主控室噪聲控制方案介紹-2011.5.5

主控室噪聲預測/控制方案李奇博士主控室噪聲預測/控制方案聲學基礎知識項目背景控制目標預測方案降噪措施人耳聽覺范圍大小頻率次聲<20Hz

可聽聲20～20KHz

超聲>20KHz聲壓(Pa) 聲壓級dB人耳的感受 20 120

噴氣飛機引擎(痛域)2 100 喇叭,噴氣飛迪斯科舞廳0.2 80

交通要道

0.02 60

交談0.002 40

舒緩的音樂0.000220

安靜的鄉(xiāng)村0.00002 0

無聲(可聽域)

A計權響應與頻率的關系頻率/HzA計權修正/dB頻率/HzA計權修正/dB20-50.5630-1.925-44.7800-0.831.5-39.41000040-34.61250+0.650-30.21600+1.063-26.22000+1.280-22.52500+1.3100-19.13150+1.2125-16.14000+1.0160-13.45000+0.5200-10.96300-0.1250-8.68000-1.1315-6.610000-2.5400-4.812500-4.3500-3.216000-6.6（dBA）主控室噪聲預測/控制方案聲學基礎知識項目背景控制目標預測方案降噪措施主控室主控室示意圖主控室主控室示意圖項目背景核電站主控室內的過強的噪聲將影響操作員之間的正常語言交流，更嚴重的會影響工作人員的生理和心理狀態(tài)，損害操作員的聽力、有害于心血管系統(tǒng)、影響人的神經系統(tǒng)，容易導致疲勞和情緒波動。本項目目的是預測核電站主控室內部噪聲水平，并在達到相關噪聲標準的同時，盡可能進一步改善聲環(huán)境，降低低頻噪聲對工作人員的主觀煩惱影響，營造良好舒適的工作環(huán)境。控制目標根據(jù)什么標準制定？主控室的噪聲來源主控室示意圖噪聲標準+振動標準！噪聲標準國標GB/T17249.1-1998《聲學低噪聲工作場所設計指南噪聲控制規(guī)劃》中推薦的各種工作場所背景噪聲級控制目標暫定為45dB(A)。房間類型LA/dB備注會議室30～35背景噪聲是指室內技術設備（如通風系統(tǒng)）引起的噪聲或者是由室外傳進來的噪聲，此時對工業(yè)性工作場所而言生產用機器設備沒有開動。教室30～40個人辦公室30～40多人辦公室35～45工業(yè)實驗室35～50工業(yè)控制室35～55工業(yè)性工作場所65～70噪聲標準在等效聲級低于45dB(A)的低噪聲環(huán)境下，當噪聲源低頻成分豐富時，仍可引起較高的煩惱度。低頻噪聲主要可引起睡眠障礙、聽力下降、高血壓、心電圖異常、消化功能紊亂等疾病。建議采用“更佳噪聲標準（NPC）曲線”，提出低頻限值。更佳噪聲標準（NPC）曲線更佳噪聲標準（NPC）曲線以語言干擾級和響度級為基礎；評價噪聲對室內語言及舒適度的影響；適用于室內活動場所穩(wěn)態(tài)噪聲的評價。某環(huán)境的噪聲達到PNC-45，表明此環(huán)境中各個倍頻程頻帶聲壓級均不超過PNC-45曲線上所對應的聲壓級。更佳噪聲標準（NPC）曲線住宅建筑室內振動限值《住宅建筑室內振動限值及其測量方法標準》（GB/T50355-2005）規(guī)定了住宅建筑室內振動限值：控制目標A計權聲級更佳噪聲標準值（NPC）住宅建筑室內振動限值主控室噪聲預測/控制方案聲學基礎知識項目背景控制目標預測方案降噪措施研究背景主控室內部區(qū)域有眾多噪聲源，空調設備產生的噪聲是主要聲源?？照{設備噪聲的影響：空氣聲傳播途徑：外部：上一層的VBS空調機房和機房屋頂?shù)娘L冷冷水機組輻射噪聲通過建筑構件傳遞到主控室；內部：風機噪聲經通風管道傳播后通過風口傳入室內的噪聲，以及氣流通過風管及部件產生的再生噪聲。固體聲傳播途徑：空調機房和冷水機組的設備振動通過墻壁、樓板等的傳遞，引發(fā)主控室壁面振動，引起低頻二次輻射噪聲。管道穿越時，和墻面、樓板的剛性連接也可導致振動的傳遞，引起二次輻射噪聲。主控室的噪聲來源主控室示意圖預測方案帶窗外墻隔聲量分析天花板隔聲量分析風管傳遞損失分析VBS空調機房噪聲源定義風冷冷水機組噪聲源定義風管再生噪聲分析風機噪聲源定義外部噪聲源對主控室影響內部噪聲源對主控室影響主控室聲級頻譜特性空調機房反射影響壁面反射影響設備振動強度建筑物振動傳遞二次輻射噪聲預測方案-1-外部噪聲源影響分析外部噪聲源影響分析可以分成兩個階段進行第一階段：傳遞損失計算第二階段：預測主控制室內噪聲水平單層墻隔聲－分析方法墻板空氣空氣A1B1A2A3B2在分界面處，聲壓和質點振速連續(xù)單層墻隔聲－質量定律隔聲量質量定律：墻板面密度每增加一倍，隔聲量相應提高6分貝。聲波頻率越高，相應的隔聲效果越好；頻率每提高一倍，隔聲量相應提高6分貝。單層墻隔聲－修正聲波無規(guī)入射假設室內聲場完全擴散；聲波向墻板無規(guī)入射；透過墻板的聲能按立體角計權平均。修正接近掠射時，聲能幾乎全部透射，與實際情況不符；實際問題中，聲場完全擴散的假定往往不能實現(xiàn)，特別是接近掠射的聲強；積分上限取,把接近掠射的聲波予以扣除。粗略估計，現(xiàn)場測量的混響場隔聲量為單層墻隔聲－吻合效應兩種類型波動在空間迭加時相位上相互吻合的結果。隨著彎曲波向上的傳播，薄板振動將隨距離越來越強烈。墻壁內部存在摩擦阻尼，振動輻射聲波也會產生輻射阻尼，所以振動速度不會無限增大。ABC單層墻隔聲－吻合效應產生吻合效應的條件：臨界頻率：時，不產生吻合效應，彎曲波影響不顯著。時，產生吻合效應，薄板強烈振動；隔聲性能顯著變化，由墻板的阻尼特性所控制。隔聲量影響頻率遠小于臨界頻率時，影響不大；頻率接近臨界頻率時，因吻合效應，在稍高于臨界頻率處出現(xiàn)低谷；當頻率繼續(xù)提高時，隔聲量有所回升。

雙層墻隔聲-聲橋的影響等重單層墻剛性聲橋彈性聲橋理想雙層墻12dB/OCT18dB/OCT6dB/OCTf0fBfc頻率f隔聲量R唯一的問題，在于理論都是基于無限大板的假設！預測方案-傳遞損失計算第一階段：傳遞損失計算計算帶窗墻體、天花板全頻段下的隔聲量中高頻區(qū)域應用質量定理進行計算在低頻區(qū)應用ACTRAN有限元分析軟件進行準確計算兩個計算結果進行A計權修正，最終得到墻體和天花板的全頻段隔聲量。預測方案-1-外部噪聲源影響分析第二階段工作將在外部噪聲源準確定義后開展（查詢工程手冊或者參照/測試已使用的同類型設備）結合第一階段的計算成果（墻體、天花板的隔聲量），根據(jù)外部噪聲源的噪聲聲強級頻譜，減去墻體衰減聲級（dBA），考慮主控室內壁面反射的補償值，即可得到外部噪聲源對于主控室室內噪聲水平的影響。預測方案-2-內部噪聲源影響分析內部噪聲源包括風機噪聲經自然衰減后通過風口傳入室內的噪聲，以及氣流通過風管及部件產生的再生噪聲。噪聲在風管內的傳播直管道彎頭三通管道…氣流再生噪聲氣流再生噪聲典型的直管道、三通管道以及彎管產生的噪聲。對于特殊的彎管或通風口，需要利用計算聲學軟件進行氣動噪聲仿真分析。預測方案-3-二次輻射噪聲影響分析固體聲傳遞(低頻)提取設備振動級數(shù)據(jù)計算墻體與天花板的振動ACTRAN計算墻體對主控室內部的二次輻射噪聲室內噪聲水平預測將不同途徑傳播到主控室的噪聲影響進行疊加基于前期研究工作得到的外部與內部噪聲源傳入主控制室內的傳遞函數(shù)，綜合外部噪聲源數(shù)據(jù)與內部風管氣流再生噪聲預測結果，加入振動傳遞引起的墻壁二次輻射噪聲，計算主控制室內的噪聲頻譜特性。評價A計權聲級、最佳噪聲評價數(shù)等指標，是否符合控制目標值。主控室噪聲預測/控制方案聲學基礎知識項目背景控制目標預測方案降噪措施本項目可選擇的降噪方案封閉空間內的吸聲處理空調機房主控室隔振措施空調機組風冷冷水機組空調風管空調風管消聲器…工程實例-吸聲結構薄膜共振結構

多孔吸聲材料

Sf

Sf

Sf穿孔吸聲結構

吸聲量增加一倍，聲能量減少3dB！參考價格100元/m2參考案例寶鋼能源部氧氣分廠，廠區(qū)內噪聲污染嚴重，控制室噪聲超標控制目標達到廠內勞保標準控制室內噪聲標準采取手段隔聲吸聲通風消聲器參考案例虹橋樞紐萬科總部，位于飛機起降航跡下?？刂颇繕?5dBA采取手段隔聲吸聲參考案例梅隴鎮(zhèn)冷卻塔對居民區(qū)產生噪聲污染?？刂颇繕司用駞^(qū)噪聲達標采取手段聲屏障消聲器參考案例三峽變電站對居民區(qū)的影響控制目標廠界達到一類區(qū)環(huán)境噪聲標準采取手段聲屏障吸聲消聲附錄：空調系統(tǒng)聲學計算案例案例背景計算方法空調系統(tǒng)計算總結案例背景空氣處理室風機消聲器V=8m/s10m10m310×310Vu=4m/s310×310?180計算方法根據(jù)空調系統(tǒng)聲學計算要求，計算方法如下所示：沿著氣流的方向，根據(jù)管道截面形式的變化將空調管道系統(tǒng)分為若干段；分別計算每一個子系統(tǒng)的噪聲衰減值與管道內氣流噪聲值；基于風機聲功率級數(shù)據(jù)，計算傳入房間內的噪聲值；根據(jù)房間內噪聲值與控制目標差距，提出消聲器衰減量等噪聲控制手段。計算方法計算過程中，注意事項如下：管道氣流再生噪聲：當管道內流速大于8m/s時，需要考慮氣流噪聲；流速低于4m/s時，氣流噪聲忽略不計。各子系統(tǒng)間噪聲自然衰減值可以直接進行代數(shù)加減計算。某一管段的氣流噪聲等于該管道部件產生的氣流噪聲和前方部件傳來的氣流剩余噪聲的能量疊加結果?？照{系統(tǒng)計算空氣處理室風機消聲器012345V=8m/s10m10m310×310Vu=4m/s310×310?180噪聲衰減量0～11～2流速高于5m/s，可忽略噪聲衰減量4～5噪聲衰減量各子部件噪聲衰減量項目倍頻帶中心頻率6312525050010002000400080000～1002.44.56.76.95.531～2000000002～36.77.86.59.07.27.17.16.53～4111.51.533334～56665.55.14.94.74.6氣流再生噪聲氣流再生噪聲直管道：1～２,３～４彎頭:０～１三通管道：２～３空氣處理室風機消聲器012345V=8m/s10m10m310×310Vu=4m/s310×310?180氣流噪聲項目倍頻帶中心頻率6312525050010002000400080000～151444139353125281～2403938373635