第十二章-聲學(xué)環(huán)境保護(hù).ppt

1、1,環(huán)境噪聲的分類,交通噪聲 工業(yè)噪聲 施工噪聲 社交活動(dòng)噪聲,2,噪聲污染的危害,對(duì)聽(tīng)力的損傷 從表中可以看出，80dB以下工作不致耳聾，80dB以上，每增5dB噪聲發(fā)病率增加10%。,3,對(duì)睡眠的干擾 40dB的連續(xù)噪聲可使10的人睡眠受到影響；70dB的連續(xù)噪聲可使50的人受到影響； 40dB的突發(fā)性噪聲可使10的人驚醒，到60dB時(shí)，可使70的人驚醒。,4,對(duì)人體的生理影響 一些工業(yè)噪聲調(diào)查資料顯示，在高噪聲條件下工作的人，高血壓、動(dòng)脈硬化和冠心病的發(fā)病率比低噪聲條件下工作的人要高23倍。 通過(guò)人和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都表明，在80dB環(huán)境下，腸蠕動(dòng)要減少37%，隨之而來(lái)的是脹氣和腸胃不適。,5,

2、對(duì)交談和通訊聯(lián)絡(luò)的干擾 ,6,對(duì)儀器設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)的危害 當(dāng)噪聲級(jí)超過(guò)135dB時(shí)，電子儀器的連接部位會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)，引線產(chǎn)生抖動(dòng)，微調(diào)元件發(fā)生偏移，使儀器發(fā)生故障而失效； 當(dāng)超過(guò)150dB時(shí)，儀器的元件可能失效或損壞 當(dāng)噪聲超過(guò)140dB時(shí)，輕型建筑物會(huì)遭受損傷,7,第二節(jié) 環(huán)境噪聲評(píng)價(jià),（一）噪聲的度量 1、聲壓和聲壓級(jí) 聲壓：媒質(zhì)中的壓力與靜壓的差值。 聲壓是衡量聲音大小的尺度，用牛頓每平方米（N/m2）或微巴（bar）表示。 聲壓級(jí)：聲壓的平方與頻率為1000Hz純音聽(tīng)閾聲壓平方比值的對(duì)數(shù)值，并取其1/10作為單位，定名為分貝（dB）。,8,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 式中：Lp對(duì)應(yīng)聲壓p的聲壓級(jí)，

3、dB； p聲壓， N/m2； p0基準(zhǔn)聲壓，210-5 N/m2，即1000Hz的聽(tīng)閾聲壓。,9,兩個(gè)不同聲音疊加時(shí)，其計(jì)算式如下： 式中：L1-L2兩個(gè)聲壓級(jí)之差，以大減??；,10,若LP1=LP2，則可按下式計(jì)算： 即增大3dB。同理，三個(gè)聲音疊加時(shí)，其聲壓級(jí)增大10lg3，N個(gè)聲音疊加時(shí)，其聲壓級(jí)增大10lgN。,11,2、聲強(qiáng)和聲強(qiáng)級(jí) 聲強(qiáng)是在單位時(shí)間內(nèi)，沿傳播方向垂直通過(guò)單位面積的聲能量，即單位面積上的聲功率： 式中：I聲強(qiáng)，W/m2; E聲能量，J； t時(shí)間間隔，s； S聲垂直通過(guò)的面積，m2； W聲功率，W。,12,如以聽(tīng)閾聲強(qiáng)值10-12W/m2為基準(zhǔn)，則聲強(qiáng)級(jí)的定義式為 式中

4、：L1聲強(qiáng)級(jí)，dB； I聲強(qiáng)，W/m2； I0基準(zhǔn)聲強(qiáng)， 10-12W/m2； 聲壓級(jí)和聲強(qiáng)級(jí)都是描述空間某處聲音強(qiáng)弱的物理量,13,3、聲功率和聲功率級(jí) 聲功率：聲源在單位時(shí)間通過(guò)某一面積的聲能 同理，以10-12W為基準(zhǔn)，則聲功率級(jí)可定義為 式中：Lw聲功率級(jí)，dB； W聲功率，W； W0基準(zhǔn)聲功率， 10-12W；,14,（二）環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)量 1、A聲級(jí) 根據(jù)聽(tīng)覺(jué)特點(diǎn)，在聲學(xué)測(cè)量?jī)x器中，設(shè)置有“A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)”。A網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的噪聲值較接近人耳的感覺(jué)，其測(cè)得值單位稱為A聲級(jí)（LA）。 A聲級(jí)能較好的反映出人們對(duì)噪聲吵鬧的主觀感覺(jué)。,15,2、等效連續(xù)A聲級(jí) 在聲場(chǎng)內(nèi)的一定點(diǎn)位上，將某一段時(shí)間內(nèi)連

5、續(xù)暴露的不同A聲級(jí)變化，用能量平均的方法以A聲級(jí)表示該段時(shí)間內(nèi)的噪聲大小。這個(gè)聲級(jí)稱為等效連續(xù)A聲級(jí)，單位，dB。 在評(píng)價(jià)非穩(wěn)態(tài)噪聲能量的大小時(shí)，等效連續(xù)A聲級(jí)尤為必要。,16,等效連續(xù)A聲級(jí)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 式中：LAeq,T在T短時(shí)間內(nèi)的等效連續(xù)A聲 級(jí)，dB； LpAt時(shí)刻的瞬時(shí)A聲級(jí)，dB； T連續(xù)取樣的總時(shí)間，min；,17,關(guān)于噪聲的測(cè)量方法則應(yīng)根據(jù)噪聲的實(shí)際情況而定。如果一日之內(nèi)的聲級(jí)變化較大，而每天有相同的規(guī)律，則選擇具有代表性的一天測(cè)量其等效連續(xù)A聲級(jí)即可。若噪聲級(jí)不但在日內(nèi)變化，而且日間變化也很大，但有明顯的周期規(guī)律，此時(shí)可選擇具有代表性的一個(gè)周期測(cè)量其等效連續(xù)A聲級(jí)。,1

6、8,由于噪聲測(cè)量，實(shí)際上是采取等間隔取樣的，所以等效連續(xù)A聲級(jí)又可按以下公式計(jì)算： 式中：Li第i次讀取的A聲級(jí)，dB； N取樣總數(shù)。,19,3、晝夜等效聲級(jí) 晝夜等效聲級(jí)是考慮了噪聲在夜間對(duì)人影響更為嚴(yán)重，將夜間噪聲進(jìn)行增加10dB加權(quán)處理后，用能量平均的方法得出24h的A聲級(jí)的平均值（Ldn），單位dB。,20,計(jì)算公式為 式中：Ld晝間Td個(gè)小時(shí)的等效聲級(jí)； Ln夜間Tn個(gè)小時(shí)的等效聲級(jí)；,21,4、統(tǒng)計(jì)噪聲級(jí) 統(tǒng)計(jì)噪聲聲級(jí)：某點(diǎn)噪聲級(jí)有較大波動(dòng)時(shí)，用于描述該點(diǎn)噪聲隨時(shí)間變化狀況的統(tǒng)計(jì)物理量，一般用L10、L50、L90表示。 L10表示在取樣時(shí)間內(nèi)10%的時(shí)間超過(guò)的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲平

7、均峰值；,22,L50表示在取樣時(shí)間內(nèi)50%的時(shí)間超過(guò)的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲平均中值； L90表示在取樣時(shí)間內(nèi)90%的時(shí)間超過(guò)的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲平均底值；,23,5、噪聲沖擊指數(shù) 在城市區(qū)域環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)中，噪聲沖擊指數(shù)不僅考慮到噪聲對(duì)個(gè)人的影響，并對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域中的人口數(shù)加以計(jì)權(quán)，這對(duì)不同區(qū)域的噪聲影響比較很有意義。,24,噪聲沖擊指數(shù)計(jì)算公式如下： 式中：Pi受全年晝夜等效聲級(jí)（Ldn）影響 的人口數(shù)； Wi在某晝夜等效聲級(jí)（Ldn）范圍 內(nèi)的干擾因子,25,26,一、噪聲控制基本原理與原則,第二節(jié) 噪聲污染控制概述,在聲源處抑制噪聲 在聲傳播途徑中控制：隔聲、吸聲、消聲、阻尼減振等 接收器的保

8、護(hù),27,二、噪聲控制的一般原則 科學(xué)性、 技術(shù)的先進(jìn)性（不能影響原有設(shè)備的技術(shù)性能）、 經(jīng)濟(jì)性、,28,三、噪聲控制的基本程序,噪聲源測(cè)量和分析,傳播途徑調(diào)查和分析,受影響區(qū)域調(diào)查,降噪量確定,制定控制方案,設(shè)計(jì)施工,工程評(píng)價(jià),總降噪量，聲源、途徑降噪量,聲源分布,頻率特性,時(shí)間特性,聲質(zhì)量評(píng)價(jià)，經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性評(píng)價(jià),聲源控制、途徑控制,危害狀況、本底噪聲、允許標(biāo)準(zhǔn),傳播途徑有空氣聲、固體聲,29,四、聲學(xué)環(huán)境綜合整治對(duì)策,30,（一）噪聲標(biāo)準(zhǔn)和立法 1、噪聲標(biāo)準(zhǔn),31,32,2、噪聲立法 中華人民共和國(guó)噪聲污染防治法于1996年頒布，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工、交通運(yùn)輸和社會(huì)生活 等引起的噪聲污染

9、防治作出了規(guī)定。,33,（二）城市建設(shè)的合理規(guī)劃與噪聲功能區(qū)劃分 合理的城市建設(shè)規(guī)劃，對(duì)未來(lái)的城市噪聲控制具有非常重要的意義。城市建設(shè)規(guī)劃可從城市人口控制、土地的合理利用、功能區(qū)域劃分和道路設(shè)施以及建筑物的布局等方面來(lái)考慮。,34,（一）城市人口的控制 控制城市人口是十分重要的。美國(guó)環(huán)保局發(fā)布的資料顯示，城市噪聲與人口密度之間有如下關(guān)系： 式中：Ldn晝夜等效聲級(jí)，dB； 人口密度，人/km2； 由上式可以看出，城市噪聲是隨人口密度的增加而增大的。因此，嚴(yán)格控制城市人口密度的增長(zhǎng)對(duì)減少城市噪聲效果很明顯。,35,（二）合理使用土地與噪聲功能區(qū)域劃分 1、合理使用土地 合理使用土地是城市建設(shè)規(guī)劃

10、中減少噪聲對(duì)人的干擾的有效方法，根據(jù)不同的使用目的和建筑物的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，選擇建筑場(chǎng)所和位置，從而決定建立學(xué)校、住宅區(qū)和工廠區(qū)的合適建址，在進(jìn)行建筑施工前，首先應(yīng)進(jìn)行噪聲環(huán)境評(píng)價(jià)。,36,在城市總體規(guī)劃中，工業(yè)區(qū)應(yīng)遠(yuǎn)離居住區(qū)。有噪聲干擾的工業(yè)區(qū)需用防護(hù)地帶與居住區(qū)分開(kāi)，布置時(shí)還要考慮主導(dǎo)風(fēng)向?，F(xiàn)有居住區(qū)內(nèi)的高噪聲級(jí)的工廠應(yīng)遷出居住區(qū)，或改變生產(chǎn)性質(zhì)，采用低噪聲工藝或經(jīng)過(guò)降噪處理來(lái)保證臨近住房的安靜，等效聲級(jí)低于55dB及無(wú)其他污染的工廠宜布置在居住區(qū)內(nèi)靠近道路處。,37,2、噪聲功能區(qū)域劃分,38,39,三、噪聲達(dá)標(biāo)區(qū)建設(shè),40,41,四、道路兩側(cè)的噪聲控制,（1）居住區(qū)中道路網(wǎng)的規(guī)劃：居住區(qū)道路

11、網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)道路的功能與性質(zhì)進(jìn)行明確的分類、分級(jí)。主要承擔(dān)城市對(duì)外交通和貨運(yùn)交通的交通性道路，可規(guī)劃成環(huán)形道等形式從城市邊緣或城市中區(qū)邊緣繞過(guò)。在擬定道路系統(tǒng)、選擇線路時(shí)，應(yīng)兼顧防噪因素，盡量利用地形設(shè)置成路塹式或利用土堤等來(lái)隔離噪聲。,42,生活性道路只允許通行公共交通車輛、輕型車輛和少量為生活服務(wù)的貨運(yùn)車輛。必要時(shí)可對(duì)貨運(yùn)車輛的通行進(jìn)行限制、嚴(yán)禁拖拉機(jī)行駛。在生活性道路兩側(cè)可布置公共建筑或居住建筑，但必須仔細(xì)考慮防噪布局。并可利用商店等公共場(chǎng)所做臨街建筑，隔離噪聲。,43,（2）采用低噪聲車輛 （3）道路兩側(cè)建筑合理布局 道路兩側(cè)建筑物布局方法，應(yīng)考慮到使噪聲的影響降至最小，例如利用

12、地形或隔聲屏障，使噪聲不斷降低。,44,45,46,（4）臨街建筑的隔聲 臨街建筑的隔聲，一般采用雙層窗，窗縫用橡膠條密閉，這樣能使室內(nèi)噪聲降低20dB。 建筑物臨街一側(cè)，用玻璃窗閉陽(yáng)臺(tái)、走廊，是目前居民通常所能接受的方法。,47,（5）聲屏障及綠化帶隔離降噪 聲屏障應(yīng)用的原理同光照射一樣，當(dāng)聲波遇到一個(gè)阻擋的障板時(shí)，會(huì)發(fā)生反射，并從屏障上端繞射，于是在屏障另一面就行成了一定范圍的聲影區(qū)，聲影區(qū)的噪聲相對(duì)小些，可以達(dá)到利用屏障降噪的目的。,48,聲屏障的使用在日本、法國(guó)等國(guó)家較多。在我國(guó)廣深鐵路、貴黃高速公路通過(guò)居文教區(qū)也使用了聲屏障。目前在城市高架路和穿過(guò)城市的鐵路也在考慮應(yīng)用。,49,城市

13、綠化不僅美化環(huán)境，凈化空氣，同時(shí)在一定條件下，對(duì)減少噪聲污染也是一項(xiàng)不可忽視的措施。但，要靠一兩排樹(shù)木來(lái)降低噪聲，其效果是不明顯的，但如果能種上幾排樹(shù)木，開(kāi)辟一些草地，增大道路與住宅之間的距離，則不但能增加噪聲衰減量，而且能美化環(huán)境。另外，有關(guān)研究表明，綠化帶的存在，對(duì)降低人們對(duì)噪聲的主觀煩惱度，有一定的積極作用。,50,第三節(jié) 噪聲污染控制技術(shù),控制噪聲最根本的方法就是從聲源控制，即用無(wú)聲的或低噪聲的工藝和設(shè)備代替高噪聲的工藝和設(shè)備。 但在許多情況下，由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)方面的原因，直接從聲源上治理噪聲是很困難的。這就需要在噪聲傳播途徑上采取吸聲、消聲、隔聲、隔振、阻尼等幾種常用的噪聲控制技術(shù)。,

14、51,一、吸聲 由于室內(nèi)聲源發(fā)出的聲波被墻面、頂棚、地面及其他物體表面多次反射，使得室內(nèi)聲源的噪聲級(jí)比同樣聲源在露天的噪聲級(jí)高。如果用吸聲材料裝飾在房間的內(nèi)表面，或在室內(nèi)懸掛空間吸聲體，房間內(nèi)的噪聲級(jí)就會(huì)降低，這種控制噪聲的方法就叫吸聲。,52,吸聲材料用的是一些多孔、透氣的材料，如玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料、毛氈、吸聲磚、甘蔗板等。吸聲材料之所以能吸聲，是由于聲波進(jìn)入多孔材料后，是一部分聲能由于小孔中的摩擦和粘滯阻力轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收掉。 吸聲材料對(duì)于高頻噪聲有很好的效果，對(duì)于低頻噪聲，效果不是很好。,53,對(duì)于低頻噪聲，一般采用共振吸聲的方法加以控制。 在室內(nèi)聲源所發(fā)出的聲波的激勵(lì)下，房間壁

15、、頂、地面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及房間中的其它物體都將發(fā)生振動(dòng)。振動(dòng)著的結(jié)構(gòu)或物體由于自身的內(nèi)摩擦和與空氣的摩擦，要把一部分轉(zhuǎn)化自聲能的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變成熱能而消耗掉。,54,當(dāng)結(jié)構(gòu)或物體的震動(dòng)最強(qiáng)烈、振幅和振動(dòng)速率達(dá)到最大時(shí)，也即聲波和它們發(fā)生共振時(shí)，聲能量的損耗最多。,55,二、消聲 消聲器是一種既能允許氣流順利通過(guò)，又能有效地阻止或減弱聲能向外傳播的裝置。 1、阻性消聲器 阻性消聲器是利用吸聲材料消聲的。把吸聲材料固定在氣流流動(dòng)的管道內(nèi)壁，或者把它按一定方式在管道內(nèi)排列組合，就構(gòu)成阻性消聲器。,56,當(dāng)聲波進(jìn)入阻性消聲器，一部分聲能被吸聲材料吸收，就起到消聲作用。材料的消聲性能類似于電路中的電阻損耗電

16、功率，故而得名。,57,58,2、抗性消聲器 抗性消聲器靠管道截面的突變或旁接共振腔等在聲傳播過(guò)程中引起阻抗的改變而產(chǎn)生聲能的反射、干涉，從而降低由消聲器向外輻射的聲能，達(dá)到消聲目的。,59,60,3、阻抗復(fù)合消聲器 阻抗復(fù)合消聲器既有吸聲材料又有共振腔、擴(kuò)張室一類濾波元件的消聲器。這種消聲器消聲量大，消聲頻率范圍廣，因此得到廣泛應(yīng)用。,61,三、隔聲,聲波在空氣中傳播時(shí)，使聲能在傳播途徑中受到阻擋而不能直接通過(guò)的措施，稱為隔聲。典型的隔聲措施有隔聲罩、隔聲間、隔聲屏等。,62,隔聲罩是噪聲控制設(shè)計(jì)中常被應(yīng)用的設(shè)備，例如空壓機(jī)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)等高噪聲源，如果其體積小，形狀比較規(guī)則或者雖然體積較大

17、，但空間及工作條件允許，可以用隔聲罩將聲源封閉在罩內(nèi)，以減少向周圍的聲輻射。 隔聲罩由隔聲材料、阻尼涂料和吸聲層組成。隔聲材料用13mm的鋼板，可以用較硬的木板。鋼板上要涂一定厚度的阻尼層，防治鋼板產(chǎn)生共振。吸聲層可用玻璃或泡沫塑料。,63,由隔聲構(gòu)件組成的具有良好隔聲性能的房間統(tǒng)稱為隔聲間或隔聲室。 隔聲室要采取隔聲結(jié)構(gòu)，并強(qiáng)調(diào)密封。此外，室內(nèi)還要采取吸聲處理，為了換氣還有必要加設(shè)通風(fēng)設(shè)備，并在通風(fēng)的進(jìn)出管道上加裝消聲器。,64,隔聲屏主要用在大車間或露天場(chǎng)合下，隔離聲源與人集中的地方。如在居民稠密的公路、鐵路兩側(cè)設(shè)置隔聲堤、隔聲墻等。,65,四、隔振與阻尼,為了減少機(jī)器振動(dòng)通過(guò)基礎(chǔ)傳給其他建筑物，通常的辦法是防治機(jī)械基礎(chǔ)與其它構(gòu)件的剛性連接，這種方法就叫基礎(chǔ)隔振。主要措施有三種：,66,1、在機(jī)器基礎(chǔ)與其他結(jié)構(gòu)之間鋪設(shè)具有一定彈性的軟材料，如橡膠板、軟木、毛氈、纖維板等。當(dāng)振動(dòng)由基礎(chǔ)傳至隔振墊層時(shí)，這些柔韌材料中的分子或纖維之間產(chǎn)生摩擦，而將部分振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉。因而降低了振動(dòng)的傳遞，起到隔振的作用。 選