物理性污染控制课程设计(12.27)

2012级物理性污染控制课程设计说明书 某空压机房降噪设计 院 、 部： 安全与环境工程学院  学生姓名： 王佳丽 吴玉兰 向琳霞 杨 珍  周泽宇    指导教师： 彭丽婧    职称  讲师 专    业：  环境工程          班    级：    环境1202        完成时间：    2015年12月      目  录 1  前言    1 2  课程设计任务    2 2.2  设计目的    2 2.3  设计资料    2 2.4  吸声降噪的设计原则    2 3  设计说明、计算    4 3.1  房间面积、体积计算    4 3.1.1  面积计算    4 3.1.2  体积计算    4 3.1.3  吸声系数    4 3.1.4  降噪量计算    5 3.2  吸声材料的选择及计算    6 3.3  验算    8 4  结论    10 参考文献    11 致  谢    12 附  录    13 1  前言 在房间中，声波传播中受到壁面的多次反射会形成混响声，混响声的强弱与房间的壁面对声音的反射性能密切相关。壁面材料的吸声系数越小，对声音的反射能力越大，混响声相应越强，噪声源产生的噪声级就提高得越多。一般的工厂车间，壁面往往是坚硬的，对声音的反射能力很强，如混凝土壁面、抹灰的砖墙、背面贴实的硬木板等。由于混响作用，噪声源在车间内所产生的噪声级比在露天广场所产生的要提高10dB。 为降低混响声，通常用吸声材料装饰在房间避免上，或在房间中挂一些空间吸声体。当从噪声源发出的噪声碰到这些材料时，被吸收掉一部分，从而使总噪声级降低。目前，一般建筑和工业建筑中，广泛应用这种吸声处理方法。需要强调的是，在车间作吸声处理只能减弱从吸声面或吸声体上的反射声，即只能降低车间内的混响声，对于直达声却没有什么效果。因此，吸声处理只有当混响声占主导地位时才明显有效果，而当直达声占主要地位时，吸声处理就没有多大作用。如果在直达声影响较大的噪声源近旁，吸声处理的减弱效果就不如远离噪声源的地方[1]。 2  课程设计任务书 2.1  设计目的 1）巩固所学专业理论知识，强化实践技能训练； 2）熟悉基础资料的收集方法及设计可行性论证； 3）初步掌握噪声污染控制设计的内容、程序和基本方法； 4）运用专业理论知识，解决噪声污染控制工程实际问题。 2.2  设计资料 某工厂空压机房设有2台空压机，距噪声源2m，测得的各频带声压级如下表所示： 表1  某空压机房测得各频率带声压级 倍频程（Hz） 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 倍频带声压级 (dB) 96 99 93 91 95 94 89 85                   现欲选用NR85评价曲线，请选择吸声材料(结构)的品种和规格，以及材料(结构)的使用面积。 该空压机厂房房间尺寸：9m（长）×6m（宽）×4m（高）， 内表面为混凝土面。噪声源位于地面中央。 假设四窗一门，窗户尺寸为：高×宽=1.6m×1.6m，门尺寸为：高×宽=2.8m×1.6m，室内没有通风孔。试选择合适的吸声材料（结构）对车间噪声进行设计控制，以达到降低空压机房噪声的效果。 2.3  吸声降噪的设计原则 1）先对声源进行隔声、消声等处理，如改进设备、加隔声罩、消声器或建隔声墙、隔声间等。 2）当房间内平均吸声系数很小时，采取吸声处理才能达到预期效果。单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高，宜对天花板、墙面同时作吸声处理；车间面积较大，宜采用空间吸声体、平顶吸声处理；声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，同时设置隔声屏障；噪声源较多且较分散的生产车间宜作吸声处理。 3）在靠近声源直达声占支配地位的场所，采取吸声处理，不能达到理想的降噪效果。 4）通常吸声处理只能取得4～12dB的降噪效果。 5）若噪声高频成分很强，可选用多孔吸声材料；若中、低频成分很强，可选用薄板共振吸声结构或穿孔板共振吸声结构；若噪声中各个频率成分都很强，可选用复合穿孔板或微穿孔板吸声结构。通常要把几种方法结合，才能达到最好的吸声效果。 6）选择吸声材料或结构，必须考虑防火、防潮、防腐蚀、防尘等工艺要求。 7）选择吸声处理方式，必须兼顾通风、采光、照明及装修、、安装的方便因素，还要考虑省工、省料等经济因素[2]。 3  设计说明、计算 3.1  基础计算 3.1.1  面积计算 (1) (2) (3) 窗户和门的面积分别为： (4) (5) 除去门窗后的内表面积: (6) 3.1.2  体积计算 V=9×6×4=216m3                              (7) 3.1.3  吸声系数 房间内表面为混凝土面，查表可知混凝土的吸声系数如下表[3]: 表2  混凝土吸声系数 频率f(Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 吸声系数α0 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02               由上表可求得：室内平均吸声系数： （8） 通过查表[3]可知玻璃窗户吸声系数为0.03，木质门的吸声系数为0.1. 各个频率对应的平均吸声系数计算如下[4]： (9) 125Hz: 250Hz: 500Hz:  1000Hz:  2000Hz:  4000Hz:  8000Hz:  3.1.4  声压级计算 1)由已知得房间不同频率下测量的声压级Lp。 2）由参考书上的NR曲线(见附图一)可得对应的NR数[5]，从而可得房间允许的声压级值。 3)由①-②可得不同频率下的ΔLp。 4)由ΔLp、 ，代入公式可得处理后不同频率下的平均吸声系数 。 (10) 125Hz : 250Hz: 500Hz: 1000Hz: 2000Hz: 4000Hz: 8000Hz: 以上计算得到的数据如表3所示: 表3  不同频率下的平均吸声系数 序号 项目 各倍频带中心频率下的参数 说明     125 （Hz） 250 （Hz） 500 （Hz） 1000 （Hz） 2000 （Hz） 4000 （Hz） 8000 （Hz）   监测值 99 93 91 95 94 89 85 监测值 允许值 96 91 88 85 83 81 80 设计目标 减噪量 3 2 3 10 11 8 5 - 处理前 0.013 0.013 0.022 0.022 0.022 0.022 0.022 计算可知 处理后 0.026 0.021 0.026 0.22 0.277 0.139 0.070 计算可知                     各倍频带中心频率为125Hz到4000Hz的平均吸声系数为： 其临界半径为： (11) 式中：Q----指向性因数； R----房间常数； S----房间内表面积； 其临界半径均小于2m,所以该空压机房内的声场为混响声场。 3.2  吸声材料的选择及计算 该房间的中、高频（1000Hz,2000Hz,4000Hz）成分很强，所以可选用多孔吸声材料，选用超细玻璃棉，密度为20Kg/m3,吸声板厚度为50mm，护面层采用穿孔板（石膏）。穿孔板具有优良的机械性，作为护面层，它主要用在吸声材料层需要保持一定形状并承受应力、耐蚀性的各种场合，作为护面层，其穿孔率一般大于20%，本设计取30%，孔径为10mm，孔间距为80mm，护面层板厚为13mm。20kg/m3超细玻璃棉的吸声系数如表4[6]： 表4  超细玻璃棉吸声材料吸声系数 频率（Hz） 125 250 500 1000 2000 4000 各频率下的吸声系数 0.15 0.36 0.85 0.91 0.87 0.96               设：需安装材料面积为S材，则           (12) 当f=125Hz时: 当f=250Hz时: 当f=500Hz时： 当f=1000Hz时： 当f=2000Hz时： 当f=4000Hz时： 所以S材≥64m2。 因为除去门窗房间的内表面积为198.56m2, 所以可在房间的天花板以及墙面的一部分安装穿孔板为护层，内填超细玻璃棉吸声材料，从而达到降噪吸声的效果。 3.3  验算 当S材=64 m2时，反算此时各频率下的平均吸声系数： （13） 1　当f=125HZ时， 验算：                                       （14） 2　当f=250HZ时， 验算：                                         3　当f=500HZ时： 验算： 4　当f=1000HZ时： 验算： 5　当f=2000HZ时： 验算： 6　当f=4000HZ时： 验算： 4  结论 综上可知，以上设计满足设计原则和要求，经过验算，此吸声降噪设计方案成立。即可在房间内安装穿孔板为护面层，内填超细玻璃棉（20kg/m3）的吸声材料。材料面积为64m2，护面层的厚度为13mm，穿孔率为30%，孔径为10mm內填超细玻璃棉厚度为50mm。