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噪聲治理

車間噪聲治理

車間噪聲超標是一個普遍性的問題,關系到生產線員工職業的健康。工人長期處在一個高噪聲的環境中,將會導致聽力不可逆受損,心律紊亂、失眠、頭暈等現象;低頻噪聲還容易誘發孕婦流產。本篇將展開對車間噪聲治理進行論述,從國家規范、噪聲源特性、降噪方法、企業主關心的成本問題、降噪措施對設備的生產運行維護影響、噪聲治理的常規步驟等逐一展開。


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 國家規范


中華人民共和國國家標準GBZ1-2010《工業企業設計衛生標準》

對噪聲與振動的限值要求如下:

非噪聲工作地點:

噪聲車間觀察室(值班室):不超過75分貝

非噪聲車間辦公室、會議室:不超過60分貝

主控室、精密加工室:不超過70分貝

噪聲工作地點職業接觸噪聲限值:

5d/w,=8h/d  非穩態噪聲計算8小時等效聲級:不超過85分貝

5d/w,≠8h/d  計算8小時等效聲級:不超過85分貝

≠5d/w  計算40小時等效聲級:不超過85分貝

工作場所脈沖噪聲職業接觸限值:


工作日接觸脈沖次數  n次

聲壓級峰值  dB(A)

n≤100

140

100<n≤1000

130

1000<n≤10000

120


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 噪聲源性質分析

 

生產型企業車間內的噪聲全部來源于生產設備或者輔助設備。每家企業的情況都不相同,但是噪聲的發生機理都是相同的。噪聲源在車間內的傳播特點,會在墻壁上、頂面、地面、以及室內的障礙物表面上多次反射疊加,所以,車間內的噪聲實際上是設備本體發出的直達噪聲加上反射疊加噪聲,車間內表面材料越光滑,反射噪聲越大。電子企業潔凈室車間內的設備其實噪聲并不大,但是測量出來的數據往往比較高,主要原因是車間的六個表面都是非常光滑的反射面,導致車間內的噪聲數值整體比較高。

噪聲產生的機理有機械噪聲、空氣動力噪聲和電磁噪聲等幾大類。

機械噪聲:是設備在運行時由機械部件產生的摩擦、振動、撞擊產生的噪聲;

空氣動力噪聲:是氣流產生的頻率混雜、毫無規則、振幅不均勻的噪聲;1952年,萊特希爾(Lighthill)在英國皇家學會會刊上發表了一篇研究流體發聲機理的論文,標志著氣動聲學誕生。在氣動噪聲中,主要有三個階次的噪聲源,即單極子,偶極子,四極子。

電磁噪聲:電磁噪聲源于電磁振動,而電磁振動則由電機氣隙磁場作用域電機鐵芯產生的激振力所激發,氣隙磁場中高次諧波相互作用產生周期性的電磁力,導致定子鐵心周期性徑向變化從而產生電磁噪聲。


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 噪聲治理的方法

 

噪聲治理的方法有很多,但可以分為幾類:吸聲、隔聲、減振、阻尼、有源降噪等

降噪原理:噪聲聲波通過介質或入射到介質分界面上時聲能減少的過程。當噪聲在空氣中傳播時,由于空氣質點振動產生的摩擦作用,將聲能轉化為熱能從而導致聲音逐漸衰減的現象,叫做空氣吸收。當介質表面為材料時,材料的吸聲是由于粘滯性、熱傳導和分子吸收從而將聲能轉化為熱能消耗掉。

吸聲:通常用于解決噪聲的反射混響聲能,也比較適合用于生產線的降噪,吸聲性能取決于材料的吸聲系數。吸聲材料大部分是多孔材料,只要設置合理,在全頻段范圍的吸聲系數比較良好。但一些薄板材料比如薄木板、鐵板同樣能起到吸收低頻的作用,通常在劇場、錄音棚里會采用薄板共振的方式吸收低頻。有些生產線設備比較復雜,首位相連比較長,不太容易采用隔聲罩的方式降噪,通常會采用在頂面安裝空間吸聲體,墻上安裝吸聲材料的方式來降噪,一般情況能降低5~8分貝,比較好的狀態是能降低7~10分貝。取決于生產線噪聲源設備的頻率特性、車間體積、車間內表面材料的光滑程度、吸聲體的吸聲系數等因素。通常情況下,上產線噪聲源的分布都是無規則的,噪聲特性也比較復雜多樣,聲功率大小不一、各種反射面、障礙物的分布也無規律可循,因此聲學工程師如果采用常規的公式計算降噪量,很難準把握最終的降噪效果,如果借助于軟件進行仿真模擬會比較準確,降低降噪失敗的風險,為客戶節約投資成本。

隔聲:通常用于噪聲的傳播路徑上降低噪聲聲能,隔聲性能取決于材料的質量密度。但并不是簡單的材料堆砌就能起到好的降噪效果,比如厚度相同發兩塊鋼板并起來,隔聲量僅提高6分貝;因此聲學工程師的使命之一是研究使用不同組合的輕質材料,使得隔聲量大幅提升。

生產線上有些設備噪聲比較大,采用吸聲的方式很難將噪聲降下來,此時盡可能的采用隔聲罩的方式,可以取得比較大的隔聲量。但前提是不能影響設備的生產、散熱、維修空間等等。

需要注意的是,噪聲有比較強的掩蔽效應,高噪聲會掩蓋低噪聲,所以有些客戶或者缺乏經驗的聲學工程師會被這種特性蒙蔽,只把注意力放在噪聲比較大的設備上,殊不知,當把噪聲數值最高的設備降下來后,那些數值相對低的聲源將會暴露出來。因此,在生產線場勘察噪聲源,需要工程經驗比較豐富的工程師才能準確判斷。其實這如同有經驗和無經驗的醫生在診斷病人一樣,準確率是有差距的。

減振:通常用于降低噪聲源由于振動而引發的噪聲傳遞。通常金屬彈簧對中低頻有比較良好的減振效果,橡膠減振墊對高頻有比較好的減振效果。所以二者通常結合一起使用,從而有效降低全頻段的噪聲振動。

阻尼:通常用于噪聲源表面振動而激發的振動輻射噪聲,安裝阻尼材料將有效抑制振動的幅度,從而將降低噪聲聲能。

有源降噪:有源降噪的原理是采集噪聲源的聲頻信號,通過中央處理器運算激發信號發聲器產生一列振幅相同相位相反的聲波,與噪聲源的聲波相互抵消從而達到降噪的目的。這項技術有廣闊的應用前景,但目前的技術只能在低頻部分有比較好的效果,在中高頻效果比較差,而且對空間環境的要求有一些局限性。有源降噪耳機有比較好的降噪效果,但在開放的空間復雜的噪聲源的場景,效果有限。

消聲器:通常用于風機管道降噪,當氣流通過消聲器時,聲波與消聲器內表面材質接觸,引發多孔材料內的空氣質點振動,從而將聲能轉化為熱能消耗掉。消聲器分為阻性消聲器、抗性消聲器,阻抗復合式消聲器等。用途較廣的時阻性消聲器,其降噪性能與風速、消聲器截面積、長度、填充吸聲棉的吸聲系數等因素有關。

聲屏障:城市高架橋或者高速公路、鐵路兩側經常使用聲屏障用于降噪。但聲屏障僅在聲影區有降噪效果,一般不會超過20分貝。在生產線降噪中,也會用于對大空間的分割,將噪聲區和非噪聲區分開。與隔聲罩、隔聲室相比,降噪量小得多,但優點在于不影響設備的散熱檢修,成本也相對較小。


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 生產線噪聲治理的措施對生產的影響

 

通常在生產線噪聲治理中,除了要將噪聲源降低到合規范圍之內,還必須考慮降噪措施不能影響設備的生產、維護檢修

降噪設計中必須考慮的問題

等級

降噪達到國家標準

★★★

不能影響設備運行

★★★

不能影響將來設備維修

★★

降噪裝置可拆卸

設備通風散熱

★★★

照明采光

防火材料

★★★

防腐、防雨

★★

供水供電

★★★

結構安全

★★★

壽  命

★★

成  本

★★★

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▋ 聲學計算

 

噪聲治理設計中,除了仔細勘察現場噪聲源情況外,接著必須進行嚴謹的聲學計算

如同醫生診斷病情一樣,我們有如下工具能精確的計算、模擬降噪的效果


聲學仿真-噪聲控制前后在平面及垂直方向的分布


            

聲學仿真-聲波在15毫秒之內的傳播路徑


聲屏障降噪計算


消聲器降噪計算


減振降噪計算


噪聲衰減計算


風機理論噪聲計算


散熱降溫計算


         

結構受力計算


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 服務流程

 

以下為我司的服務流程:

1、接到客戶咨詢,3分鐘內響應并協調勘查現場時間;

2、至少兩名實戰經驗豐富的聲學工程師到現場勘查測量、了解溝通客戶需求;

3、公司技術部門專題討論降噪、技術服務的框架思路

4、聲學工程師進行聲學計算、材料選型

5、聲學工程師進行建模

6、聲學工程師制定解決方案PPT

7、公司技術部門第一次組織內審:計算的嚴謹性、準確性;方案的合理性

8、聲學工程師開始統計工程量并制定報價單

9、公司技術部門和成本部門組織第二次內審

10、方案、報價提交客戶(方案報價最快1天完成,最慢不超過一周)

11、客戶討論溝通降噪方案

12、結合客戶的建議進行方案的優化和工程量報價的調整

13、設計部和成本部進行內審

14、第11項至第13項循環,直至客戶對方案的認可

15、與客戶簽訂商務合同

16、聲學工程師進行圖紙深化(平面、立面、剖面、節點大樣圖若干)

17、聲學工程師制定技術交底文件(圖紙、材料、工藝工法、關鍵技術控制點、關鍵部件生產、采購控制點、關鍵技術驗收節點等;7大類132分項內容)

18、技術部門、生產部門對技術交底文件進行組織會審

19、聲學工程師對會審意見進行優化、整理

20、生產部門著手安排生產、組裝、調試

21、實行項目經理責任制,每天早晨、晚上進行遠程電話會議,梳理項目安全、質量、進度、技術問題

22、與客戶建立暢通的溝通協調機制

23、技術部門在關鍵技術控制點、關鍵技術驗收節點到現場進行監督、評定、驗收

24、項目驗收、出具完整竣工報告文件

 

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▋ 我們提交的降噪設計方案內容

 

國家相關規范、適用標準;聲學設計目標;聲學技術方案說明;聲學計算;受力計算(適用于有結構安全的項目);通風散熱計算(適用于有散熱需求的項目);方案可視化三維模型;二維CAD圖紙;工程量明細及報價單;公司介紹;相關案例介紹等


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▋ 我們的項目管理規范





       













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