对工业噪声的控制,行政管理和合理规划虽很重要,但控制技术是不可忽视的基本手段。
环境噪声只有当声源、声传播途径和接受者三者同时存在时才构成污染问题。因此控制噪声污染必须把这三部分作为一个系统来考虑。
1、声源是振动的物体,从广义上说,振动的固体或流体(喷注、湍流、紊流)
2、传播途径是批空气或固体对声音的传播
3、接受者是指人(个别人或很多人)或精密仪器
确定噪声控制的措施,应考虑声源的特性,如何传播及所允许的标准,结合工程的具体情况,如所需降噪量的大小、经济技术条件的可能性,从以下3方面考虑:
一、从声源上根治噪声(最根本、最有效)
工业生产的机器和交通运输的车辆是环境噪声的主要噪声源。消除噪声污染的根本途径是减少机器设备和车辆本身的振动和噪声,通过研制和选择噪声的设备及改进生产加工工艺,提高机械设备加工精度和设备的安装技术,使发声体变为不发声体或降低发声体辐射的声功率,可从根本上解决噪声的污染或大大简化传播途径上的控制措施。
噪声源的种类很多,要了解各种声源的性质和发声机理,根据各种声源的的特点采取有效的控制方法。如避免机器或部件强烈的振动,减少运转部件或工作整机的振动加速度,尽量提高其运转均匀性等。
1、内摩擦较大、高阻尼合金、高强度塑料投产使用:如汽车生产中采用高强度塑料机件,将化纤厂的拉捻机齿轮改用尼龙齿轮,可降噪20dB(A);选择最佳叶片形状,可降低风机噪声;把风机叶片由直片改后弯形,可降10dB(A);将叶片的长度减少,也可降低
2、对旋转的机械设备,可选用噪声小的传动方式:一般齿轮传动装置产生噪声达90dB(A),改用斜齿轮或螺旋齿轮,啮合时重合系数大,可降噪3-16dB(A);用皮带传动代替一般齿轮传动,由于皮带能起减振阻尼作用,可降16dB(A);减少齿轮的线速度,选择合适的传动比可降低齿轮类传动装置的噪声,若降一半,噪声降6dB(A)
3、机器运转中,由于机件间的撞击、摩擦,或动平衡不好,都会导致噪声增大。零部件加工精度的提高,使机件间摩擦减少,从而降低噪声;提高装配质量,减少振动,提高机壳刚度等;将滚子轴承加工精度提高一级,轴承可降10dB(A)
4、噪声越低,机械动态性能越优越,使用寿命越长,质量越好
二、在传播途径上降低噪声
噪声的传播途径主要是空气和建筑构件。
以空气为介质向外传播称空气声;
声源直接激发固体构件振动,以弹性波的形式在基础、地板、墙壁中传播,并在传播过程中向外辐射噪声,称固体声
若由于技术经济原因,从声源控制噪声一时难以实现,应在传播途径上阻断和屏蔽声波的传播,或使声波传播的能量随距离衰减等。
这就要求在总体规划上尽可能要做到布局合理,从全局对噪声控制认真考虑:
1、空气声传播的控制方法
A.可开阔环境控制噪声传播,可根据声波随与声源的距离增加而衰减的规律,增加接受点到声源间的距离,从而减少噪声的影响
Ø 可利用天然地形,如山冈土坡、树丛草坪和已有的建筑屏障
Ø 在噪声严重的工厂、施工现场或交通道路两旁设置足够高度的围墙或屏障
B.在与声源距离相同的位置,在声源不同的指向上,接受到的噪声不同,多数声源的低频辐射指向性较差,随着频率的增加,指向性增加。对指向性噪声源,若在传播方向上布置得当,会有显著降噪效果。
Ø 如电厂、化工厂的高压锅炉,高压容器的排气放空等经常要辐射出强大的高频噪音,把出口向上空或趋向野外,与朝向生活区排放相比有较大的降噪效果
C.种植一定密度和宽度的树丛、草坪
D.可采取局部的声学处理措施,增加声源在传播途径中的声能损失
Ø 在声源或接受者周围,使用隔声音罩(间)、声屏障以切断空气声的传播途径
Ø 在房间内铺设吸声材料,减弱反射声的影响
Ø 在气流通道上安装消声器,阻挡空气声的传播
2、固体声传播的控制方法
控制固体声的一个重要方法是隔振
A.选用内阻尼高的材料制作机械零件或在金属结构上涂敷阻尼材料以抑制振动、降低噪声
B.在振动机械基础上安装隔振器,减少固体声的传播
C.在固体传声媒质上附加质量块,使传声媒质呈不均匀性,引起固体声反射,阻碍传播
在实际应用中往往需要针对噪声特性和传递情况,分清主次,综合治理才能达到预期的效果
3、噪声声学控制措施应用举例:
A.现场噪声情况:车间噪声设备多且分散
合理的技术措施:吸声处理
降噪效果dB(A):4-12
B.现场噪声情况:车间工人多,噪声设备少
合理的技术措施:隔声罩
降噪效果dB(A):20-30
C.现场噪声情况:车间工人少,噪声设备多
合理的技术措施:隔声室(间)
降噪效果dB(A):20-40
D.现场噪声情况:进气、排气噪声
合理的技术措施:消声器
降噪效果dB(A):10-30
E.现场噪声情况:机器振动,影响邻居
合理的技术措施:隔振处理
降噪效果dB(A):5-15
F.现场噪声情况:机壳或管道振动并辐射噪声
合理的技术措施:阻尼措施
降噪效果dB(A):5-15
三、对接受者的防护
在声源和传播途径上无法采取措施,或采取了声学技术措施仍达不到预期效果,应对噪声环境中的操作人员进行个人防护,让工人戴个人防噪服务器,常用的有耳塞、防声棉、耳罩、防声帽等。它们主要是利用隔声原理来阻挡噪声传入人耳,使感受声级降低到允许水平。
1、耳塞:预模式耳塞、泡沫式耳塞、人耳模耳塞,对中高频声较好,对低频声隔声效果较差。所以,在噪声尖而刺耳的场所,工人戴上防声耳塞,能减轻噪声干扰,又不影响彼此的谈话。戴上合适的耳塞,人耳听到的中高频声可减低20-30dB(A);缺点:容易丢、不易保持清洁及可能造成耳道刺激和感染等
2、防声棉:它是用直径1-μm的超细玻璃棉经过化学方法软化处理后制成。使用时撕下一小块用手卷成锥状,塞入耳内即可,其隔声量随频率增高而增加,隔声量为15-20dB(A);对隔绝那些对人体危害很大的高频声很有效,且对人的正常交谈无妨碍。其原理是:人的语言频率主要在1000Hz以下,防声棉对此频率范围的声音隔声值较低。不使用防声棉时,在车间听到的只是尖声刺耳的高频噪声,使用后相互交谈的语言会更清晰。
3、防声耳罩:是将整个耳廓封闭起来的护耳装置,类似于音响设备中耳机,可隔30dB(A)左右
4、防声帽:将整个头部罩起来的防声用具,类似摩托车手的安全头盔。隔声量:30-50dB(A),不仅可防止噪声的气泄漏,还可防止噪声通过头骨传导入内耳,同时也对头部起到防振及保护作用。防声帽有软式和硬式两种:软式防声帽由人造革帽和耳罩组成,耳罩可以根据需要翻到头上,这种帽子佩戴较舒适;硬式是由玻璃钢制外壳,壳内紧贴一层柔软的泡沫塑料,两边装有耳罩。其隔声效果较耳罩和耳塞更优越,通常用于噪声级特别高的环境和场所,如火箭、导弹发射场地等,但其制作工艺复杂、价格较贵等因素,应用范围有限
5、人的胸部防护
当噪声超过140dB(A)以上,不但对听觉、头部有严重的危害,而且对胸部、腹部的器官了有极严重的危害,尤其对心脏。防护衣是用玻璃钢或铝板内衬多孔吸声材料,可防噪、防冲击声波,以期对胸、腹部的保护
6、隔声室(控制室),让工人在隔声室内控制仪表或休息
7、从组织管理上采取轮换作用,缩短工人进入高噪声环境的工作时间 (辅助)
四、噪声控制的两种情况:
1、已建成工程考虑不周,出现噪声污染
2、实施“三同时”的工程