风力发电设施的低频噪声分析与降噪措施研究

近年来我国风电产业发展迅速，风电机组的噪声污染逐步显现，尽管现场测量噪声并未超过国家的相关噪声标准范围，但居民对风电噪声的投诉越来越多，风电场附近鸟类也明显减少，噪声问题甚至影响了风电产业发展。为此，迫切需要研究风电噪声，减少噪声污染，保持风电产业健康持续发展。 经分析，风电噪声主要为低频成份，低频噪声对人的听觉影响不大，却引起其它感官的不适。而现行噪声标准所采用的A计权网络声级，反映了人耳对不同频率噪声的综合感觉程度，它对低频段进行了大幅衰减，故风电噪声不应采用A声级来评价。 通过研究认为：1）利用流体分析软件FLUNT精确模拟1.5MW风力机流场，表明设计风力机叶片在额定工况下已基本达到设计功率要求，叶片周围也没出现大面积失速现象。2）通过模拟对称机翼NACA0018的涡流噪声，分析机翼周围静压、动压、流速、涡流和声场特点，验证了采用LES和声类比相结合的方法计算翼型涡流噪声可靠性。3）在截面相对来流的攻角不是很大的情况下，风力机叶片气动噪声的主要声源部位分布在叶片尾缘和尾流中。4）沿叶片径向，声压级迅速增大，相对来流的大小对于气动噪声的影响比攻角小幅度变化要明显。相对来流的大小很大程度上取决于叶片旋转速度。5）声能量主要集中在低频，降低风力机叶片气动噪声的一个主要方向是降低其低频噪声。6）通过分析实测的风力机噪声信号，表明传统的A计权将人为损耗低频信息，仅凭A计权后的声压级作为评价风力机噪声的唯一指标是不合理的。 发表期刊论文11篇、会议论文4篇。其中EI收录4篇、ISTP收录2篇。获发明专利6项。培养硕士研究生3人。通过本项目研究，分析风电机组引起的低频噪声对人产生不适的影响关系，掌握风电机组机械噪声和气动噪声的特性，分析风电机组机械噪声和气动噪声的影响因素，揭示风电机组噪声强度与其影响因素之间的内在联系与规律，提出减少噪声影响的有效方法与措施。

近年来我国风电产业发展迅速，风电机组的噪声污染逐步显现，尽管现场测量噪声并未超过国家的相关噪声标准范围，但居民对风电噪声的投诉越来越多，风电场附近鸟类也明显减少，噪声问题甚至影响了风电产业发展。为此，迫切需要研究风电噪声，减少噪声污染，使风电产业健康持续发展。 经分析，风电噪声主要为低频成份，低频噪声对人的听觉影响不大，却引起其它感官的不适。而现行噪声标准所采用的A计权网络声级，反映了人耳对不同频率噪声的综合感觉程度，它对低频段进行了大幅衰减，故风电噪声不应采用A声级来评价。 本项目先研究不同频段噪声对人的影响，再通过数值模拟和现场测量，分析风电机组的低频噪声源；研究风电机组内部结构与机械噪声之间的联系；揭示风力发电叶片的气动噪声与叶片、风力及地形的关系；分析降低机械噪声和气动噪声的途径；对风力发电装备进行结构优化，有效降低风电场的低频噪声，并提出针对风机低频噪声的环境检测标准和测量方法。

低频噪声对人体健康有很大的危害，长期受低频噪声辐射的人容易产生失眠、头痛、耳鸣、胸闷、腹部压迫感等心理和生理症状，随着城市车流量增加等生活环境改变,低频噪声被称之为潜在杀手。本项目以建立桥梁低频噪声辐射机理和评估方法为目的，在实测基础上对城市桥梁中广泛采用的预应力混凝土扁平箱梁桥振动辐射低频噪声提出理论算法。通过考虑高频域桥面板振动和路面行车条件影响的声源振动响应计算,模拟车辆通过时结构振动辐射的噪声音响功率。根据空气波传播原理分析桥梁周围低频噪声声压分布规律和探讨降低噪声的设计方法。本项目研究特色是将结构动力学与噪声问题结合起来,建立桥梁振动环境影响评估方法。通过本研究预期在以下三方面有所创新：1）了解高架桥低频噪声辐射状况和机理；2)建立按板壳结构分析车桥耦合振动的实用算法；3）对车辆在不平整路面行驶提出考虑车轮半径影响的数值模拟方法，可为桥头跳车等技术难题提供一种计算理论。 2100433B

电梯噪声污染不同于一般的噪声状况，属于低频噪声污染，伴随轻微振动污染。主要传播途径为固体传声，而一般的噪声是空气作为传声媒质。钢筋混凝土板属于高密度的物质，低频声在里传播，速度快、衰减低，针对上述的特征，采取以下治理措施。

1、原有的电梯主机，配电柜的基础与大楼钢筋混凝土刚性连接，成为电梯噪声主要传播“声桥”。原基础改造为复合宽频K值（颈度系数）减振降噪基础，以隔断低频噪声的传播途径。

2、配电柜电磁辐射噪声也是强污染源之一，对配电柜基础采用最低激发频率为1HZ的复合基础；所进出电线作软接触处理，断开大楼与楼板刚性连接而形成“声桥”，从根源处断绝电磁低频噪声。

3、如有轿厢及对重块主导轨磨擦传递至井道结构引起的噪声问题，使用电梯导轨减振降噪装置，降低这类井道结构性传声。

针对电梯噪声与振动产生机理和改造难点及维护便捷性分析，采用一整套经济有效的阻尼弹簧复合减震装置及独特的低频隔声降噪组合，确保治理后排除本底噪声，改造后住户内声环境达到国家规定的最新标准，并通过当地区域特种设备检验所检测及维保部门年检。居民可以到中国疾控中心环境所申请做出“污染”评价鉴定。拿到报告后，可以与房产开发商或物业公司进行商议解决，除了投诉，运用法律，同样可以悍卫住户利益。汉克斯噪声治理建议，从根本上真正解决电梯低频共振噪声污染问题，从建筑设计上针对电梯声源所在及电梯低频共振噪声考虑到针对性的减振隔离才是最根本、最科学的解决之道。2100433B