風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的低頻噪聲分析與降噪措施研究結(jié)題摘要

近年來(lái)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，風(fēng)電機(jī)組的噪聲污染逐步顯現(xiàn)，盡管現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量噪聲并未超過(guò)國(guó)家的相關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)范圍，但居民對(duì)風(fēng)電噪聲的投訴越來(lái)越多，風(fēng)電場(chǎng)附近鳥(niǎo)類也明顯減少，噪聲問(wèn)題甚至影響了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為此，迫切需要研究風(fēng)電噪聲，減少噪聲污染，保持風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。 經(jīng)分析，風(fēng)電噪聲主要為低頻成份，低頻噪聲對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)影響不大，卻引起其它感官的不適。而現(xiàn)行噪聲標(biāo)準(zhǔn)所采用的A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲級(jí)，反映了人耳對(duì)不同頻率噪聲的綜合感覺(jué)程度，它對(duì)低頻段進(jìn)行了大幅衰減，故風(fēng)電噪聲不應(yīng)采用A聲級(jí)來(lái)評(píng)價(jià)。 通過(guò)研究認(rèn)為：1）利用流體分析軟件FLUNT精確模擬1.5MW風(fēng)力機(jī)流場(chǎng)，表明設(shè)計(jì)風(fēng)力機(jī)葉片在額定工況下已基本達(dá)到設(shè)計(jì)功率要求，葉片周?chē)矝](méi)出現(xiàn)大面積失速現(xiàn)象。2）通過(guò)模擬對(duì)稱機(jī)翼NACA0018的渦流噪聲，分析機(jī)翼周?chē)o壓、動(dòng)壓、流速、渦流和聲場(chǎng)特點(diǎn)，驗(yàn)證了采用LES和聲類比相結(jié)合的方法計(jì)算翼型渦流噪聲可靠性。3）在截面相對(duì)來(lái)流的攻角不是很大的情況下，風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲的主要聲源部位分布在葉片尾緣和尾流中。4）沿葉片徑向，聲壓級(jí)迅速增大，相對(duì)來(lái)流的大小對(duì)于氣動(dòng)噪聲的影響比攻角小幅度變化要明顯。相對(duì)來(lái)流的大小很大程度上取決于葉片旋轉(zhuǎn)速度。5）聲能量主要集中在低頻，降低風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲的一個(gè)主要方向是降低其低頻噪聲。6）通過(guò)分析實(shí)測(cè)的風(fēng)力機(jī)噪聲信號(hào)，表明傳統(tǒng)的A計(jì)權(quán)將人為損耗低頻信息，僅憑A計(jì)權(quán)后的聲壓級(jí)作為評(píng)價(jià)風(fēng)力機(jī)噪聲的唯一指標(biāo)是不合理的。 發(fā)表期刊論文11篇、會(huì)議論文4篇。其中EI收錄4篇、ISTP收錄2篇。獲發(fā)明專利6項(xiàng)。培養(yǎng)碩士研究生3人。通過(guò)本項(xiàng)目研究，分析風(fēng)電機(jī)組引起的低頻噪聲對(duì)人產(chǎn)生不適的影響關(guān)系，掌握風(fēng)電機(jī)組機(jī)械噪聲和氣動(dòng)噪聲的特性，分析風(fēng)電機(jī)組機(jī)械噪聲和氣動(dòng)噪聲的影響因素，揭示風(fēng)電機(jī)組噪聲強(qiáng)度與其影響因素之間的內(nèi)在聯(lián)系與規(guī)律，提出減少噪聲影響的有效方法與措施。

近年來(lái)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，風(fēng)電機(jī)組的噪聲污染逐步顯現(xiàn)，盡管現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量噪聲并未超過(guò)國(guó)家的相關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)范圍，但居民對(duì)風(fēng)電噪聲的投訴越來(lái)越多，風(fēng)電場(chǎng)附近鳥(niǎo)類也明顯減少，噪聲問(wèn)題甚至影響了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為此，迫切需要研究風(fēng)電噪聲，減少噪聲污染，使風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。 經(jīng)分析，風(fēng)電噪聲主要為低頻成份，低頻噪聲對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)影響不大，卻引起其它感官的不適。而現(xiàn)行噪聲標(biāo)準(zhǔn)所采用的A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲級(jí)，反映了人耳對(duì)不同頻率噪聲的綜合感覺(jué)程度，它對(duì)低頻段進(jìn)行了大幅衰減，故風(fēng)電噪聲不應(yīng)采用A聲級(jí)來(lái)評(píng)價(jià)。 本項(xiàng)目先研究不同頻段噪聲對(duì)人的影響，再通過(guò)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，分析風(fēng)電機(jī)組的低頻噪聲源；研究風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)與機(jī)械噪聲之間的聯(lián)系；揭示風(fēng)力發(fā)電葉片的氣動(dòng)噪聲與葉片、風(fēng)力及地形的關(guān)系；分析降低機(jī)械噪聲和氣動(dòng)噪聲的途徑；對(duì)風(fēng)力發(fā)電裝備進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有效降低風(fēng)電場(chǎng)的低頻噪聲，并提出針對(duì)風(fēng)機(jī)低頻噪聲的環(huán)境檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法。

低頻噪聲對(duì)人體健康有很大的危害，長(zhǎng)期受低頻噪聲輻射的人容易產(chǎn)生失眠、頭痛、耳鳴、胸悶、腹部壓迫感等心理和生理癥狀，隨著城市車(chē)流量增加等生活環(huán)境改變,低頻噪聲被稱之為潛在殺手。本項(xiàng)目以建立橋梁低頻噪聲輻射機(jī)理和評(píng)估方法為目的，在實(shí)測(cè)基礎(chǔ)上對(duì)城市橋梁中廣泛采用的預(yù)應(yīng)力混凝土扁平箱梁橋振動(dòng)輻射低頻噪聲提出理論算法。通過(guò)考慮高頻域橋面板振動(dòng)和路面行車(chē)條件影響的聲源振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算,模擬車(chē)輛通過(guò)時(shí)結(jié)構(gòu)振動(dòng)輻射的噪聲音響功率。根據(jù)空氣波傳播原理分析橋梁周?chē)皖l噪聲聲壓分布規(guī)律和探討降低噪聲的設(shè)計(jì)方法。本項(xiàng)目研究特色是將結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與噪聲問(wèn)題結(jié)合起來(lái),建立橋梁振動(dòng)環(huán)境影響評(píng)估方法。通過(guò)本研究預(yù)期在以下三方面有所創(chuàng)新：1）了解高架橋低頻噪聲輻射狀況和機(jī)理；2)建立按板殼結(jié)構(gòu)分析車(chē)橋耦合振動(dòng)的實(shí)用算法；3）對(duì)車(chē)輛在不平整路面行駛提出考慮車(chē)輪半徑影響的數(shù)值模擬方法，可為橋頭跳車(chē)等技術(shù)難題提供一種計(jì)算理論。 2100433B

電梯噪聲污染不同于一般的噪聲狀況，屬于低頻噪聲污染，伴隨輕微振動(dòng)污染。主要傳播途徑為固體傳聲，而一般的噪聲是空氣作為傳聲媒質(zhì)。鋼筋混凝土板屬于高密度的物質(zhì)，低頻聲在里傳播，速度快、衰減低，針對(duì)上述的特征，采取以下治理措施。

1、原有的電梯主機(jī)，配電柜的基礎(chǔ)與大樓鋼筋混凝土剛性連接，成為電梯噪聲主要傳播“聲橋”。原基礎(chǔ)改造為復(fù)合寬頻K值（頸度系數(shù)）減振降噪基礎(chǔ)，以隔斷低頻噪聲的傳播途徑。

2、配電柜電磁輻射噪聲也是強(qiáng)污染源之一，對(duì)配電柜基礎(chǔ)采用最低激發(fā)頻率為1HZ的復(fù)合基礎(chǔ)；所進(jìn)出電線作軟接觸處理，斷開(kāi)大樓與樓板剛性連接而形成“聲橋”，從根源處斷絕電磁低頻噪聲。

3、如有轎廂及對(duì)重塊主導(dǎo)軌磨擦傳遞至井道結(jié)構(gòu)引起的噪聲問(wèn)題，使用電梯導(dǎo)軌減振降噪裝置，降低這類井道結(jié)構(gòu)性傳聲。

針對(duì)電梯噪聲與振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理和改造難點(diǎn)及維護(hù)便捷性分析，采用一整套經(jīng)濟(jì)有效的阻尼彈簧復(fù)合減震裝置及獨(dú)特的低頻隔聲降噪組合，確保治理后排除本底噪聲，改造后住戶內(nèi)聲環(huán)境達(dá)到國(guó)家規(guī)定的最新標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)當(dāng)?shù)貐^(qū)域特種設(shè)備檢驗(yàn)所檢測(cè)及維保部門(mén)年檢。居民可以到中國(guó)疾控中心環(huán)境所申請(qǐng)做出“污染”評(píng)價(jià)鑒定。拿到報(bào)告后，可以與房產(chǎn)開(kāi)發(fā)商或物業(yè)公司進(jìn)行商議解決，除了投訴，運(yùn)用法律，同樣可以悍衛(wèi)住戶利益。漢克斯噪聲治理建議，從根本上真正解決電梯低頻共振噪聲污染問(wèn)題，從建筑設(shè)計(jì)上針對(duì)電梯聲源所在及電梯低頻共振噪聲考慮到針對(duì)性的減振隔離才是最根本、最科學(xué)的解決之道。2100433B