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1、城市道路系統(tǒng)的研究背景
1.1城市暴雨內(nèi)澇現(xiàn)象
近年來,我內(nèi)眾多大中型城市在暴雨過后頻頻陷入內(nèi)澇災害,造成城市基本機能的癱瘓和市民生活的極度不便,而內(nèi)澇之后城市水資源短缺的問題同樣突出。
1.2傳統(tǒng)城市道路雨水處理的問題
城市雨水徑流產(chǎn)生和排放的一個重要場所就是城市道路,傳統(tǒng)城市道路的排水設計思路主要是雨水沿路面的橫縱坡度產(chǎn)生徑流,通過雨水口收集后由雨管排至水體。而隨著城市化的發(fā)展,這種“以排為主,利用滯后”的排水方式問題日益凸顯,越來越不能適應現(xiàn)代化城市的需求。
2、海綿城市綠色道路系統(tǒng)分析
2.1海綿城市與綠色街道理論
2.1.1海綿城市的概念
海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。
2.1.2綠色街道理論
綠色街道的實質(zhì)是生物滯留池等暴雨徑流管理設施在街道層面的應用。其對綠色的界定大多從暴雨徑流管理的角度,強調(diào)綠色街道去除地表徑流污染、補充地下水,減少暴雨徑流量,以及美化社區(qū)環(huán)境,改善街道物理環(huán)境的功能[2]。
2.2海綿城市道路c傳統(tǒng)道路的區(qū)別
傳統(tǒng)城市道路的硬質(zhì)面積占道路面積的75%左右,道路綠帶面積僅占25%左右,透水鋪裝率不足30%,路緣石和綠化帶高出路面10-20厘米,雨水口設置在機動車道或者非機動車道上,綠化帶只能吸收自身區(qū)域的雨水,雨水口僅收集路面雨水,不能有效的實現(xiàn)雨水排放,容易造成路面積水,甚至內(nèi)澇。
海綿城市道路采用LID 技術設施,不僅可以保證道路的通行,還能在解決道路排水問題的同時防止雨水對路面穩(wěn)定性造成破壞。
3、海綿城市綠色道路系統(tǒng)規(guī)劃設計
3.1綠色街道設計原則:建設具生態(tài)功能的綠色街道
3.1.1 LID(低影響開發(fā))理念
LID(低影響開發(fā))是建設海綿城市的核心手段,其基本原理是在人工系統(tǒng)的開發(fā)建設活動中,盡最大可能減少對自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞,強調(diào)保持場地開發(fā)前后水文特征不變[3]。
3.1.2 綠色街道的生態(tài)效益
綠色街道作為海綿城市雨水管理設施的一部分,不僅具有緩解城市內(nèi)澇的作用,還能恢復自然水循環(huán)的蒸發(fā)、滲透和生物利用的功能,因此具有極高的生態(tài)效益。
3.2綠色街道組成模塊設計策略
3.2.1人行道設計
傳統(tǒng)的人行道在雨天容易路面濕滑、積水,影響出行的安全性和舒適度;同時也加劇了城市的熱島效應、阻止了地下水資源補給。透水人行道是一種可以使雨水透過鋪裝表面,不經(jīng)過地下排水管道而直接滲透進入下層土壤的人工鋪筑的人行道路。透水人行道應滿足雨水滲透性和使用性兩方面的要求。其中雨水滲透性要求滿足滲透排水功能和生態(tài)蓄水功能;使用性方面需要具有足夠的強度、抗低溫能力和足夠的水穩(wěn)定性。
3.2.2樹池設計
樹池作為雨水收集和排放的設施,首先應考慮到樹木生長的需要,許多行道樹種不具備很強的抗?jié)承裕虼嗽诰G色街道樹池的設計建造之初,必須對場地內(nèi)原始土壤進行檢測。因此按照不同地域的氣候特點,應考慮土壤蓄水和排水能力后降雨量偏大的地區(qū),應該使用沙土或砂質(zhì)壤土。
3.3.3路緣石設計
路緣石是設置在中間分隔帶、兩側(cè)分隔帶及路側(cè)帶兩側(cè)的條形構造物。以下對幾種路緣石的優(yōu)缺點進行分析。
(1)開口路緣石
開口路緣石在新建和改造項目中應用廣泛,加工簡單,開口的長度可以根據(jù)本地瞬時降雨量進行靈活調(diào)整。由于開口破壞了路緣石整體性,一定程度上會妨礙交通安全。
(2)預制穿孔路緣石
預制穿孔路緣石石適合安放在新開發(fā)的地塊上,鑰諑愿哂諑訪姹旮擼方便雨水流通過。其優(yōu)點是占用道路空間小,不妨礙人行和車行交通。缺點是不具備過濾沉積物的作用,開口易堵塞,需要定期維護,維護人工成本高。
(3)溢流路緣石
溢流路緣石是可以最大限度地將來自街道的雨水均分散到道路旁的處理設施中,同時不需要很高的維護成本[4]。
3.3.4停車場設計
傳統(tǒng)停車場功能單一,設計時主要考慮如何利用有限場地以停放更多數(shù)量的車輛,而忽視了場地本身應具有的其他功能。海綿城市背景下的生態(tài)停車場應以促進城市雨水的生態(tài)循環(huán)作為設計的主要目標,建立具備雨水凈化、收集、再利用功能的綠色停車場。生態(tài)停車場的布局設計有很多限制因素,如功能定位、場地規(guī)模、氣候情況等。因此挖掘停車場的生態(tài)功能,需要依照不同的場地條件進行設計。
結論:
綠色街道的核心功能是利用景觀生態(tài)學的手段緩解城市水問題,城市道路低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)對于緩解城市洪澇災害、控制徑流污染、凈化城市水質(zhì)、補充地下水源具有重要的作用。當下海綿城市建設在全國范圍內(nèi)如火如荼地展開,在看到全社會為解決城市問題積極努力的同時,設計者更不應該盲目,要對各技術問題進行認真思考,使海綿城市的理念真正落到實處,長期發(fā)揮其應有的作用。
【參考文獻】:
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[2]李強,賈博,權海源,蘇月,趙萌.綠色街道理論與設計[J].建筑學報,2013(9):147.
[3]胡楠,李雄,戈曉宇.因水而變――從城市綠地系統(tǒng)視角談對海綿城市體系的理性認知[J].中國園林,2015,31(6):22.
關鍵詞:家用空調(diào) 冷凝水 節(jié)能利用 技術改進 應用探析
家用空調(diào)作為空氣調(diào)節(jié)裝置的一種表現(xiàn)形式,其也完全具備了其他空氣調(diào)節(jié)器的基于空氣調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)原理的所有特征。我們知道,空氣調(diào)節(jié)裝置的冷暖效用是通過利用送風溫度、新風以及回風這三個流程的混合點的露點溫度而實時改變而實現(xiàn)的。具體結合家用空調(diào)之中的冷凝水的生成,其實就是利用水蒸氣的遇冷凝結就會冷凝變成冷凝水,然后借助溫差比值進行露點送風,這樣空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器的表層溫度始終遠低于機內(nèi)空氣的露點溫度,而當空氣流經(jīng)空調(diào)機組之內(nèi)的冷卻器之內(nèi),空氣里的水分子就會遇冷液化凝結為小水滴流出,最終匯合為容量可觀的冷凝水。
家用空調(diào)冷凝水的溫度一般都維持在10℃―15℃之間,該溫度值內(nèi)的水分具備諸如洗滌、澆灌等二次利用的實際效用。而由于目前家用空調(diào)冷凝器的運作架構較為陳舊單一,加之普通民眾對于空調(diào)冷凝水的處理也大多都是用器皿將其收集盛放,最終當做廢水倒掉,這無疑造成了這一清潔水源的極大浪費。基于此,筆者認為及時全面地更新改造家用空調(diào)的冷凝器架構以及拓展延伸冷凝水的節(jié)能適用,無疑具備切實集約的產(chǎn)業(yè)價值與實際效益。
一、家用空調(diào)冷凝器的運作原理與改進探索
1.1 家用空調(diào)冷卻器運作模式
空調(diào)冷凝器的冷卻模式主要包括水冷、風冷、蒸發(fā)冷卻三種。現(xiàn)階段家用空調(diào)為了實現(xiàn)水資源的集約利用,普遍還是采用了較為實用的風冷模式與蒸發(fā)冷卻模式。風冷模式的冷凝作用不僅耗電量相對較大,而且自身對于灰塵顆粒等雜質(zhì)的過濾效果也有待優(yōu)化。而家用空調(diào)由于頻繁處于高強度運作之下,所以就使得每個運作時間周期之內(nèi)的冷凝水量的蒸發(fā)量相應上升,單一的蒸發(fā)冷卻往往無法滿足高強度之下的冷凝水的散熱蒸發(fā)。這就使得蒸發(fā)式與風冷式的混合模式逐漸成為了當前家用空調(diào)冷凝水集約節(jié)能更新改進的主要途徑,這種混合式的冷凝方式強化了水汽化傳熱的物理效用,進而明顯提升改進了風冷與蒸發(fā)冷卻這兩種模式的傳熱效果。
1.2 家用空調(diào)冷卻器的更新改造
基于利用風冷雨蒸發(fā)冷卻的混合運作模式,筆者認為可以在居民建筑室外機的下部架設冷凝水集水容器,其通過借助重力作用而將空調(diào)蒸發(fā)器下方積水盤內(nèi)的水滴進行收集,接著利用水泵加壓作用將冷凝水液體輸送至冷凝器的上部,并通過冷卻霧化器的遇冷霧化作用,最終將小水滴均勻噴灑至冷凝器的表層,如圖1所示。
這一方法的優(yōu)勢在于最大限度地集中利用了冷凝水,并通過霧化噴灑,有效改善了冷凝器運作系統(tǒng)的區(qū)域溫度,進而保障其良性穩(wěn)定地持續(xù)運作;而該方法的缺點在于每個運作周期之內(nèi)的水泵的流量都會大幅度超過冷凝水的流量,這樣就無法完全保障冷凝器對于凝結水的全部汽化,從而導致相當一部分凝結水順著冷凝器向外傾斜流出,最終導致冷凝器運作意外中止等突發(fā)狀況。
而通過對于以上節(jié)能途徑的更新探索、優(yōu)劣羅列,筆者歸納總結了契合家用空調(diào)冷凝水收集處理節(jié)能利用的綜合模式,那就是通過風冷與蒸發(fā)式冷卻結合的基本原理,在原冷凝器的出口出另外架設安裝小型蒸發(fā)式冷凝器進行輔助散熱,這樣就可以通過冷凝水作為主要水源增加過冷度,從而有效降低了冷凝器的出口溫度,也保障了絕大部分的冷凝水的充分散熱釋放。這種方法不僅操作簡便,而且成本投入也相對較少。其整體運作如圖2所示:
通過對冷凝器的架構解析,筆者認為適宜采用在室外機組外殼中心位置開鑿直徑為2cm的小孔作為接出口,通過金屬管的焊接外架進行連同,而室內(nèi)機組的凝結水管就可以與之相連,上下兩端則需要與均水管進行改道連接,并在冷凝器肋片頂部放置海綿體進行預防金屬腐蝕,同時發(fā)揮吸附集合冷凝水流失之中的灰塵顆粒等雜質(zhì)的過濾效用。
而需要注意的是,冷凝器低端的海綿體與積水盒的實際厚度應當根據(jù)家用空調(diào)的體積規(guī)格適當進行調(diào)整,這樣就可以使得冷凝水經(jīng)過均水管的吸附作用之后,較為協(xié)調(diào)地均勻鋪灑于位于上部的海綿層的表層之上。而當海綿層的吸水作用基本飽和之時,大部分凝結水就會在海綿層下部肋片的吸熱作用之下進行物理蒸發(fā),而一小部分未能有效蒸發(fā)的冷凝水則會在重力作用之下經(jīng)過海綿層沿著肋片向下滴垂,接著進入下層海綿體與積水盒之中,這樣也可以在自然散熱過程之中進行充分有效的蒸發(fā),最后則會集聚形成較為清潔的冷凝水。
二、家用空調(diào)冷凝水節(jié)能利用的切實應用
冷凝水基于空氣水蒸氣遇冷液化成小水滴的這一物理變化而形成的,所以其具備純凈水的化學特質(zhì),加之通過上述的機械改造,空調(diào)運作之中所產(chǎn)生的冷凝水不僅清潔無污染,而且純凈無異味。這就使得將家用空調(diào)的冷凝水收集處理作為二次節(jié)能實際利用的理論架構有了前提支撐,而具體結合冷凝水的基本特質(zhì),筆者認為將其大范圍用于綠化灌溉以及衛(wèi)生噴灑較為切實集約,這也契合當下我國水資源區(qū)域性匱乏的階段現(xiàn)狀。
2.1 綠化灌溉用水
城市地區(qū)的大型公園、公共綠地以及居民小區(qū)的中央空調(diào)的機組數(shù)量相對繁多,且其區(qū)域之內(nèi)的草皮、花卉、樹木的綠化灌溉也需要頻繁進行養(yǎng)護作業(yè),這就使得水量的消耗極其巨大。而由于上述建筑實體之內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的大量冷凝水的自然流失,及時有效地創(chuàng)設制定對于中央空調(diào)冷凝水的回收利用就顯得必要而關鍵。鑒于此,筆者認為可以依照上述大型建筑實體的占地面積所對應的空調(diào)冷凝水產(chǎn)生量與綠化灌溉用水量的比值進行計算適配,一般而言,一幢占地1000的6層市政樓宇每天產(chǎn)生的冷凝水的容量基本維持在5噸上下,而依照其對應的綠化場地的用水量則為1.5l-2l/,那么對于這些綠化場地的噴灑灌溉就顯得充分而細密,不僅有效實現(xiàn)了冷凝水的二次節(jié)能利用,而且也極大地養(yǎng)護了居民小區(qū)公共場地的綠色植物。
2.2 衛(wèi)生洗灑用水
鑒于在臨近人流物流量較大的公共場所,諸如在大型火車站、汽車站以及機場的候車廳、候機廳的居民小區(qū)建筑群的空調(diào)使用的巨大強度與頻度所產(chǎn)生的容量客觀的冷凝水,筆者認為可以因地制宜地將附近小區(qū)居民的空調(diào)冷凝水用作以上場所的衛(wèi)生洗滌用水。具體而言就是通過大型容器架設于上述大型場所臨近居民小區(qū)的合適位置,并使用網(wǎng)絡化的輸水管道外接于小區(qū)居民的空調(diào)冷凝水出水管處,使其釋放出來的大量冷凝水順著數(shù)量眾多的管道流匯于容器之內(nèi),相關工作人員則可以使用大型機械車輛將盛滿冷凝水的大型容器運輸至需要進行洗滌、噴灑的以上大型公共場所的具體區(qū)域,而通過對于中央空調(diào)的冷凝水的綜合節(jié)能挖掘利用,不僅有效節(jié)約了以上大型公共場所對于用水需求的成本投入,而且也協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)了的區(qū)域環(huán)境的空氣質(zhì)量。
三、結語
家用空調(diào)冷凝水節(jié)能利用作為一項具備基礎式、組件化、技術性的綜合集約的程序作業(yè),在空調(diào)系統(tǒng)生活應用之中發(fā)揮著拓展資源利用途徑、提升民眾生活方式環(huán)保品質(zhì)的關鍵效用。從保障家用空調(diào)裝置運作實效的節(jié)能多元以及民眾生活清潔集約的基本立足點出發(fā),進一步細化更新家用空調(diào)冷凝水節(jié)能利用的技術理論創(chuàng)新、綜合方法創(chuàng)設,持續(xù)高效地進行市場化的適配推廣,從而協(xié)調(diào)實現(xiàn)家用空調(diào)冷凝水節(jié)能技術改進優(yōu)化與民眾生活質(zhì)量水準更新提升的交互雙贏。
參考文獻
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[關鍵詞]景觀生態(tài)學 園林專業(yè) 課程內(nèi)容 實驗
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)02-0169-02
園林專業(yè)背景的從業(yè)者是城市規(guī)劃和設計的主要參與者,而在園林專業(yè)本科生的培養(yǎng)階段,生態(tài)學相關課程所占的分量很小,通常四年中只有一門景觀生態(tài)學或園林生態(tài)學必修課,學生對生態(tài)學知識尤其是最基礎的概念理論了解不多。因此,在針對園林專業(yè)的景觀生態(tài)學課程設計上,首先應該突出基礎概念理論知識的深度和廣度,其次應加強景觀生態(tài)學相關理論應用過程和方法的講解。通過課程結構的優(yōu)化以及教學內(nèi)容和方法的改革來加強素質(zhì)和能力培養(yǎng),從而增強學生對社會需求的適應性。
一、目前教學中存在的問題
(一)重視程度不足
學生對該景觀生態(tài)學課程重要程度認知不充分。園林專業(yè)本科生比較重視 “城市綠地規(guī)劃設計”、“園林工程”等與工作實踐緊密相關的課程,而對景觀生態(tài)學的重視程度不足,沒有從根本上理解景觀生態(tài)學相關概念、理論對于城市可持續(xù)發(fā)展的重要性和潛在價值。
(二)生態(tài)學基礎薄弱
在景觀生態(tài)學課程開始講授之前,學生對于生態(tài)學相關知識的了解程度較低。另外,生態(tài)學很多理論的景觀規(guī)劃設計應用過程都離不開數(shù)學知識,如果學生這部分知識的掌握沒有達到一定程度,那么在景觀生態(tài)學相關理論應用實例的講解過程當中,就會一知半解,學習效果會受到很大影響。而園林專業(yè)的大部分學生數(shù)學基礎相對都比較薄弱,對數(shù)學基礎知識的學習缺乏動力,認識不足。因此在課程設計上要充分考慮到學生的基礎。
(三)教學過程中的問題
目前景觀生態(tài)學課程選擇的教材比較單一,園林專業(yè)更多應用了園林生態(tài)學的相關教材,比如溫國勝、楊京平等主編的《園林生態(tài)學》,劉建斌等主編的《園林生態(tài)學》,劉常富、陳瑋等主編的《園林生態(tài)學》,此類教材中的主要內(nèi)容更加偏向于城市生態(tài)系統(tǒng)和園林植物生態(tài)的基礎概念和理論,其中也有一個章節(jié)是關于城市景觀生態(tài)學的,但是涉及內(nèi)容很淺,而景觀生態(tài)學最主要的內(nèi)容為尺度、格局與過程,這其中包括了很多基本的概念原理和方法理念,因此只以園林生態(tài)學相關教材來備課的話,講授的內(nèi)容不夠全面和深入。在實踐教學方面,目前的實驗任務設計比較偏向于傳統(tǒng)生態(tài)學,沒有能夠很好的體現(xiàn)園林專業(yè)的實踐應用性。
二、教學改革探析
(一)強調(diào)景觀生態(tài)學知識體系的重要性
一般來說,傳統(tǒng)的教材已經(jīng)應用了很長時間,教材當中緒論部分的內(nèi)容過于陳舊,不利于學生掌握最新的學科前沿和社會相關熱點。而園林生態(tài)規(guī)劃設計、景觀生態(tài)學領域相關的期刊報紙,比如《中國園林》、《城市規(guī)劃》、《城市規(guī)劃學刊》、《應用生態(tài)學報》、《生態(tài)學報》、《landscape urban planning》《landscape ecology》等相關領域的文獻內(nèi)容和理念比較新穎,有大量的城市熱島、城市空氣污染、城市水污染、城市暴雨時節(jié)內(nèi)澇災害等城市問題的國內(nèi)外研究進展和解決途徑,可總結提升并做成多媒體課件,增加學生對于景觀生態(tài)學知識體系的重視程度,增加學習的熱情和動力。
(二)課程內(nèi)容革新
本課程是園林專業(yè)本科生唯一的生態(tài)類的課程,因此在課程體系的設計上需要兼顧基礎性和應用性。與本課程相關的教材主要有三大類,一類是景觀生態(tài)學教材,比如周志翔主編的《景觀生態(tài)學基礎》、王云才主編的《景觀生態(tài)規(guī)劃原理》;第二類是園林生態(tài)類教材,比如溫國勝、楊京平等主編的《園林生態(tài)學》和劉建斌等主編的《園林生態(tài)學》;第三類是傳統(tǒng)生態(tài)學教材,比如宋永昌主編的《植被生態(tài)學》。本課程的內(nèi)容體系是在詳細查閱了以上三類教材和相關文獻資料后形成的,總體上以景觀生態(tài)學原理和規(guī)劃應用為主線,適當融合園林生態(tài)學和傳統(tǒng)生態(tài)學的最重要的基礎概念理論的講解,比如對植物種群和群落的相關基礎概念原理進行了詳細的講述。總之,課程體系的設置盡量考慮學生的基礎和社會的需求。
景觀生態(tài)學課程56學時的教學任務。教學計劃為16周,分講述和實驗兩個部分,考察結果以考試為主。景觀生態(tài)學課程主要內(nèi)容包括:緒論、景觀生態(tài)學概念原理、種群及群落生態(tài)學基礎、城市環(huán)境與生態(tài)因子、園林植物與城市能量物質(zhì)環(huán)境、園林植物與水、園林植物與大氣、土壤與園林植物、城市生態(tài)系統(tǒng)、景觀生態(tài)規(guī)劃設計等內(nèi)容。緒論部分主要講授生態(tài)學、景觀生態(tài)學的形成與發(fā)展過程以及最新的研究進展,并強調(diào)景觀生態(tài)學等相關理論在城市規(guī)劃及景觀規(guī)劃設計中的重要性;景觀生態(tài)學概念原理部分主要包括景觀格局、過程、尺度相關的基礎概念理論,比如景觀格局、景觀功能、斑塊、廊道、基質(zhì)、景觀異質(zhì)性、景觀多樣性等概念及島嶼生物地理學、等級理論、復合種群理論和滲透理論等;種群及群落生態(tài)學部分主要講授種群的概念、種群的數(shù)量密度、種群性比、種群年齡結構、種群空間格局、種內(nèi)關系及種間競爭和種間互利等種間關系,群落方面主要包括群落概念的形成和發(fā)展、群落的基本特征、關于群落的主要觀點、群落物種組成的定性分析、群落物種組成的定量分析、群落多樣性(α多樣性、β多樣性、γ多樣性)、種間關聯(lián)與生態(tài)位、群落外貌、水平結構、垂直結構、地下結構、年齡結構、群落的動態(tài)(群落演替、自然干擾與演替、群落的波動性、群落穩(wěn)定性與多樣性的關系)等概念理論;城市環(huán)境與生態(tài)因子部分主要從城市環(huán)境(環(huán)境的概念、尺度與類型、城市環(huán)境)和生態(tài)因子作用分析(生態(tài)因子分類、生態(tài)因子作用的一般特征、生態(tài)因子作用的基本原理)兩部分來進行講述;園林植物與城市能量環(huán)境部分主要包括光與園林植物(城市光環(huán)境、光對園林植物的生態(tài)作用、園林植物對光的生態(tài)適應)、溫度與園林植物(城市溫度環(huán)境、溫度對園林植物的生態(tài)作用、園林植物對溫度的適應、園林植物對氣溫的調(diào)節(jié)作用)等兩部分;水與園林植物部分重點講授城市水環(huán)境、水對園林植物的生態(tài)作用、園林植物對水分條件的適應、園林植物對水分的調(diào)節(jié)作用等內(nèi)容;園林植物與大氣部分包括城市大氣環(huán)境、大氣污染與園林植物、園林植物對空氣的凈化作用、風與園林植物等幾個方面;土壤與園林植物部分主要包括土壤理化性質(zhì)與園林植物、土壤生物與園林植物、城市土壤特點、鹽堿土與園林植物等四方面;城市生態(tài)系統(tǒng)部分主要包括城市生態(tài)系統(tǒng)的組成結構、城市生態(tài)系統(tǒng)的主要特點和基本功能、城市生態(tài)系統(tǒng)存在的問題等內(nèi)容;景觀生態(tài)規(guī)劃設計部分主要通過查閱相關的文獻書籍,梳理出近10年的相關景觀生態(tài)規(guī)劃設計案例,通過案例對景觀生態(tài)相關原理的應用實踐步驟和方法進行詳細講述。由于本課程多為基礎性的知識,包括很多園林生態(tài)學、景觀生態(tài)學、傳統(tǒng)生態(tài)學的基本概念和理論,因此重點在于讓學生更好的理解與記憶,能夠在將來的規(guī)劃設計實踐中將景觀生態(tài)學的相關原理加以應用,增加實踐當中的理性,學會從生態(tài)學的角度思考規(guī)劃設計問題。授課過程中學生積極性較高,課堂參與度良好。
(三)實驗課程體系
實驗課程主要分為兩部分,一部分為外業(yè)調(diào)查,此部分實驗的開展需要與教學團隊的科研項目和工程實踐項目相結合。科研項目主要是關于城市景觀異質(zhì)性與城市環(huán)境氣候因子耦合關系的研究,在研究的前期階段可以將班里學生分組,在研究區(qū)域布點或者設置樣方進行生態(tài)環(huán)境因子數(shù)據(jù)的獲取,通過這個過程加深學生對理論知識的理解并增強學生參與景觀生態(tài)學研究的實踐經(jīng)驗。工程實踐方面,引導學生參與大尺度項目的前期調(diào)研分析,例如鄭州市、洛陽市、南陽市的綠地系統(tǒng)規(guī)劃項目。另一部分為計算機實踐,景觀生態(tài)學與傳統(tǒng)生態(tài)學的主要區(qū)別之一就是研究對象的尺度差異,景觀生態(tài)學側(cè)重于大尺度對象的研究,而3S技術越來越多的應用在景觀生態(tài)學領域,那么一些最基本的3S技術也是園林專業(yè)學生需要掌握的內(nèi)容,比如遙感影像的幾何校正、波段融合、柵格圖裁切、景觀解譯等一些技術的操作步驟對于景觀生態(tài)學的研究或者大尺度的景觀生態(tài)規(guī)劃有著重要的意義,而通過計算機實踐部分的講授和訓練,可以使學生掌握該部分知識。
三、小結
基于目前景觀生態(tài)教學過程中存在的問題,本文對課程內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié)的改革方式進行了闡述,著重突出基礎性和應用性,希望能為景觀生態(tài)學課程體系進一步改革完善提出新的視角。中國正處在城市化進程的關鍵階段,如何協(xié)調(diào)城市化與生態(tài)文明的關系,是當今城市化發(fā)展過程中的重要問題,而園林專業(yè)培養(yǎng)的學生絕大部分都會投身于城市規(guī)劃、園林規(guī)劃設計等相關領域,因此景觀生態(tài)學課程對于城市的可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 鄭祚芳,高華,王在文,劉偉東.城市化對北京夏季極端高溫影響的數(shù)值研究[J].生態(tài)環(huán)境學報,2012(10):1689-1694.
[2] 張正棟,蒙金華.基于城市熱島效應的城市降溫通道規(guī)劃研究――以廣州市為例[J].資源科學,2013(6):1261-1267.
[3] 孫小莉,李生才,曾慶軒,馮長根.城市空氣污染及其防治對策[J].安全與環(huán)境學報.安全與環(huán)境學報,2008(4):73-76.
三角柱式栽培設施
生產(chǎn)性應用一般將立柱缽串疊到180~200 cm高,將11~13 個立柱缽串疊而成;觀光農(nóng)業(yè)上栽培使用一般立柱的高度沒有嚴格要求,可高可低或高低錯落結合;家庭陽臺栽培一般6~12 個立柱缽串疊即可。三角立柱缽串疊前需先裝基質(zhì),在缽的空腔內(nèi)先襯墊一層無紡布,將基質(zhì)或海綿灌注入無紡布中,至8~9成滿,再將無紡布邊沿覆蓋在基質(zhì)表面,實際上是用無紡布把基質(zhì)包裹起來,避免串疊立柱缽時出現(xiàn)基質(zhì)撒溢現(xiàn)象。
將立柱缽一個個串疊在?50 mm的PVC管上,按柱中至柱中距離70~150 cm不等的間距進行布置定位。
立柱上方需要布設鋼管或網(wǎng)格,按栽培柱布設的位置,在頂部設縱橫交叉的柱管固定交會點,用鐵絲把柱芯管與交會點綁縛或螺絲固定。
在立柱頂部布設滴灌設施,按立柱的南北縱向布設供液支管,在溫室的南北中部或南北一端鋪設東西向主管路,主管路可根據(jù)栽培面積大小,考慮是否需要分區(qū)控制供液,安裝定時供液控制閥,即可實現(xiàn)分區(qū)定時供液。在每個立柱上方的支管上插2~3 根滴箭軟管或發(fā)絲管。
設施按裝完成后先進行試水,要使每個柱子上每一層立柱缽的定植孔中的基質(zhì)、無紡布被水分充分濕潤,才能進行定植。定植時在定植口底部添加少許珍珠巖,將培育好的作物小苗帶杯直接插入定植孔中,完成定植作業(yè)。每次供液時間設在15~30 min不等,每天供液3~6 次。
三角立柱栽培模式可以栽培各種散葉或分枝型的綠葉菜及各種矮生花草,不適宜栽培草莓、結球葉菜(如結球生菜、卷心菜)根菜(蘿卜)等品種。一般常見的葉用甜菜、散葉生菜、木耳菜、番杏、紫背天葵、烏塌菜、奶白菜等品種都適宜栽培。
鏈條組合式墻體栽培
鏈條組合式墻體栽培一般不作為立體生產(chǎn)性使用,但可作為溫室東西分區(qū)的“生態(tài)隔離墻”、日光溫室的北墻、觀光農(nóng)業(yè)的“景觀墻”、生態(tài)餐廳的“雅間裝飾墻”等立體綠化、美化、裝飾性種植景觀塑造使用,在這些場合應用,栽培墻的間距可以不受嚴格限制,但前提是要確保墻體立面上下能均勻接受到光照為度,才能確保墻面上的作物生長趨于一致。
墻體栽培槽內(nèi)需要填充基質(zhì)和無紡布,基本原理和方法同三角立柱栽培。
設施安裝 先砌墻體基座,基座寬度與墻體栽培槽外徑(以定植缽凸起尺寸為準)一致,基座中預埋?75~110 mm的回液管,在回液管上按墻體栽培集液槽底部的排液口設置回液口。也可直接在基座上砌一條回液槽,再排入地下管道回流至營養(yǎng)液池中。
組裝墻體時,底層先布置集液槽,第二層從左到右依次搭接栽培槽,第三層從右到左依次疊接栽培槽,使上下層栽培槽的定植口位置錯開,一層一層串疊栽培槽,至高度達到設計要求(一般正常栽培墻高度180~200 cm,也可做到300 cm高度)到頂部加蓋一層槽蓋,形成一面完全封閉的墻體栽培設施。栽培槽兩端的軸管下端固定在基座上,頂部與溫室柱進行連接固定。在栽培墻的頂槽蓋上布置供液支管,在支管上插入發(fā)絲管或滴管軟管,每根滴管間距為8~10 cm。
試水定植 設施按裝完成后先試水,要使整體栽培墻上的每一個定植孔中的基質(zhì)、無紡布被水分充分濕潤,才可進行定植。定植時在定植口底部添加少許珍珠巖,將培育好的作物小苗帶杯直接插入定植孔中即可。每次供液時間設定在15~30 min,每天供液3~6 次。
墻體栽培與三角立柱栽培一樣,主要適合栽培散葉型和分枝型的綠葉蔬菜和各種矮生花草,不適宜栽培草莓、結球葉菜等。一般常見的葉用甜菜、散葉生菜、木耳菜、番杏、紫背天葵、烏塌菜、奶白菜等都可栽培。
模塊組拼式墻體栽培設施
模塊組拼式墻面立體栽培,一般也不適宜在園藝作物生產(chǎn)上使用,但可作為溫室功能分區(qū)的立體種植隔離、觀光農(nóng)業(yè)的景觀造景、生態(tài)餐廳的雅間外墻裝飾或隔離,城市建筑外立面、居室外墻、方形柱體表面等場所的綠化、美化應用。
栽培盒、連接盒模塊內(nèi)需要填充無紡布和基質(zhì),基本原理和方法同以上兩種模式。
安裝組拼式墻體栽培設施時,首先制作墻體設施的附著骨架,用于固定栽培盒和連接盒,也可直接在建筑外表面進行安裝。按栽培盒體的長寬尺寸在安裝面上畫線,標注好栽培盒與連接盒的固定位點,提前鉆固定孔,并確定好底部回水槽與頂部供液管的位置。用內(nèi)徑寬30~40 mm,深40 mm的塑料槽作為集液槽,套在底層栽培盒的底部并固定,也可直接砌一條集液槽,收集墻體栽培盒的排出液,再排入地下管道回流至營養(yǎng)液池中。
組裝栽培墻時,根據(jù)栽培要求,從低層依次往上串疊栽培盒、連接盒模塊,通常是先布置一層栽培盒,再布置連接盒,又布置栽培盒,依次變換著布置兩種盒體模塊,每個盒子固定2~3 顆螺絲。這種模塊組拼式栽培設施的最大優(yōu)點是可以自由組合成多種立體幾何造型與立面圖案。一般栽培墻正常高度為180~220 cm,也可做到300 cm以上,長度視綠化種植與景觀的需要而定,做成景觀墻或景觀柱。在最頂層栽培盒上布置供液支管,在支管上鉆直徑3~5 mm的滴管孔,插入等徑的滴管(發(fā)絲管或滴灌軟管),每盒插2 根。
設施安裝完成后先試水,在確保每個盒體中的基質(zhì)、無紡布充分濕潤方可定植,定植方法、供液時間、次數(shù)參考以上兩種模式。
模塊組拼式墻體栽培適宜于栽培株形小的散葉和分枝型的綠葉菜,以及各種矮生花草。
螺旋仿生柱式立體水培設施
螺旋仿生柱式水培設施是根據(jù)一些寬葉植物葉片在主桿上螺旋著生的原理而“仿生”設計的,改變了傳統(tǒng)立柱栽培中柱粗大而種植孔偏小的結構特點。每個栽培缽在柱體上呈螺旋形疊加排列。作物根系伸展在栽培缽的營養(yǎng)液中,和中柱不發(fā)生關聯(lián),植株定植位點與中柱有一定間距,從而把柱體結構對作物采光與作物橫向生長的影響降低到最低限度。
螺旋仿生水培設施較傳統(tǒng)立柱栽培設施,具有更廣泛的應用價值,即可用于葉菜、芽苗菜的立體生產(chǎn),也可用于觀光場所的景觀造景,特別適用于家庭陽臺農(nóng)業(yè)的種植。生產(chǎn)性應用,一般將栽培柱串疊到高180~200 cm,需要22~25 個栽培缽串疊而成;觀光場所應用對栽培柱高度沒有嚴格要求,可高可低或高低錯落設置;家庭陽臺栽培一般10~20 個栽培缽串疊即可。
栽培柱底部需要設回液管,根據(jù)栽培柱的行距,在對應位置的地下或地表安裝回液管路,在每柱底層栽培缽的排液口位置設回液管口。回液管口徑20 mm,地下回液管根據(jù)栽培面積、管線距離、營養(yǎng)液回流量進行設計,從直徑40~110 mm不等。
栽培柱的成型與定位:將栽培缽串疊在直徑75 mm的PVC柱芯軸管上,按柱中至柱中80~150 cm不等的間距進行定位布置。
栽培柱上方需要布設鋼管網(wǎng)格,按栽培柱的布局位點上方縱橫設置,管網(wǎng)交叉點即作為栽培柱頂端的固定點,用細鐵絲綁縛或螺絲固定。
供液管路設在栽培柱上方的鋼管網(wǎng)上,按栽培柱的南北縱向布設供液支管(直徑20~32 mm),在每個栽培柱的頂層栽培缽給液口位置,從支管上分出一個變徑三通(直徑20~32 mm×12 mm)和一個小球閥(直徑12 mm)及彎頭,將彎頭或引管插入栽培缽的給液口中。在溫室的南北中部或南、北一端鋪設東西向主管路,主管路根據(jù)栽培面積大小,可考慮進行分區(qū)供液。
關鍵詞:建筑 建筑結構 防火
一.建筑火災特點
在火災事故中, 火災對高層建筑物的危害比對低層建筑物更大。其火災特點主要表現(xiàn)為:
(一)火勢蔓延途徑多、危害大; 疏散困難, 容易造成重大傷亡事故;消防設施不夠完備, 撲救困難; 功能復雜, 起火因素多。發(fā)生火災時, 由于建筑材料和構件被燃燒或破壞, 整個建筑結構必然遭遇到不同程度的局部破壞或全部倒塌。造成的后果是:
(二)對鋼結構的影響。鋼的耐火性能較差, 受熱后很快出現(xiàn)塑性變形, 被火燒15 分鐘左右, 構件會嚴重變形, 隨著局部的破壞, 造成整體失去穩(wěn)定或者破壞甚至倒塌。對于破壞后的鋼結構是很難修復的。
(三)對預應力鋼筋混凝土的影響。預應力鋼筋混凝土結構, 在高溫作用下, 鋼筋伸長, 預加應力逐漸喪失, 從而降低結構的承載能力。
對砌體結構的影響。在高溫下砌塊內(nèi)部受熱不均, 導致砌體結構容易開裂。同時磚墻發(fā)生倒塌。
(四)火災時, 一旦上部結構倒塌, 落在下面樓板上的物質(zhì)大量吸收滅火后的污水, 大大地增加樓板的荷重, 使樓板因超載而塌落。一旦滅火水落在高溫的鋼筋混凝土結構表面, 因其突然冷卻造成結構表面收縮裂開, 表皮剝落,不僅破壞了鋼筋保護層, 而且因主拉鋼筋被燒, 導致整個結構破壞。
(五)高溫下建筑材料的強度隨著溫度的升高而降低, 加上火災中結構本身產(chǎn)生的熱應力等因素, 火災對高層結構的影響比一般建筑的影響更復雜。
二.提高耐火極限的措施
為了保證建筑的安全使用,在設計防火設施時,必須要盡可能的提高結構構件耐火極限。
主要的方法可以分為兩大類:設計構造和防護層。
(一)在建筑結構耐火設計時,適當增加構件的截面尺寸,是提高構件耐火極限的有效方法。而,在處理混凝土構件時,合理的增加保護層厚度,也是一種非常簡便、有效的措施。因為鋼筋的強度變化,是決定混凝土構件的耐火性能的標準。基本原理是:通過增加保護層厚度,能夠有效的延緩熱量向內(nèi)部鋼筋的傳遞速度,這樣可以很好的防止鋼筋強度下降的速度,這樣就教好的提高了構件的耐火能力。有效的改善結構的細部構造,也可以很好的提高耐火性能。如增加構件的約束可以減少撓曲;加強易受高溫影響的部位,或者盡量避免;增加鋼筋的錨固長度和改變錨固方式,比如將直線錨固改為吊鉤、彎鉤或機械錨固;處理好構件之間的接縫,避免穿透性縫隙。通常情況下,構件的防護層有三類:耐火保護層、耐火吊頂和防火涂料。實踐表明,鋼構件的耐火性能很低,如果不加其他保護措施,鋼構件的耐火極限一般僅為0.25h,這無疑是不能滿足防火設計要求的,所以鋼結構往往需要做防護層。
(二)使用防火涂料,可以利用其在火焰高溫作用下能迅速膨脹發(fā)泡,形成較為結實和致密的海綿狀隔熱泡沫層或空心泡沫層的特點,將火焰與基材相隔離,可以有效的阻止火焰在基材上的傳播和蔓延,進而可以阻止火災的擴大。從種類上看,防火涂料的種類多種多樣,從涂層厚度的角度上看,可以分為薄涂型和厚涂型。薄涂型厚度在2—7mm,用于鋼構件時,耐火極限可以達到0.5-1.5h;厚涂型厚度在8—50mm,耐火極限可以達到0.5—3.0h。
三.建筑結構防火設計
(一)建筑結構防火設計的基本思想
建筑結構的防火設計, 必須遵循國家有關規(guī)定, 針對火災特點, 采用可靠的防火措施, 做到保障安全、方便使用、技術先進、經(jīng)濟合理。高層建筑結構防火設計的基本思想就是要使高層建筑的基本構件遇火時要有足夠的耐火極限,保證結構不破壞,不會因失穩(wěn)而倒塌, 在火災過后便于進行加固和維修。高層建筑結構防火設計的目的是在規(guī)定的時間內(nèi), 使結構在火災作用下, 達不到承載能力或變形的極限狀態(tài), 以保證結構完整, 有利于消防人員的及時趕到并能保證人們逃離現(xiàn)場。
(二)高層民用建筑構件防火設計
我國《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045- 95 (2001 版)根據(jù)高層民用建筑的使用性質(zhì)、火災危險性、疏散和撲救難度等將其分為兩類: 相應高層民用建筑的耐火等級分為一、二兩級。一類建筑物的耐火等級不應低于二級。與高層建筑直接相連的裙房,其耐火等級不應低于二級。建筑物的地下室,其耐火等級應為一級,高層建筑構件的燃燒性能和耐火極限不應低于表1 規(guī)定的耐火等級。因此建筑構件的耐火設計指標實質(zhì)上是建筑構件的耐火性能,它是以耐火極限的長短來衡量。我國對建筑構件的耐火極限,按國家標準《建筑構件耐火試驗方法》(GB9978) 通過耐火試驗,按時間—溫度標準曲線確定的,該方法同70 年代國際標準化組織的試驗方法ISO 834 的條件基本一致。
(三)建筑結構的防火設計
建筑結構的防火設計要求結構有一定的抗火時間, 能在規(guī)定的時間內(nèi), 在預期的火災模式下,不至于達到承載能力極限狀態(tài)或變形能力極限狀態(tài), 不超前喪失整體穩(wěn)定而倒塌, 以便消防人員及時滅火, 減少人員傷亡, 減輕結構在火災中的損害, 縮短災后恢復結構功能的周期, 減少間接損失。建筑結構構件防火設計是以概率理論為基礎,按結構承載能力極限狀態(tài)或變形能力極限狀態(tài),建立結構構件防火計算模型,計算構件的防火系數(shù)Rf ;用力學分析計算構件在火災時構件承受的有效荷載和溫度共同作用下的荷載效應Sf; 當Rf >Sf 時, 結構穩(wěn)定不倒塌; 當Rf
結束語:在建筑設計階段,設計人員必須針對各種可能出現(xiàn)的火災隱患,結合建筑工程的實際狀況,在設計時采用先進的理念,采用實用的設計方案,確保建筑結構的耐火限度達到相關的標準。
參考文獻
[1]董芳芳.高層建筑現(xiàn)狀分析與其火災預防對策探討[J]山西建筑,2011
關鍵詞:盾構法施工 優(yōu)點 缺點 盾尾刷更換
中圖分類號:U455 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)02(b)-0000-00
1 工程概況
北京鐵路地下直徑線工程盾構隧道區(qū)域全長5175m,采用泥水加壓平衡盾構機施工。隧道完成后外徑為φ12.04m,內(nèi)徑為φ10.5m。
泥水加壓平衡盾構機基本原理是在泥水艙中注入適當壓力的泥漿使其在開挖面形成泥膜,支承正面土體,并由安裝在正面的刀具切削土體表層泥膜,與泥水混合后形成高密度泥漿,然后由泥漿泵及管道把泥漿輸送到地面過濾處理。在泥水艙內(nèi)和掌子面間建立泥水平衡是泥水盾構機掘進的根本要求,另外由于盾構掘進過程中,采用在管片背后同步注漿方式來填充管片離開盾構機尾部后與周圍地層之間的間隙,從而達到減小地層沉降,限制管片位移和變形,提高結構穩(wěn)定性,加強隧道防水性能的目的。
盾構機尾盾內(nèi)部焊接有三道密封刷,掘進時在管片與尾盾之間的密封刷內(nèi)注入密封油脂,防止水、泥沙進入盾構機內(nèi)部。在尾盾上還有注漿孔,用于管片的同步注漿,填充管片離開尾盾后與地層之間的空隙。因盾構下部壓力大,在尾盾下部最外側(cè)安裝有鋼板束加強密封效果。若盾尾刷損壞導致滲漏,會影響前方開挖倉的泥水平衡、污染盾構管片拼裝工作區(qū)域、給管片拼裝造成不便、增加密封油脂消耗量,嚴重時將影響盾構機的正常掘進,導致地面沉降難以控制,最終致使工期延誤。
2 盾構機盾尾密封刷損壞原因及預防措施
2.1盾尾刷損壞原因
1、管片拼裝時拼成橢圓形或出現(xiàn)錯臺現(xiàn)象,致使盾尾密封刷不能完全包裹管片,形成滲透通道,在較高的注漿壓力和泥水壓力等作用下導致管片尾盾間發(fā)生滲漏。
2、拼裝管片時組裝工藝不合理或野蠻拼裝,致使相鄰管片相互擠壓破損后混凝土塊進入尾盾損傷密封刷。
3、盾構機在掘進過程中,由于操作人員技術不熟練或砂漿配比不合理,使?jié){液凝固時間過短,造成漿液不能充分填充管片后空隙,而是堆積在注漿口附近,造成注漿通道受限制,后續(xù)漿液壓力增加,當漿液壓力高于盾尾刷和油脂的抗壓力時,就會通過盾尾刷和油脂襯背進入尾盾造成竄漿。
4、在盾構掘進過程中,盾尾刷與管片的摩擦消耗的油脂與掘進速度成正比,速度過快則注入盾尾的密封油脂在單位時間內(nèi)不能滿足其消耗量,若不及時調(diào)整油脂泵注脂率,則盾尾刷內(nèi)的油脂量和注入油脂的壓力不能及時密封盾尾,勢必造成尾刷的密封效果減弱,形成盾尾滲漏。
5、盾尾密封刷長期受管片擠壓后產(chǎn)生塑性變形而失去彈性,也會導致密封性能下降,在壓力作用下導致漿液滲漏。泥水盾構停止掘進時,開挖艙內(nèi)有泥水的壓力作用,管片組裝時很易導致盾尾后退,損壞密封刷。
2.2盾尾刷損壞的預防措施
加強對管片拼裝人員的培訓,提高拼裝質(zhì)量,在每次管片安裝前,應清除盾體內(nèi)的渣土,避免安裝管片時造成錯臺現(xiàn)象。嚴格控制千斤頂伸縮量,避免盾構后退,掘進時防止盾構姿態(tài)調(diào)整過猛損壞密封刷。加強對同步注漿的監(jiān)測,嚴格控制雙液漿的配比。在條件允許的情況下,更換盾尾刷,以保證盾尾刷的密封性。
3 盾構機盾尾刷的更換
2011年3月,隨著盾構機的掘進,盾尾密封刷的磨損也越來越大部分位置的盾尾刷損壞。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)右側(cè)及左下側(cè)油缸位置盾尾密封刷有損壞,需要更換。
3.1 更換地點的選擇、管片選型及掘進準備工作
盾尾密封刷更換地點應盡量避免在軟土層內(nèi)及地下水豐富的區(qū)段,北京鐵路地下直徑線一般選擇在沿途選定的換刀加固區(qū)進行盾尾刷的更換,此次更換位置選擇在第七加固點掘進里程為DK4+434.00,盾構恢復掘進并掘至DK4+423.43盾構機尾盾進入加固區(qū)內(nèi)進行盾尾刷的焊接更換。掘進的最后一環(huán)管片(需要拆除的環(huán))k塊位置應盡量放置在盾構下方區(qū)域。
在盾構到達更換地點前,對要更換盾尾刷管片環(huán)后方2-3環(huán)管片在掘進時加強同步注漿量保證盾尾注漿密實,在到達停機點最后20cm改注高濃度泥漿,以確保盾尾注漿管長時間停機不會發(fā)生堵塞,同時提高盾尾注脂壓力多注入油質(zhì)增強密封效果。
3.2 施工材料的準備
根據(jù)施工需要提前準備好相關的工具、材料,見表1。
表1 施工材料表
名稱
數(shù)量
名稱
數(shù)量
高壓清洗機
1臺
電焊機(碳弧氣刨)
2臺
氧氣乙炔
1套
1t、2t手拉葫蘆
各兩個
土工布
10平方
管鉗
大小各2
污水泵
2臺
撬棍
5根
棉紗
13包
焊條、碳棒
根據(jù)需要
木板、鐵絲、型鋼
若干
滅火器
5瓶
盾尾刷
150塊
角磨機
2臺
3.3 更換盾尾刷
盾構機掘進最后一環(huán)850mm(油缸行程1450mm),此時管片位于第一道密封刷上方,停止掘進。如圖1:
圖1 油缸行程及盾尾刷位置理論計算示意圖
管片拆除,依次拆除k塊兩側(cè)的b1、b2兩塊管片。一次拆除管片數(shù)量不超過4塊,在完成一側(cè)盾尾刷焊接拼裝完成后再拆除另一側(cè)管片并焊接盾尾刷。如圖2:
圖2 拆除管片與盾尾刷位置實際操作示意圖
在盾構機中盾尾底部位置安裝水泵,防止可能出現(xiàn)的涌水。用土工布將需要焊接位置附近的推進油缸包裹并用鐵絲固定,防止切割焊接時焊渣等損壞推進油缸活塞桿。管片安裝機在拆除及移動管片后應將油缸收起,對管片安裝機上其它油缸也要用土工布進行包裹防止損傷活塞桿。
根據(jù)需要搭設木板,拆除更換盾尾刷及鄰近位置上的管片,用撬棍撬開損壞的盾尾刷清理油脂,用高壓水槍反復沖洗要更換的盾尾刷以清除第一道盾尾刷之間的殘留油脂,在第二道盾尾刷與管片間隙填海綿條封堵,用管鉗將尾刷翻起,用3mm鋼板或圍擋板隔開尾刷鋼絲與切割部位,防止氧氣乙炔切割時引燃盾尾刷上的油脂,現(xiàn)場準備滅火器,如發(fā)生油脂燃燒立即作滅火處理,用碳弧氣刨從上向下割除損壞的盾尾密封刷,并用鋼絲刷、角磨機對需要焊接的位置進行打磨,用棉紗清理從后方滲入的泥水及油脂,用氧氣乙炔對焊接部位加熱去除水分使焊接部位干燥并清除油脂。焊接新的密封刷后涂抹密封油脂,完成后拼裝管片并用油缸頂緊管片防止管片松動。完成盾尾刷焊接并拼完管片后開啟盾尾注脂泵加注密封油脂后恢復掘進。
4 結束語
完好的盾構尾刷是盾構隧道注漿質(zhì)量、防水質(zhì)量、管片拼裝質(zhì)量、施工進度以及地表沉降控制質(zhì)量的保證,盾尾刷更換技術的成熟,也將是盾構長距離掘進技術的關鍵。而在地下工程中,由于地址的復雜性,給盾構機盾尾刷的更換帶來了許多難以預料的困難,對盾尾刷更換過程進行深入分析,并對難點采取有效的技術措施,是盾尾刷更換成功的關鍵。
參考文獻
[1] 復合地層中的盾構施工技術.北京:中國科學技術出版社
理論上說來,任何一種材料(物質(zhì))都不同程度的具有減震、隔音、吸音的能力,哪怕是一張紙、一塊布。汽車隔音降噪網(wǎng)所要做的就是把這些常見隔音材料給大家做分析和對比,從而幫助汽車隔音愛好者正確選擇合適的材料來進行隔音施工。從前面的論述我們可以清楚,阻隔噪音傳播的有效途徑主要是:密封、止震、隔音、吸音。在減震基礎上再進行隔音、吸音以及密封處理,就可以達到安靜舒適的效果。在全車進行隔音降噪的過程中,使用的隔音產(chǎn)品本身具有的吸音性能好壞也會直接影響到降噪的效果。
車用降噪產(chǎn)品分成四類:A、減震材料
B、吸音材料
C、隔音材料
D
、密封材料,目前市面上有很多隔音品牌,但多數(shù)品牌并沒有生產(chǎn)和研發(fā)能力,只是將不同工業(yè)用料拿來變相使用,甚至冒充國外品牌牟取暴利。從輕量化的發(fā)展趨勢來講,理想的汽車隔音材料絕對不是減震、隔音、吸音產(chǎn)品的分別粘貼,而應該是一種產(chǎn)品對這幾種隔音原理的綜合運用。汽車隔音降噪網(wǎng)探尋的是在這多個方面綜合性能最佳的材料,而不是多種材料。
汽車隔音降噪網(wǎng)認為,在汽車上使用的隔音降噪材料應該盡可能滿足以下標準:
材料要輕,輕量化是整個汽車制造領域發(fā)展的大趨勢,輕量化材料施工后不會使車身自重增加太多,增加油耗。
在寬頻帶范圍內(nèi)隔音性能和吸音性能好,隔音吸音性能長期穩(wěn)定可靠。
有一定強度,安裝和使用過程中不易破損,不易老化,
耐候性能好,使用壽命長。
外觀整潔,沒有污染。
防潮防水,耐腐防蛀,不易發(fā)霉。
不易燃燒,最好能防火阻燃。
環(huán)保材料,不含石棉、玻璃纖維、重金屬鉛等有害物質(zhì)。
材料本身便于施工,如:便于裁剪,粘貼牢固等。
常見隔音吸音材料對比分析
材料名稱
性能和使用分析
參考價格
施工建議
參考圖片
海綿
優(yōu)點:海綿是一種性能非常好的吸音材料,不然也就不會在錄音棚內(nèi)被大量使用了。表面做了吸音槽處理的海綿吸音效果更佳!這種海棉俗稱波浪棉。不足:海綿的減震和隔音性能較差。
吸水能力強、容易吸附灰塵,陰雨天或洗車后車重大大增加,容易引起對車身的銹腐!此外,未經(jīng)過特別處理的海綿防火性差,一般不阻燃。
10
元
/
平米
不用或少用
改性海綿
其實就是海綿,汽車隔音降噪網(wǎng)兩年前為解決海綿的吸水問題,特意對海綿進行處理,在海綿一面熱附著一層黑色塑膜,吸水問題得到解決,但是吸音能力就差多了,此外海綿本身減震能力也弱,所以棄用。目前市面上仍有人在刷上不干膠后,掛以國外品牌,竟賣到每平米近百元的價格,隔音材料用不干膠的做法并不科學,具體請參閱汽車隔音常見誤區(qū)。
15
元
/
平米
可以使用
暫無圖片
瀝青板
建筑上原先使用的瀝青板具有較好的防水、減震、隔音效果。只是不能阻燃,自重較大且有污染。兩年前天堂鳥先生推薦不少車友使用。后來發(fā)現(xiàn)山東生產(chǎn)一種改性瀝青板,阻燃且環(huán)保,出廠時一面還可以附著一層鋁箔,較美觀。盡管施工時需要對材料加熱處理,效果還是不錯。優(yōu)點:便宜。不足:自重大,吸音效果差。歐藍德的地板下加的就是瀝青板,車身的
A
、
B
、
C
柱填充了乙烯泡沫材料用于吸音降噪。
8~15
元
/
平米
不建議使用
橡膠板
橡膠板因原材料組成成分不同,所表現(xiàn)出的物理性質(zhì)也相差較大。比如表面光潔度、硬度、耐火性能、可塑性均有極大的差異。但總的來說普通橡膠減震能力弱于瀝青板,隔音能力較強。
缺點就是自重大,吸音效果差,施工難度大。
8
元
/
平米
不建議使用
材料名稱
性能和使用分析
參考價格
施工建議
參考圖片
纖維毯
工業(yè)毛氈
現(xiàn)在很多汽車生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)線上使用的就是這種材料,你的愛車里多半也可以見到它的身影。只不過這種材料用在車底板和頂棚還可以,不適合其他部位使用。優(yōu)點:成本低廉。缺點:減震效果一般,雖有一定吸音、隔音能力,但是不防水、不防火也不防腐。華普、夏利等車的前底板和頂棚等處可以見到,廣本3.0的后備廂內(nèi)飾板及前車底板部位也有使用。
10元
/
平米
可部分使用
麻絨
價格便宜,原料來源豐富。防火、防潮性能差。在中華車的部分部位有使用。
10
元
/
平米
可局部使用
暫無圖片
硅酸鋁棉
白色或淡黃色,柔軟似棉花,耐火、吸水能力較差,不耐臟。對高頻噪音吸收能力較強,隔音效果較差。對人體有危害,不環(huán)保。
20
元
/
平米
不能使用
石油纖維棉
白色,柔軟似棉花,遇火既融,吸水能力較差,不耐臟。對高頻噪音吸收能力較強,隔音效果較差。
25
元
/
平米
可局部使用
玻璃纖維棉
吸聲性能好,吸水,保溫隔熱,不自燃,防腐防潮。外觀類似硅酸鋁棉,但是很不環(huán)保,工業(yè)領域也已經(jīng)逐步淘汰,但個別施工店面卻依然在使用,有些引擎蓋防護墊是用它做的。松散纖維易污染環(huán)境;內(nèi)有氣孔,相互連接,水汽能夠非常容易的浸入,個別產(chǎn)品外加防護層,如有破損,即可導致污染,對健康造成威脅。老款切諾基副駕駛地墊下有少量使用。
20
元
/
平米
不能使用
工業(yè)橡塑板
黑色、柔軟、防水、有一定耐火性。多用于建筑行業(yè)的保溫設備或空調(diào)行業(yè)。
優(yōu)點:隔音、減震能力較強,價格便宜。不足:無吸音能力。有異味。目前被少數(shù)車友和部分汽車隔音店面使用,也有帶自粘膠(背膠)的產(chǎn)品,價格稍高,可少量適用于底板部位,其余部位容易發(fā)粘或脫落,要慎用。
20
~
30
元
/
平米
可以使用
材料名稱
性能和使用分析
參考價格
施工建議
參考圖片
發(fā)泡硅膠板
優(yōu)點:柔軟、不易燃燒、防水、自重適中,環(huán)保。隔音效果和減震效果佳,使用壽命長。不足:吸音性能一般。成本太高:僅原材料就已經(jīng)
90
多元每公斤
,因此性價比不高。
240
元
/
平米
可以使用
吸音涂料
灰黑色液體,噴涂使用。吸音、隔音效果一般,倒是多層涂刷后減震能力還可以。
35
元
/500ml
可部分使用
發(fā)泡膠
學名聚氨酯,白色偏黃、有些具有防火能力,不吸水,具有防火能力的價格較高。常用于建筑和保溫行業(yè)。減震、隔音能力還可以,吸音效果一般。在車輛上使用后會給日后維修帶來不便,不少隔音降噪網(wǎng)的網(wǎng)友在處理
A
、
B
、
C
柱時使用。
18
元
/500ml
不推薦使用
鋁箔復合材料
市面常見,無品牌居多。以鋁箔與海綿或多纖維材料復合而成,另一側(cè)粘有不干膠。多用于引擎蓋的隔音和防護。優(yōu)點:質(zhì)量輕、對聲波的反射性能好。不足:復合層一般吸水;防火性能差;鋁箔層向發(fā)動機和相鄰線路反射大量熱能,不利于發(fā)動機散熱,易加速線路老化;不干膠在高溫下容易發(fā)黏并脫落。
120
元
/
平米
不建議使用
鉛板復合材料
一般黑色外觀,由兩種泡沫材料與一層鉛板復合而成,鉛板居中,一般不引起注意,常用于對車輛底板部位的施工。優(yōu)點:對中低頻的噪音抑制較明顯,施工便利。不足:不環(huán)保。長期與重金屬鉛相伴,易引發(fā)慢性鉛中毒,對孕婦和幼兒的危害尤甚。材料較重,影響加速性能和增加油耗。
價格不詳
不能使用
隔聲氈
主要由鐵粉、聚氯乙稀或瀝青等材料制成,防潮、防蛀設計,有阻燃產(chǎn)品,常用于自來水管道包裹,墻體粘貼等建筑領域。隔音性能較好,無吸音能力。
50
-
70
元
/
平米
不推薦使用
材料名稱
性能和使用分析
參考價格
施工建議
參考圖片
聚氨脂泡沫塑料
是構成發(fā)泡膠的主要成分。固化的聚氨脂泡沫材料能起到較好的隔音、吸音性能,防腐、防水,較好的聚氨脂材料有阻燃設計。但是吸聲性能不穩(wěn)定。車輛的座椅多用該材料制成。中華車后排座位下有大量聚氨脂隔音吸音材料,廣本3.0的車門內(nèi)飾板也有少許采用。
價格不詳
推薦部分使用
波峰海綿
海綿或橡塑制品,多數(shù)在高溫下釋放有毒物質(zhì),做過改性后的產(chǎn)品有一定阻燃性。不防水且容易吸塵,水浸或受潮后更易藏污納垢。有較好的吸音性能,海綿材質(zhì)幾乎無任何隔音性能,厚度一般在3CM甚至更厚,不適于對汽車噪音的抑制,常與隔聲氈等材料搭配形成特殊聲結構在影院、錄音棚和KTV等場所做墻面吸音材料使用。
30~40元/平米
不推薦使用
平靜隔音吸音棉
以工業(yè)橡塑為主要載體,添加多種規(guī)格的隔音顆粒,氮氣發(fā)泡成型,灰黑色外觀。最具特色的是針對汽車噪音的異型吸音槽設計。防火、防水、柔軟、恢復性強,底面刷膠粘貼起到止震作用;正面被微型吸音孔和異型吸音槽覆蓋,對不同頻率及波長的噪音高效過濾。集成了止震、隔音、吸音功能,滿足車用降噪材料輕量化、環(huán)保等所有要求,性價比高。
90
-
110
元
/
平米
推薦使用
噪音的聲學常識
聲音的產(chǎn)生噪音及其類型噪音的物理量度噪音的傳播特性
汽車噪音的來源
汽車噪音的危害
噪音控制的途徑
噪音的聲學常識
聲音的產(chǎn)生
空氣中的各種聲音,不管它們具有何種形式,都是由于物體的振動所引起的:敲鼓時聽到了鼓聲,同時能摸到鼓面的振動;人能講話是由于喉嚨聲帶的振動;汽笛聲、噴氣飛機的轟鳴聲,是因為排氣時氣體振動而產(chǎn)生的。總之,物體的振動是產(chǎn)生聲音的根源,發(fā)出聲音的物體稱為聲源。聲源發(fā)出的聲音必須通過中間媒質(zhì)才能傳播出去,人們最熟悉的傳聲媒質(zhì)就是空氣,除了氣體外,液體和固體也都能傳播聲音。振動在媒質(zhì)中傳播的速度叫聲速,在任一種媒質(zhì)中的聲速取決于該媒質(zhì)的彈性和密度,因此,聲音在不同媒質(zhì)中傳播的速度是不同的:在液體和固體中的傳播速度一般要比在空氣中快得多,例如在水中聲速為
1450m/s
,而在銅中則為
5000m/s
。聲音在空氣中的傳播速度還隨空氣溫度的升高而增加。
向前推進著的空氣振動稱為聲波,有聲波傳播的空間叫聲場。當聲振動在空氣中傳播時空氣質(zhì)點并不被帶走,它只是在原來位置附近來回振動,所以聲音的傳播是指振動的傳遞。如果物體振動的幅度隨時間的變化如正弦曲線那樣,那么這種振動稱為簡諧振動,物體作簡諧振動時周圍的空氣質(zhì)點也作簡揩振動。物體離開靜止位置的距離稱位移χ,最大的位移叫振幅α,簡諧振動位移與時間的關系表示為χ=αsin(2πft+φ),其中f為頻率,(2πft+φ
)
叫簡諧振動的位相角,它是決定物體運動狀態(tài)的重要物理量,振幅α的大小決定了聲音的強弱。
物體在每秒內(nèi)振動的次數(shù)稱為頻率,單位為赫茲
(Hz)。每秒鐘振動的次數(shù)愈多,其頻率愈高,人耳聽到的聲音就愈尖或者說音調(diào)愈高。人耳并不是對所有頻率的振動都能感受到的。一般說來,人耳只能聽到頻率為20~20000Hz
的聲音,通常把這一頻率范圍的聲音叫音頻聲。低于
20Hz
的聲音叫次聲,高于
20000Hz
的聲音叫超聲。次聲和超聲人耳都不能聽到,但有一些動物卻能聽到,例如老鼠能聽到次聲,蝙蝠能感受到超聲。
聲波中兩個相鄰的壓縮區(qū)或膨脹區(qū)之間的距離稱為波長λ,單位為米(m)
。波長是聲音在一個周期的時間中所行進的距離。波長和頻率成反比,頻率愈高、波長愈短;頻率愈低,波長愈長。
噪音及其類型
隨著現(xiàn)代工業(yè)、建筑業(yè)和交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展,各種機械設備、交通工具在急劇增加,噪音污染日益嚴重,它影響和破壞人們的正常工作和生活,危害人體健康,在《中華人民共和國環(huán)境噪音污染防治法》中,環(huán)境噪音是指在工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工、交通運輸和社會生活中所產(chǎn)生的影響周圍生活環(huán)境的聲音。
從物理學角度講,聲音可分為樂音和噪音兩種。表現(xiàn)在聽覺上,有的聲音很悅耳,有的卻很難聽甚至使人煩躁。當物體以某一固定頻率振動時,耳朵聽到的是具有單一音調(diào)的聲音,這種以單一頻率振動的聲音稱為純音。但是,實際物體產(chǎn)生的振動是很復雜的,它是由各種不同頻率的許多簡諧振動所組成的,把其中最低的頻率稱為基音,比基音高的各頻率稱為泛音。如果各次泛音的頻率是基音頻率的整數(shù)倍,那么這種泛音稱為諧音。基音和各次諧音組成的復合聲音聽起來很和諧悅耳,這種聲音稱為樂音。這些聲音隨時間變化的波形是有規(guī)律的,凡是有規(guī)律振動產(chǎn)生的聲音就叫樂音。
如果物體的復雜振動由許許多多頻率組成,而各頻率之間彼此不成簡單的整數(shù)比,這樣的聲音聽起來就不悅耳也不和諧,還會使人產(chǎn)生煩躁。這種頻率和強度都不同的各種聲音雜亂地組合而產(chǎn)生的聲音就稱為噪音。各種機器噪音之間的差異就在于它所包含的頻率成分和其相應的強度分布都不相同,因而使噪音具有各種不同的種類和性質(zhì)。從環(huán)境和生理學的觀點分析,凡使人厭煩的、不愉快的和不需要的聲音都統(tǒng)稱為噪音,它包括危害人們身體健康的聲音,干擾人們學習、工作和休息的聲音及其它不需要的聲音。
根據(jù)噪聲源的不同,噪音可分為工業(yè)噪音、交通噪音和生活噪音三種,是構成環(huán)境噪音的三個主要來源。交通噪音是指飛機、火車、汽車等交通運輸工具在飛行和行駛中所產(chǎn)生的噪音,汽車隔音降噪網(wǎng)重點探討的是汽車在運轉(zhuǎn)或行駛中產(chǎn)生的交通噪音。噪音使人感到煩惱,強的噪音還會給人體健康帶來危害。
噪音的常見物理量度
當沒有聲波存在、大氣處于靜止狀態(tài)時,其壓強為大氣壓強
P0
;當有聲波存在時,局部空氣產(chǎn)生壓縮或膨脹,在壓縮的地方壓強增加,在膨脹的地方壓強減少,這樣就在原來大氣壓上又增加了一個壓強的變化。一般情況下,聲壓與大氣壓相比是很弱的。聲壓的大小與物體的振動有關,物體振動的振幅愈大,則壓強的變化也愈大,因而聲壓也愈大,我們聽起來就愈響,因此聲壓的大小表示了聲波的強弱。
由于正常人耳能聽到的最弱聲音的聲壓和能使人耳感到疼痛的聲音的聲壓大小之間相差一百萬倍,表達和應用起來很不便。同時,人耳對聲音大小的感受也不是線性的,它不是正比于聲壓絕對值的大小,而是同它的對數(shù)近似成正比。這種用對數(shù)標度來表示的聲壓稱為聲壓級,它用分貝
dB
來表示。
正常人的聽覺所能感到的最小聲音
即聽域的聲壓級約為
分貝
;
輕聲耳語約為
30
分貝
;
相距
1
米左右的會話語言約為
60
分貝
;
公共汽車中約為
80
分貝
;
重型載重車、織布車間、地鐵內(nèi)噪聲約為
100
分貝
;
使人耳痛的聲壓級界限叫人耳閥,數(shù)值為
120
分貝
;
大炮轟鳴、噴氣機起飛約為
130
分貝。
由此可見,當采用聲壓級的概念后,聽域與痛域的聲壓之比從
100
萬倍的變化范圍變成
0~120
分貝的變化。所以對行駛中的汽車來說,在一定聲壓級范圍內(nèi),只要降低幾個分貝,人耳就會有明顯感受。許多手持聲級計的實際測量誤差在
2
分貝,也就是說,噪音源不變的情況下,兩次測量結果理論上可以相差
4
個分貝,換句話說,事實上聲噪降低
4
個分貝的時候,普通聲級計可能顯示沒有什么變化,但是人耳的感覺卻是噪音有明顯下降。用儀器對汽車噪音進行測量并進行評測和研究時,應當遵循嚴格的測試要求和科學的測試方法。
考慮到人們主觀上的響度感覺,人們設計一種儀器,經(jīng)頻率計權后測量得到的dB數(shù)稱為計權聲級。因為要使儀器能適應所有不同強度的響度修正值是困難的。常用的有A
、B
、C
三種計權網(wǎng)絡,經(jīng)過A計權曲線測量出的dB讀數(shù)稱
A計權聲級,簡稱A聲級或LA
,表示為分貝(A)或dB(A)。A聲級與人們的主觀反映有良好的相關性,即測得的A聲級大,人們聽起來也覺得響。當用A聲級大小對噪音排次序時,與人們主觀上的感覺是一致的。
A
聲級是目前廣泛應用的一個噪音評價量,已成為國際標準化組織和絕大多數(shù)國家用作評價噪音的主要指標,許多環(huán)境噪音的允許標準和機器噪音的評價標準都采用A聲級或以A聲級為基礎。
但是,A聲級并不反映頻率信息,即同一A聲級值的噪音,其頻譜差別可能非常大。若要比較車輛引發(fā)的頻譜很不相同的噪音,就要注意到A聲級的局限性。C計權與A計權在某些頻段測量結果的差別相當大,所以對于一些追求車輛降噪數(shù)據(jù)的消費者,個別經(jīng)銷商會利用消費者對聲音測量標準缺乏認知,或者不熟悉測量儀器的操作,用不同的計權讀數(shù)來蒙騙消費者。這個時候,正是數(shù)字欺騙了大家。
噪音的傳播特性
噪聲源總是體現(xiàn)在一定的空間中,因此必須研究聲音在空間中傳播的特性,包括聲波傳播過程中的衰弱、反射、折射、繞射和干涉等現(xiàn)象。傳播聲波的空間稱為聲場,聲場分自由聲場、擴散聲場和半自由聲場。自由聲場是一種理想化的聲場,嚴格地說在自然界中不存在這種聲場,但是我們可以近似地將空曠的野外看成是自由聲場。在聲學研究中為了克服反射聲和防止外來環(huán)境噪音的干擾,專門創(chuàng)造一種自由聲場的環(huán)境,它可以用做聽力實驗,檢驗各種機器產(chǎn)品的噪音,測量聲源的聲功率,校準一些電聲設備等。擴散聲場與自由聲場完全相反。在擴散聲場中,聲波接近全反射的狀態(tài)。例如,在室內(nèi),人聽到的聲音除來自聲源的直達聲外,還有來自室內(nèi)各表面的反射聲。如果室內(nèi)各表面非常光滑,聲波傳到壁面上會完全反射回來。如果室內(nèi)各處的聲壓幾乎相等,聲能密度也處處均勻相等,那么這樣的聲場就叫做擴散聲場(混響聲場)。在聲學研究中,可以專門創(chuàng)建具有擴散聲場特性的房間,即混響室。它可用來測試聲源的聲功率和做不同混響時間下語言清晰度試驗等。在實際生活中,遇到最多的情況,既不是完全的自由聲場,也不是完全的混響聲場,而是介于二者之間的半自由聲場。根據(jù)環(huán)境吸聲能力的不同,有些半自由聲場接近自由聲場一些,有的更接近擴散聲場。粘貼了平靜隔音吸音棉的車體,由于異型吸音槽對車輛噪音的高效抑制,可以有效改善駕駛室的聲場。
聲源發(fā)出的噪音在媒介中傳播時,其聲壓或聲強將隨著傳播距離的增加而逐漸衰減。高頻聲波比低頻聲波衰減得快,當傳播距離較大時其衰減值是很大的,因此高頻聲波是傳不遠的。從遠距離傳來的強噪音如飛機聲、炮聲等都是比較低沉的,這就是在長距離的傳播過程中高頻成份衰減得較快的緣故。除了空氣能吸收聲波外,一些材料例如玻璃、毛毯、泡沫塑料等也會吸收聲音,稱為吸聲材料。當聲波通過這些多孔性吸聲材料時,由于材料本身的內(nèi)摩擦和材料小孔中的空氣與孔壁間的摩擦,使聲波能量受到很大的吸收并衰減,這種吸聲材料能有效地吸收入射到它上面的聲能。
噪音聲波在傳播過程中經(jīng)常會遇到障礙物,這時聲波將從一個媒質(zhì)(空氣)入射到另一媒質(zhì)中去。由于這兩種媒質(zhì)的聲學性質(zhì)不同,一部份聲波從障礙物表面上反射回去,而另一部份聲波則透射到障礙物里面去。利用介質(zhì)不同的特性阻抗,可以達到減噪目的。例如,在室外測量噪音時,堅硬的地面、公路和建筑物表面都是反射面,如果在反射面上鋪以吸聲材料,那么反射的聲能將減少。由于聲波的反射特性,在室內(nèi)產(chǎn)生的某一噪音會從墻面、地面、天花板上及室內(nèi)各種不同物體上多次反射,這種反射聲的存在使得噪聲在室內(nèi)的聲壓級比在露天中相同距離上的聲壓級要提高
10~15dB
。為了降低室內(nèi)反射聲的影響,在房間的內(nèi)表面覆蓋一層吸聲性能良好的材料,就可以大大降低反射聲,從而使整體噪音得到減弱,
類似的情況體現(xiàn)在車輛上,駕駛室是一個縮小的房間,車輛復雜的噪音作用體現(xiàn)在駕駛室就可以看作是一個噪音源,平靜隔音吸音棉在粘貼過程中總是把帶有異型吸音槽的一面朝向車內(nèi),正是最大限度的降低車身雙層隔板之間以及駕駛室內(nèi)部噪音的反射,同時對噪音起到高效的過濾吸收作用。
聲波在傳播途中遇到不同介質(zhì)的分界面時,除了發(fā)生反射外,還會發(fā)生折射,聲波折射時傳播方向?qū)⒏淖儭4送猓暡ㄟ€會產(chǎn)生繞射現(xiàn)象。繞射現(xiàn)象與聲波的頻率、波長及障礙物的大小都有關系。如果聲波的頻率比較低、波長較長,而障礙物的大小比波長小得多,這時聲波能繞過障礙物,并在障礙物的后面繼續(xù)傳播,如果聲波的頻率比較高,波長較短,而障礙物又比波長大得多,這時繞射現(xiàn)象不明顯。在障礙物的后面聲波到達得就較少,形成一個明顯的影區(qū)。繞射現(xiàn)象在噪音控制中得到了應用。隔聲屏障常被用來減弱高頻噪音的影響,在幅射噪音的機器和工作人員之間,放置一道聲屏障,就可減弱高頻噪音,屏障的高度愈高、面積愈大,降噪效果就愈好,如果在屏障上再覆蓋一層吸音材料則效果更好。平靜引擎蓋防護墊正是利用這種原理起到降噪作用,發(fā)動機在引擎蓋下方,因此無需增加聲屏障的高度,只要在引擎蓋上粘貼防護墊,其兩倍于隔音面積的吸音層就會有效降低發(fā)動機傳向引擎蓋方向的噪音,使站在引擎艙一側(cè)的人有明顯感覺。
汽車噪音的來源
汽車是一個高速運動的復雜組合式噪聲源。汽車發(fā)動機和傳動系工作時產(chǎn)生的震動、高速行駛中汽車輪胎在地面上的滾動、車身與空氣的作用,是產(chǎn)生汽車噪音的根本原因。
根據(jù)汽車噪音對環(huán)境的影響,可將汽車噪音分為車外噪音和車內(nèi)噪音,車外噪音是指汽車各部分噪音輻射到車外空間的那部分噪音。主要包括發(fā)動機噪音、排氣噪音、輪胎噪音、制動噪音和傳動系噪音等。車內(nèi)噪音是指車廂外的汽車各部分噪音通過各種途徑傳入車內(nèi)的那部分噪音以及汽車各部分震動傳遞路徑激發(fā)車身各部件的結構震動向車廂內(nèi)輻射的噪音,這些噪音聲波在車內(nèi)空間聲學特性的制約下,生成較為復雜的混響聲場,從而形成車內(nèi)噪音。平靜汽車隔音的研發(fā)人員通過實驗發(fā)現(xiàn)抑制車輛內(nèi)部噪音,改善混響聲場最有效的方式就是選擇性能優(yōu)異的隔音材料并利用異型吸音槽來緩沖并吸收汽車噪音,從而在止震和隔音的基礎上達到最佳的吸音降噪效果。
平靜隔音把汽車噪音來源簡要分為以下幾種:發(fā)動機噪音、排氣系統(tǒng)噪音、風扇噪音、傳動系統(tǒng)噪音、輪胎噪音、制動噪音、氣動噪音、車身結構噪音等等,由于車輛噪音的復雜性,以上噪音源并非僅是并列關系,而從平靜隔音實際研發(fā)的角度看,汽車噪音源還可以在目前的基礎上做更進一步的分析。
汽車噪音來源的深入剖析
發(fā)動機噪音
發(fā)動機噪音中,除了發(fā)動機機體發(fā)出的機械聲外,還包括進氣系統(tǒng)噪音,改裝族更換“冬菇頭”以后動力增大的同時發(fā)動機噪音也增加不少,就是因為對原車進氣系統(tǒng)做了改動的原因:高速氣體經(jīng)空氣慮清器、進氣管、氣門進入氣缸,在流動過程中,會產(chǎn)生一種很強的氣動噪音。降低發(fā)動機本身產(chǎn)生的噪音及由發(fā)動機震動引起的其它噪音有若干辦法:
1
、改造發(fā)動機燃燒過程以降低燃燒爆發(fā)的沖擊;
2
、降低由此沖擊產(chǎn)生的激后力引起的發(fā)動機各部件震動;
3
、降低由活塞上下運動、曲軸轉(zhuǎn)動引起的不平衡力以及降低發(fā)動機機械震動。
發(fā)動機運轉(zhuǎn)的噪音主要由擋火墻和駕駛室的前底板部位傳入駕駛艙,因此,平靜汽車隔音通過在
U
槽、擋火墻及底板部位粘貼帶異型吸音槽的吸音棉來抑制噪音。
排氣系統(tǒng)噪音
是發(fā)動機噪音的一部分,主要包括消聲器支撐架及排氣管道震動輻射出的噪音,發(fā)動機震動及排氣動作引起的輻射噪音,還包括由排氣口出來的排氣噪音。主要降噪方法:
1
、利用消聲器降低排氣出口噪音,在生產(chǎn)消聲器的環(huán)節(jié),通過提高仿真計算方法的精度,實現(xiàn)在不增加排氣阻力的條件下改善消聲效果。
2
、在排氣口對排氣噪音施加與其幅值大小相等,相位相反的二次聲源或震動源,可自動地消除存在的震動噪聲問題
,實現(xiàn)主動降低噪音。目前平靜隔音已組織專業(yè)人員涉足于這一領域的研究。
為降低發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)表面產(chǎn)生的輻射噪音,不僅要降低激勵力,而且要改善結構的震動特性,達到即使有激勵力,也不易產(chǎn)生噪音的效果。如:可以通過仿真計算推測發(fā)動機缸體等部位產(chǎn)生的輻射噪音,用震動特性優(yōu)化方法,采取在輕量化基礎上達到最佳效果的措施。因此,好的隔音材料和降噪效果不應該以增加車輛自重,犧牲加速性能,增加油耗為代價。
風扇噪音
散熱風扇通常也稱為電子扇,是引擎艙內(nèi)較大的噪音源。風扇噪音屬于空氣動力噪音,嚴格的說,也是構成發(fā)動機噪音的一部分。風扇運轉(zhuǎn)過程中,由散熱器隔柵吸入的冷卻氣流,經(jīng)散熱器風扇葉片吸入,從發(fā)動機間隙排出,氣流運動的這一過程產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)噪音和渦流噪音。夏季在怠速狀態(tài)下開空調(diào),風扇的運轉(zhuǎn)會明顯引起較大噪音。平靜隔音研究人員認為風扇的噪音與以下因素密切相關:
1、風扇的外形。風扇外形決定風扇本體的阻力系數(shù)。包括葉片數(shù)量、葉片間斷間隙、葉片角度及彎曲度等。
2、散熱器吸入氣流的紊流度。
3、風扇葉尖處及縫隙處產(chǎn)生的噪音。
因此,對風扇噪音的抑制也主要是從以上幾個方面入手。
傳動系統(tǒng)噪音
在傳動系中,噪音源主要包括變速器、分動器、傳動軸、差速器和減速器等,傳動系統(tǒng)噪音是由發(fā)動機傳來的震動引起離合器蓋、變速器蓋等輻射出的噪音以及齒輪嚙合激震引起殼體輻射發(fā)出的噪音。這些噪音既有內(nèi)部齒輪和軸承運轉(zhuǎn)引起的,也有其它機構傳遞來的。傳動系統(tǒng)的噪音是在一輛車出廠前就決定了的,很難通過后期的降噪措施得到根本性的改善。有些發(fā)燒友通過更換變速器等改裝措施來提高操控性和舒適性,由于改裝會影響到車輛的性能,不在平靜隔音的研發(fā)范疇,在此不予論述。
輪胎噪音
輪胎噪音是由輪胎與路面摩擦所引起的,是構成底盤噪音的主要因素。一般的胎噪主要由三部分組成:一是輪胎花紋間隙的空氣流動和輪胎四周空氣擾動構成的空氣噪音;二是胎體和花紋部分震動引起的輪胎震動噪音;三是路面不平造成的路面噪音。特殊行駛環(huán)境下,輪胎還會發(fā)出震鳴聲和濺水聲。輪罩下部的凹凸導致氣流分離,也會產(chǎn)生較強的噪音,輪罩內(nèi)車輪回轉(zhuǎn)的誘起風以及引擎室排出的風噪是輪罩下部噪音的主要來源。
不同類型路面對胎噪的影響是不同的,平靜隔音的技術人員通過對不同路面與胎噪的關系進行對比測試,發(fā)現(xiàn)路面狀況對某一車況的輪胎噪聲影響如下圖:
路面類型
噪聲級
dB
(
A
)
光滑混凝土路面
70
光滑柏油路面
72
磨損混凝土路面
72
粗糙混凝土路面
78
主動降低胎噪的辦法主要是:
1
、改善胎面形狀
2
、改善橡膠材質(zhì)
3
、改善路面狀況
4
、阻隔胎噪向駕駛艙的傳播。
制動噪音
汽車制動而產(chǎn)生的噪音主要有制動器的尖叫聲、輪胎與地面的摩擦聲以及車身板件的震顫聲等,制動噪音一般是指制動器工作時產(chǎn)生的鳴叫。一個設計合理,裝配精準,保養(yǎng)良好的制動器是沒有或只有很小噪音的。車輛下坡時長時間踩踏剎車會因高溫造成剎車盤損壞,日后再工作的時候就會發(fā)生尖銳的鳴叫。平靜隔音對制動噪音處理的重點是通過粘貼吸音棉或隔音墊來減緩車輛緊急制動時引起的車身板件震顫。而對制動系統(tǒng)的改進,超出了平靜隔音研究的范疇,不在我們探討之列。
氣動噪音
行駛中的汽車由于其周圍的風而產(chǎn)生的噪音稱為氣動噪音,為尋求有效的隔音降噪方法,平靜隔音的技術人員又把這種噪音進一步分為三種類型:一是風噪,就是由車身周圍氣流分離導致壓力變化而產(chǎn)生的噪音;二是風漏,或叫吸出音,是由駕駛室及車身縫隙吸氣而與車身周圍氣流相互作用而產(chǎn)生的噪音;三是其它噪音,包括空腔共鳴、風扇噪音、導管管道噪音以及天線、雨刮器、后視鏡及擾流器等附件震動引起的噪音。
克制風漏及空腔共鳴的有效辦法是在車門以及引擎蓋周圍設計密封條,通過對不同車型的不同部位粘貼密封條,達到使開放氣流的背后不產(chǎn)生渦流,由流動再附著來達到有效抑止氣動噪音的目的,此外,不同規(guī)格的密封條也可以有效隔絕來自車身以外的噪音。車輛在高速行駛過程中,由于引擎蓋的側(cè)面和上部出現(xiàn)氣流分離,會產(chǎn)生數(shù)百赫茲以下震動頻率的氣動噪音,如果引擎蓋下沿有間隙,通過間隙還會發(fā)出很大噪音,平靜隔音對該處噪音的抑制主要從兩方面著手:一是在引擎蓋的邊沿部位粘貼專用密封條,二是在引擎蓋內(nèi)沿雨刮器下部的
U
槽部位粘貼帶有異型吸音槽的吸音棉。
車身結構噪音
車身結構噪音主要包括兩個部分,一是車身震動噪音,二是空氣與車身之間的沖擊和摩擦聲,即氣動噪音。前者受車身結構形式、發(fā)動機安裝方式、各種激勵源特性等多種因素影響,后者受車身外形結構和行駛速度的影響。由于兩者都與車身結構密切相關,所以對其進行控制主要是改進車身的設計。包括改進車身結構;減少震動傳遞;改進車身外形等措施,車身上的板件由于在外力作用下極易產(chǎn)生震動而輻射噪音,而且輻射效率較高,因此成為主要控制對象,平靜隔音一般采取以下措施控制其震動和噪音:一是通過粘貼平靜隔音墊適當增加板件的剛度,減弱板件震動;二是通過粘貼隔音吸音棉,減少震動傳遞同時提高板件對震動的衰減;三是平靜專用膠粘劑固化后自然形成膠粘阻尼層,有效降低了震動引起的輻射噪音。
此外,因組裝工藝問題或設計不良也會引起各種雜音,比如常見的螺絲松動、裝配精度不夠引起的部件之間空隙過大以及發(fā)動機支架設計不合理、減震橡膠墊老化等等。除了更換減震橡膠墊和緊固螺絲之外,粘貼平靜多功能密封條或?qū)I(yè)密封條也可以改善因裝配不良引起的噪音。
噪音控制的基本途徑
隨著經(jīng)濟水平及城市化的快速發(fā)展,轎車迅速普及,為了達到人類與汽車共存,降低噪音污染和危害,必須保護好環(huán)境,合理實施降低噪音的應對措施。從未來的發(fā)展趨勢看,今后為確保汽車噪音對環(huán)境的影響,行駛噪音的限制措施會得到強制執(zhí)行;也會通過改變交通流量以改變區(qū)域交通形態(tài)來降低噪音;此外,研究開發(fā)電動汽車、混合動力汽車也是降低噪音的有效措施;道路修建方面,公路的形狀、結構鋪裝面材料等方面的改善也會起到積極作用。
噪音的控制具體到技術層面,又分為機械原理噪音控制和聲學原理噪音控制兩種類型:
從機械原理出發(fā)的噪音控制措施:
改進機械設備結構、應用新材料來降噪。隨著材料科技的發(fā)展,各種新型材料應運而生,用一些內(nèi)摩擦較大、高阻尼合金、高強度塑料生產(chǎn)機器零部件已變成現(xiàn)實。例如,在汽車生產(chǎn)中就經(jīng)常采用高強度塑料機件。對于風扇,不同形式的葉片,產(chǎn)生的噪音也不一樣,選擇最佳葉片形狀,可降低噪音。例如,把風扇葉片由直片式改成后彎形,或者將葉片的長度減小,都可以降低噪音。一般齒輪傳動裝置產(chǎn)生的噪音較大,達
90dB
,如果改用斜齒輪或螺旋齒輪,嚙合時重合系數(shù)大,可降低噪音
3~16dB
。若改用皮帶傳動代替一般齒輪轉(zhuǎn)動,由于皮帶能起到減振阻尼作用,因此可降低噪音15dB
左右
。對于齒輪類的傳動裝置,通過減小齒輪的線速度,選擇合適的傳動比,也能降低噪音。試驗表明,若將齒輪的線速度減低一半,噪音就會降低
6dB
左右。
提高零部件加工精度和裝配質(zhì)量。零部件加工精度的提高,使機件間摩擦盡量減少,從而使噪音降低。提高裝配質(zhì)量,減少偏心振動,以及提高機殼的剛度等,都能使機器設備的噪音減小。對于軸承,若將滾子加工精度提高一級,軸承噪音可降低10dB
。從機械原理出發(fā)的噪音控制主要取決于汽車的研發(fā)和生產(chǎn)組裝等環(huán)節(jié),一般是在車輛出廠之前采取的降噪措施。后期的使用和維護過程中,避免機械設備和車輛的空載和超載,選用好的油脂,都可以減輕噪音。
從聲學原理出發(fā)的噪音控制措施:
除了以上幾種降低噪音的辦法外,還可以采用聲學控制方法降低噪音,主要包括吸音、隔音、減震、密封等。
對于汽車噪音控制來說,由于發(fā)動機、排氣管、輪胎等引發(fā)噪音的部件在車輛出廠的時候就定型了,因此各部件的設計水平和組裝工藝就決定了噪音的大小,也同時體現(xiàn)了一部車子的技術水平和科技含量。平靜汽車隔音主要是從控制阻隔傳播途徑入手進行研發(fā)。
吸
音
在汽車有限空間內(nèi)的噪音包括直達噪音和反射噪音兩部分。吸音是用特種被動式材料來改變聲波的方向,以吸收其能量。合理的布置吸音材料,能有效降低聲能的反射量,達到吸音降噪的目的。常用的吸音材料由于受環(huán)保、防水、防火、輕量化等條件的限制,能夠用于汽車的吸音材料比較少見,平靜隔音吸音棉是研發(fā)人員在研究分析多款車型噪音特點的基礎上,針對汽車噪音特點創(chuàng)造性的開發(fā)出異型吸音槽設計,在傳統(tǒng)的一個單位的隔音面積上集成了
2
倍以上的吸音面積,每個吸音槽的寬窄、深淺、坡度和曲率都是針對轎車噪音的特點經(jīng)數(shù)學算法仿真模擬并精確確定的。由于吸聲層的逐漸過渡性質(zhì),材料的聲阻抗與空氣的聲阻抗能較好地匹配,使較寬頻段的聲波都能被高效地吸收。
隔
音
隔音方法就是用某種隔音材料將聲源與周圍環(huán)境隔離,使其輻射的噪聲不能直接傳播到周圍區(qū)域,從而達到控制噪音的目的。隔音的實質(zhì)是盡量衰減從聲源輻射出的聲音,常用措施有隔音材料和隔音結構。一般理論認為,單層隔板的隔音效果與隔板的面密度有密切關系,平靜隔音的技術人員通過試驗進一步發(fā)現(xiàn),同一材質(zhì)相同面密度的隔板在低、中、高等不同的頻段會表現(xiàn)出不同的隔音性能。汽車的地板、車身等部位一般是采用雙層隔板的地方,這些部位一般由外圍板和內(nèi)飾板組成,雙層之間是空氣層,利用這些雙層隔板,可以起到很好的隔音作用。如果在雙層隔板之間粘貼帶有吸音槽的吸音棉,降噪效果會有明顯提升。
減
震
汽車的外殼一般都是由金屬薄板制成,車輛行駛過程中,震源把它的震動傳給車體,在車體中以彈性波形式進行傳播,這些薄板受激震動時會產(chǎn)生噪音,同時引起車體上其它部件的震動,這些部件又向外輻射噪音,在該傳播途徑上安裝彈性材料或元件,隔絕或衰減震動的傳播,就可以實現(xiàn)減震降噪的目的。可用的減震措施主要有隔震減震和阻尼減震,平靜汽車阻尼防護膠就是在阻尼減震原理的基礎上研發(fā)的。此外,平靜吸音棉在粘貼過程中采用人工刷膠的方式,專用的膠粘劑在固化以后會具有良好的彈性和柔韌性,形成一道阻尼減震層,可以耐受車體的沖擊與振動。
密
封
大量試驗表明:車內(nèi)整體噪音的控制與車體的密封性能密切相關。好的密封可以有效降低車輛整體噪音,尤其對高速行駛過程中的風噪有很好的抑制效果。車輛行駛過程中產(chǎn)生的擾流是引起風噪的根源——車輛高速行駛過程中車身某一部件處會出現(xiàn)周期性氣流分離,渦從車身兩側(cè)拖出,順氣流方向移動,從而產(chǎn)生噪音。預防這種噪音產(chǎn)生的辦法是盡量避免產(chǎn)生氣流分離并用恰當?shù)姆椒〝_亂周期性的尾流。一般的密封僅僅是利用密封性的提高把噪音阻隔在外,平靜專業(yè)密封條在阻隔噪音的同時,還會避免氣流分離并對周期性的尾流達到擾亂,從根本上降低風噪。
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隔音行業(yè)暴利誤區(qū)
材料的選擇誤區(qū)
對隔音的認識誤區(qū)
數(shù)字游戲的誤區(qū)
經(jīng)過與眾多隔音愛好者的交流和四年來對中國汽車隔音行業(yè)的認識,汽車隔音降噪網(wǎng)歸納了當前隔音工程中常見的幾個誤區(qū),主要是:隔音行業(yè)暴利誤區(qū)、隔音材料選擇誤區(qū)、對隔音的認識誤區(qū)和數(shù)字游戲誤區(qū),具體分析如下:
隔音行業(yè)暴利誤區(qū)
目前的隔音行業(yè)還很不規(guī)范,主要體現(xiàn)在價格的不透明,服務規(guī)范不統(tǒng)一,施工工藝不科學,隔音材料濫用等問題,許多施工店面跟風模仿,人云亦云,只知其然而不知其所以然。定價也走了兩個極端:要么為追求低成本,只要便宜的材料就稱之為隔音材料。要么把國產(chǎn)的材料冠以洋品牌,或假冒別人的品牌,以這樣的名義要高價。其實兩種極端都是一個目的——追求暴利。在中國汽車市場迅猛發(fā)展,越來越多車型與國外市場同步上市的時候,唯獨汽車隔音用品的商家卻眾口一詞,一口咬定自己賣的是進口材料——其動機難道不讓人生疑嗎?
材料的選擇誤區(qū)
汽車隔音常見的誤區(qū)是對隔音材料選擇不慎造成的:不是隔音或者吸音性能好的任何材料都可以用在車上,汽車作為一種特殊的交通工具,因為與人的安全、健康息息相關,所以對好的隔音材料有著近乎苛刻的要求。防水、防腐、耐火阻燃、環(huán)保、輕量化以及良好的隔音吸音或減震性能、較長的使用壽命等等。車上不太適用的隔音材料主要有以下幾種,汽車隔音降噪網(wǎng)將其優(yōu)缺點分析如下:
玻璃纖維或石棉制品:成本低,吸音性能好,自身防火阻燃性能好,但是不防水,洗車或雨天行駛過程中吸水以后,造成車身自重大幅增加,加速性能下降,短期內(nèi)水分難以揮發(fā),潮濕的部分易造成車體腐蝕。此外,還有眾所周知的不環(huán)保問題,同時也是較強的致癌物質(zhì)。
毛氈纖維棉:本身具有良好的吸音性能,也被許多經(jīng)濟型車用作隔音吸音材料使用在底板處,市面上也有其制成的隔音材料,但是材料本身吸水且不防火,如不慎進水,很難干透且車重大增,易發(fā)生腐爛和霉變,決不能用于引擎蓋以及車門內(nèi)部,可以適量用于車輛底板部位。使用
3
年以上的車輛應注意檢查地膠下原車隔音棉有無腐爛和銹蝕車底板,如有此類現(xiàn)象,可以在隔音時用平靜隔音吸音棉更換。
鋁箔復合材料:有些隔音店面常將此類產(chǎn)品粘貼在引擎蓋下,用于對引擎蓋漆面的防護。由于鋁箔對熱量的高反射性能(可達
95
%以上),粘貼了這種鋁箔復合材料以后,發(fā)動機散發(fā)的熱量絕大多數(shù)又被其反射回發(fā)動機本身以及周圍的線路,雖然有效保護了漆面,卻不利于發(fā)動機長期穩(wěn)定工作,加速了引擎艙線路的老化,易引發(fā)安全問題。此外,與鋁箔復合的材料通常不是防水設計,下雨或洗車過程中還會帶來車身加重的問題。好的引擎蓋防護用品應該是隔熱、阻燃和防水設計,最好能有隔音吸音作用,外觀應以深色比較理想。鋁箔在車上的正確用途舉例:利用其對熱的高反射特性與其它材料復合后做成汽車遮陽罩或排氣管防熱罩使用。
帶自粘膠的材料:自粘膠也稱背膠或不干膠,市面上常見許多隔音材料都是帶自粘膠的設計,揭開材料背后的貼紙就可以進行粘貼,操作十分便捷,這主要是為了降低成本和便于施工考慮,因為這種自粘膠本身不耐老化,強度較低,寒冷季節(jié)容易發(fā)脆和出現(xiàn)裂紋,夏季車輛在陽光直曬的時候,由于車內(nèi)溫度迅速上升,使得背膠迅速軟化甚至流淌,污染車體,導致開膠從而失去隔音作用,因此,自粘膠的隔音材料只能部分使用于車輛底板部位。車門、后備箱以及車身的其它部位就要慎用。
棉毯、毛氈等材料:許多經(jīng)濟型車出廠時就用了棉毯和毛氈之類的材料,一般鋪在正副駕駛員腳下的底板部位,起隔音吸音的作用,主要是出于低成本考慮,這種材料一般由紡織行業(yè)垃圾或廢品制成,成本低廉,吸音效果較好,但是不防火、不防水、不防腐,只能部分應用于車輛的底板部位。這也是被原車使用的材料,由此可以看出,原車使用的,未必專業(yè),效果也未必就好。
鉛的復合材料:有些品牌的隔音材料中復合了一層鉛板,一般鉛板被復合在隔音材料的中間,不易被消費者發(fā)現(xiàn)。材料本身較重,使車輛增重明顯,最嚴重的是,由于它的長期使用會造成污染——鉛是人體唯一不需要的微量元素,它性質(zhì)穩(wěn)定、不可降解、阻礙血細胞形成,當人體內(nèi)的鉛積蓄到一定程度,就會出現(xiàn)噩夢、失眠、頭痛等慢性中毒癥狀,嚴重者乏力、食欲不振、惡心、腹瀉等。鉛對孕婦和兒童的危害尤甚。汽車隔音降噪網(wǎng)認為,隔音不能以家人的身體健康為代價,因此,這種含有鉛板的復合隔音材料一定要慎用!
綜上所述,汽車用隔音材料的好壞主要取決于以下因素:是否防水、防火、防腐,是否環(huán)保以及輕量化,當然,還有材料本身的隔音吸音性能,只有滿足上述約束條件的材料才能算是好的隔音材料。
對隔音的認識誤區(qū)
每個做汽車隔音的車主都希望隔音的效果好,甚至有人希望聽不到發(fā)動機的任何聲響,這樣的期望顯然是不能通過隔音來實現(xiàn),隔音處理后,好的聲噪系統(tǒng)并不意味著能消除所有聲音,因為有些聲音,如發(fā)動機或路面的聲音,可以為駕駛者提供相應的信息——乘駕人員如果坐在完全沒有聲音的空間就會失去方向感;此外,如果聽不到前后方車輛的鳴笛也會給自身安全帶來威脅。噪音是令人生厭和不受歡迎的,
平靜隔音要做的就是去除這些令人生厭的噪音并保證來自道路和動力系統(tǒng)的聲音都是和諧的(合適的聲音)。因此,對車友來說,對汽車隔音有一個科學的認識很關鍵:提高乘坐舒適性雖然重要,但是第一位的總是安全。
數(shù)字游戲的誤區(qū)
有些車友很關心隔音前后噪音的變化情況,希望能有一個客觀公正的數(shù)字拿出讓人信服的說明,有的商家為了拉攏消費者,也會信誓旦旦的保證隔音效果,并且用手持聲級計進行測量,然而,如何進行車輛噪音的測試是有嚴格要求的,如果是進行測量,用數(shù)字說話,就要遵循測量過程中多方面的嚴格要求,這些因素主要有:載重、行駛路面、同一路面干燥程度、路面坡度、溫度、濕度、風速、周圍建筑物的距離及高度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、檔位、行駛勻速度、背景噪音、儀器精度、計權標準、測量儀器感應頭的位置和朝向等等,在這二十多項基本要求都滿足的條件下,測得的數(shù)據(jù)才具有說服性和研究價值。否則,只是尋求一種心理滿足和暗示。這些做測試的商家,恐怕很難找到一處符合要求的環(huán)境并愿意花費幾個小時為消費者進行測試。那些商家隔音前后測出的數(shù)字差距就是借助于這些因素變化來實現(xiàn)的,比如外界風速風向、路面坡度變化、感應頭的位置變化等,最簡單的就是直接采用不同的計權讀數(shù)來迷惑車主。其實,汽車隔音降噪網(wǎng)早有論述,任何材料的隔音都會有效果,哪怕是一張紙、一片布。寬容的車主可以把這些商家的做法當作善意的欺騙,“眼見為實,耳聽為虛”的古訓并不適用于一般隔音。其實在某些敏感頻段,人耳對
4
分貝的聲音變化會比普通精度的測量儀要敏感,究竟有沒有隔音效果,人耳的判斷還是很準確的,此外,換檔時轉(zhuǎn)速表的讀數(shù)和
CD
的音量讀數(shù)也可以與隔音前做比較。如果您是一名狂熱的汽車隔音愛好者,又對隔音的數(shù)字測量結果非常感興趣的話,也可以參照《平靜汽車隔音車內(nèi)噪音簡易測量法》進行測試,以便于參考。
最后,汽車隔音降噪網(wǎng)提醒您影響降噪效果的幾個關鍵因素:隔音材料的隔音性能、吸音性能、隔音的施工面積和吸音面積、施工的重點部位和工藝,施工過程的細心程度等等。
平靜隔音產(chǎn)品研發(fā)理念
平靜汽車隔音——專業(yè)致力于汽車隔音用品的研發(fā)和生產(chǎn);以科學嚴謹?shù)膽B(tài)度始終倡導輕量、環(huán)保的隔音理念;在不影響整車機械性能和安全性能的前提下,為不同車輛的噪音控制提供量身定做的解決方案。
平靜隔音理念之一——輕量化:
汽車的輕量化是降低油耗、節(jié)約能源的一項重要措施,全世界的轎車生產(chǎn)企業(yè)和設計師都在向減輕車身重量,提高車輛安全的方面努力,輕量化正是整個汽車行業(yè)發(fā)展的大勢所趨,因此,不斷研發(fā)輕量化的隔音材料是我們一貫的追求。
平靜隔音理念之二——環(huán)保:
噪音本身就是不環(huán)保的產(chǎn)物,如果為了降低噪音的危害而采用了不環(huán)保的材料,就難免會顧此失彼,得不償失。平靜隔音所有產(chǎn)品都是由環(huán)保材料制成,最大限度保障了乘駕人員的身體健康。
平靜隔音理念之三——性能不變:
整車機械性能和安全性能不變。雖然有些車輛可以通過更換配件等措施降低噪音,但這已經(jīng)屬于改裝的范疇,為避免給日后的維修保養(yǎng)、年審、事故索賠等造成不必要的麻煩,平靜隔音一直是在不改動車輛各部件總成的基本結構,不影響車輛機械性能和安全性能的大前提下來進行隔音產(chǎn)品研發(fā)的。
平靜隔音理念之四——量身定做:不同的車輛有不同的聲場特性和噪音特點,要達到理想的降噪效果,就需要有針對性的解決方案。體現(xiàn)在用料類型、數(shù)量和施工部位上,都會因車型不同而有所區(qū)別,平靜隔音甚至為同一車型的不同部位都研發(fā)了不同規(guī)格的密封條,可謂量身定做。
安全性能不變、機械性能不變、健康環(huán)保、輕量化等主要因素就構成了我們研究開發(fā)的約束條件,是平靜隔音所有產(chǎn)品研發(fā)的基本前提。
平靜隔音技術人員把汽車噪音控制過程中涉及的多種聲音概括為以下三類:第一是提供有用信息的聲音。駕駛者應該可以聽到他想聽到的,如發(fā)動機點火或者按動某個開關的響應,這類聲音是平靜隔音要予以保留的;第二是令人愉悅的聲音。這時噪音轉(zhuǎn)變成好聽的聲音,例如發(fā)動機低沉平順的運轉(zhuǎn),或者關門時沉穩(wěn)厚重的聲音,平靜隔音可以幫助車友實現(xiàn)。第三是煩人的聲音,這樣的噪音我們根本不喜歡聽到,例如車門密封不好引起的轟鳴聲和喀啦聲,這類聲音是平靜隔音要努力消除的。對于汽車噪聲控制來說,控制噪聲源和阻隔傳播途徑是最常用的控制方法。由于發(fā)動機、排氣管、輪胎等引發(fā)噪音的部件在車輛出廠的時候就定型了,因此各部件的設計水平和組裝工藝就決定了噪音的大小,也同時體現(xiàn)了一部車子的技術水平和科技含量。平靜隔音的系列產(chǎn)品主要是從控制阻隔傳播途徑入手進行研發(fā)和生產(chǎn)的,平靜隔音抑止噪音的主要途徑是密封、隔音、吸音和減震。
平靜汽車隔音的基本原理------密封、隔音、吸音、減震
密封:
大量試驗表明:車內(nèi)整體噪音與車體的密封性能密切相關。好的密封可以有效降低車輛整體噪音,尤其對高速行駛過程中的風噪有很好的抑制效果。車輛行駛過程中產(chǎn)生的擾流是引起風噪的根源——車輛高速行駛過程中車身某一部件處會出現(xiàn)周期性氣流分離,渦從車身兩側(cè)拖出,順氣流方向移動,從而產(chǎn)生噪音。
預防這種噪音產(chǎn)生的辦法是盡量避免產(chǎn)生氣流分離并用恰當?shù)姆椒〝_亂周期性的尾流。普通的密封僅僅是利用密封性的提高把噪音阻隔在外,專業(yè)的密封在阻隔噪音的同時,還會避免氣流分離并對周期性的尾流達到擾亂,從根本上降低風噪。平靜汽車專業(yè)密封條就是從這個角度出發(fā)研制的降噪產(chǎn)品。關于密封條的詳細介紹,請參閱產(chǎn)品介紹欄目的密封系列。
隔音:
隔音方法就是用某種隔音材料將聲源與周圍環(huán)境隔離,使其輻射的噪聲不能直接傳播到周圍區(qū)域,從而達到控制噪音的目的。隔音的實質(zhì)是盡量衰減從聲源輻射出的聲音,常用措施有隔音材料和隔音結構。平靜汽車隔音致力于隔音材料的研發(fā)以及對隔音結構的改善和應用。
對于不同的隔音結構,其隔音性能相差很大,目前汽車上經(jīng)常采用的隔音結構有單層隔板和雙層隔板結構。隔板的主要目的是構成車廂、駕駛室、行李艙等,在汽車噪音控制中,隔板的隔音性能不容忽視。一般理論認為,單層隔板的隔音效果與隔板的面密度有密切關系,平靜隔音的技術人員通過試驗進一步發(fā)現(xiàn),同一材質(zhì)相同面密度的隔板在低、中、高等不同的頻段會表現(xiàn)出不同的隔音性能。汽車的地板、車身等部位一般是采用雙層隔板的地方,這些部位一般由外圍板和內(nèi)飾板組成,雙層之間是空氣層,利用這些雙層隔板,可以起到很好的隔音作用。
聲音在雙層隔板結構的傳播過程如下:聲音傳到第一層隔板時,引起震動,同時會向隔板間的空氣層輻射噪音,空氣夾層中的聲波在兩層隔板之間來回反射,形成激勵第二層隔板震動的聲波,第二層隔板再向外輻射噪音,聲音實現(xiàn)傳播。顯然,雙層隔板會比單層隔板的隔音效果好很多。聲學理論認為,雙層隔板的隔音效果會隨著空氣層厚度的增加而增加,平靜隔音在進一步分析汽車車身構造以后得出結論:雙層隔板之間的密封性能對隔音效果也起了至關重要的作用,同時,空氣層的厚度并非越大越好,從隔音角度分析,就汽車車門來說,
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厘米的厚度是最理想的,高于這個厚度,隔音效果不會有明顯改善;而低于這個厚度,隔音效果及乘坐的舒適性就會大打折扣。此外,當雙層隔板被引發(fā)共震時,隔音效果也會大大下降。平靜汽車隔音通過粘貼不同規(guī)格的吸音棉來改善隔音結構,同時,為轎車量身定做的施工工藝也有效緩解了雙層隔板的共震。
吸音:
在汽車有限空間內(nèi)的噪音包括直達噪音和反射噪音兩部分。吸音是用特種被動式材料來改變聲波的方向,以吸收其能量。合理的布置吸音材料,能有效降低聲能的反射量,達到吸音降噪的目的。
吸音材料是指能夠把入射到其上的聲能大量吸收的材料,常用的吸音材料有礦渣棉、石棉、玻璃棉、毛氈、木絲板以及低密度聚合物和泡沫材料等。這些材料在自然界非常普遍,但是由于環(huán)保、防水、防火、輕量化等條件的限制,能夠用于汽車的吸音材料卻很少見,平靜隔音吸音棉滿足車用隔音材料的所有要求,并且研發(fā)人員在研究分析多款車型噪音特點的基礎上,針對汽車噪音特點在材料生產(chǎn)過程中創(chuàng)造性的開發(fā)出異型吸音槽設計,在傳統(tǒng)的一個單位的隔音面積上集成了
2
倍以上的吸音面積,每個吸音槽的寬窄、深淺、坡度和曲率都是針對轎車噪音的特點經(jīng)數(shù)學算法仿真模擬并精確確定。由于吸聲層的逐漸過渡性質(zhì),材料的聲阻抗與空氣的聲阻抗能較好地匹配,使較寬頻段的聲波都能被高效地吸收。除了吸聲結構的設計之外,平靜隔音吸音棉的表面富含微孔——與內(nèi)部的孔穴結構不同,表面的微型孔穴是開孔設計,當聲波到達材料表面的孔穴時,會產(chǎn)生粘滯損耗,引起孔穴中的空氣和孔壁的細小纖維波動,由于摩擦和粘滯阻尼作用,將聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌簦瑥亩_到吸音的目的。
通過吸音材料和吸音結構的合理搭配,平靜隔音吸音棉確保了在隔音的基礎上針對汽車噪音達到了優(yōu)秀的吸音效果。
減震:
汽車的外殼一般都是由金屬薄板制成,車輛行駛過程中,震源把它的震動傳給車體,在車體中以彈性波形式進行傳播,這些薄板受激震動時會產(chǎn)生噪音,同時引起車體上其它部件的震動,這些部件又向外輻射噪音,在該傳播途徑上安裝彈性材料或元件,隔絕或衰減震動的傳播,就可以實現(xiàn)減震降噪的目的。常用的減震措施主要有隔震減震和阻尼減震。
隔震減震主要有兩類彈性支撐:一類是隔震器,它是專門制造的具有一定形狀和規(guī)格的彈性元件,如:彈簧隔震器、橡膠隔震器、空氣彈簧隔震器等,被車輛廣泛使用;另一類是隔震墊層,它利用彈性材料本身的自然特性,形狀尺寸按具體需要拼接或剪切而成,目前車上常用的有毛氈、泡沫塑料等。平靜汽車隔音墊的設計原理就是主要通過止震隔音來達到降噪目的。
阻尼減震的原理與隔震減震類似,是在發(fā)生震動的金屬薄板上涂貼阻尼材料,通過抑止其震動來降低噪音。阻尼層減少了金屬薄板彎曲震動的幅度,從而減少板的輻射噪音,當金屬薄板受激發(fā)而產(chǎn)生彎曲震動時,其震動能迅速傳遞給緊密涂貼在上面的阻尼材料,引起阻尼材料內(nèi)部相應錯動和摩擦,從而使震動能量變?yōu)闊崮芏鴵p耗,最終實現(xiàn)減少震動,降低噪音。
平靜隔音的技術人員以阻尼減震原理為出發(fā)點,研制并推出了汽車阻尼防護膠。阻尼減震的原理也被平靜隔音系列產(chǎn)品采用,隔音吸音棉在粘貼過程中采用人工刷膠方式,一方面,平靜膠粘劑本身所含的溶劑揮發(fā)后使膠體具有耐高溫和耐寒作用,克服了其它品牌自粘膠產(chǎn)品壽命短的缺點,另一方面,膠粘劑具有良好的彈性和柔韌性,形成了阻尼減震層,可以耐受車體的沖擊與振動。
除了研究上述密封、隔音、吸音、減震等降噪措施并推出一系列汽車隔音用品之外,平靜隔音也涉足于從噪聲源上尋求主動降噪措施的研究,包括車輛外形的設計,電子散熱扇的改進以及有源消聲技術等。
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標準隔音套材
產(chǎn)品資料
價格:650元(不含膠粘劑)
包裝規(guī)格:一箱包裝,包裝箱規(guī)格:35cm×55cm×65cm,由
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張超強隔音吸音棉和
1
張標準隔音吸音棉組成,此外還有引擎蓋防護墊。總隔音面積
6.3
平米,吸音面積約
14
平米
購買標準隔音套材無需再購買引擎蓋防護墊。需要車主有一定動手能力,對車身結構基本常識有一定了解,比如:車門內(nèi)飾板的拆卸和回裝、備胎的拆卸和回裝等。適用于絕大多數(shù)希望體會隔音的車主,勞動強度中等,施工簡便,趣味性強,主觀感覺隔音前后效果明顯,按照操作規(guī)范施工一般可降噪
6dB
(A)左右。
配合平靜專業(yè)密封條使用降噪效果會更好。附帶全車隔音施工演示盤一套、圖文并茂的施工說明書一份,使稍具動手能力的車友都可以自己完成汽車隔音,供施工操作中參考。施工部位以引擎蓋、四車門、U型槽、后翼子板、后備箱底板為主,由于同一車型使用情況不同或者車主主觀感受差異,也可以把隔音棉重點粘貼在自己認為噪音較大的地方,如:底板或防火墻部位。
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汽車隔音新技術
高科技復合材料的汽車隔音工程。這項技術無需拆卸發(fā)動機、儀表盤、不改動任何線路、油路和電腦等關鍵部位,不使用高溫烘烤的傳統(tǒng)作法。新的技術和工藝的使用,大大縮短
了作業(yè)時間,全車隔音施載工序僅需6~8個小時,便可達到最高降噪17個分貝的奇佳效果,并可以保證永久不致老化脫落。
汽車噪音來源可以分為四類:1、車輛本身發(fā)出的機械噪音;2、輪胎與地面磨擦的路噪;3、高速行駛產(chǎn)生的風噪;4、來自外部各方的混合噪音。
不需花太多的錢就可以升級換代,擁有高檔轎車的享受。最簡單的做法,將車門密封條做隔音處理,不僅提高車輛的密封性,足以抵擋北方肆虐的風,還可以享有高檔車關門的厚重聲效,同時在車內(nèi)已能感受到輕微的耳壓。
系統(tǒng)的隔音工程是要通過減振、降噪、密封三個步驟來完成,需要做隔音處理的位置依次是:車門、后備箱、車底盤、引擎蓋和車頂。絕大部分的噪音是通過車的懸掛系統(tǒng)、底盤、后備箱、車門而傳入車內(nèi)的,所以最起碼要做車門和后備箱的隔音處理,你可別小看這后備箱,它可是個很大的噪音源,因其內(nèi)部是個大空腔,會產(chǎn)生很大的共鳴。車爵仕隔音材料全部采用進口材料,施工后可增強車身強度,改變其原有的物理性質(zhì),有效減低車體振動從而降低噪音。