物理污染实践：噪声治理中岩棉空间吸声体的应用

查看全部 · 发表于 2021-4-25 17:17:08

岩棉空间吸声体是一种组合成型材料，形状为扁平的矩形板，其基本结构由包裹在外部的防火饰面布和包裹在内部的支撑骨架、岩棉毡两个部分组成。岩棉就是一种很好的吸声材料，具有质轻、不燃、防蛀、热导率低、耐温达300-400℃、耐腐蚀、化学稳定性强、吸声性能好等特点。

某公司有许多高噪声车间和动力站房，室内噪声严重超标。为改善工人的工作条件，从1995年开始，在水箱厂、车厢厂、总装厂、车桥厂、底盘零件厂等单位的空压站、制冷站广泛采用了岩棉空间吸声体作吸声材料，成功地治理了这些场所的室内噪声，取得了很好的效果。

一、高噪声站房室内噪声的产生及危害分析
制冷机、空压机在运行中，有主机的转子高速回转时产生的气流性噪声（亦即空气动力噪声）、电机噪声、节流阀噪声以及其他辅助设备噪声；配套水泵及电机噪声。

这些噪声在一个相对封闭的站房内，而站房内墙为反射性能很强的水泥墙面、顶棚和水泥地面。设备发出的噪声在这些物体表面多次反射的结果，使室内的噪声级提高了。

下面是某厂空压站站房内的实测噪声数据和实测频谱图。空压站的噪声危害主要集中在中高频上，因此对人的听觉和现场的作业环境有较大的影响。

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噪声可以引起耳聋。在强噪声下暴露一段时间后，会引起一定的听觉疲劳，听力变迟钝，经休息后可以恢复。但是如果长期在强噪声下工作，听觉疲劳就不能复原，内耳听觉器官发生病变，导致噪声性耳聋，也叫职业性听力损失。

噪声使人烦恼、精神不易集中，影响工作效率，妨碍休息和睡眠等。在强噪声下，还容易掩盖交谈和危险警报信号，分散人们注意力，发生工伤事故。在强噪声的影响下可能诱发一些疾病。已经发现，长期强噪声下工作的工人，除了耳聋外，还有头晕、头痛、神经衰弱、消化不良等症状，从而引发高血压和心血管病。更强的噪声刺激内耳腔前庭，使人头晕目眩、恶心、呕吐、还引起眼球振动，视觉模糊，呼吸、脉搏、血压等发生波动。

二、岩棉空间吸声体应用技术分析

2.1 岩棉空间吸声体应用原理

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。

岩棉空间吸声体是一种悬挂式的吸声结构，如图2所示。
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由于两面吸声作用，空间吸声体的系数往往大于1，尤其以中高频吸声效率提高更为显著，因此，常能以数量不多的空间吸声体达到通常整片满铺吸声材料的声学效果。当然，由于声学现象很复杂，因此空间吸声体的吸声系数并不是简单的单面吸声系数的二倍。

空间吸声体的制作和安装都很方便，特别适合于已建成而存在声学缺陷的建筑物，如厅堂音质混浊不清或工厂车间中噪声过高而又无法隔绝时。空间吸声体的重要作用之一是降低室内的混响噪声，室内安装空间吸声体后降噪量的计算公式是：

环保之家2.JPG

其中：
△L--降噪量 db(a)
a2—安装空间吸声体后室内吸声量 (m2)
a1--安装空间吸声体前室内吸声量 (m2)
上式中△L是降噪量（分贝），a1、a2分别是加空间吸声体前后的室内总吸声量（m2）。

2.2 岩棉空间吸声体设计原则

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，我们在多年的治理实践中反复摸索，并经过大量实验，筛选出平板型和竖板型两类标准组合方式。下面就这两种吸声体在设计和选用中应注意的几个问题谈谈体会：

① 吸声特性的选择

在噪声控制中，要对噪声突出的频带首先降低，因此，选择岩棉空间吸声体时首先要仔细考虑其各频带的吸声特性。

岩棉空间吸声体的特点是中高频吸声系很高的一般均在0.8左右，而低频声系数较低，一般在0.2左右。因此我们把提高岩棉空间吸声体低频吸声性能作为一个重点进行反复试验。最终试验发现，吊高在室内净高1/7至1/5时吸声体的中低频吸声性能比较好，符合宽频带吸声体的设计要求。

② 悬挂率

对于一定材料的空间吸声体，吸声材料面积与室内平面面积之比称为悬挂率。试验发现此值为40-50%就可以达到吸声材料满铺平顶的声学效果，工程设计中悬挂率最好在此范围内，若悬挂率超出此值很多，则失去了空间吸声体节约材料的优点。

③ 面层的使用

在不同场合，岩棉空间吸声体应采用不同的面层，实验表明：钢板网、铝板网、农用透气薄膜、玻璃纤维薄毡、装饰布等饰面都对岩棉板本身的吸声性能影响不大。但是，油漆，较厚的塑料薄膜、密实的装饰布都对吸声体的声性能有显著的影响，应避免采用。

需要指出的是，各种金属穿孔板的穿孔率大于10%时，基本上只起装饰作用，对吸声体的吸声性能影响不大；而小于10%时，就对吸声性能有影响，主要表现在使吸声体的高频吸声性能下降。因此，应当尽量避免使用低穿孔率面板。

下图是某厂空压站安装“平板型和竖板型”岩棉空间吸声体后的降噪效果。

表2：某厂空压站站房内安装岩棉空间吸声体后的降噪效果（倍频程）
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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89.0 db(a)。降噪量达到6.5 db(a)。

根据实验室中实验和其他单位工程实践，利用空间吸声体大致可使室内声级降低6-10分贝。从以上数据可以看出，我公司岩棉空间吸声体的实际使用效果，达到了这一预期指标。

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。

三、岩棉吸声体在我公司应用实例

岩棉空间吸声体在我公司的动力站房室内噪声治理上得到了广泛应用，实际使用效果显著，平均降噪量在6.0db（a）左右。大幅度改善了站房内的声学质量，改善了现场运行操作人员的工作环境。

3.1 泵业公司空压站站房内噪声治理

该站房由东西两个连在一起的站房组成，站房内涉及到噪声设备的面积分别为120平方米和180平方米，噪声高达95.5db（a），职工在站房内累计工作时间不超过2小时，职工反映强烈。

在治理实践中，考虑到该站房层高较低（6米），所以在顶部采用平板式岩棉空间吸声体，板后间隙0.8米。墙面采用竖板型岩棉空间吸声体，4.5度倾斜安装。其中顶部岩棉空间吸声体面积约为140平方米，顶部满铺率为46.0％；墙面倾斜安装岩棉空间吸声体总面积约80平方米，墙面满铺率不足30.0％。

实测的降噪量达到6.5 db（a），取得预计的效果，室内人体感观质量得到了大幅度改善，室内噪声达到了国家《工业企业设计卫生标准》（gbz　1－2002）中“工作地点噪声声级的卫生限值”，该标准规定累计工作时间不超过2小时的工作地点，噪声不得超过91 db（a）。

3.2 散热器公司空压站站房内噪声治理

该站房站房内涉及到噪声设备的面积分别为160平方米，噪声高达97.0db（a），职工反映强烈。职工在站房内累计工作时间不超过2小时。

在该站房顶部采用平板式岩棉空间吸声体，板后间隙0.8米。墙面采用竖板型岩棉空间吸声体，4.5度倾斜安装。其中顶部岩棉空间吸声体面积约为80平方米，顶部满铺率为50.0％；墙面倾斜安装岩棉空间吸声体总面积约50平方米，墙面满铺率不足25.0％。

实测的降噪量达到6.0db（a），取得预计的效果，室内人体感观质量得到了大幅度改善，室内噪声达到了国家《工业企业设计卫生标准》（gbz　1－2002）中“工作地点噪声声级的卫生限值”，该标准规定累计工作时间不超过2小时的工作地点，噪声不得超过91 db（a）。

四、结束语

岩棉吸声体经过几年来的研究和应用，已发展成一种多样化、系列化的高效吸声结构，特别是大面积、多声源、高噪声车间可以得到良好的降噪声效果，具有一定的实际意义。目前国外空间吸声体的应用已较为普遍，且已发展有定型悬挂式吸声板，随着我公司环保事业和噪声控制技术的不断发展，系列岩棉空间吸声体必将得到日益广泛应用。