工業(yè)設(shè)備降噪
工業(yè)設(shè)備噪聲幾乎是工業(yè)企業(yè)的噪聲源,有些設(shè)備噪聲比較高,比如發(fā)電機噪聲、高壓風機噪聲、空壓機噪聲、粉碎機噪聲、除塵機噪聲、羅茨風機噪聲、振動盤噪聲等等,但凡超過國家規(guī)范的噪聲源都需要進行合理的噪聲治理。
在工業(yè)設(shè)備噪聲治理的方法上,并沒有固定一成不變的降噪方式,因為噪聲治理是一個系統(tǒng)工程,需要考慮到聲功率、散熱、管道風速、距離受聲點遠近、維修空間等等諸多因素,由聲學工程師針對實際情況制定一個合理的噪聲治理方案。所以,我們可以看出,即便是同一種設(shè)備,比如羅茨風機,安裝在不同的位置,使用在不同的場景,其噪聲治理的方法都有可能完全不同:比如某些場景只要采用安裝聲屏障的方式能達到設(shè)計降噪目標,有些場景可能采用安裝隔聲罩的方式降噪,有些場景可能需要隔聲罩、消聲器組合的方式進行降噪。所以,有些客戶會容易陷入一個誤區(qū),即認為噪聲治理的方案都是固定不變的,別人家是那樣降噪的,我們也得那樣降噪——這是一種不務實的想法。
工業(yè)設(shè)備的類型有千萬種,但是噪聲治理的思路和基本方法都是相同的,我們只要掌握了核心的理論知識,結(jié)合豐富的實操經(jīng)驗,理論上都能解決任何工業(yè)設(shè)備的噪聲降低到設(shè)計數(shù)值。
以下針對工業(yè)設(shè)備的噪聲治理進行通用性的闡述(一個符合實際的工業(yè)設(shè)備噪聲治理方案是需要聲學工程師現(xiàn)場實地勘察、仔細計算、制定出合理的方案)
----------------------------------------------------------------------------------------------------
▋國家規(guī)范
中華人民共和國國家標準GB12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》
廠界環(huán)境功能區(qū)分類和噪聲排放限值如下:
0類區(qū): 指康復療養(yǎng)等特別需要安靜的區(qū)域
白天噪聲(6:00~22:00)不得超過50分貝
夜間噪聲(22:00~6:00)不得超過40分貝
1類區(qū): 指居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研設(shè)計、行政辦公等區(qū)域
白天噪聲(6:00~22:00)不得超過55分貝
夜間噪聲(22:00~6:00)不得超過45分貝
2類區(qū): 指商業(yè)、集市或居住商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)
白天噪聲(6:00~22:00)不得超過60分貝
夜間噪聲(22:00~6:00)不得超過50分貝
3類區(qū): 指工業(yè)生產(chǎn)、倉儲物流等區(qū)域
白天噪聲(6:00~22:00)不得超過65分貝
夜間噪聲(22:00~6:00)不得超過55分貝
4類區(qū): 指交通干線兩側(cè)一定距離之內(nèi)區(qū)域
白天噪聲(6:00~22:00)不得超過70分貝
夜間噪聲(22:00~6:00)不得超過55分貝
--------------------------------------------------------------------------------------------------
▋噪聲源性質(zhì)分析
我們姑且不去討論某種單一類型的工業(yè)設(shè)備,機械設(shè)備的噪聲發(fā)生機理大部分是相同的,無論何種設(shè)備,只要正確認識其共性,在降噪措施設(shè)計中有針對性即可。
噪聲產(chǎn)生的機理有機械噪聲、空氣動力噪聲和電磁噪聲等幾大類。
機械噪聲:是設(shè)備在運行時由機械部件產(chǎn)生的摩擦、振動、撞擊產(chǎn)生的噪聲;
空氣動力噪聲:是氣流產(chǎn)生的頻率混雜、毫無規(guī)則、振幅不均勻的噪聲;1952年,萊特希爾(Lighthill)在英國皇家學會會刊上發(fā)表了一篇研究流體發(fā)聲機理的論文,標志著氣動聲學誕生。在氣動噪聲中,主要有三個階次的噪聲源,即單極子,偶極子,四極子。
電磁噪聲:電磁噪聲源于電磁振動,而電磁振動則由電機氣隙磁場作用域電機鐵芯產(chǎn)生的激振力所激發(fā),氣隙磁場中高次諧波相互作用產(chǎn)生周期性的電磁力,導致定子鐵心周期性徑向變化從而產(chǎn)生電磁噪聲。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
▋噪聲治理的方法
噪聲治理的方法有很多,但可以分為幾類:吸聲、隔聲、減振、阻尼、有源降噪等
降噪原理:噪聲聲波通過介質(zhì)或入射到介質(zhì)分界面上時聲能減少的過程。當噪聲在空氣中傳播時,由于空氣質(zhì)點振動產(chǎn)生的摩擦作用,將聲能轉(zhuǎn)化為熱能從而導致聲音逐漸衰減的現(xiàn)象,叫做空氣吸收。當介質(zhì)表面為材料時,材料的吸聲是由于粘滯性、熱傳導和分子吸收從而將聲能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。
吸聲:通常用于解決噪聲的反射混響聲能,吸聲性能取決于材料的吸聲系數(shù)。吸聲材料大部分是多孔材料,但一些薄板材料比如薄木板、鐵板同樣能起到吸收低頻的作用,通常在劇場、錄音棚里會采用薄板共振的方式吸收低頻。
隔聲:通常用于噪聲的傳播路徑上降低噪聲聲能,隔聲性能取決于材料的質(zhì)量密度。但并不是簡單的材料堆砌就能起到好的降噪效果,比如厚度相同發(fā)兩塊鋼板并起來,隔聲量僅提高6分貝;因此聲學工程師的使命之一是研究使用不同組合的輕質(zhì)材料,使得隔聲量大幅提升。
減振:通常用于降低噪聲源由于振動而引發(fā)的噪聲傳遞。通常金屬彈簧對中低頻有比較良好的減振效果,橡膠減振墊對高頻有比較好的減振效果。所以二者通常結(jié)合一起使用,從而有效降低全頻段的噪聲振動。
阻尼:通常用于噪聲源表面振動而激發(fā)的振動輻射噪聲,安裝阻尼材料將有效抑制振動的幅度,從而將降低噪聲聲能。
有源降噪:有源降噪的原理是采集噪聲源的聲頻信號,通過中央處理器運算激發(fā)信號發(fā)聲器產(chǎn)生一列振幅相同相位相反的聲波,與噪聲源的聲波相互抵消從而達到降噪的目的。這項技術(shù)有廣闊的應用前景,但目前的技術(shù)只能在低頻部分有比較好的效果,在中高頻效果比較差,而且對空間環(huán)境的要求有一些局限性。有源降噪耳機有比較好的降噪效果,但在開放的空間復雜的噪聲源的場景,效果有限。
消聲器:通常用于風機管道降噪,當氣流通過消聲器時,聲波與消聲器內(nèi)表面材質(zhì)接觸,引發(fā)多孔材料內(nèi)的空氣質(zhì)點振動,從而將聲能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。消聲器分為阻性消聲器、抗性消聲器,阻抗復合式消聲器等。用途較廣的時阻性消聲器,其降噪性能與風速、消聲器截面積、長度、填充吸聲棉的吸聲系數(shù)等因素有關(guān)。
聲屏障:城市高架橋或者高速公路、鐵路兩側(cè)經(jīng)常使用聲屏障用于降噪。但聲屏障僅在聲影區(qū)有降噪效果,一般不會超過20分貝。在廠界降噪中,也常用于冷卻塔、大面積、噪聲數(shù)值不是很高的噪聲源上降噪。需要注意的是,聲屏障的計算極其重要,稍不注意就會導致效果不達標。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
▋廠界噪聲治理的措施對生產(chǎn)的影響
通常在廠界噪聲治理中,除了要將噪聲源降低到合規(guī)范圍之內(nèi),還必須考慮降噪措施不能影響設(shè)備的生產(chǎn)、維護檢修
降噪設(shè)計中必須考慮的問題 | 等級 |
降噪達到國家標準 | ★★★ |
不能影響設(shè)備運行 | ★★★ |
不能影響將來設(shè)備維修 | ★★ |
降噪裝置可拆卸 | ★ |
設(shè)備通風散熱 | ★★★ |
照明采光 | ★ |
防火材料 | ★★★ |
防腐、防雨 | ★★ |
供水供電 | ★★★ |
結(jié)構(gòu)安全 | ★★★ |
壽 命 | ★★ |
成 本 | ★★★ |
----------------------------------------------------------------------------------------------------
▋ 服務流程
以下為我司的服務流程:
1、接到客戶咨詢,3分鐘內(nèi)響應并協(xié)調(diào)勘查現(xiàn)場時間;
2、至少兩名實戰(zhàn)經(jīng)驗豐富的聲學工程師到現(xiàn)場勘查測量、了解溝通客戶需求;
3、公司技術(shù)部門專題討論降噪、技術(shù)服務的框架思路
4、聲學工程師進行聲學計算、材料選型
5、聲學工程師進行建模
6、聲學工程師制定解決方案PPT
7、公司技術(shù)部門第一次組織內(nèi)審:計算的嚴謹性、準確性;方案的合理性
8、聲學工程師開始統(tǒng)計工程量并制定報價單
9、公司技術(shù)部門和成本部門組織第二次內(nèi)審
10、方案、報價提交客戶(方案報價較快1天完成,較慢不超過一周)
11、客戶討論溝通降噪方案
12、結(jié)合客戶的建議進行方案的優(yōu)化和工程量報價的調(diào)整
13、設(shè)計部和成本部進行內(nèi)審
14、第11項至第13項循環(huán),直至客戶對方案的認可
15、與客戶簽訂商務合同
16、聲學工程師進行圖紙深化(平面、立面、剖面、節(jié)點大樣圖若干)
17、聲學工程師制定技術(shù)交底文件(圖紙、材料、工藝工法、關(guān)鍵技術(shù)控制點、關(guān)鍵部件生產(chǎn)、采購控制點、關(guān)鍵技術(shù)驗收節(jié)點等;7大類132分項內(nèi)容)
18、技術(shù)部門、生產(chǎn)部門對技術(shù)交底文件進行組織會審
19、聲學工程師對會審意見進行優(yōu)化、整理
20、生產(chǎn)部門著手安排生產(chǎn)、組裝、調(diào)試
21、實行項目經(jīng)理責任制,每天早晨、晚上進行遠程電話會議,梳理項目安全、質(zhì)量、進度、技術(shù)問題
22、與客戶建立暢通的溝通協(xié)調(diào)機制
23、技術(shù)部門在關(guān)鍵技術(shù)控制點、關(guān)鍵技術(shù)驗收節(jié)點到現(xiàn)場進行監(jiān)督、評定、驗收
24、項目驗收、出具完整竣工報告文件
----------------------------------------------------------------------------------------------------
▋ 我們提交的降噪設(shè)計方案內(nèi)容
國家相關(guān)規(guī)范、適用標準;聲學設(shè)計目標;聲學技術(shù)方案說明;聲學計算;受力計算(適用于有結(jié)構(gòu)安全的項目);通風散熱計算(適用于有散熱需求的項目);方案可視化三維模型;二維CAD圖紙;工程量明細及報價單;公司介紹;相關(guān)案例介紹等
----------------------------------------------------------------------------------------------------
▋ 我們的項目管理規(guī)范