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第4章噪声控制 1 一 教学目的掌握噪音的评价方法 了解噪音允许标准 掌握城市噪音的控制原则和方法 掌握吸音减噪的源利和方法 二 学时安排总学时 6学时学时分配 学生预习讲授 1 课堂讲授 讨论 3室外实验 2 2 三 教学方法1 本章开始前学生先预习 并写预习报告 该预习报告安排在寒假期间结合调研写 2 第一堂课抽部分学生讲授预习内容 3 课堂讨论和老师讲授 4 现场实验 调研5 写城市环境调研 实验 课程知识综述综合报告 3 四 知识要点1 噪音评价指标 2 噪音允许标准 3 城市噪音控制原则和方法 4 吸音减噪源利和方法 4 一噪声1 定义不需要的声音 声音的相对性2 特点 一般噪声难听入耳 具有连续谱二 噪声的危害1 对听觉的损害耳聋 听力损失在25dB以上噪声性耳聋1 暂时性耳聋暂时性的听阈上移2 永久性耳聋 永久性的听阈上移3 暴振性耳聋 突然暴露在强声刺激下 引起听阈上移 第1节噪声的危害 5 2 引起各种疾病心血管系统 心跳加快 心律不齐 血管痉挛中枢神经系统心动过速 高血压 头昏痛消化系统胃肠道蠕动改变 溃疡病率增大3 影响正常工作与休息4 降低工作效率陶渊明 结庐在人境 而无车马喧 李清照 起来敛衣坐 掩耳厌喧哗 6 一 评价指标1 稳态噪声评价指标1 A声级LA2 噪声评价数NR N a定义 将噪声的倍频带频谱与一系列标准曲线 ISO标准 相比较所得到的结果 b特点 一组按倍频程声压级由低频到高频逐渐下降的倾斜曲线 曲线上1KHz的声压级作为NR数 第2节噪声控制标准 7 C确定噪音评价数NR的方法 先测量待测噪音各个倍频带 63 8KHz 带声压级并画成频谱曲线 再把噪音频谱曲线迭合在NR曲线上 以频谱与NR曲线相切的最高NR值 代表该噪音的噪音评价数N一般情况下NR LA 5D确定噪声标准例 如果标准规定噪声的NR数不能超过25dB 则是说1kHz的噪音不能超过25dB 其它频率噪声的允许值不能超过NR25曲线上的值 8 9 1 等效声级Leqa定义 非稳态噪声 在一段时间范围内LA的能量平均值 测量一般均为A声级 故常以Leq A 表示 b计算 有限个能量平均 2 非稳态噪声评价 10 2 统计声级 累计百分比声级 LNa定义 在测量时间内 N 都超过的声级 L90 90 的时间都超过的声级L50 50 的时间都超过的声级L10 10 的时间都超过的声级超过指 某值如为100个数L10指从大到小第10个L50指从大到小第50个L90指从大到小第90个 11 3 昼夜等效声级Ldn评价环境噪声时使用 故用A声级24小时测量 按夜间影响大 将夜间加10dB计权值 Ld 7 00 22 00白天的等效声级Ln 22 00 7 00夜间的等效声级 12 二 工业企业噪声标准A工业企业噪声卫生标准1 依据1 耳聋与噪声的统计 按8小时 85dBA30年发生耳聋8 90dBA30年20 95dBA30年30 70dBA长期也不会引起耳聋2 听力损失按等能量刺激 13 2 标准 车间内卫生标准 每天工作8小时 允许连续噪声级为90dB A 在高噪声环境连续工作时间减半 允许噪声级提高3dB A 在任何情况下均不得超过115dB A 14 工业企业厂界噪声标准1 测量方法测点 法定厂界外1m处 高度1 2m的噪声敏感处 或相邻居室中央 时间 稳态噪声测1分钟周期性噪声 测一个周期非稳态非周期噪声 测整个工作时间的等效声级 15 2 标准昼夜以居住 文教机关为主的区域5545居住 商业 工业混杂及商业中心区6050工业区6555交通干线道路两侧7055 16 三 GB3096 93城市区域环境噪声标准 Leq dB 昼夜特别安静区 如疗养院 高级别墅区5040居住 文教区5545居住 商业 工业混合区6050工业区6555道路两侧7055 17 四 其他规范GBJ118 88民用建筑隔声设计规范GBJ87 85工业企业噪声控制设计规范GBJ12523 90建筑施工场界噪声限值GB12525 90铁路边界噪声限值及其测量方法GB9660 80机场周围飞机噪声环境标准工业企业噪声卫生标准其它的建筑设计规范中 也有一些关于噪声限值的条文 18 3 1城市噪声源一 交通噪声1 声源 街道 立交桥 公路 高速公路 铁路 地铁 轻轨 航运 航空噪声2 特点 1 活动噪声2 对城市影响大 难控制 在城市噪声源中所占比重40 50 3 评价 A声级的LN Leq 第3节城市噪声控制 19 二 工业噪声1 声源 各类工业设备 以重工业如冶金 机械为主 工业强噪声源较多2 危害 1 主要受害者是工人 常见职业性耳聋 2 规划或位置不当 对相邻学校 居民影响大3 特点 1 噪声源固定2 声源影响时间长 连续 夜间危害加强 4 评价A声级的LN Leq 20 三 建设噪声1 声源搅拌机 打桩机 振动棒 建筑材料和建筑垃圾运输2 危害 建筑工人 工地周围机关或住宅3 特点 1 暂时性与永久性相对于工地的区域是暂时的 对城市或地区是永久的 2 噪声大 露天作业 影响大4 评价A声级的LN Leq 21 四 社会噪声1 声源 商业活动 人群活动 语言 社会宣传广播 家用电器2 危害 与其相邻的居民3 特点 声源数量大 无规分布 在某些局部是主要噪声源4 评价 A声级的LN Leq 22 3 2城市噪声控制一 处理原则 1 综合性问题城市是地区政治 经济 文化中心 必然是工业 交通 商业 机关 居住的集中地 普遍存在各种噪声源 其噪声控制是综合性问题 应是全面的治理 23 2 控制原则声源 途径 接受1 控制声源2 传播途径控制 1 隔声 2 吸声 3 隔振 消声 4 合理分区 合理规划设计 避开噪声源 3 护耳器 24 3 事先考虑任何噪声的可能出现 应在计划实施之前加以考虑 才是有效与经济的 它可以不用或减小投资 事后的治理可能是经济的极大浪费或者是无法根治的 4 措施效果的评价1 总体布局 平面的合理规划设计10 40dB2 隔声处理10 50dB3 消声处理10 50dB4 吸声减噪 10dB 25 二 噪声管理1 立法立法制订各种 标准 管理条例 等 从法律上保证 确认适合公民生活与工作的声环境 法律制订后 对噪声污染的控制起了很大的作用 促进了噪声控制与环境声学的发展 1 制定标准2 制订管理条例2 执法管理1 地方政府明确划分了各类地区环境噪声类别2 各级环保机构 长期进行监测 严格执法 26 三 噪声控制原理性措施1 距离降噪2 声源降噪3 规划降噪4 屏障隔噪5 绿化吸噪6 吸声减噪7 接收隔噪 27 四规划 建筑具体方法和措施1 城市规模控制城市噪声与城市人口数量间有定量关系Lb 22 27 10lg 人口密度 人 km2 控制城市人口密度其降噪效果十分明显 同时也能解决交通 商业 工业过于集中问题 28 2 区域规划工业区 a远离住宅集中区b间以防护带 绿地等c间以商业区d工业区 厂区内部布局 高噪声源远离生活区 保证区界 厂界噪声达标e低噪声如电子工业可进入混合区 29 商业区a主要商业区应集中b可置于工业区与居住区之间居住区应相对集中布置 安静区 完全脱离城市主要噪声源干扰范围 30 3 道路规划1 铁路 交通主干道不穿过住宅及文教区2 市区主干道不宜过密 干道间 两旁可布置为商业区 文化生活设施 公共建筑 3 道路立体交叉 车流通畅4 地下运输系统 31 4 建筑布局1 建筑物的位置选择医院 学校 住宅选址十分重要 对于工厂企业 亦要考虑2 建筑群体的布局群体的布局应防止噪声 楼房间的来回反射 封闭 形成声通道 32 4 建筑布局1 建筑物的位置选择医院 学校 住宅选址十分重要 对于工厂企业 亦要考虑2 建筑群体的布局群体的布局应防止噪声 楼房间的来回反射 封闭 形成声通道 33 5 屏障绿化 1 地形利用 土丘 下凹形成声屏障 2 路旁隔声屏障 3 绿化 30米立体绿化带仅 5dB降噪量 作业 查阅相关资料 自由论述规划 建筑设计各环节中如何进行噪声控制 并举例 建筑声环境 清华大学秦佑国王炳磷著P134 34 35 36 37 38 39 40 室内噪声控制问题的提出 1 室外噪声控制仅能达到对声环境的最低要求 而更安静的要求则需要采取进一步的措施 2 室内可能存在各种噪声源 解决原则1 控制声源2 隔振 减振 隔声 消声 吸声 41 一 原理与效果室内吸音减噪吸音原理 降低混响声声压级吸音减噪量 Lp 10lgA1 A2 Lp 室内两种吸音条件的混响声声压级差值 A1 室内原有条件的总吸音量 A2 室内增加吸音材料后的总吸声量 第4节吸声减噪 42 吸声减噪用途 1 在走道 休息厅 门厅等交通和联系空间 结合建筑装饰适当使用吸声材料 将吸声材料布置在走道的顶棚及侧墙的墙裙以上 2 在房间的顶棚 墙面 和地面布置吸声材料或在空间中悬挂空间吸声体 是降低室内噪音的有效方法 降噪效果 10dB左右 43 二 吸声处理原则例 设15 6 3米的车间原内表面 0 03 机器与人的吸声量为7 2m2 a试问天棚用 0 7的材料处理后 混响声场区域可降噪多少分贝 b若处理前 0 23 天棚用 0 9的材料处理后 其降噪效果又如何 44 解 a1 处理前A1 15x6 15x3 6x3 x2x0 03 9 18m2A A1 A人机 9 18 7 2 16 38m2 总吸声量 2 处理后天棚A增量 A 15x6x 0 7 0 03 60 3m2A 16 38 60 3 76 68m2 总吸声量 Lp 10lg A A 10lg 76 68 16 38 10lg4 68 6 7dB 45 b1 处理前A1 S总 70 38m2A A1 A人机 70 38 7 2 77 58m22 处理后天棚A增量 A 15 6 0 9 0 23 60 3m2A 77 58 60 3 137 88m2 Lp 10lg A A 10lg 137 88 77 58 10lg1 8 2 5dB 46 两种状况下吸声量的绝对值增值均为60 3m2 但后者降噪效果较前者差4 2dB 47 意义 吸声降噪的效果 与吸声处理后与处理前总吸声量的比值有关 而不由吸声值变化量的差值所决定 吸声量变化的比例大 降噪明显吸声量变化的比例小 效果甚微 48 吸声处理原则 1 声源与被干扰处于同一空间下 否则可用其他手段 2 处理前房间的平均吸声系数小 其值在0 03 0 05间 或总吸声量占房间面积的3 5 吸声减噪可有明显效果 3 吸声改造后 增大到0 5 或总吸声量为总面积的50 即可超过此限度不再有明显的效果 特别不经济 4 取得明显效果 前后吸声量变化为3 10倍 其相应减噪量约为5 10dB 49 50 51 三 设计步骤1 由噪声频谱特性 确定主要吸声频带 2 调查或测量 室内现有各频带吸声量的大小 或用开窗面积估计占总面积的比例 判断吸声减噪可行性 3 根据要求及室内状况 确定降噪量 Lp 一般小于10dB 52 4 由原 总面积与 Lp 求出处理后的A 及需要增加吸声材料的部位 A A A 5 根据可设置吸声材料的部位 面积 噪声峰值的频率 确定吸声材料的所需最小 各频带 6 选择满足各频带 值的吸声材料或构造 53 讨论 1 对频率高的噪声降噪效果好2 升高屏障提高降噪量3 最大降噪量小于24dB4 近屏障效果好5 若不是无限长 两边有绕射 54 第 节气流消声噪声原因 气流源有噪声 湍流形成噪声 管壁振动一 消声器及其评价1 消声器 可让气流通过 又能降低气流噪声的装置 2 评价 1 消声效果 插入损失 安装消声器前后 空气某一点的声压级差值LIT Lp1 Lp2Lp1 未插入消声器前测量值Lp2 安装消声器的测量值特点 测量方法简便 可在现场进行 测试受环境 噪声影响响度 2 消声效率 消声指数 单位当量长度 单位横截面的消声值 55 二 消声器的种类及原理 能够消除噪声又能让气流通过的装置 1 阻性消声器1 定义 依靠消声器内部布置的多孔材料达到减弱噪声的消声器 2 原理 声波从多孔材料表面通过时 材料的声阻抗与声波相互作用 使声波衰减 消衰声能 声激发材料骨架及孔隙内空气振动 部分声能转化为热能 3 分类 管式 片式 折板类4 特点 a中高频消声效果好 消声频带宽 b消声量大c制作简单d低频效果差e高温 高湿 粉尘 油污环境不宜 56 抗性消声器 定义 利用消声器内部截面积变化 共振腔 旁支管等方法 使管中声阻抗变化 产生声能反射 或被消耗的消声器 分类 阻抗复合式 阻性与抗性消声器的组合 普通型特点 利用阻性与抗性的各类基本单元 加以叠加 消声频带宽 消声量大 微穿孔板消声器原理 利用微穿孔板具有阻性与抗性的声学特性 达到吸声目的 57 58 59 三 使用进回风管必须安装消声器房间之间要安装隔音消声器注意避免刚性连接 60 61 第7节隔振振动危害 振动破坏建筑 设备振动使正常工作 高精度的测量加工无法进行振动的传播将伴随噪声的传播 一 隔振的类别与评价 类别 积极隔振 减小振源处振动向外界的传递 如 空调机 通风机等设备机座 消极隔振 减小外界振动影响设备或环境 如 精密仪器 声学实验室 录音棚等的基础隔振 62 评价 传递率 传到基础式结构层上的振动力 振动源上的振动力 d 传到物体设备上的振幅 基础或支撑物上的振幅 隔振频率 1 T 100 振动衰减量 LN 20lg 1 T dB 注意 0 01 99 LN 40dB 63 二 隔振原理 传递率 干扰力的频率 隔振系统的固有频率 阻尼比 临界阻尼 被移动的物体回到原有位置而无振荡的最小阻尼 64 讨论 与f f0 的取值关系 0 f f0 21