建筑物理architecturalphysics第5章城市噪声控制

1、第五讲 城市噪声控制5.1 噪声5.1.1 什么是噪声？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。声音 噪声级(a) 对人的影响 火箭导弹发射150-160听觉器官物理损伤喷气飞机喷口130-140痛、无法忍受螺旋桨飞机、高射机枪120-130痛柴油机、球磨机 1

2、10-120 难于忍受织布机、电锯100-110较难忍受载重汽车、喧嚣马路90-100很吵大声说话、较吵的附近70-80 较吵一般说话60-70对其他讲话者有干扰普通房间50-60较静静 夜30-40非常静消声室内10-20极静听觉下限0-10听(0)5.1.3 5.1.3 噪声的来源噪声的来源 噪声的来源主要有三种，它们是交通噪声、工业噪声和生活噪声。噪声的来源主要有三种，它们是交通噪声、工业噪声和生活噪声。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

3、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、公共汽车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：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

4、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。此外，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，尤其是在客流量大时，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。飞机运输噪声机运输噪声 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

5、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。生活噪声生活噪声 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

6、公共场所噪声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。 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。这种现象叫听觉适应。如果长年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

7、小时，听力可以恢复。这种可以恢复听力的损失称为听觉疲劳。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。 国际标准化组织(iso)于1971年曾公布0-45年等速连续噪声a声级与噪声性耳聋病率的关系。0-45年等效连续噪声a声级与噪声性耳聋发病率的关系(%)等效连续a声级(db) 051520253035404580发病率000000000听力损伤者1 2 5 7 10 14 21 33 5085发病率0 1 5 6

8、7 8 9 10 7听力损伤者1 2 10 13 1722 30 43 5790发病率04 14 1616 1820 21 15听力损伤者1 6 19 2326 3241 546595发病率0 7 24 28 29 31 32 29 23听力损伤者1929353945536237100发病率01237424544444133听力损伤者11442495358657483105发 病 率 0 18 53 5860 6261 54 41听力损伤者1 20 58 65 70 76 82 87 91110发 病 率 0 26 47 7878 77 72 62 45听力损伤者128768588 9193

9、95 95115发 病 率 03683878481756447听力损伤者138889494959697972）噪声对睡眠的干扰噪声对睡眠的干扰 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

10、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0.1

11、5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

12、抑制的平衡，从而导致条件下反射的异常。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。 5.2 噪声的评价5.2.1 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

13、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。5.2.2 等效连续等效连续a声级声级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：时间123456789101112a声级(db)808390869281668694959288则：这一小时的leq为：80db+83db+90db+86db+92+81db+66db+86db+94db+95db+92db+88db-10lg12=100db-10.8db=89.2

14、db5.2.3 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leq ln -为夜间(22:00-07:00）的leq5.2.4 累积分布声级 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。 l1 l5 l10 l50 l90 ln表示在有百分之n的时间上出现了a

15、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）。5.2.5 语言干扰级语言干扰级5.2.6 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

16、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。 如右图，红线代表的噪声为nr25，蓝线代表的噪声为nr50。 nr值与a声级有相关的换算关系，nra-55.3 噪声允许标准和法规噪声允许标准和法规噪声允许的标准主要包括：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)较高标准一般标准最低标准白天404550夜间303540一级二级三级rw (db)504540lpn,w (db)6575*85(确有困难)隔声：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

17、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。不同类型建筑的允许噪声级不同类型建筑的允许噪声级城市区域环境噪声标准城市区域环境噪声标准leq类别适用区域白天db(a) 晚上db(a)0疗养区、高级宾馆和别墅区等需要特别安静的区域50401居住、文教区域为主的区域55452居住、商业、工业混杂区域605

18、03工业区65554交通干线两测7055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内低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。5.4 城市环境噪声控制城市环境噪声控制 控制原则和步骤 噪声源传播途径接收者 调查噪声现状依据标准确定降低的噪声量采取综合设计技术措施 控制措施 与噪声源保持距离 利用屏障降低噪声 利用绿化减低噪声5.4.2 室内吸声减噪室内吸声减噪吸声减噪原理吸声减噪原理：室内到达接收点的声音包括直达声和周围

19、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：房间平均吸声量（m2)房间混响时间(s)房间平均吸声系数加入吸声材料前a1t11加入吸声材料后a2t22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。5.4.3 隔声降噪隔声降噪5.5.1 房间噪声的降低值房间噪声的降低值 噪声通过墙体传至邻室的声压级为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+10lga/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。5.5 建筑中的噪声控制建筑中的噪声控制 5.4.1建筑室内噪声来源建筑室内噪声来源