减振降噪

噪音噪声与振动控制（noise and vibration control）是环境保护的一个重要方面。由于噪声是由于物体振动产生的。减振降噪即通过减少振动的方式达到降低噪声。是一种标本兼治的主动式噪声治理，并可实现振动与噪声治理“一石两鸟”的双重目标。

声音（sound）是由物体振动产生的，而振动在弹性介质中的传播形式就是声波，处于一定频率范围内（20～20000Hz）的声波作用于人耳就产生了声音的感觉。

噪声（noise）通常定义为“不需要的声音”（unwanted sound），是一种环境现象。人一生都暴露在有噪声的环境，噪声也是一种由人类各种活动产生的环境污染物。

振动（vibration），是物体（或物体的一部分）沿直线或曲线并经过平衡位置所作的往复的周期性运动。它广泛存在于自然界和工程界。

按照振动系统中是否存在阻尼作用，振动分无阻尼振动（non-damping vibration）和阻尼振动（damping vibration）；按照对系统所施加作用力的形式，振动又可分为自由振动（free vibration）和强迫振动（forced vibration）。

物体振动是产生声音的根源，但并不是物体产生振动后一定会使人们得到声音的感觉。因为人耳能感觉到的声音频率范围只是在20～20000Hz之间，这个频率范围的声音称可听声，频率低于20Hz的声音称为次声（infrasound），频率高于20000Hz的声音称为超声（ultrasound）。次声和超声对于人耳来说都是感觉不到的。

人类社会工业革命的科技发展，使得噪声的发生范围越来越广，发生频率也越来越高，越来越多的地区暴露于严重的噪声污染之中，噪声正日益成为环境污染的一大公害。其危害主要表现在它对环境和人体健康方面的影响。

噪声影响睡眠的数量和质量。通常，人的睡眠分为瞌睡、入睡、睡着和熟睡四个阶段，熟睡阶段越长睡眠质量越好。研究表明，在40～50 dB噪声作用下，会干扰正常的睡眠。突然的噪声在40dB时，可使10%的人惊醒，60dB时则使70%的人惊醒。当连续噪声级达到70dB时，会对50%的人睡觉产生影响。噪声分散人的注意力，容易使人疲劳，心情烦躁，反应迟钝，降低工作效率。当噪声为60～80dB时，工作效率开始降低，到90dB以上时，差错率大大增加，甚至造成工伤事故。噪声干扰语言交谈与收听，当房间内的噪声级达55dB以上时，50%住户的谈话和收听受到影响，若噪声达到65dB以上，则必须高声才能交谈，如噪声达到90dB以上，则无法交谈。噪声对思考也有影响，突然的噪声干扰要丧失4秒钟的思想集中。

噪声会造成人的听觉器官损伤。在强噪声环境下，人会感到刺耳难受、疼痛、听力下降、耳鸣，甚至引起不能复原的器质性病变，即噪声性耳聋。噪声性耳聋是指500、1000、2000Hz三个频率的平均听力损失超过25dB。若在噪声为85 dB条件下长期暴露15年和30年，噪声性耳聋发病率分别为5%和8%；而在噪声为90 dB条件下长期暴露15年和30年，噪声性耳聋发病率提高为14%和18%。目前，一般国家确定的听力保护标准为85～90 dB。

噪声作用于中枢神经系统，使大脑皮层功能受到抑制，出现头疼、脑胀、记忆力减退等症状；噪声会使人食欲不振、恶心、肠胃蠕动和胃液分泌功能降低，引起消化系统紊乱；噪声会使使交感神经紧张，从而出现心跳加快、心律不齐，引起高血压、心脏病、动脉硬化等心血管疾病；噪声还会使视网膜轴体细胞光受性和视力清晰度降低，并且常常伴有视力减退、眼花、瞳孔扩大等视觉器官的损伤。

振动是产生噪声的根源，而振动本身也具有很大的危害。如人长期处于强的振动下，会造成机体的损伤，引起各种病症，而且振动还会损坏机械设备和建筑结构，甚至导致机体破裂、建筑结构倒塌等。

根据振动作用于人体的部位，一般分为全身振动和局部振动。如坐车、乘船可出现晕车、晕船现象，即属于全身振动；由于使用锯、凿岩机、砂轮等振动工具而引起的手指麻木、疼痛等症状，即属于局部振动，但有时两者对机体的影响很难严格区分。一般造成公害的振动是频率为1～90Hz的全身振动，多数振动度为60～80dB。危害范围多数在离振源100m之内。

人体长期暴露在强振动之下，会在神经系统、心血管系统、骨骼和听觉等

振动对神经系统的影响。振动对人体的影响，较早地表现在神经系统：

①大脑皮层机能减弱，如出现脑电图异常，条件反射潜伏期及运动时值延长；

② 脊髓中枢受影响，可出现膝反射亢进或消失；

③ 植物神经受影响，表现为组织营养障碍，如指甲松脆，或因植物神经功能被扰乱而影响到其它内脏；

④ 前庭器官受影响，会引起前庭器官的壶腹背纤维细胞和耳石膜的退行改变，致使前庭功能兴奋性异常；

⑤ 皮肤感觉出现紊乱，其中尤以振动感觉和痛觉的改变最明显。

主要有：

①周围毛细血管张力的改变，是振动作用引起的极其明显的体症。振动能使周围血管神经调节机能发生障碍，使末梢血管呈现痉挛、短小，而后呈无力状态而扩张、扭曲；

②受振动作用的手指掌面皮温度较正常人低2～5℃；

③ 心肌能改变，最主要的变化是节律与传导系方面的异常，其中心动过缓者占受检人数的42.5％，且多伴有以窦性心律不齐。传导系方面的异常以心房内、心室内、心房室间传导阻滞为多见。

振动对骨质的影响。骨质的改变一般发生较晚，大多数人要在强振动环境中生活4～5年才出现。最常见的是囊样改变、尺骨矩状突和各种变形性骨关节病。其次为末指指骨管养性破坏、肩关节周围炎、桡骨茎突炎、局限性骨质硬化、骨质疏松及外生骨疣等。

振动对听觉造成的损伤与噪声不同，噪声听力损伤以高频3000～4000Hz为主；振动性听力损伤则以低频125～250Hz为主。长期的振动能使耳蜗顶部受损伤，使耳蜗螺旋神经节细胞发生萎缩性病变，导致语言听力下降。

一般以性机能下降、气体代谢增加等机能障碍较为多见。妇女则有子宫下垂、流产及异常分娩等。3、减振降噪

既然噪声是由于振动引起的，通过减低振动来达到降低噪声的目的

金属薄板振动，如空气动力机械的管壁，机器的外壳，车体和船体等一般均由薄金属板制成，当设备运行时，这些薄板都会产生振动，进而辐射噪声，象这类由金属板结构振动引起的噪声称之为结构噪声。对于这种金属板辐射噪声的有效控制方法，一是在设计上，尽量减少其噪声辐射面积，去掉不必要的金属板面；二是在金属结构上涂敷一层阻尼材料，利用阻尼材料抑制结构振动、减少噪声，这种方法我们称之为阻尼减振（vibration damping）。

阻尼是指阻碍物体作相对运动，并把运动能量转变为热能的一种作用。一般金属材料，象钢、铝、铜等固有阻尼都小，所以，常常通过外加阻尼材料的方法来增大阻尼。阻尼在抑制振动过程中的主要作用有：衰减沿结构传递的振动能量；减弱共振频率附近的振动。

什么是阻尼材料？阻尼材料就是一些内损耗、内摩擦大的粘滞性材料，如沥清、软橡胶以及其他一些高分子涂料。采取阻尼措施之所以能够降低噪声，其机理在于：

（1）减弱了金属板弯曲振动的强度。当金属发生弯曲振动时，其振动能量迅速传给紧密涂贴在薄板上的阻尼材料，引起阻尼材料内部的摩擦和互相错动。由于阻尼材料的内损耗内摩擦大，使相当部分的金属板振动能量变成热能而耗散掉，从而减弱了薄板的弯曲振动。

（2）缩短了薄板被激振后的振动时间。在金属薄板受撞击而辐射噪声时（如敲锣）更为明显。比如不加阻尼材料的金属薄板受撞击后，要振动2s才停止；而涂上阻尼材料的金属薄板受同样大小的撞击力，振动的时间要缩短很多，比如说只有0.1s就停止了。许多心理声学专家指出：50ms是听觉的综合时间。如果发声的时间小于50ms，人耳要感觉这声音是困难的。金属薄板上涂贴阻尼材料而缩短了激振后的振动时间，从而也就降低了金属板辐射噪声的能量，达到了控制噪声的目的。

最佳阻尼材料的选择与振动物体的大小、质量、振动频率、运行功能等因素有关。一般来说，选择和使用阻尼材料时应考虑：

①阻尼材料应该用在最易发生伸缩、弯曲或出现运动的振动表面部分，这些通常是最薄的部分；

②对于单层阻尼材料，材料的性能和质量应该与振动表面的材料相匹配。这意味着单层阻尼材料应该比振动表面材料厚2倍左右；

③三明治式的，由金属板结合粘弹性的金属复合材料所组成的夹层材料比单层材料更能有效地抑制振动。金属薄板限制层和粘弹性复合材料层的厚度分别为振动表面材料厚度的1/3。目前在国内处于领先水平的爱尔家佳水性阻尼涂料就是这样一种粘弹性减振材料。作为一种专门治理振动与噪声的功能材料，与一般阻尼材料相比，本产品采用自由阻尼结构，并在其中创新性的融入微观约束阻尼结构，融合了两种阻尼结构的优势，使得产品的减振降噪性能及稳定性方面得到大幅度的提升，并显著优于同类阻尼涂料产品。通过有效抑制振动从而降低噪声，被证明是更为科学的噪声治理方式，来自多方客户的应用数据表明，该材料不仅有明显的降噪效果，而且对于振动的减少作用同样十分明显，振动可到减少60%-80%。该材料同时具有附着力好、施工方便等优势。该材料在铁路机车、船舶舰艇、机器设备及工程机械中得到了广泛的应用。

噪声与振动控制（noise and vibration control）是环境保护的一个重要方面。为了有效地遏制和减少噪声与振动的影响，首先必须在法律上确定其地位，为此我国先后制定和颁布了中华人民共和国环境噪声污染防治法及噪声与振动方面的标准，这些法律和标准对于防治噪声污染与振动危害，保护人民的身心健康起到了非常重要的作用。另外，我们还要更加广泛、深入地进行噪声控制、声环境和人的身心健康、生活、工作关系的基础研究，注重噪声控制和工业发展、军事国防关系的研究。减振降噪是一种有效的治理环境噪声与环境振动这对“孪生兄弟”的有效措施。