第8章 物理性污染及其防治

1、第第8 8章章 物理性污染及其防治物理性污染及其防治 8.1 噪声污染概述噪声污染概述 8.1.1 声音与噪声声音与噪声 8.1.2 噪声的主要特征及其来源噪声的主要特征及其来源 8.1.3 噪声污染的危害噪声污染的危害 8.2 噪声污染综合防治噪声污染综合防治 8.2.1噪声控制的基本途径和措施噪声控制的基本途径和措施 8.2.2 噪声控制工程技术方法噪声控制工程技术方法 8.2 电磁辐射污染及其防治电磁辐射污染及其防治 8.2.1 电磁辐射源及其危害电磁辐射源及其危害 8.2.2 电磁辐射污染的防治电磁辐射污染的防治 8.3 放射性污染及其防治放射性污染及其防治 8.3.1 放射性污染源放

2、射性污染源 8.3.2 放射性对人类的危害放射性对人类的危害 8.3.3 放射性污染的控制放射性污染的控制 8.1.1 声音与噪声声音与噪声 中华人民共和国环境噪声污染防治法中华人民共和国环境噪声污染防治法中中 把超过国家规定的环境噪声把超过国家规定的环境噪声排放标准排放标准， 并干扰他人并干扰他人 正常生活正常生活、工作和学习工作和学习的的现象现象称为环境噪声污染。称为环境噪声污染。 8.1.2 噪声的主要特征及其来源噪声的主要特征及其来源 1 噪声是是一种感觉性污染，噪声是是一种感觉性污染， 在空气中传播时不会在周围在空气中传播时不会在周围 环境里留下有毒有害的环境里留下有毒有害的 化学污

3、染物质。化学污染物质。 对噪声的判断与个人所处对噪声的判断与个人所处 的环境和主观愿望有关。的环境和主观愿望有关。 1. 噪声的主要特征噪声的主要特征 2 噪声源的分布广泛而噪声源的分布广泛而 分散，但是由于传播过程中分散，但是由于传播过程中 会发生能量的衰减，会发生能量的衰减， 因此噪声污染的影响因此噪声污染的影响 范围是有限的。范围是有限的。 3 噪声产生的污染没 有后效作用。一旦噪声 源停止发声，噪声便会 消失， 转化为空气分 子无规则运动的热能。 2噪声源及其分类噪声源及其分类 声声是由于物体是由于物体振动振动而产生的，所以把振动的而产生的，所以把振动的固体固体、 液体液体和和气体气体

4、通称为通称为声源声源。 按按 产产 生生 机机 理理 来来 划划 分：分： 机械噪声机械噪声 空气动力性噪声空气动力性噪声 电磁性噪声电磁性噪声 按噪声源随时间变化来划分：按噪声源随时间变化来划分： 可分成稳态噪声和非稳态噪声两大类可分成稳态噪声和非稳态噪声两大类 非稳态非稳态 噪声噪声 12 43 周期性起伏的周期性起伏的 无规则的无规则的 有瞬态的有瞬态的 脉冲的脉冲的 按按 污污 染染 源源 种种 类类 划划 分分 种类种类 12 43 交通噪声交通噪声 社会生活噪声社会生活噪声 工厂噪声工厂噪声 施工噪声施工噪声 工厂噪声、施工噪声和社会生活工厂噪声、施工噪声和社会生活 噪声的传播影响

5、范围通常呈面状；噪声的传播影响范围通常呈面状； 交通噪声的传播影响范围通常沿着道路呈线状。交通噪声的传播影响范围通常沿着道路呈线状。 工厂噪声中，工厂设备噪声源可按特性大致分为点工厂噪声中，工厂设备噪声源可按特性大致分为点 声源、线声源和面声源三种类型。声源、线声源和面声源三种类型。 8.1.3 噪声污染的危害噪声污染的危害 1干扰休息和睡眠干扰休息和睡眠 当人辗转不能入睡时，当人辗转不能入睡时， 便会心态紧张，呼吸急促，脉搏跳动加剧，大脑兴奋不止，便会心态紧张，呼吸急促，脉搏跳动加剧，大脑兴奋不止， 第二天就会感到疲倦，或四肢无力，从而影响到工作和学习。第二天就会感到疲倦，或四肢无力，从而影

6、响到工作和学习。 久而久之，就会得神经衰弱症，表现为失眠、耳鸣、疲劳。久而久之，就会得神经衰弱症，表现为失眠、耳鸣、疲劳。 休息和睡眠是人们消除疲劳、休息和睡眠是人们消除疲劳、 恢复体力和维持健康的恢复体力和维持健康的 必要条件。但噪声使人不得安宁，必要条件。但噪声使人不得安宁， 难以休息和入睡。难以休息和入睡。 人进入睡眠之后，即使是人进入睡眠之后，即使是40-50分贝较轻的噪声干扰，分贝较轻的噪声干扰， 也会从熟睡状态变成半熟睡状态。人在熟睡状态时，大脑活也会从熟睡状态变成半熟睡状态。人在熟睡状态时，大脑活 动是缓慢而有规律的，能够得到充分的休息；而半熟睡状态动是缓慢而有规律的，能够得到充

7、分的休息；而半熟睡状态 时，大脑仍处于紧张、活跃的阶段，这就会使人得不到充分时，大脑仍处于紧张、活跃的阶段，这就会使人得不到充分 的休息和体力的恢复。的休息和体力的恢复。 2. 影响交谈和思考，使工作效率降低。影响交谈和思考，使工作效率降低。 噪声对交谈的影响噪声对交谈的影响 3. 损损 伤伤 听听 觉、觉、 视视 觉觉 器器 官官 强的噪声可以引起强的噪声可以引起 耳部耳部的不适，如耳鸣、的不适，如耳鸣、 耳痛、听力损伤。耳痛、听力损伤。 据测定，超过据测定，超过115 分贝的噪声还会造成耳聋。分贝的噪声还会造成耳聋。 临床医学统计，若在临床医学统计，若在80分贝以上噪声环境中分贝以上噪声环

8、境中 生活，造成耳聋者可达生活，造成耳聋者可达50。 噪声性耳聋有两个特点：噪声性耳聋有两个特点： 一是除了高强噪声外，一般噪声性耳聋都需要一个一是除了高强噪声外，一般噪声性耳聋都需要一个 持续的累积过程，发病率与持续作业时间有关，这也是持续的累积过程，发病率与持续作业时间有关，这也是 人们对噪声污染忽视的原因之一。人们对噪声污染忽视的原因之一。 二是噪声性耳聋是不能治愈的，因此，有人把噪声二是噪声性耳聋是不能治愈的，因此，有人把噪声 污染比喻成慢性毒药。污染比喻成慢性毒药。 从从8-2表可以看出在表可以看出在80dB以下工作不致耳聋，以下工作不致耳聋，80dB以上，以上， 每增加每增加5dB

9、，噪声性发病率增加，噪声性发病率增加10%。 工作工作40年后噪声性耳聋发病率年后噪声性耳聋发病率 （%） 噪声对儿童身心健康危害更大。噪声对儿童身心健康危害更大。 因儿童发育尚未成熟，各组织器官十分娇嫩和脆弱，因儿童发育尚未成熟，各组织器官十分娇嫩和脆弱， 不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子，噪声均可损伤不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子，噪声均可损伤 听觉器官，使听力减退或丧失。听觉器官，使听力减退或丧失。 人们只知道噪声影响听力人们只知道噪声影响听力 其实噪声还影响其实噪声还影响视力视力 试验表明：试验表明： 当噪声强度达到当噪声强度达到90分贝时，人的视觉细胞敏感性下降，分贝时，人的视觉细

10、胞敏感性下降， 识别弱光反应时间延长；识别弱光反应时间延长； 噪声达到噪声达到95分贝时，有分贝时，有40的人瞳孔放大，视觉模糊；的人瞳孔放大，视觉模糊； 而噪声达到而噪声达到115 分贝时，多数人的眼球对光亮度的适应分贝时，多数人的眼球对光亮度的适应 都有不同程度的减弱。都有不同程度的减弱。 所以长时间处于噪声环境中的人很容易发生所以长时间处于噪声环境中的人很容易发生 眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。 同时，噪声还会使色觉、视野发生异常。同时，噪声还会使色觉、视野发生异常。 调查发现噪声对红、蓝、白三色视野缩小调查发现噪声对红、蓝、白三色视

11、野缩小80。 3对人体生理和心理的影响对人体生理和心理的影响 噪声是一种恶性刺激波，长期作用于人的中枢神经噪声是一种恶性刺激波，长期作用于人的中枢神经 系统，可使大脑皮层的兴奋和抑制失调，条件反射异常，系统，可使大脑皮层的兴奋和抑制失调，条件反射异常， 出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力减退出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力减退 、注意力不集中等症状，严重者可产生精神错乱。、注意力不集中等症状，严重者可产生精神错乱。 这种症状，药物治疗疗效很差，但当脱离噪声环境这种症状，药物治疗疗效很差，但当脱离噪声环境 时，症状就会明显好转。时，症状就会明显好转。 噪声可引起植物神经

12、系噪声可引起植物神经系 统功能紊乱，血压升高，心统功能紊乱，血压升高，心 肌梗塞率增加。肌梗塞率增加。 调查发现，生活在高速调查发现，生活在高速 公路旁的居民，心肌梗塞率公路旁的居民，心肌梗塞率 增加了增加了30左右。左右。 调查调查1101名纺织名纺织 女工，高血压发病率为女工，高血压发病率为 7.2，其中接触强度达，其中接触强度达 100 分贝噪声者，高血分贝噪声者，高血 压发病率达压发病率达15.2。 噪声会使人唾液、噪声会使人唾液、 胃液分泌减少，胃酸降胃液分泌减少，胃酸降 低，胃蠕动减弱，食欲低，胃蠕动减弱，食欲 不振，引起胃溃疡。不振，引起胃溃疡。 噪声对人的内分泌机能也噪声对人的

13、内分泌机能也 会产生影响，如：导致女会产生影响，如：导致女 性性机能紊乱，月经失调性性机能紊乱，月经失调 ，流产率增加等。，流产率增加等。 噪声对儿童的智力发育噪声对儿童的智力发育 也有不利影响。也有不利影响。 据调查，据调查，3岁前儿童生活岁前儿童生活 在在75分贝的噪声环境里，他分贝的噪声环境里，他 们的心脑功能发育都会受到们的心脑功能发育都会受到 不同程度的损害。不同程度的损害。 在噪声环境下生活的儿在噪声环境下生活的儿 童，智力发育水平要比安静童，智力发育水平要比安静 条件下的儿童低条件下的儿童低20。 8.2 噪声污染综合防治噪声污染综合防治 噪声污染的发生必须有噪声污染的发生必须有

14、3个要素：噪声源、噪声传音个要素：噪声源、噪声传音 途径和接受者。只有这三个要素同时存在才构成噪声对环途径和接受者。只有这三个要素同时存在才构成噪声对环 境的污染和对人的危害。因此，控制噪声污染必须从这三境的污染和对人的危害。因此，控制噪声污染必须从这三 方面着手，即要对其分别进行研究，又要将它们作为一个方面着手，即要对其分别进行研究，又要将它们作为一个 系统综合考虑。系统综合考虑。 优先次序是：噪声源控制、噪声传音途径控制和接优先次序是：噪声源控制、噪声传音途径控制和接 受者保护。噪声控制的一般程序是：首先进行现场调查，受者保护。噪声控制的一般程序是：首先进行现场调查， 测量现场的噪声级和频

15、谱；然后按有关的标准和现场实测测量现场的噪声级和频谱；然后按有关的标准和现场实测 数据确定所需降噪量；最后制定技术上可行、经济上合理数据确定所需降噪量；最后制定技术上可行、经济上合理 的控制方案。的控制方案。 8.2.1 噪声控制的基本途径和措施噪声控制的基本途径和措施 1噪声源的控制噪声源的控制 控制噪声污染的最有效方法是从控制声源的控制噪声污染的最有效方法是从控制声源的 发声着手。通过研制和选用低噪声设备、改进生发声着手。通过研制和选用低噪声设备、改进生 产和加工工艺、提高机械设备的加工精度和装配产和加工工艺、提高机械设备的加工精度和装配 质量，质量，以及对振动机械采用阻尼隔振等措施，可以

16、及对振动机械采用阻尼隔振等措施，可 减少发声体的数目或降低发声体的辐射声功率。减少发声体的数目或降低发声体的辐射声功率。 这是控制噪声污染的根本途这是控制噪声污染的根本途 （1）应用新材料、改进机械设备的结构）应用新材料、改进机械设备的结构 改进机械设备的结构、应用新材料来降噪，效果和潜改进机械设备的结构、应用新材料来降噪，效果和潜 力是很大的。近些年，随着材科技的发展，各种新型材料力是很大的。近些年，随着材科技的发展，各种新型材料 应运而生，用一些内摩擦较大、高阻尼合金、高强度塑料应运而生，用一些内摩擦较大、高阻尼合金、高强度塑料 生产机器零部件已变成现实。生产机器零部件已变成现实。 例如，

17、在汽车生产中就经常采用高强度塑料机件。例如，在汽车生产中就经常采用高强度塑料机件。 化纤厂的拉捻机噪声很高，将现有齿轮改用尼龙齿轮，可化纤厂的拉捻机噪声很高，将现有齿轮改用尼龙齿轮，可 降噪降噪20dB。对于风机，不同形式的叶片，产生的噪声也。对于风机，不同形式的叶片，产生的噪声也 不一样，选择最佳叶片形状，可以降低风机噪声。例如，不一样，选择最佳叶片形状，可以降低风机噪声。例如， 把风机叶片由直片式改成后弯形，可降噪把风机叶片由直片式改成后弯形，可降噪10dB。或者将。或者将 叶片的长度减小，亦可降低噪声。叶片的长度减小，亦可降低噪声。 （2）改革工艺和操作方法）改革工艺和操作方法 改革工艺

18、和操作方法，也是从声源上降低噪声的一种途径。例如，用低改革工艺和操作方法，也是从声源上降低噪声的一种途径。例如，用低 噪声的焊接代替高噪声的铆接；用无声的液压代替有梭织布机。在建筑施工噪声的焊接代替高噪声的铆接；用无声的液压代替有梭织布机。在建筑施工 中，柴油打桩机在中，柴油打桩机在15m外其噪声达到外其噪声达到100 dB，而压力打桩机的噪声则只有，而压力打桩机的噪声则只有 50 dB。在工厂里，把铆接改成焊接，把锻打改成液压加工，均能降噪。在工厂里，把铆接改成焊接，把锻打改成液压加工，均能降噪20- 40 dB。 （3）提高零部件的加工精度和装配质量）提高零部件的加工精度和装配质量 零部件

19、加工精度的提高，可使机件间摩擦尽量减少，从而使噪声降低。零部件加工精度的提高，可使机件间摩擦尽量减少，从而使噪声降低。 提高装配质量，减少偏心振动，以及提高机壳的刚度等，都能使机器设备的提高装配质量，减少偏心振动，以及提高机壳的刚度等，都能使机器设备的 噪声减小。对于轴承，若将滚子加工精度提高一级，轴承噪声可降低噪声减小。对于轴承，若将滚子加工精度提高一级，轴承噪声可降低10 dB 降低机械设备的噪声，对提高机器的运行效率、降低能量消耗、延长使降低机械设备的噪声，对提高机器的运行效率、降低能量消耗、延长使 用寿命都有好处。用寿命都有好处。 2传播途径上的控制传播途径上的控制 在噪声源上治理噪声

20、效果不理想时，需要在传播途径在噪声源上治理噪声效果不理想时，需要在传播途径 上采取措施。上采取措施。 （1）合理规划布局）合理规划布局 居民区、学校、办公机关、疗养院和医院这些要求低居民区、学校、办公机关、疗养院和医院这些要求低 噪声的地点，应该与商业区、娱乐场所、工业区分开布置噪声的地点，应该与商业区、娱乐场所、工业区分开布置 。在厂区内应合理地布置生产车间和办公室的位置，将噪。在厂区内应合理地布置生产车间和办公室的位置，将噪 声较大的车间集中起来，与办公室、实验室等需要安静的声较大的车间集中起来，与办公室、实验室等需要安静的 场所分开，噪声源尽量不露天放置。场所分开，噪声源尽量不露天放置。

21、 （2）利用绿化降低噪声）利用绿化降低噪声 由于植物叶片、树枝具有吸收声能与降低声音振动的特点，成片由于植物叶片、树枝具有吸收声能与降低声音振动的特点，成片 的林带可在很大程度上减少噪音量。一般的宽林带（几十米）可降噪的林带可在很大程度上减少噪音量。一般的宽林带（几十米）可降噪 10-20dB。在城市里可采用绿篱、乔灌木和草坪的混合绿化结构，。在城市里可采用绿篱、乔灌木和草坪的混合绿化结构， 宽度宽度5米左右的平均降噪效果可达米左右的平均降噪效果可达5 dB。试验表明，绿色植物减弱噪。试验表明，绿色植物减弱噪 声的效果与林带宽度、高度、位置、配置方式及树木种类有密切关系声的效果与林带宽度、高度

22、、位置、配置方式及树木种类有密切关系 在城市中，林带宽度最好是在城市中，林带宽度最好是6-15m，郊区为，郊区为15-20m。多条窄。多条窄 林带的隔声效果比只有一条宽林带好。林带的高度大致为声源至声区林带的隔声效果比只有一条宽林带好。林带的高度大致为声源至声区 距离的两倍。林带的位置应尽量靠近声源，这样降噪效果更好。一般距离的两倍。林带的位置应尽量靠近声源，这样降噪效果更好。一般 林带边缘至声源的距离是林带边缘至声源的距离是6-11m，林带应以乔木、灌木和草地相结，林带应以乔木、灌木和草地相结 合，形成比一个连续、密集的障碍带。树种一般选择树冠矮的乔木，合，形成比一个连续、密集的障碍带。树种

23、一般选择树冠矮的乔木， 阔叶树的吸声效果比针叶树好，灌木丛的吸声效果更为显著。阔叶树的吸声效果比针叶树好，灌木丛的吸声效果更为显著。 （3）采用声学控制技术）采用声学控制技术 在上述措施均不能满足环境噪声要求时，可采用局部声学技术来在上述措施均不能满足环境噪声要求时，可采用局部声学技术来 降噪，如吸声技术（详见降噪，如吸声技术（详见5.3.2）、隔声技术（详见）、隔声技术（详见5.3.3）、消声）、消声 技术（详见技术（详见5.3.4）等。这要对噪声传播的具体情况进行分析后综合）等。这要对噪声传播的具体情况进行分析后综合 应用这些措施，才能达到预期效果。应用这些措施，才能达到预期效果。 3个人

24、防护个人防护 因条件所限不能从噪声源和传播途径上控制噪声时，可采取个人因条件所限不能从噪声源和传播途径上控制噪声时，可采取个人 防护的办法，个人防护是一种经济而有效的防噪措施。个人防护一是防护的办法，个人防护是一种经济而有效的防噪措施。个人防护一是 采用防护用具，如防声棉（蜡浸棉花）、耳塞、耳罩、帽盔等；二是采用防护用具，如防声棉（蜡浸棉花）、耳塞、耳罩、帽盔等；二是 采取轮班作业，缩短在强噪声环境中的暴露时间。采取轮班作业，缩短在强噪声环境中的暴露时间。 8.2.2 噪声控制工程技术方法噪声控制工程技术方法 1吸声技术简介吸声技术简介 室内噪声有两个来源。由声源通过空气传来的直达声室内噪声有

25、两个来源。由声源通过空气传来的直达声 及由室内各壁面（墙面、顶棚、地面以及其它设备）经多及由室内各壁面（墙面、顶棚、地面以及其它设备）经多 次反射而来的反射声，即混响声。由于混响声的叠加作用次反射而来的反射声，即混响声。由于混响声的叠加作用 ，能使声音强度提高，能使声音强度提高10多分贝。多分贝。 在房间的内壁及空间装设吸声结构，当声波投射到在房间的内壁及空间装设吸声结构，当声波投射到 这些结构表面后，部分声能被吸收，就能使反射声减少，这些结构表面后，部分声能被吸收，就能使反射声减少， 总的声音强度也就降低。这种利用吸声材料和吸声结构来总的声音强度也就降低。这种利用吸声材料和吸声结构来 吸收反

26、射声，降低室内噪声的技术，称为吸声技术。吸收反射声，降低室内噪声的技术，称为吸声技术。 2吸声特性描述吸声特性描述 （1）吸声系数）吸声系数 声波入射到吸声材料声波入射到吸声材料 表面时，被材料吸收的声表面时，被材料吸收的声 能与入射声能之比称为吸能与入射声能之比称为吸 声系数，用声系数，用表示，吸声表示，吸声 系数也可以定义为入射声系数也可以定义为入射声 能能Ei和反射声能和反射声能Er的差值的差值 与入射声能与入射声能Ei的比值。的比值。 声波入射到吸声材料时发生的现象声波入射到吸声材料时发生的现象 吸声系数的计算公式为：吸声系数的计算公式为： i ri E EE =（Ea+ Et）/ E

27、i Ei 入射声能；入射声能；Et 透射声能；透射声能；Ea 吸收声能；吸收声能；Er 反射声反射声 能能 一般材料的吸声系数在一般材料的吸声系数在0.011.00之间。其值愈大，表明之间。其值愈大，表明 材料的吸声效果愈好。材料的吸声效果愈好。在在0.2以上的材料被称为吸声材料，以上的材料被称为吸声材料，在在 0.5以上的材料是理想的吸声材料。以上的材料是理想的吸声材料。 同一材料对不同频率的入射声波，吸声系数不同。常用同一材料对不同频率的入射声波，吸声系数不同。常用125， 250，500，1000，2000，4000Hz六个倍频程中心频率的吸声系数六个倍频程中心频率的吸声系数 的平均值表

28、示某一材料的平均吸声系数。的平均值表示某一材料的平均吸声系数。 （2）吸声量）吸声量 吸声量又称等效吸声面积，为吸声面积与吸声系数的吸声量又称等效吸声面积，为吸声面积与吸声系数的 乘积，单位是乘积，单位是 m2。吸声量的计算公式为：。吸声量的计算公式为： A 总吸声量，总吸声量，m2 i 第第i种材料的吸声系数种材料的吸声系数 Si 第第i种材料的吸声面积，种材料的吸声面积，m2 A=i.Si 3多孔性吸声材料多孔性吸声材料 （1）吸声原理）吸声原理 当声波入射到多孔材料表面时，可以进入细孔中去，引起孔隙内当声波入射到多孔材料表面时，可以进入细孔中去，引起孔隙内 的空气和材料振动，空气的摩擦和

29、粘滞作用使声能转变成热能，消耗的空气和材料振动，空气的摩擦和粘滞作用使声能转变成热能，消耗 一部分声能，从而使声波衰减。即使有一部分声能透过材料到达壁面一部分声能，从而使声波衰减。即使有一部分声能透过材料到达壁面 ，也会在反射时再次经过吸声材料，声能又一次被吸收。，也会在反射时再次经过吸声材料，声能又一次被吸收。 具有连续气泡的多孔性材料的吸声效果较好，是应用最普遍的具有连续气泡的多孔性材料的吸声效果较好，是应用最普遍的 吸声材料。它分纤维型、泡沫型和颗粒型三种类型。纤维型多孔吸声吸声材料。它分纤维型、泡沫型和颗粒型三种类型。纤维型多孔吸声 材料有玻璃纤维、矿渣棉、毛毡、甘蔗纤维、超细玻璃棉、

30、植物纤维材料有玻璃纤维、矿渣棉、毛毡、甘蔗纤维、超细玻璃棉、植物纤维 、木质纤维等。泡沫型吸声材料有聚氨基甲醋酸泡沫塑料、泡沫橡胶、木质纤维等。泡沫型吸声材料有聚氨基甲醋酸泡沫塑料、泡沫橡胶 等。颗粒型吸声材料有膨胀珍珠岩和微孔吸声砖等。等。颗粒型吸声材料有膨胀珍珠岩和微孔吸声砖等。 （2）影响吸声性能的因素）影响吸声性能的因素 噪声频率噪声频率 多孔性材料在低频区吸声系数小，随频率的提高，吸声系数增大多孔性材料在低频区吸声系数小，随频率的提高，吸声系数增大 ，多孔材料对中、高频率噪声吸声效果明显。，多孔材料对中、高频率噪声吸声效果明显。 材料厚度材料厚度 多孔性材料厚度每增加多孔性材料厚度每

31、增加1倍，吸声频率向低频移动一个倍频程，倍，吸声频率向低频移动一个倍频程， 但材料的厚度有个极限，靠增加材料厚度而在低频下获得较高吸声系但材料的厚度有个极限，靠增加材料厚度而在低频下获得较高吸声系 数是不可行的。数是不可行的。 材料密度材料密度 随着多孔性材料密度增加，吸声系数向低频方向移动。随着多孔性材料密度增加，吸声系数向低频方向移动。 温度温度 温度升高使多孔性材料的吸声性能向高频方向移动。温度升高使多孔性材料的吸声性能向高频方向移动。 湿度湿度 湿度增加，多孔性材料孔隙中水量增加，堵塞材料的细孔，使吸声系数湿度增加，多孔性材料孔隙中水量增加，堵塞材料的细孔，使吸声系数 下降。下降。 空

32、气层空气层 空气层是多孔性材料层与刚性面间的空腔，相当于增加多孔材料厚度，空气层是多孔性材料层与刚性面间的空腔，相当于增加多孔材料厚度， 可以改善对低频噪声的吸声性能。可以改善对低频噪声的吸声性能。 护面层护面层 多孔材料疏松，无法固定，需表面覆盖护面层，如护面穿孔板，织物或多孔材料疏松，无法固定，需表面覆盖护面层，如护面穿孔板，织物或 网纱等。护面层穿孔率大于网纱等。护面层穿孔率大于20% 时，穿孔板对于声波为时，穿孔板对于声波为“透明透明”，仅起护面，仅起护面 作用。穿孔率低于作用。穿孔率低于20%时，成为穿孔板共振结构。穿孔率越大，对中高频时，成为穿孔板共振结构。穿孔率越大，对中高频 率

33、声音吸收效果越好。率声音吸收效果越好。 空间吸声体空间吸声体 将吸声材料做成各种几何体，悬挂在室内，对声音进行多方位吸收，称将吸声材料做成各种几何体，悬挂在室内，对声音进行多方位吸收，称 为空间吸声体。吸声体面积为房间平顶面积的为空间吸声体。吸声体面积为房间平顶面积的30% 40，或室内总表面，或室内总表面 积的积的15%时，对声音的吸声效率最高，接近满铺吸声材料时的效果。该法时，对声音的吸声效率最高，接近满铺吸声材料时的效果。该法 节省吸声材料，对工厂、企业的吸声降噪比较适用。节省吸声材料，对工厂、企业的吸声降噪比较适用。 5吸声减噪量计算吸声减噪量计算 Rr Q4 4 2 LP=Lw+10

34、Lg 式中式中 Lp 室内声压级，室内声压级，dB； Lw声功率级，声功率级，dB； Q声源指向性系数，在室内中央声源指向性系数，在室内中央Q=1，在地面或墙面中心，在地面或墙面中心Q=2，在，在 室内边线室内边线Q=4，在犄角上，在犄角上Q=8； r声源距离；声源距离； R房间常数；房间常数； 1 S R 平均吸声系数平均吸声系数 （2）室内声场）室内声场 室内声场（图室内声场（图5-7）包）包 括直达声场和混响声场。直括直达声场和混响声场。直 达声场为从声源直接到达受达声场为从声源直接到达受 声点的直达声形成的声场，声点的直达声形成的声场， 对于直达声，吸声降噪量为对于直达声，吸声降噪量为

35、 零。零。混响声场为声音经过房混响声场为声音经过房 间壁面一次或多次反射后到间壁面一次或多次反射后到 达受声点的反射声形成的声达受声点的反射声形成的声 场，对于混响声，吸声材料场，对于混响声，吸声材料 起吸声作用。起吸声作用。 室内声场室内声场 （3）混响时间）混响时间 在总体积为在总体积为V（m3）的扩散声场中，当声源停止发声后声能密度）的扩散声场中，当声源停止发声后声能密度 下降为原有数值的百万分之一所需的时间或房间内声压级下降下降为原有数值的百万分之一所需的时间或房间内声压级下降60dB 所需的时间，叫做混响时间，用所需的时间，叫做混响时间，用T60表示。计算公式为：表示。计算公式为：

36、S V A V T 161.0161.0 60 式中式中 V 房间容积，房间容积，m3； A 室内总吸声量，室内总吸声量，m2， A=S ， S吸声面积m2， 平均吸声系数平均吸声系数 S吸声面积吸声面积m2， （4）吸声减噪量计算）吸声减噪量计算 1 2 2 1 1 2 lg10lg1010 A A T T LgL P 1 2 分别为治理前、后的平均吸声系数。分别为治理前、后的平均吸声系数。 A1 A2 分别为治理前、后的吸声量。分别为治理前、后的吸声量。 T1 T2 分别为治理前、后的混响时间。分别为治理前、后的混响时间。 2. 隔声技术隔声技术 隔声是噪声控制工程中常用的一种技术措施隔声

37、是噪声控制工程中常用的一种技术措施 ，它利用墙体、各种板材及构件作为屏蔽物或利，它利用墙体、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之内，用围护结构把噪声控制在一定范围之内，使噪声使噪声 在空气中的传播受阻而不能顺利通过，从而达到在空气中的传播受阻而不能顺利通过，从而达到 降低噪声的目的。降低噪声的目的。 1隔声评价隔声评价 （1）噪声碰到屏障时的声能分布）噪声碰到屏障时的声能分布 噪声碰到屏障时的声能分布如图噪声碰到屏障时的声能分布如图 5-8所示。声波碰到屏障时，一部分所示。声波碰到屏障时，一部分 声能被反射，一部分被材料吸收，一声能被反射，一部分被材料吸收，一 部分透

38、过屏障，设入射声能为部分透过屏障，设入射声能为Wi，反，反 射声能为射声能为Wr，透射声能为，透射声能为Wt，材料，材料 吸收能量为吸收能量为Wa。 它们的关系为：它们的关系为： Wi=WrWaWt 噪声碰到屏障时的声能分布噪声碰到屏障时的声能分布 （2）隔声能力评价）隔声能力评价 透射系数透射系数 透射系数透射系数是透射声强与入射声强的比值。是透射声强与入射声强的比值。值越小，透射声能越小，构件的隔值越小，透射声能越小，构件的隔 声能力越好。声能力越好。 式中式中 透射系数透射系数 It透射声强透射声强 Ii入射声强入射声强 固有隔声量（传声损失）固有隔声量（传声损失） 为了计算方便，通常采

39、用为了计算方便，通常采用101g1/来表示一个隔声构件的隔声能力，它称为来表示一个隔声构件的隔声能力，它称为 隔声材料的固有隔声量，记为隔声材料的固有隔声量，记为R，单位为分贝，单位为分贝(dB)。R值越大，隔声构件隔声性能值越大，隔声构件隔声性能 越好。越好。 i t I I 1 lg10R 平均隔声量平均隔声量 工程中常用中心频率为工程中常用中心频率为125Hz4000Hz的的6个倍频程中心频率的隔个倍频程中心频率的隔 声量的算术平均值表示。声量的算术平均值表示。 2隔声原理隔声原理 （ 1）单层墙（板）的隔声性）单层墙（板）的隔声性 能能 单层墙的隔声频率特性曲线单层墙的隔声频率特性曲线

40、 如图如图5-9所示。单层墙的隔声性所示。单层墙的隔声性 能与入射波的频率有关，其频率能与入射波的频率有关，其频率 特性取决于隔声墙本身的单位面特性取决于隔声墙本身的单位面 积的质量、刚度、材料的内阻尼积的质量、刚度、材料的内阻尼 以及墙的边界条件等因素。单层以及墙的边界条件等因素。单层 墙的隔声情况按入射声波频率从墙的隔声情况按入射声波频率从 低到高分成四个区域：低到高分成四个区域： 单层墙的隔声频率特性曲线单层墙的隔声频率特性曲线 1）劲度控制区）劲度控制区 劲度，全称为劲度系数，是指结构或构件抵抗弹性位移的能力，劲度，全称为劲度系数，是指结构或构件抵抗弹性位移的能力， 用产生单位位移所需

41、的力或力矩来量度。隔声量与墙板壁面的劲度成用产生单位位移所需的力或力矩来量度。隔声量与墙板壁面的劲度成 正比。对于某一频率的声波，墙板壁面的劲度越大（产生振动所需外正比。对于某一频率的声波，墙板壁面的劲度越大（产生振动所需外 力越大），隔声量越大。对于同一板材，随入射声波频率的增加，隔力越大），隔声量越大。对于同一板材，随入射声波频率的增加，隔 声量下降。声量下降。 2）阻尼控制区）阻尼控制区 阻尼指物体在运动过程中受到阻力的作用，可以减缓运动速度。阻尼指物体在运动过程中受到阻力的作用，可以减缓运动速度。 当入射声波的频率与墙板固有频率相同时，墙板发生共振，振幅最大当入射声波的频率与墙板固有频

42、率相同时，墙板发生共振，振幅最大 ，透射声能急剧增加，隔声量曲线出现最低谷。增加阻尼可以抑制墙，透射声能急剧增加，隔声量曲线出现最低谷。增加阻尼可以抑制墙 板的振幅，提高隔声量。板的振幅，提高隔声量。 3）质量控制区）质量控制区 在这一区域，隔声量随入射声波的频率直线上升。入射声波的频率越大在这一区域，隔声量随入射声波的频率直线上升。入射声波的频率越大 ，隔声量越大。声频率一定时，墙板面密度越大，惯性阻力也越大，就越不，隔声量越大。声频率一定时，墙板面密度越大，惯性阻力也越大，就越不 易振动，隔声量越大。墙板的质量或频率每增加一倍，隔声量提高易振动，隔声量越大。墙板的质量或频率每增加一倍，隔声

43、量提高6dB 。 单层墙板在质量控制区的声波固有隔声量（传声损失）的计算分为以下单层墙板在质量控制区的声波固有隔声量（传声损失）的计算分为以下 两种情况：两种情况： 当声波垂直入射时：当声波垂直入射时： R=20 Lgf+20 Lgm42.5(dB) 式中式中 R 声波固有隔声量，声波固有隔声量，dB； f 入射声波频率，入射声波频率，Hz； m 隔墙的单位面积的质量（面密度），隔墙的单位面积的质量（面密度），kg/m2 当无规入射时：当无规入射时： R= 20 Lgf+20 Lgm47.5(dB) 4）吻合控制区）吻合控制区 当一定频率的声波以某一角度当一定频率的声波以某一角度 入射到墙面上

44、时，将激起墙面的弯入射到墙面上时，将激起墙面的弯 曲振动。当声波的波长曲振动。当声波的波长与墙体的与墙体的 固有弯曲波长固有弯曲波长b发生吻合，满足发生吻合，满足 b=/sin，这时声波将激发墙，这时声波将激发墙 体固有振动，体固有振动， 墙体向另一侧辐射声能达到极墙体向另一侧辐射声能达到极 大，相应隔声量大大下降，这一现大，相应隔声量大大下降，这一现 象称为象称为“吻合效应吻合效应” （图（图5-10），）， 相应的入射频率为相应的入射频率为“吻合频率吻合频率”。在。在 吻合控制区，由于吻合效应的影响吻合控制区，由于吻合效应的影响 ，随入射声波频率的升高，隔声量，随入射声波频率的升高，隔声量

45、 逐渐下降。逐渐下降。 吻合效应吻合效应 式中式中 b墙内弯曲波长；墙内弯曲波长； 入射波长；入射波长； 入射角。入射角。 （2）双层墙（板）的隔声性能）双层墙（板）的隔声性能 1）定义）定义 由二层墙（板）与中间所夹一定厚度空气层所组成的结构成为双由二层墙（板）与中间所夹一定厚度空气层所组成的结构成为双 层隔声墙。层隔声墙。 2）隔声原理）隔声原理 当声波依次透过特性阻抗完全不同的墙体、空气介质时，造成声当声波依次透过特性阻抗完全不同的墙体、空气介质时，造成声 波的多次反射，发生声波的衰减，并且由于空气层的弹性和附加吸收波的多次反射，发生声波的衰减，并且由于空气层的弹性和附加吸收 作用，使振

46、动能量大大衰减。作用，使振动能量大大衰减。 3）隔声特点）隔声特点 当入射声波频率比双层墙共振频率低时，双层墙将作整体振动，当入射声波频率比双层墙共振频率低时，双层墙将作整体振动， 隔声能力与重量相同的单层墙差不多，此时空气层不起作用。当入射隔声能力与重量相同的单层墙差不多，此时空气层不起作用。当入射 声波达到共振频率时，隔声量出现低谷。当入射声波频率超过声波达到共振频率时，隔声量出现低谷。当入射声波频率超过 共共 振频率后，隔声量急剧上升，隔声效果大大优于单层墙。振频率后，隔声量急剧上升，隔声效果大大优于单层墙。 3. 消声技术消声技术 许多机械设备的进、排气管道和通风管道都会产生许多机械设

47、备的进、排气管道和通风管道都会产生 强烈的空气动力性噪声，而消声器是防治这种噪声的主要强烈的空气动力性噪声，而消声器是防治这种噪声的主要 装置，它既阻止声音向外传播，装置，它既阻止声音向外传播，又允许气流通过，装在设又允许气流通过，装在设 备的气流通道上，可使该设备本身发出的噪声和管道中的备的气流通道上，可使该设备本身发出的噪声和管道中的 空气动力性噪声降低。空气动力性噪声降低。 1消声器的性能评价消声器的性能评价 （1）消声器定义）消声器定义 消声器是消减气流噪声的装置，把它接在管道中或进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，让气流通过，对噪声具有一定的消减作用。、排气

48、口上，让气流通过，对噪声具有一定的消减作用。 （2）对好的消声器有五个方面要求）对好的消声器有五个方面要求 消声性能上的要求消声性能上的要求 要求消声器具有较高的消声值和较宽的消声频谱，也要求消声器具有较高的消声值和较宽的消声频谱，也 就是说要在所需要的消声频率范围有足够大的消声量。就是说要在所需要的消声频率范围有足够大的消声量。 空气动力性能上的要求空气动力性能上的要求 消声器对气流的阻力要小，安装消声器后所增加的阻力损失要控消声器对气流的阻力要小，安装消声器后所增加的阻力损失要控 制在实际容许的范围内。制在实际容许的范围内。 机械结构性能上的要求机械结构性能上的要求 消声器的体积要小，重量

49、要轻，结构简单，便于加工，安装和维消声器的体积要小，重量要轻，结构简单，便于加工，安装和维 修。修。 使用性能上的要求使用性能上的要求 消声器在设计和使用上要防火、防水、防尘、防腐蚀。消声器在设计和使用上要防火、防水、防尘、防腐蚀。 价格费用要求价格费用要求 价格便宜，使用寿命长。价格便宜，使用寿命长。 （3）消声器的声学性能评价）消声器的声学性能评价 插入损失（插入损失（IL） 插入损失指安装消声器前后在系统外某点测得的声压级之差。用插入损失指安装消声器前后在系统外某点测得的声压级之差。用IL表示表示 ，单位为分贝（，单位为分贝（dB）。插入损失的意义指消声器的实际消声量。）。插入损失的意义

50、指消声器的实际消声量。 传声损失（传声损失（R） 传声损失指消声器进口端入射声与出口端透射声声压级之差。用传声损失指消声器进口端入射声与出口端透射声声压级之差。用R表示，表示， 单位为分贝单位为分贝(dB)。传声损失的意义指消声器的理论消声量。传声损失的意义指消声器的理论消声量。 减噪量（减噪量（LNR） 减噪量指消声器进出口端测得的平均声压级之差。这种测量方法误差较大减噪量指消声器进出口端测得的平均声压级之差。这种测量方法误差较大 ，易受环境反射、背景噪声、气象条件等影响。，易受环境反射、背景噪声、气象条件等影响。 衰减量（衰减量（LA） 衰减量指消声器内部两点间的声压级的差值，通常用消声器

51、单位长度的衰减量指消声器内部两点间的声压级的差值，通常用消声器单位长度的 衰减量（衰减量（dB/m）来描述消声器内声传播特性。衰减量属于消声器本身的特）来描述消声器内声传播特性。衰减量属于消声器本身的特 性，受声源与环境影响小。性，受声源与环境影响小。 （4）消声器的分类）消声器的分类 阻性消声器主要消除中高频噪声，抗性消声器主要消阻性消声器主要消除中高频噪声，抗性消声器主要消 除低中频噪声，阻抗复合式消声器主要消除宽频带噪声，除低中频噪声，阻抗复合式消声器主要消除宽频带噪声， 微穿孔板消声器主要消除宽频带噪声，小孔消声器主要消微穿孔板消声器主要消除宽频带噪声，小孔消声器主要消 除空气排放产生

52、的噪声。除空气排放产生的噪声。 2阻性消声器阻性消声器 （1）定义）定义 阻性消声器是利用多孔吸声材料降低噪声。把吸声材阻性消声器是利用多孔吸声材料降低噪声。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，利用吸声材料的吸声作用，使沿通道传播的噪声列起来，利用吸声材料的吸声作用，使沿通道传播的噪声 不断被吸收而逐渐衰减，就构成了阻性消声器。不断被吸收而逐渐衰减，就构成了阻性消声器。 （2）消声原理）消声原理 当声波进入消声器，便引起阻性消声器内多孔材料孔当声波进入消声器，便引起阻性消声器内多孔材料孔 隙中的空气和纤维振动，

53、由于摩擦阻力和粘滞阻力的作用隙中的空气和纤维振动，由于摩擦阻力和粘滞阻力的作用 ，使一部分声能转化为热能而散失，通过消声器的声波减，使一部分声能转化为热能而散失，通过消声器的声波减 弱，起到消声作用。弱，起到消声作用。 （3）应用）应用 阻性消声器对中高频范围的噪声具有较好的消声效果阻性消声器对中高频范围的噪声具有较好的消声效果 ，适用于消除气体流速不大的风机、燃气轮机等进气噪声，适用于消除气体流速不大的风机、燃气轮机等进气噪声 ，不适用于对吸声材料有影响的环境。阻性消声器的消声，不适用于对吸声材料有影响的环境。阻性消声器的消声 量与消声器的形式、长度、通道截面积有关，同时与吸声量与消声器的形

54、式、长度、通道截面积有关，同时与吸声 材料的种类、密度和厚度等因素也有关。材料的种类、密度和厚度等因素也有关。 （4）阻性消声器型式）阻性消声器型式 管式消声器管式消声器 如图如图 (a)所示，管式消声器是把吸声材料固定在管所示，管式消声器是把吸声材料固定在管 道内壁上形成的、有直管式和弯管式，通道为圆形或矩道内壁上形成的、有直管式和弯管式，通道为圆形或矩 形。管式消声器加工简易，空气动力性好，适用于气体形。管式消声器加工简易，空气动力性好，适用于气体 流量小的情况。流量小的情况。 片式消声器片式消声器 如图如图 (b)所示，片式消声器是由一排平行的消声片所示，片式消声器是由一排平行的消声片

55、组成，每个通道相当于一个矩形消声器。通道宽度越小组成，每个通道相当于一个矩形消声器。通道宽度越小 ，消声量越大。片式消声器对中高频噪声消声效果好。，消声量越大。片式消声器对中高频噪声消声效果好。 蜂窝式消声器蜂窝式消声器 如图如图 (c)所示，蜂窝式消声器由许多平行管式消声所示，蜂窝式消声器由许多平行管式消声 器并联而成，对中高频噪声消声效果好，适用于控制大器并联而成，对中高频噪声消声效果好，适用于控制大 型鼓风机的气流噪声。型鼓风机的气流噪声。 折板式消声器折板式消声器 如图如图 (d)所示，把消声片做成弯折状，声波在消声所示，把消声片做成弯折状，声波在消声 器内往复多次反射，增加噪声与吸声

56、材料的接触机会，器内往复多次反射，增加噪声与吸声材料的接触机会， 使消声效果得到提高。但折板式消声器的阻力损失大，使消声效果得到提高。但折板式消声器的阻力损失大， 适用于压力和噪声较高的噪声设备。适用于压力和噪声较高的噪声设备。 阻性消声器结构阻性消声器结构 5）阻性消声器消声量计算公式）阻性消声器消声量计算公式 式中：式中： Lp 消声量，消声量，dB； 消声系数；消声系数； P消声器通道横截面周长，消声器通道横截面周长，m； l消声器有效长度，消声器有效长度，m； S消声器通道横截面面积，消声器通道横截面面积，m2； 吸声系数；吸声系数； D消声器通道当量直径，消声器通道当量直径，m S

57、Pl )(l D 4 )( = Lp= )( 吸声系数与消声系数换算表吸声系数与消声系数换算表 )( 3抗性消声器抗性消声器 （1）消声原理）消声原理 抗性消声器不使用吸声材料，而抗性消声器不使用吸声材料，而 是在管道上接截面积突变的管段或是在管道上接截面积突变的管段或 旁接共振腔，使某些频率的声波在旁接共振腔，使某些频率的声波在 声阻抗突变的界面发生反射、干涉声阻抗突变的界面发生反射、干涉 等现象，从而在消声器的外测，达等现象，从而在消声器的外测，达 到了消声的目的。抗性消声器主要到了消声的目的。抗性消声器主要 有扩张室式（图有扩张室式（图5-15）和共振腔式）和共振腔式 两种，适用于消除低

58、、中频噪声。两种，适用于消除低、中频噪声。 扩张室式消声器扩张室式消声器 （2）消声量计算公式）消声量计算公式 式中式中 IL 消声量消声量, dB； m=S2/S1 ，抗性消声器的扩张比；，抗性消声器的扩张比； S1 消声管道断面面积；消声管道断面面积； S2 抗性消声器断面面积；抗性消声器断面面积； k 波数波数 ，k=2/，k=2f/c； 波长，波长，m； f 频率，频率，Hz c 声速，声速，m/s L消声器扩张室长，消声器扩张室长，m。 sin) 1 ( 4 1 1lg10 22 kL m mIL 4其他类型消声器其他类型消声器 （1）阻抗复合消声器）阻抗复合消声器 把阻性与抗性两种

59、消声结构按把阻性与抗性两种消声结构按 照一定方式组合起来（阻抗结构的照一定方式组合起来（阻抗结构的 并联或串联结构）而构成的消声器并联或串联结构）而构成的消声器 图（图（5-16）。）。总消声量可定性地总消声量可定性地 认为阻性和抗性在同一频带的消声认为阻性和抗性在同一频带的消声 值的叠加。一般阻抗复合消声器的值的叠加。一般阻抗复合消声器的 抗性在前，阻性在后，即先消低频抗性在前，阻性在后，即先消低频 声，然后消高频声。阻抗复合型消声，然后消高频声。阻抗复合型消 声器可以在低、中、高的宽广频率声器可以在低、中、高的宽广频率 范围内获得较好的消声效果。范围内获得较好的消声效果。 阻抗复合消声器阻

60、抗复合消声器 （2）微穿孔板消声器）微穿孔板消声器 微穿孔板消声器不采用任何多孔吸声材料，而是在薄微穿孔板消声器不采用任何多孔吸声材料，而是在薄 金属板上钻许多微孔，由于微穿孔板的孔径很小，声阻很金属板上钻许多微孔，由于微穿孔板的孔径很小，声阻很 大，可以有效地消耗声能，起到吸声作用，因此可作为阻大，可以有效地消耗声能，起到吸声作用，因此可作为阻 性消声器处理。性消声器处理。 通过选择微穿孔板上的不同穿孔率与板后的不同腔深通过选择微穿孔板上的不同穿孔率与板后的不同腔深 ，能够在较宽的频率范围内获得良好的吸声效果。，能够在较宽的频率范围内获得良好的吸声效果。 （3）小孔消声器）小孔消声器 小孔消