一、噪聲分類和噪聲、振動(dòng)危害

噪聲是危害人類健康、污染環(huán)境的重要因素，它直接干擾人類的正常生活、工作、學(xué)習(xí)、休息和睡眠，已成為當(dāng)今世界性問(wèn)題。然而，由于低頻噪聲測(cè)量和描述是只能用線性或聲壓級(jí)C，因此用聲壓級(jí)A測(cè)量是不易感受到。因此，大家關(guān)心和研究的噪聲主要是中、高頻段的噪聲，對(duì)于低頻噪聲的研究和認(rèn)識(shí)不多，對(duì)于其影響以及危害的認(rèn)識(shí)也不夠深刻。低頻噪聲對(duì)人的影響可以分為主觀影響和客觀影響。低頻噪聲對(duì)人的主觀影響指在低頻噪聲環(huán)境下，人們?cè)谛睦砩鲜艿降挠绊憽５皖l噪聲對(duì)人的客觀影響指在低頻噪聲環(huán)境下，人們?cè)谏砩鲜艿降挠绊懀a(chǎn)生的生理問(wèn)題。

正常人能聽到的聲音頻率為20-20000Hz，頻率低于300Hz的聲音為低頻聲音。醫(yī)學(xué)專家通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，低頻噪聲對(duì)人體不僅造成功能性損害，還可能引起器質(zhì)性損害以及精神損害。低頻噪聲的危害主要是由于可直達(dá)人的耳骨，長(zhǎng)期受其影響，容易造成神經(jīng)衰弱、失眠、頭痛等各種神經(jīng)官能癥。而且這種單調(diào)低頻噪聲能使人的交感神經(jīng)緊張，末梢血管收縮，心動(dòng)過(guò)速，血壓升高，內(nèi)分泌失調(diào)。由于它是被迫接受的，能使人煩惱激動(dòng)、易怒，甚至失去理智。國(guó)外研究還發(fā)現(xiàn)，低頻噪聲可以穿透人體腹壁和子宮壁，影響胎兒器官發(fā)育，甚至造成胎兒畸形。

而醫(yī)院手術(shù)室不論對(duì)病人和醫(yī)生來(lái)說(shuō)低頻噪聲對(duì)他們危害性超出常人，因此醫(yī)院潔凈手術(shù)室應(yīng)將低頻噪聲納入對(duì)手術(shù)室驗(yàn)收與考核范疇。

由于空調(diào)風(fēng)機(jī)和電機(jī)屬旋轉(zhuǎn)機(jī)械必然存在振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)是噪聲的主要來(lái)源，同時(shí)，振動(dòng)還通過(guò)基礎(chǔ)傳向各方，振動(dòng)會(huì)引起人體內(nèi)部器官的振動(dòng)或共振，從而導(dǎo)致疾病的發(fā)生，對(duì)人體造成危害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響人們的生命安全，因此振動(dòng)污染是一種不可忽略的公害。振動(dòng)以彈性波的形式在基礎(chǔ)、地板、墻壁中傳播，并在傳播過(guò)程中向外輻射噪聲，這稱為固體聲，也是一種噪聲污染， 會(huì)造成危害。

二、潔凈空調(diào)的噪聲源

潔凈空調(diào)中噪聲來(lái)自于風(fēng)機(jī)及對(duì)其結(jié)構(gòu)影響產(chǎn)生的附加噪聲。潔凈空調(diào)所用風(fēng)機(jī)型式主要有前向多翼式，后向板式、后向機(jī)翼和無(wú)蝸殼風(fēng)機(jī)，其中它們有共同點(diǎn)就是其線性噪聲中低頻段的噪聲高于中頻和高頻。

而潔凈空調(diào)其風(fēng)機(jī)全壓高，其轉(zhuǎn)速相比也高，相比之下其葉輪由于不平衡產(chǎn)生激勵(lì)力也大，因此其隔振效果好壞影響其低頻噪聲的大小。

低頻噪聲的傳播途經(jīng)為：

a)結(jié)構(gòu)傳聲：風(fēng)機(jī)振動(dòng)引起；

b)空氣傳聲：空氣流動(dòng)引起；

三、噪聲源的控制

潔凈空調(diào)在設(shè)計(jì)和安裝完善合理的情況下，其低頻噪聲主要為：

(1)風(fēng)機(jī)和電機(jī)所產(chǎn)生的空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械噪聲以及電磁噪聲；

(2)風(fēng)機(jī)和電機(jī)振動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)。

在這二部分低頻噪聲中，首先分析空氣動(dòng)力噪聲控制方法：

潔凈空調(diào)中所用風(fēng)機(jī)大多數(shù)的噪聲呈現(xiàn)為低頻特性，在100Hz以下往往出現(xiàn)高能量峰值。以往對(duì)這樣的低頻噪聲的研究不多，主要原因是這部分噪聲經(jīng)A計(jì)權(quán)后被大大衰減了，人耳對(duì)它不敏感。但最近的研究表明，雖然人耳對(duì)低頻噪聲不敏感，但低頻噪聲對(duì)人體的危害更大，因?yàn)樗c人體各部分器官的固有頓率相接近，會(huì)引起強(qiáng)烈的生理、心理不適感。另外，低頻噪聲的能量往往很大，一旦引起共振，常會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)工作系統(tǒng)產(chǎn)生破壞性影響。

一般情況下，風(fēng)機(jī)段箱體內(nèi)側(cè)加設(shè)吸聲結(jié)構(gòu)、設(shè)置消聲器以及選用低噪聲風(fēng)機(jī)等就能有效的控制噪聲。但對(duì)于低頻噪聲的控制，要用能吸收低頻噪聲的復(fù)合阻抗式消聲器，而微穿孔消聲器正是具有.上述優(yōu)點(diǎn)并適用潔凈場(chǎng)合使用的消聲器，其吸聲頻帶寬度可優(yōu)于常規(guī)的穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)并有吸聲系數(shù)高等特點(diǎn)，其消聲性能介于阻性與抗性之間。

微穿孔消聲器低頻段的消聲量計(jì)算：

LtL=10lg(1+(a+0.25)/(a²+b²(f/fo-fo/f)²) (分貝)

式中：a=rs b=sc/(2πfov)

r-相對(duì)聲阻

s-通道截面積(m²)

v-板后空腔體積(m³)

c-空氣中的聲速(m/s)

f-入射聲波頻率(Hz)

fo-共振頻率(Hz)fo=(c/2r)x(p/TD)^1/2

T=t+0.8d+PD/3

t-微穿孔板的厚度(m)

p-穿孔率(%)

D-板后空腔深度(m)

d-穿孔孔徑(m)

微穿孔低頻吸收器其共振頻率是隨著板厚和腔深增大而減小，隨著穿孔率增大而增大，因此低頻吸收器可做成雙層微穿孔結(jié)構(gòu)。

在潔凈空調(diào)中考慮到空氣潔凈其功能段位于正壓段，因此對(duì)風(fēng)機(jī)段的消聲處理帶來(lái)便利，利用風(fēng)機(jī)均流器的位置做成均流消聲器。

一般情況下，潔凈空調(diào)中均流段長(zhǎng)度大于600mm以上，因此為了充分發(fā)揮原有空間作用，將其段增至1200mm左右，這樣大大提高其低頻消聲效果。

其次分析風(fēng)機(jī)、電機(jī)隔振控制低頻噪聲的傳播。現(xiàn)在大多數(shù)空調(diào)設(shè)備廠商配置的彈簧減震器居多，而現(xiàn)空調(diào)設(shè)備安裝在技術(shù)層、屋頂上，這就要考慮由于其隔振效果好壞，其低頻噪聲的直接影響。

阻尼是指系統(tǒng)損耗能量的能力。從減振的角度看，就是將機(jī)械振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)變成熱能或其它可以損耗的能量，從而達(dá)到減振的目的。

阻尼的作用主要有：

(1)阻尼有助于降低機(jī)械結(jié)構(gòu)的共振振幅，從而避免結(jié)構(gòu)因動(dòng)應(yīng)力達(dá)到極限所造成的破壞；

(2)阻尼有助于機(jī)械系統(tǒng)受到瞬態(tài)沖擊后，很快恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)；

(3)阻尼有助于減少因機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的聲輻射，降低機(jī)械噪聲；

(4)阻尼有助于降低結(jié)構(gòu)傳遞振動(dòng)的能力。

因此要取得比較好的隔振效果，首先必須保證fo>根號(hào)2，即設(shè)計(jì)比較低的隔振系統(tǒng)頻率。如果系統(tǒng)干擾頻率f比較低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)很難達(dá)到ffo>根號(hào)2的要求，則必須通過(guò)增大隔振系統(tǒng)阻尼的方法以抑制系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)。

選用按“低頻大阻尼隔振器”設(shè)計(jì)原則，采用多個(gè)壓縮螺旋彈簧并連，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性能。阻尼材料采用金屬絲網(wǎng)，組成彈簧阻尼減振器，不但能增加阻尼系數(shù)，而且可延長(zhǎng)使用壽命。這樣有助于減小低頻噪聲通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)傳聲。

四、低頻噪聲的評(píng)價(jià)

在聲學(xué)測(cè)量?jī)x器中，參考等響曲線，為模擬人耳對(duì)聲音響度的感覺特性，設(shè)計(jì)了三種不同的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，即A、B、C和L計(jì)權(quán)，每種計(jì)權(quán)在電路中加上對(duì)不同頻率有一定衰減的濾波裝置。其中L計(jì)權(quán)對(duì)不同頻率的聲音不衰減，C計(jì)權(quán)對(duì)不同頻率的聲音衰減較小，它代表總聲壓級(jí)； B計(jì)權(quán)對(duì)低頻有一定程度的衰減；而A計(jì)權(quán)在低頻段有較大的衰減，因此它對(duì)高頻敏感，對(duì)低頻不敏感。

五、對(duì)醫(yī)院、生物安全和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)噪聲計(jì)權(quán)方式的建議

由于環(huán)境的低頻噪聲的標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家正加快制定中，而對(duì)醫(yī)院、生物安全和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的特殊群體，特別是長(zhǎng)時(shí)間手術(shù)和生物試驗(yàn)的場(chǎng)合尤為重視低頻聲的干擾，用A計(jì)權(quán)計(jì)量室內(nèi)噪聲顯然將低頻聲忽略了。因此建議用L或C計(jì)權(quán)計(jì)量室內(nèi)噪聲，并考核八倍頻程的噪聲參數(shù)。

六、結(jié)束語(yǔ)

醫(yī)院、生物安全和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室作為特殊群體，在一個(gè)全封閉環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間工作，因此環(huán)境對(duì)他們而言相當(dāng)重要，過(guò)去標(biāo)定室內(nèi)噪聲以A計(jì)權(quán)方法測(cè)試，而將對(duì)人有同樣危害的低頻噪聲給衰減了，可能產(chǎn)生對(duì)人的危害。作為其主要低頻噪聲的污染源潔凈空調(diào)作為設(shè)備制造商質(zhì)量控制點(diǎn)，應(yīng)用噪聲與振動(dòng)控制技術(shù)開發(fā)新型的醫(yī)用凈化空調(diào)機(jī)組，為他們創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。

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