水泵是输送液体或使液体增压的机械。随着工农业生产发展的需要及市政建设的快速发展，各类型泵均向大型及高速化发展，水泵被广泛应用于城市供水污水系统、土木建筑系统、农业水利系统、电站系统、化工系统、石油工业系统、矿山冶金系统、轻工业系统、船舶系统等领域。近年来，随着人们对生活和工作环境要求的不断提高以及维权意识的增强，为严格执行国家对噪声要求的规定，对泵及泵站的设计、制造及施工诸方面均要引起足够的重视。
一、水泵站噪声源分析
水泵站噪声主要来源于两个方面：水泵工作噪声和电机噪声。
（一）水泵工作噪声
主要包括：水泵本身运行的噪声，水泵运行引起的管道谐振噪声，水泵运行引起的水流运动和撞击噪声。高层建筑供水一般由水泵加压来完成，通常设有高位水箱，这种情况下水泵处于间歇工作状态;也有部分建筑采用水泵二次供水等方式来完成，是24 h压水工作方式连续工作。无论哪种供水方式，水泵在运行时都会产生噪声，尤其是间歇供水，水泵除了正常工作所产生的噪声外，还会在水泵启动、停止时产生极大的水锤声。
（二）水泵电机噪声
主要包括空气流动性噪声、机械性噪声和电磁噪声三部分。电机工作时，定子与转子之间产生电磁噪声和机械噪声;进气风扇高速旋转时，带动的空气产生压力噪声。电机噪声主要由进气口和排气口排出，另外一部分由电机壳缝隙透射产生。
水泵噪声属于物理性质上的噪声，就是水泵在运行时产生的不规则的、间歇的、连续的或随机的噪声。由于设计时很少考虑泵房噪声混响，房顶、四壁反射噪声很强，泵房内形成一个均匀的杂音。这种噪声与日常生活接触的工业噪声、交通噪声不相同，它属于低频噪声(频率在500 Hz以下的声音)。低频噪声的特点就是衰减缓慢、声波较长、其衍射波能轻易绕过障碍物，所以低频噪声不易处理。
二、水泵站噪声控制方法
泵房噪声主要通过空气、固体传播，如通过门窗、地面、墙体、管道、支架等。从这些方面人手，通过降低声源、噪声传播、阻断噪声的接收等手段，来达到控制噪声的目的。具体的噪声控制技术可采用吸声、隔声和消声3种措施。
1）选择低转速(1450 r/min )水泵、屏蔽泵或无负压供水设备。水泵的主要噪声源是冷却风扇和滚珠轴承，而屏蔽泵采用的是水冷屏蔽电机，取消了冷却风扇，通过输送介质进行冷却电机。由于取消了滚珠轴承，采用自润滑性的石墨轴承，石墨轴承利用所输送介质进行自润滑，因此屏蔽泵运行中基本上无任何噪声。屏蔽泵的噪声要比同性能参数下的其他水泵低得多，例如：型号QPGI00-315的屏蔽管道泵在工况下运行，实测噪声值只有46dB。46dB的概念就是人正常站在水泵旁边，靠耳朵来听根本就无法判断水泵是在运行状态，只有通过水泵出口的压力表才能判断水泵处于运行状态，由此可见屏蔽泵噪声之低。无负压供水设备由于充分利用了城市管网中的余压，其电机功率大大减小，仅为普通水泵电机功率的20%~30%，因此它的噪声相当小，可以优先采用。这种方法需要在设计阶段就加以考虑，而在后期的噪声治理时显得并不经济，造成的浪费很大。虽然初投资要大一些，但实际运行效果很好。
2）水泵基础采用柔性基础，如加装减振器、橡胶垫等。水泵系统隔振一般选用橡胶剪切隔振器、弹簧阻尼复合减振器、橡胶隔振垫等，其原理就是使水泵与基础形成柔性连接，减弱水泵振动向基础的传导。这种方法在后期噪声治理中可普遍采用，投资少且效果明显。
3）对与水泵连接的管道支架采用弹性吊架。泵房管道的支架在空间允许的情况下尽可能采用落地支架，尽量不在楼板上打吊架，减少管道振动直接向楼板传导。管道支架应做减振处理，一般的管道支架与地面的连接均为硬连接，导致管道的振动直接传递到建筑结构。在实际施工中可在支架下面安装橡胶隔振垫，在管道与支架接触面垫橡胶板，可以有效地阻止振动能量向建筑结构的传播。在不可避免地使用吊架时，应当使用弹性吊架。在实际工作中发现，有些泵房大量采用吊架，这时在泵房上方的房间内甚至可以感觉到轻微的有感振动，因此，支架的选型显得尤为重要。
4）水泵出水管上设缓闭式止回阀，用以消除水锤。水泵在停止运行时，管道内流速发生急剧变化引起的压强大幅度波动，如果安装普通止回阀，会产生极大的响声和振动，特别是采用变频供水时，水泵启停频繁，形成的噪声不可小视。由于缓闭式止回阀采用了特殊的消音设计，可以有效解决这个问题。
5）进出管上装设柔性接头，防止和水泵产生共振。在水泵进、
出水口增加(更换)橡胶软连接，软连接宜选用隔振性能较好、长度
较长且耐腐蚀的专业隔振产品。一般软连接长度较短，弹性较差，
致使整体隔振效果不理想，更换后隔振效果将明显增加。
6）泵房墙壁、顶棚加吸音材料。处理空气声在水泵噪声治理方面相对容易，水泵产生的空气声一般噪声不超过85dB，而水泵房与居民室内至少有一层楼板的间隔，一般120mm现浇混凝土的空气声隔声量都大于52dB，对隔绝水泵的空气声相当有利。但现在国家对居民室内的声环境有较严格的要求，所以若泵房与居民仅相隔一层楼板的距离时，需要对隔声进行特殊处理，常用的方法有加隔声罩、隔声吊顶、室内加吸声等。选用优质的隔声材料、进行专业的隔声设计能达到事半功倍的效果。
7）管道穿墙套管处理。一般管道与墙体是硬连接，管道振动的能量相当一部分传递给了建筑结构，所以要对管道与墙体进行脱开处理，阻止能量的传递。具体处理措施：调整管道与套管之间的间隙，使间隙均匀，然后在间隙中添加玻璃棉等柔性吸声材料，使墙体与管道形成软连接。
8）管道阻尼隔声包扎。管道振动噪声较高，振动的空气声也会对居民造成影响，所以要对管道进行综合的阻尼隔声包扎，一方面减小管道的振动，另一方面也可以起到隔绝空气声的作用。
9）浮筑地面。浮筑地面的隔声原理是阻隔振动在楼层结构中的传播，就是在地面上垫一层弹性隔声层，上面做细石钢筋混凝土层，然后再做水泵基础。面层和弹性垫层的关系类似弹簧，构成一个隔振系统。面层质量越大，垫层弹性越好，则隔声越好。这种方法适用于新建工程，在后期噪声治理中不太适用。
在实际工作当中，可以采用一种方法亦可以同时采用若干种方法，而究竟采用哪种方法就十分重要，应当从设计、施工等各个方面去研究解决。当然，以上的噪声处理措施是基于泵房施工符合施工规范之上的，也就是说，在噪声处理前应首先分析问题出现的原因，分清噪声的产生是水泵正常工作不可避免产生的，还是由于施工不当产生的，这一点很重要。因此，当噪声产生时要对泵房进行全面的质量检查，确保泵房施工符合国家有关施工质量验收规范，排除施工质量的原因后，再进行下一步的检查，必要时可以借助专用仪器。查清原因后，再采取针对性的治理措施，有的放矢，才能取得好的效果。
三、水泵噪声控制典型案例
案例一：住宅水泵房的噪音治理
1、项目概况
产生噪音的高层住宅项目，位于城市中心生活核心区，占地面积15900m2，建筑面积71100m2，32层，地下1层，总建筑高度99. 95m，为三栋5个单元的高层板式结构。生活水泵房设计在地下室一楼，变频加压供水。该生活水泵房噪音较大，严重影响居民日常生活。
地下室水泵房安装8台立式多级泵，进行4级变频供水，平面布置图如图4-44所示。
图4-44 地下水泵房的平面图
水泵(噪音源)的主要参数为：
流量：36m3 /h；转速：2900r/min；扬程：120m；电机功率：11kW；重量：115kg
该项目位于居住、商业、工业混杂区，适用Ⅱ类标准，水泵房环境敏感点为正上方三层住宅304房间，选择卧室和卫生间为两个测控点，经项目所在地区环境检测站进行晚间22：00低频噪音检测，检测结果为部分低频超出国家参照标准，数据见表4-41。
表4-41 结构传播固定设备室内噪声(倍频带声压级)
| 室内噪声dB(A) | 测定频率(Hz) | |||||
| 31.5 | 63 | 125 | 250 | 500 | ||
| 夜间测定值 | 1 | 45.9 | 57.8 | 43.2 | 31.5 | 28.4 |
| 2 | 46.2 | 63.7 | 44.8 | 32.9 | 30.9 | |
| 标准限值 | 1 | 72 | 55 | 43 | 35 | 29 |
| 2 | 72 | 59 | 48 | 39 | 34 | |
2、水泵房噪音源分析
水泵房的噪声主要由水泵联轴器振动所产生的噪音、电机的噪音和管道振动的噪音组成；噪音类型为中低频稳态噪音。
联轴器振动产生的噪音，主要是水泵与电机连接出现偏差，在联轴器高速旋转下，产生振动，此类噪音只能尽量减少，不可避免。
电机的噪音主要有两大部分，一部分是由机械振动引起的，其能量与所辐射的声功率有关，引起电机振动还有很多其它原因，如电机内轴承间隙大、电机机体偏转、碳刷松动，碳刷架不正等；另一部分是空气动力性噪音，它直接与气流的线速度有关，而线速度则与电机转速相关，转速越快，噪音亦越大。
管道振动是由水泵和电机的振动引起的，不稳定的水流和水锤现象也会使管道产生振动。
由于水泵房内四壁均为光滑墙面，墙面的反射导致噪音汇集叠加，这也是一个重要因素。
3、治理方案选择
对水泵房各类噪音的叠加对楼上住户(噪音敏感点)的影响分析，噪音治理的主要方案应确定在降低结构传播固定声源的噪音，其主要措施性方案如下：
1）水泵基础减振措施
水泵基础是与结构直接相连，是振动噪音源，通过实地考察，水泵机组的振动对楼上居民的影响最为严重，根据风机的振动分析，需在机房地面上增加一座阻尼减振装置，风机跟基础、基础跟地面之间加装隔振元件GD隔振垫及DJ-4橡胶隔振器。
2）给水管道减振消声
固体传声仍是影响居民室内噪声主要原因，目前管道安装过程中与墙体、梁板联结采用刚性支架，且管道与墙壁及楼板刚性连接，未加任何消声、隔声措施，需对其进行改造，在管道上加上橡胶接头、弹性减振吊架和隔振垫(管道穿过楼层间时留有较大空隙)。
3）设备维护与保养
设备的维护与保养，主要在平时的工作，在平时维护保养中应注意：提高设备的装配技术和零配件的加工精度;正确校准中心，做好动态平衡；改善润滑，减少摩擦，加强水泵机组的维护保养，同时根据用水量适时调整水压，及时清洁水箱。
4、施工措施及治理效果
1）水泵基础减振，由于该项目施工时考虑不周，设备基础直接安装在地下室底板结构面层上，避免结构破坏造成开裂及渗漏水等情形，不能实施减振沟以及设备基础与主体结构隔离措施，同时设备已投入使用，为500多户居民进行供水，无法长时间停水或新建设备基础，故只能在现有基础上进行减振处理。采用了优质减振垫，同时在基础四周安装阻尼装置。
2）供水管道的支架改造，拆除原有刚性支架，采用弹性支架来代替，施工时要求进行交替拆除交替安装，即拆除支架时要求间隔拆除，不得连续拆除3根，拆除后立即安装弹性支架，这样防止支架拆除对管道的影响。
3）管道穿墙增加套管和增加柔性橡胶接头。
4）对变频控制柜控制体系进行优化，对主泵与备泵之间进行定时切换，同时根据水量大小及时调整水压。
5）采取减振措施后，噪音敏感点的噪音得到明显改善，原耳听到的蜂鸣声已基本消失，不再影响睡眠休息。委托环境监测站进行噪音监测，其结果见表4-42，大大低于本地区噪音标准。
表4-42 室内噪声(倍颇带声压级)检侧结果
| 室内噪声dB(A) | 测定频率(Hz) | |||||
| 31.5 | 63 | 125 | 250 | 500 | ||
| 夜间测定值 | 1 | 36.5 | 44.1 | 33.9 | 22.7 | 21.6 |
| 2 | 38.2 | 46.4 | 35.3 | 23.4 | 21.9 | |
| 标准限值 | 1 | 72 | 55 | 43 | 35 | 29 |
| 2 | 72 | 59 | 48 | 39 | 34 | |
5、案例分析
1）设计及施工时应加强环保意识，考虑各种设备产生的噪音对环境敏感人群的影响，注意将设备基础与原有建筑结构分开，从源头上降低固体传播噪音，避免对业主的影响。
2）对与生活水泵房安装一定要按柔性连接进行管道安装，避免日后进行处理。
3）尽量选择噪音较小的水泵等设备，如屏蔽水冷电机以及叶轮层叠式结构的不锈钢泵体。
4）在无法避免结构传播固定设备噪音的前提下，减振措施如减振垫、柔性接头、弹性支架是降低环境噪音敏感点噪音的有效手段。
案例二：注水泵降噪工程
1、项目概况
高压注水是油田开采中的一种重要的增产方法，在油田应用较为普遍，其增产效果较为明显。
高压注水所用高压水一般由注水泵产生，在注水泵运行过程中，注水泵驱动电机高速旋转产生高强度的空气动力性、机械、电磁混合噪声，同时注水泵自身也会在动水压力脉动等诱发下产生种类多样的高强度噪声。
欢喜岭采油厂注水泵房，现场测量和噪声源分析得知，噪声主要由注水泵产生。通过现场用TES-1358音频分析仪检测及《泵房噪声超标危害及其治理技术研究》等论文资料，目前油田所使用的高压注水泵，其噪声强度一般在88~99 dB左右，尤其是在有多台注水泵同时运行的注水泵房内，由于存在多个声源的叠加和噪声反射现象，使得现有的注水泵平均噪声强度普遍高于90 dB。
按辽河油田分公司的要求，为一线职工的切身利益考虑，实现HSE标准化目标，对注水泵房的噪声进行治理。根据《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010），生产车间及作业场所（工人每天连续接触噪声8h）标准，即在室内噪声等效声级Leq不超过85dB(A)。
对欢采23座增注泵站安装隔声和吸声设备，各个站情况如下：
表4-43 各泵站详情表
| 站名 | 位置 | 泵房尺寸（m） | 泵房结构 | 增注泵类型、数量 | |
| 1 | 新4#站 | 站内 | 13.5×7.15×3.3 | 彩钢板结构 | 2台柱塞式增注泵： 3ZY125-5/45-22，55kW 3ZY125-5/45-32，55kW |
| 2 | 18#站 | 站内 | 16.5×9.0×4.2 （12.0×9.0×4.2） | 砖混结构，设库房和配电间 | 2台柱塞式增注泵：3S175A-13/35，160kW， 1用1备；十井式分水器 |
| 3 | 新36#站 | 站内 | 18.9×6.9×4.2 （15.3×6.9×4.2） | 彩钢板结构，设库房和配电间 | 2台螺杆增注泵：ZZSB130W-160/20，90kW， 1用1备；五井式分水器 |
| 4 | 37#站 | 站内 | 18.9×6.9×4.2 （15.3×6.9×4.2） | 彩钢板结构，设库房和配电间 | 2台螺杆增注泵：ZZSB130W-160/20，90kW， 1用1备；五井式分水器 |
| 5 | 新58#站 | 站内 | 16.5×7.15×3.5 | 彩钢板结构 | 2台螺杆式增注泵： ZZSB130W-300/10，75kW |
| 6 | 61#站 | 站内 | 17.2×8.31×4.2 （13.6×8.31×4.2） | 彩钢板结构，设值班间和配电间 | 3台柱塞式增注泵：3ZY-13.8/10-25,1台，90kW； 3ZY-12.5/12-25,2台，75kW， 1用1备；七井式分水器 |
| 7 | 16#站 | 13-5315 | 16.37×5.31×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵：CYZSB-C130W，75kW |
| 8 | 17#站 | 11-16 | 16.53×4.08×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵：CYZSB-C130W，75kW |
| 9 | 18#站 | 11-5017 | 12.0×4.0×4.0 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵：CYZSB130W-50/35，75kW |
| 10 | 18#站 | 13-2117 | 17.17×5.4×3.5 | 彩钢板结构 | 1台柱塞增注泵：3ZY125A-8.7/45-25，90kW |
| 11 | 16#站 | 12-5013 | 14.4×5.4×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵： CYZSB-C130W，75kW |
| 12 | 16#站 | 13-5114 | 16.7×5.4×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵： CYZSB-C130W，75kW |
| 13 | 16#站 | 12-5215 | 16.7×5.4×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵： CYZSB-C130W，75KW |
| 14 | 17#站 | 13-5115 | 12.0×4.0×4.0 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵： CYZSB-C130W，75kW |
| 15 | 17#站 | 12-516 | 8.01×5.94×3.5 | 彩钢板结构 | 1台柱塞增注泵： 3S75-2.4/35，30kW |
| 16 | 17#站 | 欢26 | 8.6×6.15×3.5 | 彩钢板结构 | 1台柱塞增注泵： 3S75-2.4/35，30kW |
| 17 | 17#站 | 14-16 | 8.07×4.85×3.5 | 彩钢板结构 | 1台柱塞增注泵：3ZY125A-8.7/45-25，90kW |
| 18 | 17#站 | 14-3015 | 12.5×5.9×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵：ZZSB130W-80/15，75kW |
| 19 | 新12#站 | 17-311 | 17.68×4.36×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵：ZZSB101W-40/20，37kW |
| 20 | 新12#站 | 16-11 | 17.68×4.36×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵：ZZSB101W-40/20，37kW |
| 21 | 新20#站 | 11-2013 | 16.88×4.7×3.4 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵：TTSB101N70/10，22kW |
| 22 | 新20#站 | 7-511 | 16.0×5.0×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵： CYZSB-C130W，75kW |
| 23 | 新20#站 | 6-013 | 16.0×5.0×3.5 | 彩钢板结构 | 1台螺杆增注泵： CYZSB-C130W，75kW |
现以61#增注站为例进行分析与计算：
1）61#增注站简介：
61#增压站规模180m3/d，来水压力10~16MPa，增压泵出口压力25MPa。增注泵房内均匀布置3台柱塞式增注泵，其中2台75kW，1用1备；1台90kW。
增注泵房为轻钢结构，屋面与四周墙壁为夹心彩钢板，房间高度4.2m，平面轴线尺寸：17.2×8.31m。除去值班间与配电间，泵房内尺寸13.6×8.31m。61#增注站平面安装图见图4-45。
图4-45 61#增注站平面安装图
2）调查、测试噪声污染情况：
增注泵房间内主要的声源设备是3台增注泵，根据《噪声控制及应用实例》（周新祥编著，1999），增注泵其噪声主要是由驱动电动机产生，泵体本身所产生的噪声一般要小于驱动电动机15 dB以上，在类似的噪声治理工程中一般不将其作为主要声源考虑，由于声源尺寸远小于整个房间尺寸，上述声源可按点声源考虑。由此，可将增注水站内噪声声场模拟归纳为数量有限分散点声源声场；由于上述声源被封闭在增注泵房内，存在混响现象，因此本工程可以按数量有限分散点声源混响声场考虑和计算。
电动机的噪声主要是由空气动力性噪声、电磁噪声和机械噪声三部分组成，正常工作状态下，空气动力性噪声为主，其强度超过后两者之和。电动机噪声其频率覆盖整个可听频率范围，其中以中、低频较为突出。
关于电动机噪声强度的理论计算，根据《噪声控制及应用实例》（周新祥编著，1999）电动机的声功率级可按下式估算：
Lw=a+10LgNn2
其中：Lw-电动机声功率级，单位dB
a-常数，单位：dB，取值9±1dB
N-电机功率，单位：kW
n-电动机转速，单位：转/分，取值1480转/分
根据上述公式计算出注水泵驱动电动机噪声强度理论值：
75kW增注泵噪声强度理论值：dB
90kW增注泵噪声强度理论值：90dB
3）确定减噪量
根据《噪声控制及应用实例》，房间内某一点的噪声是由直达声与反射声两部分构成的。
直达声的声压级由下式计算：
反射声的声压级这样计算：
房间内直达声和反射声叠加后总声压级为：
临界距离以内，噪声以直达声为主；临界距离以外，混响为主。
临界距离由下式确定：
rc=0.14(RQ)1/2
Q——声源方向指数，取值8
R——室内房间常数（m2）R=Sα/(1-α)，其中S为房间内表面面积，取值410m2;
α为房间平均吸声系数，彩钢板取值0.01。
r——计算距离
计算结果：
R=4.14，rc=0.80m
在计算过程中，按照设计要求75kW注水泵1用1备，所以注水泵声源取2个（1个90kW和1个75kW注水泵）。计算结果在下图中表示：
图4-46 61#增注站噪声强度数值图
按照面积加权平均的计算方法，上图理论平均噪声强度数值为92.5 dB，不能满足《工业企业设计卫生标准》中85 dB上限数值，因此必须进行噪声治理。减噪量为7.5 dB。
表4-44其他各站噪声强度情况 噪声强度、减噪量单位：dB
| 增注泵房 | 室内噪声强度 | 减噪量 | 增注泵房 | 平均噪声强度 | 减噪量 |
| 新4#站 | 90.2 | 5.2 | 16#站12-5215 | 93 | 8 |
| 18#站 | 94 | 9 | 17#站13-5115 | 91.3 | 6.4 |
| 新36#站 | 91.5 | 6.5 | 17#站12-516 | 90.5 | 5.5 |
| 37#站 | 91.5 | 6.5 | 17#站 欢26 | 90 | 5 |
| 新58#站 | 92 | 7 | 17#站14-16 | 98.87 | 13.87 |
| 16#站13-5315 | 91.3 | 6.4 | 17#站14-3015 | 91.3 | 6.4 |
| 17#站11-16 | 91.3 | 6.4 | 新12#站17-311 | .5 | 4.5 |
| 18#站11-5017 | 91.3 | 6.4 | 新12#站16-11 | .5 | 4.5 |
| 18#站13-2117 | 92.15 | 7.15 | 新20#站11-2013 | 87.5 | 2.5 |
| 16#站12-5013 | 91.3 | 6.4 | 新20#站 7-511 | 91.3 | 6.4 |
| 16#站13-5114 | 91.3 | 6.4 | 新20#站 6-013 | 91.3 | 6.4 |
目前国内外噪声治理按照治理途径不同，基本上可把治理方法分为三大类：一是从声源上治理，二是在噪声传播路径上采取隔声、吸声、消声措施，三是在接受者方面，通过佩戴耳罩等劳动保护措施，间接性地进行噪声防治。
上述三类措施中，从声源治理目前存在较多困难，不宜采用；接受者方面治理，又存在影响操作等弊病，也不宜采用，唯一可选的方法是在传播路径上进行噪声控制，这也是目前国内外在噪声治理工程中应用最为普遍的方法。本设计结合工程条件和工程经验，对下列两个方案进行了对比和分析：
方案一是隔声屏障结合吸声体方案，就是在增注泵四周布置活动式隔声屏障隔声，泵房墙壁和屋顶安装一定面积的吸声材料吸声。
该方案的优点是在混响为主的声场中，降噪效果较为明显，尤其是用在一些需要经常进行检修和维护的噪声设备降噪工程中，由于噪声治理设备布置在设备周边，几乎对设备的日常维护与检修不产生任何的不便，因而受到操作工人的普遍欢迎。同时，由于降噪所用的隔声屏障可轻便移动，设备日常检修以及大型维护都较为方便。缺点是工程投资相对稍高。
方案二是隔声罩方案，采用隔声结构物，将声源设备封闭在隔声罩中，阻隔噪声传播路径，降低噪声向外辐射强度。
该方案一般用在声源点数量较少，或单个声源强度异常突出，设备的日常检修维护工作量不大的降噪工程中。工程实践表明，只要选择合理的隔声结构物，该类方法也取得良好的降噪效果。其突出的优点较多：技术措施简单、体积小、用料少、投资少。但是，将噪声封闭在隔声罩内，需要考虑设备运转时的通风、散热问题；同时隔声罩较为沉重，移动和拆除较为困难，给设备的检修和维护会带来一定的困难。在空间狭小的增注泵房内也不宜采用。
本工程采用方案一进行设计：
（1）吸声减噪计算(吸声系数按0.85取值)
房间内某一点的噪声是由直达声和反射声两部分构成的：
直达声的声压级由下式计算：
反射声的声压级这样计算：
房间内直达声和反射声叠加后总声压级为：
从上式中可以看出，房间内噪声变量仅仅与房间常数有关。那么，我们可以假设室内吸声处理前后的声压级、房间常数和平均吸声系数分别为Lp1、R1、α1和Lp2、R2、α2，则有：
从上式可以看出，如果在一个大的房间里，该点在声源附近时，则噪声以直达声为主，这时Q/（4πr2）>>4/R，忽略4/R的影响，则降噪量为：
上式说明：吸声处理对近声场无降噪效果。
若该点与声源的距离足够远时，噪声以反射声为主，Q/（4πr2）<<4/R，忽略Q/（4πr2）的影响，则噪声降低值为：
此式可计算：在扩散房间内远离声源处的最大吸声降噪值。由于α1α2<<1，所以上式可简化为：
在噪声控制的实际工程中，由于声源的叠加和声波的传播较复杂，直达声和反射声参混在一起，单独分析直达声和反射声很困难，也没有必要，人们所关心的则是吸声处理后整个房间的噪声平均减低情况。上式可计算出平均吸声减噪量，计算结果为：
ΔLp=10lg0.85/0.2=6.3dB
（2）隔声屏降噪效果计算（隔声屏障高度按H=2.35m计算）
①自由声场条件下隔声屏障的降噪量：
根据声学中有关隔声屏障控制噪声的相关理论，声源处于自由（半自由）声场和室内声场的不同条件下，隔声效果与有关计算理论都存在较大差异；显然在自由（半自由）声场条件下，同等尺寸的隔声屏障隔声效果在自由声场中要优于室内声场，这是因为自由声场中隔声屏障直接隔绝声源传播来的直达声，自由声场中不存在反射声，因此可不考虑反射声波等的影响。
自由声场中隔声屏障降噪量计算公式：
ΔL=10lgN+13
N=2/λ·（A+B-d）
A-噪声源到隔声屏顶端的距离（m）
B-接收点到隔声屏顶端的距离（m）
d-声源到接受点之间的直线距离（m）
λ-声波频率
N-菲涅尔系数
图4-47 室内声场隔声屏障计算模型简图
由上面计算公式及模型简图可以看到：隔声效果只与声波频率，隔声屏障的高度以及声源点与测试点位置有关，通过计算得到菲涅尔系数N，然后算出隔声数值。
②室内条件下隔声屏障的降噪量：
当声屏位于室内时，隔声屏障要考虑室内的吸声处理。实验室和理论研究表明，当室内壁面和天花板以及隔声屏表面的吸声系数趋于零时，室内形成混响声场，隔声层的降噪量为零。因此，隔声屏障要与吸声材料同时应用。
隔声屏的实际降噪效果受室内的声源指向性因素和室内吸声情况的影响，这样，室内隔声屏的降噪效果可由下式近似计算：
式中：
Q——声源方向指数
D——声源至受声点直线距离（m）
S0α0——设置隔声屏前室内的总吸声量（m2）
S——隔声屏边缘与墙壁、平顶之间开撇部分的面积（m2）
η——隔声屏衍射系数，η=1/（3+20N）
K1=S/(S+S1α1)
S1α1——隔声屏放置后声源一侧的吸声量（m2）
K2=S/(S+S2α2)
S2α2——隔声屏放置后接受者一侧的吸声量（m2）
按照上面计算模型，将隔声屏障设置于注水泵四周，隔声屏障高度2.35m，以500赫兹噪声做标准（增注泵站内噪声以中、低频为主，500赫兹代表性较高）
计算得：ΔL=10.5dB
（3）计算结论
经过上述计算，吸声减噪量为6.3dB，隔声屏障减噪量为16.5dB，总减噪量为22.8dB。经上述噪声治理后，室内（隔声屏障外）大部分区域噪声强度约70.7dB，满足国家规定。
（4）吸声与隔声屏障材料、安装形式
①吸声材料
泵房采用彩钢结构的墙面、顶面均为光滑表面。这样就使声源产生的声波在厂房内来回反射，产生混响声。混响声能使厂房的声压级增加10-12dB（A）。针对这种情况采用高效吸声材料做表面吸声处理。
高效吸声材料采用德国进口BASF环保吸声棉，侵有矿物溶液的三聚氰胺树脂泡沫，不含可呼吸的纤维颗粒或人造矿物纤维，为绿色环保产品，该产品吸声系数可达到0.85。依据GB/T16731-1997《建筑吸声产品的吸声性能分级》判定，其吸声构造的吸声等级为Ⅰ级；在德国DIN4102标准检测下，BASF吸声棉的防火等级为不燃（A2级），遇火不产生有毒气体。
为防止松散的吸声材料脱落，需在表面装饰一层穿孔铝扣板，内饰吸声无纺布：这种构造做法既能保证多孔吸声材料不脱落，又能使穿孔铝扣板在低频段声能中充当亥姆霍兹共振器，对低频噪声吸收效果较好。穿孔铝扣板与扣板专用龙骨扣装连接，具有清洁更换方便的特点。在吸声构造墙体和原墙面预留大于50mm厚的空气层可以有效地降低低频噪声。这种吸声构造在全频带上具有较高的吸声效果，同时还可获得良好的装饰效果和视觉效果。
②隔声屏障
针对现场设备位置和管线布置、维修操作等现场条件，安装可移动式隔声屏障（屏障底座安装4个带刹车的万向定位轮D80及配重，高度为2.35m）。屏障设置观察窗，该屏障厚度为50mm，框架龙骨为轻钢龙骨LLQ-UO50×40×0.6，该屏障的制作工艺如下：
在1mm厚镀锌钢板表面刷0.5mm厚减振阻尼层，阻尼层起到抑制屏障振动的作用；
将1mm厚镀锌钢板与框架龙骨焊接，框架龙骨之间均采用焊接方式连接；
在钢板两侧分别布置25mm厚微孔吸声棉板，经过特殊工艺处理后的微孔吸声棉板平均吸声系数高达0.85，吸声效果明显；
微孔吸声面上刷有机硅防水剂，防止空气中的水蒸气进入微孔吸声棉板内堵塞孔隙；
刷完有机硅防水剂后的微孔吸声棉板贴防尘吸声布，防止空气中细微尘土堵塞孔隙；
屏障最外层位0.9mm厚多孔吸声铝板（孔尺寸为φ8mm），铝板与框架龙骨铆接表面喷塑处理，颜色为白色。
图4-48 空间吸声体及隔声屏障噪声治理工程示意图
图4-49 61#增注站屏障布置图
3、主要工程量
表4-45 主要工程量表
| 站场名称 | 材料名称 | 单位 | 数量 |
| 61#站 | 屋顶吸声构造体（单层棉） | m2 | 74.6 |
| 屋顶吸声构造体（双层棉） | m2 | 59.7 | |
| 墙体吸声构造体 | m2 | 174.7 | |
| 隔声屏障（100㎜厚） | m2 | 19.2 | |
| 隔声屏障（50㎜厚） | m2 | 7.2 | |
| BASF吸声棉板（30mm） | m2 | 462 | |
| 透声铝扣板0.6mm×0.6mm（内衬吸声无纺布） | m2 | 325 | |
| 轻型龙骨 LLQ-CB 38×12×1.0 | m | 600 | |
| 热轧角钢L30×3 (表面除锈，刷防锈漆两道) | m | 112 |
表4-46 各个增注站采用降噪方式表
| 序号 | 站场名称 | 降噪方式 |
| 1 | 新58#站 | 吸声体 |
| 2 | 新4#站 | 吸声体 |
| 3 | 18#站 | 吸声体+隔声屏障 |
| 4 | 37#站 | 吸声体 |
| 5 | 新36#站 | 吸声体 |
| 6 | 16#站13-5315 | 吸声体+隔声屏障 |
| 7 | 17#11-16 | 吸声体+隔声屏障 |
| 8 | 18#11-5017 | 吸声体+隔声屏障 |
| 9 | 18#13-2117 | 吸声体+隔声屏障 |
| 10 | 16#12-5013 | 吸声体+隔声屏障 |
| 11 | 16#13-5114 | 吸声体+隔声屏障 |
| 12 | 16#12-5215 | 吸声体+隔声屏障 |
| 13 | 17#13-5115 | 吸声体+隔声屏障 |
| 14 | 17#12-516 | 吸声体 |
| 15 | 17#欢26 | 吸声体 |
| 16 | 17#14-16 | 吸声体 |
| 17 | 17#14-3015 | 吸声体 |
| 18 | 新12#站17-311 | 吸声体 |
| 19 | 新12#站16-11 | 吸声体 |
| 20 | 新20#站11-2013 | 吸声体 |
| 21 | 新20#站7-511 | 吸声体+隔声屏障 |
| 22 | 新20#站6-013 | 吸声体+隔声屏障 |
1、项目概况
杭州三堡排涝工程作为太湖流域防洪规划推荐实施的防洪骨干工程之一，是以防洪排涝为主，结合改善水环境的大型排涝工程。
泵站主厂房内主机层和装配场相连，长69.44m ,总体宽度为51.5m.泵站设单机流量50m3/s水泵四台，总排涝流量200m3/s, Ⅰ等工程，规模位列全国大型泵站前列。选用3560ZXQ50-4.05型轴流泵，额定转速115.4r/min，斜30°安装，选配T3300-8/1730型同步电动机，输出功率3300kW，额定转速750r/min，水泵和电机之间选用两级圆柱齿轮箱减速器，传递功率3300kW，输出传动比为6.50：1。泵站内四台机组斜式一字排列布置，运行条件复杂。随着泵站投人运行，难以避免超大型泵站机组严重的设备噪声，运行时将对周边环境产生噪声污染，因此必须预先设计考虑措施降低设备运行噪声。
2、同类型泵站噪声污染现状
经调研，在目前国内已建成的斜轴布置的大型泵站中，很少考虑噪声治理问题并缺乏经验。为客观获得同类泵站的噪声源及其污染现状，本次研究选择国内某市同类机型超大型泵站，实测运行噪声，甄别噪声源头与传播途径，找到控制噪声的有效方案。
被类比泵站厂房内布置形式基本同三堡排涝泵站，配用3800ZX050-2.8型轴流泵，额定转速90r/min，斜15°安装，配用TDXZ2000-4/1180型同步电动机，输出功率2000kW，额定转速1500r/min，水泵和电机之间选用两级圆柱齿轮箱减速器，传递功率2000kW，输出传动比为16.67：1。
噪声测试点位布置在泵房机组水泵、电机、齿轮箱旁及泵房外等不同位置。两台机组(3#＋4#机)同时运行工况下每个监测点测试的示例数据见表4-47。
表4-47 3#、4#两台机组同时运行时各监测点噪声声级 dB(A)
测点
| 位置 | 4#机 机组边 | 3#和4#机 组中间隔墩 | 2#和3#机 组中间隔墩 | 1#和2#机 组中间隔墩 |
| 水泵边 | 91.7 | 86.8 | 87.4 | 85.6 |
| 齿轮箱边 | 95.4 | .1 | .7 | 87.8 |
| 电动机边 | 95.6 | .8 | 90.5 | 88.0 |
3、三堡泵站噪声控制目标
根据环评报告和管理部门对三堡排涝泵站环境影响报告书的批复意见，同时从以人为本建设理念出发，建设高标准城区排涝工程保护环境，已成为共识。三堡排涝泵站的声环境管理要求执行《声环境质量标准》( GB3096一2008 )，运行期间的执行标准限值见表4-48。
表4-48 泵站运行期厂界噪声执行标准 Lep dB ( A )
| 类别 | 昼间 | 夜间 | 适用范围 |
| 2 | 60 | 50 | 北厂界(凤起东路建成前)、西厂界、和南厂界 |
| 4 | 70 | 55 | 北厂界(凤起东路建成后)、东厂界 |
噪声控制的原则包括噪声源控制，传播途径控制，接受者防护等。在泵站设计中首先从噪声源和传播途径的两方面进行控制。
控制噪声源是降低噪声的最有效、性价比较高的方法，即使只是局部的，比在传播途径和接受处的降噪措施省力，起到事半功倍的效果。
1）三堡泵站噪声源分析
根据表1的类比研究，预测拟建三堡泵站工程中的噪声，其最明显的部分位于主泵房内，虽然排涝泵站工作的时间在全年中很短，但一旦运行，可对周边环境产生显著的影响。三堡泵房内运行时主要的噪声源将与被类比的工程极为相似，包括水泵、电动机、齿轮箱等，泵站内还有消防供水泵、技术供水泵、检修渗漏水泵等辅助动力设备，使用时也有噪声产生，但声级较低。根据三堡泵站的设计与选型特点及类比泵站实测，可以预测泵房内噪声以电机最大，齿轮箱次之，水泵本身最小，由此，本研究将有针对性地分别对它们采取噪声控制措施，包括在选型与设计中委托制造厂家对设备直接采取措施，以及在传播途径上间接地采取措施。
2）声源降噪措施和对策
(1)水泵
大型泵站噪声源中水泵的单独运行噪声相对较低，对泵站整体噪声的贡献也是最小的。水泵是叶片对水做功的机械，主要的噪声为液力系统和机械转动部件产生。而液力系统产生的噪声很难消除，力求最小。一般在设计中通过比选确定优秀水力转轮模型，最终通过试验确立各项技术参数指标为最优的设计，以确保水泵运行始终处于稳定状态为前提，在此条件下，水泵的噪声呈最小。除此以外，三堡泵站运行水位还受钱塘江潮位较快变化的影响，在前期广泛的论证中，增加选择水泵叶片可液压全面调节的方式，这样，水泵运行时叶片角度根据水位变化自动调节，使水泵始终在高效区运行，叶片对水做的有效功保持最大，水流在泵体内运动发出的噪声最小，只要尽量避开不利工况下排涝，就可保证水泵设备工作始终处在优良性能下。此外，水泵运行时机械转动必会产生部件间的摩擦噪声，需要通过提高设备制造加工精度来降低转动机械噪声。通过水泵设计、制造与安装的质量控制，将实现三堡泵站水泵的振动与噪声降到70dB(A)以下。
(2)电机
同步电动机是泵站内第一大噪声源。其运行噪声包括叶片空气动力噪声、机械转动噪声和电磁噪声等。
查阅电机空载运行噪声规范，同容量电机空载运行噪声随转速增大而增大。在可研设计阶段选用6极电机，转速为1000r/min。从相关资料和规范看，8极电机(转速750r/min)在空载运行时噪声比同容量6极电机可以降低2~3 dB(A)，但要适当增加电机制造成本，为最大限度降低运行噪声，确定选择8极电机、
三堡泵站选择研制新型低噪声电动机，是降低泵站噪声的有效途径。在泵站电机招标中明确提出噪声控制指标，要求制造商通过优化设计研制高性能低噪声电动机。现电机制造商已经开展设计工作，除了选用高品质导磁材料、优化风路设计、选用隔声效果较好的空水冷冷却方式外，为降低电机运行电磁噪声，制造商联合科研院校开展专项研究来确定低噪声电机的制造方案。根据以上综合措施，电机运行噪音可控制在85dB(A)以下，比规范降低约3dB(A)。
(3)齿轮减速箱
三堡泵站水泵与同步电动机之间通过齿轮箱变速，输人转速为750r/min，输出转速为115.4r/min，速比为6.5，传递功率为3300kW。齿轮减速箱噪声是在齿与齿啮合过程中，齿与齿摩擦撞击中产生连续的、有频率特征的噪声。根据设备招标前的了解，目前大功率齿轮箱制造噪声控制技术国外相对先进，采购国外产品成本需成倍增加。在设备招标中，把齿轮箱运行噪音指标列为关键参数，最终经过招标，三堡泵站选用德国弗兰德齿轮减速箱产品，齿轮箱运行噪音可控制在80dB(A)以下的先进水平。
(4)辅助设备泵
作为大型泵站工程，还需其他的运行辅助动力系统，包括消防供水泵、技术供水泵、检修渗漏水泵等。虽然这些辅助设备运行时仅间断地发出噪声，但加以控制，可有益于减小叠加噪声和改善工作环境。主要方法为首选高质量低噪声的产品，如三堡泵站液压站的油泵电机选用了ABB产品等措施，同时在厂房中将其布置到合理的位置并加以隔声围闭，与主泵房隔开布置。
3）传播途径降噪对策
三堡泵站噪声的传播途径上是空气和固体传声两种方式，是所有噪声源综合叠加产生了污染。由于技术经济原因，在声源上控制噪声努力后，再从传播途径上阻断和屏蔽声波的传播，或者使声波传播的能量随距离衰减，将有利于最终把传播噪声降到最低。
（1）隔声降噪方法
为控制噪声的传播，利用墙体、门窗、隔声罩等构件阻挡噪声的传播。根据已建成的同类型泵站的运行现状看，四台排涝水泵机组同时开启运行排水，在整个开敞的主厂房内迭加综合噪声较高，因此对机组在传播途径上考虑采取隔声处理。
①在主泵房内把相邻水泵之间的隔墩加高至▽7.50，对泵组运行噪声在传播方向上阻隔。
②在电动机和齿轮箱外加隔声的隔声罩，尽量把噪声控制在局部空间内，根据电机齿轮箱设备制造初步设计尺寸隔声罩规格长宽高8400mm×4200mm×3400mm。隔声罩设计考虑密闭性，隔声罩内要求采取必要的吸声处理，并考虑噪声与振动频谱特征，以及对基座采取必要的减振处理.隔声罩具备结构简单、制造方便、容易装卸、便于维修。
③在上述措施的基础上以后根据实际运行的噪声测试结果，再决定在泵房层▽7.50的隔墩上加半活动型吊盖式隔声罩，主要结构为带吊耳(或滑轮)的罩盖，可用行车吊起或部分吊开，关闭时罩盖正好处于上下二层过渡的中间位置，关闭后上层为宽敞的大厅，盖上设观察窗，罩盖本身加强隔声设计.目前在泵站总体设计上预留安装罩盖的位置，便于后期实施，见图4-50。
④从类比泵站噪声测试结果看，通过厂房窗户玻璃的阻隔，隔声效果约20 dB ( A)左右。三堡泵站建成后使用的双层玻璃的窗户，隔声效果将明显优于以前使用的普通单层玻璃。另外建成后在泵房四周种植高矮纵深结合的常绿绿化带，有助于隔声，并美化环境。
图4-50 泵站降噪声措施示意图
（2）吸声降噪处理
吸声降噪是通过吸声材料或吸声结构吸收一部分声能，使反射减弱降低总的噪声级，尤其可防止混响造成的声音放大。从类比泵站噪声测试结果表1看2#和3#机组中间隔墩测得噪声大运行的3#和4#机组中间隔墩测得噪声，分析得出运行时混响在2#和3#机组中间隔墩呈最大，可以通过实施吸声措施降低泵站空间的混响时间，改善泵站空间内部声环境，如在泵站屋顶、墙壁上安装吸声材料，或在房间悬挂吸声体等，这些措施降低噪声的同时须满足消防要求.三堡泵站主要吸声对策：
①电动机定子内壁上刷涂吸声涂料，有利于减小电动机向外界传递的噪声；
②在泵房机坑四周做吸声墙面，用5cm厚穿孔KT板，主泵房四周用用10cm厚穿孔KT板；
③降低泵站空间的混响时间，改善泵站空间内部的声环境，主泵房屋顶做吸声处理，安装吸声材料。
5、案例评析
通过上述的研究与设计，在杭州三堡泵站设计与建设整个过程综合地采取了噪声治理措施。根据工程环境影响专业报告表明，不采取噪声防护措施前，泵房噪声将对附近部分敏感点产生一定的不利影响，厂界也存在超标现象。但在采取相关噪声防护措施的前提下，各厂界噪声将可达标，工程附近各敏感点不受泵站运行噪声的影响。目前，本研究提出的泵站声源上降低噪声的方案已确定，开始设备厂家制造随之，将在泵站噪声传播途径上落实相关降低噪声处理与实施方案。
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