噪声的评价和标准精选PPT.ppt
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1、关于噪声的评价和标准第1页,讲稿共61张,创作于星期日n声波在实际媒质中传播时,由于扩散、吸收、散声波在实际媒质中传播时,由于扩散、吸收、散射等原因,随离开声源的距离增加,声音逐渐减射等原因,随离开声源的距离增加,声音逐渐减弱。弱。n n n n n n 1.1.扩散引起的衰减扩散引起的衰减 2.2.空气吸收引起的衰减空气吸收引起的衰减 3.3.其它原因引起的衰减其它原因引起的衰减 噪声在传播中的衰减四四第2页,讲稿共61张,创作于星期日n 扩散衰减:扩散衰减:声源辐射噪声时,声波传播,波阵声源辐射噪声时,声波传播,波阵面随距离增加而增大,声强随之减弱的现象。面随距离增加而增大,声强随之减弱的
2、现象。n 声波的扩散衰减与声源的形状有关。声波的扩散衰减与声源的形状有关。n(1)(1)点声源辐射点声源辐射 n(2)(2)线声源辐射线声源辐射 1.1.扩散引起的衰减扩散引起的衰减 第3页,讲稿共61张,创作于星期日根据声强的定义:波阵面面积为S处的声强级可表示为:第4页,讲稿共61张,创作于星期日因此从S1处传播到S2处时的发散衰减可表示为:第5页,讲稿共61张,创作于星期日n对点声源辐射的球面波或半球面波的扩散衰减,对点声源辐射的球面波或半球面波的扩散衰减,声压随距离衰减的关系式为声压随距离衰减的关系式为 式中,式中,、分别为离声源分别为离声源 、处的声处的声压级,压级,dBdB。n(1
3、)点声源辐射 第6页,讲稿共61张,创作于星期日由于:将W0=10-12 W、I0=10-12 W代入式中便得到:第7页,讲稿共61张,创作于星期日n n线声源辐射的噪声,一般为道路交通噪声。线声源辐射的噪声,一般为道路交通噪声。线声源辐射的噪声,一般为道路交通噪声。线声源辐射的噪声,一般为道路交通噪声。n n设线声源长设线声源长 ,声源到测点距离为,声源到测点距离为 ,当声源为无限长当声源为无限长线声源时(即线声源时(即 ),有),有 n n当当当当 时,将线声源视为点声源。时,将线声源视为点声源。时,将线声源视为点声源。时,将线声源视为点声源。n(2)线声源辐射 第8页,讲稿共61张,创作
4、于星期日n n声源的指向性:声源发出的声波,在各个方向上的声压分布并不一定相同,这种随方向分布的不均匀性,称为声源的指向性。n n指向性因数指向性因数:在离声源中心不同距离处,测量球面上各点的声强,求得所有方向上的平均声强,将某一方向上得声强与其相比就是该方向的指向性因数:(3)声源的指向性)声源的指向性第9页,讲稿共61张,创作于星期日n n考虑到声源的指向性,需要对声压级的计算公式进行修正,自由声场中在某一方向上的声压级公式可表示为:DI是指指向性因数,第10页,讲稿共61张,创作于星期日几种典型声源的辐射特性声源类型 辐射特性声压空间分布辐射效率点声源无指向性均匀高 线声源有一定的指向性
5、声偶极子 有很强的方向性不均匀低平面声源 复杂的指向性分布第11页,讲稿共61张,创作于星期日n声波在空气中传播衰减的原因声波在空气中传播衰减的原因n n (1)(1)声能转变为热能声能转变为热能n n空气压缩和膨胀,温度相应升高和降低,产生温度空气压缩和膨胀,温度相应升高和降低,产生温度梯度,以热传导方式发生热交换;梯度,以热传导方式发生热交换;n n空气中相邻质点运动速度不同而产生粘滞力;空气中相邻质点运动速度不同而产生粘滞力;n n (2)(2)热弛豫声能耗散热弛豫声能耗散n n声波扰动,使空气分子的平动能、转动能和振动能声波扰动,使空气分子的平动能、转动能和振动能声波扰动,使空气分子的
6、平动能、转动能和振动能声波扰动,使空气分子的平动能、转动能和振动能三种能量平衡破坏,建立新的平衡,声能被耗散。三种能量平衡破坏,建立新的平衡,声能被耗散。三种能量平衡破坏,建立新的平衡,声能被耗散。三种能量平衡破坏,建立新的平衡,声能被耗散。此过程称为热弛豫过程。此过程称为热弛豫过程。此过程称为热弛豫过程。此过程称为热弛豫过程。2.2.空气吸收引起的衰减空气吸收引起的衰减 第12页,讲稿共61张,创作于星期日n n对于噪声控制工程,可以采用下面的半经验公式来估算空气吸收衰减。在20时:声波频声波频率率 HzHz相对相对湿度湿度传播距传播距离,离,m m第13页,讲稿共61张,创作于星期日n n
7、对于不同温度,可采用下式来估算:与20相差的摄氏温度=410-6第14页,讲稿共61张,创作于星期日地面吸收的附加衰减:地面吸收的附加衰减:地面吸收的附加衰减:地面吸收的附加衰减:当地面是非刚性表面时:地面吸收将会对声传播产当地面是非刚性表面时:地面吸收将会对声传播产生附加衰减,但短距离(生附加衰减,但短距离(30-50m30-50m)其衰减可以忽略,而在)其衰减可以忽略,而在)其衰减可以忽略,而在)其衰减可以忽略,而在70m70m以上应予以考虑。以上应予以考虑。3.3.其它原因引起的衰减其它原因引起的衰减 p声波由空气投射到疏松地面大部分能量通过土壤孔隙声波由空气投射到疏松地面大部分能量通过
8、土壤孔隙传播并衰减。传播并衰减。p刚性表面,如水泥地面对声波的衰减较小。刚性表面,如水泥地面对声波的衰减较小。p植被种类、高度、位置、配置、林带宽等密切相关。植被种类、高度、位置、配置、林带宽等密切相关。p树木越密、枝叶越茂盛、声波频率越高,衰减越明显。树木越密、枝叶越茂盛、声波频率越高,衰减越明显。p阔叶或针叶树林对噪声的衰减量约阔叶或针叶树林对噪声的衰减量约1 15dB/10 m5dB/10 m。植被植被 下垫面下垫面 第15页,讲稿共61张,创作于星期日p声波传播途径中遇到屏障和建筑物发生反射,噪声衰减。声波传播途径中遇到屏障和建筑物发生反射,噪声衰减。p空气中的尘粒、雾、雨、雪对声波的
9、散射引起声能衰减。空气中的尘粒、雾、雨、雪对声波的散射引起声能衰减。屏障物屏障物 声屏障的附加衰减与声源及接收点相对屏障的位声屏障的附加衰减与声源及接收点相对屏障的位置、声屏障的高度及结构以及声波的频率密切相关。置、声屏障的高度及结构以及声波的频率密切相关。第16页,讲稿共61张,创作于星期日第三章噪声的评价和标准 噪声的评价量和评价方法一一环境噪声标准 二二第17页,讲稿共61张,创作于星期日噪声的评价量和评价方法一一 不同频率的声音对人的影响不同;噪声出现的不同频率的声音对人的影响不同;噪声出现的时间不同对人的影响不同;同样的声音对不同心时间不同对人的影响不同;同样的声音对不同心理和生理特
10、征的人群反应不。理和生理特征的人群反应不。要根据不同情况,拟订不同的噪声评价量,以制订要根据不同情况,拟订不同的噪声评价量,以制订不同的噪声评价标准。不同的噪声评价标准。国际上已提出数十种噪声评价量或评价指标。国际上已提出数十种噪声评价量或评价指标。本章主要介绍几种最基本和常用的评价量。本章主要介绍几种最基本和常用的评价量。第18页,讲稿共61张,创作于星期日n n(一)响度、等响曲线和响度级n n(二)计权声级n n(三)A声级和等效连续A声级n n(四)昼夜等效声级n n(五)统计声级n n(六)更佳噪声标准(PNC)曲线 n n(七)噪声评价数(NR)曲线噪声的评价量和评价方法一一第19
11、页,讲稿共61张,创作于星期日(一)响度、等响曲线和响度级声频 声压 次声次声20Hz 20kHz超声超声 (可听阈可听阈)210-5Pa20Pa(痛阈痛阈)可听范围 n人耳对强度相同而频率不同的声音有不同的响度感觉,人耳对强度相同而频率不同的声音有不同的响度感觉,即对于相同声压级但频率不同的声音,人耳听起来是不即对于相同声压级但频率不同的声音,人耳听起来是不一样响的。一样响的。n描述声音大小的主观感觉量描述声音大小的主观感觉量?第20页,讲稿共61张,创作于星期日n响度级响度级n n定义定义:以频率:以频率1000Hz1000Hz纯音的声压级纯音的声压级40dB40dB为基准音,调节1000
12、Hz1000Hz纯音的声压级,使大量受试者判断,若某声源纯音的声压级,使大量受试者判断,若某声源的噪声听起来与该纯音一样响亮,则该噪声的响度级就的噪声听起来与该纯音一样响亮,则该噪声的响度级就等于该纯音的声压级值。等于该纯音的声压级值。n n单位:单位:“方”(phonphon)。n响度响度 描述声音大小的主观感觉量,“宋宋”(sone)(sone)定义定义:10001000z纯音声压级为纯音声压级为40dB40dB时的响度为时的响度为sonesone。n n利用与基准音相比较的方法,可以得到整个可听频率范围纯音的响度级。第21页,讲稿共61张,创作于星期日 等等 响响 曲曲 线线图图1 等响
13、曲线等响曲线响度响度级级声声压级压级频频率率 听阈曲线听阈曲线 痛阈曲线痛阈曲线 等响曲线等响曲线 n n等响曲线是相等响度声音对应点的连线,相当于声压级、频率不同,但响度级相同的声音。等响曲线是相等响度声音对应点的连线,相当于声压级、频率不同,但响度级相同的声音。等响曲线是相等响度声音对应点的连线,相当于声压级、频率不同,但响度级相同的声音。等响曲线是相等响度声音对应点的连线,相当于声压级、频率不同,但响度级相同的声音。n n各曲线上的数字表示声音的响度级,即和这个声音同样响的各曲线上的数字表示声音的响度级,即和这个声音同样响的各曲线上的数字表示声音的响度级,即和这个声音同样响的各曲线上的数
14、字表示声音的响度级,即和这个声音同样响的1000Hz1000Hz1000Hz1000Hz纯音的声压级。纯音的声压级。纯音的声压级。纯音的声压级。n n零方响度级曲线零方响度级曲线零方响度级曲线零方响度级曲线(虚线虚线虚线虚线)是听阈曲线,虚线上的点表明入耳刚能听到声音的频率和声压级,低于虚线的点所表示的一定频率和声压级的声音都听不到。是听阈曲线,虚线上的点表明入耳刚能听到声音的频率和声压级,低于虚线的点所表示的一定频率和声压级的声音都听不到。是听阈曲线,虚线上的点表明入耳刚能听到声音的频率和声压级,低于虚线的点所表示的一定频率和声压级的声音都听不到。是听阈曲线,虚线上的点表明入耳刚能听到声音的
15、频率和声压级,低于虚线的点所表示的一定频率和声压级的声音都听不到。120 phon120 phon120 phon120 phon曲线是痛阈曲线。曲线是痛阈曲线。曲线是痛阈曲线。曲线是痛阈曲线。n n任一曲线低频区声压级高,高频区声压级低,说明人耳对低频声不敏感,对高频声敏感。任一曲线低频区声压级高,高频区声压级低,说明人耳对低频声不敏感,对高频声敏感。任一曲线低频区声压级高,高频区声压级低,说明人耳对低频声不敏感,对高频声敏感。任一曲线低频区声压级高,高频区声压级低,说明人耳对低频声不敏感,对高频声敏感。n n声压级高于声压级高于声压级高于声压级高于100dB100dB100dB100dB,
16、等响曲线渐平缓,说明人耳分辨高、低频声音的能力变差,此时声音的响度级与频率关系已不大,主要决定于声压级,等响曲线渐平缓,说明人耳分辨高、低频声音的能力变差,此时声音的响度级与频率关系已不大,主要决定于声压级,等响曲线渐平缓,说明人耳分辨高、低频声音的能力变差,此时声音的响度级与频率关系已不大,主要决定于声压级,等响曲线渐平缓,说明人耳分辨高、低频声音的能力变差,此时声音的响度级与频率关系已不大,主要决定于声压级。第22页,讲稿共61张,创作于星期日n响度与响度级响度与响度级n n响度较好地表征了人对噪声主观反映的感觉;响度较好地表征了人对噪声主观反映的感觉;n n人可以感受到的响度有一个很大的
17、范围;人可以感受到的响度有一个很大的范围;n n类比声压与声压级的处理方法,用响度级类比声压与声压级的处理方法,用响度级表示响度值随声压级和频率的变化关系。表示响度值随声压级和频率的变化关系。讨论讨论第23页,讲稿共61张,创作于星期日n响度与响度级的量化关系响度与响度级的量化关系:n n通过对许多听力正常人的测试统计,定义以响度通过对许多听力正常人的测试统计,定义以响度级为级为40phon40phon40phon40phon的响度为参考,响度每增减一倍,响的响度为参考,响度每增减一倍,响度级就增减度级就增减10phon10phon。n n即设响度级为即设响度级为即设响度级为即设响度级为40p
18、hon40phon时的响度为时的响度为1sone1sone,那么响度级,那么响度级,那么响度级,那么响度级为为为为50phon50phon50phon50phon的响度则为的响度则为2sone2sone,响度级为,响度级为60phon60phon60phon60phon的响的响的响的响度则为度则为度则为度则为4sone4sone4sone4sone。n n据此,建立起的响度与响度级的关系式据此,建立起的响度与响度级的关系式据此,建立起的响度与响度级的关系式据此,建立起的响度与响度级的关系式讨论讨论第24页,讲稿共61张,创作于星期日n响度响度 与响度级与响度级 的关系式为的关系式为 或或 (1
19、)n响度不能直接测量,而通过计算得到。响度不能直接测量,而通过计算得到。第25页,讲稿共61张,创作于星期日n n非纯音状况;n n噪声掩蔽:由于噪声的存在,降低了人耳对另外一种声音听觉的灵敏度,使听阈发生迁移的现象叫做噪声掩蔽。n斯蒂文斯斯蒂文斯-茨维克法计算总响度步骤:茨维克法计算总响度步骤:n(1 1)测出噪声的倍频带声压级;)测出噪声的倍频带声压级;n(2 2)按式()按式(2 2)计算总响度;)计算总响度;n(3 3)由图)由图2 2查出响度指数。查出响度指数。讨论讨论第26页,讲稿共61张,创作于星期日n总响度计算公式 (2 2)式中式中式中式中 噪声的总响度,噪声的总响度,son
20、esonesonesone;某频率和声压级对应的响度指数,某频率和声压级对应的响度指数,某频率和声压级对应的响度指数,某频率和声压级对应的响度指数,sonesonesonesone;中最大的一个响度指数,中最大的一个响度指数,中最大的一个响度指数,中最大的一个响度指数,sonesonesonesone;计权因子,与频带宽有关,对于倍频程计权因子,与频带宽有关,对于倍频程计权因子,与频带宽有关,对于倍频程计权因子,与频带宽有关,对于倍频程0.30.3;1/21/2倍频程倍频程倍频程倍频程0.20.2;1/31/3倍频程倍频程倍频程倍频程0.150.150.150.15。第27页,讲稿共61张,创
21、作于星期日图图2 2 等等响响指指数数线线 第28页,讲稿共61张,创作于星期日n响度下降百分率响度下降百分率 (3)(3)式中式中 、分别表示噪声治理前和治理后分别表示噪声治理前和治理后的响度,的响度,sonesone。n有时利用响度下降百分率来衡量噪声治理的效有时利用响度下降百分率来衡量噪声治理的效果果第29页,讲稿共61张,创作于星期日n n例例例例 某计算机房采用方式进行吸声降噪,治理前后的倍频程声压级测某计算机房采用方式进行吸声降噪,治理前后的倍频程声压级测某计算机房采用方式进行吸声降噪,治理前后的倍频程声压级测某计算机房采用方式进行吸声降噪,治理前后的倍频程声压级测试数据见表,试求
22、治理前后机房内的总响度、总响度级及总响度降试数据见表,试求治理前后机房内的总响度、总响度级及总响度降试数据见表,试求治理前后机房内的总响度、总响度级及总响度降试数据见表,试求治理前后机房内的总响度、总响度级及总响度降低的百分数?低的百分数?低的百分数?低的百分数?倍频程频率倍频程频率125125250250500500100010002000200040004000A A声级声级声压级声压级6868767688888484828280808888响度指数响度指数4.34.38.88.823.023.021.421.423.023.024.724.7声压级声压级67677171737374747
23、27271717676响度指数响度指数4.04.06.66.68.88.811.111.111.811.813.513.5总响度:总响度:总响度:总响度:响度级:响度级:响度级:响度级:治理前:治理前:治理前:治理前:48.85 song 48.85 phon48.85 song 48.85 phon48.85 song 48.85 phon48.85 song 48.85 phon治理后:治理后:治理后:治理后:26.19 song 87.2 phon26.19 song 87.2 phon26.19 song 87.2 phon26.19 song 87.2 phon46.3%46.3%4
24、6.3%46.3%第30页,讲稿共61张,创作于星期日 (二)计权声级第31页,讲稿共61张,创作于星期日n n1.1.计权声级计权声级:通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权修正后,通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权修正后,再叠加计算可得到噪声的总声压级,此声压级称为计权再叠加计算可得到噪声的总声压级,此声压级称为计权声级。声级。n n2.计权网络计权网络计权网络计权网络:是近似以人耳对纯音的响度即频率特性而设计的。国际电工委员会规定了四种计权网络:A、B、C C、D D第32页,讲稿共61张,创作于星期日第33页,讲稿共61张,创作于星期日nA、B、C计权网络分别模拟人耳对40
25、、70、100 phon纯音的响应,称为A声级、B声级和C声级,记作dB(A)、dB(B)、dB(C)。nA声级能较好地反映稳态宽频带噪声,国际公认用A声级作为保护听力和健康、以及环境噪声的评价量。第34页,讲稿共61张,创作于星期日n定义:某时段内的非稳态噪声的A声级,用能量平均的方法,以一个连续不变的A声级来表示该时段内噪声的声级。n计算公式1:A声级测量值 连续 (4 4)式中式中式中式中 等效连续等效连续A A声级,声级,声级,声级,dBdBdBdB(A A A A););噪声暴露时间,噪声暴露时间,h h h h或或或或minmin;时间时间时间时间t t t t内的内的A A声级,
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