Chapter.06.2.噪声评价物理基础省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

噪声评价基础第1页噪声评价物理基础噪声本身也是声音，所以噪声产生及其物理性质是与通常提到声音是一样。第2页内容纲要1、声音物理量2、噪声主观评价量3、噪声频谱分析4、噪声随传输距离衰减第3页1、声音物理量第4页声音物理量声速、波长、频率（周期）（1）声速（C）：声波在弹性介质中传输速度称为声速，单位m/s.在空气中，声速与温度间关系为C331.40.607t常温下，在空气中声速为345m/s第5页声音物理量声速、波长、频率（周期）（2）波长一声波相邻两个稀疏层之间距离称为波长，单位为m。第6页声音物理量声速、波长、频率（周期）（3）频率(周期)频率：为每秒中媒质质点振动次数，单位为赫兹（Hz）。人耳能感觉到声波频率大约在200Hz，低于20Hz叫次声，高于0Hz叫超声。周期：波经一个波长距离所需要时间，即质点每重复一次振动所需时间就是周期，单位为秒（s）。第7页声音物理量对于正弦波，频率和周期互为倒数，即频率、声速和波长关系为第8页声压、声强、声功率（一）基本评价量1、声压声压：在声波所到达各点上，气压时而比无声时压强高，时而比无声时压强低，某一瞬间介质中压强相对于无声波时压强改变量称为声压，记为p(t)，单位是 Pa。声音振动过程中，声压是随时间快速起伏改变，入耳感受到实际只是一个平均效应，因为瞬时声压有正负值之分，所以有效声压（声压）取瞬时声压均方根值。式中是 T 时间内有效声压，Pa；p(t)为某一时刻瞬时声压，Pa。第9页声压、声强、声功率2、声功率声功率：声源在单位时间内辐射总声能量称为声功率。惯用W表示，单位为瓦(w)。声功率越大，表示声源单位时间内发射声能量越大，引发噪声越强。声功率大小，只与声源本身相关。必须注意将声源声功率与设备所消耗功率相区分。如一台500kw鼓风机在运转中实际消耗功率为500kw，而这台风机发出声功率大约为数百瓦。第10页声压、声强、声功率3、声强声强：声强是指单位时间内，声波经过垂直于声波传输方向单位面积声能量，常以 I 表示，单位为(wm2)。声强实质是声场中某点声波能量大小度量。通常距声源愈远点，声强愈小，若不考虑介质对声能吸收，点声源在自由声场中向四面均匀辐射声能时，距声源 r处声强为：式中 I 距点声源为r处声强（w/m2）；W 点声源功率（w）。第11页自由声场从声源发出声波在传输过程中，碰到界面总是一部分能量被反射，散射或透射，一部分能量被吸收转换成其它形式能量，被反射这一部分能量将与声源发出直达声波能量叠加，影响对直达声波测量，而被反射这一部分能量大小与界面性质，材料和形状相关，也就是说，在不一样房间里反射波大小是不一样。能够忽略边界影响均匀各向同性媒质中声场我们称之为自由声场。第12页声强和声功率区分：声功率是描述声源所发噪声能量大小，与接收噪声地点无关；声强是描述空间各处噪声强弱，与所研究地点位置相关。第13页声压与声强关系：在自由声场中，声波传输方向上某点声强与声压、介质密度、声速存在以下关系。第14页分贝分贝是指两个相同物理量（比如A1和A0）之比除以10为底对数并乘以10（或20）。N=10lgA1/A0A0是基准量，A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量“级”。分贝符号是“dB”，它是无量纲。在噪声测量中是很主要参量。第15页4、声压级、声强级和声功率级声压级、声强级和声功率级正常人耳从听阈到痛阈，声压绝对值之比为1：106，声强改变为1：1012，相差一万亿倍。所以用声压或声强绝对值表示声音强弱很不方便。人耳对声音大小感觉，近似地与声压、声强呈对数关系对数关系，所以通惯用对数值来度量声音，分别称为声压级与声强级。声压级 (dB)声强级 (dB)声功率级 (dB)p0为基准声压（听阈声压），210-5Pa。I0为基准声强，10-12 w/m2。W0 基准声功率，为10-12w。声压级、声强级和声功率级单位都是分贝分贝，是无量纲量。由声压与声强关系能够得出，以空气为介质自由声场中，常温常压下某一点声压级与声强级近似相等。第16页 分贝运算（加法）分贝运算（加法）由声压级、声强级、声功率级定义式可知，级分贝数运算不能按算术法则进行，而应按对数运算法则进行。几个不一样噪声源同时作用在声场中同一点上，这点总声压级怎样计算呢？从声压级定义出发，则有第17页两个声源Lp1-Lp2差值与增值L对应关系 Lp1-Lp2LLp1-Lp2L01234532.52.11.81.51.2678910111.00.80.60.50.40.3当两个不一样噪声源同时作用在声场中同一点上，假如两个声源单独作用产生声压级分别为Lp1 和Lp2，且Lp1Lp2；为计算方便，列出（表71）Lp1-Lp2差值相对应增值L，这点总声压级LpT为 第18页*普通两声级*相差为3dB(A)以内时，减掉3dB(A)；*相差45dB(A)时，减掉2dB(A)；*相差69dB(A)时，减掉1dB(A)；*相差为10dB(A)以上时，修正值为0。第19页课堂练习两台机器声压级相等，均为60dB，另一台机器声压级为63dB，则3台机器合声压级为（）A.64dBB.65dBC.66dBD.67dB第20页课堂练习P170两声源作用于某一点声压级分别为96dB和93dB。求该点合声压级。第21页分贝运算（减法）分贝运算（减法）噪声测量中经常碰到怎样扣除背景噪声问题，这就是噪声相减问题。通常是指噪声源声级比背景噪声高，但因为后者存在使测量读数增高，需要减去背景噪声。第22页课堂练习为测定某车间中一台机器噪声大小，从声级计测得声级为104dB，当机器停顿工作，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声实际大小。第23页课堂练习室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为73dB，当其中一个声源停顿工作时，测得室内声压级为72dB，另一声源声压级是（）dB。A62B66C67D78第24页2、噪声主观评价量第25页计权声级计权声级 实际上，声源所发射声音几乎都包含很广频率范围。为了能用仪器直接反应人主观响度感觉主观响度感觉评价量，在噪声测量仪器声级计中设计了一个特殊滤波器（计权网络）。经过计权网络测得声压级，已不再是客观物理量声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级声级。通用有A、B、C和D计权声级。按不一样计权网络分别称为A声级（LA），B声级（LB），C声级（LC）和D声级（LD），其单位也分别称为 dB(A)、dB(B)、dB(C)、dB(D)。（声级是主观评价标准）（声级是主观评价标准）A A、B B、C C和和D D计权声级：计权声级：A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声频率特征；B计权声级是模拟55dB到85dB中等强度噪声频率特征；C计权声级模拟高强度噪声频率特征；D计权声级是对噪声参量模拟，专用于飞机噪声测量。第27页计权声级计权声级图声级计工作原理框图DD第28页噪声评价量对于稳态噪声（如工业噪声），普通以A声级为评价量；对于声级起伏较大（非稳态噪声）或间歇性噪声（如公路噪声、铁路噪声、港口噪声、建筑施工噪声）以等效连续A声级（Leq,dBA）为评价量；对于机场飞机噪声以计权等效连续感觉噪声级（WECPNL，dB）为评价量。第29页噪声影响还同其连续时间相关。在更多情况下，环境噪声往往是起伏，所以又提出了等效A声级评价量，以填补A声级不足。声场中某点在一段时间内A计权能量平均值即该点在这段时间等效A声级。表示式为式中，T要求测量时间；LPA某时刻t瞬时A声级，dB(A)；Leq要求测量时间T内等效A声级。第30页进行实际噪声测量时采取噪声测量方法，应依据噪声实际情况而定。假如一日之内声级改变较大，而天天改变规律相同，则应选择有代表性一天测量其等效连续A声级。若噪声级不但在日内改变，而且日间改变也较大，但却有周期性改变规律，也可选择有代表性一周测量其等效连续A声级。第31页因为噪声测量实际上是采取等间隔取样，所以等效连续A声级又按以下公式计算：式中，Li第i次读取A声级，dB；N取样总数。第32页统计噪声级统计A声级（用Ln表示）则是反应噪声时间分布特征，常见有：L10表示10时间内所超出噪声级；L50表示50时间内所超出噪声级；L90表示90时间内所超出噪声级。比如：L10=70dB，就是表示一天（或测量噪声整段时间）内有10时间，噪声超出70dB（A），而90时间，噪声都低于70dB（A）。第33页其计算方法是：将测得100个或200个数据按大小次序排列，第10个数据或总数200个第200个数据即L10，第50个数据或总数为200个第100个数据即L50。同理，第90个数据或第180个数据即为L90。第34页噪声污染级许多非稳态噪声实践表明，涨落噪声所引发人烦恼程度比等能量稳态噪声要大，而且与噪声暴露改变率和平均强度相关。经试验证实，在等效连续声级基础上加上一项表示噪声改变幅度量，更能反应实际污染程度。用这种噪声污染级评价航空或道路交通噪声比较恰当。第35页噪声污染级噪声污染级（LNP）公式为：LNP=Leq+K式中：K常数，对交通和飞机噪声取值2.56；测定过程中瞬时声级标准偏差。第36页噪声污染级对于许多主要公共噪声，噪声污染级也可写成：LNPLeq+d或LNPL50+(d260)+d式中：dL10L90第37页昼夜等效声级（Ldn）在昼间和夜间要求时间内测得等效A声级分别称为昼间等效声级Ld或夜间等效声级Ln。昼夜等效声级为昼间和夜间等效声级能量平均值，用Ldn表示，单位dB。考虑到噪声在夜间要比昼间更吵人，故计算昼夜等效声级时，需要将夜间等效声级加上10dB后再计算。如昼间要求为16h,夜间为8h，昼夜等效声级为：式中：Ld昼间Td个小时等效声级，dB；时间从6002200，共16个小时；Ln夜间Tn个小时等效声级，dB。时间从2200第二天600，共8个小时第38页计权有效连续感觉噪声级（LWECRN）计权有效连续感觉噪声级是在有效感觉噪声级基础上发展起来,用于评价航空噪声方法。其特点在于既考虑了在 24h 时间内,飞机经过某一固定点所产生总噪声级,同时也考虑了不一样时间内飞机对周围环境所造成影响。中国现行机场周围区域环境飞机噪声标准即要求采取此法进行评价。式中：EPNLN次飞行有效感觉噪声级能量平均值，dB；N17时19时飞行次数；N219时22时飞行次数；N322时7时飞行次数。第39页4、噪声随传输距离衰减第43页噪声衰减噪声从声源传输到受声点，因传输发散、空气吸收、阻挡物反射和屏障等原因影响，会使其产生衰减。为了确保噪声影响预测和评价准确性，对于由上述各原因所引发衰减值需认真考虑，不能任意忽略。第44页点声源随传输距离增加引发其衰减值式中：距离增加产生衰减值，dB；r点声源至受声点距离，m。在距离点声源r1处传输至r2处衰减值：当r22r1时，L16dB即点声源声传输距离增加一倍，衰减值是6dB。第45页线声源随传输距离增加引发其衰减值式中，L1距离衰减值，dBr线声源至受受声点距离，ml线声源长度，m。L110lg(1/2rl)当r11时，可视为点声源。第46页点声源：r/L1线声源：无限线声源rl/10有限线声源rl/3l/3rl第47页课堂练习课堂练习1.已知某线声源场已知某线声源场10km，在距线声源，在距线声源10m处测得噪声值为处测得噪声值为90dB，则，则30m处噪处噪声值为（）声值为（）dBA 78B 81 C 80.5 D 85.2第48页课堂练习课堂练习2.有一列火车正在运行。若距铁路中心线有一列火车正在运行。若距铁路中心线20m处测得声压级为处测得声压级为90dB，距铁路中心，距铁路中心线线40m处有一居民楼，则该居民楼声压级处有一居民楼，则该居民楼声压级是（）是（）dBA 87B 84C 80 D 78第49页课堂练习课堂练习3.有一列火车正在运行。若距铁路中心线有一列火车正在运行。若距铁路中心线600m处测得声压级为处测得声压级为70dB，距铁路中心，距铁路中心线线1200m处有一疗养院，则该疗养院声压处有一疗养院，则该疗养院声压级是（）级是（）dBA 67B 70C 64 D 60第50页课堂练习课堂练习4.有一列火车有一列火车600m正在运行。若距铁路正在运行。若距铁路中心线中心线250m处测得声压级为处测得声压级为65dB，距铁，距铁路中心线路中心线500m处有一居民楼，则该居民处有一居民楼，则该居民楼声压级是（）楼声压级是（）dBA 62 B 60.5C 59 D 63第51页课堂练习已知锅炉房2米处测为80dB，距居民楼16米；冷却塔5米处测为80dB，距居民楼20米，求：二设备噪声对居民楼共同影响声级。第52页课堂练习某锅炉排气筒3m处测得噪声值为75dB，若该项目厂界噪声标准为昼间60dB，请问最少应离锅炉多远处，厂界昼间噪声可达标。第53页课堂练习某热电厂排汽筒（直径1m）排出蒸汽产生噪声，距排汽筒2m处测得噪声为80dB，排气筒距居民楼12m，问排汽筒噪声在居民楼处是否超标（标准为60dB）？假如超标应离开多少米？第54页第55页课堂作业课堂作业*某工厂有甲、乙两相同点声源，相距某工厂有甲、乙两相同点声源，相距 40m，在，在 甲、乙中点测得噪声级甲、乙中点测得噪声级 67dB。厂界。厂界二测点二测点A、B分别位于两声源中垂线上，距分别位于两声源中垂线上，距甲均为甲均为40m。该厂为日常班制。该厂为日常班制(标准为标准为60 dB)，问厂界噪声是否超标？，问厂界噪声是否超标？第56页课堂堂练习在城市在城市1类声功效区内，某卡拉类声功效区内，某卡拉OK厅排厅排风机在风机在19：0002：00间工作，在距直间工作，在距直径为径为0.1m排气口排气口1m处，测得噪声级为处，测得噪声级为68dB，在不考虑背景噪声和声源指向性，在不考虑背景噪声和声源指向性条件下，问距排气口条件下，问距排气口10m处居民楼前，排处居民楼前，排气噪声否超标？假如超标，排气口最少气噪声否超标？假如超标，排气口最少应距居民楼前多少米？应距居民楼前多少米？第57页课堂堂练习有一列火车有一列火车600m正在运行。若距铁路中正在运行。若距铁路中心线心线250m处测得声压级为处测得声压级为65dB，距铁路，距铁路中心线中心线500m处有一居民楼，则该居民楼处有一居民楼，则该居民楼声压级是多少声压级是多少dB？第58页