系统降噪设计（共7篇）
系统降噪设计 篇1
随着我国城市道路交通量的急剧增长, 噪声污染问题日益严重。同时传统的路面为不透水路面, 雨天容易引发交通事故。多孔沥青路面由于其良好的降噪、排水功能, 在近年来逐渐引起了人们的关注, 现已在欧美、日本等国家得到了广泛应用。
另一方面, 雨水作为直接、经济的资源, 每年其产生量十分可观。目前德国的雨水利用技术已进入标准化、产业化阶段, 而我国在雨水资源化利用方面仍处于探索、研究阶段, 大量的雨水通过排水管道直接进入城市污水管网, 不仅加重了城市管网以及污水处理的压力, 而且造成了水资源的白白浪费。
本文针对上述问题, 采用多孔沥青路面并对传统道路排水系统进行了合理改进, 以期达到缓解城市交通噪声污染、减少水资源的浪费、提高雨水利用率的目的。
1 设计思路
1.1 整体设计
该雨水收集利用系统由集水、灌溉、蓄水和排水四个子系统构成。其中集水系统由多孔沥青路面、集水沟和集水井构成, 灌溉系统由盲沟网络构成, 蓄水系统由蓄水池构成, 排水系统由雨水井和排水管网构成。
1.2 系统工作原理
渗入多孔沥青路面内的雨水, 先通过横向渗流进入路面两侧的集水沟, 然后沿纵坡流入与集水沟相连的集水井。集水井由下至上设有三级溢水口, 分别连接盲沟网络、蓄水池和雨水井, 使得雨水首先对绿化带进行灌溉, 多余的雨水流入蓄水池。当雨量过大时, 雨水还可迅速流入排水管网。该系统可对雨水分级, 进行高效利用, 从而实现绿化灌溉、道路清洁降温、消防蓄水和减轻排水管网压力等功能。
2 详细设计
2.1 多孔沥青路面
多孔沥青路面的面层和基层由不同的排水性沥青混合料构成, 具有良好的透水性。在基层下部设置不透水垫层, 防止雨水继续下渗浸湿路基。
2.1.1 路面设计的技术关键。
为了确保多孔沥青路面的耐久性和良好的降噪、排水效果, 它必须满足以下要求[1]:1) 能长期保证具有20%左右的空隙率;2) 排水性混合料具有足够的抗松散能力, 不出现掉粒、剥落等病害;3) 混合料具有足够的力学强度, 能够承受车轮荷载的作用。
2.1.2 路面混合料组成。
1) 沥青结合料:采用高黏结力沥青结合料, 如高黏度改性沥青、橡胶沥青、聚合物改性沥青等。2) 集料:以粗集料为主, 要求集料坚硬耐磨, 且颗粒形状为立方形[1]。3) 填料与添加剂:纤维、磨细的轮胎粉、消石灰等。
2.2 集水沟
集水沟沿路面边缘布置并设于地面以下, 每30~50m为一段, 每段集水沟两端连接一个集水井。横断面为梯形或矩形, 尺寸由水力水文计算确定。顶部设置带孔混凝土盖板, 沟身由水泥混凝土砌筑, 其中与路面接触的侧壁带有开孔, 既可阻止路面结构的侧向形变, 又可使雨水顺利进入集水沟。
2.3 集水井及过滤装置
集水井为圆柱形构造, 尺寸通过水力水文计算确定。集水井不同高程处设置三级溢水口, 并在溢水口处设置过滤装置, 使混入雨水中的沥青残留物、细集料颗粒等杂物不能通过, 从而使过滤后的雨水符合灌溉、使用要求。集水井的上方设置可移动的混凝土盖板, 以便于清除井底的杂物和更换过滤装置。
2.4 盲沟网络
盲沟网络通过下侧溢水口与集水井相连, 并铺设于道路绿化带的下方。盲沟横截面为上宽下窄的梯形, 内部由渗水碎石填充, 沟底中部设有带孔的PVC塑料管, 能够保证雨水在盲沟网络中的顺利转输。盲沟顶部包裹透水的针刺土工布, 利用渗透作用使盲沟中的雨水对上方绿化带进行灌溉;而盲沟底部和两侧使用防渗土工布设置不透水层, 实现盲沟的储水功能。每隔30~50m布置一个盲沟网络, 各个盲沟网络相互独立, 底部高程相同, 使得雨水对绿化带进行均匀灌溉。
2.5 蓄水池
蓄水池根据实际需要设计相应的尺寸, 由抗渗水泥混凝土砌筑。在蓄水池顶部设置可移动的混凝土盖板作为取水口, 可为道路的清洁、降温以及城市消防提供用水。
2.6 雨水井
雨水井与集水井通过最上侧的溢水口相连, 使雨水井与集水井连接处的高程大于与盲沟网络和蓄水池连接处。雨水井采用常规设计, 与道路排水管网相连[4]。
3 创新特色
3.1 节约用地。系统设施均建于地下, 既可节约宝贵的城市用地, 也不对道路景观造成不利影响。
3.2 均匀灌溉。盲沟网络相互独立, 且底部标高相同, 实现对绿化带的均匀灌溉。
3.3 分级利用。集水井三级溢水口的高程不同, 对雨水实现分级、高效利用。
4 小结
本文设计的多孔沥青路面具有以下显著优点: (1) 降低车辆行驶产生的噪声, 创造安静舒适的道路交通环境; (2) 路面抗滑、无溅水, 有效改善车辆行驶的安全性和舒适性; (3) 有效降低路表温度, 缓解城市“热岛效应”。
同时, 设计的雨水收集利用系统功能完善、施工便利、造价合理, 对道路雨水进行了分级、高效利用, 节约了宝贵的水资源, 具有显著的经济效益和生态效益。
参考文献
[1]吕伟民.排水性沥青路面技术的进步与发展[J].上海公路, 2010 (2) :6-10.
系统降噪设计 篇2
关键词：变频多联式,中央空调,设计,应用
随着社会经济的不断发展, 人民的生活水平有了大幅度的提升, 家用中央空调也越来越多的在日常生活中投入了应用。变频多联式家用中央空调凭借自身的优点在当前应用的较为广泛, 在空调正常使用过程中造成噪音过大的原因有许多种, 并且一旦发生噪音对于使用者的体验会造成较明显的影响, 如何降低其噪音是当前空调行业从业者需要关注的重要问题。
1 造成变频多联式家用中央空调系统噪音的主要原因
当前使用的变频多联式家用中央空调系统中主要包括室外机、室内机、制冷剂管路、通讯线路以及构成空调的其他附件。具体说, 在室外机中还有压缩机、换热器、油分离器、储液器以及分离器等部件, 这一部分部件主要作用于空调系统的制冷环节;在室内机中还有换热器、电子膨胀阀等部件。在变频多联式家用中央空调系统运转过程中可能发出噪音的部分有:1) 室外机部分中的压缩机与风扇, 其中风扇产生的噪音也有两方面:风扇自身的噪音与风扇搅动空气产生的噪音。2) 室内机部分中的风扇电机与风扇, 电机与风扇转动时会产生一定幅度的噪音。3) 电子膨胀阀, 在空调制热时电子膨胀阀会有节流现象发生, 此时较容易产生噪音。4) 在空调安装过程中安装方式不合理, 目前常见的为中央空调风管机底板回风与吊顶下回风现象。
2 针对变频多联式家用空调系统室外机的降噪措施
由于空调室外机中部件自身的原因, 其产生的噪音在整体空调系统中占据了较大比重。目前我国家用空调有安装在外墙、阳台、屋顶以及地面各个位置的情况, 由于各种原因的限制, 常应用的位置为外墙、阳台, 屋顶以及地面应用的较少。同时随着人们对建筑外形的要求越来越高, 将空调利用三脚架等设置突兀地架设在外墙上的情况也越来越少, 通常都是在阳台上安装空调外机。阳台上安装空调外机是一个较为合理的选择, 最大限度的保留了建筑从前的外形, 同时还能灵活选择阳台的位置, 最大限度的减少空调外机噪音带来的影响。
众所周知, 厨房与客厅通常都会有较多的人, 人声以及其他的声音常出现, 所以这两个位置对于噪音并没有过高的要求, 但是卧室与书房这两个位置由于其用途的影响, 通常会对噪音有严苛的要求, 所以选择空调外机安装的阳台时应当尽量避开卧室与书房的位置, 尽可能的接近客厅或者厨房, 将空调外机噪音产生的影响降至最低。并且在阳台选择过程中应当选择通风情况较好的地方, 通风较好指的是在空调正常运转过程中不会发生回流现象, 也就是说空调的进风与排风程序运转一切正常, 无短路现象。同时空调的进风与排风量也要有所保障, 进排风风阻应当小于室外排风产生的余压。在多台空调外机同时安装时应当注意其中的间隙, 防止产生热岛效应。与邻居的空调外机也应当注意这一方面的问题。同时若建筑的层数达到一定程度, 就不能将其放置在凹陷地形中, 防范热岛效应。同时部分使用者会要求在室外机机房内设置百叶窗, 在进行这一设置时需要根据室外机的具体型号百叶窗的设计, 具体内容应当遵从相关规范的要求。同时在避免产生影响自身的噪音时, 也要尽量避免产生影响他人的噪音。
3 针对变频多联式家用空调系统室内机的降噪措施
依据实践经验可知, 当前我国房屋建筑工程中层高大约为2.5m~3.0m左右, 一般会低于3.0m, 所以在室内通常使用的是标配冷凝水提升水泵的超薄型天花板内置风管式室内机。使用这种构造的主要原因是该种空调结构能与室内环境最大限度的融合, 不会造成任何不和谐的感觉。但是由于室内空间与使用者有直接的接触, 所以在室内使用的装备中, 噪音这一条件要求十分严格在内机中吊顶下回风以及风管机底板回风现象是目前空调行业中存在的普遍问题。解决此问题的措施有:1.在选用空调型号时依据用户具体需求合理选择, 避免型号过大造成更大的噪音。同时在选用空调系统中的风管时, 应当选择包裹有吸声材料的离心玻璃棉复合风管, 此中风管可以将风管部位产生的噪音尽可能地降低。需要注意的是使用的各项材料需要符合我国建筑设计防火规范中的相关要求。2.设置风管机前后接风管弯头, 弯头的设置是为了让噪音在传播过程中产生多方向的折射, 减弱噪音的音量。3、使用吊顶回风法。即将风管机所在的吊顶区域当做风管机的回风箱, 使用这种方式能有效减少噪音。使用这种方式时风管机的回风方式不能是下回风, 应当是后回风。虽然应用此种方式需要将吊顶空间内的空气也进行调节, 浪费了一定的空调资源对整体空调量有一定影响, 但是只要对吊顶的体积有一定的控制就能将此种负面影响降低。同时此种方式还具有节省成本、节约材料、安装迅速的优点。需要注意的是, 想要最大限度地减少使用此种回风方式时空调资源的消耗, 应当保证吊顶空间内除回风口之外不存在其他与别的房间、空间的漏风点, 保证回风机工作成中吸入的空气全部为此房间内部的空气。同时室内机与墙、吊顶之间应当留有一定的空间, 当空调系统出现问题时能方便的开展检修工作, 检修口的设置如图1.若使用者对噪音有极高的要求, 还可以在安装空调系统的过程中对吊顶进行进一步的处理, 措施包括粘贴吸音材料、控制百叶回风口的位置等。
4 针对变频多联式家用空调系统其他方面的降噪措施
4.1 合理选用系统各项材料
在安装变频多联式家用空调系统的过程中应当依据使用者的具体需求选用适当的消声风管以及其他部位的构件。当前想要达成消声降噪效果可以选用的材料包括符合玻纤维消声风管、美国雅德柔性风管、高能三文治风管等, 另外也可以在原有风管的基础之上加装风管消声器、消声弯头以及消声静压箱等设备达到消声的目的。
4.2 良好的利用变频空调的各项功能
具体的做法是, 在干干开启空调室内机的一段时间内使用较高的风速, 利用变频空调高风速下功能较强的特点让房间温度迅速达到适宜程度, 然后减小空调风速, 有效减少空调整体运转过程中带来的噪音。同时将空调系统中风扇的档位调低, 以减小空调运转过程中产生的噪音。
5 结束语
总而言之, 想要达到变频多联式家用中央空调系统降噪的目的, 需要在空调型号的选择、空调系统的安装方案设计以及空调安装施工等各个方面均有所重视, 并且其中最重要的部分就是空调系统的安装施工, 施工质量的高低直接影响到了整体空调系统的运转情况。当前人们对于中央空调系统的各方面都有了更高的要求, 身为空调行业从业人员, 在各项工作进行过程中应当以消费者的需求为知道, 更好、更高效的开展各项工作, 同时在工作过程中应当注重对各方面的创新与改进, 从而满足消费者日益提升的需求。
参考文献
[1]翟非华, 李冰玉, 于泳等.水源热泵机房的电机噪声声源分析及治理[J].电源技术与应用, 2012 (10)
[2]王悦, 陈长征, 赵新光等.涡旋压缩机二级隔振降噪系统设计与实现[J].噪声与振动控制, 2011 (6)
[3]张芹.降低建筑中央空调噪音传播方法的研究[J].科技风, 2011 (6)
基于新型组合算法的语音降噪系统 篇3
关键词：VSLMS,子空间,组合降噪算法,SOPC技术,硬件实现
在各类语音增强算法中,时域最小均方(LMS)算法因为其结构简单、鲁棒性好和易于硬件实现等优点,被广泛采用[1,2]。但在实际应用过程中,LMS算法有两个缺陷:一是收敛速度慢,不适用于快速收敛场合;其它的滤波性能较大程度上取决于输入信号的特性,即输入信号自相关矩阵的特征值分布[4]。当背景噪声很强时,滤波性能会急剧下降。本文以解决这两个问题为出发点,采用组合算法改善输入信号和降噪效果,采用硬件实现提高收敛速度。基本思想是首先通过子空间算法改善输入信号特性,然后采用VSLMS滤波,最后进行硬件实现。
组合算法的硬件实现是一个具有挑战性的问题。本文在研究FPGA硬件系统的基础上,试图将软件算法映射到硬件电路来实现算法要求的结构。
1 算法介绍
1.1 子空间算法
子空间语音降噪法的核心思想是通过算法将含噪语音信号分解到有效信号子空间和噪声信号子空间中。考虑到误差因素的影响,在有效信号子空间会残余部分噪声信号,而噪声子空间只包含噪声信号。分解方法理论上可以使用奇异值分解方法,或是特征值分解方法[4]。本文选用特征值分解法,在有效信号子空间内分析原始语音信号。
定义一个纯净信号d,写成矩阵形式
其中,A=[A1,A2,…,AM]为K×M的矩阵;S=[S1,S2,…,SM]T是M×1的矩阵。
d的协方差矩阵表示为
假设S的协方差矩阵RS是正定矩阵,则Rd的秩为M,正定特征值和零特征值的个数分别为M和K-M个[5]。
设x表示和语音信号无关的K维加性白噪声,均值为0,噪声信号协方差矩阵Rx已知且正定,于是有
有了以上假设,可以使带噪信号表示为
则带噪信号协方差矩阵Rdx可以表示为
令λkdx和λdk分别表示Rdx和Rd的第K个特征值,则以下表达式成立
引入正交矩阵U将Rdx和Rd对角化,可得
从式(7)可以看出,当存在加性白噪声时,带噪信号dx(n)的自相关矩阵特征值由Λdx,1和σx2组成,构成第一部分的M个特征值为纯净语音特征值。构成第二部分的K-M个特征值由白噪声产生,为噪声特征值。同时将特征向量矩阵U的列向量分为两部分
空间S称为信号子空间;空间G称为噪声子空间。由子空间构造原理[6]可知S和G相互正交,且
于是有
综上所述,子空间语音降噪法就是将带噪信号语音空间分解为有效信号子空间和噪声信号子空间。然后去除噪声子空间,在信号加噪子空间内滤波恢复出近似纯净的语音信号。
1.2 VSLMS算法
LMS算法最早由Widrow和Hoff提出,该算法实现简单且计算量小,可以取得较好的滤波效果,因此是最简单也是应用最广泛的自适应算法[7]。自适应滤波器结构如图1所示,它是一个双输入闭环反馈系统,两个输入分别是原始信号d(n)(同时为期望得到的信号)和被噪声干扰的含噪信号x(n)。采用这种方法取得的最好结果是系统输出期望的信号,即信噪比无穷大。LMS算法的基本描述如下
其中,y(n)为滤波输出;x(n)位输入的含噪信号,d(n)为期望输出;e(n)为滤波误差用于下一次更新权值;w(n+1)为下一次迭代时的权值;μ为步长。由式(14)可以看出参数μ决定了w向量的更新速度即步长。该算法收敛的条件为0<μ<2/λmax。这里λmax是输入信号自相关矩阵最大特征值[8]。当迭代次数接近于无穷大时,权矢量w(n)的期望值将逼近最优解。μ值越大,算法收敛越快,同时稳态误差也越大,μ值越小,算法收敛越慢,但稳态误差也越小。由于固定步长的μ难以平衡滤波时的收敛性和鲁棒性,所以一般采用变步长LMS算法,在开始使用较大的μ值达到快速收敛后,减小μ值,以达到稳态效果并获得较小的超调量[9]。VSLMS算法基本原理表示如下
式中,N为采样点数,0<μ2<μ1<2/λmax。由于μ(n)是变化的,在开始阶段采用较大的步长μ1,使VSLMS算法比固定步长LMS算法具有更快的收敛速度。当算法接近收敛稳定时,采用较小的步长μ2,减小稳态误差。
2 组合算法
2.1 算法原理
组合算法的结构图如图2所示,带噪信号首先由子空间过滤掉一部分噪声,再将过滤后的信号作为VSLMS的输入。由VSLMS算法进行进一步滤波。
具体步骤如下:(1)将带噪语音进行子空间滤波,计算Rx和Rdx,得到带噪语音信号的协方差函数;(2)对该函数进行特征值分解,求出大于噪声方差的特征值,由这些特征值重新构成语音信号,即为增强后的信号;(3)由于存在语音失真和噪声冗余,将得到的语音信号通过VSLMS进行滤波;(4)在VSLMS滤波中,首先进行μ值估算。μ值主要由输入信号的信噪比决定,不同的信噪比决定不同的权值更新速度。本文采用式(9)估算μ值
其中,s=6.25,μ0=4.2,SNRd B=10log10SNR;(5)滤波后的信号反馈给VSLMS模块,计算对应的误差信号e(n)和权值更新,进行下一轮迭代。
2.2 算法仿真
根据上述分析完成组合算法后,使用Matlab评估组合算法的降噪效果。为检测算法性能,将3种算法分别进行仿真对比。从TIMIT中选取一段时长为5 s的声音和高斯噪声作为样本。采用Matlab进行仿真,图3(a)为原始语音信号和带噪信号波形图。使用组合算法对带噪语音信号进行滤波,滤波效果如图3(b)所示。
如图3所示,经过子空间算法后,语音信号已有大幅改善,但存在噪声冗余和语音失真。而经过VSLMS算法后,冗余噪声和语音失真被消除。可见组合算法在去噪效果上更为优良。
3 硬件实现
3.1 硬件设计
在数字信号系统设计中,最常用的3种硬件平台是ASIC,DSP和FPGA。ASIC能达到信号处理要求,但缺乏灵活性,设计周期长。DSP适用于数学计算,但它是串行结构,不适合高采样率的应用[10]。本文采用FPGA设计平台,组合算法的硬件结构如图4所示。
该硬件结构实现过程如下:系统上电后从Flash加载启动代码,由A/D模块负责对语音信号的实时采集,随后进入组合语音降噪算法模块,最后将处理信号由D/A编码输出。
为了将软件算法移植到硬件平台,可以采用多种方法。一种是采用DSP Builder转换到IP核,另外两种分别是VHDL和Verilog HDL硬件描述语言进行设计,目前基于这两种方法实现矩阵运算都已取得了一定的成果[11,12]。本文采用Verilog HDL语言,其具有易学易用、简洁高效、占用资源少等优点。编写FIR滤波器,分别加入子空间和VSLMS算法,生成子空间去噪和VSLMS去噪模块(8抽头,μ2=0.007 8)。在完成综合、布局布线、仿真等步骤后,利用Modelsim配合进行功能验证。
3.2 功能验证
为验证上述方案的可行性,需要对系统各部分进行功能验证。用正弦波作为原始信号,高斯白噪声作为噪声信号,调用Modelsim软件进行仿真。编写激励文件,模拟时钟信号和控制信号,得到的Subspace仿真结果和VSLMS仿真结果如图5所示。
3.3 系统实验方案设计
3.3.1 系统方案分析
整个系统采用模块化的思想,通过顶层设计文件完成各个模块连接。设计过程可以裁减,方便以后添加改善算法的特征模块,提高滤波性能。
3.3.2 语音采集模块
采集模块由FPGA开发板上扩展的音频采集电路实现,通过双麦克风对语音数据进行采样、量化、模数转换,将A/D转换后的原始信号、噪声信号数据分别存入ROM1、ROM2中,利用16位加法器将原始信号和噪声信号进行叠加来作为组合降噪系统的输入。
3.3.3 滤波处理模块
根据本文描述的流程设计滤波处理模块,主要包括空间去噪和VSLMS去噪模块。在Quartus II中完成对顶层文件进行编译和管脚分配,然后下载到对应的FPGA芯片中,整个组合语音降噪系统在上电后自动完成配置。
4 结束语
对暖通空调系统降噪问题的探讨 篇4
随着社会经济和科学技术的飞速发展, 环境问题已被国际社会公认为是影响21世纪可持续发展的关键性问题, 而噪声污染更是成为本世纪首要攻克的环境问题之一。建筑物中噪声产生的原因是多种多样的, 暖通空调系统运行中所产生的噪声又在其中占有相当大的比重。如何降低暖通空调系统运行中产生的噪声, 对改善建筑物中的声学环境而言尤为重要。
1、暖通空调系统降噪的途径和方法
1.1 系统设计理念
随着暖通空调领域一些新技术、新工艺、新材料的不断涌现, 使得我们可以通过多种方法达到系统运行中降噪的目的。目前常采用的噪声控制技术有消声、吸声、隔声、隔振阻尼等, 主要是在噪声源、噪声传播途径及接受点上进行控制和处理。
暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统。系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。暖通空调设计应该结合建筑的实际情况和噪声控制要求进行, 尽可能选取低噪声的方案, 或者选取能方便噪声控制的方案。设计暖通空调系统的送、回风管路时, 每个送回风系统的总风量和阻力不宜过大。要选用高效率低噪声的风机, 使其工作点位于或接近于风机的效率点。当系统风量一定时, 选用风机压头的安全系数不宜过大, 必要时选用送风机和回风机共同负担系统的总阻力。尽可能地把大风量系统分成几个小系统, 从而降低单台设备的声功率, 达到降低总体噪声的目的。应尽量避免管道急剧转弯产生涡流引起的再生噪声。在条件许可的情况下, 加大送风温差, 以降低风机风量, 从而降低风机叶轮外周的线速度, 风机产生的噪声也就会随之降低。
1.2 消声器的设计与选型
在进行降噪处理时, 需要采用消声技术。设计安装消声器是控制气流噪声通过管道等介质障碍向外传播的重要措施。一个性能好的消声器, 可使气流噪声降低20~40d B。根据噪声源所需要的消声量、空气动力性能、以及环境的不同, 选择不同类型的消声器。根据噪声源空气动力性能的要求, 考虑消声器的空气动力性能, 把消声器的阻力损失控制在能使设备在正常工作的范围内。设计消声器时, 应考虑消声器可能产生的气流再生噪声的影响, 使消声器的气流再生噪声级低于该环境允许的噪声级。为了降低消声器的阻力损失和气流再生噪声, 保证消声器的正常使用, 必须降低消声器和管道中的气流速度。对于空调系统, 主管道中和消声器内的流速应控制在10m/s以下。根据噪声源的频谱特性和消声器的消声特性, 使两者相对应, 噪声源的峰值频率应与消声器最理想、消声量最高的频段相对应, 这样才能起到很好的消声效果。暖通空调系统运行中主要的噪声源是以中低频为主的风机, 采用阻性或阻抗复合式消声器可以起到较好的消声效果。
1.3 减振隔振措施
暖通空调系统中各种有运动部件的设备, 如风机、水泵、制冷压缩机等都会产生振动, 它直接传给基础和连接的管件, 并以弹性波传到其他房间中去, 又以噪声的形式出现。在设备和基础间配置弹性的材料或器件, 可有效地控制震动, 减少固体噪声的传递。在设备和管道间采用软连接实行隔振, 以不使设备的振动传递给管路。水管、风管安装时, 在管道支吊架、穿墙处也应作隔振处理。常见的隔振器主要有金属隔振器、橡胶隔振器、空气橡胶弹簧隔振器、各种隔振垫等。风机、冷水机组的隔振, 通常选用金属弹簧隔振器。
1.4 设备房的噪声控制
选择机房位置时应尽量不靠近空调房间, 对机房本身应采取吸声和隔声处理, 以降低机房内噪声和隔断向外传播的途径。墙、顶棚所用的吸声材料应根据噪声源的频谱来选择。风机房的噪声以低频为主, 因此宜选用珍珠岩吸声板、石膏穿孔板、聚酯纤维吸声板等低频吸声性能强的吸声材料。制冷机房、水泵房等噪声频谱较宽, 应选用超细玻璃棉毡、玻璃棉板、矿渣棉板、聚氨酯泡沫塑料等重、高频吸声性能好的材料。机房的墙体、楼板应具有隔声作用, 机房门隔声效果与门的隔声能力和门缝的严密程度有关。通常采用内夹吸声材料 (如矿棉毡、玻璃棉毡等) 的复合门, 门缝采用企口挤压式 (在企口上加橡胶圈、条式充气带) 的密封措施。最有效的隔声是采用双道门, 并在门洞内贴吸声材料。
1.5 施工不当产生噪声的避免
在安装施工前, 应科学地进行管道综合排布, 合理地安排施工工序, 避免因各专业由于安装空间有限而产生的管道与管道及管道与支吊架紧靠而发生碰撞的现象。金属风管制作安装时不应出现条缝型漏风口, 以避免产生风哨现象。各种管道、电线桥架穿过机房墙体或楼板处必须做好有效的封堵处理, 以防止机房内的噪声向外扩散。另外应认真做好系统调试工作, 做好管网的风量平衡, 避免因风量不平衡而引起的部分分支管路因风量过大而产生噪声的现象。
2、存在的问题和对策
2.1 暖通空调系统的设计管理问题
暖通空调系统噪声控制涉及暖通空调、建筑、结构、声学等专业, 需要融合各个专业的知识进行综合考虑和设计, 各专业密切配合才能进行有效合理的控制。目前一般暖通空调设计人员不熟悉声学专业, 难于做好系统噪声控制设计, 而建筑学与声学的专业人员往往对暖通空调专业也不太了解, 也难于独立做好空调噪声控制设计。因此, 要做好中央空调噪声控制, 需要建筑师和暖通空调工程师对噪声控制给以足够的重视, 从建筑设计的开始阶段就要考虑如何进行噪声控制, 综合考虑声环境与室内微气候环境、室内空气品质等因素进行整体设计。如果在建筑设计阶段就把空调设计与噪声控制考虑到位, 往往能取得很好的效果, 反之, 如果在建筑设计的时候考虑欠缺而使得空调系统难以设计和布置, 造成不利于噪声控制的局面, 再进行弥补性的降噪, 往往困难重重。
因此, 建筑设计、暖通空调系统设计与噪声控制如何互相配合, 相互协作, 是一个很值得我们大家和有关部门研究和注意的问题。
2.2 新技术、新工艺、新材料的开发推广应用问题
鼓励发展研发新技术、新工艺、新材料, 并积极运用到实际工程中。如在条件许可的情况下大力发展低温送风技术、推广复合材料通风管道、新型吸声隔声材料 (如植物纤维素等) 在工程中的运用。
3、结语
暖通空调系统在工业及民用建筑中起着改善生产、生活环境, 保护健康, 提高工作效率的作用。令人厌烦的噪声或不符合声学要求的声音会影响暖通空调系统的使用效果, 甚至导致部分或全部系统不能正常运行。如何控制好暖通空调系统的噪声, 在系统的噪声源和振动源上进行降噪处理, 是最积极主动、有效合理的措施, 也是暖通空调系统噪声控制的努力方向之一。
参考文献
[1]李耀中, 李东升.噪声控制技术 (第二版) [M]北京:化学工业出版社, 2009.
对暖通空调系统降噪问题的探讨 篇5
一、噪声的危害
在人们对自己的生活及生存环境的关注, 现在对噪声这种物理污染源也更加的重视, 它对人们的身心健康和正常的工作与休息会产生影响, 进而可能导致降低劳动效率, 甚至还是导致一些事故的重要根源。噪声最直接、最明显的危害表现在对人的听觉器官影响。
在强度为85~90d B (A) 的强噪声环境下长期工作的话会对作业人员产生各种有害的影响。
在低频噪声下, 很多时候会让人产生压迫感, 对睡眠及心理的影响很大。有些人, 可能长期受这种噪声干扰下, 就可能导致头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、注意力不集中等神经衰弱症状。
二、设计和施工降噪
(一) 设计降噪
1. 机房降噪
在建筑设计阶段, 一般的把空调制冷、热源机房设于建筑的地下室或其他对空调房间噪声要求较小的地点, 设置的弹簧减振器的阻力弹簧减震器;分散在各层的通风和空调房间设置金属弹簧或金属弹簧———橡胶复合型吊式减振器;落地安装则在设备和基础之间设置橡胶隔振垫隔振。在房间的墙壁上通常铺设50mm厚的吸音板两层音障。
2. 系统降噪
系统要求管消声器的设计风速控制, 速度控制在8~10米/秒。要通过对注意送风管消声器的计算, 回风管路注意在集中回风处的消声处理, 以防止传入室内机房设备噪音。在通风和空调系统中设置消声器, 消声器应该选择的是带噪声特性的选择范围。
(二) 施工降噪
1. 风口噪音
通风和空调系统中风管弯头三通在这些地方生产采用定型导流板, 以降低系统噪声和当地空气流动阻力, 使消声弯头必要时导流板, 增加了消音效果。为了确保通风和空调系统, 以消除噪声和能源浪费的影响而引起管道泄漏的量过多, 应严格要求的管道系统和空气泄漏测试的强度性能, 以监控质量风管加工和生产。导管组件导流板, 挡风板和阻尼器上的风向标结构的端面做没有削减, 采取适当的声学降噪措施, 尽可能关闭调节阀。零部件出口管道连接的短管与消音器更好的“隔热消音软管的特殊产品, 要注意它的接口连接器 (不漏风) 的质量, 界面重新填充保温。
2. 水系统降噪措施
对管道的坡度走向合理布置, 合理设置自动排气, 减少水击或水锤的产生。在整个声音更高的地方, 应使用以避免振动或弹簧吊架, 由于管的振动在操作期间减少噪声。
三、其他降噪措施
无论是在理论上还是在工程实践中空调系统的噪音, 应遵循的原则是以满足使用的房间功能需求, 以及噪声传播方法的频率特性, 通过设计计算严格的噪音控制, 以确定技术措施。
这些措施基本上可概括为以下几个要点:
1) 用吸声的方法降低噪声。目前最常用的吸声材料是玻璃棉制品, 其对1000Hz的吸声系数约为0.75~0.79, 可使室内声源得到有效衰减。当然, 吸声材料一般不会单独处理, 常与装饰材料一起使用, 只有对空间声环境有特殊要求才单独处理。
2) 用隔声的方法降低噪声。目的是隔声, 空气隔声方式常用的有:
a.一个单实心墙;
b.双重绝缘结构具有空气层;
c.使用不同密度的保温材料。
3) 用使用消声器的方法降低噪声。消声器的种类有阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合型消声器三类。另外, 还有微穿孔板消声器、喷注耗散型消声器等。
四、结束语
随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高, 暖通空调系统得到广泛的应用。可通过采用本文提到的基本的降噪措施, 通风空调系统基本上可以满足各使用功能区域噪声标准的要求。暖通空调系统在日益发展, 其降噪措施也在不断的改进, 为给人们提供舒适的生活环境努力, 也是减少噪声污染, 构建和谐社会都具有很重要的意义。
参考文献
[1]郭军杰.建筑节能技术在住宅中的应用探析[J].企业导报, 2011.
[2]王海龙, 任云峰.浅谈暖通空调在绿色建筑中的相关技术与发展[J].中国商界 (下半月) , 2008.
[3]李耀中, 李东升.噪声控制技术 (第二版) [M].北京:化学工业出版社, 2009.
交通声屏障计算机降噪系统研究 篇6
1 噪声源分析
根据噪声控制的一般原理分为:噪声源的识别, 噪声传播途径确定, 受声者分析。如果要有效控制铁路噪声对沿线居民的影响, 首先要确定铁路产生噪声的噪声源。图1代表噪声源在线路方向的位置。
在铁路运行产生的噪声中, 车辆上部的空气动力噪声和集电系噪声主要影响铁路客车车内的声环境质量, 车辆下部的轮轨噪声和构造物噪声对铁路沿线居民影响比较严重[1]。
2 噪声源上控制噪声措施
2.1 降低轮轨噪声
首先对于车辆来说, 采用合理的车辆结构, 可使滚动噪声和尖啸声降低。具体措施如下:
(1) 采用弹性车轮
改变车轮在轴向和径向的机械阻尼, 使车轮不易产生振动或改变其自振频率, 或者在车轮上装消音器和阻尼大的材料, 用来吸收车轮振动的能量, 起到减小车轮噪声的目的。国外噪声测试表明, 采用弹性车轮后, 噪声可降低5~6d B (A) [2]。
(2) 设置防振橡胶垫。
为了隔断车轮的高频振动, 通过车轴、轴箱、弹簧、构架、摇枕等部件向上传递到车体各部, 在轴箱与弹簧之间设置防振橡胶垫, 同时中央弹簧选用对高频振动隔离性能较好的空气弹簧, 可使一次固体噪声大大减小。
其次对于线路方面来说, 在钢轨下面铺设防振橡胶垫, 减小轮轨之间的冲击作用力, 从而起到减振降噪的目的。
2.2 降低构造物噪声的措施
构造物噪声的治理须从线路和结构工程两方面入手。
(1) 线路方面:桥上线路须平顺, 钢轨接缝要少, 保持钢轨表面处于良好工作状态。此外还可以在钢轨和轨枕下增加弹性防振垫。
(2) 结构方面:桥梁结构要有较高的强度和较大的抗挠抗扭刚度, 一般不采用柔性结构, 梁部选用混凝土或预应力混凝土等感热迟钝的材料。
不论采取哪种措施, 噪声均不可避免。当线路两侧有医院、学校、住宅区时, 最有效的方法是在传播途径上控制噪声。采用的方法有在铁路与受声点之间设置声屏障、种植绿化林带、增大铁路与受声点之间的距离等。由于绿化林带的高度有一定限制, 增加两者之间的距离不太现实, 所以最可行的方法是设置声屏障。声屏障是一个降低交通噪声的重要设施大量的实验和实例研究证明对距道路200m范围内的受声点有非常好的降噪效果[3]。
3 声屏障计算机降噪系统
声屏障通过干涉声波传播的作业到达降噪目的 (如图2所示) , 其降噪效果随声程路程差的增大而增加。一个足够高和长的声屏障可以对处于声影区的受声点降噪5~15d B (分贝) [3]。声屏障的形状和材料种类多种多样, 可以用砖、混凝土、木材、金属和其它材料来构筑。修建声屏障除考虑其降噪作用外, 还要注意其经济实用, 并与其所处环境相协调做到视觉满意。
由于声屏障降噪效果突出, 近年来利用声屏障降噪得到广泛普及, 但是关于声屏障的问题也随之而来。有的声屏障达不到预期降噪效果;有的声屏障的建设费用很高, 降噪效果不明显等;声屏障的设计、制造及降噪效果的预测分析等还没有形成一定的理论体系。所以借助计算机进行声屏障降噪系统研究就显得非常重要了。本文基于C++的面向对象的程序设计, 利用Visual C++集成软件开发环境进行的研究开发的, 依据《声屏障声学设计和测量规范》[4], 进行声屏障计算机降噪系统研究开发, 取得一定的成果。
3.1 降噪系统的功能分析
3.1.1 具有面向对象性, 较强的模块化性
能及较强的组合能力。具有友好的人机界面和良好的人机交互性, 提供操作信息向导功能。
3.1.2 模拟预测系统遵循软件工程学的原理, 整个软件采用图标菜单、下拉式菜单、弹出式菜单、对话框等界面技术, 提供在线帮助和灵活的提示信息, 提供操作信息的向导功能。整个用户界面的设计遵循“视窗” (Window) 的标准, 如图3所示。
3.1.3 在绘制视图上, 可计算整个平面的点声源和线声源的声波辐射图, 可以对照噪声级颜色表, 确定其声压级的大小。
3.1.4 噪声预测点和居民保护区可以根据需要灵活的设置, 并对其进行点声源和线声源噪声计算以及对其进行声屏障插入损失的计算。
3.1.5 点击右键的弹出式菜单, 可以快捷方便的进行所需要的操作, 如删除图元、选择图元操作等, 如图4所示。
3.2 计算实例
根据声屏障计算机降噪系统的设计, 可以预测铁路沿线有无声屏障时交通噪声大小。根据列车运行的声辐射理论模拟成线声源, 根据实际测试分析线声源的平均声压级, 即噪声声压级的大小。根据此数据和城市环境不同区域的噪声标准预算声屏障的插入损失 (即降噪量) , 从而设计声屏障的高度、形状和材质等。然后利用声屏障计算机降噪系统进行模拟计算。计算演示结果如图5所示。
4 结论
4.1 该降噪系统界面的可视化程度高, 状态栏中显示每一步绘图的操作步骤。菜单栏和工具栏以具有代表性的图形、文字表示, 使系统的界面更具形象性, 可读性。
4.2 该系统声源随距离的衰减值以不同颜色的显示, 能清楚的获得不同距离处噪声值的大小。
4.3 具有强大的图元编辑功能。对各图元可以进行属性设置、图元选择、图元删除等操作。
4.4 弹出菜单的运用, 增强了系统的灵活性和可操作性。
摘要：由于运行中铁路列车产生的轮轨噪声, 严重影响铁路沿线居民居住环境, 所以需要寻找一种降低铁路噪声的方法。本文通过分析各种降噪方法, 结合降噪理论得出在噪声源与居民区之间插入声屏障是最有效的措施。结合声屏障的声学知识, 利用计算机开发声屏障降噪系统。该系统主要包括声屏障的几何设计、构造形式、声屏障的景观要求等, 能很好的模拟声屏障的降噪效果, 对声屏障设计具有一定的参考价值。
关键词：轮轨噪声,声屏障,计算机
参考文献
[1]王伯福, 王慧萍.铁路噪声污染与防治[J].铁路标准设, 1998.12.44～45
[2]徐洲.高速铁路轮轨噪声影响因素分析与控制研究[M].西南交通大学, 2009
[3]孙华云.不同结构型式降噪声屏障的特性研究[M].大连交通大学, 2008.6
[4]国家环境保护总局.声屏障声学设计和测量规范, 2004年7月12日发布
[5]尹立民, 王兴东.Visaul C++软件项目开发实例, 电子工业出版社, 2004年11月
地铁车辆地板防火降噪设计 篇7
1 概述
由于地铁车辆大部分设备都集中在底架地板下部区域,不仅包括牵引设备、蓄电池箱、高压线等火灾危险源,同时还有转向架电机、空压机等大功率噪声源。所以,随着人们对地铁车辆安全舒适性的要求提高,对地板的防火降噪也有了更为严格的要求。
2 车辆地板防火降噪要求
2.1 地板防火要求
车体下部设有防火隔离层,应按照ASTM E119及NFPA 130的防火试验标准,达到30min的防火隔离能力。
整个车体结构的热传递不超过2.4W/k.m2,符合国内或国际标准。
2.2 地板降噪要求
地板降噪属于车辆内部降噪的主要因素。
车辆内部噪声测试应分别按照ISO3381-2005和GB14892标准执行。
在ISO3381标准规定的测试条件下,列车静止,辅助系统正常运行,在车辆中心离地板、面高1.2m、1.6m处测得的客室内Lp Aeq,T应不超过69d B(A);司机室内Lp Aeq,T应不超过65d B(A)。
在ISO3381标准规定的测试条件下,列车在自由声场中以最高运行速度±5km/h速度运行时,在车辆中心离地板1.2m、1.6m高处测得的测得的客室内Lp Aeq,T应不超过74d B(A)、司机室内Lp Aeq,T应不超过72d B(A)。
3 车辆地板的防火降噪结构
3.1 车辆地板的主要结构
车辆地板的主要结构包括:(1)车体底架地板;(2)车辆内装地板
3.2 车体底架地板的隔热降噪
车体底架的主结构大型铝型材拼接,采用的型材规格为中空挤压型材,个别区域使用铝板(主要为牵引梁区域),型材多采用的牌号为6005A-T6,铝板为5083-H111,强度较好。
这种结构本身由于内部都是处于密封状态的空气,因为空气的隔音、隔热性能优于任何固体材料,热量和声波的传播受到极大的限制,所以车体底架地板型材具有良好的隔音、隔热性能。
3.3 车辆内装地板的隔热降噪
车辆内装地板采用的悬浮式地板结构,车体地板上部装有均布的弹性橡胶块,将内装地板垫起,具有很好的减震作用。
地板采用铝蜂窝地板,由于有许多相互牵制的密集蜂巢,犹如许多小工字梁,可分散承担来自各方的压力。因此同时具备较强的抗震性。
而在常用的蜂窝夹层板的蜂窝芯中,实体材料的体积仅1%-3%,基余空间内是处于密封状态的空气,所以蜂窝夹层板也具有良好的隔音、隔热性能。
铝蜂窝地板上表面铺有一层地板布,多为PVC或橡胶材质,我们一般会要求地板布吸音性能大于等于6d B。
同时,车辆内装铝蜂窝地板、地板胶块及地板布本身也要具有防火要求,其中防火要满足DIN5510 S3级,烟毒性要满足BS6853Ia级。
现代车辆内装地板有一些使用了酚醛复合板材,具有重量轻,防潮防高温等特点,但是由于成本较高,使用还不是很广泛。
4 车辆地板的防火降噪材料
车辆底架地板和铝蜂窝地板本身的性能其实并不能满足车辆的整体防火降噪要求,也不是主要的防火降噪单元,我们主要会通过增加防火降噪材料的方式来保障地板部位的防火降噪性能。而防火降噪的材料有很多种,下面我们会介绍现有车辆主要运用的一些材料。
4.1 防火棉
防火棉多为涤纶纤维材质,经梳理铺网成型后,利用低熔点粘合纤维混合而成,防火性能强,弹性好,且具有吸音性能。
但是为了满足防火的性能要求,防火棉会有一定的厚度,而地板上部没有足够空间,且防火棉本身不易固定,还会产生纤维粉尘,所以须将其用铝板固定在车下位置,并用胶密封。
4.2 绝热毯
由于现代车辆车下设备越来越多,而防火棉占据了车下很大的空间,且较重,所以我们最新的设计会使用绝热毯配合防火漆来替代防火棉。
绝热毯的材质为陶瓷纤维,有低导热率及良好的隔热性能,很薄的厚度就能够达到很高的防火要求,所以我们可以将其铺在内装地板和车体地板之间,有效地提高了地板空间的利用率。
4.3 吸音板
吸音板属于一种环保型阻尼材料,是一种以丁基橡胶为基材添加阻燃剂的防火自粘型高性能约束阻尼片。
吸音板很薄,我们会将其贴在车体地板上表面。为了提高阻尼性,多用铝板或钢板粘接使用,广泛用于车辆的减震降噪。
4.4 防火隔音毡
防火隔音毡是由高分子金属粉末和各类助剂配置反应,再经压延复合而成,可以使噪声在传递途径中衰减的一种新型隔声材料,兼具阻尼性及环保阻燃特性。同时具有厚度薄、抗拉压、抗弯曲、阻燃防蛀等特点。
4.5 防火漆
防火漆是由阻燃剂、发泡剂等多种材料制造的一种阻尼浆涂料,具有良好的隔热性和保温性,具有吸音隔音性能。
防火漆使用方便,将其喷涂在底架下薄薄一层即可,且基本上能对底架地板下部区域达到全覆盖保护。
防火漆具有难燃性或不燃性,导热系数较低,受热后发泡形成碳质隔热层保护基材,并分解产生惰性气体及一些降温,有效减缓火焰传播速度。
5 地板防火降噪布置图(图1)
6 地板防火降噪结果
最终结果,需要通过车辆实验进行验证,是否能够满足设计要求。
7 结束语
文章通过对地铁车辆地板防火降噪结构的介绍,使设计师在车辆地板防火降噪方面有了一定经验积累,这是现代城轨车辆安全舒适性的一个设计理念,确保了列车的安全性及舒适性。
摘要：文章以长客-庞巴迪的车辆地板防火降噪设计为例着重介绍了地铁车辆地板防火降噪的设计要求。