بخشی از مقاله
کاربرد نرم افزارها در کنترل آلودگی صوتی محوطه اطراف کارخانه ها
بلوورها و کمپرسورهای واقع در ساختمان تامین هوای فشرده کارخانه تغلیظ که وظیفه تامین هوای فشرده را بر عهده دارند مهمترین منابع تولید آلودگی صوتی محوطه اطراف این ساختمان می باشند که آلودگی صوتی تولیدی توسط سه لوله ونت خروج هوا (BLOW OFF) و پنجره های ورود هوا به ساختمان و بروز پدیده جت نویز در محیط انتشار می یابد و سبب بروز آلودگی صوتی شدید در ساختمانهای اداری و کارگاههای تعمیرات محوطه اطراف میگردد. هدف از انجام این پروژه بررسی وضعیت آلودگی صوتی و ارائه بهترین راهکار کنترلی توسط نرم افزار تخصصی SOUNDPLAN قبل از اجرای هر گونه برنامه کنترلی می باشد. در ابتدا به منظور تعیین سهم لوله های ونت خروجی و دریچه های ورود هوا در ایجاد آلودگی صوتی محوطه اطراف اندازه گیری شدت صدای هر یک از منابع توسط پروب SOUNDINTENSITY و سپس محاسبه توان صوتی هر یک از منابع صورت پذیرفت. پس از آن نقشه ای با مقیاس صحیح از محل تهیه که در آن اطلاعات مربوط به مختصات موانع شامل مختصات سه بعدی . ضریب انعکاس صدا توسط دیوارها و ضریب جذب صدا توسط زمین و مختصات منابع شامل نوع منبع و وابستگی به ساختمان لحاظ گردید. اطلاعات نقشه تهیه شده بهمراه تراز توان صدای تولیدی منابع صدا وارد نرم افزار SOUNDPLAN گردید. در محیط نرم افزار ۴ مدل تعریف گردید که یکی شرایط موجود، مدل دوم با در نظر گرفتن کاهش صدای ونتها به میزان ۲۰ دسیبل، مدل سوم کاهش صدای پنجره ها به میزان ۲۹ دسیبل و مدل چهارم کاهش صدای همه منابع بصورت همزمان به میزان حالتهای قبل تعریف گردید. پس از اجرای نرم افزار مدلساز نتایج حاصل از محاسبه مدل بیانگر این نکته است که تنها کنترل صدای خروجیهای هوا و پنجره ها بطور همزمان باعث کاهش تر از صدا به میزان بسیار خوبی در نواحی اطراف میگردد و کاهش صدای پنجره های ورودی و یا لوله های خروج هوا هر یک به تنهای تاثیر چندانی در کاهش آلودگی صوتی نخواهند داشت. با اجرای راهکارهالی کنترل آلودگی صوتی شامل نصب ۶ عدد بلوور آکوستیکی بر روی دریچه های تامین هوا و نصب یک عدد سایلنسر و نت در مسیر لوله های تجمیع کلیه ونتها . میزان تراز فشار صوت ناشی از دریچه ها و لوله های ونت به کمتر از ۸۰ دسی بل رسید.
مقدمه
آلودگی صوتی یکی از معضلات و عوامل زیان آورفیزیکی مهم در محیطهای صنعتی می باشد و همانگونه که می دانیم خسارات انسانی ناشی از این آلودگی سبب بروز مشکلات عدیده و بیماریهای متعددی در افراد می گردد. [۱] با توجه به اهمیت پیشگیری از از ایجاد این مشکلات، ایجاد رضایت شغلی و کاهش هزینه های درمانی سعی بر این گردید که با استفاده از نرم افزارهای مدلساز قبل از اجرای هرگونه طرح کنترلی و صرف هزینه های گزاف در ابتدا راهکارهای کنترلی مورد نظر وارد مدل گردد و پس از پیش بینی و محاسبه نتایج توسط مدل بهترین و موثر ترین راهکار کنترلی جهت اجرا انتخاب و اجرا گردد. بلوورها و کمپرسورهای واقع در ساختمان تامین هوای فشرده کارخانه تغلیظ ۲ مهمترین منابع تولید آلودگی صوتی محوطه اطراف این ساختمان می باشد. این واحد که وظیفه تامین هوای فشرده را بر عهده دارد دارای ۱۲ بلوور (۶ بلوور بزرگ و ۶ بلوور کوچک ) است که معمولا"۲ بلوور بزرگ و ۲ بلوور کوچک در مدار می باشند. از مجموع سه کمپرسور معمولا نیز یکی از آنها در مدار می باشد. برای تامین هوای این بلوورها که در داخل ساختمان قرار دارند پنجره های متعددی با ابعاد از ۱۵ متر مربع تا ۰.۵ متر مربع بر روی ضلع جنوبی این ساختمان تعبیه گردیده است که این پنجره ها سبب می شود صدای تولیدی توسط بلوورها بدون هیچ مانعی به محوطه خارج نشت گردد. همچنین وجود حداقل ۳ خروجی هوا (BLOW OFF) در ضلع جنوبی و غربی ساختمان بلوورها سبب شده است که در اثر خروج هوای با سرعت زیاد. پدیده جت نویز ایجاد شده و صدای با تراز بسیار زیادی در محوطه خارج تولید گردد (شکل شماره یک)
همانگونه که در تصویر فوق (شکل ۱) مشاهده می گردد منابع تولید صدا که همان پنجره های ورود هوا به ساختمان و لوله های ونت خروج هوا می باشند بصورت مستقیم ساختمانهای اداری نظیر دفاتر سرپرست کارخانه مولیبدن . کارگاه تعمیرات مولیبدن و حتی دفاتر ساختمان اداری تغلیظ ۲ را در معرض صدا قرار داده اند. علاوه بر آن این منابع سبب ایجاد آلودگی صوتی در منطقه وسیعی از محوطه باز شده اند
مواد و روشها
از آنجا که هدف از این فعالیت تعیین وضعیت آلودگی صوتی محوطه مذکور و ارائه بهترین راهکار کنترلی می باشد لذا مراحل زیر بطور متعاقب اجرا گردید.
اندازه گیری شدت صدای منابع
در این قسمت با استفاده از تجهیزات SOUND INTENSITY تراز شدت صدای منابع آلودگی صوتی اعم از پنجره های ورود هوا و لوله های ونت خروجی هوا اندازه گیری گردید. از آنجا که پنجره های ورودی هوادارای سطح بسیار وسیعی می باشند لذا برای تعیین میزان توان صدای تولیدی لازم بود که سطح هریک از پنجره ها بوسیله پروب شدت صدا جاروب شده و کل انرژی گسیل شده از سطح آن محاسبه گردد ۲و۳] که این فرآیند برای تک تک پنجره ها صورت پذیرفت. قابل ذکر است که در صورت عدم دسترسی به سیستم و پروب SOUND INTENSITY امکان اندازه گیری صحیح از توان صدای این پنجره ها نبود چرا که به علت بزرگ بودن سطح منبع صدا ( پنجره) چنانچه می خواستیم با دستگاه صدا سنج (Spl) این کار را انجام دهیم باید فاصله ای حداقل معادل ۴ متر از پنجره ها رعایت شود و حال آنکه در این فاصله صدای ناشی از منابع دیگر امکان تعیین تراز توان صدای آن پنجره خاص را نمی داد. در این مرحله همچنین اندازه گیری توان صدای خروجیهای هوا و پنجره های بالائی ساختمان بلورها صورت پذیرفت که نتایج آن در نمودار شماره ۱ و ۲ ارائه شده است.
تهیه نقشه با مقیاس از محل
در این مرحله با حضور در محل ابتدا نقطه ای به عنوان مبدا مختصات انتخاب و سپس با انجام اندازه گیری فاصله ها، نقشه های دو بعدی با مقیاس صحیح از محل تهیه گردید. در این فعالیت همچنین ارتفاع ساختمانها، موانع و منابع آلودگی صوتی نیزاندازه گیری گردید.
SOUND PLAN نرم افزار
این نرم افزار قویترین نرم افزار مدلساز آلودگی صوتی است که به منظور بررسی و مدلسازی آلودگی صوتی در محیطهای صنعتی اعم از داخل و خارج ساختمانها مورد استفاده قرار می گیرد. این نرم افزار علاوه بر دارا بودن قابلیتهای مدلسازی و پیش بینی دارای ابزارهای بسیار مفیدی برای اعمال روشهای کنترل و کاهش آلودگی صوتی می باشد. از قابلیتهای این نرم افزار میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- دقت و سرعت محاسبات بسیار بالا
- قابلیت ورود تعداد نامحدود موانع و منابع
- دارای بانک اطلاعات بسیار جامع از منابع تولید آلودگی صوتی
- امکان ورود اطلاعات هواشناسی و توپو گرافی و استفاده در محاسبات
- تغییر در مشخصات موانع متعدد بطور همزمان
- نمایشهای متعدد برای مشخصات هر منبع یا مانع
- امکان حرکت در طول یک منبع خطی و بررسی و تغییر مشخصات آن در قسمتهای مختلف
- امکان تقسیم بندی هر منبع و هر مانع و تعریف مشخصات متفاوت برای هر قسمت - امکان تشخیص سهم هر یک از منابع در میزان آلودگی صوتی در نقاط دریافت کننده - امکان اجرای راهکارهای کنترلی و بررسی نتایج آنها در میزان انتشار آلودگی و در نهایت انتخاب بهترین راهکار کنترلی در مدل 4
ساخت مدل فیزیکی از محل
با در اختیار داشتن نرم افزار تخصصی مدلساز آلودگی صوتی SOUND PLAN که در بالا بدان اشاره گردید امکان ساخت و مدل نمودن چگونگی انتشار آلودگی های صوتی چه در محیط خارج و چه در داخل سالنهای خط تولید مقدور می باشد . در این مرحله ابتدا نقشه تهیه شده در قسمت قبل بصورت back ground وارد مدل گردید و مختصات فضای کلی تعریف گردید. سپس با استفاده از اطلاعات مربوط به مختصات منابع و موانع پارامترهای آنها در مدل تعریف گردید که برای موانع شامل مختصات سه بعدی ، ضریب انعکاسی صدا توسط دیوارها و ضریب جذب صدا توسط زمین می باشد. این پارامترها برای منابع عبارتند از: مختصات سه بعدی . نوع منبع، وابستگی به ساختمان ، تراز توان صدای تولید در باند 3٪ اکتاو و مدت زمان انتشار صدا [۴]. پس از تعیین دقیق پارامترهای موانع و منابعی که برروی تولید و انتشار امواج صوتی تاثیر می گذارند، دریافت کننده های صدا ( ReceiveTS) در مدل تعریف شدند. این دریافت کننده ها در سه نوع زیر برای این مدل تعیین
گردیدند.
دریافت کننده های Facade
این نوع دریافت کننده، تراز صدا را در پشت دیوار هر ساختمان نشان می دهد و بیان می کند که چه مقدار صدا دقیقا"در پشت پنجره، درب و یا دیوار هر ساختمان قرار دارد.
دریافت کننده های نقطه ای
این دریافت کننده نشانگر تراز صدا در هر نقطه ای که آنها را قرار دهیم می باشند.
دریافت کننده های سطحی (grid)
این دریافت کننده بیانگر توزیع صدا در سطح مورد استفاده می باشند و در واقع نقشه های کانتور بندی صدا با استفاده از این دریافت کننده ها بدست می آیند.
اجرای مدل و تهیه جداول و نقشه های نتایج
پس از ورود کلیه اطلاعات مورد نیاز در نرم افزار مدلساز فرآیند اجرا صورت گرفت. در این مرحله ۳ نوع فورمت برای خروجی های مدل تعریف شد که به شرح زیر می باشند.
جداول نتایج در دریافت کننده ها
این نوع محاسبه دارای خروجی از نوع جدول است که تر از صدا را در دریافت کننده های FECADE و نقطه ای ارائه می نماید. در این فرمت از خروجی محاسبات مدل امکان تعریف گزارشهای گوناگونی همچون طیف فرکانسی صدا دردریافت کننده، سهم هر ساعت از ۲۴ ساعت، تراز صدا در روز و شب، مقایسه تراز صدا با حدود استاندارد و... وجود دارد.
نقشه های کنتور بندی صدا
این نوع خروجی در واقع نقشه های توزیع صدا در دوره های زمانی قابل تعریف و ترازهای مختلف همچون LN . LD LmaX , Leq , و ... می باشد .این نقشه محدوده های مختلفی از صدا را برای منطقه مورد بررسی با استفاده از رنگهای متنوع نشان می دهند و به عنوان گویاترین و کاربردی ترین ابزار این مدل می باشند.
نقشه های سطح مقطع
این نقشه ها نیز که از تکنیک نقشه های کانتور بندی استفاده می کنند، تراز صدا را در سطح مقطعی از یک نقطه به نقطه ܝܕܝܼܥܵ܂ نشان می دهند. در این نقشه ها امکان تعیین سطح صدا در ارتفاعهای مختلف وجود دارد و در واقع صفحه ای که در این نقشه ها ارائه می شود دارای ابعاد ارتفاعی می باشد. این نقشه ها برای بررسی تغییرات صدا از یک نقطه به نقطه دیگر و تاثیر موانع و منابع در این مسیر بسیار مفید می باشند.
نتایج و بحث
پس از محاسبه مدل نتایج در چهار حالت زیر شامل نقشه ها و جداول بدست آمد.
