高层建筑二次供水泵房噪声治理

目录引言 2第一章噪声的来源及其危害 31.1噪声的危害 31.2泵房噪声的特点 31.3噪声的传播方式 31.4噪声的种类 4(1)电动机的噪声 4(2)泵体噪声 4(3)管道噪声 4(4)其它噪声源 5水箱进水的噪声 5变频控制柜的风扇噪声 5第二章噪声的控制原理 62.1吸声原理 62.2吸声材料选择的注意问题 72.3吸声材料比较 82.4珍珠岩吸声和岩棉吸声 82.5隔声 9第三章噪声的控制方法 103.1隔振与减振的原理 103.2隔振与减振的措施 113.3管道隔振 113.4潜水泵的使用 123.5二次供水泵房位置的设置 12第四章结语 13引言随着城市化进程的推进，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，但伴随而来的是供水、供热、中央空调系统等配套设施运行时的噪声振动对居民的影响也日益突出。特别在前些年的二次供水泵房建设中，由于缺少相关的法规和监管，造成许多泵房在建设之初就埋下了噪音的隐患。作为天津的供水企业，面临着泵房接收管理的问题，所以在满足高层住宅居民供水质量的同时，也要减少噪音扰民现象的产生。笔者结合二次供水泵房设备噪声振动治理的工程实践和心得，对二次供水泵房噪声治理工程中的问题作一探讨。第一章噪声的来源及其危害1.1噪声的危害噪声对人体健康的影响，主要作用于人体的各器官，对人的中枢神经系统、植物神经及心血管系统方面进行干扰，表现于妨碍人们正常休息、睡眠、使人烦躁异常、神经衰弱等方面。由于泵房多采用变频供水方式，水泵启动的次数和持续时间都没有规律性，特别是晚间休息时的无规律启动噪声对人的影响会更大。噪声给人带来生理上和心理上的危害主要有以下几方面:损害听力。有检测表明:当人连续听摩托车声,8小时以后听力就会受损;若是在摇滚音乐厅,半小时后,人的听力就会受损。有害于人的心血管系统、我国对城市噪音与居民健康的调查表明:地区的噪音每上升一分贝,高血压发病率就增加3%。影响人的神经系统,使人急躁、易怒。影响睡眠,造成疲倦。从心理声学的角度来说，噪音又称噪声，一般是指不恰当或者不舒服的听觉刺激。它是一种由为数众多的频率组成的并具有非周期性振动的复合声音。简言之，噪音是非周期性的声音振动。它的音波波形不规则，听起来感到刺耳。从社会和心理意义来说，凡是妨碍人们学习、工作和休息并使人产生不舒适感觉的声音，都叫噪音。如流水声、敲打声、沙沙声，机器轰鸣声等，都是噪音。它的测量单位是分贝。零分贝是可听见音的最低强度。长期生活在噪声污染的环境中，也容易诱发疾病。噪声作为是一种恶性刺激物，长期作用于人的中枢神经系统，可使大脑皮层的兴奋和抑制失调，条件反射异常，出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、。心慌、记忆力减退、注意力不集中等症状，严重者可产生精神错乱。这种症状，药物治疗疗效很差，但当脱离噪声环境时，症状就会明显好转。噪声可引起植物神经系统功能紊乱，表现在血压升高或降低，心率改变，心脏病加剧。噪声会使人唾液、胃液分泌减少，胃酸降低，胃蠕动减弱，食欲不振，引起胃溃疡。噪声对人的内分泌机能也会产生影响，如：导致女性性机能紊乱，月经失调，流产率增加等。噪声对儿童的智力发育也有不利影响，据调查，3岁前儿童生活在75分贝的噪声环境里，他们的心脑功能发育都会受到不同程度的损害，在噪声环境下生活的儿童，智力发育水平要比安静条件下的儿童低20％。噪声对人的心理影响主要是使人烦恼、激动、易怒，甚至失去理智。此外，噪声还对动物、建筑物有损害，在噪声下的植物也生长不好，有的甚至死亡。1.2泵房噪声的特点二次供水泵房的噪声主要为低频噪声，所谓低频噪声是指频率在500赫兹（倍频程）以下的声音。低频噪声与高频噪声不同，高频噪声随着距离越远或遭遇\o"障碍物"障碍物，能迅速衰减，如高频噪声的点声源，每10米距离就能下降6分贝，而低频噪声却递减得很慢，声波又较长，能轻易穿越障碍物，长距离奔袭和穿墙透壁直入人耳。1.3噪声的传播方式噪声传播途径主要分为结构\o"传声"传声、\o"空气传声"空气传声及HYPERLINK/wiki/é©o"驻波"t"_blank"驻波，其中驻波危害最重。结构传声对于泵房来讲是指水泵振动通过基础、结构大梁、墙壁、楼板、管路系统、钢性支/吊架等沿建筑结构广泛传播,振动通过再激励周围空气介质向四周辐射形成的固体噪声传导和二次声辐射。由于现代建筑特有的钢筋混凝土构造使振动波在传播过程中衰减很小,因而固体噪声频率范围宽、传播距离远,判断其声源及传播规律也比较困难。空气传声是指噪声通过门、窗以及通风管路的空气介质直接传播到小区住户。驻波是指低频噪声在传播过程中经过多次反射形成驻波，低频噪声在波腹中的振幅最强，对人的健康危害也最重。1.4噪声的种类(1)电动机的噪声电动机的噪声主要包括空气动力性噪声、机械噪声和电磁噪声。其中空气动力性是电动机的主要噪声源，噪声的强度与散热风扇叶片的数量、尺寸、形状及转速有关。机械性噪声包括电机转子不平衡引起的低频声、轴承磨擦和装配误差引起的高频噪声、结构共振产生的噪声等。它对电机的影响仅次于空气动力性噪声。电磁噪声是由于电动机空隙中磁场脉动、定子和转子之间交变电磁引力、磁致伸缩引起电机结构振动而产生的倍频声。电磁噪声的大小与电动机的大小与电动机的功率及极数有关。对于一般功率不大的小型电动机，电磁噪声并不突出。(2)泵体噪声泵体的噪声主要包括机械性噪声、水力噪声及汽蚀。机械性噪声是由于旋转零部件不平衡而使部件间产生冲撞力和磨擦力，从而引起结构振动而发声。如高速轴的不平衡产生了很大的离心惯性力，造成了轴承等零件的冲击、振动，破坏了正常平衡工作状态，产生许多高频振动和噪声。这种噪声源往往本身不辐射空气声，实际上是作为振动能源，通过支撑结构传递到某些结构上，迫使结构振动，辐射空气声。水泵的管道因连接泵体，所以水这种介质也在进行传导噪声。水力噪声是由水力振动引起的，水泵在最高效率区运行时噪声最小，这是水力设计中各水力参数获得最佳合理数值的结果。偏离设计工况时，噪声的声级较大，同时破坏性也十分严重。汽蚀发生时，不仅使材料受到破坏，汽泡破裂和高速冲击会引起噪声和振动，但相对其它噪声来说还是不算太大。(3)管道噪声管路系统中流体不仅会在变径、阀门和其他变径处产生湍流噪声，而且由于直接冲击管壁振动能辐射出强大的噪声，特别是金属管道，如果与声源刚性联接还能传输声源噪声，使远离声源处仍然成为一个有效声能辐射体，对周围环境造成极为不良的影响。管道系统的噪声辐射就相当于一个线声源，以柱面波形式向外辐射声能，声压级随距离加倍只衰减3dB，比点声源球面波减慢一倍，所以传播的较远。(4)其它噪声源水箱进水的噪声主要指液压水位控制阀主管道补水时冲击液面的砸水声和液压水位控制阀的浮球处在临界状态时，即浮球在满水液面上下浮动，此时泄压腔随着浮球浮动而产生压强变化，会听到“唰唰”的扫水声。砸水声可以通过加装消能筒进行解决，而扫水声可以在控制杆加装电磁阀来解决。变频控制柜的风扇噪声当住户用水时，变频器同水泵同时启动，为散热，变频器的风扇也需要开启，但由于功率不大，所以噪声也比较小。第二章噪声的控制原理噪声的控制主要通过吸声、隔声、消声、隔振、减振等单项或综合技术手段，使噪声降低到国家标准规定以下，减少对人们工作、生活的影响。常用噪声控制措施的原理与应用范围如表1所示：表1噪声控制措施的原理与应用范围措施种类降噪原理应用范围减噪效果｛dB(A)｝吸声利用吸声材料或结构，降低厂房、室内反射声、如悬挂吸声体等。车间内噪声设备多且分散4～10隔声利用隔声结构，将噪声源和接受点隔开，常用的有隔声罩、隔声间和隔声屏车间工人多，噪声设备少，用隔声罩，反之，隔声间，二者不行，用隔声屏10～40消声器利用阻性、抗性、小孔喷注和多孔扩散等原理，消减气流噪声气动设备的空气动力性噪声，各类放空排气噪体15～40隔振把具有振动的设备，原与地板刚性接触改为弹性接触，隔绝固体声传播，如隔振基础、隔振器设备振动厉害，固体传播远，干扰居民5～25减振利用内磨擦、耗能大的阻尼材料，涂抹在振动构件表面，减小振动机械设备外壳、管道振动噪声严重5～152.1吸声原理当声波进入吸声材料孔隙后，立即引起孔隙中的空气和材料的细小纤维振动。由于磨擦和粘滞阻力，声能转变为热能而被吸收和耗散掉，因此，吸声材料大多是松软多孔，表面孔与孔之间互相贯通，并深入到材料的内层，这些贯通孔与外界连通。吸声材料的吸声原理如图1所示：图1吸声原理从图1中可以看出，当声波遇到室内墙面、天花板等镶嵌的吸声材料时，使一部分声能被反射过去，有一部分声能向材料内部传播并被吸收，另一部分声能透过材料继续传播。不同的材料，具有不同的吸声系数而吸声材料对于不同的频率也会有不同的吸声能力。在工程上，一般采用125、250、500、1000、2000、4000Hz的六个频率的吸声系数之算术系数大于0.2的材料，称为吸声材料。2.2吸声材料选择的注意问题二次供水泵房做吸音材料应注意以下问题：（1）噪声的类型：首先了解泵房的噪声频率，二次供水泵房属于中低频，由于高频好隔声、低频难隔声的特点，从吸声板流阻、孔隙率，结构因子、厚度、密度、表面、安装等方面要反复优化。（2）洁净性：二次供水泵房的卫生与洁净直接影响到老百姓的用水安全性，所以从这个角度来说，吸音材料必须无毒无害、无纤维污染。（3）憎水性：由于二次供水泵房有储水设施、且一般位于地下室，空气不易流通且低温潮湿，所以应选用憎水性能好，不吸水，且遇潮不影响吸音效果的吸音材料。（4）防火：由于泵房内有电气控制系统和电动机，一旦着火吸音材料不能助燃。（5）美观：由于二供泵房直接影响到老百姓的用水安全，装修风格不美观的情况下会使人有排斥心里。2.3吸声材料比较材料名称容重（Kg/m3）厚度（cm）各频率下的吸声系数优点缺点1252505001000超细玻璃棉1550.050.240.720.97质轻、容重小、耐热、耐腐蚀吸水率高、弹性差、填充不易均匀矿渣棉24080.350.650.650.75防蛀、防火、耐高温、耐腐蚀，吸声性能好杂质多、性脆易断，要求洁净场合不宜用聚氨酯泡沫塑料4580.200.400.950.90良好的弹性、容易填充不防火、易燃烧、易老化木丝板80.250.530.820.63吸声性能好、装饰性好不宜安装在湿度较大房间水玻璃膨胀珍珠岩350350～45010100.440.450.730.650.500.590.560.62质轻、不燃、保温、隔热、憎水性强度偏低岩棉12050.100.300.690.92隔热、耐高温、价格低廉要求洁净场合不宜用表2几种常用多孔吸声材料吸声系数及优缺点比较从表2的吸声系数看在低频的情况下，珍珠岩的吸声效果最好，且具备憎水性且美观防火的特点，所以是优先选择的吸音材料。2.4珍珠岩吸声和岩棉吸声（1）珍珠岩吸声原理安装如图2所示，将吸声板以横竖均4mm留缝，用手稍用力控制在龙骨上，用汽钉以30-50mm横向间距钉在龙骨上。图2珍珠岩吸声板的安装示意图（2）岩棉吸声原理对于一个需要吸声的建筑物内部，它的声学状况不仅仅取决于所有的材料吸声系数大小，而且还与吸声材料的面积直接有关，因此，人们引出了吸声量的概念，它是吸声系数a与材料面积s的乘积，用A来表示，由此可见，采用吸声系数高的材料，就可以用尽量少的材料来达到预定的声学要求，节约造价。岩棉空间吸声体采用不同的布置方法和组合方式，其吸声性能有较大差异，但是主要是平板型和竖板型两类标准组合方式。如图3是某厂空压站安装“平板型和竖板型”岩棉空间吸声体后的降噪效果。频率631252505001000200040008000声级db治理前899194969592948995.5治理后879087888689868089表2：安装岩棉空间吸声体后的降噪效果（倍频程）从以上数据的测试和分析可以看出，平板型和竖板型结合的岩棉空间吸声体对250HZ、500HZ、1000HZ段的吸声效果非常显著。250（HZ）段降噪7.0dB(A)；500（HZ）段降噪8.0dB(A)；1000（HZ）段降噪9.0dB(A)；2000（HZ）段降噪3.0dB(A)。对这类噪声的峰值进行了有效削减。实测后，站房内A声级噪声降低到89.0dB(A)。降噪量达到6.5dB(A)。由声学原理可知，若噪声降低了解情况了3分贝，相当于声能减少一半，若噪声降低10分贝，则相当于声能减少90%，而噪声响度降低50%。所以虽然从降噪量上看，只有6个分贝，但是，噪声的能量削减了70％以上，在这一声环境内的人体感观质量得到了大幅度改善。2.5隔声由于泵房内的主要噪声源是水泵，对其采用隔音罩的方式也是噪声控制的重要方法之一，其特点是体积小、用料小，隔绝直达声效果显著，但加了隔音罩以后，往往对运转的设备散热，管道安装以及维护检修会带来一些不便之处，因此设计隔声罩时，要结合生产工艺操作方便和实际条件进行。常用隔声罩有固定密封型，活动密封型和开敞型等多种形式。由于泵房位置常设置在地下，夏天也能保持25度左右的温度，一般对电机散热不会产生太大影响，选择进行对整体水泵及基础进行整体隔声，由于空间相对较大，所以不需要散热处理。隔音罩的罩板采用薄壁不锈钢板，内衬采用厚度3cm的聚胺脂发泡填料，起到了隔声和阻尼层的作用，改善共振区和吻合效应的隔声性能。第三章噪声的控制方法3.1隔振与减振的原理隔振的主要方法是在振源与结构之间装设隔振装置。如在机械设备与基础之间装有隔振器与隔振垫层，用弹性联接代替刚性联接，以此来减少振源的振动能量向基础传递。在实际工程中人们关心的是干扰力通过隔振器以后还有多少力能够传到基础上，传递率T越小，表示隔振器的隔振效果越好。在实际工程中，降低隔振系统固有频率一般采取以下方法：（1）增加设备的质量，设备的共振频率的高低与它本身的质量大小成反比，隔振系统就应该从增加机器设备的质量或减少隔振器的劲度着手，对于重量较轻的水泵来说，常采用增加设备质量来降低共振频率，这种方法通常是将设备安装在预制混凝土的底座上，隔振器置于混凝土底座与地基之间，图3是几种隔振器的安置方法。图3（a）较好；（b）一般；（c）应避免上述方法一般要求混凝土底座的质量比设备大2～10倍以上，而且设备重心越低越好。对于离心泵机组的基础质量推荐与其自身质量相等。（2）降低隔振器的劲度。大多数提高隔振器的隔振效果是通过降低隔振器的劲度来达到的，但降低隔振器的劲度往往使隔振器的静态下沉量过大，这样会使隔振器上面的机器在运转时的稳定性变差，为保证有较好的稳定性，一般考虑在隔振器的上方加一个大质量的混凝土底座，以降低机器的重心，同时大面积底座均有益于机器的稳定性。此外，还可以在机器上加设侧壁缓冲器等稳定装置，或采用气体弹簧代替一般隔振器。一般说来要想好的隔振效果，必须使激发外力频率（f）与隔振系统的共振频率（f0）的比值大于倍，但在实际隔振设计中常选用2.5～5。虽然在理论上是f/f0比值越大越好，由于设计过低的f0不仅工艺困难，造价高，而且当f/f0＞5以后，对提高隔振效果也是缓慢的。3.2隔振与减振的措施利用隔振元件（隔振器）和挠性接头使振动发声的机械设备与基础等结构物隔离开。从隔振角度看，选择金属弹簧为好，但从隔固体声看宜采用橡胶隔振器或橡胶与金属弹簧结合的隔振器或橡胶减振垫。因为钢弹簧只能消除低频结构噪声而对隔除高频结构噪声几乎无效。隔绝固体声可采取以下几种措施。（1）尽量采用固有频率低的隔振器，一般应使固有频率低于所有具有显著噪声强度成分的那些噪声频率，当干扰成分均在可听频率范围以内时，安装使用隔声弹性元件容易收到效果。（2）选用声阻抗显著，不同的材料做隔振器。使声波通过不同介质，至少使通过两个不同介质介面，利用降低声能传递率来达到隔绝固体声的目的。（3）选用有足够厚度的弹性材料的隔振器，橡胶隔振器中的橡胶不宜小于25～30cm，以利于声能在橡胶中被充分的吸收起到衰减作用。此外，增加机械设备的质量也有利于降低机械振动力的传递，提高隔声效果。（4）选用刚度尽可能大的基础和基座。这样不仅增加了机械设备的质量，而且对隔振声都能起到好的效果。3.3管道隔振一般振动机械，特别是动力机械，当采用隔振技术后，则振动机械与外界的一切联接部件都必须采用软联接，以防止振动通过这些连接部分而传递出动，如果处理不好将会影响更远的地方，并在那里再次引起振动污染周围环境。管道隔声的方法是：首先，隔绝振动传递的来源，即在声源和管道之间加设软连接，以弹性联接代替刚性联接。对于泵房的管道主要采取橡胶补偿软联接，即在水泵的进出水口、穿墙处采用可曲挠单球或双球合成橡胶接头。第二，是降低管道表面的声辐射。通常采用的是管道包扎的方法，即在管道外包扎阻尼材料，多孔吸声材料外面再包以不透声的隔声材料组合成复合隔声结构，可以显著的降低管道噪声辐射。第三，由于管道安装的过程中必须以吊架、支架的形式与墙等固体连接，为了避免振动通过吊架传递到墙体，一般采用钢弹簧隔振器的形式。第四，管道穿墙处理一般管道与墙体是硬连接，管道振动的能量相当一部分传递给了建筑结构，所以要对管道与墙体进行脱开处理，阻止能量的传递。第五，管道阻尼隔声包扎管道振动噪声较高，振动的空气声也会对居民造成影响，所以要对管道进行综合的阻尼隔声包扎，一方面减小管道的振动，另一方面也可以起到隔绝空气声的作用。潜水泵的使用一、选购潜水泵时应留意其型号、流量和扬程。如选用的规格不恰当，将无法获得足够的出水量，不能发挥机组的效率。另外，还应搞清电机的旋转方向，某些类型的潜水泵正转和反转时皆可出水，但反转时出水量小、电流大，其反转会损坏电机绕组。为防止潜水泵在水下工作时漏电而引发触电事故，应装漏电保护开关。当二次供水泵房的噪声声源确定为水泵发出时，可以采用潜水泵来降低噪声。因为立式离心水泵最主要的噪声来源于电动机散热扇的空气动力性噪声，而由于潜水泵安装时必须加装套管，水泵的泵体和电机均在套管的水中运行，其散热是靠管中的水，而套管本身就是一个很好的隔音罩。潜水泵的安装空间要求不高，特别是采用叠压供水方式时可以采用立式安装的方式，那占用的空间就更加小了。如果潜水泵的噪声仍难以满足居民的需要，可以将潜水泵安装在水箱内，这样将大大提高对泵房噪声治理的把握。在水箱内安装潜水泵时，注意应有检修潜水泵而避免放水箱水的装置。潜水泵的潜水深度一般为0.5一3.0米，潜水泵在潜入水中时，应垂直吊起，不能横卧。3.5二次供水泵房位置的设置新建高层的二次供水泵房不应贴邻起居室或卧室，应设置在居住建筑之外或居住建筑的地下二层，当居住建筑首层为公建时，可设置在地下一层，而设置在高层建筑的中间设备层的泵房应综合多面因素，减少噪声扰民的情况。致谢时光荏苒，岁月如梭。这里有我熟悉的一切，有我热爱的一切。恍惚中，在美丽的南强校园中，度过了人生中最为宝贵的年华。凤凰涅磐需要经历烈火的煎熬和痛苦的考验。迈进象牙塔殿堂时的激动，仍时刻在内心回荡，不知不觉中完成了人生中最大的一次蜕变。蜕变需要经历过磨练，磨练可以让我们更为坚强，去勇敢面对生活中所遇到的困难与磨难。感谢班导洪城、谢飞老师。是你们悉心的指导、关心和鼓励下，才使得我养成科学严谨的治学态度，也让我学会了如何去解决所遇到的问题。感谢6-410、411、429宿舍所有同学。是你们在我遇到困难时无私的帮助；是你们在我无聊厌烦的时候给我带来快乐和希望。感谢09电气(2)班所有同学。是你们陪同我一起度过了大学生涯；在今后走进社会后，你们将是我最好的伙伴。感谢我的家人，让我有机会来到大学这个小社会学习与改造。我想告诉你们：我大学毕业了。最后感谢所有帮助、关心过我的人。•参考文献毋意，毋必，毋固，毋我。____《论语·子罕篇》君子有九思：视思明，听思聪，色思温，貌思