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第四章声环境及振动环境保护 1 本章要求 了解 4 1 1基本概念4 1 2噪声与振动的计量4 2 1施工噪声和振动污染源和源强4 3 1噪声与振动控制的主要原理4 3 5低噪声路面4 3 6绿化林带 2 本章要求 熟悉 4 1 3噪声的主观评价4 2 2运营期交通噪声4 3 3噪声与振动控制的一般原则和步骤4 3 4声屏障的设计原理掌握 4 1 4噪声与振动标准4 3 2噪声与振动的防治措施 3 概念 噪声是声波的一种 是声强 频率变化没有规律 杂乱无章 听起来不和谐的声音 从广义上来讲 凡是人们感觉不适 使人烦躁的声音都是噪声 在物理学里 声定义为一种通过弹性介质传播的波 声波是由物体振动或空气振动而产生的 振动的物体称为声源 声源的振动引起周围空气的疏密交替变化 这种疏密变化由声源向外传播就产生声音 声音在介质中传播时 传播出去的是物质运动的能量 而不是物质本身 4 振动在外力作用下 物体产生振动 振动的物体 声源 除了向空间辐射 空气声 外 还通过基础或相连的固体结构传播 固体声 固体声 在传播的过程中将向外辐射噪声 特别是当引起物体共振时 会辐射很强的噪声 通常把 固体声 传播的理论称作振动学 5 环境噪声指在工业生产 建筑施工 交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音 噪声的强度可用声级表示 单位为分贝dB A 环境噪声污染源分析环境噪声污染是指所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准 并干扰他人正常生活 工作和学习的现象 声音构成环境噪声污染 除了扰民之外 还必须超过排放标准 二者缺一不可 6 环境噪声污染源分析 1 交通运输噪声 随着城市机动车的增加 交通噪声已成为一个重要的城市环境问题 2 工业生产噪声 空气振动噪声 机械振动噪声 电磁力噪声 3 建筑施工噪声 4 生活噪声 7 一些声音的分贝数和人的感觉 根据我国环保局的标准 城市区域环境噪声的质量分别如下 重度污染 65 0分贝 中度污染 60 0 65 0分贝 轻度污染 55 0 60 0分贝 较好 50 0 55 0分贝 好 50 0分贝 著名声学家马大猷教授曾总结和研究了国内外现有各类噪音的危害和标准 提出了三条建议 1 为了保护人们的听力和身体健康 噪音的允许值在75 90分贝 2 保障交谈和通讯联络 环境噪音的允许值在45 60分贝 3 对于睡眠时间建议在35 50分贝 8 噪声的危害可归纳为以下几个方面 长期工作生活在90dB以上的噪声环境中则可能发生危害 干扰睡眠 干扰交谈 工作 思考 对人体生理的影响 对听觉器官 神经系统 心血管系统和内分泌系统的损害 对人体心理的影响 情绪激动 烦躁 注意力不集中 对动物的影响 对建筑物的影响 140分贝以上 会使玻璃破碎 在160分贝以上 导致墙体震裂以至倒塌 9 噪声的计量 1 计量声音的物理量 声功率 声源在单位时间内辐射的总声能量称为声功率 声功率的大小 只与声源本身有关 声强 在垂直声波传播方向上 单位时间内通过单位面积的声能称作声强 声强的大小与声源的声功率 该点距离声源的距离 波阵面的形状及声场的具体情况有关 声压 某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压强的改变量称为声压 2 声压级 声强级和声功率级在环境噪声中 以分贝表示的声功率 声强和声压分别称为声功率级 声强级和声压级 10 A声级环境噪声的度量 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 根据听觉特性 在声学测量仪器中 设置有 A计权网络 测得的噪声值较接近人耳的感觉 其测得值称为A声级 LA 单位为dB A 11 等效连续A声级有时候将某一段时间内连续暴露的不同A声级变化 用能量平均的方法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 LAeq 单位也是dB A 当等效声级与分贝同时标注时 用LAeqdB 或Leq dB A 在评定非稳定噪声时 等效连续A声级尤为必要 敏感点的环境噪声评价时 通常用等效连续A声级 12 统计声级统计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 L10表示在取样时间内10 的时间超过的噪声级 相当于噪声平均峰值 L50表示在取样时间内50 的时间超过的噪声级 相当于噪声平均中值 L90表示在取样时间内90 的时间超过的噪声级 相当于噪声平均底值 其计算方法是将测得的100个 或200个 数据按大小顺序排列 第10个 或第20个 数据即为L10 第50个 或第100个 数据即为L50 第90个 或第180个 数据即为L90 交通噪声评价时 通常用统计声级 13 噪声标准 声环境质量标准 GB3096 2008 环境质量标准 该标准是针对不同功能的环境区域而制定的 这是交通环境影响评价及噪声控制的主要依据 见下表 14 15 噪声标准 1990年制订的GB12523 90 建筑施工场界噪声限值 污染控制标准 对不同施工阶段作业噪声限值作出了规定 如有几个施工阶段同时进行 以高噪声阶段的限值为准 建筑施工场界噪声标准等效声级LAeqdB 16 施工噪声和振动污染源和源强 公路施工噪声 振动 在公路施工期间 各种作业机械和运输车辆产生施工噪声 对环境产生一定影响 由于施工机械不单是噪声源 同时也是振动源 因此下面对噪声源的论述同时适用于振动源 17 施工噪声和振动污染源和源强 除了打桩和爆破作业外 其他施工阶段的一般施工噪声的达标距离 在昼间约需60m 而在夜间则需200m 甚至更远 因此 大型施工场地的选址 应尽可能离开居民集中点200m以外 否则应停止夜间高噪声作业的施工 18 车辆噪声强度的影响因素 在公路上运行的车辆 其噪声大小还与车速 载重量 车况 新旧状况及保养状况 路况 路面性能 粗糙度及平整度 路面纵坡等因素有关 1 载重量 2 路面材料 3 路面粗糙度 4 路面平整度 5 路面纵坡 19 噪声与振动的防治措施概述 噪声与振动控制的措施有两大类 第一类是法律 法规 第二类是规划 管理 如调整项目选址 周边敏感建筑区域和功能规划 第三类是声学技术措施 从声学技术来分类 噪声控制可分为 吸声 隔声 消声 减振及阻尼 吸声 声音遇到吸声材料 或吸声结构 时 部分声能转换成热能 或储存起来 而被吸收 隔声 隔声是利用屏蔽物将声源与接受者分开 阻断空气声的传播 消声 消声器是控制气流噪声的有效设备 可在减少噪声的同时很少影响气流的通过 通常用在气流通过的管道中或进气 排气口上 减振 在传播途径中采取隔离措施阻尼 用阻尼材料消耗振动的能量 20 噪声与振动控制的一般原则和步骤 1 降低源强 交通噪声主要由动力噪声 车辆风噪 轮胎噪声和振动噪声等构成 2 控制传播途径 控制路线距学校 医院 村庄及城镇居民区等环境敏感点的距离 这是最有效的 也是最经济的噪声防治措施 在噪声传播途中设置声障使其产生衰减 在振动传播途中设置减振沟使其产生衰减 3 接受者防护 21 交通建设噪声与振动的防治措施 声屏障声学设计噪声源辐射途径 四种途径 是直达声波直接传给未被声屏障屏蔽的接受点 受声点 是绕射至声屏障屏蔽区 声波绕射角越大 屏蔽区中的噪声级越低 即较大的绕射角比较小的绕射角的绕射声能为低 声波直接透过声屏障到达屏蔽区 是声波在声屏障壁面上产生的反射 声屏障对声音的衰减主要取决于声源辐射的声波沿这四条途径传播的能量分配 在噪声传播的四个途径中 绕射是最重要的设计指标 22 交通建设噪声与振动的防治措施 道路声屏障1 道路声屏障类型道路声屏障按其形状 材质 表面特性可以分为以下几类 按形状不同可分为 直壁式 型 半地下式 全封闭式及隧道式几种 按材质不同可分为 木质 砖砌 混凝土 玻璃纤维板 金属板 土墙等 按表面性能不同可分为 吸声型及反射型 23 交通建设噪声与振动的防治措施 1 直壁式 常用形式 多用砖石 混凝土及标准化的金属结构声屏障 2 型 对于车流量大而受保护的建筑物较高 或建设声屏障的空间受到限制时 将屏障的顶端按一定角度折向道路内侧 即成 型 3 隧道式声屏障 又称掩蔽式声屏障 用于对道路两侧的高层建筑物的噪声控制 造价高 4 吸声屏障 将道路声屏障朝向声源一侧的障壁贴有玻璃纤维 岩棉或其它吸声材料 就可以避免道路对侧接收点的声压级因反射声而升高 提高降噪效果 5 生物型声屏障 采用混凝土槽砌筑屏障壁体 在槽内填土绿化种植 在路侧堆筑土堤 在土堤表面绿化种植 当土堤较高时在土堤外设砌块护面或分层梯状砌筑 在砌块间绿化种植等 以形成生物墙 生物类声屏障的优点是声学性能好 能与周围环境较好地融合 不影响环境景观 当地民众对它们有认同感 24 交通建设噪声与振动的防治措施 1 声屏障噪声衰减量通过实验 声屏障衰减量实际上限可达24dB 隔断视线的声屏障衰减量通常为5 7dB 一般而言 合理设计声屏障的高度和长度 可以降低噪声5 15dB 2 设计噪声衰减量接受点的道路交通噪声级 实测值或预测值 与期望环境噪声级之差 称为声屏障的设计噪声衰减量 3 声屏障的位置位置应根据受保护对象与声源之间的地形条件综合确定 一般地形平坦情况下 声屏障越接近声源或接受点 其噪声衰减量越大 此时声程差 最大 通常将声屏障建于靠近道路侧 25 交通建设噪声与振动的防治措施 4 声屏障的高度高度确定需要先确定声源及接受点的高 如果被保护的多数住宅的楼层高于一层 应以多数住宅卧室窗户为参考值 临近居住区 学校 医院等公共社区的高速公路上的声屏障 其高度一般为2 5m 为了降低声屏障的风荷载 屏障的高度不宜超过5m 如需超过5m时可将屏障的上部做成折形或弧形 将端部伸向道路 以使更接近声源 26 交通建设噪声与振动的防治措施 5 声屏障的长度声屏障的长度应大于其保护对象沿道路方向的长度 一般来讲 声屏障的外延长度应大于受保护对象到声屏障距离的3倍 声屏障如果不能作到足够长 则降噪量将大大减少 3 声屏障的材质包括声学性能和物理性能要求 声学性能主要规定材料的吸声 隔声性能 物理性能主要规定材料的防潮 防尘 防腐 防老化 防火要求等 27 交通建设噪声与振动的防治措施 1 声学性能要求声反射型屏障结构材料的隔声量应大于设计的绕射声衰减的10d