《噪声污染及控制》PPT课件.ppt

1、噪声污染及控制,噪声污染事例 1981年，在美国举行现代派露天音乐 会上，有300名听众突然失去知觉，昏 迷不醒，100辆救护车抢救。 1959年，美国有10名“自愿”作噪声试 验，当实验用飞机从10名自愿者头上 1012米高处飞过后，有6人当场死 亡，4人数小时后死亡。,1960年，日本广岛一男子被附近工厂发 出的噪声折磨烦恼万分，最后把工厂主 杀死。 1961年，一名日本青年从新泻来到东京 找工作，由于铁路附近，日夜噪声折 磨，患失眼症，自杀。,河北省迁安市建昌营镇塘坊村村民何文臣，自1995年开始在自家院内开办饮料厂，因使用农用三轮车运货噪声较大，致使相邻居住的村民患上神经症，双方就噪声

2、污染发生多次纠纷，但未能得到解决。 2001年7月，万田林自缢身亡。,思考：什么是噪声，噪声的来源是什么？ 噪声污染的特点、危害？ 噪音的计算？ 控制噪声污染的措施和技术？,一 物理学定义 一种能量的传播 作用于人耳而引起的感觉 不规则的、间歇的、随机的声振动 有用频带内不和谐的声干扰,噪声定义,一 环境学定义 次声波：频率小于20Hz 超声波：频率大于20kHz 可听声：频率在20Hz与20kHz之间 在可听声内，凡是人们不需要的声音，就是噪声。 过响声； 妨碍声； 不愉快声； 无影响声 其中，过响声、不愉快声属于客观的噪声；妨碍声和无影响声属于主观的噪声。,噪声定义,一 来源 工业噪声 建

3、筑施工噪声 交通运输噪声 社会生活噪声 城市环境噪声70的来源。汽车噪声一般为8992dB；电喇叭为90110dB；汽喇叭（火车）105110dB。 机械声：碰撞、摩擦 空气动力性 电磁,噪声来源,噪声的危害,1、噪声对听力的损伤 长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；慢性的噪声性耳聋 听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失1525dB)；轻度耳聋（听力损失2540dB)；中度耳聋（听力损失4065dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。 噪声级在80dB以内，才能保证人们长期工作不发生耳聋。在90dB以下，只能保证80的人工作40年后不会耳聋；85dB

4、仍会有10的人产生噪声性耳聋。 强噪声性耳聋，或爆震性耳聋,3、噪声能诱发疾病 长期暴露在强噪声环境下，会引起人体的紧张反应，使肾上腺素分泌增加，引起心率加快，血压升高； 噪声会引起消化系统的疾病，引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡； 会引起疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰弱症。,噪声的危害,噪声的危害,2、噪声对睡眠的干扰 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、噪声影响语言交谈和通讯联络的干扰 当人们交谈距离为1米时，平均声级为65dB； 当环境噪声级高于语言声级10dB

5、时，谈话声音会被环境噪声完全掩盖； 当噪声级超过90dB时，即使大喊大叫也难以进行正常交谈。,噪声的危害,噪声的危害,5、特强噪声会对仪器设备和建筑结构造成危害 当噪声级超过135dB时，电子仪器的连接部位会出现错动，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。,噪声标准,噪声标准主要分为声环境质量标准、环境噪声排放标准以及技术方法标准三类 （一）我国环境噪声允许范围 1980年根据生理和心理学研究，结合我国的实际情况，制定了我国环境噪声允许范围。,（二）城市区域环境噪声标准（GB3096-93） 按区

6、域功能划分的,（三）听力保护标准工业企业噪声卫生标准（GBJ8785）,（三）听力保护标准工业企业噪声卫生标准（GBJ8785）,工作环境噪声每增加3dB，工作时间就必须减少一半。 噪声剂量或噪声暴露率D为： 实际暴露的小时数T实除以允许暴露的小时数T。 即： D T实/T，如D1，则现场工作人员接受的噪声超过标准。 如果接受的噪声不是一固定噪声级，则： D T实1/T1 T实2/T2 ,（四）机动车辆噪声标准,声速：声波的传播速度,用c表示，m/s; 波长：连续两个波峰或波谷间的距离， 用表示，m. 频率和周期：连续两个波峰或波谷间的时间间隔称为周期（T，s）。周期的倒数为频率（f,Hz）：

7、 P = 1/f =c/f,噪声的物理量度,噪声的物理量度,声压p 当有声波存在时，在媒质中产生的压强的增量。 单位：Pa或br；1Pa10 br=1N/m2。 人耳可听声压范围为210-520Pa，其中， 210-5Pa称为听阈，20Pa称为痛阈。 有效声压pe：一段时间内声压的均方根值。由于人耳无法感受声压的起伏，只能感受一个稳定的有效声压。,2、声能量 由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势能。动能和势能之和即为声能量。单位：J 声场：空间中存在声波的区域。,3、声功率W 声功率就是指声源在单位时间内辐射出来的总声能量。单位：W。 对于自由空间的点声源： W球4r2p2/c 对

8、于放在具有反射的地面上的点声源： W半球2r2p2/c,4、声强I 单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为声强，即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位：W/m2。 对于自由空间的平面声波和球面波： IW/Spup2/c 声强与离开声源的距离有关： 对于自由空间的点声源：I球W/（4r2） 对于放在具有反射的地面上的点声源：I球W/（2r2）,声波的测量单位,1、级的概念 1个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用L表示。 表达式： r10时，级的单位为贝（耳）。 re时，级的单位为奈培（Np）。1Np8.686dB,主要声学量的级和基准,声波的测量单位,2、声压级Lp L

9、p20lg（p/p0） Lp为声压级，单位dB；p为有效声压，Pa；基准声压p02105 Pa。 对于听阈Lp0；对于痛阈Lp120dB。,某些环境下的声压和声压级,声波的测量单位,3、声强级LI LI10lg（I/I0） LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2；基准声强I011012瓦/米2 。 LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/ p02 ),声波的测量单位,4、声功率级LW LW10lg（W/W0） LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；基准声功率W011012瓦。,噪声级的合成,1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。 2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声

10、强之和。 假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、 I2、 In和L1、 L2、 Ln。则： L110lg I1/I0， L210lg I2/I0 ， Ln10lg In/I0 。 I1/I010 0.1L1， I2/I010 0.1L2， In/I010 0.1Ln 。 所以，总声强级L10lg （I1/I0 I2/I0 In/I0 ）10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ）,噪声级的合成,3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各声压排放之和。 假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、 p2、 pn和L1、 L2、 Ln。则： Lp

11、120lg p1/p0， Lp220lg p2/p0， ，Lpn20lg pn/p0 。 （p1/p0）210 0.1Lp1， （p1/p0）2 10 0.1Lp2， ， （p1/p0）210 0.1Lpn 。 所以，总声压级Lp10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ）,噪声级的合成,4、n个相同噪声级合成的总噪声级 L10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ） 10lg（n 10 0.1L1 ）L110lgn 当n2时， LL110lg2 L13 即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。,噪声级的合成,5、不同噪声级的合成

12、假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1L2 ， 则设噪声合成的附加值为L，则LL1 L 其中L可查表，根据表可知，当L1-L26dB时， L1dB，所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级68dB，则较弱的噪声可以忽略不计。,两噪声级合成的附加值,声波的传播,（一）距离衰减 1、声源 点声源：当声源的尺寸远小于测点到声源的距离时，声波以球面波的形状较均匀地向各个方向辐射。 线声源：如一列较长的列车；公路上长的车队等。 面声源：如透过一个壁面向开阔空间传播。,（一）距离衰减,2、点声源的距离衰减 对于自由空间（球面波） 声强：IW/（4r2）；声功率级：LW LP+20lgr11

13、 对于半自由空间（球面波） 声强：IW/（2r2）；声功率级：LW LP+20lgr8 距离r1与r2之间的声级差为： LW= LP(r1)20lgr111（8） LP(r2)20lgr211（8） 即： LP LP(r1)LP (r2)20lgr2/r1 当r2/r12， 衰减6dB，即距离增加1倍，声压级衰减6dB。,（一）距离衰减,3、线声源的距离衰减 面积S2rl；声强：IW/（2rl）； 声功率级：LW LP+10lg（ 2rl ） 线声源为无线长线声源，则： 距离r1与r2之间的声级差为： LP LP(r1)LP (r2)10lgr2/r1 当r2/r12， 衰减3dB，即距离增加

14、1倍，声压级衰减3dB。,（二）空气吸收的衰减,声波在空气中传播时，因空气的粘滞性和热传导，在压缩和膨胀过程中，使一部分声能转化为热能而损耗，成为空气吸收。 衰减的大小与声源的频率、空气的湿度和温度有关。如在标准大气压下，20下，湿度为50时，声源频率为250、500、1000、2000、4000Hz的空气吸收引起的衰减分别为0.12、0.28、0.5、1.04、2.65dB/100m。 高频噪声比低频噪声衰减得快。,（三）地面吸收的衰减,声波在传播过程中，会受到各种复杂的地面条件的影响。遇到树木（草地、灌木）会引起衰减，衰减的大小与树木的种类、树叶的繁茂程度和树木的高度有关。 一般来说，短距

15、离（3050米）衰减可忽略，70米以上应考虑。 对于较茂密的树林，每10米衰减23dB；每100米，衰减2030dB。 对于厚的草地或穿过灌木丛，频率为1000Hz的衰减可高达25dB/100m。,噪声评价,（一）人耳的听觉特性与A声级 1、人耳的听觉特性 不同频率的声音，即使声压级相同，人耳感觉的响亮程度不同，如同样60dB， 100Hz 和1000Hz的两种声音，1000Hz的声音人耳听起来响一些，而要100Hz的声音听起来与1000Hz，60dB的声音一样响，声压级要达到67dB； 人耳对10005000Hz的声音最敏感。 人耳的听觉系统具有滤波的功能“酒会效应”，即人耳能在有其他噪声存

16、在的环境下听出某些频率的声音。,（一）人耳的听觉特性与A声级,2、响度 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，是描述声音大小 的主观感觉量。 不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。 响度 的单位是宋(sone)，符号是“N”。 1宋的定义为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面行波的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，即声音的响度为n宋。,（一）人耳的听觉特性与A声级,2、响度级 响度级是用来定量地确定声音的轻或响的程度的参数； 响度级是建立在两个声音的主观比较上的。定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响 度级的数值，任何其它频率的声音，当调节

17、1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，该1000Hz纯音的声压级分贝数定义为这一声音的响度级。 响度级的单位是方(phon)，符号是“LN”。 响度与响度级的关系：声压级每增加10方，响度值加倍 N2(LN-40)/10 或 LN4033.3lgN 等响曲线：对各频率进行试听分析，达到同样响度级时，频率与声压级的关系曲线。,（一）人耳的听觉特性与A声级,3、A声级 由等响曲线可以看出，人耳能听到的最小的声音与频率有关，频率低，人耳的灵敏度差；频率高，人耳灵敏度好。 如果有一台机器发出的噪声，含有从低到高频声，其噪声一进人耳就失真了，或被滤去了一部分低频成分，也可以说被人耳计权了。 由于人

18、耳的听觉无法测定声音的频率成分和相应的强度，只能利用测量仪器声级计来测定，为了模拟人耳的听觉特性，在声级计中安装了一个滤波器使它对频率的判别与人耳相似，这个滤波器称为A计权网络，该声级计称为A声级计。 当声音信号进入A网络，中、低频声音按比例衰减通过，1000Hz声音无衰减通过。通过A声级计测定的声压级称为A声级，记做dBA或dB（A）。,（一）人耳的听觉特性与A声级,4、B、C、D声级 A、B和C计权声级的主要差别在于对低频成分的衰减程 度，A衰减最多，B其次，C最少。 A计权声级是模拟人耳 对55分贝以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55分贝到85分贝的中等强度噪声的频率特性；C计

19、权声级是模拟高强度噪声的频率特性；D计权声级是对噪声参量的 模拟，专用于飞机噪声的测量。 A计权声级表征人耳主观听觉较好，故实 际中较常采用A计权声级。,（二）等效连续声级(Leq),A计权声级能较好评价连续稳态 噪声，但对一个起伏的或不连续的噪声，A计权声级就不合适 了。 用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响，即等效连续声级，符号“Leq”。它是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内噪 声的大小。 数学表达式：,（二）等效连续声级(Leq),如果测量是在同样的采样时间间隔，则表达式变为： 昼夜等效声级Ldn 注：昼间为07:0022:00，共16小时；夜间为22

20、:007:00，共8小时，考虑夜间噪声对人们的影响更大，对夜间的噪声A声级加10dB进行修正。,（三）累计百分数声级Ln,连续等效声级反映了噪声对人体的影响，但是未能反映噪声的起伏程度；因而采用累计百分数声级来评价噪声。 累计百分数声级Ln表示在测量时间内高于Ln声级所占的时间为n。例如L1070dB，表示声级高于70dB的时间占10，其余90的时间内噪声级均低于70dB。 通常， L90表示本底噪声， L50表示中值噪声级， L10表示噪声峰值。 累计百分数声级一般只用于有较好正态分布的噪声评价，当符合正态分布时，其与等效声级的关系为： LeqL50(L10L90)2/60,噪声控制技术,1

21、噪声污染控制的原则,2隔 声,3吸声,4消声,5隔振,1 噪声污染控制的原则,众所周知，只有当噪声源、传播途径、接受者三要素同时存在，噪声才构成对环境的污染和对人的危害。因此控制噪声必须从三方面着手:,噪声源 的控制,传播途径 的控制,接受者 的防护,一、概述,二、噪声源的控制,?,控制噪声最积极的方法，就是在声源上进行治理。如提高工艺水平、改进操作方法、提高零部件的加工精度等。具体可以从以下方面进行。,应用新材料、改进机械设备的结构,改革工艺和操作方法,提高零部件加工精度和装配质量,三、传播途径的控制,声源隔离,防止振动,消除噪声,1,3,2,四、接受者的防护,常用的办法有：佩戴隔音耳塞、耳

22、罩、头盔，采取轮班作业，缩短在噪声环境中的工作时间等。它们主要是利用隔声的原理来阻挡噪声传入耳膜.,2 隔声,一、概述,隔声,是噪声控制工程中常用的措施之一。它是利用墙体、各种板材及构件使噪声源和接收者分开，阻断噪声在空气中的传播，从而达到降低噪声的目的。 当声波在传播过程中,遇到匀质屏障物,使一部分声能被屏障物反射,一部分被屏障物吸收,一部分声能透过屏障物辐射到另一空间,透射声能仅是入射声能的一小部分,具有隔声能力的屏障物,称为隔声构件或隔声设备.,常见的隔声设备有：隔声罩；隔声间；隔声屏等,二、常用设备,3 吸声,一、吸声材料,在普通房间里，当室内声源发出噪声时，人们除了可以听到由声源传来

23、的直达声以外，还会听到由室内各表面反射而形成的反射声，使在室内的人们受到更大的噪声影响。当声波入射到物体表面时，一部分能量被反射，一部分能量被吸收，其余一部分声能却可以透过物体。这种情况下，吸声材料和物体的吸声结构就成为一种很重要的防止噪声污染的方法。,59,（1）薄板共振吸声结构 将薄的胶合板、塑料板、金属板等材料的周边固定在墙或顶棚的框架（称龙骨）上，这种由薄板和板后的封闭空气层构成的系统称为薄板共振吸声结构。当声波入射到薄板上时，薄板就产生振动，发生弯曲变形，板因此而出现内摩擦损耗，使振动的能量转变为热量，达到减噪的目的。当入射声波的频率与板系统的固有频率相同时，便发生共振，板的弯曲变形

24、最大，消耗声能最多。 工程中，薄板厚度一般为36mm，空气层厚度为30100mm，其吸声系数一般为0.20.5，共振频率为100300Hz，属低频吸声。若在薄板结构的边缘放一些柔软材料，如橡胶条、海绵条、毛毡等，可以明显改善其吸声效果。,二、吸声结构,60,（2）单孔共振吸声结构 由腔体和颈口组成，腔体通过颈部与大气相通，孔颈中的空气柱很短，可视为不可压缩的整体，当声波入射时，孔颈中的气柱在声波的作用下便像活塞一样做往复运动，与颈壁发生摩擦使声能转变为热能而损耗。当系统的固有频率与入射声波频率一致时，便发生共振，声能得到最大吸收。这种结构对低频吸声作用明显。,61,（3）空间吸声体 空间吸声体

25、是由框架、吸声材料和护面结构做成具有各种形状的单元体。它们悬挂在有噪声的空间，各个侧面都能起到吸声的作用，具有吸声系数高、造价低、安装方便等特点。,62,纤维类材料,纤维类材料又分无机纤维和有机纤维两类。无机纤维类主要有玻璃棉、玻璃丝、矿渣棉、岩棉及其制品。有机纤维类主要有棉麻下脚料、棉絮、稻草、海草及由甘蔗渣、麻丝等经过加工而制成的各种软质纤维板,63,泡沫类材料,主要有脲醛泡沫塑料、氨基甲酸酯泡沫塑料等。这类材料的优点是容积密度小（1014kg/m3）、导热系数小、质地软。缺点是易老化、耐火性差。目前用的最多的是聚氨酯泡沫塑料,64,颗粒类材料,主要有膨胀珍珠岩、多孔陶土砖、矿渣水泥等。它

26、们具有保温、防潮、不燃、耐热、耐腐蚀、抗冻等优点,4 消声,消声器类型,消声器是一种在允许气流通过的同时，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。它主要用于机械设备的进、排气管道或通风管道的噪声控制。一个性能好的消声器，可使气流噪声降低2040dB（A）。 消声器类型很多，按其降噪原理主要有如下三种类型：,阻性消声器,阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。把吸声材料固定在气流通道的内壁上，或使之按一定的方式排列在管道中，就构成了阻性消声器。当声波进入消声器后，由于摩擦力和粘滞阻力的作用，部分声能转化为热能散失，起到了消声作用。阻性消声器结构简单，能较好地消除中、高频噪声，但不适合在高温

27、、高湿环境中使用，对低频噪声消声效果也较差。在实际应用中被广泛用于消除风机、燃气轮机等的进气噪声。 常见阻性消声器的结构形式有直管式、折板式、片式、蜂窝式、迷宫式、声流式、盘式及室式等。,抗性消声器,抗性消声器不使用吸声材料，它是利用管道截面的突变或旁接共振腔，使声波发生反射或干涉，从而使部分声波不再沿管道继续传播、达到消声的目的。 抗性消声器耐高温、耐气流冲击，适用于消除中低频噪声，实际应用中常用于消除空压机、内燃机和汽车排气噪声。常用的抗性消声器主要有扩张室（也叫膨胀室）消声器和共振腔消声器。 扩张室消声器的基本结构是扩张室和接管的组合,复式消声器,阻性消声器在中高频范围内有较好的效果，而抗性消声器可以有效地降低中低频噪声。两者结合起来组成阻抗复合消声器，便可在较宽的频率范围内获得良好的消声效果。 新型消声器 新型消声器中常见的有微孔板消声器 微孔板消声器是我国研制的一种新型消声器。在厚度小于1mm的金属薄板上钻有许多孔径为0.51.0mm的微孔，将其顺着气流方向放置在容器或管路内，并在微孔板后面留有一定深度的腔室，就构成了微孔板消声器,5 隔振,71,一、隔振概述,隔振就是将振源与基础或其它物体间近似于刚性的联接改成弹性联接，以防止或减弱振动能量的传递，从而达到防振的目的。,（1）积极隔振或主动隔振 对振动源采取隔振措施，防止它对周围设备和建筑物的影响,（2