第十二章-声学环境保护.ppt

1、1,环境噪声的分类,交通噪声 工业噪声 施工噪声 社交活动噪声,2,噪声污染的危害,对听力的损伤 从表中可以看出，80dB以下工作不致耳聋，80dB以上，每增5dB噪声发病率增加10%。,3,对睡眠的干扰 40dB的连续噪声可使10的人睡眠受到影响；70dB的连续噪声可使50的人受到影响； 40dB的突发性噪声可使10的人惊醒，到60dB时，可使70的人惊醒。,4,对人体的生理影响 一些工业噪声调查资料显示，在高噪声条件下工作的人，高血压、动脉硬化和冠心病的发病率比低噪声条件下工作的人要高23倍。 通过人和动物实验都表明，在80dB环境下，肠蠕动要减少37%，随之而来的是胀气和肠胃不适。,5,

2、对交谈和通讯联络的干扰 ,6,对仪器设备和建筑结构的危害 当噪声级超过135dB时，电子仪器的连接部位会出现错动，引线产生抖动，微调元件发生偏移，使仪器发生故障而失效； 当超过150dB时，仪器的元件可能失效或损坏 当噪声超过140dB时，轻型建筑物会遭受损伤,7,第二节 环境噪声评价,（一）噪声的度量 1、声压和声压级 声压：媒质中的压力与静压的差值。 声压是衡量声音大小的尺度，用牛顿每平方米（N/m2）或微巴（bar）表示。 声压级：声压的平方与频率为1000Hz纯音听阈声压平方比值的对数值，并取其1/10作为单位，定名为分贝（dB）。,8,其数学表达式为： 式中：Lp对应声压p的声压级，

3、dB； p声压， N/m2； p0基准声压，210-5 N/m2，即1000Hz的听阈声压。,9,两个不同声音叠加时，其计算式如下： 式中：L1-L2两个声压级之差，以大减小；,10,若LP1=LP2，则可按下式计算： 即增大3dB。同理，三个声音叠加时，其声压级增大10lg3，N个声音叠加时，其声压级增大10lgN。,11,2、声强和声强级 声强是在单位时间内，沿传播方向垂直通过单位面积的声能量，即单位面积上的声功率： 式中：I声强，W/m2; E声能量，J； t时间间隔，s； S声垂直通过的面积，m2； W声功率，W。,12,如以听阈声强值10-12W/m2为基准，则声强级的定义式为 式中

4、：L1声强级，dB； I声强，W/m2； I0基准声强， 10-12W/m2； 声压级和声强级都是描述空间某处声音强弱的物理量,13,3、声功率和声功率级 声功率：声源在单位时间通过某一面积的声能 同理，以10-12W为基准，则声功率级可定义为 式中：Lw声功率级，dB； W声功率，W； W0基准声功率， 10-12W；,14,（二）环境噪声评价量 1、A声级 根据听觉特点，在声学测量仪器中，设置有“A计权网络”。A网络测得的噪声值较接近人耳的感觉，其测得值单位称为A声级（LA）。 A声级能较好的反映出人们对噪声吵闹的主观感觉。,15,2、等效连续A声级 在声场内的一定点位上，将某一段时间内连

5、续暴露的不同A声级变化，用能量平均的方法以A声级表示该段时间内的噪声大小。这个声级称为等效连续A声级，单位，dB。 在评价非稳态噪声能量的大小时，等效连续A声级尤为必要。,16,等效连续A声级的数学表达式为： 式中：LAeq,T在T短时间内的等效连续A声 级，dB； LpAt时刻的瞬时A声级，dB； T连续取样的总时间，min；,17,关于噪声的测量方法则应根据噪声的实际情况而定。如果一日之内的声级变化较大，而每天有相同的规律，则选择具有代表性的一天测量其等效连续A声级即可。若噪声级不但在日内变化，而且日间变化也很大，但有明显的周期规律，此时可选择具有代表性的一个周期测量其等效连续A声级。,1

6、8,由于噪声测量，实际上是采取等间隔取样的，所以等效连续A声级又可按以下公式计算： 式中：Li第i次读取的A声级，dB； N取样总数。,19,3、昼夜等效声级 昼夜等效声级是考虑了噪声在夜间对人影响更为严重，将夜间噪声进行增加10dB加权处理后，用能量平均的方法得出24h的A声级的平均值（Ldn），单位dB。,20,计算公式为 式中：Ld昼间Td个小时的等效声级； Ln夜间Tn个小时的等效声级；,21,4、统计噪声级 统计噪声声级：某点噪声级有较大波动时，用于描述该点噪声随时间变化状况的统计物理量，一般用L10、L50、L90表示。 L10表示在取样时间内10%的时间超过的噪声级，相当于噪声平

7、均峰值；,22,L50表示在取样时间内50%的时间超过的噪声级，相当于噪声平均中值； L90表示在取样时间内90%的时间超过的噪声级，相当于噪声平均底值；,23,5、噪声冲击指数 在城市区域环境噪声评价中，噪声冲击指数不仅考虑到噪声对个人的影响，并对评价区域中的人口数加以计权，这对不同区域的噪声影响比较很有意义。,24,噪声冲击指数计算公式如下： 式中：Pi受全年昼夜等效声级（Ldn）影响 的人口数； Wi在某昼夜等效声级（Ldn）范围 内的干扰因子,25,26,一、噪声控制基本原理与原则,第二节 噪声污染控制概述,在声源处抑制噪声 在声传播途径中控制：隔声、吸声、消声、阻尼减振等 接收器的保

8、护,27,二、噪声控制的一般原则 科学性、 技术的先进性（不能影响原有设备的技术性能）、 经济性、,28,三、噪声控制的基本程序,噪声源测量和分析,传播途径调查和分析,受影响区域调查,降噪量确定,制定控制方案,设计施工,工程评价,总降噪量，声源、途径降噪量,声源分布,频率特性,时间特性,声质量评价，经济性、适应性评价,声源控制、途径控制,危害状况、本底噪声、允许标准,传播途径有空气声、固体声,29,四、声学环境综合整治对策,30,（一）噪声标准和立法 1、噪声标准,31,32,2、噪声立法 中华人民共和国噪声污染防治法于1996年颁布，对工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活 等引起的噪声污染

9、防治作出了规定。,33,（二）城市建设的合理规划与噪声功能区划分 合理的城市建设规划，对未来的城市噪声控制具有非常重要的意义。城市建设规划可从城市人口控制、土地的合理利用、功能区域划分和道路设施以及建筑物的布局等方面来考虑。,34,（一）城市人口的控制 控制城市人口是十分重要的。美国环保局发布的资料显示，城市噪声与人口密度之间有如下关系： 式中：Ldn昼夜等效声级，dB； 人口密度，人/km2； 由上式可以看出，城市噪声是随人口密度的增加而增大的。因此，严格控制城市人口密度的增长对减少城市噪声效果很明显。,35,（二）合理使用土地与噪声功能区域划分 1、合理使用土地 合理使用土地是城市建设规划

10、中减少噪声对人的干扰的有效方法，根据不同的使用目的和建筑物的噪声标准，选择建筑场所和位置，从而决定建立学校、住宅区和工厂区的合适建址，在进行建筑施工前，首先应进行噪声环境评价。,36,在城市总体规划中，工业区应远离居住区。有噪声干扰的工业区需用防护地带与居住区分开，布置时还要考虑主导风向。现有居住区内的高噪声级的工厂应迁出居住区，或改变生产性质，采用低噪声工艺或经过降噪处理来保证临近住房的安静，等效声级低于55dB及无其他污染的工厂宜布置在居住区内靠近道路处。,37,2、噪声功能区域划分,38,39,三、噪声达标区建设,40,41,四、道路两侧的噪声控制,（1）居住区中道路网的规划：居住区道路

11、网规划设计中，应对道路的功能与性质进行明确的分类、分级。主要承担城市对外交通和货运交通的交通性道路，可规划成环形道等形式从城市边缘或城市中区边缘绕过。在拟定道路系统、选择线路时，应兼顾防噪因素，尽量利用地形设置成路堑式或利用土堤等来隔离噪声。,42,生活性道路只允许通行公共交通车辆、轻型车辆和少量为生活服务的货运车辆。必要时可对货运车辆的通行进行限制、严禁拖拉机行驶。在生活性道路两侧可布置公共建筑或居住建筑，但必须仔细考虑防噪布局。并可利用商店等公共场所做临街建筑，隔离噪声。,43,（2）采用低噪声车辆 （3）道路两侧建筑合理布局 道路两侧建筑物布局方法，应考虑到使噪声的影响降至最小，例如利用

12、地形或隔声屏障，使噪声不断降低。,44,45,46,（4）临街建筑的隔声 临街建筑的隔声，一般采用双层窗，窗缝用橡胶条密闭，这样能使室内噪声降低20dB。 建筑物临街一侧，用玻璃窗闭阳台、走廊，是目前居民通常所能接受的方法。,47,（5）声屏障及绿化带隔离降噪 声屏障应用的原理同光照射一样，当声波遇到一个阻挡的障板时，会发生反射，并从屏障上端绕射，于是在屏障另一面就行成了一定范围的声影区，声影区的噪声相对小些，可以达到利用屏障降噪的目的。,48,声屏障的使用在日本、法国等国家较多。在我国广深铁路、贵黄高速公路通过居文教区也使用了声屏障。目前在城市高架路和穿过城市的铁路也在考虑应用。,49,城市

13、绿化不仅美化环境，净化空气，同时在一定条件下，对减少噪声污染也是一项不可忽视的措施。但，要靠一两排树木来降低噪声，其效果是不明显的，但如果能种上几排树木，开辟一些草地，增大道路与住宅之间的距离，则不但能增加噪声衰减量，而且能美化环境。另外，有关研究表明，绿化带的存在，对降低人们对噪声的主观烦恼度，有一定的积极作用。,50,第三节 噪声污染控制技术,控制噪声最根本的方法就是从声源控制，即用无声的或低噪声的工艺和设备代替高噪声的工艺和设备。 但在许多情况下，由于技术或经济方面的原因，直接从声源上治理噪声是很困难的。这就需要在噪声传播途径上采取吸声、消声、隔声、隔振、阻尼等几种常用的噪声控制技术。,

14、51,一、吸声 由于室内声源发出的声波被墙面、顶棚、地面及其他物体表面多次反射，使得室内声源的噪声级比同样声源在露天的噪声级高。如果用吸声材料装饰在房间的内表面，或在室内悬挂空间吸声体，房间内的噪声级就会降低，这种控制噪声的方法就叫吸声。,52,吸声材料用的是一些多孔、透气的材料，如玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、毛毡、吸声砖、甘蔗板等。吸声材料之所以能吸声，是由于声波进入多孔材料后，是一部分声能由于小孔中的摩擦和粘滞阻力转化为热能而被吸收掉。 吸声材料对于高频噪声有很好的效果，对于低频噪声，效果不是很好。,53,对于低频噪声，一般采用共振吸声的方法加以控制。 在室内声源所发出的声波的激励下，房间壁

15、、顶、地面等围护结构以及房间中的其它物体都将发生振动。振动着的结构或物体由于自身的内摩擦和与空气的摩擦，要把一部分转化自声能的振动能量转变成热能而消耗掉。,54,当结构或物体的震动最强烈、振幅和振动速率达到最大时，也即声波和它们发生共振时，声能量的损耗最多。,55,二、消声 消声器是一种既能允许气流顺利通过，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。 1、阻性消声器 阻性消声器是利用吸声材料消声的。把吸声材料固定在气流流动的管道内壁，或者把它按一定方式在管道内排列组合，就构成阻性消声器。,56,当声波进入阻性消声器，一部分声能被吸声材料吸收，就起到消声作用。材料的消声性能类似于电路中的电阻损耗电

16、功率，故而得名。,57,58,2、抗性消声器 抗性消声器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，达到消声目的。,59,60,3、阻抗复合消声器 阻抗复合消声器既有吸声材料又有共振腔、扩张室一类滤波元件的消声器。这种消声器消声量大，消声频率范围广，因此得到广泛应用。,61,三、隔声,声波在空气中传播时，使声能在传播途径中受到阻挡而不能直接通过的措施，称为隔声。典型的隔声措施有隔声罩、隔声间、隔声屏等。,62,隔声罩是噪声控制设计中常被应用的设备，例如空压机、水泵、鼓风机等高噪声源，如果其体积小，形状比较规则或者虽然体积较大

17、，但空间及工作条件允许，可以用隔声罩将声源封闭在罩内，以减少向周围的声辐射。 隔声罩由隔声材料、阻尼涂料和吸声层组成。隔声材料用13mm的钢板，可以用较硬的木板。钢板上要涂一定厚度的阻尼层，防治钢板产生共振。吸声层可用玻璃或泡沫塑料。,63,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。 隔声室要采取隔声结构，并强调密封。此外，室内还要采取吸声处理，为了换气还有必要加设通风设备，并在通风的进出管道上加装消声器。,64,隔声屏主要用在大车间或露天场合下，隔离声源与人集中的地方。如在居民稠密的公路、铁路两侧设置隔声堤、隔声墙等。,65,四、隔振与阻尼,为了减少机器振动通过基础传给其他建筑物，通常的办法是防治机械基础与其它构件的刚性连接，这种方法就叫基础隔振。主要措施有三种：,66,1、在机器基础与其他结构之间铺设具有一定弹性的软材料，如橡胶板、软木、毛毡、纤维板等。当振动由基础传至隔振垫层时，这些柔韧材料中的分子或纤维之间产生摩擦，而将部分振动能量转换成热能消耗掉。因而降低了振动的传递，起到隔振的作用。 选