第十二章 声学环境保护.ppt

《第十二章 声学环境保护.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二章 声学环境保护.ppt（73页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十二章 声学环境保护第一节第一节 概述概述噪声及噪声污染的特点噪声及噪声污染的特点 噪声：凡是干扰人们的休息、学习和噪声：凡是干扰人们的休息、学习和工作，即不需要的声音为噪声。工作，即不需要的声音为噪声。噪声污染：当噪声超过人们的生活和噪声污染：当噪声超过人们的生活和生产活动所能容许的程度，就形成了噪声生产活动所能容许的程度，就形成了噪声污染。污染。特点：局限性和没有后效，属物理污特点：局限性和没有后效，属物理污染染环境噪声的分类交通噪声工业噪声施工噪声社交活动噪声噪声污染的危害 对听力的损伤对听力的损伤 从表中可以看出，从表中可以看出，80dB80dB以下工作不致耳聋，以下工作不致耳聋，8

2、0dB80dB以上，每增以上，每增5dB5dB噪声发病率增加噪声发病率增加10%10%。对睡眠的干扰40dB的连续噪声可使的连续噪声可使10的人睡眠受到的人睡眠受到影响；影响；70dB的连续噪声可使的连续噪声可使50的人受的人受到影响；到影响；40dB的突发性噪声可使的突发性噪声可使10的人惊醒，的人惊醒，到到60dB时，可使时，可使70的人惊醒。的人惊醒。对人体的生理影响一些工业噪声调查资料显示，在高噪声条件下工作的人，高血压、动脉硬化和冠心病的发病率比低噪声条件下工作的人要高23倍。通过人和动物实验都表明，在80dB环境下，肠蠕动要减少37%，随之而来的是胀气和肠胃不适。对交谈和通讯联络的

3、干扰对仪器设备和建筑结构的危害对仪器设备和建筑结构的危害当噪声级超过当噪声级超过当噪声级超过当噪声级超过135dB135dB时，电子仪器的连接部位时，电子仪器的连接部位时，电子仪器的连接部位时，电子仪器的连接部位会出现错动，引线产生抖动，微调元件发生偏会出现错动，引线产生抖动，微调元件发生偏会出现错动，引线产生抖动，微调元件发生偏会出现错动，引线产生抖动，微调元件发生偏移，使仪器发生故障而失效；移，使仪器发生故障而失效；移，使仪器发生故障而失效；移，使仪器发生故障而失效；当超过当超过当超过当超过150dB150dB时，仪器的元件可能失效或损坏时，仪器的元件可能失效或损坏时，仪器的元件可能失效或

4、损坏时，仪器的元件可能失效或损坏当噪声超过当噪声超过当噪声超过当噪声超过140dB140dB时，轻型建筑物会遭受损伤时，轻型建筑物会遭受损伤时，轻型建筑物会遭受损伤时，轻型建筑物会遭受损伤第二节 环境噪声评价（一）噪声的度量1、声压和声压级声压：媒质中的压力与静压的差值。声压是衡量声音大小的尺度，用牛顿每平方米（N/m2）或微巴（bar）表示。声压级：声压的平方与频率为1000Hz纯音听阈声压平方比值的对数值，并取其1/10作为单位，定名为分贝（dB）。其数学表达式为：其数学表达式为：式中：式中：LpLp对应声压对应声压p p的声压级，的声压级，dBdB；pp声压，声压，N/mN/m2 2；p

5、 p0 0基准声压，基准声压，2 21010-5-5 N/m N/m2 2，即，即1000Hz1000Hz的听阈声压。的听阈声压。两个不同声音叠加时，其计算式如下：两个不同声音叠加时，其计算式如下：式中：式中：L L1 1-L L2 2两个声压级之差，以大减小；两个声压级之差，以大减小；若若L LP P1 1=L=LP P2 2，则可按下式计算：，则可按下式计算：即增大即增大3dB3dB。同理，三个声音叠加时，其声压。同理，三个声音叠加时，其声压级增大级增大10lg310lg3，N N个声音叠加时，其声压级增大个声音叠加时，其声压级增大10lgN10lgN。2 2、声强和声强级、声强和声强级

6、声强是在单位时间内，沿传播方向垂直通过单位面积声强是在单位时间内，沿传播方向垂直通过单位面积的声能量，即单位面积上的声功率：的声能量，即单位面积上的声功率：式中：式中：I I声强，声强，W/m2;W/m2;E E声能量，声能量，J J；t t时间间时间间隔，隔，s s；S S声垂直通声垂直通过过的面的面积积，mm2 2；WW声功率，声功率，WW。如以听阈声强值如以听阈声强值1010-12-12W/mW/m2 2为基准，则声强级的定义式为基准，则声强级的定义式为为 式中：式中：L L1 1声强级，声强级，dBdB；I I声强，声强，W/mW/m2 2；I I0 0基准声强，基准声强，1010-1

7、2-12W/mW/m2 2；声压级和声强级都是描述空间某处声音强弱的物理量声压级和声强级都是描述空间某处声音强弱的物理量 3 3、声功率和声功率级、声功率和声功率级 声功率：声源在单位时间通过某一面积的声能声功率：声源在单位时间通过某一面积的声能 同理，以同理，以1010-12-12WW为基准，则声功率级可定义为为基准，则声功率级可定义为 式中：式中：L Lw w声功率级，声功率级，dBdB；WW声功率，声功率，WW；WW0 0基准声功率，基准声功率，1010-12-12WW；（二）环境噪声评价量1、A声级根据听觉特点，在声学测量仪器中，设置有“A计权网络”。A网络测得的噪声值较接近人耳的感觉

8、，其测得值单位称为A声级（LA）。A声级能较好的反映出人们对噪声吵闹的主观感觉。2、等效连续A声级在声场内的一定点位上，将某一段时间内连续暴露的不同A声级变化，用能量平均的方法以A声级表示该段时间内的噪声大小。这个声级称为等效连续A声级，单位，dB。在评价非稳态噪声能量的大小时，等效连续A声级尤为必要。等效连续等效连续A A声级的数学表达式为：声级的数学表达式为：式中：式中：L LAeq,TAeq,T在在T T短时间内的等效连续短时间内的等效连续A A声声 级，级，dBdB；L Lp pA Att时刻的瞬时时刻的瞬时A A声级，声级，dBdB；T T连续取样的总时间，连续取样的总时间，minm

9、in；关于噪声的测量方法则应根据噪声的实际情况而定。如果一日之内的声级变化较大，而每天有相同的规律，则选择具有代表性的一天测量其等效连续A声级即可。若噪声级不但在日内变化，而且日间变化也很大，但有明显的周期规律，此时可选择具有代表性的一个周期测量其等效连续A声级。由于噪声测量，实际上是采取等间隔取样的，由于噪声测量，实际上是采取等间隔取样的，所以等效连续所以等效连续A A声级又可按以下公式计算：声级又可按以下公式计算：式中：式中：L Li i第第i i次读取的次读取的A A声级，声级，dBdB；N N取样总数。取样总数。3、昼夜等效声级昼夜等效声级是考虑了噪声在夜间对人影响更为严重，将夜间噪声

10、进行增加10dB加权处理后，用能量平均的方法得出24h的A声级的平均值（Ldn），单位dB。计算公式为计算公式为式中：式中：L Ld d昼间昼间T Td d个小时的等效声级；个小时的等效声级；L Ln n夜间夜间T Tn n个小时的等效声级；个小时的等效声级；4、统计噪声级统计噪声声级：某点噪声级有较大波动时，用于描述该点噪声随时间变化状况的统计物理量，一般用L10、L50、L90表示。L10表示在取样时间内10%的时间超过的噪声级，相当于噪声平均峰值；L50表示在取样时间内50%的时间超过的噪声级，相当于噪声平均中值；L90表示在取样时间内90%的时间超过的噪声级，相当于噪声平均底值；5、噪

11、声冲击指数在城市区域环境噪声评价中，噪声冲击指数不仅考虑到噪声对个人的影响，并对评价区域中的人口数加以计权，这对不同区域的噪声影响比较很有意义。噪声冲击指数计算公式如下：噪声冲击指数计算公式如下：式中：式中：P Pi i受全年昼夜等效声级（受全年昼夜等效声级（L Ldndn）影响）影响 的人口数；的人口数；WWi i在某昼夜等效声级（在某昼夜等效声级（L Ldndn）范围）范围 内的干扰因子内的干扰因子一、噪声控制基本原理与原则第二节 噪声污染控制概述声源传播途径接收器在声源处抑制噪声在声传播途径中控制：隔声、吸声、消声、阻尼减振等接收器的保护二、噪声控制的一般原则科学性、技术的先进性（不能影

12、响原有设备的技术性（不能影响原有设备的技术性能）能）、经济性、三、噪声控制的基本程序噪声源测量和分析噪声源测量和分析传播途径调查和分析传播途径调查和分析受影响区域调查受影响区域调查降噪量确定降噪量确定制定控制方案制定控制方案设计施工设计施工工程评价工程评价总降噪量，声源、途径降噪总降噪量，声源、途径降噪量量声源分布声源分布,频率特性频率特性,时间特时间特性性声质量评价，经济性、适应声质量评价，经济性、适应性评价性评价声源控制、途径控制声源控制、途径控制危害状况、本底噪声、允许危害状况、本底噪声、允许标准标准传播途径有空气声、固体声传播途径有空气声、固体声四、声学环境综合整治对策（一）噪声标准和

13、立法1、噪声标准2、噪声立法中华人民共和国噪声污染防治法于1996年颁布，对工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活 等引起的噪声污染防治作出了规定。（二）城市建设的合理规划与噪声功能区划分合理的城市建设规划，对未来的城市噪声控制具有非常重要的意义。城市建设规划可从城市人口控制、土地的合理利用、功能区域划分和道路设施以及建筑物的布局等方面来考虑。（一）城市人口的控制（一）城市人口的控制控制城市人口是十分重要的。美国环保局发布控制城市人口是十分重要的。美国环保局发布的资料显示，城市噪声与人口密度之间有如下的资料显示，城市噪声与人口密度之间有如下关系：关系：式中：式中：L Ldndn昼夜等效声级，昼

14、夜等效声级，dBdB；人口密度，人人口密度，人/km/km2 2；由上式可以看出，城市噪声是随人口密度的增由上式可以看出，城市噪声是随人口密度的增加而增大的。因此，加而增大的。因此，严严格控制城市人口密度的格控制城市人口密度的增增长对长对减少城市噪声效果很明减少城市噪声效果很明显显。（二）合理使用土地与噪声功能区域划分（二）合理使用土地与噪声功能区域划分1 1、合理使用土地、合理使用土地合理使用土地是城市建设规划中减少噪声对人合理使用土地是城市建设规划中减少噪声对人的干扰的有效方法，根据不同的使用目的和建的干扰的有效方法，根据不同的使用目的和建筑物的噪声标准，选择建筑场所和位置，从而筑物的噪声

15、标准，选择建筑场所和位置，从而决定建立学校、住宅区和工厂区的合适建址，决定建立学校、住宅区和工厂区的合适建址，在进行建筑施工前，首先应进行噪声环境评价。在进行建筑施工前，首先应进行噪声环境评价。在城市总体规划中，工业区应远离居住区。有噪声干扰的工业区需用防护地带与居住区分开，布置时还要考虑主导风向。现有居住区内的高噪声级的工厂应迁出居住区，或改变生产性质，采用低噪声工艺或经过降噪处理来保证临近住房的安静，等效声级低于55dB及无其他污染的工厂宜布置在居住区内靠近道路处。2、噪声功能区域划分三、噪声达标区建设四、道路两侧的噪声控制（1）居住区中道路网的规划：居住区道路网规划设计中，应对道路的功能

16、与性质进行明确的分类、分级。主要承担城市对外交通和货运交通的交通性道路，可规划成环形道等形式从城市边缘或城市中区边缘绕过。在拟定道路系统、选择线路时，应兼顾防噪因素，尽量利用地形设置成路堑式或利用土堤等来隔离噪声。生活性道路只允许通行公共交通车辆、轻型车辆和少量为生活服务的货运车辆。必要时可对货运车辆的通行进行限制、严禁拖拉机行驶。在生活性道路两侧可布置公共建筑或居住建筑，但必须仔细考虑防噪布局。并可利用商店等公共场所做临街建筑，隔离噪声。（2）采用低噪声车辆（3）道路两侧建筑合理布局道路两侧建筑物布局方法，应考虑到使噪声的影响降至最小，例如利用地形或隔声屏障，使噪声不断降低。（4）临街建筑的

17、隔声临街建筑的隔声，一般采用双层窗，窗缝用橡胶条密闭，这样能使室内噪声降低20dB。建筑物临街一侧，用玻璃窗闭阳台、走廊，是目前居民通常所能接受的方法。（5）声屏障及绿化带隔离降噪声屏障应用的原理同光照射一样，当声波遇到一个阻挡的障板时，会发生反射，并从屏障上端绕射，于是在屏障另一面就行成了一定范围的声影区，声影区的噪声相对小些，可以达到利用屏障降噪的目的。声屏障的使用在日本、法国等国家较多。在我国广深铁路、贵黄高速公路通过居文教区也使用了声屏障。目前在城市高架路和穿过城市的铁路也在考虑应用。城市绿化不仅美化环境，净化空气，同时在一城市绿化不仅美化环境，净化空气，同时在一定条件下，对减少噪声污

18、染也是一项不可忽视定条件下，对减少噪声污染也是一项不可忽视的措施。但，要靠一两排树木来降低噪声，其的措施。但，要靠一两排树木来降低噪声，其效果是不明显的，但如果能种上几排树木，开效果是不明显的，但如果能种上几排树木，开辟一些草地，增大道路与住宅之间的距离，则辟一些草地，增大道路与住宅之间的距离，则不但能增加噪声衰减量，而且能美化环境。另不但能增加噪声衰减量，而且能美化环境。另外，有关研究表明，绿化带的存在，对降低人外，有关研究表明，绿化带的存在，对降低人们对噪声的主观烦恼度，有一定的积极作用。们对噪声的主观烦恼度，有一定的积极作用。第三节 噪声污染控制技术控制噪声最根本的方法就是从声源控制，即

19、用无声的或低噪声的工艺和设备代替高噪声的工艺和设备。但在许多情况下，由于技术或经济方面的原因，直接从声源上治理噪声是很困难的。这就需要在噪声传播途径上采取吸声、消声、隔声、隔振、阻尼等几种常用的噪声控制技术。一、吸声由于室内声源发出的声波被墙面、顶棚、地面及其他物体表面多次反射，使得室内声源的噪声级比同样声源在露天的噪声级高。如果用吸声材料装饰在房间的内表面，或在室内悬挂空间吸声体，房间内的噪声级就会降低，这种控制噪声的方法就叫吸声。吸声材料用的是一些多孔、透气的材料，如玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、毛毡、吸声砖、甘蔗板等。吸声材料之所以能吸声，是由于声波进入多孔材料后，是一部分声能由于小孔中的摩

20、擦和粘滞阻力转化为热能而被吸收掉。吸声材料对于高频噪声有很好的效果，对于低频噪声，效果不是很好。对于低频噪声，一般采用共振吸声的方法加以控制。在室内声源所发出的声波的激励下，房间壁、顶、地面等围护结构以及房间中的其它物体都将发生振动。振动着的结构或物体由于自身的内摩擦和与空气的摩擦，要把一部分转化自声能的振动能量转变成热能而消耗掉。当结构或物体的震动最强烈、振幅和振动速率达到最大时，也即声波和它们发生共振时，声能量的损耗最多。二、消声二、消声消声器是一种既能允许气流顺利通过，又能有消声器是一种既能允许气流顺利通过，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。效地阻止或减弱声能向外传播的装置。1 1

21、、阻性消声器、阻性消声器阻性消声器是利用吸声材料消声的。把吸声材阻性消声器是利用吸声材料消声的。把吸声材料固定在气流流动的管道内壁，或者把它按一料固定在气流流动的管道内壁，或者把它按一定方式在管道内排列组合，就构成阻性消声器。定方式在管道内排列组合，就构成阻性消声器。当声波进入阻性消声器，一部分声能被吸声材料吸收，就起到消声作用。材料的消声性能类似于电路中的电阻损耗电功率，故而得名。2、抗性消声器抗性消声器靠管道截面的突变或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声目的。3、阻抗复合消声器阻抗复合消声器既有吸声材料又有共振腔、扩张室

22、一类滤波元件的消声器。这种消声器消声量大，消声频率范围广，因此得到广泛应用。三、隔声声波在空气中传播时，使声能在传播途径中受到阻挡而不能直接通过的措施，称为隔声。典型的隔声措施有隔声罩、隔声间、隔声屏等。隔声罩是噪声控制设计中常被应用的设备，例隔声罩是噪声控制设计中常被应用的设备，例如空压机、水泵、鼓风机等高噪声源，如果其如空压机、水泵、鼓风机等高噪声源，如果其体积小，形状比较规则或者虽然体积较大，但体积小，形状比较规则或者虽然体积较大，但空间及工作条件允许，可以用隔声罩将声源封空间及工作条件允许，可以用隔声罩将声源封闭在罩内，以减少向周围的声辐射。闭在罩内，以减少向周围的声辐射。隔声罩由隔声

23、材料、阻尼涂料和吸声层组成。隔声罩由隔声材料、阻尼涂料和吸声层组成。隔声材料用隔声材料用13mm13mm的钢板，可以用较硬的木板。的钢板，可以用较硬的木板。钢板上要涂一定厚度的阻尼层，防治钢板产生钢板上要涂一定厚度的阻尼层，防治钢板产生共振。吸声层可用玻璃或泡沫塑料。共振。吸声层可用玻璃或泡沫塑料。由隔声构件组成的具有良好隔声性能的房间统称为隔声间或隔声室。隔声室要采取隔声结构，并强调密封。此外，室内还要采取吸声处理，为了换气还有必要加设通风设备，并在通风的进出管道上加装消声器。隔声屏主要用在大车间或露天场合下，隔离声源与人集中的地方。如在居民稠密的公路、铁路两侧设置隔声堤、隔声墙等。四、隔振

24、与阻尼为了减少机器振动通过基础传给其他建筑物，通常的办法是防治机械基础与其它构件的刚性连接，这种方法就叫基础隔振。主要措施有三种：1 1、在机器基础与其他结构之间铺设具有一定、在机器基础与其他结构之间铺设具有一定弹性的软材料，如橡胶板、软木、毛毡、纤维弹性的软材料，如橡胶板、软木、毛毡、纤维板等。当振动由基础传至隔振垫层时，这些柔板等。当振动由基础传至隔振垫层时，这些柔韧材料中的分子或纤维之间产生摩擦，而将部韧材料中的分子或纤维之间产生摩擦，而将部分振动能量转换成热能消耗掉。因而降低了振分振动能量转换成热能消耗掉。因而降低了振动的传递，起到隔振的作用。动的传递，起到隔振的作用。选用隔振材料时，应注意材料的耐压性能，以选用隔振材料时，应注意材料的耐压性能，以免材料过分密实或被压碎而失效。免材料过分密实或被压碎而失效。2、在机器上安装设计合理的减振器。减振器主要分三类：橡胶减振器，弹簧减振器和空气减振器。3、在机器周围挖一定深度的沟，也能起到隔振作用。金属薄板、船体、飞机外壳等常会因剧烈的振动辐射较强的噪声。可以用涂抹阻尼材料的方法降低噪声。阻尼材料就是高内阻的材料。当金属板振动时，由于阻尼作用，一部分振动能量转变为热能，而使振动和噪声降低。阻尼材料有746阻尼浆、沥青、软橡胶以及一些高分子材料等。阻尼材料应具备尽可能高的阻尼系数，并与金属板紧密粘接。