第九讲噪声及其评价ppt课件.ppt

第3 3章噪声控制 噪声 水污染 空气污染 垃圾并列为现代世界的四大公害 3 3 1噪声 什么是噪声 噪声是声音的一种 从物理角度看 噪声是由声源作无规则和非周期性振动产生的声音 从环境保护角度看 噪声是指那些人们不需要的 令人厌恶的或对人类生活和工作有防碍的声音 噪声不仅有其客观的物理特性 还依赖主观感觉的评定 如在听音乐时 悦耳的歌声不是噪声 而在人们需要休息时 邻居传来的音乐将成为噪声 5 1 2噪声的特点一般是声压级较高的 频率特性杂乱无章的声音 噪声的来源噪声的来源主要有三种 它们是交通噪声工业噪声生活噪声 交通噪声交通噪声主要是由交通工具在运行时发出来的 如汽车 飞机 火车等都是交通噪声源 调查表明 机动车辆噪声占城市交通噪声的85 车辆噪声的传播与道路的多少及交通量大小有密切关系 在通路狭窄 两旁高层建筑物栉比的城市中 噪声来回反射 显得更加吵闹 同样的噪声源在街道上较空旷地上 听起来要大5 10分贝 在机动车辆中 载重汽车 装载机等重型车辆的噪声在90分贝 而轿车 吉普车等轻型车辆噪声约有80 85分贝 以上声级均为距车7 5米处测量 汽车速度与噪声大小也有较大关系 车速越快 噪声越大 车速提高1倍 噪声增加6 10分贝 汽车噪声主要来自汽车排气噪声 若不加消声器 噪声可达100分贝以上 其次为引擎噪声和轮胎噪声 引擎噪声在汽车正常运转时 可达90分贝以上 而轮胎噪声在车速为90公里 时以上时 可达95分贝左右 因此 在排气系统中加上消声器 可使汽车排气噪声降低20 30分贝 在引擎方面 以汽油引擎代替柴油引擎 可以降低引擎噪声6 8分贝 接近城市中心的铁路客货运站 由于来往列车都要在市区内穿行 因而影响较大 尤其是在车流量大时 其影响是不容忽视 地下铁路的噪声来源与火车相似 因车辆在地道内行驶 噪声不易散失 对车厢内的人干扰较大 据英国实测 车厢内开窗时噪声高达102分贝 铁道边界噪声限值距离铁道外侧轨道中心30米处的铁道边界噪声限值 Leq白天70dB A 晚上70dB A 飞机运输噪声水陆交通运输噪声 虽然影响面广 但从直接造成显著的危害来说 还是空运的噪声 喷气机出现后 空运噪声产生较大的影响 这一方面是喷气机噪声声级较大 另一方面也是空运日趋繁忙的结果 事实上 机场不仅是飞机升降时产生噪声 而且机场地勤保养和飞机试运转时也会产生强烈的噪声 对附近居民的影响非常大 当大型喷气客机起飞时 跑道两侧1千米内语言通讯都受到干扰 4千米范围内人不能休息和睡眠 工业噪声主要来自生产和各种工作过程中机械振动 摩擦 撞击以及气流扰动而产生的声音 城市中各种工厂的生产运转以及市政和建筑施工所造成的噪声振动 其影响虽然不及交通运输广 但局部地区的污染却比交通运输严重得多 因此 这些噪声振动对周围环境的影响也应予重视 工业噪声 工业企业厂界噪声标准LeqdB A 建筑施工场界噪声限值LeqdB A 生活噪声主要指街道和建筑物内部各种生活设施 人群活动等产生的声音 如在居室中 儿童哭闹 大声播放收音机 电视和音响设备 户外或街道人声喧哗 宣传或做广告用高音喇叭等 这些噪声又可以分为居室噪声和公共场所噪声两类 它们一般在80分贝以下 对人没有直接生理危害 但都能干扰人们交谈 工作 学习和休息 生活噪声 5 1 4噪声的危害科学家们已经全面研究了噪声对生物和人类的影响 如小白鼠在160分贝的环境中 几分钟就会死亡 人在喷气发动机5米处 几分钟就变成聋子 一般认为40分贝是正常的环境声音 在此以上就是有害的噪声 1 噪声损伤听觉人短期处于噪声环境时 即使离开噪声环境 耳朵也会造成短期的听力下降 但当回到安静环境时 经过较短的时间即可以恢复 如果长时间无防护地在较强的噪声环境中工作 在离开噪声环境后听觉敏感性的恢复就会延长 经数小时或十几小时 听力可以恢复 这种可以恢复听力的损失称为 暂时性听域偏移 也称 听觉疲劳 随着听觉疲劳的加重会造成听觉机能恢复不全 因此 预防噪声性耳聋首先要防止疲劳的发生 一般情况下 85分贝以下的噪声不至于危害听觉 而85分贝以上则可能发生危险 统计表明 长期工作在90分贝以上的噪声环境中 耳聋发病率明显增加 工业企业噪声卫生标准 通常长期在90dB A 以上的噪声中工作就可能发生噪声性耳聋 当人耳突然受到140 150dB A 以上的强烈噪声作用时 人耳会受到急性外伤 导致暴震性耳聋 2 噪声对睡眠的干扰人类有近1 3的时间是在睡眠中度过的 睡眠是人类消除疲劳 恢复体力 维持健康的一个重要条件 但环境噪声会使人不能安眠或被惊醒 在这方面 老人和病人对噪声干扰更为敏感 当睡眠被干扰后 工作效率和健康都会受到影响 研究结果表明 连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转 使人多梦 并使熟睡的时间缩短 突然的噪声可以使人惊醒 一般来说 40分贝连续噪声可使10 的人受到影响 70分贝可影响50 而突发动噪声在40分贝时 可使10 的人惊醒 到60分贝时 可使70 的人惊醒 长期干扰睡眠会造成失眠 疲劳无力 记忆力衰退 以至产生神经衰弱症候群等 在高噪声环境里 这种病的发病率可达50 60 以上 3 噪声对语言交流的干扰噪声对语言交流的影响 来自噪声对听力的影响 这种影响 轻则降低交流效率 重则损伤人们的语言听力 研究表明 30dB A 以下属于非常安静的环境 如播音室 医院等应该满足这个条件 40dB A 是正常的环境 如一般办公室应保持这种水平 50 60dB A 则属于较吵的环境 此时脑力劳动受到影响 谈话也受到干扰 当打电话时 周围噪声达65分贝则对话有困难 在80分贝时 则听不清楚 在噪声达80 90分贝时 距离约0 15米也得提高嗓门才能进行对话 如果噪声分贝数再高 实际上不可能进行对话 4 噪声可引起多种疾病噪声除了损伤听力以外 还会引起其他人身损害 噪声可以引起心绪不宁 心情紧张 心跳加快和血压增高 噪声还会使人的唾液 胃液分泌减少 胃酸降低 从而易患胃溃疡和十二指肠溃疡 一些工业噪声调查结果指出 劳动在高噪声条件下的炼钢工人和机械车间工人比安静条件下人的循环系统发病率高 在强声下 高血压的人也多 不少人认为 20世纪生活中的噪声是造成心脏病的原因之一 长期在噪声环境下工作 对神经功能也会造成障碍 实验室条件下人体实验证明 在噪声影响下 人脑电波可发生变化 噪声可引起大脑皮层兴奋和抑制的平衡 从而导致条件反射的异常 有的患者会引起顽固性头痛 神经衰弱和脑神经机能不全等 症状表现与接触的噪声强度有很大关系 例如 当噪声在80 85dB A 时 往往很易激动 感觉疲劳 头痛 95 120dB A 时 作业人员常前头部钝性痛 并伴有易激动 睡眠失调 头晕 记忆力减退 噪声强到140 150dB A 时不但引起耳病 而且发生恐惧和全身神经系统紧张性增高 噪声的评价 A声级LA是目前国际上使用最广泛的噪声评价方法 A声级是对声音的频带上使用A计权网络得到的加权即时单一值 单位是dB A A声级反映了人耳对不同频率声音响度的计权 不论噪声强度是高还是低 A声级都能较好地反映人的主观感觉 A声级越大 人感觉越吵 对于稳态的噪声 可以直接测量A声级进行评价 等效连续A声级Leq有时 噪声的A声级是变化的 不能简单的使用某一时刻的A声级 需要使用在一段时间内使用平均A声级来表示能量平均 即Leq 例如 在一小时内 每五分种A声级有变化 如下 则 这一小时的Leq为 80dB 83dB 90dB 86dB 92 81dB 66dB 86dB 94dB 95dB 92dB 88dB 10lg12 100dB 10 8dB 89 2dB 昼夜等效声级Ldn一般噪声在晚上比白天更容易引起人们的烦恼 研究结果指出 夜间噪声的干扰比白天大10dB 因此 计算一天24小时的等效声级时 夜间要加上10dB的计权 这样得到的等效声级称为昼夜等效声级 Ldn 10lg 15 10Ld 10 9 10 Ln 10 10 其中 Ld 为白天 07 00 22 00 的LeqLn 为夜间 22 00 07 00 的Leq 统计分布声级 累积分布声级 用于描述交通噪声 Leq只能表示噪声的平均情况 有时为了了解不同声级在时间上出现的概率分布 人们提出了累积分布声级的概念 L1L5L10L50L90 LN表示在有百分之N的时间上出现了A声级大于LN的情况 如 L10 70dB 表示有10 的时间里噪声的A声级超过了70dB 一般对于偶发性噪声 如交通噪声 常使用累积分布声级 分别统计出L1 L5 L10 L50 L90 以详细了解噪声情况 例 如果出现L1 90dB L5 40dB L10 35dB L90 33dB 则说明大部分时间噪声水平不高 偶尔出现高声级噪声 如深夜在马路上偶尔出现卡车的情况 噪声评价数 NR噪声评价曲线 在一些对安静要求较高的环境里 如剧场 录音室 演播室 不但需要考虑噪声的声级 同时要考虑噪声的频率特性 通过国际标准化组织的一组评价曲线 每条曲线用一个NR值表示 噪声各个频率值都不超过的最低的曲线作为噪声评价的NR值 语言干扰级SIL500 1K 2K 4KHz四个倍频带噪声声压级年的算术平均值 3 3 2城市区域环境噪声标准 噪声允许的标准有 民用建筑隔声设计规范 GBJ118 88规定之 民用建筑室内允许噪声级 卧室内 A声级 dB A 在 剧场建筑设计规范 中规定 观众席背景噪声 NR30为甲等 NR35为乙等 丙等 影响观众席背景噪声的主要因素是空调气流 以及外界噪声传入 灯光 舞台机械等 在 电影院建筑设计规范 中规定 观众席背景噪声 40dB A 为甲等 45dB A 为乙等 丙等 在 办公建筑设计规范 中规定办公用房 会议室 接待室的噪声 55dB A 电话总机房 计算机房 阅览室噪声 50dB A 录音室 演播室等低背景噪声要求高的场合 一般要求背景噪声NR值低于22 25 城市区域环境噪声标准Leq GB3096 93 标准规定 城市区域环境噪声的测量位置在居住窗外或厂界外1米处 一般地 室外环境噪声通过打开的窗户传入室内大致比室外低10dB 因此在工业区 3类 或交通干线两侧 4类 不能建住宅 学校 医院 因为环境噪声的影响 室内噪声水平不能达标 这一点需要引起建筑师的注意 3 3 3噪声控制 噪声污染是物理污染 噪声源消失 噪声污染立即消失 不留残余物质 噪声的防治主要是控制噪声源的噪声输出和噪声的传播途径 以及对接收者进行保护 环境噪声的控制 措施 降低声源噪声 控制噪声传播途径 接收者个人防护 步骤 调查噪声现状 确定噪声声级 确定噪声允许标准 选择控制噪声的具体方案 吸声减噪 吸声减噪原理 室内到达接收点的声音包括直达声和周围维护结构的反射声 混响声 在室内布置吸声材料可以降低混响声部分 吸声减噪公式如下 吸声减噪特点 1 只能降低混响声 对直达声无效2 一般只适用于房间处理前平均吸声系数很小的房间3 一般降噪量在6 10dB 很难超过10dB 5 4 2隔声降噪 房间噪声的降低值噪声通过墙体传至室内的声压级为L2 而发声室的声压级为L1 两室声压级差为D L1 L2 D的大小首先取决于隔墙的隔声量R 而且还与接收室的总吸声量 隔墙的面积S有关 关系为 D R 10LgA 10LgS R 10Lg A S 通过以上公式 一方面在隔墙隔声量R已知的情况下可以预测隔墙房间噪声的降低量D 另一方面 为了满足 允许噪声 的条件下 应采用何种隔声量的隔墙 由以上公式可以得到 在D被认为是已知的条件下 有 R D 10LgA S这是选用隔墙隔声降噪的一个基本公式 5 4 3隔声间在噪声强烈的环境内建造隔声性能良好的小室 对工作人员的听力进行保护 这种隔声设施是隔声间 隔声间不但要考虑隔声性能 还要考虑到观察方便 出入方便 不影响车间内正常运输 以及房间内供电 通风等 一般隔声间外墙使用隔声性能较好的材料或结构 如砖 混凝土 纸面石膏板墙等 观察部分使用隔声窗 进出部分使用隔声门或吸声迷道等 隔声间室内一般使用较多吸声材料 如穿孔吸声板吊顶 软包墙面 以及吊挂空间吸声体等 5 4 4隔声屏障隔声屏障是用来遮挡声源和接收点之间的隔声措施 隔声屏障对于高频声遮挡比较有效 对于低频声较差 另外 在设计声屏障时 从经济方面考虑 声屏障自身的隔声量只要比隔声降噪量大10dB即可 如果在声屏障朝向声源的一面铺加一层吸声材料 并尽量靠近声源 会提高隔声效果 隔声罩采用隔声罩来隔绝机器设备向外辐射的噪声 是在声源处控制噪声的有效措施 隔声罩外层常用1 2mm厚的钢板制成 内涂阻尼漆 沥青等阻尼层 目的是防止吻合效应和钢板低频共振 为了提高降噪效果 内层再铺一层吸声材料 如玻璃棉 微穿孔板等 机器和隔声罩之间需要留有空隙 机器和隔声罩支撑之间 隔声罩与基础之间应加入减振器 5 5气流噪声控制 消声器 5 5 1消声器及消声性能评价气流噪声主要是由于气体在管道中流动形成湍流 或是在管道出口处的高速喷射 以及气流使管道产生振动而形成的 降低气流噪声主要的方法是安装消声器 消声器有三方面基本要求 1 较好的消声频率特性 声学性能 2 空气阻力损失小 空气动力学性能 3 结构简单 寿命长 体积小 造价低 结构性能 消声器消声性能的常用指标如下 1 传声损失 为入口与出口声功率级的差 评价效果好 较难测量 2 末端声压级差 为入口与出口声压级的差 误差大 容易测量 3 插入损失 在系统某处 有无消声器时声压级的差 较实用 4 每米消声量 是沿消声管道中 每米的消声量dB 比较常用 5 5 2消声器的分类1 阻性消声器 把吸声材料固定在气流通过的管道周壁 或按一定方式在通道中排列起来 构成阻性消声器 当声波进入消声器中 会引起阻性消声器内吸声材料的空气和纤维振动与摩擦 消耗声能 阻性消声器的消声特性为中高频 对于直管式阻性消声器有如下公式计算消声量 其中 为消声系数 P为截面周长 l为消声器有效长度 S为气流横断面积 可以看到 吸声材料表面积和材料吸声系数越大 气流通道的有效面积越大 消声量越大 另外 当通道截面积过大 会造成高频噪声难于接触吸声材料 造成 高频失效 2 抗性消声器有的消声器通过控制声阻抗的大小来消声 被称为抗性消声器 这种消声器不使用吸声材料 而是在管道上连接截面突变的管段或旁接共振腔 利用声阻抗的变化 使某些频率的声音在声阻抗