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1、噪声分贝（dB）1、 声音1.1 分贝的感觉当物体振动时，在它周围就会产生声波，声波不断向外传播，被人们听到成为声音。人耳的听觉下限是0dB，低于15dB的环境是极为安静的环境，安静得会使人不知所措。乡村的夜晚大多是25-30dB，除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外，其他感觉一片宁静，这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。城市的夜晚会因区域不同而有所不同。较为安静区域的室内一般在30-35dB，住在繁华的闹市区或是交通干线附近的居民，将不得不忍受室内40-50dB（甚至更高）的噪声。人们正常讲话的声音大约是60-70dB，大声呼喊的瞬间可达100dB。在机器轰鸣的厂房中，
2、持续的噪声可达80-110dB，这种高强度的噪声会损害人耳的听觉，并对神经系统产生不良影响，长期还会导致神经衰弱、消化不良、听力下降、心血管等疾病。人耳的噪声听觉上限是120dB，超过120dB的声音会耳痛、难以忍受，140dB的声音会使人失去听觉。高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。1.2 人耳的感觉人耳听觉非常敏感，正常人能够察觉1dB的声音变化，3dB的差异将感到明显不同。人耳存在掩蔽效应，当一个声音高于另一个声音10dB时，较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解，由于掩蔽效应，在90-100dB的环境中，即使近距离讲话也会听不清。人耳有感知声音频率的能力，频
3、率高的声音人们会有“高音”的感觉，频率低的声音人们会有“低音”的感觉，人耳正常的听觉频率范围是20-20KHz。人耳耳道类似一个2-3cm的小管，由于频率共振的原因，在2000-3000Hz的范围内声音被增强，这一频率在语言中的辅音中占主导地位，有利于听清语言和交流，但人耳最先老化的频率也在这个范围内。一般认为，500Hz以下为低频，500-2000Hz为中频，2000Hz以上为高频。语言的频率范围主要集中在中频。人耳听觉敏感性由于频率的不同有所不同，频率越低或越高时敏感度变差，也就是说，同样大小的声音，中频听起来要比低频和高频的声音响。1.3频率特性 声音可以分解为若干（甚至无限多）频率分量
4、的合成。为了测量和描述声音频率特性，人们使用频谱。频率的表示方法常用倍频程和1/3倍频程。倍频程的中心频率是31.5、63、125、250、500、1K、2K、4K、8K、16KHz十个频率，后一个频率均为前一个频率的两倍，因此被称为倍频程，而且后一个频率的频率带宽也是前一个频率的两倍。在有些更为精细的要求下，将频率更细地划分，形成1/3倍频程，也就是把每个倍频程再划分成三个频带，中心频率是20、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1K、1.25K、1.6K、2K、2.5K、3.15K、4K、5K、6.3K、8K、1
5、0K、12.5K、16K、20KHz等三十个频率，后一个频率均为前一个频率的21/3倍。在实际工程中更关心人耳敏感的部分，大多数情况下考虑的频率范围在100Hz到5KHz。噪声治理中一般采用倍频程。如果将声音的频率分量绘制成曲线就形成了频谱。不同声源发出噪声有不同的频率特性，有些噪声低频能量很大，如气泵、齿轮转动机器等，有些声源中频能量很大，如轴承、冷却塔淋水声，有些噪声高频能量很大，如交直流电机、变压器、阀门等，但大多噪声往往是各种频率都有很大声音，而且没有任何规则。对于各种声学材料来讲，不同频率条件下声学性能是不同的。有的材料具有良好的高频吸声性能，有的材料具有良好的低频吸声性能，有的材料
6、对某些频率具有良好的吸声性能，不一而同。隔声等其他声学性能也是如此。1.4分贝dB分贝对于非专业人员来讲是最难理解的，然而对于专业人士来讲分贝又是再熟悉不过了。分贝(dB)是以美国电话发明家贝尔命名的，因为贝的单位太大，因此采用分贝，代表1/10贝。分贝的概念比较特别，它的运算不是线性比例的，而是对数比例的，例如两个音箱分别发出60dB的声音，合在一起并不是120dB，而是63dB。分贝的计算较为复杂，叠加公式如下：如果两个声音Lp1和Lp2相加有：；如果三个声音Lp1、Lp2和Lp3相加有：；更多的声音相加以此类推。根据以上公式我们可以得到：60dB+70dB=70.4dB，88dB+90d
7、B=92.1dB，80dB+80dB+80dB=84.8dB，97.5dB-92dB=96dB，使用分贝描述声音大大小被称为声压级，与后面讲到的声级不同，声压级是指在某个频率范围内的声音大小，任何声音，不同频率的分贝数可能是不同的。不能说某个声音声压级是多少，而必须说某个频率的声压级是多少。所有频率声压级的计权和是声级。就象考大学的成绩，不能说考了80分，而需要说语文考了多少分，外语考了多少分，这就是“声压级”，而声级是各科求和的“总分”。2、声级2.1等响曲线 人耳非常特别，不同频率下相同声压级的声音听起来不一样响。同样50dB的声音，低频、高频听起来没有中频听起来响，而低频63Hz的70d
8、B的声音，和1000Hz的50dB的声音，或和8000Hz的60dB的声音听起来一样响。把频率从20-20KHz听起来一样响的单频率声音的声压级画成一条曲线，叫做等响曲线。从等响曲线图中我们可以查到两个不同频率的声音听起来一样响时各自所需要的声压级。人耳的特点是，低频不敏感，响度低，高频也不敏感，而对中频比较敏感。在噪声治理中，必须首先将中频噪声的声压级降下来，同时低频和高频噪声也要相应地将下来，但允许其声压级比中频大一些。2.2 A声级和C声级A声级的概念会使普通人感到迷惑。声级是将各个频率的声音计权相加（不是简单的算术相加）得到的声音大小。A声级又称为A计权声级，是各个频率的声音通过A计权
9、网络后再相加得到的大小，A声级反映了人耳对低频和高频不敏感的听觉特性。例如，如果某声音100Hz的声压级为80dB，在计算A声级时，将按计权减去50.5dB，即按29.5dB来计算；若其1KHz的声压级为80dB，计权值为0dB，即仍按80dB计算。A声级的目的在于，A声级越大，则表明声音听起来越响。A声级分贝通常计为dBA。许多与噪声有关的国家规范都是按A声级作为指标的。C声级又称为线形声级，是将各个频率的声压级直接相加得到的，它反映了声音的总能量。C声级大的声音表明噪声总能量大，但听起来不一定响。3振动及传递3.1 转动设备的振动转动的设备产生振动，振动通过基础向四周结构传递。对于旋转的转
10、动设备，如风机、水泵和某些机床等，主要以旋转频率为主导振动频率。如某风机的转动频率为3000转/分钟，那么它正常工作时，振动频率主要在50Hz。对于往复运动的设备，如气泵、活塞泵、压缩机、内燃机和蒸汽机等，因其运动形式不但包括旋转，还包括曲柄连杆的来回运动，往复发生冲力和撞击，振动形式复杂，存在各种频率分量的振动频率。如气泵的振动，每次活塞的往复冲击相当于在设备上使用锤子敲打，从低频到高频都有很大的振动。设备产生的某一频率的振动在建筑结构中传播过程中，频率将保持不变，振动的强度可能发生不同变化，既可能增大，也可能降低。降噪工程中总是希望尽可能降低振动的传播，减少结构辐射噪声。但是，当振动发生共
11、振时，振动被增大，严重时会损坏设备和结构。3.2 固有频率转动设备和其支撑结构是一个振动单体，振动通过支撑结构传递给基础。每一个振动单体都存在固有频率，即设备在该频率上振动时，发生共振，振动传递给基础的幅度最大。固有频率是物体的自然属性，只与物体的重量和支撑的弹性有关，不受外界作用的影响，与设备运转的状态无关。物体重量越大，支撑结构弹性越软，固有频率越低。发生共振时，能量在固有频率上无穷止地叠加，理论上传递到基础的振动幅度将达到无穷大，基础将被破坏，无坚不摧。曾经发生士兵列队行进时步伐的频率与大桥共振频率一致，发生共振，大桥坍塌。一般情况下，发生共振的时间很短，能量有限，而且，振动时由于阻尼消
12、耗了能量，共振不会达到无限大。但是，共振时，能量叠加到原来的10倍、100倍、1000倍或更大也是常见的事情。设备启动时，转动频率会由静止逐渐增大到稳态频率，设备停止时，转动频率会从稳态频率逐渐降低到静止。如果发生共振的频率低于稳态频率，那么，设备启停时，转动频率将在某一小段时间内和共振频率相同或近似而发生共振，共振的频率区域被称为共振区。设备启停应尽量迅速通过共振区，防止因共振产生过大的振动。 弹簧系统固有频率与弹簧静态下沉量有关。弹簧静态下沉量是指，在静态荷载状态下，弹簧被压缩的长度。经验计算公式为：，其中是固有频率，单位Hz；为静态压缩量，单位为m。3.3 隔振原理设备频率等于固有频率时
13、，即频率比z=1时，发生共振，设备传递给基础的振动达到最大。当介于和之间时，即频率比z时，设备传递给基础的振动大于设备自身的振动。当设备频率大于固有频率的倍时，即频率比z，时设备传递给基础的振动将小于设备的振动，而且与的比值越大，传递给基础的振动越小。当设备频率小于固有频率的倍时，即频率比zz）时传递到基础的振动幅度将随阻尼的加大而降低；振动频率较高时（z）传递到基础的振动幅度将随阻尼的加大而增大，但不会大于设备振动幅度；振动频率较低时（z）传递到基础的振动幅度仍等于设备振动幅度。因此，基本的隔振原理是：使振动尽可能远大于共振频率的倍，最好设计系统的固有频率低于振动频率的5-10倍以上。振动通
14、过共振区时还需增大阻尼，防止短时激振。3.4 柔性连接 为防止设备振动传递到与其连接的其他结构上，需要采用柔性连接。振动的特点是，刚性越强，传递得越振动越大。例如，在风机与风道连接时，为防止振动随风道传递出去，在接口处使用帆布或橡胶片作为柔性连接。水泵的水管与管道连接时，常采用一小段橡胶接管作为柔性连接，阻止水泵的振动延管道传播。柔性连接不但要满足减振的要求，还要具有抗压，密封、耐劳化等相关特性。3.5隔振器及隔振元件3.1 金属弹簧隔振器 金属弹簧隔振器是目前国内应用最广泛的隔振器，常作为振动设备的减振支撑。优点是，固有频率频率可控制在20Hz以内，价格便宜，性能稳定，耐高温，耐低温，耐油，
15、耐腐蚀，不老化，寿命长。可适用于不同要求的弹性支撑，可预压，也可做成悬吊型使用。缺点是，阻尼性能差，高频振动隔振效果差。在高频，弹簧逐渐呈刚性，弹性变差，隔振效果变差，被称为“高频失效”。目前较多使用的是小型螺旋钢弹簧组合并配以铸铁外壳，并做一定的阻尼处理，但实际阻尼改善不大。将在安装减振器时垫入橡胶垫可减弱高频失效的影响，但有些橡胶在承压状态下容易老化，有时也可安装在浮筑地面上，效果更理想。3.2 橡胶隔振器 将橡胶固化、减切成型，可以形成各式各样的橡胶隔振器。优点是，不仅在轴向，而且在回转方向均具有隔离振动的性能，固有频率频率可控制在15Hz以内，。橡胶内部阻尼比金属大很多，高频隔振效果好。安装方便，容易与金属牢固地粘界，体积小，重量轻，价格低。缺点是耐老化问题，普通橡胶使用温度范围是0-70，特殊工艺下限温度方可达-50，在空气中容易老化，特别是在阳光直射下会加速老化，一般寿命5-10年，荷载特性常不一致，经受长时间大荷载的作用，会产生松弛现象。橡胶隔振器的性能与质量主要取决于橡胶的配方和硫化工艺，硫化温度和时间是非常重要的，常需经过反复试验总结才能确定最佳工艺。3.3 橡胶隔振垫 与橡胶隔振器不同，橡胶隔振垫是一块橡胶板，可大面积地垫在振动设备与基础之间。橡胶隔振垫表面常切划出一些凹槽，是为了受压时变形的需要。因其具有持久的高弹性，有良好的隔振
