噪声污染与防治

第六章噪声污染与防治第一节环境声学的基本概念第二节噪声的危害和噪声标准第三节噪声的来源与防治第一节环境声学的基本概念一噪声的定义二噪声的物理量度三噪声的频谱四声波的传播五噪声评价第一节环境声学的基本概念一噪声的定义凡是不需要的声音，就是噪声。过响声；妨碍声；不愉快声；无影响声其中，过响声、不愉快声属于客观的噪声；妨碍声和无影响声属于主观的噪声。噪声的特性1、噪声的公害特性由于噪声属于感觉公害，所以它与其他由有害有毒物质引起的公害不同。2、噪声的声学特性噪声就是声音。它具有声音的一切声学特性和规律。噪声对环境影响和它的强弱有关，噪声愈强，影响愈大。二噪声的物理量度（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级（1）频率声音是物体的振动以波的形式在弹性介质（气体、固体、液体）中进行传播的一种物理现象。声波的频率等于造成该声波的物体振动的频率，其单位为赫。一个物体每秒钟的振动次数，就是该物体的振动频率的赫数，亦即由此物体引起的声波的频率的赫数。例如某物体每秒钟振动100次，则该物体的振动频率就是100赫，对应的声波的频率也是100赫。（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级声波频率的高低，反映声调的高低。频率高，声调尖锐；频率低，声调低沉。人耳能听到的声波频率范围是20至20000赫。20赫以下的称为次声，20000赫以上的称为超声。人耳对低频率噪声容易忍受些，而对高频噪声则感觉烦躁些。（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级（2）声压p声波在空气中传播时，空气分子在其平衡位置的前后，也沿着波的前进方向前后运动，使空气的密度也随之时疏时密。在密处与大气压相比，其压力稍许上升；相反，在疏处，其压力则稍许下降。（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级在声音传播的过程中，空气压力相对于大气压力的压力变化，称为声压。单位：Pa或μbr；1Pa＝10μbr。（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级(3)声强单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为声强，用J表示，单位是瓦/米2，声强J与声压（用P表示）的平方成正比，其关系为：J=P2/ρc式中：ρ—介质的密度（千克/米3）c—声音的传播速度（米/秒）（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级4、声压级噪声声压大小常常差别极大。例如飞机发动机噪声的声压为200微巴，而刚能听到的蚊子飞过的噪声声压约为0.0002微巴，两者的声强之比为：1:10102200//1224-222）（蚊子飞机蚊子飞机cPcPJJ（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级前者的声强是后者的1万亿倍，亦即声压之比也达100万倍。声强或声压的变化范围如此之大，在应用上极不方便。但是采用声强之比（亦即声压之比）的对数就十分方便：式中：P——被测声压P——基准声压，其值为2×10-5牛顿/米2LP——声压级（贝尔）02020lg2lglgPPPPJJLP（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级贝尔是电话发明家的名字。用贝尔做声压级的单位还是太大，常用它的十分之一即分贝（dB）作单位。此时声压级应用下述公式进行计算：所以声压级就是被测声压与基准声压之比的对数乘以20的分贝数。声压和声压级可以互相换算。)(lg200dBPPLP分贝或（5）噪声级声压级只反映了人们对声音强度的感觉，不能反映人们对频率的感觉，而且由于人耳对高频声音比对低频声音较为敏感，因此声压级和频率不同的声音听起来很可能一样的响。这样，欲表示噪声的强弱，就必须同时考虑声压级和频率对人的作用，这种共同作用的强弱称为噪声级。（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级噪声级可以用噪声计测量，它能把声音转变为电压，经过处理后用电表指强弱称为噪声级。噪声计中设有A、B、C三种特性网络。其中A网络可将声音的低频大部分滤掉，能较好地模拟人耳的听觉特性。由A网络测出的噪声级称为A声级，其单位是分贝（A）。现在大都采用A声级来衡量噪声的强弱。（一）频率、声压、声强、声压级、噪声级主要声学量的级和基准名称定义基准值声压级（气体中）Lp＝20lg（p/p0）P0＝20μPa声压级（液体中）Lp＝20lg（p/p0）P0＝1μPa振动加速度级La＝20lg（a/a0）P0＝1μm/s2振动速度级Lv＝20lg（v/v0）v0＝1nm/s振动位移级Ld＝20lg（d/d0）d0＝1×10－12m力级LF＝20lg（F/F0）F0＝1μN声功率级LW＝10lg（W/W0）W0＝1×10－12W声强级LI＝10lg（I/I0）I0＝1×10－12W/m2某些环境下的声压和声压级环境声压（Pa）声压级（dB）锅炉排气放空，距喷口1米200140铆钉枪，大型罗茨风机63130汽车喇叭，距人1米，大型球磨机20120柴油机6.3110离心风扇0.6390公共汽车上0.2080城市噪声，街道上0.06370普通说话0.02060电风扇，微电机附近0.006350安静房间0.002040轻声耳语0.0006330树叶飘动声0.0002020农村静夜0.00006310可听0.0000200（三）噪声级的合成1、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压级不是各声压级的简单算术和，而是按照能量的叠加规律，即压力的平方进行叠加的。假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、p2、…pn和L1、L2、…Ln。则：Lp1＝20lgp1/p0，Lp2＝20lgp2/p0，…，Lpn＝20lgpn/p0。（p1/p0）2＝100.1Lp1，（p1/p0）2＝100.1Lp2，…，（p1/p0）2＝100.1Lpn。所以，总声压级Lp＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）（三）噪声级的合成2、n个相同噪声级合成的总噪声级L＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）＝10lg（n100.1L1）＝L1＋10lgn当n＝2时，L＝L1＋10lg2＝L1＋3即表示两个相同的声压级相加，声级增加3dB。（三）噪声级的合成6、计算例题例1强度为80dB的噪声，其相应的声压为多少？解：Lp＝20lg（p/p0），则，p＝p010Lp/20所以，p＝2×10－5×1080/20＝0.2Pa四、声波的传播（一）距离衰减1、声源点声源：当声源的尺寸远小于测点到声源的距离时，声波以球面波的形状较均匀地向各个方向辐射。线声源：如一列较长的列车；公路上长的车队等。面声源：如透过一个壁面向开阔空间传播。（二）空气吸收的衰减声波在空气中传播时，因空气的粘滞性和热传导，在压缩和膨胀过程中，使一部分声能转化为热能而损耗，成为空气吸收。衰减的大小与声源的频率、空气的湿度和温度有关。如在标准大气压下，20℃下，湿度为50％时，声源频率为250、500、1000、2000、4000Hz的空气吸收引起的衰减分别为0.12、0.28、0.5、1.04、2.65dB/100m。高频噪声比低频噪声衰减得快。（三）地面吸收的衰减声波在传播过程中，会受到各种复杂的地面条件的影响。遇到树木（草地、灌木）会引起衰减，衰减的大小与树木的种类、树叶的繁茂程度和树木的高度有关。一般来说，短距离（30～50米）衰减可忽略，70米以上应考虑。对于较茂密的树林，每10米衰减2～3dB；每100米，衰减20～30dB。对于厚的草地或穿过灌木丛，频率为1000Hz的衰减可高达25dB/100m。第二节噪声的危害和噪声标准一、噪声的危害二、噪声标准一、噪声的危害1、噪声对听力的损伤长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；——慢性的噪声性耳聋听力损失用500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听力损失的平均值来表示。听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失15～25dB)；轻度耳聋（听力损失25～40dB)；中度耳聋（听力损失40～65dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。噪声级在80dB以内，才能保证人们长期工作不发生耳聋。在90dB以下，只能保证80％的人工作40年后不会耳聋；85dB仍会有10％的人产生噪声性耳聋。强噪声性耳聋，或爆震性耳聋一、噪声的危害2、噪声对睡眠的干扰40dB的连续噪声可使10％的人睡眠受到影响；70dB的连续噪声可使50％的人受到影响；40dB的突发性噪声可使10％的人惊醒，到60dB时，可使70％的人惊醒。3、噪声能诱发疾病长期暴露在强噪声环境下，会引起人体的紧张反应，使肾上腺素分泌增加，引起心率加快，血压升高；噪声会引起消化系统的疾病，引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡；会引起疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰弱症。一、噪声的危害4、噪声影响语言交谈和通讯联络的干扰当人们交谈距离为1米时，平均声级为65dB；当环境噪声级高于语言声级10dB时，谈话声音会被环境噪声完全掩盖；当噪声级超过90dB时，即使大喊大叫也难以进行正常交谈。一、噪声的危害一、噪声的危害5、特强噪声会对仪器设备和建筑结构造成危害当噪声级超过135dB时，电子仪器的连接部位会出现错动，微调元件发生偏移，使仪器发生故障而失效；当超过150dB时，仪器的元件可能失效或损坏；当噪声超过140dB时，轻型建筑物会遭受损伤。二、噪声标准噪声标准主要分为声环境质量标准、环境噪声排放标准以及技术方法标准三类（一）我国环境噪声允许范围1980年根据生理和心理学研究，结合我国的实际情况，制定了我国环境噪声允许范围。二、噪声标准（二）城市区域环境噪声标准（GB3096-93）按区域功能划分的（三）听力保护标准——《工业企业噪声卫生标准》（GBJ87－85）噪声级分贝（A）工作时间（小时）现有企业新建、改建、扩建企业90858938849691299941不得超过115（三）听力保护标准——《工业企业噪声卫生标准》（GBJ87－85）工作环境噪声每增加3dB，工作时间就必须减少一半。噪声剂量或噪声暴露率D为：实际暴露的小时数T实除以允许暴露的小时数T。即：D＝T实/T，如D1，则现场工作人员接受的噪声超过标准。如果接受的噪声不是一固定噪声级，则：D＝T实1/T1＋T实2/T2＋……（四）机动车辆噪声标准第三节噪声的来源与控制一、噪声的来源与特性二、噪声的控制一、噪声的来源与特性1、噪声的来源（1）交通噪声——城市环境噪声70％的来源汽车噪声一般为89～92dB；电喇叭为90～110dB；汽喇叭（火车）105～110dB。（2）工厂噪声来自生产过程和市政施工过程中机械振动、摩擦、撞击以及气流扰动产生的声音。一般纺织厂噪声为90～106dB，机械工业80～120dB，大型球磨机120dB，风铲、风镐、大型鼓风机130dB以上。（3）生活噪声一、噪声的来源与特性2、噪声的特性噪声的公害特性噪声的声学特性二、噪声的控制（一）噪声的控制原理噪声传播的三个阶段：噪声源、传播途径和接受者；噪声控制原理：在噪声到达耳膜之前，采取阻尼、隔振、吸声、隔声、消声器、个人防护和建筑布局等七大措施，尽力减弱或降低声源的振动，或将传播中的声能吸收掉，或设置障碍，使声音全部或部分反射出去，减弱噪声对耳膜的作用。（二）噪声的控制途径1、从声源上降低噪声——最根本的方法研制和采用噪声低的设备和加工工艺。（二）噪声的控制途径2、在传播途径上控制噪声（1）吸声——声波在传播过程中发生摩擦和阻尼，能降低10～15dB。吸声材料（内部要多孔、孔孔要相连通且这些孔要与外界连通）：玻璃棉、泡沫塑料、吸声砖等；吸收结构：共振吸声、薄板吸声、微孔板吸声结构等。（2）隔声——使声能受到阻挡而不能直接通过，能降低10～35dB。隔声墙、隔声罩、隔声间和声屏障等（3）隔振——防止振动能量从振源传播出去。如金属弹簧、橡胶垫等。（4）消声器——只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声，可降低20～40dB。主要有阻性、抗性及复合性消声器等。（二）噪声的控制途径3、在接受点阻止噪声——最后的办法上述两种方法失