混凝土攪拌站噪音污染與綠色化治理技術(shù)分析

楊 魁，王陵茜

（四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽(yáng) 618000）

噪聲污染已被列為僅次于大氣污染和水污染的第三大公害，它猶如慢性毒素一樣致人精神紊亂，易誘發(fā)人的心血管和內(nèi)分泌失調(diào)等疾病發(fā)生。傳統(tǒng)混凝土攪拌站噪聲污染大，已成為嚴(yán)重?cái)_民的社會(huì)問(wèn)題。鑒于此，分析站內(nèi)各類(lèi)噪聲產(chǎn)生、傳播規(guī)律，嘗試以綠色理念和系統(tǒng)化原理設(shè)計(jì)和完善降噪措施，促進(jìn)混凝土行業(yè)降噪工作從被動(dòng)走向主動(dòng)，取得好的綜合效益，成功實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型非常必要。

1 傳統(tǒng)混凝土攪拌站噪音分析

1.1 混凝土攪拌站噪聲來(lái)源

混凝土攪拌站的噪聲來(lái)源主要分為兩類(lèi)［1］：一類(lèi)是固定噪聲源，如空壓機(jī)、帶式輸送機(jī)、除塵器、攪拌主機(jī)等站內(nèi)固定機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲，其等效聲級(jí)波動(dòng)小于5dB（A），位置固定；另一類(lèi)是流動(dòng)噪聲源，如砂石裝載機(jī)、粉料和骨料運(yùn)輸車(chē)、混凝土罐車(chē)等，其等效聲級(jí)波動(dòng)高于5dB（A），噪聲源位置和聲級(jí)隨時(shí)隨地在變化。

1.2 老舊攪拌主機(jī)噪聲形成和特征

長(zhǎng)期運(yùn)行的老舊混凝土攪拌主機(jī)，當(dāng)攪拌葉片與襯板處間隙過(guò)大時(shí)容易卡住石子而產(chǎn)生尖叫噪聲、顫振噪聲，噪聲級(jí)通常高于105dB（A）。攪拌主機(jī)的兩對(duì)攪拌軸其平行度超過(guò)限值時(shí)，在低速同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)扭矩大、運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，從而產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)噪聲。振動(dòng)的機(jī)身與剛性連接的機(jī)架之間還產(chǎn)生碰撞和交叉振動(dòng)，出現(xiàn)二次或多次噪聲疊加。攪拌主機(jī)上的氣缸元件行至尾端時(shí)，高壓沖擊氣流也會(huì)產(chǎn)生刺耳噪聲?；炷翑嚢柽^(guò)程中集料與攪拌軸、攪拌臂、襯板的反復(fù)碰撞和摩擦同樣是產(chǎn)生高噪聲的原因［2-3］。攪拌主機(jī)的振動(dòng)、撞擊和摩擦噪聲主要為中低頻噪聲，聲壓級(jí)較高，穿透力強(qiáng)，輻射圍范廣，干擾強(qiáng)度大，以自鳴噪聲為主。

1.3 裝載機(jī)流動(dòng)性噪聲形成和特征

裝載機(jī)流動(dòng)態(tài)噪聲包括發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的進(jìn)、排氣噪聲。該氣流噪聲往往存在一個(gè)明顯的噪聲峰值，低頻110Hz時(shí)，其峰為111dB（A）［4］。另外，還有裝載機(jī)變速箱內(nèi)傳動(dòng)齒輪嚙合噪聲、液壓系統(tǒng)流體噪聲、冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲、車(chē)身結(jié)構(gòu)震動(dòng)噪聲、鏟斗與物料的摩擦噪聲等。這些噪聲也屬于低頻的自鳴噪聲，干擾強(qiáng)度大。

1.4 混凝土罐車(chē)流動(dòng)性噪聲形成和特征

混凝土罐車(chē)作為一種運(yùn)輸機(jī)械，其噪聲主要來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、氣力輸送、結(jié)構(gòu)震動(dòng)、殘留混凝土摩擦等。發(fā)動(dòng)機(jī)中的油濾芯如果堵塞，會(huì)因吸油困難造成發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出刺耳聲響。油箱內(nèi)潤(rùn)滑油面太低，油面上部空氣易被吸入泵內(nèi)，造成缺油齒輪因高速運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)出異常噪聲。另外，隨車(chē)配備的混凝土泵其支撐架剛性不足時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)噪聲。罐體內(nèi)殘留的凝固混凝土?xí)黾訑嚢枘Σ猎肼暋C(jī)械齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)選擇不當(dāng)、加工不良、裝配精度差、負(fù)載扭矩波動(dòng)超限是長(zhǎng)期運(yùn)行的老舊罐車(chē)產(chǎn)生噪聲污染的主要原因［5］。

2 混凝土攪拌站噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵參數(shù)

2.1 噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵噪聲參數(shù)對(duì)比分析

目前符合綠色化生產(chǎn)的預(yù)拌混凝土攪拌站應(yīng)符合JGJ/T 328-2014《預(yù)拌混凝土綠色生產(chǎn)及管理技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)規(guī)定，攪拌站（樓）廠界聲環(huán)境功能區(qū)類(lèi)別劃分和環(huán)境噪聲最大限值如表1所示。綠色攪拌站的各類(lèi)噪聲總量不得超過(guò)Ⅱ類(lèi)功能區(qū)噪聲限制；綠色花園式示范型攪拌站、城市內(nèi)中心區(qū)域攪拌站，其各類(lèi)噪聲總量不得超過(guò)Ⅰ類(lèi)功能區(qū)域噪聲限制。

表1 攪拌站（樓）廠界聲環(huán)境功能區(qū)類(lèi)別劃分和 環(huán)境噪聲最大限值/dB（A）

2.2 主要設(shè)備關(guān)鍵噪聲值與控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

以正在運(yùn)行的傳統(tǒng)180攪拌站為例，在其攪拌主機(jī)正面2m以?xún)?nèi)測(cè)得噪聲為74.4～89.9dB（A），側(cè)面2m以?xún)?nèi)測(cè)得噪聲為69.3～76.3dB（A），噪聲敏感點(diǎn)（即接受點(diǎn)）附近測(cè)得噪聲為60.2～68.5dB（A）［6］。與表1中的Ⅰ、Ⅱ類(lèi)功能區(qū)域噪聲限值相比，傳統(tǒng)180攪拌站主機(jī)噪聲值已經(jīng)超標(biāo)。與此類(lèi)似，傳統(tǒng)空壓機(jī)、帶式輸送機(jī)、除塵器在正面2m以?xún)?nèi)測(cè)得的噪聲均高于70dB（A），同樣超過(guò)JGJ/T 328-2014中規(guī)定的Ⅰ、Ⅱ類(lèi)功能區(qū)域噪聲 限值。

以CLG877裝載機(jī)為例，經(jīng)初步改進(jìn)后裝載機(jī)的外輻射噪聲雖已降至107.49dB（A），已符合出口歐盟市場(chǎng)的相關(guān)法規(guī)的要求（歐盟限值107.68dB（A））［7-8］。膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)機(jī)頭滾筒位置（2m處）產(chǎn)生的噪聲值為70dB（A），與表1對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩種設(shè)備都不滿(mǎn)足JGJ/T 328-2014中Ⅱ類(lèi)功能區(qū)域噪聲限值。

混凝土罐車(chē)屬于重載車(chē)輛，它產(chǎn)生的流動(dòng)性噪聲為90～100dB（A），在狹窄空間由于噪聲反射疊加，其噪聲可增加至100～115dB（A），明顯超出JGJ/T 328-2014中Ⅱ類(lèi)功能區(qū)域噪聲限值。

3 混凝土攪拌站綠色化降噪措施

綠色化降噪是以效率、和諧、持續(xù)、系統(tǒng)為目標(biāo)的企業(yè)降噪升級(jí)方式，借此創(chuàng)建混凝土企業(yè)綠色管理模式。綠色化降噪措施的重點(diǎn)是從規(guī)劃階段的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和選用低噪聲設(shè)備著手，與土建施工、設(shè)備安裝環(huán)節(jié)相配合，落實(shí)一體化同步降噪科學(xué)理念。對(duì)于正在運(yùn)行的攪拌站則通過(guò)技術(shù)改造、優(yōu)化設(shè)計(jì)和更換落后設(shè)備、加強(qiáng)維修保養(yǎng)等系列降噪措施，達(dá)到JGJ/T 328-2014中規(guī)定的噪聲限制標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 新建攪拌站噪音治理措施

新建混凝土攪拌站噪聲治理重點(diǎn)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，該階段需要完成站內(nèi)生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)、試驗(yàn)控制區(qū)等的合理劃分；選用符合國(guó)家噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)的主、配套設(shè)備，與土建和安裝環(huán)節(jié)統(tǒng)一協(xié)調(diào)完成裝配與調(diào)試；規(guī)劃并實(shí)施站內(nèi)立體綠化降噪功能區(qū)；通過(guò)對(duì)站內(nèi)原料和生產(chǎn)區(qū)域?qū)嵤┤庋b，并設(shè)置必要的隔音屏障實(shí)現(xiàn)二次降噪，確保新建攪拌站一定是綠色的無(wú)噪聲污染的攪拌站。

當(dāng)新建攪拌站投入生產(chǎn)后，以設(shè)計(jì)階段確定的噪聲限值為依據(jù)定期檢測(cè)攪拌站的實(shí)際噪聲值，對(duì)比是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，如果超限馬上查找原因及時(shí)糾正。堅(jiān)定持續(xù)改進(jìn)降噪措施理念，降噪制度務(wù)必有力有效。對(duì)于新建三星級(jí)綠色混凝土攪拌站，廠界噪聲值還應(yīng)低于JGJ/T 328-2014第5.4節(jié)中Ⅰ類(lèi)功能區(qū)規(guī)定值10dB（A）以上，或最大噪聲限值低于55dB（A）。廠區(qū)內(nèi)噪聲敏感建筑物的環(huán)境噪聲限值，晝間辦公區(qū)55dB（A），夜間辦公區(qū)45dB（A）。

3.2 傳統(tǒng)攪拌站噪聲治理措施

傳統(tǒng)攪拌站的噪聲治理重點(diǎn)應(yīng)與“四節(jié)”相結(jié)合，同步實(shí)施，同步完成。

3.2.1 攪拌站（樓）和料場(chǎng)封裝

首先確保攪拌站（樓）四周和頂部的密封完好，防止噪聲外散。為了取得較好的隔音效果，主機(jī)四周和相臨主控室區(qū)域的封裝材料宜選用隔聲型彩鋼板，最好實(shí)現(xiàn)上料、稱(chēng)量、攪拌和卸料工序均在有良好隔聲性的攪拌樓內(nèi)完成。通常采用單層彩鋼板封閉砂石料場(chǎng)，也建議采用空心磚或混凝土墻體與彩鋼板相結(jié)合的封裝方式以取得更好的降噪效果。全封閉式隔音屏障可衰減噪聲20dB（A）以 上［9］。

3.2.2 攪拌主機(jī)降噪措施

可從三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌主機(jī)降噪處理：

（1）對(duì)于撞擊噪聲高的攪拌主機(jī)，建議選用專(zhuān)用橡膠襯板以降低噪聲。當(dāng)攪拌齒與襯板間隙過(guò)大時(shí)，通過(guò)鏜床加工以提高兩個(gè)攪拌軸的平行度，保證攪拌齒與襯板間隙值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)提高傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性，達(dá)到降噪目的。

（2）在主機(jī)振動(dòng)較大的部件與機(jī)架連接處增加橡膠減震墊、阻尼金屬減震器，以阻斷或減弱攪拌主機(jī)噪聲的傳播。

（3）將噪聲超限的老舊主機(jī)更換為新型低噪節(jié)能主機(jī)。如將兩電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的雙軸攪拌機(jī)更換為單一電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的水平雙臥軸式攪拌機(jī)，從源頭上降低噪聲污染，擴(kuò)大產(chǎn)能。

3.2.3 輔助設(shè)備降噪措施

（1）氣路減噪。攪拌站中各類(lèi)閥門(mén)處大量使用氣缸執(zhí)行元件。氣缸運(yùn)行至尾部時(shí)沖擊力大、噪聲高。引入氣液結(jié)合式緩沖氣缸后，通過(guò)液壓緩沖可降低氣路噪聲。粉料入倉(cāng)選用低壓“打料系統(tǒng)”，它可為粉料罐車(chē)持續(xù)提供穩(wěn)定、低溫、低壓干燥型壓縮空氣，將粉料平穩(wěn)均勻輸送到筒倉(cāng)中，有效降低粉料輸送噪聲。

（2）以螺桿式空壓機(jī)替代傳統(tǒng)活塞式羅茨風(fēng)機(jī)，有效降低供氣系統(tǒng)運(yùn)行噪聲；采用靜音發(fā)電機(jī)組既降低發(fā)電噪聲又提高工作效率。

（3）優(yōu)化生產(chǎn)工藝，將裝載機(jī)上料改為地下式輸送帶自動(dòng)上料，可有效降低上料噪聲。改順序投料為分層投料，先投砂、后投石可以明顯降低噪聲。

（4）定期清洗或更換混凝土罐車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的濾芯，嚴(yán)防濾芯堵塞產(chǎn)生噪聲。防止加入不合格的罐車(chē)用油，及時(shí)更換粘度過(guò)大的液壓油，防止罐車(chē)油箱液面太低，油面上空氣被吸入泵內(nèi)產(chǎn)生噪聲。

3.3 立體多層次綠化降噪措施

聲音經(jīng)過(guò)草坪傳播時(shí)，會(huì)按二次方倍數(shù)快速衰減［10］。大而厚、帶有絨毛的濃密樹(shù)葉和纖細(xì)樹(shù)枝對(duì)降低高頻噪聲效果明顯，而樹(shù)干的粗糙表面可很好吸收低頻噪聲。成片樹(shù)林可使高頻噪聲因散射而大幅衰減，草皮植物對(duì)聲音的散射和吸收具有疊加作用［11］。實(shí)踐證明，葉層分布低、枝葉濃密的珊瑚樹(shù)、海桐、杜鵑、含笑草等綠籬可降低噪聲5～7dB（A）；而不同喬灌木組成的立體綠化帶減噪效果為5～15dB（A）。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于新建混凝土攪拌站，通過(guò)綠色廠區(qū)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，同時(shí)選用新型低噪聲主機(jī)和配套設(shè)備，設(shè)計(jì)、施工和安裝環(huán)節(jié)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，注重細(xì)節(jié)，確保達(dá)到原設(shè)計(jì)的噪聲控制值。生產(chǎn)過(guò)程中確保降噪控制措施執(zhí)行有力有效，可以從根本上實(shí)現(xiàn)綠色噪聲治理目標(biāo)，滿(mǎn)足國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 328-2014中的相關(guān)規(guī)定。

對(duì)于老舊攪拌站，通過(guò)實(shí)施綠色化降噪改造，在改造中淘汰落后的主機(jī)和輔助設(shè)備，對(duì)攪拌樓、原料場(chǎng)整體封裝，必要時(shí)增加隔音屏障，改造成一個(gè)“裝在盒子里”的綠色混凝土生產(chǎn)基地。攪拌樓外噪聲小于65dB（A），場(chǎng)界外噪聲值低于55dB。立體多層綠化降噪明顯，使傳統(tǒng)攪拌站內(nèi)噪聲滿(mǎn)足國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 328-2014中Ⅱ類(lèi)地區(qū)相關(guān)規(guī)定，即場(chǎng)界外噪聲值晝間不超過(guò)55dB（A），夜間不超過(guò)45dB（A），徹底消除噪聲擾民問(wèn)題。