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文档简介
1、1各模块使用详解在前面第2章已经介绍了EIAN的基本操作方法,这些方法适用于EIAN的全部功能模块。本章则侧重于介绍每一功能块本身的特点,便于用户深入了解每一功能块的全部特性。1.1基础计算1.1.1基本H的相互转换1. 声压级、声强级和声功率级对声音传播介质中同一位置处的声压级、声强级和声功率级进行相互转换。只要在其中的一个文本框中输入数据,转换结果就会在另一个文本框中同步显示出来。若选择的是声压级和声强级之间的转换,需要输入声音传播介质的声阻抗特性参数Zso这个参数可从相关资料查找。对于空气传播介质,则可从气温和气压计算出来,按下I讲行计算。空气中,Zs常温常压下接近400。若进行声压级与
2、声功率级之间的转换,则还需指明所在位置对声源的包络面的面积,此时的声压级应是这个包络面上各点的平均声压级。对于一个自由空间中的点源,某点处的包络面相当于以该点与源点连线为半径的球面。相仿地,如果是半自由空间的地面源,则是半球面。但对于某一特定的的声源(点源,线源和面源),则需用衰减计算中“几何发散衰减”进行。2. 声压、声强、声功率和响度的数值与对应的级选择进行以下之间的转换:(1) 声压与声压级;(2) 声强与声强级;(3) 声功率与声功率级;响度与响度级。只要在其中的一个文本框中输入数据,转换结果就会在另一个文本框中同步显示出来。可以注意一个有趣的现象,对于分贝来说,负值是有意义的。例如对
3、于声压级来说,-10分贝相当于6.324555E-06Pa。这也就说明,为什么0+0等于3分贝,因为0并不代表无声压。因此在以后需要输入分频带声压级时,如果某个频带无声压级时,不能输入0,而只能让其空白。注意:这里的声压级均指未计权的线性声压级。1.1.2噪声评价虽的计算1. 声压级和计权声级以各倍频带实测的声压级来计算总的声压级和计权声级。声压级和A计权声级为精确计算,其它计权声级为估算。1倍频程时,需要输入10个频带相应的声压级。1/3倍频程时,需要输入30个频带相应的声压级。数据应输入完整,不应有留有空白。为使输入方便准确,可用表格方式输入数据。2. 非稳定噪声评价量声级随时间产生较大的
4、波动,用以评价这种波动的非稳定噪声有一系列评价量。常用的是等效连续A声级、噪声污染级、昼夜等效声级、累积百分声级、交通噪声指数。计算等效连续A声级和噪声污染级时,需要输入一系列实测A声级数列,代表不同时间的A声级。若这些A声级代表的时间长度都相同,则可略;否则需要输入每一声级代表的时间长度。昼夜等效声级需用白天的等效声级和夜间的等效声级,以及白天和夜间的长度进行计权平均。累积百分声级和交通噪声指数一般用于指示交通噪声。需要输入一系列噪声采样值,数据量一般不能少于30个。这些评价量的意义和计算方法请参见后文“计算说明”。3. 飞机噪声评价量计算飞机噪声的感觉噪声级Lpnl,有效感觉噪声级Lepn
5、,平均有效感觉噪声级Lepn和计权有效连续感觉噪声级Lwecpn。请按相应按钮进入相应计算窗口。这些评价量的意义和计算方法请参见后文“计算说明”。4. 噪声冲击指数NII为考虑受噪声影响的人口数量和影响的程度,按受昼夜等效声级Ldn噪声的影响程度分成11个范围,每个范围施以不同的权重W,每个范围有不同的受影响人口数P,可计算其噪声冲击指数NII。权重已内定,需输入各个影响范围的受影响人口数量。NII相当于平均每人受到的噪声冲击量,可用于对声环境质量的评价和不同环境的相互比较,以供城市规划布局中考虑噪声对环境的影响,并作出选择。1.1.3 分贝的基本运算分贝的加、减和平均计算。可输入任意多个分贝
6、数,按“刷新”得到其叠加值与平均值。但要求数据为0,200之间。减法则只能计算两个分贝数的差。声源声功率的估算1.1.4.1汽车声功率级的估算估算出单辆汽车匀速行驶时的声功率级。可选用三种不同的方法。按机动车辆行驶噪声允许值GB1495-79中的规定,查得某一类车型匀速行驶时在路侧7.5米处的允许最大A声级,假定为半自由扩散方式(地面全反射),则可由此推导出汽车的取大允许A声功率级。适用范围:预测点必须离行车线>7.5m。用公路建设项目环境影响评价规范JTJ005-96附录E1的方法计算出汽车A声功率级。可以直接输入汽车的行驶速度,也可由车流量来估算行驶速度,进而再求A声功率级。由于此估
7、算方法本身为半经验方法,因此由车流量来估算行驶速度的方法更为合理。例:由车流量估算平均行驶速度。已知预测年的平均小时车流量Q=1000(辆/小时),其中小型车比例60%,中型车比例30%,道路的小型车设计时速(最大设计车速)为120km/hr。则得以下结果:若为白天:白天平均行驶速度:小型车Vs=85.05(km/h)中型车Vm=78.27(km/h)大型车Vl=62.61(km/h)白天7.5m处声级:小型车Ls=78.86(dB)中型车Lm=87.65(dB)大型车Ll=88.47(dB)白天声功率级:小型车Lws=104.35(dB)中型车Lwm=113.13(dB)大型车Lwl=113
8、.95(dB)若为夜间:夜间平均行驶速度:小型车Vs=68.04(km/h)中型车Vm=62.61(km/h)大型车Vl=50.09(km/h)夜间7.5m处声级:小型车Ls=74.95(dB)中型车Lm=82.64(dB)大型车Ll=86.22(dB)夜间声功率级:小型车Lws=100.43(dB)中型车Lwm=108.12(dB)大型车Lwl=111.70(dB)适用范围:只适用于JTJ005-96中的噪声预测模型。(1) 先估算汽车各部件噪声级,再叠加计算其总的汽车声功率级。发动机进气可以汽车行驶噪声主要由发动机噪声、发动机排气噪声、发动机冷却风扇噪声、噪声、轮胎与地面摩擦噪声、汽车传动
9、装置噪声组成,必要时还要加上汽车鸣笛噪声。任意组合上面组件中的一种或几种噪声。此方法要求输入较为详细的汽车部件参数,计算结果也较为粗略。例:要计算某一车型以上各部件的噪声叠加结果。输入参数略(可参见“源声功率15m.ein")。结果如下:处汽车发动机噪声Le=87.14(dBA)15m处发动机排气噪声Lm=74.29(dBA)15m发动机冷却风扇噪声Lf=84.15(dBA)15m发动机进气噪声LI=71.49(dBA)15m轮胎与地面摩擦噪声Lt=71.62(dBA)15m汽车传动装置噪声Lg=58.85(dBA)15m处汽车总声级Lp=89.21(dBA)推算得汽车的声功率级Lw
10、=120.71(dBA)适用范围:预测点必须离行车线>15m。1.1.4.2火车行驶噪声(非高速铁路)特指速度在160km/hr以下的,以内燃机车为动力的火车。这种铁路系统的噪声主要是由机车噪声和轮轨噪声组成。例:发动机转速N=2000(转/分),发动机马力hp=300(HP),行驶速度V=60km/h,内燃机为压缩进气方式,轨道连接方式为焊接方式。计算结果如下:15m处轮轨噪声=74.04(dBA)15m处机车噪声=92.78(dBA)机车噪声中:内燃机车排气噪声=81.97(dBA)内燃机车发动机噪声=92.40(dBA)机车声功率级=124.28(dBA)轮轨声功率级=105.55
11、(dBA)本例可参见"声源声功率.ein"。1.1.4.3电机、风机和压缩机噪声1. 电机噪声电机噪声是比较普遍的噪声源,通常由电磁噪声、机械噪声和冷却气流噪声所组成。这里用经验式估算。2. 风机噪声风机是最常见的噪声源,它的噪声的频谱中,频率成分最突出的是634000Hz,其总声功率级用“比声功率级”来估算。比声功率级即在单位风量(1m3/min)、单位风压(1Pa)工况下运行时,风机所产生的声功率。3. 压缩机噪声压缩机是一个多声源发声体,其噪声源主要来自吸气系统、机件传动系统和动力系统。因此,压缩机的频谱很宽,声压级也较高。这里提供了三种类型压缩机的经验估算公式。1.
12、1.4.4泵类、机床和排气放空噪声1.泵类噪声泵噪声来源于流体湍流和机械摩擦两部分,如气穴、液压波动、机械零件的冲击、不平衡、共振、偏心等。泵一般用电机驱动,所以还可考虑电机的噪声。2. 机床噪声经验估算式,仅供参考。3. 排气放空噪声经验估算式,仅供参考。1.1.4.5一些机械设备的参考声级收集了一些机械设备的声级数据。使用时注意:(1) 数值仅供参考(2) 均指一定位置处的声级,使用时尚需要转换成声功率级或特定位置处的声级。1.2衰减计算1.2.1噪声衰减单项计算1.2.1.1几何发散衰减声源是具有一定尺度的物体,当其产生的声波向外辐射时,其波阵面将不断扩大,而声能密度不断降低,这一原因引
13、起的声能密度的衰减称为几何发散衰减。几何发散衰减与扩散空间的形状密切相关。声源按形状分成点源、有限长线源、无限长线源和面源四种。声源强度表达方法有两种,一种是直接给定声源的声功率级,另一种是给定某一参照点的声压级。对于后一种情况,计算结果中也同时反推导出声源的声功率级Lw,可利用这一特点将特定源的声级转换成该声源的声功率级。1.点声源对点声源,如果只计算一个预测点时,可考虑反射声源的叠加。实际应用中,只有当Q=1或Q=2时,对反射声进行叠加才有意义。例:对于某点声源,声源声功率Lw=100dB,在自由空间中扩散(Q=1),贝U10m处计算结果为(不考虑反射):几何发散衰减计算声波传播空间指向系
14、数Q=1环境空气声阻抗Zs=412(瑞利)声源为点声源已知声源的声功率级Lw=100(dB)计算结果如下r(m)Lp(dB)1069.02如果要考虑地面反射,设声源离地面高度hl为1反射系数K=1(全反射),则结果为:几何发散衰减计算声波传播空间指向系数Q=1环境空气声阻抗Zs=412(瑞利)声源为点声源已知声源的声功率级Lw=100(dB)计算结果如下:虚声源I的声功率级为Lwi=100.00(dB)预测点离声源S的直线距离PS=10.00(m)预测点离虚源I的直线距离PI=10.77(m)直达声形成的声级Lp1=69.02(dB)叠加反射声后形成的声级Lp2=71.72(dB)如果声源离地
15、面高度为h1=0m则计算结果为72.03dB。这与Q=2的半自由扩散空间(不考虑反射)的计算结果是一致的。可以认为,当反射系数K为1时,相当于Q=2,当0<K<1时,相当于1<Q<2。2. 线声源对有限长线源,要定义其长度,而预测点位置是用离线源的垂直距离r和离线源中垂线的距离d来表示的。可以计算一个平面分布。例如定义r=0,505,d=-50,5010,则计算结果为一个网格上的121个点。3. 矩形均匀面源面源的边必须与坐标轴平行或垂直,输入其左下角和右上角两个点定义其位置。而且预测点只能是一个点。注意面源强度是每平方米的声功率级(dB/m2)。例如对于位置为(0,0
16、)-(100,100)的面源,在P(50,50,1)处的计算结果为:几何发散衰减计算声波传播空间指向系数Q=1环境空气声阻抗Zs=412(瑞利)声源为矩形均匀面源已知单位面积声源的声功率级Lw=100(dB/mA2)面声源在测点P处总声级Lp=103.05dB若已知的是某一参照点的声级,则可同时得到声源的声功率级。例如,以下是已知一有限长线源的某一参照点声级后,计算的结果:几何发散衰减计算声波传播空间指向系数Q=1环境空气声阻抗Zs=412(瑞利)声源为有限长线源已知参照点(r0,d0)=(15,0)(m),Lp0=70(dB)求得单位长度线声源声功率级为Lw=88.66(dB/m)计算结果如
17、下(dB):rd(m)0.0030.0066.05例子文件保存在"单项衰减.ein”中。1.2.1.2遮挡物引起的声级衰减(1)实体声屏障指传声损失>34(dB),可忽略透射声能的材料,如专用隔声屏障、土墙、路堑等。对于点源,需输入三个传播途径的声程差泊、a2、a3(若屏障无限长,贝U只有一个声程差,其它两个为0)。对于线源(仅考虑屏障和线源都是无限长的情况)只需输入一个声程差。对公路交通线源,也可直接由声程差查出声级衰减值来,而不需求菲涅尔数。可调用工具中的“声程差计算”来详细计算声程差。如果要计算菲涅尔数,则需输入声波代表频率f0和大气温度(用以计算声速C和声波波长入)。若
18、用菲涅尔数计算,一次可计算多个不同频率频段的声级衰减值。注意:一般情况下无需考虑透射声能,但当声屏的LTL<34dB时,透射声能可能会形成较大影响,可以选择叠加上透射声能。叠加了透射声能后,屏障隔声能力减弱。例:20C。点源,声程差a1=1m,a2=0,a3=0。声波频率为250、500、1000的三种声波,在Ltl为20dB的声屏障中的隔声量,考虑和不考虑透射声能时的隔声量计算结果为:声波频率(Hz)不考虑透射声时的隔声量dB考虑透射声时的隔声量dB25015.0713.8650017.8715.79100020.7717.36(2) 稀疏声屏障指透射声能不可忽略,衰减量极少的隔声屏障
19、,如树林带。目前只考虑树林带的隔声,且只能估算。注意这里仅指绿化林高度可以形成声屏障情况下的声衰减,一般要求绿化林高于声线1米以上。如果是草地、矮灌木等绿地,则作为地面附加衰减考虑。绿化林带并不是有效的声屏障。密集的林带对宽带噪声典型的衰减量是每10m衰减12dB(A);取值的大小与树种、林带结构和密度等因素有关。密集的绿化林带对噪声的最大衰减量一般不超过10dBA.。(3) 封闭隔墙的降噪量NR特指噪声源处于封闭房间,从室内向室外传播,或者从一个房间通过隔墙传到另一个房间的情况。可以发现,同样一个室内声源,从室内传到室外的声级要比传到隔壁房间的声级小7dB左右,这是因为,声波传到室外后,不会
20、引起反射;而传到隔壁房间时,会形成混响。如果隔壁房间内壁衬贴吸声材料,则可使其房间常数R2大大增加,从而大大增大隔墙的隔声量。例如,对面积Sw=10m2、隔声损失Ln=40dB的隔墙,当隔壁房间常数R2=10时,分隔墙引起的声级衰减L=39.13(dB);而当R2=100时,分隔墙引起的声级衰减L=44.65(dB)。1.2.1.3空气吸收衰减当声波在空气中穿行时,空气会吸收一部分声能量而使声压减少,称为空气吸收衰减。空气的吸声能力与声波频率、空气温度和相对湿度有关,程序根据这些数据查找到相应的声衰减系数,进而计算出衰减量。1.2.1.4附加衰减计算地面效应引起的附加衰减量。附加衰减包括空气附
21、加衰减和地面附加衰减。按导则规定,在噪声环境影响评价中,不考虑风、温度梯度以及雾引起的空气附加衰减。如果满足下列条件,需考虑地面附加衰减:(1) 预测点距声源50m以上;(2) 声源(或声源的主要发声部位)距地面高度和预测点距地面高度的平均值小于3m;(3) 声源与预测点之间的地面被草地、灌木等覆盖(软地面)。不管传播距离多远,地面效应引起的附加衰减量的上限为10dB。如果在声屏障和地面效应同时存在的条件下,声屏障和地面效应引起的衰减量之和的上限为25dB。地面附加衰减的实质是由于地面吸声引起反射声的减弱。因此只有当空间扩散因子取为2时,才须考虑地面附加衰减。1.2.1.5室内声源的扩散衰减仅
22、针室内的点声源。如果预测点位于室内,可用室内扩散公式直接计算。如果预测点位于室外,先计算出隔墙外侧处的声级Lp2,结合隔墙的面积Sw推算出墙外等效声源的声功率级Lw1,再用室外点源扩散公式计算预测点的声级。对于室外预测点,如果距离墙外侧较近,用虚源计算结果可能不真实,须进行一定光滑化处理。例:声源声功率级Lw=100dB、Q=1、声源离墙距离D=3m、室内房间常数Ri=10m2、隔墙面积Sw=102、隔墙传声损失LTL=40dB、隔墙厚度W=0.30m。距离声源1,101处的计算结果如下:室内声源的扩散衰减墙内侧处声级Lp1=96.24(dB)墙外侧处声级Lp2=50.13(dB)墙外侧等效声
23、源的声功率级Lw1=60.00(dB)各预测点声级如下:距源位置声级(dB)1 室内96.942 室内96.363 室内96.244 室外49.355 室外43.006 室外39.487 室外36.988 室外35.04室外33.4610室外32.12距源(m)1.2.2噪声衰减综合计算1. 综述在现实环境中,声波从声源到达预测点,可能要同时经过几何发散衰减、遮挡物衰减(包括实体声屏障、树林带和封闭隔墙)、空气吸收衰减和附加衰减。同时考虑这些因素后的衰减量,称为综合衰减量。本模块用于多个声源对一个预测点的综合衰减量的叠加结果。由于现实环境的复杂性,要求直接由用户输入每一个声源与该预测点之间的位
24、置关系参数,以及定义该声源与预测点之间的障碍物、地面类型等参数。声源可以是室内点源、室外点源、有限长线源、无限长线源、面源五种。声源位置可以是室内或室外两种。预测点位置也可是室内或室外两种。若声源中有非稳定发声的动态声源,则要求输入每一个发声时段的起、止时间和发声特性。在这种情况下,预测点的预测结果也是随时间而波动的,因此要求定义预测的起、止时间和时间步长,程序在起、止时间内,每一时间步长计算一次预测结果(根据该时刻各声源的实际发声特性),并且根据这些预测结果计算出在预测时段内的等效连续声级。对每一个噪声数据,可以分频带输入或只输入总的声功率级(若已知的是声压级,请事先换算成声功率级),同时输
25、入相应的声频率。如果已知的是A声功率级,则在输入时选择输入“总的声功率级”,并输入其代表频率为1000Hz。要特别注意的是,如果要输入分频带的声功率级,则只需输入已测有数据的频带,而其它频带则应保留空白,不能输入“0”。要注意,这里室外源均认为在自由空间中扩散(Q=1),但是可以定义地面的类型,例如地面为全反射(K=1)则相当于Q=2,而当K=0则相当于Q=1,否则相当于Q在1,2之间。2. 规定本模块有如下规定:对环境的定义:地面(反射系数,植物覆盖状况)、树林(宽度,密度)、实体屏障(位置,形状,隔声损失),建筑物也须视具体情况简化成声屏或隔墙;(2)地面简化成一平面,不考虑高程变化。地面
26、的状态统一成一种状态,所有源的高度h和预测点高度h均相对同一地面;(3) 所有的声屏障一律简化成薄屏障,或封闭隔墙;(4) 所有室内声源均简化成点声源,而不分线声源或面声源;(5) 所有声源和预测点均处于同样的气象条件环境中(温度,湿度,气压均相同);(6) 对室内声源,如有遮挡物,认为其位于墙外侧与预测点之间。如果预测点位于室内,则是无效的;(7) 如果声源位于一个沟堑或坑道中,可能对预测点形成声影,应仿照高路堤计算声程差;反之,若声源位于高平台上,则应仿照低路堑计算声程差;(8) 对于非点源,空气吸收衰减和地面附加衰减,均是以其中心点距测点距离来进行的;而对面源,除扩散衰减外,均是以其几何
27、中心为点源来估算;(9) 在计算地面附加衰减时,参照点距离规定为10m;单项衰减中规定:树林带最大隔声为10dB,地面吸收也最多为10dB,实体声屏障最多为20dB;同时存在实体声屏障和地面吸收时,最多为25dB。但在本模块中不设这些规定,计算结果完全由输入参数和计算选项确定。3.样例(1)预测点的位置例:某封闭室内一个测点。在同一室内有一声源,测得距该源1m处A声级为80dBA(此参数为消声室中测得)。此外,在隔壁房间(也是封闭房间)也有一个声源,声功率相同。室外为开阔绿地,绿地上离墙25米外有一线源(可视为无限长),已知离线源中心15m处A声级为80dBA。求测点A声级。A声级转换成A声功
28、率级,可用“基础计算”中的“基本量的相互转换”,Zs可取400(因为影响甚微),包络面为半径1m的球面=12.57m2。可得转换结果为91dBA。对线声源,用“几何发散衰减”计算,传播空间为半自由空间Q=2,已知参照点15m处A声级为80,计算结果中可得到单位长度线声源声功率级为Lw=94.76(dB/m)。第一步,定义同一室内的点源:一般属性:名称=“同一室内源”类型=“室内点源”声源离地面高度h=0m室内点源位置=“地面”声源所在房间的房间常数R1=10m2声源离隔墙的距离D=6m隔墙的面积Sw=10m2隔墙的隔声损失Ltl=30dB(若有门窗、孔隙,贝U要计算出总的Ltl)隔墙的厚度W=
29、0.24m发声特性:稳态发声、不分频总的声功率级=91dB代表频率=1000(因为是A声级)与预测点的关系:预测点离声源距离r=4m(如果测点在室内,就要求r<D)预测点(相对当前声源)在同一室内第二步,定义隔壁室内的点源(按“增加”按钮增加一个新源):一般属性:名称=“隔壁室内源”类型=“室内点源”声源离地面高度h=0m室内点源位置=“地面”声源所在房间的房间常数R1=20m2声源离隔墙的距离D=3m隔墙的面积Sw=15m2隔墙的隔声损失Ltl=35dB隔墙的厚度W=0.30m发声特性:稳态发声、不分频总的声功率级=91dB代表频率=1000与预测点的关系:预测点离声源距离r=6m(这
30、一隔墙可能与“同一室内源"(若有门窗、孔隙,则要计算出总的(因为是A声级)(如果测点隔壁,就要求r>D+W)定义的不同)Ltl)预测点(相对当前声源)在声源隔壁的房间预测点所在房间的房间常数R2=10m2(预测点所在房间常数已在前面“同一室内源”中的R1中定义,因此此处R2应与R1相等。但程序不能自动检出这一点,要由用户自己进行逻辑判断)第三步,定义室外线源(按“增加”按钮增加一个新源)一般属性:名称=“室外线源”类型=“无限长线源”声源离地面高度h=1m发声特性:稳态发声、不分频总的声功率级=94.76dB/m代表频率=1000(因为是A声级)与预测点的关系:预测点离声源距离
31、r=29.24m预测点(相对当前声源)在封闭室内预测点所在房间的墙体平均隔声损失LTL=30dB声屏、树林带和地况:声屏和树林带不选。地况改为“草地"。第四步,定义预测方案:预测点离地面高=1.2m空气温度=20C空气相对湿度=60%空气大气压=1atm参与预测源=全选预测结果选项=全选预测时刻不可用(因为以上定义的三个声源均为稳定源)第五步,按“刷新结果”得到以下计算结果:预测一个时刻时间:2000/04/1022:41:32各源(实际参与计算的源)单独对预测点的贡献:声源名称声压级(dB)A声级(dbA)源与预测点关系描述同一室内源87.2487.24室内点源,测点在声源同一室内
32、隔壁室内源51.5551.55室内点源,测点在声源隔壁房间(有共用墙)室外线源43.9843.98无限长线源(室外),测点另一室内所有声源(已选中者)在预测点的声压级和计权声级叠加结果声压级dB(L)=87.24dBA声级dB(A)=87.24dBAB计权声级dB(B)rdB(A)+5.4=92.64dB(B)C计权声级dB(C)qdB(A)+4=91.24dB(C)D计权声级本例保存在“dB(D)RdB(A)+6综合衰减1.ein”中。=93.24dB(D)(2)非稳定声源结果为各时3分钟就如果某个声源是非稳定的,则预测计算时要求给出起、止时间和时间步长,刻的声级和预测时段的连续等效声级。例
33、:其它参数与上例相同。但“同一室内源”是非稳定声源,它的特点是每隔发声1分钟,但每次发声的频率、功率相同。计算预测点的小时等效声级。对“同一室内源”的发声特性修改如下:动态发声共设15个发声时段每个时段为1分钟发声特性=不分频、91dB,1000Hz时段1开始时间=2000/04/1000:00:00,结束时间=2000/04/1000:01:00时段2开始时间=2000/04/1000:04:00,结束时间=2000/04/1000:05:00时段15开始时间=2000/04/1000:56:00,结束时间=2000/04/1000:57:00预测方案中预测时间设为:预测开始时间=2000/
34、04/1000:00:00预测结束时间=2000/04/1001:00:00预测时间步长=00:01:00本例计算结果如下:开始时间:2000/04/1000:00:00结束时间:2000/04/1001:00:00时间步长:00:01:00时刻数量:61各时刻所有声源(已选中者)在预测点的声压级和A声级:时刻序号L(dB)LA(dBA)2000/04/1000:00:00187.2487.242000/04/1000:01:00287.2487.242000/04/1000:02:00352.2552.252000/04/1000:03:00452.2552.252000/04/1000:0
35、4:00587.2487.242000/04/1000:05:00687.2487.24.2000/04/1000:53:005487.2487.242000/04/1000:54:005552.2552.252000/04/1000:55:005652.2552.252000/04/1000:56:005787.2487.242000/04/1000:57:005887.2487.242000/04/1000:58:005952.2552.252000/04/1000:59:006052.2552.252000/04/1001:00:006152.2552.25预测时段内所有声源(已选中者)
36、在预测点的等效声压级和等效计权声级等效声压级LeqL=:84.16dB等效果A声级LeqA=84.16dBAB计权声级dB(B)rdB(A)+5.4=89.56dB(B)C计权声级dB(C)qdB(A)+4=88.16dB(C)D计权声级dB(D)RdB(A)+6=90.16dB(D)最大声压级:时间2000/04/1000:00:00,=87.24dB最小声压级:时间2000/04/1000:02:00,=52.25dB最大A声级:时间2000/04/1000:00:00,=87.24dBA最小A声级:时间2000/04/1000:02:00,=52.25dBA本例评述:如本例所示,对非稳定
37、声源,需要输入每个发声时段的起、止时间。这一输入过程是较为繁琐的。但得到的好处是极为灵活,对同一非稳定源各发声时段的长度、声频特性,都可以单独定义;而计算结果可以代表某一时刻或某一时段内的情况,可以知道一个时间段内什么时候噪声值最大、有多少,整个时段的连续有效声级等。很明显,如果本例预测时段取为4月10日0时到1时之外的其它时间段,则预测点只受到“隔壁室内源”和“室外线源”的影响,因为此时“同一室内源”是不发声的。需要注意的是,预测时段内等效连续声级Leq是从各时刻计算结果直接得到的,并且认为各时刻计算结果代表一个时间步长的平均声级。因此,对于声源波动频繁的方案,时间步长须取小(如本例),使计
38、算结果更准确;对于声源波动较缓的方案,时间步长可取大,使计算速度更快。本例保存在“综合衰减2.ein”中。(3)遮挡物遮挡物包括实体声屏或树林带。只有预测点位于室外空间中时,才能考虑遮挡物。对于声源位于室内,预测点位于室外的情况,要求遮挡物位于室外的预测点与墙外侧之间。遮挡物是针对一个特定源与预测点之间的关系来定义的。对于同一个预测点来说,不同的声源相对它可有不同类型、不同形状、不同位置的遮挡物,需要分别定义。但一个特定源与预测点之间只能定义一个遮挡物。在定义声屏参数时还需注意,对于面源,简化成以其几何中心来计算声程差。1.2.3噪声衰减分布计算本模块与“噪声衰减综合计算”完全相同,除了以下两
39、点:(1) 本模块不能考虑遮挡物的影响,不能考虑室内声源;本模块可以一次计算多个预测点,因此可以计算一个时段内一个平面上的等效声级的分布。例:一个点源:离地高1m,坐标(0,0),稳态发声(声功率100dB,中心频率500Hz);一个有限长线源:离地平均高1m,两端点坐标P1(0,0),P2(100,100),稳态发声(声功率80dB/m,中心频率500Hz);一个无限长线源:离地平均高1m,线上任意两点坐标P1(0,0),P2(100,100),稳态发声(声功率80dB/m,中心频率500Hz);一个面源,离地平均高1m,四个角点P1(0,0),P2(100,0),P3(100,100),P
40、4(0,100),稳态发声(声功率60dB/m2,中心频率500Hz)。地面反射系数K=0.6,环境空气温度为20C,湿度为40%,气压为0.95个大气压。预测平面离地1.2米,预测网格为x=-20,12010,y=-20,12010,考虑空气吸收和地面吸收,分别计算单个声源和四个声源叠加的声级分布,在预测结果中取A声级数据用工具中绘图员可得到下面五个声级分布图(由于计算结果数据量极大,这里省略,可打开"分布衰减.ein”文件查看)。计算结果中同时给出各点的声压级和A、B、C、D计权声级(B、C、D声级为估算)。如果声源中有非稳定声源,则计算结果是预测时段内的等效连续声级。本例保存在
41、"分布衰减.ein"中,图形文件为:"分布衰减-点源.eip"“分布衰减-有限长线源.eip”“分布衰减-无限长线源.eip"分布衰减-面源.eip"分布衰减-四源叠加结果.eip五个分布图形1.3专项预测1.3.1公路交通噪声预测1.3.1.1模块简介这是一个全功能的公路交通噪声预测模块。可选择使用交通部模型或导则FHWA模型预测公路交通噪声。可以计算任意条路段的叠加结果,因此可用于计算公路网或立交桥等复杂路网。将公路简化成公路段,每一路段是有限长或无限长的直线,并且在同一公路段中,任何因素都不随路线方向改变。对每一路段的左右两侧,
42、可定义不同的路堤、路堑、声屏障、树林带和建筑物。可以控制的计算选项多达十个。包括上坡修正、路面粗糙度、堤堑边坡隔声和反射、地面反射或吸收效应、声屏障隔声和反射、树林带隔声、建筑物隔声和反射、空气的吸声效应、空气密度变化引起的Zs变化、背景噪声的叠加等。预测点的定义极为灵活,可以是网格点,也可以是署名点(关心点、散点),或两者同时定义,这些点可以是绝对坐标,也可以是相对于某段公路的相对坐标。预测计算结果为各预测点的小时等效声级,并分别给出大、中、小型车单独影响的结果以及所有车型的叠加结果。如果只有单个预测点时,还可给出每一路段在预测点的声级附加影响的明细(如有必要时),以及每一路段与预测点的位置
43、关系描述。1.3.1.2杂项说明由于公路交通的复杂性,需要对一些因素进行抽象、简化、规范,定义其意义义和范围,规定其使用方法,并提出一些注意事项。1. 路段、基础平面与车道(1) 将预测的道路可分成一个个路段,定义路面中心线两端点P1P2的三维坐标以确定这个路段的位置。在一个路段内,道路为直线段,所有参数在沿公路路线方向上的变化可忽略。(2) 对每一个路段可分别定义道路两侧的地面状况。以从P1点面向P2点分成左右两侧。路段每侧的遮挡物最多可有一个声屏,一个树林带,三排建筑物。声屏、树林带、建筑物都与路段平行,且同样长。对于一个路段,以路面为基准平面,其它物体的相对高度均以路面为基准平面,路面以
44、上为正,路面以下为负。路段的侧面,有向上的山坡,贝U称为路堑;有向下的边坡,贝U称为路堤。路段两侧可以分别是路堑或路堤。(4)设定声源高度离路面为1m。而预测点的位置默认为是声级计探头的位置(不再在预测点上加高1.2m)。(5)一个路段上可以有多个车道,每一个车道的中心线称为该车道的行车线。用车道行车线与路段中心线的偏移量来定义车道的位置,向左偏的,偏移量为负值,向右偏的,偏移量为正值。(6)交通部模型原则上只适用于双向四车道的高速路,且直接计算出整条路段对预测点的叠加值(在EIAN中,对于其它非四车道公路,也可进行计算);FHWA模型原则上只适用于单车道公路,对于多车道公路,需要对每一车道单
45、独计算后,再进行叠加处理。(7)交通部模型要求预测点离等行车线大于7.5m,而FHWA模型要求大于15m(因为通常取参考辐射声级的位置为15m远处)。但为了计算的通用性,EIAN中统一允许最近距离为5m,小于5m的一律取5m。这样计算有一定的误差,但比直接用15m或7.5m处的声级来代表替要好一些。2. 车型、车流量、车速与声功率、参考辐射声级在使用交通部模型或FHWA模型时,车流量N,车速V和汽车噪声大小是三个重要的参数。一般不同的车型之间这些参数相差较大,所以要分别给出。交通部模型和FHWA模型均将车型分成三类:大型车、中型车和小型车。但对这三种型号的定义,两个模型则有所不同:车型交通部定
46、义FHWA定义小型车3.5t以下指二轴四轮的(包括座位不超过9个的载客车、轻型货车),总重量不超过4.5t中型车3.512t指二轴六轮的车辆,总重量在4.5t到12t之间重型车12t以上(包括集装箱车、拖挂车、工程车)指三轴或更多轴的货车,总重量超过12t衡量某一车型(单辆汽车)在以速度V行驶时的噪声大小,两个模型使用了不同的参数。交通部模型是相当于车外7.5m处(垂直于行车线)的声级Lw;而FHWA模型则是车外15m处(垂直于行车线)的声级L。这一参数对预测结果影响巨大,一般应在同一类型道路上通过严格测试得到。但交通部模型提供了一种通过年日均交通总量来推导白天和夜间的小时车流量N,车速V和声
47、级Lw的半经验方法,但严格来说此一方法仅能用于该模型,而不能用FHWA。若需要将Lw转成L0时,认为Lw为7.5m处的声级,转成15m处的声级L0。以上参数使用时都使用小时平均,因此最终的预测结果应是小时等效声级。如果N、V和Lw是由年日均交通总量来推导出,则这一结果更含有“年均”的意义。但是要注意的是,对于交通部模型来说,只要给出某一路段中所有车道总的车流量即可,而对于FHWA模型来说,则需要分别对每一车道单独给出小时车流量。粗略的方法可以认为每一车道中的车流量都相同。若要精确计算,可以将一个路段分解成一系列平行的路段,每个路段中只有一个车道,对每一车道中的不同车型,可给出相应的N、V、Lo
48、参数,再计算它们在同一点的叠加结果。3. 关于路面粗糙度、坡度和路边地面类型的修正(1)路面粗糙度路面类型:沥青混凝土路面、水泥混凝土路面、普通砂石路面对所有车型进行修正。沥青混凝土路面+0;水泥混凝土路面+(1-2);砂石路面+(3-5)。注:当小型车比例占60%以上时,取上限,否则取下限。(2) 上坡修正对所有车型按下式进行修正:大型车=98*B中型车=73*B小型车=50*BB为公路的坡度。(3) 路边地面类型(从公路边到预测点所经过的地面,可不包括边坡)分三种:硬地面、一般地面和软地面硬地面:经过铺筑的地面,如:沥青混凝土、水泥混凝土、条石、块石及碎石地面等;一般地面:一般未经铺筑的地
49、面,如泥地;软地面:绿化的地面,如草地、有农作物的田野、灌木丛。在FHWA模型中对地面覆盖系数a的取值:硬地面0,一般地面0.25,软地面0.5。在交通部模型中对地面状况常数K1取取值:硬地面0.9,一般地面1.0,软地面1.1。4. 关于边坡、声屏障、建筑物和树林带的处理方法(1) 公路边坡如果公路路面与路边的地面标高不同,则会在路边形成边坡。路面高出地面时,会形成路堤;路面低于地面时,会形成路堑。也可能出现公路路面一侧形成路堤,另一侧形成路堑的情况。如果预测点处于路堤或路堑的声影区,则进行隔声计算,否则隔声量为0。(2) 声屏障专门指专用隔声溥屏障。并且假设其与公路路线平行,长度相同,声波
50、只能从屏障顶上绕射到达预测点,没有其它路径。其本身隔声损失应在34dB以上,因此不考虑透射声。声波的代表频率约为500HZ。在公路的一侧,只能设置一条声屏障。当声屏对预测点形成声影时,进行隔声计算,否则隔声量为0。(3) 建筑物在公路的一侧可以设置三排建筑物,假设它们与公路路线平行,同一排中高度和宽度相同。如果预测点只能看到公路行车线上4.5m处以上位置,则认为预测点处于建筑物的声影区,否则预测位于声照区.(在实际计算时,设定预测点与建筑物之间的水平距离最小为1m)。如果预测点处于声影区中,则当第一排建筑物占预测点与路面中心线间面积的40%60%时,dL2=3dB;当第一排建筑物占预测点与路面
51、中心线间面积的70%90%时,dL2=5dB;每增加一排建筑物,dL2值增加1.5dB,最多为10dB。如果预测点处于声照区,则隔声量为0;如果预测点位于建筑物内部,则隔声量为该排建筑物的隔声损失;如果预测点位于第一排建筑物之前,则不受隔声影响(但可能受其反射声影响);如果预测点位于第二排建筑物之前,则受第一排建筑物隔声影响;如果预测点位于第三排建筑物之前,则受第一、二排建筑物隔声影响;如果预测点位于第三排建筑物之后,则受第一、二、三排建筑物隔声影响。(4) 树林带在公路的一侧可以设置一条绿化树林带,假设它与公路路线平行。如果因为树林的遮挡,从预测点处只能看到行车线以上4.5m以上位置,则认为
52、预测点处于树林的声影区,否则为处于声照区。(在实际计算时,设定预测点与树林带之间的水平距离最小为4.5m)。若处于树林的声影区,进行以下修正:当树林深度为30m,dL1=5dB;当树林深度为60m,dL1=10dB;最大修正量为10dB。(5) 对反射声增强的处理对公路边坡,声屏障和建筑物处理时,还可考虑反射声波引起的噪声增加因素。如果预测点对边坡、屏障或建筑物顶的仰角a大于15度时,要考虑反射声:当a>15°时,增加值=0.5K当a>30。时,增加值=1.0K当a>45。时,增加值=1.5K当a>60。时,增加值=2.0K其中K为边坡或屏障或建筑物表面的平均
53、反射系数0,1。对预测点来说,首先要考虑公路对面的路堑、屏障和建筑物的反射,其次再考虑预测点所在一侧的反射。两者是可以叠加的。比如对于公路两侧都设置了声屏障的路段,如果预测点位于这两个声屏障之间,并且对这两个声屏障顶部的仰角均大于45度时,声级可增大3dB(对K=1的情况)。可自行通过调节K值来调节反射声级的增加值。5. 空气参数对噪声衰减的影响空气吸声受空气温度、湿度和声波频率控制。对公路交通噪声,中心代表频率可取500Hz,在常温下100m距离吸声在0.5dB左右。空气声阻抗率空气声特性阻抗Zs影响到空气介质对声波的传播能力,空气越稀薄,Zs越小,空气对声波的传播能力越差。Zs由大气温度和
54、大气压力控制,一般情况下Zs在400瑞利左右,基本上可忽略,但在高海拔地区则不能忽略。因此在EIAN中对FHWA和交通部模型计算式右边加上一个调整项:Lg(Zs/400)。这一项目是可选的,为与FHWA和交通部模型相一致,缺省情况下是不选的。6. 关于背景噪声在EIAN的公路噪声预测中,可以叠加任意多个公路段的噪声预测值。但对于非公路交通引起的其它噪声,可先行计算出来,再作为预测点的噪声背景值叠加到交通噪声预测结果中。7. 模型的选择原则交通部模型和FHWA模型的计算结果有一定的差别(一般为2-4dBA),交通部模型中随距离增大的衰减量要快得多,主要由于地面反射和吸收处理的方法不同引起。一般由
55、已知数据的性质决定选用交通部模型还是FHWA。(1)如果已知7.5m处的噪声辐射声级,或者要从车流量估算车速和辐射声级,则一般应选用交通部模型;(2)如果已知15m处的参考辐射声级和车速,则可使用FHWA模型。1.3.1.3使用方法一个公路预测项目可由任意多个公路路段组成。一个公路路段可能是真正的“一段路”,也可能是无限长的一条直线路。描述路段的属性分成三类:一般属性、车流状况和路段两侧状况。路段的一般属性定义其位置和路面形状。路段的位置是由路面中心线上的两个不同的点来定义。如果路段是有限长的,则这两个点应是这条路段的两个端点;如果路段是无限长的,则是这条路上的任意两个点。路段的长度(有限长路
56、段)、坡度直接由这两个点坐标计算出来。车流状况描述本路段的车流量、车型比、行驶速度和噪声辐射能力。可以直接输入行驶速度和辐射能力,也可以用交通部规范中的方法由车流量估算车速和噪声。一般来说,若选用后者,则预测模式也应选用交通部模型,因为它是整套相关的经验公式。路段两侧状况则是定义路边的堤堑、声屏障、树林带和建筑物的。如果选取了“左右两侧状况完全相同”,则只需输入一侧的状况,因为另一侧也与此相同;否则可以分别定义两侧状况。路段的左右两侧是由路段一般属性中的P1和P2两点决定的,以人站在P1点面向P2点时,左手侧为左侧,右手侧为右侧。在一个路段上,一般属性、车流状况和路段两侧状况都是相同的,或可以视为相同的。如果一般属性(路段方位、坡度、路面粗糙度、行车道数、行车位置)、车流状况(车流量、车型比、车速)或路段两侧状况(堤堑、声屏障、树林带、建筑物)中有一个发生了变化,则应划分成不同的路段,加以分别定义。例如,不同的公路自然应定义成不同的路段;同一条弯曲的公路因路段方位
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