9.0声学环境保护

第九章环境噪声及其防治一、环境噪声的特征、分类及环境影响二、环境噪声评价三、噪声污染控制技术四、声学环境综合整治对策一、环境噪声的特征、分类及影响（一）环境噪声的涵义1、什么是噪声？声音一种物理现象。人类靠它人们之间交换感情、传递消息等。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。2.环境噪声的特征（1）感觉公害噪声对环境的污染与工业“三废”一样,是危害人类环境的公害。噪声影响的评价有其显著的特点,它取决于受害人的生理与心理因素。因此,环境噪声标准也要根据不同时间、不同地区和人处于不同行为状态来决定。（2）具有局限性和分散性的公害这里是指环境噪声影响范围上的局限性和环境噪声源分布上的分散性,噪声源往往不是单一的。此外,噪声污染是暂时性的,噪声源停止发声,噪声即时消失。（二）噪声源及其分类1、噪声源（1）声的三要素声学中把声源、介质、接受器称为声的三要素。（2）什么是声源？把振动的固体、液体和气体称为声源。（3）噪声源是指产生噪声的声源。如何分类？2.四种噪声分类（1）按噪声的产生机理分三类：机械噪声由固体振动、金属摩擦、构件碰撞、不平衡旋转零件撞击等产生。如冲击力作功机械等。空气动力性噪声又称气流噪声，是因气体流动时的压力、速度波动产生的。如喷气式飞机、风机叶片旋转、管道噪声等电磁性噪声因电磁作用引起振动产生。如变压器、励磁机噪声等稳态噪声：在测量时间内，声级起伏不大于3dB(A)的噪声视为稳态噪声非稳态噪声：在测量时间内，声级起伏超过3dB（A）的噪声。瞬态的、周期性起伏的、脉冲的和无规则的。⑵按噪声源随时间的变化分两类：⑶按污染源种类分五类：工厂噪声、交通噪声、施工噪声、社会生活噪声以及自然噪声。⑷按工厂设备噪声源特性分三类点声源、线声源和面声源。㈢环境噪声的危害⒈造成人的听力损伤长期在噪声环境下工作和生活,将造成人们的听力损伤。⒉干扰人的睡眠噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人熟睡时间缩短;突然的噪声可使人惊醒。⒊干扰人们的交谈和工作思考⒋影响人的心理和儿童智力发育（负面）二、环境噪声评价（一）环境噪声评价理论基础（二）环境噪声评价方法（一）环境噪声评价的理论基础1.噪声的度量：（1）用声音的物理性质来度量①声压和声压级②声强和声强级③声功率和声功率级（2）噪声频谱2.环境噪声评价量①A声级②等效连续A声级③昼夜等效声级④统计噪声级⑤噪声冲击指数(NII)Ⅰ.噪声的度量1.用声音的物理性质来度量（1）.声压和声压级（2）.声强和声强级（3）.声功率和声功率级2.噪声频谱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/m2)或微巴(μbar)计量。)声压级为了便于实用,引出一个对数量来表示声音的大小,这就是声压级。（1）声压和声压级【所谓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,并取1/10作为单位,定名为分贝(dB)】式中:Lp——对应声压P的声压级,dB;P——声压,N/m2;Po——基准声压,等于2×10-5N/m2,是1000Hz的听阈声压。0202lg20lg10ppppLp两个声压级的选加汁算,必须遵守对数运算法则.32lg10lg102lg10lg1012021202120222121PLpppppppL两个声压级Ll和L2相同的声音迭加时,即Lpl=Lp2。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。两个不同的声音迭加时,其计算式如下:L1+2=L1十10lg[1十10-0.l(Ll-L2)]式中:L1一L2——两个声压级之差，总是以大减小。按步骤对几个分贝数相加:84、87、90、95、96、91、85、79八个分贝数相加,即:典型环境噪声源声压级/dB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408-18型鼓风机附近110轻声耳语30纺织车间100树叶落下的沙沙声204-72型风机附近90农村静夜10公共汽车内80人耳刚能听到O16种典型环境噪声源的声压及声压级的数据（2）声强和声强级是指在单位时间内,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:SWStEI式中:I——声强,W/m2E——声能量,JΔt——时间间隔,SΔS——声垂直通过的面积,m2；W——声功率,W。1）声强以听阈声强值10-12W/m2为基准,则声强级的定义式为:01lg10IIL式中:L1——声强级,dB;I——声强,W/m2;I0——基准声强,等于10－12W/m2。声压级和声强级都是描述空间某处声音强弱的物理量。在自由声场中,声压级与声强级的数值近似相等。2）声强级（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/Δt同理,以10-12W为基准,则声功率级可定义为:Lw=10lgW/W0式中:Lw——声功率级,dBW——声功率,WWo——基准声功率,等于10－12W声压级、声强与声强级、声功率与声功率级的关系换算图2.噪声频谱（1）声的频率：声源在单位时间内的振动次数，称为声的频率,单位：赫兹(Hz)。1）可听声：20--20000Hz2）次声：低于20Hz;3）超声：高于20000Hz。其中，次声和超声是人耳听不到。（2）噪声的频率：20--20000Hz噪声是无数频率成分声音的组合。Ⅱ.环境噪声评价量1.A声级A声级：能反映人们对噪声吵闹的主观感受。“A”计权网络：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。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。声压级相同而频率不同的声音,听起来不一样响,高频声音比低频声音响,这是由人耳的听觉特性所决定。因此,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(LA)。2.等效连续A声级1）定义：（前提）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,（计算）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。尤其适用于：评定非稳态噪声能量的大小等效连续A声级的数学表示式:)101lg(101.00,dtTLpALTAeq式中：LAeq,T——在T段时间内的等效连续A声级,dB;LPA——t时刻的瞬时A声级,dB;T——连续取样的总时间,min2）噪声的测量方法日测量法：若一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一天测量其等效连续A声级即可。周测量法：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一周测量其等效连续A声级。采取等间隔取样的等效连续A声级计算式式中Li——第i次读取的A声级;dB;N——取样总数。)101lg(101.01,LiNiTAeqNL计算式如果N=100,则:20)10lg(101.01001,LiiTAeqL如果N=200,则:23)10lg(101.02001,LiiTAeqL3.昼夜等效声级定义：它考虑了夜间噪声对人影响更为严重,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(LU,单位为dB）计算公式为:]1010[241lg10)10(1.0ndLnLddnTTL式中:Ld——昼间Td个小时的等效声级;Ln——夜间Tn个小时的等效声级。4.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L10、L50、L90表示。噪声平均峰值--L10：10%的时间超过的噪声级。噪声平均中值--L50：50%的时间超过的噪声级。噪声平均底值--L90：90%的时间超过的噪声级。计算方法：将测得的100个或200个数据按大小顺序排列,第10个数据或第20个数据即为L10第50个数据或第100个数据即为L50。同理,第90个数据或第180个数据即为L90。5.噪声冲击指数(NII)计算式：NII＝∑WiPi/∑Pi式中: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。（二）环境噪声评价方法1，定性与定量相结合的评价方法2，评价程序：⑴拟定大纲⑵收集资料⑶现状调查⑷预测模式⑸影响评价⑹治理措施思考题１、名词解释：环境噪音噪声源噪声频率２、分析噪声污染的特征和危害。３、简述噪声污染评价的方法及程序。三、噪声污染控制技术Ⅰ、吸声Ⅱ、消声Ⅲ、隔声Ⅳ、隔振与阻尼Ⅴ、有源减噪技术噪声控制方法：（1）从声源上控制：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。但是，由于技术或经济上的原因,难以直接从声源上治理噪声。（2）从噪声传播途径上控制：采取吸声、消声、隔声、隔振、阻尼等噪声控制技术。Ⅰ、吸声（一）吸声与吸声材料1.吸声在房间的内表面装饰吸声材料，或在室内悬挂空间吸声体,室内的反射声就会被吸掉，噪声级降低的噪声控制方法就叫吸声。2.吸声材料吸声材料：纤维板、玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、毛毡、吸声砖、木丝板、甘庶板等。最常见的共振吸声结构是穿孔板共振吸声结构。一般降低噪声5～10dB纤维板中/高密度纤维板的应用范围：家具、强化复合地板、音响设备、装修和装饰、包装和汽车工业等多个行业、领域。纤维板离心玻璃棉制品：不燃无毒,容重小,导热系数低,防火保温,隔热降噪.用于中央空调风管、各种管道设备的保温隔热离心玻璃棉板吸声砖原理：当声音传入构件材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗。（二）吸声材料的作用原理（1）吸声系数α吸声系数：表示材料吸声性能的优劣。α为损耗系数E吸/E0与穿透系数E透/E0之和，即2.吸收系数0EEE吸透（2）影响材料吸声性能的主要因素影响因素：除与材料本身结构、厚度及材料的表面特征有关;还与声音的入射方向和频率有关。①材料的表观密度同样多孔材料，表观密度增大时，对低频的吸声效果提高，对高频的吸声效果降低。②材料的厚度增加材料的厚度，可提高对低频的吸声效果，而对高频的吸收则没有明显影响。③孔隙的特征材料的孔隙愈多愈细小，吸声效果愈好。建筑常用吸声材料的性能Ⅱ、消声（一）消声消声是消除空气动力性噪声的方法。（二）消声器1.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。2.消声器结构形式阻性消声器：利用吸声材料消声。优点：对中高频范围内消声。缺点：对低频消声效果差，在高温、水蒸气和有侵蚀气体中使用寿命短。抗性消声器：适用于低频噪声优点：对低中频噪声消声性能良好,结构简单,耐高温、耐气体浸蚀。缺点：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。特点：这种消声器消声量大,消声频率范围宽。Ⅲ、隔声隔声法：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的方法。隔声措施：隔声罩、隔声间、隔声屏。体育馆隔声隔声室是以室内、外的声级差作为它的评价指标。根据隔声室的用途或室内声源噪声量的不同来确定隔声室的隔声量大小，通常在20至45dB不等。当高于35dB以上时，通常就需要双层隔声室结构才可以达到。隔声室的降噪量计算式如下：△L