环境噪声控制工程绪论.ppt

物理性污染控制,环境工程教研室苏青青E-mail:Cellphone主要内容：,第一篇噪声污染及其控制,第二篇其他的物理性污染及其控制,第一章绪论,第二章噪声污染及其控制,第三章振动污染及其控制,第四章电磁辐射污染及其防治,（2学时）,（14学时）,（8学时）,（24学时）,（2学时）,（2学时）,（2学时）,（2学时）,（8学时）,第五章放射性污染及其控制,第六章热污染及其控制,第七章光污染及其控制,主要参考书目：,环境噪声控制工程，洪宗辉主编，高等教育出版社。（教材）噪声控制技术，李耀中主编，化学工业出版社。（参考书）噪声与振动控制工程手册，马大遒主编，机械工业出版社。（参考书）,Chapter1绪论,1.1物理环境与环境物理学1.2物理性污染及其研究内容,1.1物理环境与环境物理学,物理环境,天然物理环境：即原生物理环境。如风、雨、地震、海啸产生的声和振动，地磁场，以及火山爆发。太阳黑子等等，,人工物理环境:人工噪声环境、振动环境、放射性环境污染、热污染、光污染,1.1.1物理环境自然界中的各种物质在重力场、地磁场、电场、辐射场中以不同的运动形式进行能量的交换和转化。物质能量交换和转化过程即构成了物理环境。,1.1.2环境物理学的产生和发展,环境物理学,环境物理的产生和发展,1.1.2环境物理学的学科体系,环境声学,环境振动学,环境电磁学,环境放射学,环境热学,环境光学,环境空气动力学,环境物理学的研究特点,1.2物理性污染及其研究内容,1.2.1物理性污染及其特点,1.2.2物理性污染的研究内容,Chapter2噪声污染及其控制,2.1概述2.2声学基础2.3噪声的评价和标准2.4噪声控制技术吸声2.5噪声控制技术隔声2.6噪声控制技术消声2.7有源噪声控制,2.1.1噪声的定义,最早的噪声定义：出自说文和玉篇，“扰也”“群呼烦扰也”物理学观点：噪声是指各种频率和声强杂乱无序组合的声音。心理学观点：凡是人们不需要的声音都称之为噪声。医学观点：医学上认为超过60分贝的声音是噪声。,2.1概述,特点：噪声定义的主观性很强、有着明显的相对性，例如音乐，你觉得很悦耳，他在思考问题时却觉得很讨厌，也就是它随人的心理、主观感觉等的不同而不同。,噪声污染及其特点：,噪声污染定义：被测试环境的噪声级超过国家或地方规定的噪声标准限值，并影响人们的正常生活、工作、或学习的声音，就形成噪声污染。,噪声污染特点：,噪声污染,物理性污染,噪声污染特点：,1.噪声污染属于物理性污染，它只会造成局部性污染，一般不会造成区域性和全球性污染,2.噪声污染没有残余污染物，噪声源停止运行后，污染就立即消失,3.噪声的声能是噪声源能量中很小的部分，噪声再利用的价值不大，因此，人们对声能的回收不重视；,4.噪声一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的和间接的。,噪声公害事件：,1960年11月，日本广岛市一男子因不堪忍受工厂噪声折磨刺杀工厂主。1961年7月，日本东京青年因不堪忍受客货车的噪声自杀身亡。1981年，在美国的现代派露天音乐会。华盛顿时间1991年4月12日上午11点半，美国南部的迈阿密商业机场上的恐怖试验。,噪声,无形的暴力,豚鼠试验,人体试验,噪声公害事件：,1.1.2噪声的类型：,（A）客观环境里的噪声,自然噪声：比如风声、雨声等,人为噪声：主要指随着工业和科学技术的发展，各种机械、电器和交通噪声等,（B）按发声机理分,机械噪声：如织机、球磨机、电据等发出的声音。,空气动力性噪声：如通风机、空压机等发出的声音。,电磁噪声：如发电机、变压器等发出的声音。,1.1.2噪声的类型：,（C）按城市环境噪声分类,交通噪声,工业噪声,建筑施工噪声,社会生活噪声,1.1.2噪声的类型：,1.1.3噪声的危害,危害一：噪声对听力的影响声疲劳(暂时性听力阈移)噪声性耳聋(永久性听力阈移)暴振性耳聋(急性噪声性耳聋),*听力损失：国际标准化组织规定，是用500、1000和2000Hz的听力损失的平均值来表示，听力损失用听力阈级来衡量的。*听力阈级：是指耳朵可以觉察到的纯音声压级。,（A）噪声对听力的影响,与噪声性听力损有关的因素：噪声的强度；频率；接触时间。,（A）噪声对听力的影响,*心脏病*消化系统方面的疾病*神经系统方面的疾病*伤害视觉功能*对血液成分造成影响*对儿童的智力发育造成影响,危害二：噪声可以诱发疾病,1.1.3噪声的危害,*建筑物*机械设备*掩蔽效应,危害三：噪声损害设备和建筑物,1.1.3噪声的危害,例：特强噪声对仪器设备和建筑结构的危害,特强噪声（140dB）、极强噪声（170dB）会损坏仪器设备和建筑结构，带来灾难性的破坏。例如宇宙飞船和火箭的机械结构，在特强噪声作用下，会产生“声疲劳”，使材料或结构产生疲劳断裂；当超英速飞机在低空掠过时，引起的“隆隆声”相当于炸弹爆炸，会使门窗损坏、墙面开裂、屋顶掀翻、烟囱倒塌。据统计在机械制造中，近80%的事故和设备损伤与噪声，共振有关。,（C）噪声损害设备和建筑物,本节小结,1.噪声污染的定义,2.噪声污染的特点,3.噪声的危害,1.2噪声的控制,1.2.1控制的原则,要坚持“预防为主”、“防治结合”、“三同时”、科学性、先进性和经济性的原则。,一方面要依靠科学技术来“治”、另一方面必须依靠法律来“防”，同时对新建工业企业的噪声控制设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产，尽量做到技术可行、经济合理。,1.2.2控制的措施,（A）行政管理措施：,主要表现在立法与制定标准和条例上，如我国的环境保护法中关于噪声就有专门的章节来规定，同时2019年全国人大通过了中华人民共和国环境噪声污染防治法（2019年3月1日起实施）制定了工业企业噪声卫生标准、城市区域环境噪声标准（GB309493）等。,（B）规划性措施：,1.2控制的措施,包括区域规划（城市布局应按功能分区，妥善安排工业、交通运输、居住等用地的相对位置）、道路规划（为降低城市噪声，要减少穿行市中心的车辆）、控制城市人口密度（,为人口密度，人/km2,Ldn为昼夜等效声级）、加强绿化工作，加大绿化面积。,（C）噪声控制技术,图1环境噪声污染的主要环节,声源,传播途径,接收器,抑制噪声源,控制传播途径,保护接收器,选用发声小的材料制造机件改革设备结构改革传动装置,噪声控制技术手段一：在声源处抑制噪声,最根本的措施主要是改革生产工艺和技术革新，用低噪声工艺代替高噪声工艺，同时研究降低噪声源辐射噪声的激振力和噪声辐射部件对激振力的响应。,噪源对策技术如下表：,1.2控制的措施,远离噪声源：人远离噪声源或者让噪声源远离人，使噪声在远距离传播中衰减点声源、线声源和面声源随距离的衰减规律都可以用公式计算出来例如：点声源至某两点之间的距离分别为r1和r2，且,即当距离由r1变为r2时，其衰减量为LdB。若r2=2r1，则由式(12)可以算出L6(dB)。,闹静分开利用声源的指向性降低噪声利用地形地物降噪绿化降噪利用声学控制手段降噪,噪声控制技术手段二：在声传播途径中的控制,例1：改变噪声指向,噪声在低频时，一般无指向性，但随着频率的增高，其指向性也随着增加。因此，对于高频噪声，改变指向是一项控制噪声的、行之有效的对策。这就象大气污染控制中要求考虑全年主导风向，办公楼、生活区建在上风向。,例2：筑墙控制噪声的传播,如图2所示，S、O、R分别为噪声源、墙顶端和接收点墙对噪声的衰减量可用下式表示：这就是声屏障，道路声屏障工程渐成行业热点在降低交通干线噪声、工业生产噪声和社会环境噪声中发挥着独特的作用。,例3利用大气、树木和草地可消弱噪声的传播,噪声由气温高处向气温低处折射、由上风处向下风处折射。根据这一规律，噪声源应设置在低温处和下风处。绿化城市，不仅可以减弱噪声的传播，而且可以防止空气污染。,耳塞防声棉耳罩、头盔隔声岗亭,噪声控制技术手段三：接收器的保护措施,例：耳罩、头盔,耳罩、头盔,传统的控制噪声的声学措施主要有吸声、隔声以及使用消声器等方法，这些方法统称为“无源”噪声控制，一般来说，仅对中高频噪声的控制有效。,有源噪声控制：为了抵消初级噪声，人为地产生一个声场（次级声场）。,噪声控制技术手段四：无源噪声接收器的控制技术,有源噪法研究新进展：,这一方法由美国声学专家奥尔逊（Olscn）提出，就是用传声器接收某一声场的声音，经过放大、控制，使它再放出一个与原声场位相相反的声音，则这两个声音因位相相反而互相消弱，甚至完全抵消用数学式子表示即：,AcostAcos(t)=0,特别是随着近年来城市轨道交通和高等级公路的加速建设，各类道路声屏障也得到日益广泛的普及，逐渐成为环保行业的工程热点之一。,其它的噪声控制措施：,利用声学手段降噪实例（隔声）,北京轻轨铁路两侧的声屏障,利用声学手段降噪实例（隔声）,隔声窗,利用声学手段降噪实例（消声）,利用声学手段降噪实例（吸声）,利用声学手段降噪（吸声）,1.3噪声与振动控制行业的发展与展望,上个世纪六十年代只有几个生产厂家生产消声器等单件产品，产品只有数十种，产值仅几百万元，有关科研设计单位只有几个,七十年代生产厂家有几十家，产品上百种，产值上千万元,八十年代噪声与振动控制生产厂家一百三十多家，产品六百余种，产值约一亿元,九十年代，从事噪声与振动控制的生产、科研设计单位有四百余家，产品千余种，年产值约五亿元,到如今，噪声与振动控制行业更是有了突飞猛进的新发展，所生产的产品如消声器、吸声材料和结构、隔声构件、隔振器、阻尼减振材料、噪声与振动测量仪器等，已基本能满足国内噪声与振动控制的需要，有部分产品还出口国外。,防振合金：这种防振合金可利用金属本身所具有的高减振性能，来达到减振、消声的目的。,其它实例：,防振合金又称“减振合金”、“阻尼合金”、“无声合金”、“消声合金”、“安静合金”等。,目前生产中应用的防振合金有数十种，例如有减振和强度兼优的锰铜合金、镍钛合金，有常作为机床床身、机器底座的灰口铸铁，有用于制造立体声放大器底板的铝锌合金，也有作为蒸汽涡轮机叶片材料的铬钢，更有用作火箭、卫星上精密仪器防振台架的镁锆系合金等。,锰铜合金：如同敲打橡胶那样沉闷，即使使劲把它摔在水泥地上，也只发出轻微的“噗噗”声。,用锰铜合金制造潜水艇的螺旋桨，无论转速多高，都不会发出声响，从而不易暴露目标，增加了潜水艇活动的隐蔽性。,用锰铜合金镶嵌在燃气轮机或凿岩机钻杆的轴承套上，机器开动时，它“不动声色”，可降低噪声几十分贝，为延长机器寿命和改善劳动条件“默默无闻”地作出了贡献。,“减振钢板”,在两块钢板间夹有或涂有一层薄薄的树脂而组成的复合钢板。树脂能吸收振动能并将其转化为热能，同时多层界面本身也具有减振吸能的作用。这种减振钢板把树脂优异的减振性能和钢板的高强度巧妙地结合在一起，取长补短，相得益彰。,为了减少汽车振动和降低噪声，这种减振钢板在汽车工业中获得了广泛的应用。它的厚度为0.21.2毫米，中间的树脂层厚度为0.04毫米。用这种减振钢板制成的零件和用普通钢板制成的零件相比，振动噪声一般可降低35分贝。1989年，日本在某些高级轿车上采用这种减振钢板，使噪声降低1015分贝。,这些减振钢板或隔声镶板广泛应用于需要消声、隔声、减振的场合，如用于制造机器板材或构件、发动机转动部件或家用电器等，也可用于建造电子计算机机房、打字机室、电话交换台室、体育馆、宾馆卧室、会议厅，以及居住区附近的高架公路或高速公路的防噪装置等。,1.3噪声与振动控制行业的展望,展望我国噪声与振动控制行业的今后发展动向，有如下特点：,工业污染源的噪声与振动控制会从以往的环境治理的主导地位，退居到较次要的地位。,城市道路和城市铁路噪声将成为环境治理的重点，声屏障和隔声窗将可能成为治理手段中的热点产品。,从开放式声屏障、局部封闭全封闭声屏障到高效隔声窗及通风隔声窗，各种各样的新型隔声、吸声材料都可能使用到这些产品中去，新的研究课题和实用技术将使噪声与振动控制行业创造出经济、实用、美观大方和具有高声学性能的相关产品。,由于我国正处于经济成长期，大兴土木建设阶段，大量的建筑不断涌现，这些建筑中有许多是安装集中式空调的生产大量空调消声器是噪声与振动控制行业又一热点。,传统住宅的内墙是采用砖墙，隔声性能较好。近年来，由于砖墙的禁止使用，不得不用轻质隔墙代替，可是其隔声性能总不能尽人意。研制高隔声性能的轻质隔墙是噪声控制的新课题。,超低噪声冷却塔的研制和生产，一直是噪声与振动控制行业的追求，应该说，冷却塔的噪声在各方面的努力下，有一定程度的降低。然而离使用实际的要求尚有相当距离，这是我们进一步努力的目标。,生产低噪声产品，从声源来降低噪声是噪声与振动控制行业的长期愿望。为此，我们也进行了一些努力，取得了一些成绩，但是与国外相比差距还较大，这仍是我们要努力的方向。,从我国噪声与振动控制行业生产的产品来讲，其原理和技术上与国外产品差距并不大，但是从质量上，特别是工艺水平上尚有差距。,噪声与振动控制行业的发展，必须依靠科学技术，采用新技术、新工艺、新材料，制造质量好、能耗低、价格合理的适合市场需求的产品，是我们追求的目标。,1.4噪声的可利用之处,噪声除草：科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，保证作物的顺利生长。,噪声诊病：科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电