第五章 职业危害控制技术(三).ppt

第五章职业危害控制技术 三 主讲人 张静 第三节噪声与振动控制技术 一 噪声与振动的概念二 噪声的危害与评价三 振动的危害与评价四 噪声控制技术五 振动控制技术 一 噪声与振动的概念 声音的基本概念和特性从物理方面 声音是一种机械波 是机械震动在弹性介质中传播 客观声音从心理方面 上述物理波动现象而引起的听觉感觉 主观声音声音的三要素空气密度变化大小 音量 响度 声音的大小 声压 声强同样声源 音量 传播距离 声波每秒振动的次数 音调 频率 声音的高低 频率频率 音调 频率的混合状态 声音是由各种频率的声音混合而成 不同混合状态感觉不同 音色 音质 一 噪声与振动的概念 物理学 频率 振动上杂乱 间歇或随机的声音 生理学 心理学 足以干扰人们心理或生理 影响人们生活和健康的一切声音 广义的噪声是指人们不需要的一切声音 具有主观性 生产过程中产生的声音的频率 强度变化没有规律 易使人产生厌烦感 故称之为生产性噪声 一 噪声与振动的概念 噪声的概念与分类按照发声体 声源 的特点划分 生产性噪声可分为空气动力 机械和电磁噪声三种 按照噪声的时间特性划分 生产性噪声可分为连续噪声 脉冲噪声 按噪声频率分布可将其分为低频噪声 中频噪声 高频噪声 或分为宽频带噪声 窄频带噪声 有调噪声等 一 噪声与振动的概念 噪声的传播特性传播声波的空间称为声场 声场分自由声场 扩散声场和半自由声场 噪音声波在传播过程中经常会遇到障碍物 这时声波将从一个媒质 空气 入射到另一媒质中去 由于这两种媒质的声学性质不同 一部份声波从障碍物表面上反射回去 而另一部份声波则透射到障碍物里面去 声波在传播途中遇到不同介质的分界面时 除了发生反射外 还会发生折射 声波折射时传播方向将改变 此外 声波还会产生绕射现象 一 噪声与振动的概念 一 噪声与振动的概念 振动一个质点或物体在外力作用下沿直线或弧线围绕于一平衡位置的来回重复运动 称为振动 一 噪声与振动的概念 振动分类 局部振动 使用风动工具 凿岩机 风铲 铆钉机 气锤 捣固机 使用电动工具 如电锯 电钻 电刨 砂轮机等 全身振动 汽车 拖拉机 收割机 火车船舶等交通工具的驾驶钻井平台 混凝土搅拌台 振动筛操作台等操作 一 噪声与振动的概念 各种振动工具 凿岩作业 二 噪声的危害与评价 噪声的危害靶器官效应听觉疲劳 又称为暂时性听阈位移 指在一定强度噪声的作用下 人耳听觉机能暂时性的下降 经过一段时间休息 听觉机能可得到恢复的现象 听力损伤 主要是指噪声所导致的耳聋 又被称为听力损伤 特异性噪声病 永久性听阈位移或噪声性耳聋 表现为突发性和渐进性的两类 非靶器官效应 噪声的听觉外效应 主要影响神经 心血管和消化系统 实验发现 开始影响人的噪声级为40 45dBA对人体功能的影响 记忆力衰退 反应迟钝等对健康的影响 神经衰弱 消化不良 心脏病 高血压 动脉硬化等心血管疾病 二 噪声的危害与评价 计权声级A声级LA 40方等响曲线倒置加权 代表低声级的响度感觉 近人耳 dB A B声级LB 70方曲线倒置加权 代表中声级的响度感觉 不常用 dB B C声级LC 100方曲线倒置加权 代表高声级的响度感觉 近线性 dB C 二 噪声的危害与评价 等效声级等效声级是指在声级场中特定的位置上 用某一段时间内能量平均的方法 将间隙暴露几个不同的A声级 以一个A声级来表示该段时间噪声大小 此声级即为等效声级Leg 二 噪声的危害与评价 噪声评价数噪声评价曲线 NR曲线 考虑了高频噪声比低频噪声对人影响更严重同一条NR线上的噪声级对人的影响被认为是相同的 例如 某剧院设计标准 NR30 则各允许频率声压级的频谱 校核应用 实测环境噪声频谱 以实测频谱曲线相切的最高NR值为NR数 图中曲线为某剧院实测频谱 NR 二 噪声的危害与评价 累积百分声级 统计声级 在规定测量时间T内 有n 时间的声级超过某一Ln声级值 这个Ln值叫做累积百分声级 单位dB 例如L100 60dB A 累积百分声级用来表示随时间起伏无规噪声的声级分布特性 三 振动的危害与评价 振动的危害局部振动对机体的影响神经系统 中枢和周围神经功能障碍 自主神经紊乱心血管系统 血管收缩 血压上升 血管痉挛 血管扩张 血压下降 末梢毛细血管形态和张力改变肌肉骨骼系统 三 振动的危害与评价 全身振动对机体的影响内脏位移 机械性损伤呼吸系统神经系统消化系统脊柱肌肉和椎骨女性生殖系统疾病姿势平衡和空间定向障碍 三 振动的危害与评价 影响振动危害作用的因素频率与振幅加速度接触振动时间体位和操作方式环境条件 当振动频率与人体器官内某部位的固有频率相同吻合时 产生共振 可以危及健康乃至生命 一般打桩的频率为3 10Hz 人体对垂直震动最敏感的频率为4 8Hz 这正是人对打桩声非常反感的原因之一 人对振动反应的敏感度按频率和振幅大小可划分为如图的 个等级 三 振动的危害与评价 振动的评价振动加速度和振动级是评价振动最常用的参量 振动的不良影响与振动频率 强度和接振时间有关 四 噪声控制技术 噪声控制原理与方法噪声控制原理噪声源 传播途径和接收者3个环节是噪声控制中必须考虑的 相应的措施包括 声源控制 传播途径控制和保护接收者3个方面 四 噪声控制技术 噪声控制的一般方法声源降噪 采用低噪声材料 采用低噪声设备 采用低噪声工艺传播途径控制 规划管理措施 声学技术措施个体防护 四 噪声控制技术 以空调系统风机噪声控制为例 四 噪声控制技术 作业场所噪声控制工作程序现场调研确定降噪量进行降噪方案设计进行施工验收进行噪声危害工程技术和管理措施的控制效果评价 四 噪声控制技术 四 噪声控制技术 四 噪声控制技术 吸声降噪 消除混响 多孔性吸声材料多孔材料吸声机理玻璃棉 超细玻璃棉 岩棉等无机材料 以及棉 毛 麻 木质纤维等有机材料属多孔吸声材料 多孔材料具有大量内外连通的微小空隙和孔洞 当声波入射其中时 引起空隙中空气的振动 由于空气的黏滞阻力 空气与孔壁的摩擦和热传导作用 使声能转化为热能而损耗掉 确定吸声特性的主要因素是筋络表面积的总和 良好多孔性吸声材料的的基本条件表面多孔内部多孔孔与孔相互连通 四 噪声控制技术 吸声减噪设计原则与程序原则 优先进行声源降噪 控制点应尽量远离声源 吸声降噪量有极限值 程序 现场调研和测量绘制现场图和噪声频谱图调查声源指向性测量混响时间 求出频带平均吸声系数和房间常数确定设计降噪量选择合适吸声材料进行设计并进行验算和校核 四 噪声控制技术 隔声技术利用墙板 门窗 罩体等构件 将噪声源与接收者分隔开 隔声机理当声波在传播途径中 遇到匀质屏障物 如木板 金属板 墙体等 时 由于介质特性阻抗的变化 使部分声能被屏障物反射回去 一部分被屏障物吸收 只有一部分声能可以透过屏障物辐射到另一空间去 透射声能仅是入射声能的一部分 具有隔声能力的屏障物称为隔声结构或隔声构件 隔声原理示意图 四 噪声控制技术 构件的隔声性能单层板隔声性能隔声能力大小取决于墙体 单层板 单位面积的质量 即面密度 单位面积的质量越大 越不易振动 隔声效果越好 双层隔声结构采用普通砖 混凝土 空心砖等可制成带有空气层的双层隔墙 声波依次透过介质截然不同的表面时 可发生多次反射而使声强逐渐减弱 故其隔声能力比同质量单层构件的隔声能力增加很多 四 噪声控制技术 隔声罩将噪声源封闭在一个相对小的空间内 以减少向周围辐射噪声的罩状壳体 称为隔声罩 这是在声源处控制噪声的有效措施 隔声罩通常是兼有隔声 吸声 阻尼 隔振和通风 消声等功能的综合结构体 四 噪声控制技术 隔声间由不同隔声构件组成的具有良好隔声性能的房间称为隔声间 在强噪声车间的控制室 观察室 声源集中的风机房 高压水泵房等均可建造隔声间 给工作人员提供一个安静的环境 或保护周围环境的安静 四 噪声控制技术 消声措施既允许气流通过 又能有效阻止或减弱声能沿管道或向外传播 消声器按机理分为 阻性消声器抗性消声器阻抗复合式消声器 四 噪声控制技术 阻性消声器借助镶嵌在管道内壁上的吸声材料或吸声结构的吸声作用 使沿管道传播的噪声随距离衰减 阻性消声器适合于消除中 高频率的噪声 消声频带范围较宽 对低频噪声的消声效果较差 因此 常使用阻性消声器控制风机类进排气噪声等 四 噪声控制技术 抗性消声器抗性消声器则利用声波的反射和干涉效应等 通过改变声波的传播特性 阻碍声波能量向外传播 主要适合于消除低 中频率的窄带噪声 对宽带高频率噪声则效果较差 因此 常用来消除如内燃机排气噪声等 分为 扩张室消声器共振腔消声器 四 噪声控制技术 扩张室式消声器扩张室消声器也称为膨胀室消声器 它是由管和室组成的 它是利用管道截面的突然扩张 或收缩 造成通道内声阻抗突变 使沿管道传播的某些频率的声波通不过消声器而反射回声源去 由于声波通不过消声器 也就传不出来 从而达到消声的目的 适用于中低频噪声 消声频率范围窄 阻力大 单节扩张管式消声器 四 噪声控制技术 共振腔消声器共振腔消声器是由管道壁开孔的管道与外侧密闭空腔相通而构成的 声波频率与其固有频率相同时 该声系统发生共振 孔径中的空气柱运动速度加快 摩擦阻力增大 声能转化为热能而消散掉 适用于低中频噪声 消声频带窄 气流阻力小 体积大 共振消声原理 四 噪声控制技术 阻抗复合式消声器鉴于阻性消声器和抗性消声器各自的特点 因此常将它们组合成阻抗复合型消声器 以同时得到高 中 低频率范围内的消声效果微穿孔板消声器减小共振腔消音器的孔径 提高声阻 使消声频带变宽 优点是耐高温 耐腐蚀 阻力小等 缺点是加工复杂 造价高 五 振动控制技术 振动控制原理与方法减少扰动防止共振采取