时，主要噪声源为钎杆噪声。由于液压凿岩机和风动凿岩机的结构构造不同，液压凿岩机的活塞长度较长，断面接近恒定，与钎杆断面相近，所以钎杆的应力脉冲波形呈现出正方形，并且应力波波幅持续时间长和波幅较小。钎杆尾部和活塞之间的润滑油膜也导致冲击持续时间边长。由于应力脉冲波幅的变小导致了钎杆噪声随着整个频谱在均匀减小，伴随脉冲时间的边长，在高频范围内的噪声从较低频率开始继续减小。这就是液压凿岩机钎杆在较低频率阶段的噪声值最大。液压凿岩机可采用给钎杆和机壳增加防护罩的防护措施降低其噪声的刺激性，因此随着噪声源噪声频率的变化，防护罩及隔音材料的用法也随着变化。（3）空压机处的噪音特性空压机与水泵类似，大多数构造是采用往复活塞式、旋转叶片式或旋转螺旋杆来压缩气体和提供气源动力的设备，是目前建筑施工现场必不可少的机电设备其带来巨大的工作噪声也成为了建筑施工项目的主要噪声源之一。空气动力噪音（进气噪音和排气噪音）、机械噪音和电磁噪音是当前空压机工作噪音的主要来源。进气口间接性的开放导致间接性的有空气吸入，导致空压机进气口有压力脉动形成，压力脉动与空气接触形成空气噪声，从而形成进气噪音。排气噪音则是由经过空压机压缩后的高压气体通过管路进入储气罐中，随着排气量的不断变化产生压力脉动，空气脉动导致管路发生震动产生噪音，经空压机压缩的气体在对阀门出口处或管道接口处也会形成噪音，该出阀门噪音的形成与空压机中气体的压力、流量、阀门处大小和形状有关。当空压机放空时，导致空压机内的气体压强突变，压缩气体急剧膨胀，气体以极大的流速流入到大气中，从而在空压机的管道出口处形成涡流噪音。机械噪音基本是由于机械间的相互摩擦产生的，主要有：活塞与气缸、机械齿轮及机械零部件之间的碰撞等。从上述空压机噪音源的分析可以看出来，空压机的噪音频率分布较宽广，根据频率的高低，可以将其分为低频段、中频段和高频段。在三个频段中，中频段的空气脉动与活塞、气缸、机械部位容易引起共振，由此引发的噪音频率正好在人耳敏感的声音频率范围内，通常给人的身体带来损伤。（4）爆破处噪声特性爆破噪声在物理学方面来看，是属于空气动力学方面的，爆破噪声其实质是爆炸物瞬间产生的能量向周围传播引起周围气体产生脉冲噪声，爆破噪声以冲击波的形式表现出来，随着离爆炸核心处的距离越远，爆炸噪声也逐渐减小，爆炸噪声具有持续时间短、强度等级高等特点。影响爆炸噪声的主要因素与TNT的当量和距爆心的距离有关，其次与爆破的方法、爆破孔网参数和爆破方向有关。有多个原因导致建筑施工爆破噪声的产生：（1）爆破产生的冲击波作用在施工现在及周围的建筑上，引起窗门玻璃、吊挂起物品等振动发出声音。（2）爆破的冲击波向下传递至地面，通过岩土引起地面的振动，在传递至周围建筑物，引起建筑物的附属构件振动。（3）爆炸产生的冲击波向外扩散引起一定距离内的空气发生振动，并且冲击波在向外传播的过程中衰减为声波。第三章施工噪声的评价依照《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，不论是新建项目、扩建项目、改建项目等，都必须严格遵守有关环境噪声污染防治法中的规定，严格按照法规中的要求对噪声进行防治，在对有噪声污染产生的建筑施工项目，建设单位必须要提出合理合法的环境影响评价报告书，本文重点研究拆除施工建设项目，其属于改建项目，所以在建设项目施工前应对本项目进行环境噪声影响评价。本文参考根据已有的噪声预测模型，进行分析和参考，总结出了适用于拆除改建项目的施工噪声预测模型。施工噪声的评价标准包括：对噪声评价量的确认、对施工噪声的预测、对噪声评价等级和范围的了解以及噪声评价范围。3.1施工噪声评价量声音的不同频率对人的影响不同，噪声出现时间的不同也会对人有不同的影响，同样的声音对具有不同心理和生理特征的人群反应也不同。所以要根据不同的情况，拟定出适合不同情况的噪声评价量，以制定不同的噪声评价标准。在国际上，目前已有数十种噪声评价量或者评价标准，本文用A声级（可以间接反映出吵闹给人主管上的感觉）、等效A声级（用能量平均的方法用A声级描述某段时间内噪声的大小）、统计声级（描述有较大的噪声波动）为拆除改建施工项目噪声的评价量。3.2施工噪声评价等级和范围施工噪声评价等级依据建筑工程项目规模的大小、施工现场噪声源的种类和数量、施工现场前后噪声级的的对比、当地环境噪声标准、施工项目噪声的辐射范围和施工现场周围人口的分布情况可以大致分为三级。噪声施工评价等级要求为：（1）在当地规划区内的大、中型建设项目，或需要按照国家标准GB3096-93规定的O类标准及以上的特别安静的区域，或周围有对噪声有限制的噪声敏感目标，或在项目施工前后噪声级有显著增高5分贝以上，或施工现场周围的居民数量显著增加的情况，针对上述几种情况，应按照一级评价进行噪声评价。（2）对于大中型建设项目中的新建、扩建和改建工程，若其项目功能区位于GB3096-93规定的一类或二类标准的地区，或周围有对噪声有限制的噪声敏感目标，或在项目施工前后噪声级有显著增高5分贝以上，或施工现场周围的居民数量显著增加的情况，针对这三种情况，应按照二级评价进行噪声评价。（3）在建设工程项目功能区位于GB3096-93规定的三类标准及以上的区域（该类区域可允许噪声标准值超65分贝及以上的区域）的中型建设项目或小型项目位于GB3096-93规定的一、二类标准地区，或大中型建设项目建设前后噪声级增加较小在3分贝以内并且周围周围受影响人口不多的情况。应按三级评价标准进行评价工作。（4）对建筑施工项目处于非敏感区域的小型施工项目，对于噪声评价来讲只需要填写提交“环境影响报告表”中相关的内容。在施工噪声评价范围来看，高速铁路、城市交通、高速公路等建设项目两测200m范围噪声评价一般必须满足一级评价要求，二级、三级噪声评价范围可根据实际情况适当进行缩小。若建设项目周边较空旷而较远处有敏感目标，可适当将噪声评价范围延长至噪声敏感目标处。3.3施工噪声评价的调查在对建筑施工噪声进行评价时，则需要对施工评价范围的情况进行调查，收集资料法和现场测量和调查法是目前最直接有效的方法，特别注意，像拆除建筑施工项目的具有多个噪声源，则在调查该项目时，靠近声源处的测量点密度应该高于离噪声源较远处的密度。可以直接了解施工噪声源的性质、频谱特性、了解施工作业对施工操作人员和周围环境的污染情况、施工噪声强度及其分布情况，以此来制定切实可行、经济合理的噪声防治措施和方案。在当前建设项目施工噪声问题上总体可以分为对已建工程的噪声污染问题及治理问题和对未建项目的设计中噪声预防问题。两者问题的研究具有本质性的区别，所以对两者问题的调查也大有不同。3.4施工噪声的预测噪声预测的标准应与上述施工噪声评价标准一致，或高于上述施工噪声标准。声音在空气中以声波的形式传播，在声波的传播中常伴随着衍射、反射和干射等多种复杂的物理现象，在声波传播路径上也受到各种性质和形状建筑物的干扰。在对施工噪声预测时，应根据距离声源较近处的声级计算距离声源较远处预测点的声级，依据噪声空间分布情况作简化处理。由于施工噪声源呈现出多个，所以必须在噪声预测中对各个点声源进行预测。第四章某工程噪声评价和控制实例以贵州省贵阳市华翔住宅小区爆破拆除工程为例，对建筑项目中拆除施工噪声进行噪声影响评价，并提出适合本建筑施工工程噪声减小的方案。4.1工程介绍因贵阳市道路扩建工程建设需要，拟拆除贵阳市华翔住宅三栋住宅区。此项工程于2020年4月7号开始施工至5月24号结束，工期为48天。该拆除工程现场位于南明区，花溪大道旁，南边与都市之星相邻，北边为万达广场，西边为中天商务港。花溪大道为贵阳市主要交通要道之一，交通繁忙，是贵阳市交通要道之一。整个需要拆除的华翔住宅区均为八层框架结构房屋，总建筑面积22400m2，各栋楼体结构上均为互不连接的独立楼体，各栋楼体仅用施工缝相连，根据对该建筑物结构分析，决定采取爆破进行拆除，该拆除工程由贵州爆破公司承接，此项目爆破拆除采用对整排楼同时起爆的方案，整排楼向南定向倒塌，最后一栋楼向南纵向逐渐坍塌。4.2施工噪声环境影响评价贵州贵阳市华翔住宅小区的爆破拆除工程需要爆破拆除的总面积约为22400m2，工程总体规模不算大，按照小规模施工项目进行考虑。该拆除项目施工现场位于市中心繁华区段，环境噪声背景值相对较大，经测量大约为70分贝。施工现场是禁止无关人员的进入，所以噪声危害的直接人群是施工人员。该施工现场位于商业区、交通混合区，拆除对象原本的性质是住宅区，但在成为施工现场时并没有居民居住，施工后将成为公共道路用地，以下将对照参照标准，结合具体数据进行分析，确定该建筑施工噪声属于第四类标准，考虑上述分析，我们将按照三类评价标准对次施工项目进行评价。4.2.1施工现场噪声源的调查确定对待需要拆除的建筑物，若采用爆破的方式进行拆除，则必须对建筑物进行预拆除，预拆除包括对非承重墙的拆除、改墙为柱、倾倒方向楼梯间和电梯间的处理、打炮孔、房屋内装饰品拆除等贵阳市华翔住宅区的预处理包括：各栋楼二层部分平台楼板的拆除、各栋楼非承重墙的拆除、各栋楼非承重墙体的拆除、各栋楼在拆除方向的预处理、炸药预留孔洞的施工等。在爆破拆除现场需要液压破碎机、破碎锤、空压机、凿岩机和风稿等，据施工现场实际测得：距离施工现场一米处，破碎锤正常工作时对楼板和墙体的敲击噪声高达107.7分贝，空压机正常工作时产生的噪声为90分贝，凿岩机和风镐噪声高达120分贝，爆破瞬间产生的噪声强度为125分贝。4.2.2施工现场噪声源的测量2020年4月17日，对该项目施工现场的噪声进行测量，分析拆除施工现场噪声源，可以看出在施工现场多种噪声源中，液压压碎机的噪声传播距离远、噪声峰值最大，由此可以将液压压碎机当成该项目中施工噪声的主要噪声源，所以，在研究该拆除项目施工噪声时，可以将液压压碎机噪声作为研究对象，只对液压压碎机噪声进行测量。本次测量噪声值所用的仪器是TES-1350，按照ISO1996/1(《声学环境噪声的描述和测量第一部分：基本量和测量方法》)GB3785声级计的声、电性能及有关测试方法的有关规定进行。测量噪声时的天气应该控制在无风的、阴天的条件下，测量仪器应保持二十四小时工作，由于液压压碎机正常工作时产生噪声值波动基本超过五分贝，声波浮动较大，所以声级动态特性应该调为慢档，不断调整测量仪器与噪声源之间的距离（一米、三米、五米）和相对于噪声源的四个方面（正前方、正后方、正左方、正右方），多个点进行组合，每个方位点各测量一百次，取其等效平均值作为该点受噪声影响的测量值，测量结果如下所示：表4-130吨级液压压碎机的工作噪声实测值距离（米）A声级SHI(dB)C声级SHI(dB)1108.4110.42106.8107.13100.2103.3表4-2统计声级距离（米）L10(dBA)L50(dBA)L90(dBA)1115938031099178101028976分析上面噪声测量的结果，对比分析可以看出液压压碎机的噪声强度非常大，在距离噪声源十米处的位置噪声声值还高达102分贝，三米以内的噪声值更是超过110分贝，根据国家最新车间所容许的噪声声级规定，工人在噪声级为95分贝的环境中工作时长不能超过两个小时，在98分贝的高噪声环境下最多只能工作半个小时，由于在距噪声源十米范围内全是施工人员，液压压碎机对施工人员的影响是极大的，所以要严格限制工人在如此大噪声的环境中的工作时长，将工人分成多批，轮流进行施工，尽最大限度保证工人们的安全。4.2.3施工现场噪声评价基于建筑施工噪声的预测模型，将本施工工程噪声的测量数据和有关调查代入模型中，以万达广场周围的为噪声敏感点，对其进行噪声评价和预测。凿岩机的噪声测量值较大为118dB，因凿岩机并未集中在某一处施工，具有一定的分散性，因此只需要对一台凿岩机工作情况进行研究，噪声预测值取118分贝。由于贵阳市该项目工程中使用的是静音型空压机，所以我们可以忽略空压机噪声预测研究。施工现场液压破碎机的噪声时大时小，涨落幅度较大，可以使用L10来表示其相关性较为适合，所以取液压压碎机噪声值为La=110dB。敏感点万达广场距离施工现场大约30米，施工现场主要噪声源是凿岩机和液压压碎机，施工作业正常进展时，两个主要噪声源分别位于不同的施工现场，相距八米，如图4-1所示图4-1当距离为30米时由声波几何发散出来的衰减量Aoctdiv为：Aoctdiv＝20lg30＝29.54dB(5-1)该施工现场未修建屏障，所以不考虑Aoctbar的影响。则液压压碎机产生的噪声到万达广场的噪声：La,=La-Aoctdiv=110-29.54=80.46dB(5-2)由凿岩机产生的噪声到万达广场的噪声Lb,=Lb-Aoctdiv=116.8-29.54=88.46dB(5-3)该建筑项目施工噪声的敏感值为88.46dB，由于尚未找到国家针对拆除工程中液压压碎机和凿岩机的噪声评价标准，所以参考上述表中各个施工器械中噪声的极限值（打桩机噪声）作为噪声声限参考标准，与表中调查的打桩机噪声限值标准80dB相比，噪声超标8.46dB，因此须对该施工现场噪声进行控制。与万达广场敏感点相比，位于液压压碎机和凿岩机旁的工作人员受到的噪声污染强度在110dB以上，所以工人们将受到更严重的污染危害。施工方必须对液压压碎机和凿岩机旁的工作人员采取必要的噪声防护措施，并合理控制施工人员的工作时长，严格按照噪声防治标准进行。4.2.4减小施工现场噪声的措施上一小节是对贵阳市华翔住宅小区爆破拆除工程预处理阶段的噪声环境进行评价和预测，预测出该施工现场噪声已超过规定最大施工噪声的上限值，因此应针对具体的噪声采取必要的措施控制噪声带来的危害。从施工技术方面采取的措施：用低噪声的液压压碎机将原来的液压压碎机进行替换，通过替换，可以减少大约20分贝噪声的产生，对凿岩机采取安装消音器的措施，安装消音器后大约可降低25dB噪声的排放，在噪声源处采取的噪声防治措施较大的减缓了噪声的产生（如图5-2所示），符合噪声环境的要求。图5-2万达广场噪声监测值(分贝)在施工现场周围修建声屏障是在传播途径方面阻断噪声传播的有效办法，该拆除现场由于位于繁华区段，所以应在施工现场四周修建声屏障，按照液压压碎机噪声的主频率为128Hz来计算，在周围边界处修混凝土砖混结构的声屏障，据有关资料显示，当声屏障的修建高度为一米时，万达广场处噪声监测值约减小5分贝，声屏障的修建高度为二米时，噪声监测值约减少16分贝，而当声屏障的修建高度为三米时，噪声监测值约减少24分贝左右（图5-3声屏障高度对噪声削弱的影响）。若噪声值仍不符合当地的环境噪声的规定，则可以将万达广场周围的玻璃更换成真空双层玻璃来减少噪声。图5-3声屏障高度对噪声削弱的影响此外，还可以考虑从施工设计方案进行噪声的防治，加强施工现场管理，严格控制非施工器械噪声的产生，并与周围社区委员会和居民保持密切联系，根据环保部门的要求，建立完整的施工噪声预防制度。结论本文对施工噪声研究的成果总结如下：（1）对施工噪声研究现状进行分析说明，包含对噪声的测量和监测、噪声法规现状以及噪声治理现状。然后对建筑施工噪声源进行分类，对比各类噪声源的特性。（2）针对不同的建筑施工方法和器械提出相对应的噪声削减办法，并进行噪声削减后的声音环境效果比对。通过一系列的方法，减少施工噪声对周围环境的影响，实现建筑施工与周围环境协调发展。（3）以具体的建筑施工工程-贵阳市华翔住宅小区拆除施工工程为例，在该工程实际施工中噪声测量的基础上，运用建筑施工噪声预测模型对该施工工程噪声进行预测和评价，采取合理的噪声防治措施，减少施工过程中噪声的产生和传播。参考文献[1] 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