第九章声学环境保护.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章,声学环境保护,第一节,概述,第二节,环境噪声评价,第三节,噪声污染制技术,第四节,声学环境综合整治对策,1,第一节 概 述,一、环境噪声的主要特征,二、噪声源及其分类,三、环境噪声的影响,2,一、环境噪声的主要特征,声音,是充满自然界的一种物理现象。,环境噪声,一些过响的、妨碍休息与思考的,，,令人们感到不愉快的声音,，,包括杂乱无章不协调的声音,，,这些不需要的声音,，,被称为环境噪声。,3,早晚有,一,天，人类为了生存将要与噪声奋斗，犹如对付霍乱和瘟疫那样。,-,罗伯特赫,(,德著名细菌学家、医生）,4,感觉公害,局限性和分散性,暂时性,特征：,5,二、噪声,来,源,交通噪声,：,汽车、火车和飞机等交通工具所产生的噪声；,工厂噪声,：,鼓风机、汽轮机，织布机和冲床等所产生的噪声；,建筑施工噪声,：,打桩机、挖土机和混凝土搅拌机等发出的声音；,社会生活噪声,：,高音喇叭，收录机等发出的过强声音；,自然噪声,6,a.,损伤听力 噪声性耳聋,b.,干扰睡眠 易疲劳 失眠,c.,诱发多种疾病 胃肠溃疡 内分泌紊乱,d.,影响心理健康,心情烦躁 引发事故,e.,对交谈、工作思考的干扰,f.,胎儿畸形、鸟类不产卵,g.,损坏建筑物,h.,仪表失灵,对生产的,影响,噪声病,三、环境噪声的影响,7,第二节,环境噪声评价,一、环境噪声评价基础知识,二、环境噪声评价方法,8,一、环境噪声评价基础知识,(,一,),噪声的度量,1.,声压和声压级,2.,声强和声强级,3.,声功率和声功率级,4.,噪声频谱,(,二,),环境噪声评价量,1.,A,声级,2.,等效连续,A,声级,3.,昼夜等效声级,4.,统计噪声级,5.,计权有效连续感觉噪声级,(,WECPNL),6.,噪声冲击指数,(,NII),9,(,一,),噪声的度量,1.,声压和声压级,2.,声强和声强级,3.,声功率和声功率级,4.,噪声频谱,10,1.,声压和声压级,声压,有声波时,媒质中的压力与静压的差值称为,声压,。声压是衡量声音大小的尺度,，,用牛顿每平方米,(,N/m,2,),或微巴,(,bar),计量。,为了便于实用,，,引出一个对数量来表示声音的大小,，,这就是,声压级,。,11,【,声压级,就是声压的平方与频率为,lOOOHz,纯音听,阈,声压平方比值的对数值,，,乘以,10,作为单位,，,定名为分贝,(,dB,),】,。,式中：,L,p,对应声压,P,的声压级，,dB;,P,声压,，,N/m,2,;,P,o,基准声压,等于,2,10,-5,N/m,2,是,1000 Hz,的,听,阈,声压。,12,两个声压级的,迭,加汁算,必须遵守对数运算法则,:,两个声压级,L,l,和,L,2,相同的声音迭加时，即,L,p,l,=,L,p,2,。,即增大,3dB,。,三个相同声音迭加时，其声压级增大,10lg3,，若,N,个相同声音迭加时，其,声压级增大,10lgN,。,13,两个不同的声音迭加时,，,其计算式如下,：,L,1+2,=,L,1,十,10lg1,十,10,-,0,.,l(,L,l,-,L,2,),式中,：,L,1,一,L,2,两个声压级之差,，,总是以大减小。,14,几个分贝数相加,计算,:,84,、,87,、,90,、,95,、,96,、,91,、,85,、,79,15,16,几种典型环境噪声源,声压级,/dB,几种典型环境噪声源,声压级,/dB,喷气式飞机的喷气口附近,150,繁华街道上,70,喷气式飞机附近,l40,普通说话,60,锻锤、,铆,钉操作位置,130,微电机附近,50,大型球磨机旁,120,安静房间,40,8-18,型鼓风机附近,110,轻声耳语,30,纺织车间,l00,树叶落下的沙沙声,20,4-72,型风机附近,90,农村静夜,10,公共汽车内,80,人耳刚能听到,O,几种典型环境噪声源的声压及声压级的数据,17,2.,声强和声强级,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,。,式中,:,I,声强,W/m,2,E,声能量,J,t,时间间隔,S,S,声垂直通过的面积,m,2,；,W,声功率,W,。,18,以听阈声强值,10,-12,W/m,2,为基准，,则声强级的定义式为：,式中,:,L,1,声强级，,dB,；,I,声强，,W/m,2,；,I,0,基准声强,，,等于,10,12,W/m,2,。,声压级,和,声强级,都是描述空间某处声音强弱的物理量。,19,3.,声功率和声功率级,声功率,是声源在单位时间通过某一面积的声能。,W,=,E,/,t,同理，以,10,-12,W,为基准，则,声功率级,可定义为：,Lw,=10lg W/W,0,式中,:Lw,声功率级,，,dB,W,声功率,，,W,Wo,基准声功率,，,10,12,W,20,声压与,声压级、声强与声强级、声功率与声功率级关系,21,4.,噪声频谱,声源在单位时间内的振动次数称为声的频率,，,单位为赫兹,(Hz),。人耳只能听到频率在,20-20000 Hz,的声音,，,所以把这一段频率的声音称为,可,听,声,。低于,20 Hz,的声音称为,次声,；,高于,20000Hz,的声音称为,超声,。,通常噪声不是单一频率的声音,，,而是无数频率成分的声音组合。,22,(,二,),环境噪声评价量,1.A,声级,环境噪声的度量,，,不仅与噪声的物理量有关,，,还与人对声音的主观听觉感受有关,；,人耳对声音的感觉不仅和声压级大小有关,，,而且也和频率的高低有关,。,23,根据,听,觉特性,，,在声学测量仪器中,，,设置有,“A,计权网络,”,使接收到的噪声在低频有较大的衰减,，,而高频不衰减甚至稍有放大。这样,，,A,网络测得的噪声值较接近人耳的感觉,，,其测得值单位称为,A,声级,(,L,A),。,A,声级能较好的反映出人们对噪声的主观感,觉,，,它几乎成为一切噪声评价的基本值。,24,2.,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,，,简称等效声级,，,单位为,dB,。,在评定非稳态噪声能量的大小时,，,等效连续,A,声级尤为必要。,25,等效连续,A,声级的数学表示式,：,L,Aeq,T,在,T,段时间内的等效连续,A,声级，,dB,；,L,PA,t,时刻的瞬时,A,声级，,dB,；,T,连续取样的总时间，,min,。,26,关于噪声的测量方法则应根据噪声的实际情况而定,。如果,1,日之内的声级变化较大,，,而每天确有相同的规律,，,则选择具有代表性的,1,天测量其等效连续,A,声级即可。,若噪声级不但在日内变化,，,而且日间变化也较大,，,但按周期却表现有明显的规律,，,此时可选择具有代表性的,1,周测量其等效连续,A,声级。,27,由于噪声测量，实际上是采取等间隔取样的，所以等效连续,A,声级又可按下列公式计算：,L,i,第,i,次读取的,A,声级,，,dB,；,N,取样总数。,28,如果,N=100,则,:,如果,N=,2,00,则,:,29,3.,昼夜等效声级,考虑了噪声在夜间对人影响更为严重,，,将夜间噪声进行增加,1OdB,加权处理后,，,用能量平均的方法得出,24h A,声级的平均值,单位为,dB,。,式中,:,L,d,昼间,T,d,个小时的等效声级,;,L,n,夜间,Tn,个小时的等效声级。,30,4.,统计噪声级,统计噪声级是指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,L,10,、,L,50,、,L,90,表示。,L,10,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。,L,50,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。,L,90,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。,其计算方法是将测得的,100,（,或,200,）,个数据按大小顺序排列,，,第,10,（,或,20,）,个数据,即为,L,10,；第,50,（,或,100,）,个数据即为,L,50,。,同理,，,第,90,（,或,180,）,个数据即为,L,90,。,31,5.,计权有效连续感觉噪声级,(WECPNL),计权有效连续感觉噪声级是在有效感觉噪声级的基础上发展起来,，,用于评价航空噪声的方法。,中国现行的,机场周围区域环境飞机噪声标准,即规定采用此法进行评价。,32,一日计权有效连续感觉噪声级的计算公式如下,:,WECPNL,EPNL+10lg(N,1,+3N,2,+10N,3,)-39.4,EPNLN,次飞行的有效感觉噪声级的平均值,，,dB,；,N,1,7,时到,19,时的飞行次数；,N,2,19,时到,22,时的飞行次数；,N,3,22,时到,7,时的飞行次数。,计算式中所需参数采用设计数据和飞机制造厂家的实测声学参数,，,若资料不足可通过类比进行实测。,33,6.,噪声冲击指数,(NII),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。噪声冲击指数的计算式如下,：,NII,=WiPi/Pi,Pi,受全年昼夜等效声级,(Ldn,）某范围内的影响人口数,;,Wi,在某昼夜等效声级,(Ldn),范围内的干扰因子。,34,二、环境噪声评价方法,(,一,),拟定评价大纲,(,二收集基础资料,(,三,),进行现状调查,(,四,),选定预测模式,(,五,),噪声影响评价,(,六,),提出噪声治理措施,35,第三节 噪声污染控制技术,一、吸声,二、消声,三、隔声,四、隔振与阻尼,五、有源减噪技术,36,控制噪声的最根本的办法就是,从声源上控制它,。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,，,就从根本上解决了噪声问题。,在许多情况下,，,由于技术或经济上的原因,，,直接,从声源上治理噪声往往是不可能的,。厂房建好了,，,再改建和搬迁就不太容易。提高机器精度和周围绿化对于噪声降低也有一定限度。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。,37,一、吸,声,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,，,房间内的反射声就会被吸掉,，,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、木丝板、甘,蔗,板等。,吸声材料对于高频噪声有很好的效果,，,对于低频噪声,，,吸声材料不是很有效。,最常见的,共振吸声结构,是穿孔板共振吸声结构。,一般可以降低噪声,5-10,dB,38,二、消,声,消声是消除空气动力性噪声的方法。消声器就是阻止或减弱噪声传播而允许气流通过的一种装置。,消声器结构形式很多,阻性消声器,是利用吸声材料消声的。,对于低频噪声,，,常采用,抗性消声器,。抗性消声器的优点是具有良好的低中频噪声消声性能,，,结构简单,，,耐高温、耐气体浸蚀。缺点是消声频带窄,，,对高频消声效果差。,阻抗复合消声器,它是既有吸声材料,，又,有共振腔、扩张室一类滤波元件的消声器。这种消声器消声量大,消声频率范围宽,，,因此得到广泛应用。,39,三、隔,声,把发声的物体或需要安静的场所封闭在一个小的空间中,，,使它与周围环境隔绝,，,这种方法叫隔声。,典型的隔声措施是,隔声罩、隔声间、隔声屏,。,40,四、隔振与阻尼,为了减少机器振动通过基础传给其他建筑物,通常的办法就是防止机械基础与其他结构的刚性连接,这种方法就叫,基础隔振,。,隔振,主要措施有三种,在机器基础与其他结构之间铺设具有一定弹性的软材料,在机器上安装设计合理的减振器。,在机器周围挖一定深度的沟,也能起到隔振作用,为了提高隔振效果,可将,三种措施综合利用,。,41,涂抹阻尼材料,阻尼材料就是内损耗大的材料。如,746,阻尼浆、沥青、软橡胶以及一些高分子涂料。,金属薄板、船体、飞机外亮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。,阻尼材料应具备尽可能高的,阻尼系数,，,并与金属板能,紧密粘结,。,42,五、有源减噪技术,利用,电子线路,和,扩声设备,产生与噪声的,相位相反的声音一一反声,，,来抵销原有的噪声而达到减噪目的的技术。,早期,，,相应的仪器设备称为电子吸声器,。,其与利用吸声材料将声能转变为热能的减噪技术相比,，,其原理截然不同。,43,第四节,声学环境综合整治对策,一、噪声标准与立法,二、城市建设的合理规划与噪声功能区域划分,三、噪声达标区建设,四、道路两侧的噪声控制,44,声学环境综合整治对策是一项环境噪声控制系统工程,，,不仅有技术内容,，,还有科学的社会管理内容,。,45,46,一、噪声标准与立法,(,一,),噪声标准,噪声标准是环境噪声控制的基本依据,，,人们当然希望生活在没有噪声干扰的安静环境中,，,但完全没有噪声是不可能的,，,也没有必要。人在没有任何声音的环境中生活,，,不但不习惯,，,还会引起恐惧,，,甚至疯狂。因此我们要,把大噪声降低到对人无害的程度,，,把,一般环境噪声降低到对脑力活动或休息不致干扰的程度,，,这就需要有一系列的噪声标准。,47,48,49,