基于統(tǒng)計(jì)能量分析法（SEA）的電梯噪聲預(yù)測(cè)研究

陳潔

摘 要：本文分析探索如何從噪聲源頭上來(lái)預(yù)防控制噪聲的產(chǎn)生，根據(jù)電梯低頻噪聲傳播特性，通過(guò)應(yīng)用能量分析（Statistical Energy Analysis，SEA）的電梯噪聲仿真分析方法對(duì)電梯噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)，提出噪聲控制措施，通過(guò)對(duì)居民住宅空間噪聲的聲壓進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了電梯噪聲SEA模型的有效性，有效地預(yù)防與控制噪聲及振動(dòng)。

關(guān)鍵詞：電梯噪聲 SEA模型 預(yù)防控制

中圖分類號(hào)：TB534 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）01（c）-0099-02

1 研究背景

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑的不斷涌現(xiàn)，公共場(chǎng)所不斷智能化，電梯也成倍增加，中國(guó)已經(jīng)是世界上電梯保有量最大的國(guó)家。電梯的出現(xiàn)給高層居住的人們生活與工作帶來(lái)了極大的便利，但也不可避免地產(chǎn)生了電梯噪聲干擾。特別是如今房地產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，過(guò)快的建筑建造過(guò)程，使得電梯井道設(shè)計(jì)及電梯安裝過(guò)程出現(xiàn)了一些技術(shù)缺陷，使得電梯噪聲問(wèn)題成為非常普遍的現(xiàn)象。如今，時(shí)常出現(xiàn)小區(qū)物業(yè)投訴及官司案件中，因電梯噪聲而引發(fā)的業(yè)主與建筑開(kāi)發(fā)商、小區(qū)物業(yè)以及電梯廠商等的糾紛占據(jù)了很大比例，因此如何預(yù)防及控制好電梯噪聲已經(jīng)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

本文分析探索如何從噪聲源頭上來(lái)預(yù)防控制噪聲的產(chǎn)生，根據(jù)電梯低頻噪聲傳播特性，通過(guò)應(yīng)用能量分析（Statistical Energy Analysis，SEA）的電梯噪聲仿真分析方法對(duì)電梯噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)，提出噪聲控制措施，通過(guò)對(duì)居民住宅空間噪聲的聲壓進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了電梯噪聲SEA模型的有效性，有效地預(yù)防與控制噪聲及振動(dòng)。

2 基于統(tǒng)計(jì)能量分析法（SEA）的電梯噪聲預(yù)測(cè)研究及仿真

2.1 電梯SEA模型子系統(tǒng)的劃分

曳引機(jī)振動(dòng)、控制柜內(nèi)繼電器的吸合噪聲、導(dǎo)靴與導(dǎo)軌相互作用產(chǎn)生的振動(dòng)激勵(lì)是電梯運(yùn)行時(shí)的主要的外界噪聲激勵(lì)。其主要有兩類傳播途徑，具體如下。

（1）空氣傳聲：頂部機(jī)房?jī)?nèi)曳引機(jī)和控制柜噪聲通過(guò)開(kāi)孔傳入井道，和轎廂運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲一起通過(guò)縫隙或墻體透射傳播把外聲場(chǎng)能量直接傳到居民房間。在居民房門、電梯層門及井道墻體不漏聲的情況，居民室內(nèi)不存在運(yùn)行電梯噪聲的干擾。

（2）固體傳聲：曳引機(jī)振動(dòng)激勵(lì)及導(dǎo)靴與導(dǎo)軌相互作用產(chǎn)生的振動(dòng)激勵(lì)振動(dòng)傳遞給墻體，墻體的振動(dòng)沿著居民樓板傳遞，在居民房間內(nèi)，振動(dòng)的墻體樓板帶動(dòng)空氣振動(dòng)，形成噪聲。

電梯SEA模型劃分為承重梁、井道頂部墻板、井道左側(cè)墻板、井道右側(cè)墻板、井道后側(cè)墻板、井道左側(cè)導(dǎo)軌、井道右側(cè)導(dǎo)軌、住宅內(nèi)部空間共8個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)它們進(jìn)行1到8編號(hào)，建立如圖1的電梯SEA模型。

2.2 子系統(tǒng)的內(nèi)損耗因子

在SEA模型中用表示子系統(tǒng)在單位頻率內(nèi)單位時(shí)間損耗能量與平均儲(chǔ)存能量之比的內(nèi)損耗因子表示子系統(tǒng)阻尼損耗特性。內(nèi)損耗因子ηi是由結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)本身材料內(nèi)摩擦引起的結(jié)構(gòu)損耗因子ηs、結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)振動(dòng)聲輻射阻尼形成的損耗因子ηrad和結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)邊界連接阻尼引起的損耗因子ηb構(gòu)成的。

板的內(nèi)損耗因子為：ηi=0.47f-0.7，對(duì)于聲場(chǎng)，若圍壁的平均吸聲系數(shù)為，則聲場(chǎng)的內(nèi)部損耗因子為：

在低頻區(qū)域，內(nèi)損耗因子主要以結(jié)構(gòu)損耗因子ηs為主，常見(jiàn)的材料結(jié)構(gòu)損耗因子ηs如表1所示。

2.3 吸聲降噪仿真分析

由式（1）可知，在聲場(chǎng)中圍壁的吸聲系數(shù)與聲場(chǎng)的內(nèi)部損耗因子成正比，故可以通過(guò)將電梯井道墻面、機(jī)房墻面及頂部施工加裝符合消防安全的低頻吸聲織物、吸聲孔板等，或者墻體噴涂吸聲材料。來(lái)改變墻體的吸聲系數(shù)，從而可以改變電梯SEA模型子系統(tǒng)的內(nèi)損耗因子。當(dāng)井道墻面、機(jī)房墻面的吸聲系數(shù)分別提高5倍后，機(jī)房?jī)?nèi)和井道內(nèi)的聲壓級(jí)的預(yù)測(cè)結(jié)果如圖2和圖3所示。

結(jié)果表明提高井道和機(jī)房墻體的吸聲系數(shù)后，在所分析的頻段內(nèi)噪聲的聲壓級(jí)相應(yīng)的降低，因此提高吸聲系數(shù)可以有效地降低噪聲，也是易實(shí)施的一種方法。

2.4 阻尼隔振降噪仿真分析

在機(jī)房曳引機(jī)與承重梁之間、承重梁與機(jī)房墻體之間、導(dǎo)軌支架與井道壁圈梁之間增設(shè)阻尼隔振器，由表1可知，若不設(shè)置阻尼隔振器則鋼的結(jié)構(gòu)損耗因子ηs為1～6×10-4內(nèi)，若采用阻尼膠板或橡膠作為阻尼隔振器則結(jié)構(gòu)損耗因子內(nèi)損好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，結(jié)構(gòu)損耗因子變化對(duì)居民住宅空間的聲壓級(jí)產(chǎn)生的影響如圖4所示。

由圖4中可以看到，在機(jī)房曳引機(jī)與承重梁之間、承重梁與機(jī)房墻體之間、導(dǎo)軌支架與井道壁圈梁之間增設(shè)阻尼隔振器之后，隨著結(jié)構(gòu)損耗因子的變化，對(duì)居民住宅空間聲壓的影響比較明顯，振動(dòng)噪聲得到了改善。

3 結(jié)語(yǔ)

本論文根據(jù)電梯低頻噪聲傳播特性，通過(guò)應(yīng)用能量分析（SEA）的電梯噪聲仿真分析方法，集合噪聲預(yù)防控制管理方案，提出噪聲控制措施，有效地預(yù)防與控制噪聲及振動(dòng)。針對(duì)已建好的建筑，由于建筑結(jié)構(gòu)沒(méi)辦改變，“噪聲的音源”的治理便成了有效的解決途徑。本文提出的噪聲的預(yù)防控制方法是簡(jiǎn)單易行且有效的措施，值得推廣和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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