某污水处理厂风机房降噪处理初步设计--课程设计.doc

湖北理工学院（大型作业）

宜兴工程学院

《环境噪声控制工程》
大 型 作 业

某污水处理厂风机房降噪处理初步设计

学 院： 环境学院
专业名称： 环境工程
学 号：2015203101
学生姓名：
指导教师：

2016年05月28日

前 言
《环境噪声控制工程》是高等学校环境工程专业的主要专业课程之一，为促进学生掌握噪声治理工程的理论和技术，具备噪声治理工程的设计能力和综合利用相关专业知识的能力，本课程在完成课堂理论教学的同时开设课程设计一周。通过课程设计使学生了解噪声治理工程设计的基本知识和原则，使学生的基本技能得到训练。
本课程的目的是通过课程设计，使我们学生能过综合运用和深化所学专业理论知识，培养独立分析和解决一般工程实际问题的能力，使我们受到工程师基本的训练。初步掌握噪声污染控制设计的内容、程序和基本方法,掌握噪声污染治理设计的基本技能及理论计算方法,运用专业领域理论知识，解决噪声污染控制工程实际问题。

目录
第一章 课程设计任务书 1
1.1、设计目的 1
1.2、设计课题 1
1.3、设计内容和要求 2
1.4、提交的设计成果 2
第二章 课程设计说明书 6
2.1、方案编制的指导思想 6
2.2、方案编制的依据 6
2.3、噪声控制的技术目标及质量目标 6
2.4、噪声污染治理可行性分析 7
2.4.1、噪声污染特性分析 7
2.4.2、噪声源降噪目标值分析 7
2.5、噪声控制具体技术措施 8
2.5.1、机房墙体吸声技术措施 8
2.5.2、机房空间吸声体技术措施 8
2.5.3、 机房隔声技术措施 9
第三章 工程设计计算书 11
3.1、机房内降噪量计算 11
3.1.1机房内各构筑物的吸声系数 11
3.1.2机房内吸声量计算 12
3.1.3机房内降噪量计算 12
3.2、机房隔声量计算 13
3.3、折板消声器消声量计算 14
3.4、工程概算 15
总结 16
参考文献 17

2

第一章 课程设计任务书
1.1、设计目的
课程设计是本专业课程的重要实践性环节，是环境工程专业学生在校期间第一次较全面的噪声控制设计能力训练。通过课程设计实践，学生能了解噪声污染控制工程设计的步骤、材料选择和计算方法，提高计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范的能力。同时，通过设计巩固所学知识，并运用这些知识来解决工程实际问题。
1.2、设计课题
工程名称：某污水处理厂机房噪声控制设计

设计原始资料
1、污染环境的基本概况：污水处理厂机房内部尺寸为：长×宽×高=11.2m×6.6m×4.1m；五窗一门，窗户尺寸为：高×宽=1.6×1.6m，门尺寸为：高×宽=2.95m×2.38m；室内没留通风孔。内墙均为砖墙，表面粉刷，混凝土平顶，水磨石地面。机房内安装有六台NODSR-150型三叶罗茨鼓风机，其中两台流量为14.4m3/min，四台流量为12.4m3/min。配套电机为Y200L-4型，转速为1470r/min。
2、噪源基本状况：技术人员使用HS6280D噪声频谱分析仪，对机房噪声源现场进行了测量，室内噪声强度为90.5dB(A)，室外最高声级为81.4dB(A)。机房处于污水处理厂区域范围内，是典型的工业区，依据中华人民共和国《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)三类区标准和中华人民共和国《工业企业噪声控制设计规范》（GBT50087-2005），机房内外噪声均超标。
表1 各监测点测量数据表[dB(A)]
测点编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
测量数值
90.6
94.3
95.2
91.3
89.6
90.5
90.1
79.6
76.8
测点编号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
测量数值
75.1
74.7
74.3
76.7
75.8
70.3
72.6
76.9
81.4
表2 代表性测点频带声压级测量数据表（dB）
中心频率（Hz）
63
125
250
500
1k
2k
4k
8k
3号测点
103
95
96
92
84
86
79
75
3、控制要求：机房外，《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)中的三类区域噪声控制标准为：白天≤65dB(A)，夜间≤55dB(A)。
机房内，《工业企业噪声卫生标准》规定，对于新建、扩建、改建的工业企业的生产车间和作业场所的工作地点，其噪声标准为85dB(A)。

1.3、设计内容和要求
1、降噪方案论证。从墙体、门窗、风机电机几个方面论证分别需要采取什么样的降噪技术，注意技术和经济的可行性；
2、设计计算。吸声量、隔声量、消声量的确定；构件和材料的选择、规格确定。
3、绘制降噪构件和材料的结构尺寸示意图。
1.4、提交的设计成果
设计说明书、计算书各一份，要求设计说明书内容完整、论述简洁、文理通顺，计算书公式清楚、计算准确，图纸表达清楚及符合规范。

湖北理工学院（课程设计）
第二章 课程设计说明书
2.1、方案编制的指导思想
·以人为本，降低机房内外噪声污染，为工人提供良好的工作声环境。
·机房外达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)三类区标准要求。
·噪声治理后，不影响风机正常运行，满足电机通风散热要求。
·工程设计工艺先进、结构合理，便于施工及设备维护。
·方案编制尽量做到降噪设施使用寿命长，工程造价低。
2.2、方案编制的依据
·中华人民共和国《环境噪声污染防治法》；
·中华人民共和国《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)；
·中华人民共和国《工业企业噪声控制设计规范》(GB/T 50087-2013)；
·技术人员现场勘察及测量的相关资料和数据。
2.3、噪声控制的技术目标及质量目标
1、机房内噪声控制目标：
依据中华人民共和国卫生部和国家劳动总局公布的《工业企业噪声卫生标准》规定，对于新建、扩建、改建的工业企业的生产车间和作业场所的工作地点，其噪声标准为85dB(A)。因此，机房内噪声控制的技术目标≤85dB(A)。
2、机房外环境噪声控制目标：
依据中华人民共和国《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)的规定，三类区域噪声控制标准为：白天≤65dB(A)，夜间≤55dB(A)。考虑到污水处理厂风机昼夜连续运行，因此，机房外环境噪声控制的技术目标≤55dB(A)。
3、机房散热通风控制目标：
为便于设备检修及机房室内整体美观，机房采取整体隔声方式，机房适当位置安装冷空气进入消声器和热空气排出消声器，满足噪声控制以后，电机绝缘B级散热通风要求。并满足施工期间的风机正常运行要求。
4、工程质量控制目标：
为树立良好的企业形象，真正体现出矿方环境治理人本理念，该厂决定对该工程进行精心设计、精心加工、精心安装，达到优质工程的目标，选用的材料抗静电、耐腐蚀、防水、防潮、阻燃。工程实施后，保证5年内不大修，噪声不超标，整体工程使用寿命大于10年。

2.4、噪声污染治理可行性分析
2.4.1、噪声污染特性分析
（1）机房外环境噪声分析：
机房外最高声级为81.4dB(A)，位于机房门外处，主要是机房门没有采取隔声措施，室内噪声向外环境辐射所致，因此，噪声控制应重点考虑门的隔声问题。
（2）风机噪声频谱特性分析：
机房噪声辐射强度90.5dB(A)，由于机房未进行吸声处理，噪声直接透过门窗向机房外辐射，是机房外环境噪声主要污染源，从机房噪声频谱分析图可以看出，突出频率成份为125Hz，是典型的低频噪声，因此，机房隔声应以125Hz的低频噪声为主，设计时增设共振腔，并适当增加吸声层厚度，以降低低频噪声成份。

2.4.2、噪声源降噪目标值分析
（1）机房外环境降噪量分析：
机房外最高声级为81.4dB(A)，依据中华人民共和国《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)的规定，三类区域噪声控制标准为：白天≤65dB(A)，夜间≤55dB(A)。外环境噪声实际超标量：白天16.4dB(A)，夜间26.4dB(A)，因此，机房外环境降噪量应为26.4dB(A)，工程设计降噪量定为30dB(A)。
（2）机房内环境降噪量分析：
机房噪声辐射强度90.5dB(A)，依据中华人民共和国卫生部和国家劳动总局公布的《工业企业噪声卫生标准》规定，对于新建、扩建、改建的工业企业的生产车间和作业场所的工作地点，其噪声标准为85dB(A)。因此，机房内环境降噪量应为5.5dB(A)，工程设计降噪量定为8dB(A)。
2.5、噪声控制具体技术措施
2.5.1、机房墙体吸声技术措施
墙体隔声采用“亥母霍兹”共振腔——吸声材料——吸声护板复合吸声结构形式，近壁面设置共振腔，中间层设置吸声材料，外表面采用木质吸声板。该结构是普通隔声结构的改良型，具有吸声能力强，外表布局美观的优点。机房吸声墙体总面积为：126m2。
吸声层从墙体内表面始，依次为共振腔、纤维水泥板、龙骨+吸声层、木质穿孔吸声板。整体厚度为185mm，其中共振腔（112mm）、纤维水泥板（8mm）、龙骨(50mm，50×50方木)、吸声层(50mm，材料为超细玻璃棉毡，600×600×50，填充于龙骨空格中，与龙骨内外平，空格大小上×下=600×600）、木质穿孔吸声板（15mm）。
各吸声材料的吸声系数：

纤维水泥板各倍频程(Hz)的吸声系数表
厚度
/mm
穿孔率
/%
各倍频程(Hz)的吸声系数
平均吸
声系数
125
250
500
1000
2000
4000
4
4.5
0.42
0.33
0.30
0.21
0.11
0.06
0.24
超细玻璃棉各倍频程(Hz)的吸声系数表
厚度
/mm
密度/(kg/m3)
各倍频程(Hz)的吸声系数
平均吸
声系数
125
250
500
1000
2000
4000
50
30
0.18
0.30
0.58
0.87
0.82
0.79
0.59
木质穿孔板各倍频程(Hz)的吸声系数表
厚度
/mm
穿孔率
/%
各倍频程(Hz)的吸声系数
平均吸
声系数
125
250
500
1000
2000
4000
18
4.2
0.65
1.05
1.01
0.95
0.81
0.82
0.88
2.5.2、机房空间吸声体技术措施
（1）空间吸声体空间吸声体选型：
采用2000×2000×75平板吸声体，共9块
（2）空间吸声体总投影面积：36m2 （占悬挂面积的48.7%）

各倍频程(Hz)吸声系数表
倍频程/Hz
125
250
500
1000
2000
40000
吸声系数
2.48
4.52
6.14
6.58
6.14
6.46
平均吸声系数
5.39
2.5.3、 机房隔声技术措施
（1）机房门隔声技术措施：
隔声门由门扇和门框组成，表面防锈喷涂处理，门体内填充阻尼层、吸声层、外表面为隔声层，内表面为穿孔护面板。吸声层选用超细玻璃棉，填充时应保持超细玻璃棉的松软状态，不宜压实。护面层可采用人造革，施工时，人造革应抱紧、绷平。此外，对机房门应进行密封处理，即门扇之间、门扇与门框之间以及门扇与地面之间的缝隙应嵌入海绵橡条。
隔声门主要技术参数：高×宽：2.95×2.38m
内嵌小门：1.8×0.6m（高×宽）
门缝处理后隔声量为：33.3dB
（2）机房窗隔声技术措施：
隔声窗由双层夹胶玻璃与窗框组成，内外层玻璃厚度不同，并且不能平行放置，以有效地控制“吻合效应”和形成隔声低谷，在窗框内填充吸声材料，有效地吸收透明玻璃的声波，使各频段噪声有效地得到隔离。在隔声层之间充填分子筛，采用铝合金隔框，边部再用密封胶粘接合成玻璃组件。做好窗缝密封，双层夹胶玻璃能达到比较好的隔声效果。
隔声窗主要技术参数：
尺寸（高×宽）：1.8×1.6m 窗结构：6/100/5

各倍频程(Hz)的隔声量表
倍频程(Hz)的隔声量/dB(A)
平均隔声量/dB(A)
125
250
500
1000
2000
4000
32
36
45
56
55
43
44
（3）机房散热通风技术措施：
机房隔声处理后，为保障电机正常运行，需要对机房内部强制通风，冷空气进入采用折板式消声结构。热空气排出采用盘式消声结构，盘式消声器配备相应风机。机房在西墙西北角近天花板位置安装盘式消声器，在南墙东南角近地面位置安装折板消声器。
盘式消声器具体参数：
法兰口径：200mm
外径：520mm
盘后：195mm
体积：0.014m3
重量：15kg
风量：890m3/h
风速：8m/s
轴向长度：500mm
插入损失：10～15dB(A)
配套风机风量：1000m3/h

各倍频程(Hz)的消声量
倍频程/Hz
125
250
500
1000
2000
4000
8000
消声量/dB(A)
4.5
9
16
22.5
26.5
22.5
21
平均消声量/dB(A)
18
折板消声器具体参数：
高×宽：1.56×1.2m
片厚：60mm
片间距：60mm
吸声衬里通道长度：400mm
吸声材料：超细玻璃棉

第三章 工程设计计算书
3.1、机房内降噪量计算
3.1.1机房内各构筑物的吸声系数
吸声降噪处理前墙体（普通抹灰面）各倍频程(Hz)吸声系数
各倍频程(Hz)吸声系数
平均吸
声系数
125
250
500
1000
2000
4000
0.02
0.02
0.02
0.03
0.04
0.04
0.03
钢板条抹灰各倍频程(Hz)吸声系数
各倍频程(Hz)吸声系数
平均吸
声系数
125
250
500
1000
2000
4000
0.15
0.10
0.06
0.06
0.04
0.04
0.075
玻璃各倍频程(Hz)吸声系数
倍频程/Hz
125
250
500
1000
2000
40000
吸声系数
0.35
0.25
0.18
0.12
0.07
0.04
平均吸声系数
0.17
空间吸声体各倍频程(Hz)吸声系数
倍频程/Hz
125
250
500
1000
2000
40000
吸声系数
2.48
4.52
6.14
6.58
6.14
6.46
平均吸声系数
5.39
超细玻璃棉各倍频程(Hz)吸声系数
厚度
/mm
密度/(kg/m3)
各倍频程(Hz)的吸声系数
平均吸
声系数
125
250
500
1000
2000
4000
50
30
0.18
0.30
0.58
0.87
0.82
0.79
0.59

木质穿孔板各倍频程(Hz)吸声系数表
厚度
/mm
穿孔率
/%
各倍频程(Hz)的吸声系数
平均吸
声系数
125
250
500
1000
2000
4000
18
4.2
0.65
1.05
1.01
0.95
0.81
0.82
0.88

纤维水泥板各倍频程(Hz)吸声系数表
厚度
/mm
穿孔率
/%
各倍频程(Hz)的吸声系数
平均吸
声系数
125
250
500
1000
2000
4000
4
4.5
0.42
0.33
0.30
0.21
0.11
0.06
0.24
3.1.2机房内吸声量计算
计算公式：
A——吸声量，m2
α——吸声系数
S——吸声面积，m2
机房降噪处理前吸声量计算表

墙
门
窗
平均吸声系数
0.03
0.075
0.04
面积/m2
200
7
2.56
吸声量/m2
6
0.52
0.1
总吸声量/m2
6.62
机房墙体总面积/m2
209.56
机房平均吸声系数/m2
0.032

机房降噪处理后吸声量计算表（门、窗、墙的吸声量可忽略不计）

空间吸声体
超细玻璃棉
木质穿孔板
纤维水泥板
平均吸声系数
5.39
0.59
0.88
0.24
面积/m2
36
133.16
126.14
126.14
吸声量/m2
194.04
78.56
111
30.27
总吸声量/m2
413.87
机房墙体总面积/m2
209.56
机房平均吸声系数/m2
1.975
注：门的吸声层填充超细玻璃棉
3.1.3机房内降噪量计算
因为经降噪处理后的平均吸声系数远大于降噪处理前的吸声系数，所以降噪量可按下式计算：
房间降噪量为：
3.2、机房隔声量计算
（1）隔声门的隔声量：33.3dB
（2）隔声窗的隔声量：44dB

单层墙的隔声量
面密度
Kg/m2
倍频程中心频率(Hz)
平均隔声量/dB
125
250
500
1000
2000
4000
计算值
测定值
487
44
44
45
53
57
56
51
49
（3）综合墙的隔声量计算：
计算公式：
R墙——墙的隔声量,dB
R门——门的隔声量,dB
R窗——窗的隔声量，dB
S墙——墙的面积,m2
S门——门的面积,m2
S窗——窗的面积,m2

（4）机房平均隔声量计算：

（5）机房实际隔声量计算：
计算公式：

3.3、折板消声器消声量计算
计算公式：
ΔL——消声量，dB
Ψ(α)——消声系数
α——垂直入射吸声系数
P——吸声衬里通道截面周长，m
S——吸声衬里通道截面面积，m2
L——吸声衬里通道长度，m
Ψ(α)与α的关系表：
α
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Ψ(α)
0.1
0.2
0.35
0.5
0.65
0.9
1.2
1.6
2.0
4.0
（1）折板消声器设计：
片厚：60mm
片距：60mm
消声长度：400mm
尺寸（高×宽×厚）：1400×1200×240mm
（2）折板消声器消声量计算：
折板消声器所用吸声材料为超细玻璃棉，此时α=0.645，查表知Ψ(α)=1.035
可知消声量：
（3）盘式消声器消声量：20dB
3.4、工程概算
降噪单元
名称
数量
（件、套）
单价
(元)
合价
（万元）
机
房
空间吸声体
36m2
565
2.03
墙体吸声结构
126m2
738
9.30
折板式消声器
1
0.95
0.95
盘式消声器
1
0.8
0.85
管道隔声结构
16m×0.8m
279
0.45
隔声门
2.95m×2.38m×1
12600
1.26
隔声窗（高×宽）
1.8×1.6m×5
1635
0.78
合 计
——
——
15.62
其
他
勘察测量费
——
2500
0.25
施工图设计费
——
15000
1.50
竣工验收费
——
3500
0.35
合 计
——
——

总 计
￥17.72万元

总结
课程设计是一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
本次的课程设计，对学生来说是一次很好的实战演习。为毕业设计和尽快适应实际工作打下良好基础；另一方面，它锻炼了学生的动手能力，将理论运用到实际中去，使知识变活，同时将一些零散的知识点，构成一个完整的知识框架体系，在自己动手的过程中体会到劳动的艰辛为将来走上环保之路打上基础。

参考文献
（1）洪宗辉主编.环境噪声控制工程.北京:高等教育出版社，2002
（2）高红武主编.噪声控制工程.武汉:武汉理工大学出版社，2003
（3）郑长聚主编 环境工程手册噪声控制卷.机械工业出版社 高教出版社 20002月第一版。
（4）智乃刚.许亚芬等.噪声控制工程的设计与计算. 北京:水利电力出版社.1994
（5）刘惠玲. 环境噪声控制.哈尔滨工业大学出版社. 2002.10
（6）顾强. 环境噪声控制.北京:煤炭工业出版社.2002.8
（7）黄其柏.工程噪声控制学.华中理工大学出版社.1999.8
（8）周新祥. 噪声控制及应用实例.海洋出版社.1999
（9）杜功焕.声学基础.上海科技出版社.1982
（10）孙广荣等. 环境噪声控制工程.高教出版社 1995
（11）李家华. 环境噪声控制.冶金工业出版社.1995.
（12）《噪声污染控制技术》，张弛主编，环境科学出版社，2007年6月第一版。
（13）中国建筑科学研究院建筑物理研究所等编，《建筑声学设计手册》，中国建筑工业出版社，1987年第一版。

《环境噪声控制工程》大型作业成绩评定表
姓 名

学 号

专业班级

大型作业名称
某污水处理厂风机房降噪处理初步设计
成绩评定依据：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年 月 日
湖北理工学院课程设计答辩记录表
课题名称
某污水处理厂风机房噪声控制初步设计
学生姓名

学号

答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录
1. 什么是噪声？
答：有些声音是人们不需要的，称为噪声。噪声可能是强度和频率杂乱无序的声音，也可能是节奏和谐的音乐。噪声产生机理可分为：机械噪声、空气动力性噪声、电磁噪声。
2. 声级计是由哪几部分组成的？
答：一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器和指示器等组成。
3. 吸声和隔声的区别是什么？
答：a、机理上的区别：吸声着眼于声源一侧反射声能的大小，隔声着眼于入射声源另一侧的透射声能的大小
b、措施重点不同：吸声是利用吸声材料的吸声作用，减弱声反射；隔声是利用隔声屏障对声波的阻挡作用，减弱声透射
c、材质上的不同：吸声材料一般是多孔、疏松和透气的；隔声材料一般是密实厚重
d、应用上不同：吸声一般是处理建筑声学问题；隔声一般是处理噪声问题
4. 噪声控制的一般原则与基本程序是什么？
答：噪声控制设计一般应坚持科学性、先进性和经济性的原则。
A. 噪声源测量分析——声源分布、频率特性、时间特性
B. 传播途径调查和分析——传播途径中是否有空气声、固体声
C. 受影响区域调查——本底噪声、危害状况、允许标准
D. 降噪量确定——总降噪量，声源、传播途径降噪量
E. 制订治理方案——总声源控制、传播途径控制
F. 设计施工
G. 工程评价——声环境质量评价，经济性、适应性评价
5. 声环境功能区监测方法是什么？
答：a、定点监测法：选择能反映各类功能区声环境质量特征的监测点一至若干个，进行长期定点监测。每次测量的位置、高度应保持不变
b、普查检测法：对于0~3类声环境功能区。将要普查监测的某一声环境功能区划分成多个等大的正方格、网格要完全覆盖被普查的区域，且有效网络格点总数应多于100个。测点应设在每一个网格的中心，测点条件一般为户外条件。

答辩听取人签字：

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