淺析柴油發(fā)電機(jī)房降噪工程

叢旭

摘要：近年來(lái)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，許多地域的超大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房規(guī)劃建設(shè)規(guī)模甚至達(dá)到數(shù)十萬(wàn)平方米。而柴油發(fā)電機(jī)房作為數(shù)據(jù)中心機(jī)房的后備電源在數(shù)據(jù)中心機(jī)房的建設(shè)中尤為重要，但是柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲如果不采取必要的降噪措施，將對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的噪聲污染。柴油發(fā)電機(jī)組屬高噪聲動(dòng)力設(shè)備，其噪聲源主要有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械振動(dòng)噪聲和燃燒爆炸產(chǎn)生的噪聲兩部分組成。因此，圍繞著這兩部分內(nèi)容進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)房的降噪設(shè)計(jì)和施工是保證機(jī)房噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī)組? ?噪聲? ?機(jī)房降噪

1、前言

柴油發(fā)電機(jī)組屬高噪聲動(dòng)力設(shè)備，其噪聲源主要由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械振動(dòng)噪聲和燃燒爆炸產(chǎn)生的噪聲兩部分組成。機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲95-110dB（A）之間，如果不采取必要的降噪措施，將對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的噪聲污染。

為防止機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，某機(jī)房工程設(shè)計(jì)、施工中機(jī)房降噪方法采用機(jī)房全封閉式運(yùn)行，在不影響機(jī)組正常運(yùn)行的情況下，根據(jù)機(jī)房的結(jié)構(gòu)，由機(jī)房進(jìn)排風(fēng)通道及機(jī)組水箱自帶的排風(fēng)風(fēng)扇構(gòu)成一套循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)，機(jī)房進(jìn)排風(fēng)風(fēng)道加裝進(jìn)排風(fēng)消聲箱，機(jī)房四圍墻壁敷設(shè) 50-100mm 厚度之吸聲面層（由穿孔鋁扣板+吸音巖棉），頂部采用后留空腔500-2000mm的吸聲吊頂降噪體，排氣噪音設(shè)計(jì)有阻性、抗性復(fù)合消音器，加裝彈簧減震器減震等，以滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》GB12348-2008中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

2、專項(xiàng)方案概述

2.1噪音源描述：

噪聲源主要來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械振動(dòng)和燃燒爆炸產(chǎn)生噪聲，發(fā)電機(jī)組滿載噪聲107dB（A）（1米處測(cè)試）、噪音頻率800～1100HZ。

2.2隔聲降噪設(shè)計(jì)

（1）墻體及頂部降噪

為減少室內(nèi)混響及噪聲對(duì)室外的影響，機(jī)房?jī)?nèi)墻面進(jìn)行鋁合金孔板吸聲裝飾，即架設(shè)雙層100×40型輕鋼龍骨，靠近內(nèi)墻一側(cè)龍骨內(nèi)充50mm厚巖棉，靠近外層飾面一側(cè)龍骨鋪貼0.8mm厚微孔鋁扣板，起到隔聲、吸聲、美觀的三重效果。

如圖所示：

（2）消音門：

為了防止機(jī)房噪聲外溢，機(jī)房進(jìn)出門安裝具有隔聲和吸聲的功能的鋼板重質(zhì)隔聲門，門體為雙層鋼板復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)填優(yōu)質(zhì)吸聲材料，門體與門框是錐形封合并鋪設(shè)富彈性的皮革利于封合緊帖，隔聲量達(dá)到40dB（A）以上。隔聲門兼有防火功能。

（3）機(jī)組進(jìn)、排風(fēng)降噪

在進(jìn)排風(fēng)消音間內(nèi)安裝片式消聲器， 延片寬方向依次為鍍鋅沖壓型鋼板邊框（厚1mm）;鍍鋅孔板（厚0.6mm）;玻璃纖維布;巖棉（密度60kg/m3）;玻璃纖維布;鍍鋅孔板（厚0.6mm）;沖壓型鋼板邊框（厚1mm）。

如圖所示：

（4）機(jī)組減震系統(tǒng)

柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。該振動(dòng)傳給支撐結(jié)構(gòu)（基層或樓板），并以彈性波的形式從運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)傳遞到其它部位，再以噪聲的形式出現(xiàn)，稱為固體噪聲，振動(dòng)噪聲會(huì)影響人的身體健康，工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，也會(huì)影響到周邊環(huán)境，危及建筑物的安全。

所有柴油發(fā)電機(jī)組安裝在混凝土基礎(chǔ)臺(tái)上并配備 25–32 毫米變形量彈簧減震器上，達(dá)到90%以上的減振要求。彈簧減震器特性如下：

1）彈簧采用低自然頻率值設(shè)計(jì)，并經(jīng)ED及烤漆處理;本體材質(zhì)為碳鋼，表面采用達(dá)克銹處理，耐候性佳，防震效率高。

2）彈簧防銹能力通過(guò)ASTM B-117 及CNS 8886 鹽霧試驗(yàn)測(cè)試。

3）底部防滑及反制螺栓設(shè)計(jì)，安全性高。

4）安裝簡(jiǎn)單并可依實(shí)際需要調(diào)整高度及水平。

5）能消除機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)，并保護(hù)及延長(zhǎng)機(jī)械壽命。

6）荷重?fù)隙?5mm、40mm、50mm、75mm。

7）彈簧直徑大于下壓至額定撓度之高度的0.8 倍，其彈簧壓實(shí)時(shí)之下壓量大于額定撓度之50%

2.3隔聲降噪計(jì)算

（1）墻體及頂部隔聲計(jì)算：

物理質(zhì)量定律：?jiǎn)螌訅Φ母袈暳颗c其單位面積的質(zhì)量的對(duì)數(shù)成正比;聲波的頻率越高，隔聲量越高。無(wú)規(guī)入射時(shí)公式：R⊥=20* lgmf-43

考慮邊界、剛度和阻尼等因素，實(shí)際隔聲量的經(jīng)驗(yàn)公式：R=14.5lgmf-26

式中：m單位墻體的平均質(zhì)量：40單位kg/m2

f噪聲頻率（根據(jù)A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)和發(fā)電機(jī)組頻譜分析，取值為1000HZ）

墻體的隔聲量計(jì)算如下：R=14.5*lg （40*1000）-26≈14.5*4.6-26≈40.7dB（A）

即：墻體及頂部進(jìn)行隔聲處理后，能降低噪音40dB（A）。

（2）機(jī)組進(jìn)、排風(fēng)噪音計(jì)算：

進(jìn)、排風(fēng)通道中消聲箱的消音量與吸音板的吸音系數(shù)、消音片長(zhǎng)度、消音片的間距有關(guān)，消聲量△L按以下公式計(jì)算：△L=2.18φ（ao）* L/b

式中：b—消聲箱中消聲片的片間距，即片間通道寬度，m。L—消聲箱中消聲片的有效長(zhǎng)度，m。φ（ao）——吸聲材料的消聲系數(shù)。

消聲箱中消聲片的間距為100mm，即式中：b=0.1m;消聲片的有效長(zhǎng)度為2000mm，即式中：L=2m。消聲量計(jì)算如下：△L=2.18φ（ao）* L/b→△L=2.18*1.2*2/0.1≈52.3 dB（A）

即：經(jīng)過(guò)進(jìn)風(fēng)消聲箱和排風(fēng)消聲箱后，能降低噪音52.3 dB（A）。

綜上所述，柴發(fā)機(jī)房外噪音值為：

墻面、吊頂、門消音：107dB（A）-40dB（A）=67dB（A）;進(jìn)排風(fēng)消音：107dB（A）-52.3dB（A）=54.7dB（A）

取噪音值大的67dB（A）計(jì)算機(jī)房外至廠界外1米處噪聲。

（3）機(jī)房外至廠界外1米處噪聲距離公式

通過(guò)資料查閱噪聲計(jì)算公式為：L=L-20lg（r/r0）+3，其中：L—為距噪聲源r米處的噪聲值（dB（A）），L0—為機(jī)器原噪聲。

r—為距噪聲源的距離（m），r0—為噪聲源的距離。在此取1米，機(jī)房外與廠界外1米距離為11.7米+1米=12.7米計(jì)算，即r=12.7m

解：上述公式得到L=L0-20lg（r/r0）+3;L=67-20lg（12.7/1）+3;L=67-20*1.1+3;L=48dB（A）

2.4結(jié)論

根據(jù)《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)GB12348-2008（發(fā)布稿）》測(cè)點(diǎn)位置規(guī)定：一般情況下，測(cè)點(diǎn)選在工業(yè)企業(yè)廠界外1m，高度1.2m以上，距任一反射面距離不小于1m的位置，滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》GB12348-2008中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)（即晝間60dB，夜間50dB）。

參考文獻(xiàn)

1.1 《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008）

1.2 《噪聲與振動(dòng)控制工程手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社;

1.3 《建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑物理研究所;

1.4 《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50087-2013;

1.5 《環(huán)境工程手冊(cè)環(huán)境噪聲控制卷》高等教育出版社;

1.6 《噪聲控制學(xué)》科學(xué)出版社;

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