第六章噪声污染与控制

第六章噪声污染与控制第一页，共53页。

一、含义：人们不需要的声音。各人对噪声的的理解与声音的强度、生活状态、和情绪有关。二、特性：1、主观性；噪声是一种感觉性污染，在空气中传播时不会在周围环境里遗留下有毒有害的化学污染物质。对噪声的判断与个人所处的环境和主观愿望有关。2、局限性；噪声污染属于物理性污染，它只会造成局部性污染。第一节噪声的含义、特点与来源第二页，共53页。3、分散性噪声源的分布广泛而分散，但是由于传播过程中会发生能量的衰减，因此噪声污染的影响范围是有限的。4、暂时性噪声污染没有残余污染物，噪声源停止运行后，污染就立即消失第三页，共53页。三、来源：物体的振动：包括固体、液体、气体的振动。城市的噪声70%是交通噪声。第四页，共53页。第二节、化工企业噪声的特征：一、声学特征：1、连续的稳定噪声；2、中、低频的气流噪声；3、噪声在半自由场中以一定高程传播。二、主要噪声源分析：1、压缩机、风机功率一般为几十到几千千瓦，噪声级可达90~115dB（A），是化工厂主要噪声源之一。2、加热炉噪声主要是加热炉喷嘴燃料与空气的混合以及喷射而产生的高频噪声。燃料燃烧也产生低频噪声。噪声级为90~115dB（A）。第五页，共53页。3、凉水塔噪声4、空气冷却噪声：噪声级为95~100dB（A）5、调节阀噪声：噪声级为90~115dB（A）6、管道噪声：随介质流速而变化，噪声级为一般不超过90dB（A）7、火炬噪声：在高空燃烧并发出低频的咆哮声。噪声级为78~83dB（A），对周围环境危害较大。8、放空噪声：噪声级为90~120dB（A），有时可达130~120dB（A）。9、电动机噪声：噪声级为90~105dB（A）。第六页，共53页。第七页，共53页。第三节噪声的度量描述噪声特征的方法可分为两类：一类是把噪声单纯地作为物理扰动，用描述声波的客观特性的物理量来反映，这是对噪声的客观量度；另一类涉及人耳的听觉特征，根据听者感觉到的刺激来描述，称为噪声的主观评价。噪声强弱的客观量用声压、声强和声功率等物理量来表示。第八页，共53页。一、声压和声压级1、声压P声波引起空气质点振动，使大气压产生起伏，这个起伏部分，即超过静压的量，称为声压。声压分为瞬时声压和有效声压。单位是Pa（帕），即N/m2。瞬时声压的均方根称为有效声压，用P表示。第九页，共53页。2、声压级

人耳感觉到的声压范围很广，从听阈到痛阈，绝对值相差达一百万倍，即从2X10-5Pa到20Pa。另外，人对声音响度的感觉是与声音的强度的对数成正比的。为了方便，引用了声压比或者能量比的对数来表示声音的大小，这就是声压级。级的概念由于声音的强度变化范围相当宽，直接用声功率和声压的数值来表示很不方便，并且人耳对声音强度的感觉并不正比于强度的绝对值，而更接近正比于其对数值。因此，在声学中普遍使用对数标度。将声波的各种物理量对某一个基准值取以10为底的对数，这个对数值被称为被量度单位的级.第十页，共53页。

声压级Lp用表示：

Lp＝20lgP/P0（dB）声压与基准声压之比，取以10为底的对数，再乘以20。

P0：基准声压（听阈，2X10-5Pa）声压级单位是分贝，记作dB。第十一页，共53页。二、声功率和声功率级

1、声功率Ｗ声功率是描述声源性质的物理量，表示声源在单位时间内向外辐射出的总声能。单位为瓦，用w表示。2、声功率级

LW＝10lgW/W0（dB）第十二页，共53页。三、声强和声强级1、声强I声强是在声波的传播方向上，与该方向垂直的单位面积、单位时间内通过的声能量。用I表示，单位是W/m2。2、声强级

LI＝10lgI/I0（dB）第十三页，共53页。

1、噪声级的相加由声压级的定义得：

那么，

四、噪声级的相加和平均值第十四页，共53页。又据声压级的定义得总声压级为

2、噪声级的平均值：对应n个声源的一般情况有

如果n个声源的声压级相等，那么有

LPT=Lp+10lgn第十五页，共53页。(2)查表法（p195）先算出两个声音L1和L2的分贝差，再查表或图，找出相应的△L

则L=L1（分贝数大的一个）+△L例：在某点测得几个噪声源单独存在时的声压级分别为84dB、87dB、90dB、95dB、96dB、91dB、85dB、80dB，求这几个噪声源同时存在时该点的总声压级是多少？公式法：查表法：第十六页，共53页。五、环境噪声评价值大致为：与人耳听觉特征有关的评价量；与心理情绪有关的评价量；与人体健康有关的评价量；与室内人们活动有关的评价量等几方面。以这些评价量为基础，各国都建立了相应的环境噪声标准。这些不同的评价量及标准分别适用于不同的环境、时间、噪声源特征和评价对象。第十七页，共53页。计权声级和计权网络

由于人耳对高频声比较敏感，而对低频声不敏感，即声压级相同的声音会因为频率的不同而产生不一样的主观感觉。为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感受近似取得一致，通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权修正后，再叠加计算可得到噪声总的声压级，此声压级称为计权声级。计权网络一般有A、B、C三种。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性，B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性，C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，A衰减最多，B次之，C最少。A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，B、C已逐渐不用。

从声级计上得出的噪声级读数，必须注明测量条件，如单位为dB，且使用的是A计权网络，则应记为dB（A）。

第十八页，共53页。等效连续A声级

A计权声级对于稳态的宽频带噪声是一种较好的评价方法，但对于一个声级起伏或不连续的噪声，A计权声级就很难确切地反映噪声的状况。对这种噪声要采用噪声能量按时间平均的方法来评价，为此提出了等效连续A声级，它又称为等能量A计权声级，它等效于在相同的时间间隔T内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级，记为Leq。第十九页，共53页。六、噪声的危害1、损伤听力：噪声可以使人造成暂时性的或持久性的听力损伤，后者即耳聋。A声级对听力的伤害一般为：＜80dB（A）可能损失听力，但一般不致于噪声性耳聋；80~85dB（A）会造成轻度的听力损伤；85~90dB（A）会造成少量噪声性耳聋；90~100dB（A）会造成一定数量的噪声性耳聋；＞100dB（A）会造成相当多的噪声性耳聋。第二十页，共53页。2、影响睡眠：睡眠是人类消除疲劳、恢复体力维持健康的一个重要条件。但是噪声会干扰人的睡眠，使人们得不到很好的体息。3、对人体生理的影响：引起人体紧张、血压升高，消化和生理机能紊乱。４、对心理的影响：使人烦燥、激动、易怒、疲劳；不能集中精力工作和学习，影响效率，诱发工伤。５、影响儿童和胎儿发育６、干扰交流７、影响动物生长８、损害建筑物。第二十一页，共53页。七、噪声控制措施

为了消除或减轻噪声对环境的污染，必须采取措施对噪声予以控制。声学系统一般由声源、传播途径和接收器三个环节组成，则控制的方法主要是两个方面：一是加强环境管理；二是对噪声的产生和传播采取工程技术措施予以限制。第二十二页，共53页。１、声源噪声控制措施设计或改造机械设备时，应充分考虑到可能产生的噪声影响，在经济、技术等条件允许的情况下，通过改进设备结构、改变传动装置、选用新型材料（如内耗大的高分子材料、高阻尼合金等）、提高加工精度和装配质量、改革工艺和操作方法等手段，设计制造出先进新颖的低噪声机械设备，这是控制声源噪声的最根本措施。控制声源噪声的另一个重要措施，就是采取有效的隔振、阻尼和消声技术，限制其固体声和空气声的辐射。隔振、阻尼和消声技术是噪声控制工程的重要技术之一。第二十三页，共53页。２、噪声传播途径的控制措施

在噪声传播的途径上降低噪声、减轻噪声对环境的影响所采取的措施很多，根据噪声传播的特点，可采取合理布局，“闹静分开”的原则，将噪声源设置在对人们工作、学习和生活影响最小的地方，如将工业区、商业区和居民区分开。利用地面建筑物或自然地形也可阻挡噪声的传播。第二十四页，共53页。利用声源的方向性，将其声级最高的方向指向对人们休息、工作影响最小的方向。利用宽厚的绿化带对限制噪声的传播也有一定效果。除此以外，在工业企业里，采取吸声和隔声，消声和阻尼的方法也是降低室内噪声和限制生产性噪声向外辐射的有效措施。吸声和隔声技术也是噪声控制工程的重要技术之一。第二十五页，共53页。３、对接受者进行防护

接受者指的是由于职业的原因必须在强噪声的环境下工作的人。因为噪声对人体健康的危害主要是听觉本身和由听觉引起的，因此防护的措施主要是利用隔声的办法阻挡噪声传入人耳。常用的隔声防护用具有耳塞、防声棉、耳罩、防声头盔等，这些用具一般可隔声10～30dB左右。

第二十六页，共53页。八、噪声控制技术１、消声降噪

消声器是一种既允许气流顺利通过而又能有效衰减或阻碍声能向外传播的装置。消声器主要安装在进、排气口或气流通过的管道中。性能好的消声器，可使气流噪声降20~40dB，相应的响度降低75%~93%。在噪声控制中应用极为广泛。但是，消声器只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声，不能降低空气动力设备的机壳、管壁等辐射的噪声。第二十七页，共53页。阻性消声器阻性消声器一种吸收型消声器，利用声波在多孔性吸声材料中传播时，因磨擦将声能转化为热能散发掉，从而达到消声的目的。它具有良好的中高频消声性能，对低频消声性能较差。第二十八页，共53页。第二十九页，共53页。抗性消声器

抗性消声器与阻性消声器不同，它不使用吸声材料，仅依靠管道截面的突变或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声的目的。这类消声器的选择性较强，适用于窄带噪声和中低频噪声的控制，常用的抗性消声器有扩张室式、共振腔式、插入管式、干涉式、穿孔板式等。第三十页，共53页。第三十一页，共53页。多孔扩散消声器多孔扩散消声器是根据气流通过多孔装置扩散后，速度及驻点压力都会降低的原理设计制作的一种消声器。第三十二页，共53页。２、吸声降噪

吸声是一种最基本的降低噪声的技术措施。

一般将能够吸收较多声能的材料称为吸声材料，将能够吸收较多声能的结构称为吸声结构。吸声处理可使室内噪声降低约为3-5dB，使混响声很重的车间降噪6-10dB。第三十三页，共53页。

声波在室内声场的传播规律要比自由声场复杂得多，除了声源发出的声音构成直达声场外，还存在室内壁面和各类物体、包括人员产生的反射声场。室内声场可分解成两部分：从声源直接到达受声的直达声形成的声场叫直达声场；经过房间壁面一次或多次反射后到达受声点的反射形成的声场叫混响声场。第三十四页，共53页。第三十五页，共53页。根据吸声机理把吸声材料分为：

多孔吸声材料柔性吸声材料膜状吸声材料

吸声材料分类第三十六页，共53页。多孔吸声材料

在材料表面和内部有无数的均匀分部的微细孔或微间隙，这些孔隙互相贯通并且向外张开，使声波易于进入微孔或微间隙内，这种吸声材料称作多孔吸声材料。多孔吸声材料分为泡沬型、纤维型、颗粒型三类。

泡沬型材料的表面与内部皆有无数互相連通的微孔，其材质一般由聚氨脂泡沬塑料、微孔橡胶等制成。

纤维型材料包括毛、木丝、甘蔗纤维、化纤维、玻璃棉、矿物棉、金属纤维等有机和无机纤维材料，其中的超细玻璃棉是最常用的一种多孔吸声材料，金属纤维是最新研制并得到应用的多孔吸声材料。颗粒状材料有膨胀珍珠岩、蛭石混凝土和多孔陶土。第三十七页，共53页。多孔吸声材料在使用时一般需要护面层保护，防止失散。护面层材料可以是玻璃丝布、金属丝网、纤维板等透声材料，内填以松散的厚度为5～10cm的多孔吸声材料。为防止松散的多孔材料下沉，常选用透声织物缝制成袋，再内填吸声材料。为保持固定几何形状并防止机械损伤，在材料间要加木筋条(木龙条)加固，材料外表面加穿孔罩面板保护。常用的护面板材为木质纤维板或薄塑料板。第三十八页，共53页。柔性吸声材料柔性吸声材料内部一般具有许多微小而独立的气孔，基本上没有通气性能，但却具有一定的弹性。（如皮革、人造革、塑料薄膜）柔性吸声材料的吸声机理是，当声波入射到柔性吸声材料的表面时，很难透入到材料的内部，柔性吸声材料只作整体的振动，因材料内部存在一定的磨擦而消耗了声能，引起声波的衰减。第三十九页，共53页。板状与膜状吸声材料板状材料是将胶合板、硬质板、石膏板、石棉水泥板等板材固定在框架上，并在其背后设置空气层。

膜状材料是指聚乙烯薄膜或几乎没有通气性能的帆布等材料，它们的刚度很小，在受拉情况下处于张紧状态且具有一定的弹性。第四十页，共53页。共振吸声结构

利用共振原理做成的吸声结构叫做共振吸声结构。在声波的激励下，房间内的围护结构或物体将发生振动，使部分声能因振动和摩擦而转变成热能消耗掉。当声波的频率与结构或物体的固有频率相同时会发生共振，此时振动最强、振幅和振速最大，消耗的声能也最多。它基本分为三种：薄板共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构、微穿孔板共振吸声结构。主要适用于对中、低频噪声的吸收。

第四十一页，共53页。3、隔声降噪

用构件将噪声源和接收者分开，阻断空气声的传播，从而达到降噪目的的措施称作隔声，具体的形式有隔声墙、隔声罩、隔声间和声屏障等措施。声波在通过空气的传播途径中，碰到一匀质屏蔽物时，由于两分界面阻抗的改变，使部分声能被屏蔽物反射回去，一部分被屏蔽物吸收，只有一部分声能可以透过屏蔽物传到中一个空间去，显然，透射声能仅是入射声能的一部分。因此，设置适当的屏蔽物便可以大部分声能反射回去，从而降低噪声的传播。具有隔声能力的屏蔽物称作隔声构件或隔声结构，如砖砌的隔墙、水泥砌块墙、隔声罩体等等。第四十二页，共53页。隔声墙

墙体具有隔声性，且隔声性能与墙体的厚度和材料的密度成正比。实践与理论证明，单纯依靠增加结构的重量来提高隔声效果既浪费材料，隔声效果也不理想。在两层墙间夹以一定厚度的空气层，隔声效果优于单层实心结构。两层匀质墙与中间所夹一定厚度的空气层所组成的结构，称作双层墙。双层墙的隔声量比同样重量的单层构件的隔声量要大6~10dB；在隔声量相同的情况下，双层结构构件的重量比单层构件可减少50%~70%。第四十三页，共53页。隔声间

在吵闹的环境中建造一个具有良好的隔声性能的小房间，供工作人员有一安静的环境，或者将多个强声源置于上述房间中，以保护周围环境的安静，这些由隔声构件组成的具有良好隔声性能的房间统称为隔声间或隔声室。隔声间分为封闭与半封闭。一般用封闭式.

隔声间除需要有足够隔声量的墙体外，还需设置具有一定隔声性能的门、窗或观察孔等，如果门、窗设计不好或孔隙漏声严重，都会大大影响隔声的效果。隔声间通常包括隔声、吸声、消声器、阻尼和减振等几种噪声控制措施的综合治理装置，它是多种声学构件的组合。第四十四页，共53页。隔声罩

隔声罩是将声源封闭在一个小空间内，以减少向周围的声辐射，尺寸比隔声间小得多，而且往往采用复合轻型结构。第四十五页，共53页。4、距离降噪

人远离噪声源或者让噪声源远离人，使噪声在远距离传播中衰减。例如：点声源至某两点之间的距离分别为r1和r2，且当r2＞

r1时，噪声级的衰减量为：

ΔL＝20lg(r2/r1)(dB)

即当距离由r1变为r2时，其衰减量为△LdB。若r2=2r1，则由上式可以算出△L≈6(dB)。第四十六页，共53页。5、隔振与阻尼声音可以通过空气或固体传播，因此，对于室内任何接受位置上均包含了两种传声的结果，辩明传声的主要方式对正确采