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第第4 4章章 噪声控制噪声控制1 1一、教学目的一、教学目的 掌握噪音的评价方法，了解噪音允许标准。掌握噪音的评价方法，了解噪音允许标准。掌握城市噪音的控制原则和方法。掌握吸音减噪掌握城市噪音的控制原则和方法。掌握吸音减噪的源利和方法。的源利和方法。二、学时安排二、学时安排总学时：总学时：6学时学时学时分配：学生预习讲授学时分配：学生预习讲授1，课堂讲授、讨论课堂讲授、讨论3 室外实验室外实验22 2三、教学方法三、教学方法1、本章开始前学生先预习，并写预习报告，、本章开始前学生先预习，并写预习报告，该预习报告安排在寒假期间结合调研写。该预习报告安排在寒假期间结合调研写。2、第一堂课抽部分学生讲授预习内容，、第一堂课抽部分学生讲授预习内容，3、课堂讨论和老师讲授。、课堂讨论和老师讲授。4、现场实验、调研、现场实验、调研5、写城市环境调研、实验、课程知识综述综、写城市环境调研、实验、课程知识综述综 合报告。合报告。3 3四、知识要点四、知识要点1、噪音评价指标；、噪音评价指标；2、噪音允许标准；、噪音允许标准；3、城市噪音控制原则和方法；、城市噪音控制原则和方法；4、吸音减噪源利和方法。、吸音减噪源利和方法。4 4一噪声1、定义不需要的声音声音的相对性2、特点：一般噪声难听入耳，具有连续谱二、噪声的危害1、对听觉的损害耳聋听力损失在25dB以上噪声性耳聋1）暂时性耳聋暂时性的听阈上移2）永久性耳聋：永久性的听阈上移3）暴振性耳聋：突然暴露在强声刺激下，引起听阈上移第1节噪声的危害5 52、引起各种疾病 心血管系统，心跳加快，心律不齐，血 管痉挛中枢神经系统 心动过速，高血压，头昏痛消化系统 胃肠道蠕动改变，溃疡病率 增大3、影响正常工作与休息 4、降低工作效率陶渊明：结庐在人境，而无车马喧李清照:“起来敛衣坐，掩耳厌喧哗”6 6一、评价指标1、稳态噪声评价指标 1）A声级 LA 2）噪声评价数 NR(N)a 定义：将噪声的倍频带频谱与一系列标准曲线（ISO标准）相比较所得到的结果。b 特点：一组按倍频程声压级由低频到高频逐渐下 降的倾斜曲线。曲线上1KHz的声压级作为NR数。第2节噪声控制标准7 7C确定噪音评价数NR的方法:先测量待测噪音各个倍频带（638KHz）带声压级并画成频谱曲线，再把噪音频谱曲线迭合在NR曲线上，以频谱与NR曲线相切的最高NR值，代表该噪音的噪音评价数N一般情况下NR=LA-5D确定噪声标准例：如果标准规定噪声的NR数不能超过25dB，则是说1kHz的噪音不能超过25dB，其它频率噪其它频率噪 声的允许值不能超过声的允许值不能超过NR25曲线上的值。曲线上的值。8 89 9 1）等效声级Leq a 定义：非稳态噪声，在一段时间范围内LA的能量平均值。测量一般均为A声级，故常以Leq（A）表示。b 计算：有限个能量平均2、非稳态噪声评价 1010 2）统计声级（累计百分比声级）LN a 定义:在测量时间内，N%都超过的声级。L90:90%的时间都超过的声级 L50：50%的时间都超过的声级 L10:10%的时间都超过的声级 超过 指某值 如为100个数 L10指从大到小第10个 L50指从大到小第50个 L90指从大到小第90个1111 3 3）昼夜等效声级）昼夜等效声级LdnLdn 评价环境噪声时使用，故用评价环境噪声时使用，故用A A声级声级2424小时测小时测 量，按夜间影响大，将夜间加量，按夜间影响大，将夜间加1010dBdB计权值。计权值。Ld:7Ld:7：0022 0022：00 00 白天的等效声级白天的等效声级 LnLn：22 22：007007：00 00 夜间的等效声级夜间的等效声级 1212 二、工业企业噪声标准二、工业企业噪声标准 A A 工业企业噪声卫生标准工业企业噪声卫生标准 1 1、依据、依据 1 1）耳聋与噪声的统计（按）耳聋与噪声的统计（按8 8小时）小时）8585dBA 30dBA 30年年 发生耳聋发生耳聋 8%8%90 90dBA 30dBA 30年年 20%20%95 95dBA 30dBA 30年年 30%30%70 70dBA dBA 长期也不会引起耳聋长期也不会引起耳聋 2 2）听力损失按等能量刺激）听力损失按等能量刺激 13132、标准标准（车间内卫生标准）（车间内卫生标准）每天工作8小时，允许连续噪声级为90dB(A)；在高噪声环境连续工作时间减半，允许噪声级提高3dB(A)。在任何情况下均不得超过115dB(A)。1414工业企业厂界噪声标准工业企业厂界噪声标准 1 1）测量方法）测量方法测点：测点：法定厂界外法定厂界外1 1m m处，高度处，高度1.21.2m m的噪声敏感的噪声敏感 处。或相邻居室中央。处。或相邻居室中央。时间：稳态噪声测时间：稳态噪声测1 1分钟周期性噪声：分钟周期性噪声：测一个周期测一个周期 非稳态非周期噪声：非稳态非周期噪声：测整个工作时间的等测整个工作时间的等 效声级。效声级。15152)标准标准 昼昼 夜夜以居住、文教机关为主的区域以居住、文教机关为主的区域 55 45 居住、商业、工业混杂及商业中心区居住、商业、工业混杂及商业中心区 60 50 工业区工业区 65 55 交通干线道路两侧交通干线道路两侧 70 551616三、GB3096-93 城市区域环境噪声标准（Leq:dB）昼 夜特别安静区，如疗养院、高级别墅区特别安静区，如疗养院、高级别墅区 50 40 居住、文教区 55 45 居住、商业、工业混合 区 60 50 工业区 65 55 道路两侧 70 55 1717四、其他规范GBJ118-88民用建筑隔声设计规范GBJ87-85 工业企业噪声控制设计规范GBJ12523-90 建筑施工场界噪声限值GB12525-90 铁路边界噪声限值及其测量方法GB9660-80 机场周围飞机噪声环境标准工业企业噪声卫生标准其它的建筑设计规范中，也有一些关于噪声限值的条文。18183-1 城市噪声源一、交通噪声1、声源：街道、立交桥、公路、高速公路、铁路、地铁、轻轨、航运、航空噪声2、特点：1）活动噪声 2）对城市影响大，难控制，在城市噪声 源中所占比重4050%3、评价：A声级的LN、Leq第第3 3节节 城市噪声控制城市噪声控制1919二、工业噪声1、声源：各类工业设备。以重工业如冶金、机械 为主，工业强噪声源较多2、危害：1）主要受害者是工人，常见职业性耳聋。2）规划或位置不当，对相邻学校、居民 影响大3、特点：1）噪声源固定 2）声源影响时间长，连续。夜间危害加 强。4、评价 A声级的LN、Leq2020三、建设噪声1、声源 搅拌机、打桩机、振动棒、建筑材料和建筑垃圾运输2、危害：建筑工人、工地周围机关或住宅3、特点：1)暂时性与永久性 相对于工地的区域是 暂时的，对城市或地区是永久的。2）噪声大，露天作业，影响大4、评价 A声级的LN、Leq2121四、社会噪声1、声源：商业活动、人群活动、语言、社会宣 传广播）、家用电器2、危害：与其相邻的居民3、特点：声源数量大，无规分布，在某些局部 是主要噪声源4、评价：A声级的LN、Leq22223-2 城市噪声控制一、处理原则：1、综合性问题 城市是地区政治、经济、文化中心，必然是工 业、交通、商业、机关、居住的集中地。普遍 存在各种噪声源。其噪声控制是综合性问题，应是全面的治理。23232、控制原则、控制原则声源声源途径途径接受接受1）、控制声源2）、传播途径控制（1）、隔声（2）、吸声（3）、隔振，消声（4）、合理分区，合理规划设计、避开噪声源。3）、护耳器24243、事先考虑 任何噪声的可能出现，应在计划实施之前加以 考虑，才是有效与经济的。它可以不用或减小投资。事后的治理可能是经济的极大浪费或者是无法根治的。4、措施效果的评价1）总体布局，平面的合理规划设计 10 40dB2）隔声处理 10 50dB3）消声处理 10 50dB4）吸声减噪 10dB2525二、噪声管理1、立法 立法制订各种“标准”，“管理条例”等。从法律上 保证，确认适合公民生活与工作的声环境。法律制订后，对噪声污染的控制起了很大的作 用，促进了噪声控制与环境声学的发展。1）制定标准 2）制订管理条例2、执法管理 1）地方政府明确划分了各类地区环境噪声类别 2）各级环保机构，长期进行监测，严格执法。2626三、噪声控制原理性措施1.距离降噪2.声源降噪3.规划降噪4.屏障隔噪5.绿化吸噪6.吸声减噪7.接收隔噪2727四 规划、建筑具体方法和措施 1、城市规模控制城市噪声与城市人口数量间有定量关系Lb=2227+10lg:人口密度（人/km2），控制城市人口密度其降噪效果十分明显，同时也能解决交通、商业、工业过于集中问题。28282、区域规划工业区：a 远离住宅集中区 b 间以防护带，绿地等 c 间以商业区 d 工业区、厂区内部布局高噪声源远 离生活区，保证区界、厂界噪声达标 e 低噪声如电子工业可进入混合区2929商业区 a 主要商业区应集中 b 可置于工业区与居住区之间居住区应相 对集中布置，安静区：完全脱离城市主 要噪声源干扰范围。30303、道路规划 1）铁路、交通主干道不穿过住宅及文教区 2）市区主干道不宜过密。干道间，两旁可布 置为商业区，文化生活设施，公共建筑。3）道路立体交叉，车流通畅 4）地下运输系统31314、建筑布局1）、建筑物的位置选择 医院、学校、住宅选址十分重要，对于工 厂企业，亦要考虑2）、建筑群体的布局 群体的布局应防止噪声；楼房间的来回反 射、封闭、形成声通道。32324 4、建筑布局、建筑布局1 1）、建筑物的位置选择）、建筑物的位置选择 医院、学校、住宅选址十分重要，对于工医院、学校、住宅选址十分重要，对于工 厂企业，亦要考虑厂企业，亦要考虑2 2）、建筑群体的布局）、建筑群体的布局 群体的布局应防止噪声；楼房间的来回反群体的布局应防止噪声；楼房间的来回反 射、封闭、形成声通道。射、封闭、形成声通道。33335、屏障绿化：1）地形利用，土丘、下凹形成声屏障。2）路旁隔声屏障。3）绿化。30米立体绿化带仅-5dB降噪量。作业：查阅相关资料，自由论述规划、建筑设 计各环节中如何进行噪声控制，并举 例。建筑声环境清华大学秦佑国王炳磷 著 P1343434353536363737383839394040室内噪声控制问题的提出：1、室外噪声控制仅能达到对声环境的最低要求。而 更安静的要求则需要采取进一步的措施。2、室内可能存在各种噪声源。解决原则1、控制声源2、隔振（减振），隔声、消声、吸声4141一、原理与效果室内吸音减噪室内吸音减噪吸音原理吸音原理：降低混响声声压级吸音减噪量吸音减噪量：Lp=10lgA1/A2Lp室内两种吸音条件的混响声声压级差值；A1室内原有条件的总吸音量；A2室内增加吸音材料后的总吸声量。第第4节节 吸声减噪吸声减噪4242吸声减噪用途：1）、在走道、休息厅、门厅等交通和联系空间，结合建筑装饰适当使用吸声材料。将吸声材料布置在走道的顶棚及侧墙的墙裙以上。2）、在房间的顶棚、墙面、和地面布置吸声材料或在空间中悬挂空间吸声体，是降低室内噪音的有效方法。降噪效果10dB左右。4343 二、吸声处理原则二、吸声处理原则 例：设15*6*3米的车间原内表面=0.03，机器与人的吸声量为7.2m2。a 试问天棚用=0.7的材料处理后，混响声场区域可降噪多少分贝？b 若处理前=0.23，天棚用=0.9的材料处理后，其降噪效果又如何？4444解：a1）处理前 A1=（15x6+15x3+6x3）x2x0.03=9.18m2 A=A1+A人机=9.18+7.2=16.38m2 （总吸声量）2）处理后 天棚A增量 A=15x6x（0.7-0.03）=60.3m2 A=16.38+60.3=76.68m2 （总吸声量）Lp=10lg(A/A)=10lg(76.68/16.38)=10lg4.68=6.7dB4545b 1）处理前 A1=S总=70.38m2 A=A1+A人机=70.38+7.2=77.58m2 2）处理后 天棚A增量 A=156（0.9-0.23）=60.3m2 A=77.58+60.3=137.88m2Lp=10lg(A/A)=10lg(137.88/77.58)=10lg1.8=2.5dB4646两种状况下吸声量的绝对值增值均为60.3m2，但后者降噪效果较前者差4.2dB4747意义：吸声降噪的效果：与吸声处理后与处理前总吸声量的比值有关，而不由吸声值变化量的差值所决定。吸声量变化的比例大降噪明显吸声量变化的比例小效果甚微4848吸声处理原则：吸声处理原则：1、声源与被干扰处于同一空间下，否则可用、声源与被干扰处于同一空间下，否则可用 其他手段。其他手段。2、处理前房间的平均吸声系数小，其值在、处理前房间的平均吸声系数小，其值在 0.030.05间，或总吸声量占房间面积间，或总吸声量占房间面积 的的3%5%，吸声减噪可有明显效果。，吸声减噪可有明显效果。3、吸声改造后，、吸声改造后，增大到增大到0.5（或总吸声量（或总吸声量 为总面积的为总面积的50%），即可超过此限度不再），即可超过此限度不再 有明显的效果，特别不经济。有明显的效果，特别不经济。4、取得明显效果，前后吸声量变化为、取得明显效果，前后吸声量变化为310 倍，其相应减噪量约为倍，其相应减噪量约为510dB。494950505151三、设计步骤三、设计步骤1、由噪声频谱特性，确定主要吸声频带。2、调查或测量，室内现有各频带吸声量的大小，（或用开窗面积估计占总面积的比例），判断吸声 减噪可行性。3、根据要求及室内状况，确定降噪量Lp。一般小 于10dB。52524、由原，总面积与Lp，求出处理后的A，及需要增加吸声材料的部位A=A-A。5、根据可设置吸声材料的部位，面积，噪声峰值 的频率，确定吸声材料的所需最小（各频 带）。6、选择满足各频带，值的吸声材料或构造。5353讨论：1、对频率高的噪声降噪效果好2、升高屏障提高降噪量3、最大降噪量小于24dB4、近屏障效果好5、若不是无限长，两边有绕射5454第节 气流消声噪声原因：气流源有噪声、湍流形成噪声、管壁振动一、消声器及其评价1、消声器，可让气流通过，又能降低气流噪声的装置。2、评价：1）消声效果：插入损失：安装消声器前后，空气某一点的声压级差值LIT=Lp1-Lp2Lp1:未插入消声器前测量值Lp2：安装消声器的测量值特点：测量方法简便，可在现场进行，测试受环境、噪声影响响度。2）消声效率：消声指数：单位当量长度，单位横截面的消声值。5555二、消声器的种类及原理（能够消除噪声又能让气流通过的装置）1、阻性消声器1）定义：依靠消声器内部布置的多孔材料达到减弱噪声的 消声器。2）原理：声波从多孔材料表面通过时，材料的声阻抗与声 波相互作用，使声波衰减，消衰声能。声激发材料骨架及孔隙内空气振动，部分声能转化为热能。3）分类：管式、片式、折板类4）特点：a 中高频消声效果好，消声频带宽。b 消声量大 c 制作简单 d 低频效果差 e高温、高湿、粉尘、油污环境不宜。5656、抗性消声器）定义：利用消声器内部截面积变化，共振腔、旁支管等方法，使管中声阻抗变化，产生声能反射，或被消耗的消声器。）分类、阻抗复合式）阻性与抗性消声器的组合普通型特点：利用阻性与抗性的各类基本单元，加以叠加，消声频 带宽，消声量大）、微穿孔板消声器原理：利用微穿孔板具有阻性与抗性的声学特性，达到吸声 目的。575758585959三、使用进回风管必须安装消声器房间之间要安装隔音消声器注意避免刚性连接60606161第7节 隔振振动危害：振动破坏建筑、设备振动使正常工作、高精度的测量加工无法进行振动的传播将伴随噪声的传播。一、隔振的类别与评价、类别）积极隔振：减小振源处振动向外界的传递。如：空调机、通风机等设备机座）消极隔振：减小外界振动影响设备或环境。如：精密仪器、声学实验室、录音棚等的基础隔振6262、评价）传递率：传到基础式结构层上的振动力 ：振动源上的振动力/d ：传到物体设备上的振幅 ：基础或支撑物上的振幅）隔振频率：=(1-T)100%）振动衰减量：LN20lg(1/T)dB(注意：0.01=99%LN40dB)6363二、隔振原理、传递率：干扰力的频率：隔振系统的固有频率：阻尼比：临界阻尼：被移动的物体回到原有位置而无振荡的最小 阻尼。6464、讨论：与f/f0，的取值关系）0f/f021/2 T1 振动完全传递，且放大，当f/f0时，取得极大值）f/f021/2 T1 即1.42 f0时，振动传递减弱，隔振有效）对的影响f/f021/2（失效范围）增大，减小，即增大可有效降低共振时的振幅，控制共振。f/f021/2（有效范围）减小，减小，即减小阻尼使振动传递减弱，但 较小时，变化不大。6565、结论 固有频率f0越小越好。隔振系统的设置应使系统的固有频率远小于外界的干扰频率，可明显减弱振动的传递。机器的振动频率大于1.414 f0时，才会有隔振作用。c 机器的振动频率小于1.414 f0时，完全不会有隔振作用。6666三、隔振器种类、金属弹簧特点：优：承载压力大，对环境要求低压缩量范围大。10100mm低频隔振效果好参数准确，加工方便缺：阻尼过小（0.01），共振时大高频振动短路，失效水平易晃动）应用：大型设备隔振，声学实验室隔振）改进：并联阻尼器、串联阻尼器67676868、橡胶 ）特点：阻尼比高，减弱共振影响 形式多样，易制作 ）缺点：温度影响大、易老化。）应用：一般机器隔振小型精密仪器隔振 改进：与钢件结合制成隔振器。6969、软木）特点：质轻，又一定弹性阻尼比约0.080.12 对冲击隔振，较高频率有利 怕潮湿，易腐烂、变质硬结）应用：机器隔振或辅助隔振器）改进：防潮、防腐处理四、质量块安装作用：降低系统的固有频率。吸收振动能量，减小振幅 c 降低重心，提高系统的稳定性五、隔振综合处理 1、积极隔振与消极隔振共用 2、避免刚性连接。7070