新聞主題	柴油發電機房吸聲降噪量的計算

 

摘要：柴油發電機在運行過程中產生大量的噪音，對環境產生大量的噪聲污染，一般情況下運行噪聲可達100~110dB左右。但根據國家環保法規要求生產中白天噪聲不大于65dB，夜間不大于55dB，所以對柴油發電機房采取降噪措施是勢在必行的。康明斯公司根據發電機房降噪工程獨特設計，通過采用高效吸音材料，用先進生產工藝工業化生產的降噪消聲裝置，對進、排風通道和排氣系統進行了降噪處理，確保柴油發電機組在滿足通風條件，也即不降低輸出功率的前提下，完全滿足了國家標準對環境噪聲的要求。

 

一、吸聲降噪公式

 

      由于吸聲技術對從柴油發電機組的聲源來的直達聲不起作用，它僅僅減弱反射聲強度，也就是可降低機房由反射聲形成的混響聲場的強度。因此在采取吸聲措施時，首先要估算吸聲降噪量，以確定柴發機房降噪措施的合理性。

1、適用吸聲降噪的場合

① 未經任何吸聲處理的柴發機房。

② 以混響聲為主的區域，如離噪聲大的機器較遠處。若在以直達聲為主的區域，吸聲降噪無效。

③ 在噪聲源多且分散的機房。當對每一噪聲源都采取噪聲控制措施（如隔聲罩等）有困難時，可以將吸聲措施和隔聲屏配合使用，會收到良好的降噪效果。

2、降噪量計算公式

      降低反射聲的聲能，如忽略直達聲的影響，吸聲量增加一倍，噪聲降低3dB。計算公式如下：　　

ΔL=101g（A₂/A₁）=101g（T₁/T₂）=101g（T₁﹒A₂/0.16V）

其中，ΔL——為降噪量；

A₁——加入吸聲材料前機房吸聲量；

T₁——加入吸聲材料前機房混響時間；

A₂——加入吸聲材料后機房吸聲量；

T₂——加入吸聲材料后機房混響時間

V——為機房體積。　　

      如果機房未做吸聲處理，反射較嚴重，吸聲量少，混響時間長，那么吸聲降噪的效果比較好。如果機房已經有大量的吸聲，混響時間短，那么吸聲效果比較差。　　

舉例：1機房體積V=400立方，混響時間為6s，加入100平方的吸聲系數0.9吸聲吊頂，那么降噪量為多少呢？

      根據降噪公式：ΔL=10lg[8×90÷（0.161×400）]=9.2dB。　　

3、隔聲墻隔聲量計算

 

      單層240mm厚磚墻（面密度457kg/㎡），則TL=16lgm+8=16lg457+8=51（dB）。

      平均隔聲量TL=10lg∑Si/[∑Si×10-0.1TLi]=50（dB），則隔聲量=40+50=90dB>53dB。

 

二、機房聲源對降噪效果的影響

 

      柴油發電機組運行時，通常會產生95-110dB（A）的噪聲，如果沒有采取必要的降噪措施，機組運行的噪聲，將對周圍環境造成嚴重損害。為了保護和改善環境質量，必須對噪聲進行控制。國家標準GB12348-90和GB12349-90對環境噪聲的要求是：二類標準（適用于居住、商業、工業混雜區及商業中心區）晝間60dB（A）、夜間50dB（A）;三類標準（適用于工業區）晝間65dB（A）、夜間55dB（A）。通常按晝間60dB（A）的標準進行低噪聲工程設計。

      假如柴油發電機房分布多個聲源，機房各處的直達聲能很強，吸聲效果就比較差，往往只能降低3-4個分貝。盡管低量有限，但減少了混響聲，機房工作人員的主觀上消除了噪聲來自多方的混亂感，反映較好。吸聲處理對于聲源距離近的位置效果差，相對對于聲源距離遠的位置效果好，對傳到室外的噪聲降低效果也很明顯，其降噪效果圖如圖1、圖2所示。　　

      經驗表明，在室內反射聲場中利用合理設計的吸聲裝置，最高降噪量可達8～10分貝；在個別頻段可能達到 12分貝左右。在噪聲級降低10分貝時，可使人們感到噪 聲的響度降低一半。特別是在高頻噪聲的情況下，噪聲刺耳的感覺大為減輕。為了降低靠近噪聲源處的聲壓級，可以在噪聲源的附近懸掛空間吸聲體，或采取其他吸聲降噪措施。

      如果機房容積很大，人們的活動區域靠近聲源，直達聲占主導地位，此時吸聲效果差。容積較小的機房，聲音在天花和墻壁上反射多次后與直達聲混合，反射聲多，此時吸聲處理效果就明顯。經驗表明，3000立方以下的機房吸聲降噪效果好，更大的機房，吸聲效果不理想。不過若機房體型瘦長，頂低，機房長度大于高寬的5倍以上，由于聲音的反射類似與管道中爬行，吸聲處理的降噪效果也很好。在室內頂棚高度大于6米和室內容積超過3000米的情況下， 利用吸聲飾面降噪，收效不大，應適當考慮使用空間吸聲體。

 

柴油發電機組降噪機房側視圖

圖2   柴油發電機房降噪完成效果圖

 

三、消音降噪的措施和主要材料

 

      應針對聲源的頻譜特性選擇吸音材料，吸音材料的頻譜應與噪音源的頻譜特性相匹配。高頻噪聲大，用高頻吸音多的吸聲材料，低頻噪聲大，用低頻吸聲多的材料。如果使用穿孔共掁吸音材料，最好使用吸聲頻率值與噪聲頻率最大值相對應，若噪聲在中高頻存在峰值，這樣處理的降噪效果就非常顯著。　　

1、機房降噪的吸聲部分

      發電機房一般為四周240mm厚的磚墻、水泥樓板平頂，為降低機房內的噪聲，在機房內部墻壁四周與房頂的內壁均需進行吸聲處理（降噪措施如圖3所示），具體如下：

（1）墻壁四周：

      采用U型龍骨架、吸聲棉、玻璃布、穿孔吸聲板（厚度不小于0.6mm）等在墻壁四周覆蓋一層100--120mm的吸音墻體。

（2）房頂的內壁：

      采用U型龍骨架、吸聲棉、玻璃布、穿孔吸聲鋁板（厚度不小于0.6mm）等在房頂下吊一層120--150mm的吸音層，這樣一來可以降低機房內噪聲10-15dBA。

2、機房的隔聲部分

（1）隔音門：

      為防止機房內的噪聲外傳，必須對機房的門進行密封處理，以用來吸聲和隔聲，一般單層門的平均降噪聲量為TL=15-20dBA，雙層門的平均降噪聲量為TL=25-35dBA、特殊雙層門的平均降噪聲量可達到TL=35-45dBA，根據柴油發電機組的噪聲特點專門設計、制造和安裝特殊的隔聲門，而且門與門框之間進行密封處理。

（2）發電機組的減震：

      發電機組底架與地面基礎之間不采用傳統的地腳螺釘鋼性連接，而采用高性能柴油發電機組專用橡膠彈簧減震器，可減低噪聲5-10dBA，其減震措施如圖4所示。

（3）機房內部通風：

      機房的通風好壞是機房消音降噪工程成功的關鍵，也是柴油發電機組能否正常工作的前提條件。在滿足降噪效果的同時，必須考慮柴油發電機組對機房的通風要求，由于柴油發電機組運行時需要大量的新鮮空氣，必須設計能滿足要求的機房排風與排風道，大量的噪聲也是從進風道和排風道散播到機房外。設計合理的進風道與排風道是降低噪聲的重要環節，柴油發電機組的進風與排風道均采用折磚風道，特制一進風消音器和排風消聲器，內腔均裝置吸音材料和穿孔吸音板，同時為保證機組能正常長時間按額定功率運行，機組的進、排風口必須按機組使用要求預留足夠的排風面積，機組的排風管道加裝低噪聲軸流風機，以保證機房有足夠的通風量，通過以上手段預計降低噪為25-30dBA。

 

圖3    柴油發電機房墻面吸聲措施的制作方法

圖4    柴油發電機房混凝土基礎平臺示例

 

總結：

      總之，柴油發電機的噪聲計算公式是對其噪聲特性進行評估和控制的重要工具。通過計算公式的應用，可以科學地評估柴油發電機的噪聲水平，為噪聲控制提供理論支持和技術指導。同時，結合現場測試和監測，可以全面地了解柴油機的噪聲特性，為噪聲控制提供可靠的數據支持。希望本文能夠對柴油發電機的噪聲計算和控制提供一定的參考和幫助。

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