噪声污染与控制ppt课件.ppt

第五章噪声污染与控制 主要内容 5 1噪声及危害 一噪声最早的噪声定义 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 5 1噪声及危害 环境工程中 噪声通常定义为 不需要的声音 属于一种环境现象 特性 声音强弱和频率变化无一定规律的声音影响 对人体有伤害或干扰人正常活动的声音 5 1噪声及危害 最为大众熟知 即空气 水以及固体废物污染所造成的大量残留物 这些残留物会长期滞留于环境中 以残留的能量形式存在 如声 热 光等 虽然它们在环境中的存在时间并不长 但人的感官极其敏感 当它们进入感觉器官后会对人和其他生物造成不良影响 人一生都暴露在有噪声的环境中 噪声也可看成是一种环境污染物 一种由人类各种活动产生的废物 5 1噪声及危害 噪声的特点 噪声污染是局部的 多发性的 一般不会影响到很大的区域 噪声污染属于物理性污染 没有污染物和后效作用 与其它污染相比 噪声的再利用问题很难解决 不需要的声音 是很主观的 被某人认为是噪声的声音 却可能被另外一人喜爱 5 1噪声及危害 二环境噪声的来源 一 交通噪声汽车 拖拉机 摩托 飞机 火车等交通工具在行驶中产生的噪声 其对环境冲击最强 5 1噪声及危害 二 工业噪声工业企业在生产活动中使用固定生产设备或辅助设备所产生的噪声污染 对工人的直接危害对附近居民的影响 5 1噪声及危害 三 建筑施工噪声各种建筑机械工作时产生的噪声 对居民区人们的生活和心理损害很大 5 1噪声及危害 四 社会生活噪声商业 娱乐歌舞厅 体育及游行和庆祝活动 繁华街道上人群的喧哗 以及家用电器引起的噪声 5 1噪声及危害 三噪声污染的危害 一 对人体生理的影响噪声对听力的影响听觉疲劳 暂时性听力阈移噪声性耳聋 永久性听力阈移暴震性耳聋 突然发生巨大声响 140 160dB 引起的听觉器官急性损伤 5 1噪声及危害 与噪声性听力损失有关的因素 噪声的强度 频率 接触时间 5 1噪声及危害 噪声可以诱发其它疾病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 5 1噪声及危害 二 对人体心理的影响首先会引起睡眠不好 注意力不能集中 记忆力下降等心理症状 然后导致心情烦乱 情绪不稳 忍耐性降低 脾气暴躁 最后产生高血压 溃疡 糖尿病等一系列疾病 心理学上将这种病症称为心身疾病 意指由心理因素引起的身体上的疾病 5 1噪声及危害 三 对生产生活的影响降低通信效率损坏建筑物干扰自动化机械设备和仪器掩蔽效应使生活中更易发生事故 5 2噪声的量度与标准 声源 物体的振动是产生声音的根源 声波 这种向前推进着的空气振动称为声波 声场 有声波传播的空间叫声场 声音传播的实质 是指物体振动形式的传播 5 2噪声的量度与标准 一噪声的客观量度从单纯的物理学角度描述噪声 叫噪声的客观量度 一般用声压 声强和声功率等物理量来表示 一 声压和声压级 5 1 静态压强 5 2噪声的量度与标准 5 2噪声的量度与标准 1 瞬时声压 某一瞬间的声压 2 声压单位 Pa 即N m2 3 有效声压 Pe 在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值即得有效声压 5 2 5 2噪声的量度与标准 日常生活中声音的声压数据 5 2噪声的量度与标准 4 声压级Lp 该声音的声压与基准声压 听阈声压 的比值取以10为底的对数再乘20 即 5 3 基准声压P0 2 10 5Pa声压级单位 分贝 dB 听阈声压级为0dB 痛阈声压级为120dB 5 2噪声的量度与标准 二 声强和声强级声强I 在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声能量称为声音的强度 简称声强 声强与有效声压的关系为 声强单位是W m2 为介质密度 kg m3 c为介质中声速 m s 5 4 5 2噪声的量度与标准 声强级LI 某声音的声强与基准声强 听阈声强 的比值取以10为底的对数再乘10 即 5 5 基准声强I0 10 12W m2声强级单位 分贝 dB 听阈声强级为0dB 痛阈声强级为120dB空气中同一列波的声压级和声强级数值上几乎相等 5 2噪声的量度与标准 三 声功率和声功率级声功率W 声源在单位时间内辐射的总能量为声功率 5 6 声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理量声功率可用于鉴定各种声源 5 2噪声的量度与标准 声功率级Lw 5 7 基准声功率W0 10 12W声功率级单位 分贝 dB 5 2噪声的量度与标准 四 声级运算两列及以上列噪声的叠加要依据能量叠加法则进行声级的运算 1 级的相加当n个噪声源互不干涉时 合成的总声 压 级为 5 8 5 2噪声的量度与标准 两列相等声压级噪声的合成声场声压级仅增加3dB两列噪声声压级相差10dB以上 则其合成声场声压级等于数值高的那列噪声声压级2 级的相减 5 9 仪器测的噪声 声源真实噪声 背景噪声 5 2噪声的量度与标准 3 级的平均N个声源在某处所产生的声级平均值对同一声源进行n次采样后计算其连续等效声级Leg 5 10 5 2噪声的量度与标准 二噪声的主观评价噪声评价量的建立原则 不同频率的声音对人的影响不同 噪声出现的时间不同对人的影响不同 同样的声音对不同心理和生理特征的人群反应不同 5 2噪声的量度与标准 一 响度级声音响亮的程度是由声压级和频率一起决定的 当某一频率的纯音与1000Hz的纯音听起来同样响时 这时1000Hz纯音的声压级就定义为该声音的响度级LN 单位为方 phon 等响曲线 对各个频率的声音作试听比较 得到达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线 通常称为等响曲线 5 2噪声的量度与标准 人耳等响曲线 5 2噪声的量度与标准 二 A声级噪声卫生标准中普遍采用A计权声级 这是一种主观评价 使接受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 这样测得的声级叫A声级 记作dB A 5 2噪声的量度与标准 三公共噪声的评价量 一 等效连续A 计权 声级LAeq在声场内的某点上 将一段时间内起伏变化或不连续的A声级变化用能量时间平均的方法加以描述 则称为这段时间内的等效连续A 计权 声级 简称等效A声级 单位dB A 5 11 5 2噪声的量度与标准 若采用同样的采样时间 则等效连续A声级为 5 12 5 2噪声的量度与标准 二 昼夜等效噪声级Ldn昼夜等效声级是对昼夜噪声能量加权平均而得到的 由于人们在夜间对声音比较敏感 所以夜间测得的所有声级都要加上10dB A 作补偿 5 13 昼间 07 00 22 00 测得的噪声能量平均A声级 夜间 22 00 07 00 测得的噪声能量平均A声级 5 2噪声的量度与标准 三 噪声污染级LNP噪声污染级也是用以评价噪声对人的烦恼程度的一种评价量 它既包含了对噪声能量的评价 同时也包含了噪声涨落的影响 5 14 为规定时间内噪声瞬时声级的标准偏差 dB A 为算术平均声级 dB A Li为第i次声级 dB A K为常数 一般取2 56 5 2噪声的量度与标准 四 单次事件噪声暴露级LAE对于由单个噪声所构成的噪声环境 可采用单次事件噪声暴露级来描述其污染程度 用一个在1秒内的声音与这个单次事件噪声能量相等的平均A声级来描述 5 2噪声的量度与标准 四环境噪声标准和法规 一 中华人民共和国环境噪声污染防治法 1996年10月第八届全国人民代表大会通过立法目的 保护和改善人们的生活环境 保障人体健康 促进经济和社会的发展 规定环境噪声及环境噪声污染含义 为制定各类噪声标准提供基础 5 2噪声的量度与标准 内容 第一章总则第二章环境噪声污染防治的监督管理第三章工业噪声污染防治第四章建筑施工噪声污染防治第五章交通运输噪声污染防治第六章社会生活噪声污染防治第七章法律责任强调 三同时 5 2噪声的量度与标准 二 噪声标准1 产品噪声标准机电产品噪声限值标准交通工具噪声标准汽车定置噪声 汽车不行驶 发动机处于空载运转状态时产生的噪声 反映了车辆的排气噪声和发动机噪声 参照ISO标准 5 2噪声的量度与标准 各类车辆定置噪声A声级限值 dB 5 2噪声的量度与标准 地铁电动车组司机室和客室内允许的噪声级 dB 5 2噪声的量度与标准 2 噪声排放标准各类厂界噪声标准 类标准适用于以居住 文教机关为主的区域 类标准适用于居住 商业 工业混杂区及商业中心区 类标准适用于工业区 类标准适用于交通干线两侧的区域 5 2噪声的量度与标准 不同施工阶段作业的厂界噪声限值 LAeq 5 2噪声的量度与标准 3 环境质量标准 机场周围噪声标准值及适用区域 注 一类区域 特殊区域居住区 居住 文教区二类区域 除一类以外的生活区 5 2噪声的量度与标准 工业企业厂区内各类地点的噪声标准 LAeq 5 2噪声的量度与标准 我国民用建筑室内允许噪声级 LA 5 3噪声控制方法 一噪声控制的一般原理 声源 传播途径 接受者 抑制噪声源 控制传播途径 保护接受者 5 3噪声控制方法 一 噪声源的控制控制声源是控制噪声最有效 最根本的途径 合理选择材料和改进机械设计改进工艺和操作方法降低噪声减少激振力来降低噪声提高运动零部件间的接触性能 5 3噪声控制方法 二 传播途径的控制若因经济或技术原因难以从声源上实施控制时 就要从噪声传播途径上加以控制 合理布局 闹静分开利用噪声随距离衰减的规律利用地形 地物或绿化等屏障降低噪声利用声源的指向性降低噪声采取声学控制手段噪声传播 5 3噪声控制方法 三 接受者的防护对人的防护 听觉和头部 耳塞 耳罩防声头盔等胸部的防护 防护衣对于机器的防护 隔声间 隔振台 5 3噪声控制方法 二常用噪声控制措施 5 3噪声控制方法 一 吸声技术吸声 声波通过媒质或入射到媒质分界面上时声能的减少过程 称为吸声或声吸收 材料吸声 当媒质的分界面为材料表面时 部分声能被吸收的现象 称为材料吸声 吸声材料 有较大吸声能力 平均吸声系数 0 2 的材料 5 3噪声控制方法 5 3噪声控制方法 1 多孔吸声材料原理 摩擦阻力粘滞性热传导效应特性 材料的孔隙率要高 一般在70 以上 孔隙应该尽可能细小 且均匀分布 微孔应该是相互贯通 而不是封闭的 微孔要向外敞开 使声波易于进入微孔内部 5 3噪声控制方法 常用材料 无机纤维 如玻璃棉 岩棉等 有机纤维 如植物纤维 木质纤维等 泡沫材料 如泡沫塑料 泡沫混凝土等 吸声建筑材料 如微孔吸声砖等 5 3噪声控制方法 影响因素 材料的厚度材料的密度或孔隙率材料层与刚性面间的空气层厚度护面层 装饰面的影响温度 湿度的影响 5 3噪声控制方法 2 共振吸声结构 针对中 低频噪声的控制 材料特征 表面穿孔的薄膜或薄板吸声机理 应用共振原理声音与薄板 薄膜 固有频率产生共振声音与板后空腔气室空气产生共振特点 低频吸收性能好 强度足够 装饰性强 声学性能易于控制 5 3噪声控制方法 1 薄板共振吸声结构吸声频带 80 300Hz吸声系数 0 2 0 5薄板厚度 3 6mm空气层厚度 3 10mm系统共振频率 Hz m 薄板面密度 Kg m2d 空腔厚度 cm 5 3噪声控制方法 2 穿孔板共振吸声结构穿孔率P 穿孔面积 总面积 一般为1 10 吸声频带 低中频噪声吸声系数 0 4 0 7薄板厚度 1 5 10mm孔径 2 15mm系统共振频率 Hz 5 3噪声控制方法 3 微穿孔板吸声结构由板厚和孔径均在1mm以下 穿孔率为1 3 的金属板和空腔组成的复合结构 特点 吸声频带较宽 可用于高温 潮湿 腐蚀性气体或高速气流等其它吸声材料不适合的环境中 结构简单 设计理论成熟 吸声结构的理论计算与实测值接近 5 3噪声控制方法 3 特殊吸声结构1 空间吸声体由框架 吸声材料和护面结构做成具有各种形状的单元体 特点 悬空悬挂 吸声性能好 节约吸声材料 便于安装 装拆灵活 5 3噪声控制方法 5 3噪声控制方法 2 吸声尖劈一种楔形的空间吸声体 它的吸声性能十分优良 常用于消声室的建设 5 3噪声控制方法 4 吸声降噪措施应用原则 房间内壁面吸声系数小时 宜作吸声处理 空间面积较大时 宜用空间吸声体或平顶吸声处理 噪声源多且分散的空间宜作吸声和隔声结合处理 对于湿度较高的环境 或有清洁要求的吸声设计 可采用薄膜覆面的多孔材料或单 双层微穿孔板共振吸声结构 进行吸声处理时 应满足防火 防潮 防腐 防尘等要求并兼顾通风 采光 照明及装修要求 5 3噪声控制方法 二 隔声技术利用墙体 各种板材及构件作为屏蔽物或利用围护结构把噪声控制在一定范围内 使噪声在空气中的传播受阻而不能顺利通过 达到降噪的目的 1 透声系数和隔声量透声系数 5 3噪声控制方法 隔声量 也称传声损失 单位dB 同一隔声结构 不同的频率具有不同的隔声量 所以工程上常用500Hz的隔声值来代替平均隔声量 记作TL500 2 单层密实均匀构件的隔声性能单层密实构件的隔声材料要求密实且厚重 其隔声性能与材料的刚性 阻尼 面密度有关 5 3噪声控制方法 5 3噪声控制方法 区劲度控制区对于低于隔墙共振基频的噪音 隔墙的隔声量主要取决于隔墙的劲度 劲度越大 隔声量越大 阻尼控制区在共振基频处 隔声量最小 在此区域内 增加结构阻尼可以提高隔声量并缩小共振区范围 所以称这个区为阻尼控制区 5 3噪声控制方法 区 质量控制区隔墙的质量起主要控制作用 质量越大 墙体惯性越大 振动速度越小 所以隔声量越大 质量定律 物理意义 单层墙的隔声量与其单位面积的质量的对数成正比 声波的频率越高 隔声量越高 5 3噪声控制方法 区 吻合效应区吻合效应 因入射角度造成的入射声波波长与隔墙中弯曲波波长相吻合 而使隔声量降低的现象 临界吻合频率 能产生吻合效应的最低入射频率 其大小与隔墙材料的面密度 厚度和弹性模量有关 在隔声设计中 必须使所隔绝的声波频段避开低频共振频率和临界吻合频率 5 3噪声控制方法 3 多层结构的隔声性能隔声量等于两单层墙的隔声量之和 再加上中间层的隔声量 5 3噪声控制方法 4 隔声罩和隔声间隔声罩对体积较小的噪声源 可以直接用隔声结构把它包围起来 达到降噪的效果 设计要点 选择适当的材料罩板面不要与设备表面平行隔声罩的密封考虑通风散热和设备检修 5 3噪声控制方法 5 3噪声控制方法 隔声间若一个车间内有很多分散的噪声源 则可以用一个小空间把所有噪声源一起隔离开 即隔声间 隔声间还可以用于工人操控室 休息室或特殊声学要求的工作室 5 3噪声控制方法 5 隔声屏将隔声结构设置在噪声源和受声点之间 阻挡噪声的传播 这种隔声结构就叫隔声屏 原理 阻挡噪声直接传播到屏障后区域使噪声发生绕射 在屏障后形成声影区影响因素 降噪效果与声波频率 屏障大小 材料有关 5 3噪声控制方法 5 3噪声控制方法 设计使用注意事项 为了阻挡直达声 所以要尽量靠近声源 并减小隔声屏与地面间的缝隙 为了形成有效的 声影区 隔声屏要有足够的高度和长度 隔声屏选材要考虑本身的隔声性能 一般用砖 钢板 玻璃等厚重材料 室内设置的隔声屏要作吸声处理 有利于减弱混响声场 提高降噪作用 5 3噪声控制方法 三 消声器消声器是消减气流噪声的装置 把它接在管道中或进 排气口上 既让气流通过 又对噪声具有一定的消减作用 好消声器的基本要求 具有较高的消声量和较宽的消声频率对气流的阻力要小体积要小 重量要轻 便于安装符合实际需要 美观大方 与设备相协调价格便宜 使用寿命长 5 3噪声控制方法 插入损失 LIL 系统中插入消声器前后在系统外某点测得的声功率级之差 不只反应消声器性能 传声损失 LTL 消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差 真正反应消声器本身性能 消声器性能评价指标 5 3噪声控制方法 1 阻性消声器原理 利用吸声材料消声 把吸声材料按一定的方式在管道中排列起来 就构成了阻性消声器 频率范围 具有中 高频消声性能 特性 适于消除风机 燃气轮机进气噪声 流速不大 在高温 高湿环境中寿命短 消声效果差对低频噪声消声效果不理想 5 3噪声控制方法 形式 直管式 折板式 迷宫式 蜂窝式 弯头式 5 3噪声控制方法 2 抗性消声器原理 不使用吸声材料 而是在管道上接剖面积突变的管段或旁接共振腔 利用声阻抗的改变 使声波在里面发生反射 干涉等现象 从而达到消声目的 频率范围 具有低 中频消声性能特性 消除空压机 汽车排气噪声 较高气速气流 不需要使用多孔吸声材料 耐高温 抗潮 5 3噪声控制方法 3 阻抗复合消声器原理 把阻性与抗性两种消声原理通过适当结构复合起来 可定性地认为是阻性和抗性在同一频带消声值的叠加 并非简单的相加关系 频率范围 具有低 中 高频消声性能 应用 消除鼓风机 大型风洞 试车台噪声 5 3噪声控制方法 形式 阻 扩型 阻 共型 阻 扩 共型等 5 3噪声控制方法 4 微穿孔板消声器原理 利用微穿孔板吸声结构制成的消声器形式 单层 双层微穿孔板频率范围 宽频带消声性能适用范围 适于高温 潮湿有水 有油雾的场合 5 3噪声控制方法 5 喷注耗散型消声器原理 从机理上减小噪声 喷注噪