浅析柴油发电机房降噪工程

丛旭

摘要：近年来，我国数据中心机房的建设规模不断扩大，许多地域的超大型数据中心机房规划建设规模甚至达到数十万平方米。而柴油发电机房作为数据中心机房的后备电源在数据中心机房的建设中尤为重要，但是柴油发电机组在运转时产生的噪声如果不采取必要的降噪措施，将对周围环境造成严重的噪声污染。柴油发电机组属高噪声动力设备，其噪声源主要有发动机机械振动噪声和燃烧爆炸产生的噪声两部分组成。因此，围绕着这两部分内容进行柴油发电机房的降噪設计和施工是保证机房噪声排放标准的关键。

关键词：柴油发电机组   噪声   机房降噪

1、前言

柴油发电机组属高噪声动力设备，其噪声源主要由发动机机械振动噪声和燃烧爆炸产生的噪声两部分组成。机器在运转时产生的噪声95-110dB（A）之间，如果不采取必要的降噪措施，将对周围环境造成严重的噪声污染。

为防止机组运行时对周围环境造成污染，某机房工程设计、施工中机房降噪方法采用机房全封闭式运行，在不影响机组正常运行的情况下，根据机房的结构，由机房进排风通道及机组水箱自带的排风风扇构成一套循环通风系统，机房进排风风道加装进排风消声箱，机房四围墙壁敷设 50-100mm 厚度之吸声面层（由穿孔铝扣板+吸音岩棉），顶部采用后留空腔500-2000mm的吸声吊顶降噪体，排气噪音设计有阻性、抗性复合消音器，加装弹簧减震器减震等，以满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008中Ⅱ类标准。

2、专项方案概述

2.1噪音源描述：

噪声源主要来自发动机机械振动和燃烧爆炸产生噪声，发电机组满载噪声107dB（A）（1米处测试）、噪音频率800～1100HZ。

2.2隔声降噪设计

（1）墙体及顶部降噪

为减少室内混响及噪声对室外的影响，机房内墙面进行铝合金孔板吸声装饰，即架设双层100×40型轻钢龙骨，靠近内墙一侧龙骨内充50mm厚岩棉，靠近外层饰面一侧龙骨铺贴0.8mm厚微孔铝扣板，起到隔声、吸声、美观的三重效果。

如图所示：

（2）消音门：

为了防止机房噪声外溢，机房进出门安装具有隔声和吸声的功能的钢板重质隔声门，门体为双层钢板复合结构，内填优质吸声材料，门体与门框是锥形封合并铺设富弹性的皮革利于封合紧帖，隔声量达到40dB（A）以上。隔声门兼有防火功能。

（3）机组进、排风降噪

在进排风消音间内安装片式消声器， 延片宽方向依次为镀锌冲压型钢板边框（厚1mm）;镀锌孔板（厚0.6mm）;玻璃纤维布;岩棉（密度60kg/m3）;玻璃纤维布;镀锌孔板（厚0.6mm）;冲压型钢板边框（厚1mm）。

如图所示：

（4）机组减震系统

柴油发电机组运行时，会产生振动。该振动传给支撑结构（基层或楼板），并以弹性波的形式从运转设备的基础建筑结构传递到其它部位，再以噪声的形式出现，称为固体噪声，振动噪声会影响人的身体健康，工作效率和产品质量，也会影响到周边环境，危及建筑物的安全。

所有柴油发电机组安装在混凝土基础台上并配备 25–32 毫米变形量弹簧减震器上，达到90%以上的减振要求。弹簧减震器特性如下：

1）弹簧采用低自然频率值设计，并经ED及烤漆处理;本体材质为碳钢，表面采用达克锈处理，耐候性佳，防震效率高。

2）弹簧防锈能力通过ASTM B-117 及CNS 8886 盐雾试验测试。

3）底部防滑及反制螺栓设计，安全性高。

4）安装简单并可依实际需要调整高度及水平。

5）能消除机械结构振动，并保护及延长机械寿命。

6）荷重挠度25mm、40mm、50mm、75mm。

7）弹簧直径大于下压至额定挠度之高度的0.8 倍，其弹簧压实时之下压量大于额定挠度之50%

2.3隔声降噪计算

（1）墙体及顶部隔声计算：

物理质量定律：单层墙的隔声量与其单位面积的质量的对数成正比;声波的频率越高，隔声量越高。无规入射时公式：R⊥=20* lgmf-43

考虑边界、刚度和阻尼等因素，实际隔声量的经验公式：R=14.5lgmf-26

式中：m单位墙体的平均质量：40单位kg/m2

f噪声频率（根据A计权网络和发电机组频谱分析，取值为1000HZ）

墙体的隔声量计算如下：R=14.5*lg （40*1000）-26≈14.5*4.6-26≈40.7dB（A）

即：墙体及顶部进行隔声处理后，能降低噪音40dB（A）。

（2）机组进、排风噪音计算：

进、排风通道中消声箱的消音量与吸音板的吸音系数、消音片长度、消音片的间距有关，消声量△L按以下公式计算：△L=2.18φ（ao）* L/b

式中：b—消声箱中消声片的片间距，即片间通道宽度，m。L—消声箱中消声片的有效长度，m。φ（ao）——吸声材料的消声系数。

消声箱中消声片的间距为100mm，即式中：b=0.1m;消声片的有效长度为2000mm，即式中：L=2m。消声量计算如下：△L=2.18φ（ao）* L/b→△L=2.18*1.2*2/0.1≈52.3 dB（A）

即：经过进风消声箱和排风消声箱后，能降低噪音52.3 dB（A）。

综上所述，柴发机房外噪音值为：

墙面、吊顶、门消音：107dB（A）-40dB（A）=67dB（A）;进排风消音：107dB（A）-52.3dB（A）=54.7dB（A）

取噪音值大的67dB（A）计算机房外至厂界外1米处噪声。

（3）机房外至厂界外1米处噪声距离公式

通过资料查阅噪声计算公式为：L=L-20lg（r/r0）+3，其中：L—为距噪声源r米处的噪声值（dB（A）），L0—为机器原噪声。

r—为距噪声源的距离（m），r0—为噪声源的距离。在此取1米，机房外与厂界外1米距离为11.7米+1米=12.7米计算，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结论

根据《工业企业厂界环境噪声排放标准GB12348-2008（发布稿）》测点位置规定：一般情况下，测点选在工业企业厂界外1m，高度1.2m以上，距任一反射面距离不小于1m的位置，满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008中Ⅱ类标准（即昼间60dB，夜间50dB）。

参考文献

1.1 《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）

1.2 《噪声与振动控制工程手册》机械工业出版社;

1.3 《建筑声学设计手册》中国建筑科学研究院建筑物理研究所;

1.4 《工业企业噪声控制设计规范》GB/T 50087-2013;

1.5 《环境工程手册环境噪声控制卷》高等教育出版社;

1.6 《噪声控制学》科学出版社;

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