通過頻譜分析了解冷卻塔噪聲污染特性

1、通過頻譜分析了解冷卻塔噪聲污染特性在對冷卻塔噪聲污染的個(gè)案調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)很多冷卻塔的案例在噪聲污染得到治理后，噪聲排放符合相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，在受影響者的室內(nèi)所得到的監(jiān)測結(jié)果也符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，但受影響者仍受到噪聲污染困擾。這說明目前的冷卻塔噪聲的評(píng)價(jià)指標(biāo)不能準(zhǔn)確反映冷卻塔噪聲的污染【1】。為了能夠準(zhǔn)確的了解冷卻塔噪聲的污染特性，我們應(yīng)該尋找一種更為科學(xué)的分析方法。近幾年，隨著噪聲監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，使我們可以用頻譜分析的辦法來對冷卻塔的噪聲污染特征進(jìn)行分析。本文試圖從兩個(gè)方面來探討這個(gè)問題。一、為何A聲級(jí)不能完全的反應(yīng)冷卻塔的噪聲污染特征；二、通過頻譜分析，我們可以得1 計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)及A聲

2、級(jí)目前我國所采用的環(huán)境噪聲有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，主要評(píng)價(jià)量基本上都是等效連續(xù)A聲級(jí)或稱等效A聲級(jí)。在了解A聲級(jí)以前，我們先應(yīng)該了解計(jì)權(quán)聲級(jí)和計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。所謂計(jì)權(quán)聲級(jí)，就是對不同頻率的聲壓級(jí)經(jīng)某一特定的加權(quán)修正后，再疊加計(jì)算而得到噪聲的總聲壓級(jí)【2】。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是近似以人耳對純音的響度級(jí)頻率特性而設(shè)計(jì)的，通常采用的有四種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：A、B、C、D。A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻響曲線相當(dāng)于40phon等響曲線的倒置曲線，在中、低頻段有較大衰減；B計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻響曲線相當(dāng)于70phon等響曲線的倒置曲線，在低頻段有一定衰減；C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻響曲線相當(dāng)于100phon等響曲線的倒置曲線，在所有頻率均同等程度通過，C代表了總聲壓級(jí)；D計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)

3、、L計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)用于航空噪聲評(píng)價(jià)。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性見圖1。圖1 計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻率特性時(shí)間上連續(xù)、頻譜較均勻、無顯著純音成分的寬頻帶噪聲的A聲級(jí)，與人耳的主觀反映有良好的相關(guān)性。A聲級(jí)測值越大，聽起來也會(huì)感覺越響。A聲級(jí)是目前廣泛應(yīng)用的一個(gè)噪聲評(píng)價(jià)量，已成為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和絕大多數(shù)國家用作評(píng)價(jià)噪聲的主要指標(biāo)【3】。等效連續(xù)A聲級(jí)定義：等效于在相同的時(shí)間間隔T內(nèi)與不穩(wěn)定噪聲能量相等的連續(xù)穩(wěn)定噪聲的A聲級(jí)。在同樣的采樣時(shí)間間隔下：通過圖1計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)特性曲線圖，我們可以看出，A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)曲線在200Hz以下頻段，其所取的衰減量逐步增大。例如，在20Hz處，衰減量取值為-50dB。也就是說，A聲級(jí)在等效計(jì)算過程中

4、，對低頻噪聲的等效值有了一個(gè)較大的削減。這與A聲級(jí)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)曲線有直接關(guān)系。A聲級(jí)與人耳的主觀反應(yīng)有良好的相關(guān)性，這個(gè)相關(guān)性更多的與響度相關(guān)。而對于低頻段的噪聲，其不易引起人耳的反應(yīng)，但是卻容易引起人的煩躁和不安。而A聲級(jí)，在等效計(jì)算過程中，所以，A聲級(jí)并不能全面的反映噪聲的特性，尤其對于冷卻塔這種呈寬頻特性的噪聲。其忽略了低頻噪聲對人耳以外的感官的影響，而這恰恰是目前冷卻塔噪聲污染不能得到真實(shí)反映的問題所在。為此，我們應(yīng)該引入一種新的評(píng)價(jià)機(jī)制，可以全面的反應(yīng)冷卻塔的噪聲污染特征。在此，我們提出了頻譜分析的方法。2 用頻譜分析方法監(jiān)測的冷卻塔噪聲污染案例所謂頻譜分析，就是使用噪聲頻譜監(jiān)測儀器，監(jiān)

5、測從16Hz16kHz的各頻段的聲級(jí)值，描繪出噪聲頻譜曲線，并以此進(jìn)行分析的方法【4】。為了檢驗(yàn)頻譜分析在冷卻塔噪聲污染特征分析中的實(shí)際效用，課題組選取了一個(gè)冷卻塔案例，對其進(jìn)行了頻譜監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，從不同角度進(jìn)行對比分析。通過頻譜分析，可以得出很多A聲級(jí)所無法反映出的結(jié)論。2.1 案例情況及監(jiān)測結(jié)果2.1.1 冷卻塔簡況配套冷卻塔為SC-500H-4-1，共4臺(tái)，流量均為500m3/h，電機(jī)功率為15Kw，風(fēng)扇直徑為3658mm。，建設(shè)單位設(shè)置了冷卻塔專用隔聲房，并在四周種植了景觀竹子，既減少了噪聲的影響，又美化了景觀。2.1.2 現(xiàn)場監(jiān)測情況課題組于2012年7月10日對現(xiàn)場進(jìn)行了監(jiān)測

6、，監(jiān)測儀器為AWA6228型多功能聲級(jí)計(jì)，監(jiān)測點(diǎn)分別為1#冷卻塔隔聲房外3.6米處（靠東曉路處）、2#冷卻塔隔聲房外3.6米處（遠(yuǎn)離東曉路處）、3#距離樓頂天面4米處，監(jiān)測工況分開啟和關(guān)停，現(xiàn)場照片見圖1。冷卻塔所在位置主要受東曉路機(jī)動(dòng)車噪聲的影響，冷卻塔開啟和關(guān)停時(shí)各倍頻帶聲壓級(jí)見表1。圖1 冷卻塔現(xiàn)場照片2.2 監(jiān)測結(jié)果分析針對所得出的監(jiān)測結(jié)果，我們進(jìn)行了以下對比。、3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)在開啟和關(guān)停時(shí)頻譜對比；、1#測點(diǎn)冷卻塔開啟和關(guān)閉時(shí)頻譜對比；、2#測點(diǎn)冷卻塔開啟和關(guān)閉頻譜對比；、3#測點(diǎn)冷卻塔開啟和關(guān)閉頻譜對比。（1）開啟和關(guān)停對比冷卻塔正常運(yùn)行和關(guān)停時(shí)3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)倍頻帶聲壓級(jí)分布曲線分別見圖2

7、和圖3。圖2 配套冷卻塔關(guān)停時(shí)倍頻帶聲壓級(jí)分布曲線圖3 配套冷卻塔開啟時(shí)倍頻帶聲壓級(jí)分布曲線圖2為冷卻塔關(guān)停時(shí)，所測的1#、2#和3#測點(diǎn)的噪聲頻譜圖。此時(shí)的測值，可以反應(yīng)出3個(gè)不同點(diǎn)位的噪聲背景值特征。其中，紅線為靠路邊測點(diǎn)的頻譜曲線，綠線為不靠路邊測點(diǎn)的頻譜曲線，紫線為出風(fēng)口斜上方測點(diǎn)的頻譜曲線。通過圖2可以看出，靠路邊的1#測點(diǎn)的各頻段的聲級(jí)值普遍高于2#和3#測點(diǎn)，主要是受機(jī)動(dòng)車噪聲的影響。在低、中頻段，差值較大。2#和3#測點(diǎn)均位于機(jī)動(dòng)車噪聲的聲影區(qū)內(nèi)，其頻譜曲線較為接近。圖3為冷卻塔開啟時(shí)，所測的1#、2#和3#測點(diǎn)的噪聲頻譜圖。此時(shí)的測值，可以反應(yīng)出3個(gè)不同點(diǎn)位的噪聲疊加值特征。

8、通過圖3可以看出，冷卻塔開啟后，在中低頻段的聲級(jí)值有了較大幅度的提高。 1#、2#和3#測點(diǎn)在中低頻段的曲線基本相近。主要差別在于1#測點(diǎn)的高頻部分，明顯高于1#和2#測點(diǎn)。根據(jù)圖2和圖3的頻譜曲線，我們可以知道。冷卻塔開啟后，在中低頻段的能量很豐富，對測值帶來了較大的變化。（2）1#測點(diǎn)冷卻塔開啟和關(guān)閉對比圖4 1#監(jiān)測點(diǎn)倍頻帶聲壓級(jí)分布曲線通過圖4，我們可以看出，冷卻塔在開啟和關(guān)停兩種情況下，在1#測點(diǎn)（靠近路邊）處，在低頻段有較明顯的差別，特別是16Hz處，差值達(dá)到20dB。在250Hz以上，頻譜曲線基本相同。（3）2#測點(diǎn)冷卻塔開啟和關(guān)閉對比圖5 2#監(jiān)測點(diǎn)倍頻帶聲壓級(jí)分布曲線從圖5可

9、以看出，冷卻塔在關(guān)停和開啟前后中低頻段倍頻帶聲壓級(jí)增加明顯，說明該冷卻塔以中低頻段噪聲為主，聲壓級(jí)增量范圍為0.412.4dB，其中2#監(jiān)測點(diǎn)倍頻帶中心頻率為16HZ時(shí)倍頻帶聲壓級(jí)超出背景值12.4dB。由于2#測點(diǎn)位于機(jī)動(dòng)車噪聲聲影區(qū)范圍內(nèi)，更能確切的反應(yīng)出冷卻塔噪聲的頻段分布。我們可以看出，在16Hz500Hz是冷卻塔噪聲的主要能量區(qū)間。3 結(jié)論通過對上述案例進(jìn)行的頻譜分析，我們可以看出通過頻譜分析，可以掌握冷卻塔噪聲的污染特征。本案例為治理過的冷卻塔噪聲污染案例，加裝了隔音房。通過加裝這種隔音房，在1kHz以上頻段，幾乎沒有增值。而在500Hz以下頻段，冷卻塔開啟后，其噪聲增量還是比較大。這也說明了，隔音房對冷卻塔的低頻噪聲沒有起到很明顯的削減作用。而通過1#和2#測點(diǎn)的不同頻譜特性，我們也可以了解，監(jiān)測點(diǎn)位的選取對能否準(zhǔn)確的了解背景噪聲以及噪聲污染的特征有著重要的作用。在對冷卻塔噪聲進(jìn)行對比監(jiān)測時(shí)，我們應(yīng)該選取遠(yuǎn)離其他噪聲污染源的點(diǎn)位。通過頻譜分析，我們也可以簡單的看出，冷卻塔開啟和關(guān)閉前后的最大增值分布情況。頻譜分析方法，可以有效的彌補(bǔ)A聲級(jí)在評(píng)價(jià)噪聲污染特性方面的不足，為冷卻塔噪聲污染的分析和治理，提供科學(xué)的指引。參考文獻(xiàn)【1】 馬大猷.聲學(xué)手冊.科學(xué)出版社.1987.【2】 馬大猷.噪聲振動(dòng)與控制工程手冊.機(jī)械工業(yè)出