摘 要：通过对国内外文献的研究，文章对噪声的产生原因及控制噪声方法进行了阐述，结合现有变电站噪声控制方法，论述了当前主流降噪吸声材料对噪声的治理效果，变电站噪声具有低频特性，文章提出采用无机多孔材料-多孔混凝土来解决变电站噪声超标问题，无机多孔材料所具有的优良的导热性、耐久性、节能环保以及低频吸声性能使其成为变电站土建工程中理想的防治噪声材料。
关键词：变电站；噪声；无机多孔材料；多孔混凝土
中图分类号：TB383 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）34-0148-02
引言
无机多孔材料是一类富含孔结构的材料，它具有较大的比表面积、低密度、低热导率、高孔隙率等特点。无机多孔材料广泛应用于我们的日常生活中，对我们产生了极大的直接和间接的影响。无机多孔材料孔道的形状、体积大小以及尺寸的分布直接影响着该材料在特定应用中所具备的能力。近年来有序无机多孔材料被发现具有着卓越应用性能，具有均匀大小孔道，均匀形状及均匀体积的无机多孔材料正在大量制备。同时，随着材料科技技术的发展，人们对无机多孔材料的工程应用提出了更高要求，研发无机多孔材料的更多应用己成为科研工作者的重要任务，无机多孔材料的混合应用和功能化为此提供了更多发展机会。
变电站是输变电工程中的重要组成部分之一，在电网正常运行中起着重大作用，在城市建设日新月异的今天，城市高层建筑越来越多，变电站与居民区也日益靠近，而变电站产生的噪声也将影响着市民的日常生活。噪声对居民的是全身性的，尤其对人体的神经及听力系统。这些影响的早期影响是轻微性的改变，但是如果长期接触剧烈的噪声，将会引发病理性疾病。此外，办公作业场所中的噪声还会干扰人们的沟通，降低工作效率，或者引起不必要的事故。
1 主要的噪声防治方法
目前防治噪声有三种方式，分别从声源处、传播途径及受众处[1]。
（1）控制声源。降低声源噪声，工业、运输可以使用低噪声生产设备，改善生产过程，或改变噪声源运动（如阻尼，振动等措施，减少固体的振动）。
（2）以噪声传输的方式进行控制。（在传输过程中）来控制噪声的扩散，改变声源已经发出的噪声传播，如使用吸音、噪声隔音屏障、隔振、种树等措施，以及城市的理性规划和建筑布局。
（3）削弱人耳中的噪音。声音或器官的声音、声源和传播手段不能采取措施，或者声音措施仍然无法达到预期的效果，有必要让人或器官采取保护措施，如长期职业噪音暴露工人可以戴耳塞、耳罩或头盔等耳罩。
2 变电站降噪用吸声材料及其性能概述
吸声材料就是可以把声能转化为其他形式的材料。按照其吸声原理大致可以分为多孔吸声材料和共振结构两大类。
构造特征为材料内部应有大量的微孔和间隙，而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。材料内部的微孔应该是互相贯通的，而不是密闭的，单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用。微孔向外敞开，使声波易于进入微孔内。吸声特性主要是高频，影响吸声性能的因素主要是材料的流阻，孔隙，结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。
根据建筑材料的设计要求和吸声材料的特点，进行材质、造型等方面的选择和设计。建筑上常用的吸声材料有泡沫塑料、脲醛泡沫塑料、工业毛毡、泡沫玻璃、玻璃棉、矿渣棉、沥青矿渣棉、水泥膨胀珍珠岩板、石膏砂浆（掺水泥和玻璃纤维）、水泥砂浆、砖（清水墙面）、软木板等，每一种吸声材料对其厚度、容重、各频率下的吸声系数及安装情况都有要求，应执行相应的规范。建筑上应用的吸声材料一定要考虑安装效果。在建筑物内安装吸声材料，应尽量装在最容易接触声波和反射次数多的表面上，也要考虑分布的均匀性，不必都集中在天棚和墙壁上。大多数吸声材料强度较低，除安装操作时要注意之外，还应考虑防水、防腐、防蛀等问题。尽可能使用吸声系数高的材料，以便使用较少的材料达到较好的效果。
用作吸声材料的材质应尽量选用不易燃、不易虫蛀发霉、耐污染、吸湿性低的材料。由于材料的多孔性容易吸湿、尺寸易发生变形，所以安装时要注意膨胀问题。吸声材料都是装于建筑物的表面。因此，在设计造型与安装时均应考虑到它与建筑物的协调性和装饰性。使用装饰涂料时注意不要将细孔堵塞，以免降低吸声效果。多孔性材料有的是用作吸声材料，页面的名称相同-多孔材料，但是在气孔特征上则完全不同。保温材料要求具有封闭的不相互连通的气孔，而吸声材料则要求具有相互开放连通的气孔，这种气孔越多吸声效果越好，与此相反，其保温隔热效果越差。
3 无机多孔材料
天然无机多孔材料在硅藻土和分子筛（沸石）中最具代表性。人造多孔材料是单组分和多组分，以不同的方式使用。根据其孔结构规则可分为：（1）无机多孔材料的不规则孔结构，如活性炭材料，多孔陶瓷材料，大孔二氧化硅和多孔氧化铝；（2）无机多孔材料如微孔分子筛材料（硅铝酸盐，磷酸盐，锗酸盐），介孔分子筛材料，杂化金属有机骨架材料等常规孔结构[2]。具有规则孔结构的无机多孔材料在工业选择催化，主机和客户组装，光电子等高科技领域具有良好的应用前景，引起了人们对该材料研究的极大兴趣。针对考虑孔结构的規律，确定孔径，将规则形状和规则形状的无机多孔材料根据其孔径分类，包括微孔材料（2nm
多孔材料的制备工艺更复杂，技术条件更好。根据前面分析的特点，可控孔的多孔材料具有无序孔多孔材料的许多性质。随着新技术的发展，多孔材料的制备可以更加成熟，将成为多孔材料科学未来的发展趋势。
4 多孔混凝土
4.1 机理概述
多孔混凝土吸声机理有：粘性吸声，介质传导吸声，分子松弛吸收。在多孔混凝土中存在许多细小的互连孔，因为声波是一种机械波，当它传播到材料的表面时，原理是声波振动相邻的振动颗粒，相邻的颗粒转动振动通过相邻的颗粒，使空气不容易被孔壁的影响而移动。从流体力学原理可以看出，空气流速在孔中有一个梯度，这将不可避免地产生粘性效应。对于吸音材料，积累微孔，能量消耗达到吸声目的。
4.2 吸声机理的影响因素
在相同粒度的条件下，相同的分级，随着材料的降低，多孔混凝土产品的吸声性能大大提高。这是因为刚性壁无机多孔吸声材料，孔径、孔隙率、气流阻力和结构因素是影响材料吸音性能的关键因素。当阻力小时材料中的空气流动，所以声波损失低，吸声效果差，吸音效果不理想，材料流动阻力应具有最佳值，基于多孔吸声材料本身，流动阻力大，材料密度降低，孔隙率增加，流动阻力降低，減少材料表面的反射，材料的声波传播增加并且自然地提高了吸音效果。
在潮湿状态下，不添加疏水剂，材料几乎没有吸声特性；若加入硅氧烷疏水剂，在相同的湿润条件下，减少吸音性能的材料性能下降，并与疏水剂的吸音性能降低，当疏水剂用量为5%时，吸音与干燥状态相比，性能不是很大。这是因为声波在水中的传播远远小于空气中的损失。
在多孔混凝土的60mm后腔中，材料的低频吸声性能得到改善。吸音的材料损失由不受频率影响的声阻决定，声阻和频率是材料的频率特性之间的关系函数。如果声阻和声阻比大，则材料的频率是高选择性的。
4.3 对多孔混凝土应用的结论
对于多孔混凝土块体的容重越小，则其吸声性能越好，只是因为容重越小，块体内部的孔道越多，消耗声波越多；多孔混凝土骨料粒径较小时产品获得最佳吸声效果；空腔后面相当于增加材料的厚度，在多孔混凝土中加入憎水剂可提高其吸声性能，当掺入量为6%时，提升最大。这对于室外环境的多孔混凝土吸声材料来说，这是非常有意义的。
5 展望
我国将多孔混凝土应用于隔音降噪领域还属于新兴研究，更多的工程应用和性能探究还有很大空间。目前有将泡沫混凝土用于高速公路的声屏障，取得了良好的治理效果。但与其他无机多孔吸声材料缺乏直观的指标对比，例如多孔混凝土的无规吸音系数需要进行相关测试，但是多孔无机材料的优越性能是毋庸置疑的。多孔混凝土在变电站的更多的工程应用还有待发掘。相信随着科研工作的深入和生产制备技术的成熟，多孔混凝土隔音块会有广阔的前景和广泛的应用。
参考文献：
[1]马晓光，等.变电站降噪吸声材料研究进展[J].广州化工，2016（6）.
[2]王晓芳.无机多孔材料的制备及功能化研究[D].吉林大学，2012（12）.
[3]李应权，徐洛屹，扈士凯，等.聚合物水泥泡沫保温材料的研究[J].新型建筑材料，2010，37（2）：29-33.
