四、噪聲的危害和控制

1、環(huán)境噪音及其控制，第一節(jié)環(huán)境音響的基本概念第二節(jié)噪音的危害和噪音標準第三節(jié)噪音的發(fā)生源和防治，第一節(jié)環(huán)境音響的基本概念，噪音的定義二，噪音的物理測量三，噪音的頻譜四，聲波的傳播五，噪音評價，第一節(jié)環(huán)境音響的基本概念，噪音的定義是不需要的聲音。 在過去發(fā)出的干擾音不愉快的聲音無影響中，聲音和不愉快的聲音是客觀的噪音干擾音和無影響是主觀的噪音。 (1)存在聲壓、聲能、聲強和聲功率1、聲壓p聲波時，介質(zhì)中產(chǎn)生的壓力增量。 單位： Pa或br； 1Pa10 br。 當聲頻是1000Hz時，人耳的可聽聲壓范圍是210-520Pa，其中，210-5Pa稱為聽閾，并且20Pa稱為痛閾。 有效聲壓pe :一定

2、時間內(nèi)聲壓的均方根值。 人的耳朵感覺不到聲壓的起伏，所以只能感覺到穩(wěn)定的有效聲壓。 介質(zhì)的聲阻抗率Zsp/uc，u為質(zhì)點速度，c為聲速。 (1)聲壓、聲能、音高和聲功率，2、聲能由于聲音的紊亂聲波在介質(zhì)中傳播，產(chǎn)生動能和變形的勢能。 動能和勢能之和是聲能。 單位： j聲場：空間中聲波存在的區(qū)域。 聲能密度d :聲場中每單位體積的介質(zhì)中包含的聲能，單位： J/m3。 對于自由空間的平面聲波： DW/cSI/cp2/c2，(1)聲壓、聲能、聲音的強度和聲音的功率，3，聲音的強度I的單位時間內(nèi)，將通過與聲波的放射線垂直的單位面積內(nèi)的聲音的能量稱為聲音的強度，即在傳播方向上通過單位面積上的聲音的功率。

3、 單位： W/m2。 對于自由空間的平面聲波和球面波： IW/Spup2/c聲強與到聲源的距離有關(guān)：對于自由空間的點聲源： I球W/(4r2)放置在有反射的地面上的點聲源： I球W/(2r2)、(1)聲壓、單位： w。 對于自由空間的點聲源： w球4r2p2/c對于放置在有反射的地面上的點聲源： w半球2r2p2/c，(2)聲波的測量單位，1，段的概念一個段是與該量同種的基準值的比的對數(shù)，用l表示。 式：在r10的情況下，類的單位是貝(耳)，類表示的量與功率成比例。 工程上常用的分貝表示級是貝的十分之一，符號是dB。 re的情況下，類的單位是奈培(Np )。 1Np8.686dB，主要音量的水

4、平和基準，(2)聲波的測定單位，2，聲壓水平Lp Lp20lg(p/p0) Lp為聲壓水平，單位dB； p是有效聲壓，Pa； 基準聲壓p02105 Pa。 關(guān)于聽閾值Lp0關(guān)于疼痛閾值Lp120dB。 某環(huán)境下的聲壓和聲壓水平，(2)聲波的測量單位，3，聲強水平LI LI10lg(I/I0) LI為聲強水平，單位dB； I是音強，瓦/米2； 基準音強I011012米2。 當Li=10lg (I/I0)=10lg (p2/p 02 ) 10lgp 02/(I0c )=LP 10lg 400/c為1atm、38.9時，空氣的c400paa w為聲功率，功率基準聲功率W011012。 lw=10lg

5、 (w/w0)=10lg (is/w0)=10 lgi/10-1210 LGS=Li 10 LG SLP 10 LGS對于球面聲波，從聲源半徑開始微小r為2，聲強級：聲強與能量成正比。 總音強等于各音強之和。 假定同時存在n個噪聲源，聲強和聲強水平分別為I1、I2、In和L1、L2、Ln。 L110lg I1/I0、L210lg I2/I0、Ln10lg In/I0。 I1/I010 0.1L1、I2/I010 0.1L2、In/I010 0.1Ln 因此，總聲強電平l 10lg (I1/I0I2/I0in/I0) 10lg (10.1 l 110.1 l 210.1 ln )、(3)噪聲電平

6、的合成、3、聲壓電平：能量和聲壓的平方成分總聲壓的平方等于各聲壓排放之和。 假定同時存在n個噪聲源，聲壓和聲壓水平分別為p1、p2、pn和L1、L2、Ln。 Lp120lg p1/p0、Lp220lg p2/p0、Lpn20lg pn/p0。 (p1/p0)210.1lp2、(p1/p0)210.1lp2、(p1/p0)210.1lp2。 因此，總噪聲電平lp10lg(10.1l110.1l210.1ln )、(3)噪聲電平的合成、4，n個相同噪聲電平的合成的總噪聲電平l 10lg (10.1 l 110.1 l 210.1 ln ) 10lg (10.1 l 110.1 l 210.1 ln

7、 )。 (3)噪聲電平的合成、5、不同噪聲電平的合成假定存在兩個噪聲源，聲壓電平分別為L1、L2、l1l2ll 110 LG (10.1 l 110.1 l2) l 110 LG 10.1 l2)/10.1 l 110 LG 110.1 (l 1 噪聲合成的附加值l10lg110.1(l1 L1-L26dB的情況下為L1dB )，因此如果兩個聲源中的一個聲源的噪聲水平超過另一個噪聲水平68dB，則可以忽略弱噪聲。 (3)噪音水平的合成，6，修正算例1強度80dB的噪音，其相應(yīng)聲壓是多少： Lp20lg(p/p0)，pp010 Lp/20，p210510 80/200.2Pa例2的音高是106

8、W/m2 解：由于L10lg(I/I0)10lg(106 /1012 )，所以測定了L60dB、(3)噪音水平的合成、例3室內(nèi)洗衣機工作時的噪音壓p0.02Pa。 冰箱單獨運行時的聲壓水平為54dB，試著修正了兩者同時運行時的合成聲壓水平。 解：洗衣機單獨動作時的聲壓級為： L120lg0.02/(2105)20360dB冰箱聲壓級L254dB L1- L26dB，因此L1dB為兩者同時動作時的L60161dB，(3)噪聲級的合成，例4解： L86dB例5，聲壓級為其解(1)首先將聲壓水平按從大到小的順序排列： 89、86、84、82、78、70； (2)89和86的合成：合成聲壓水平891.

9、890.8dB； (3)90.8和84的合成： 90.80.8491.64dB。 (4)91.64和82的組合： 91.640.4692.1db(5)92.17814.1db，因此可以忽略70dB的兩個聲源。 總聲壓級為92.1dB。 (4)噪聲電平的減法、1、噪聲電平的減法按照能量的減法進行。 噪聲水平的減法與加法相似，實質(zhì)上是聲能的加法和減法。 例：室內(nèi)有兩個噪音源，同時工作時的總聲壓級為82dB，當一個音源停止工作時，室內(nèi)聲壓級測量為81dB，求出另一個音源的聲壓級。 解：因為是82811dB，所以另一個音源的聲壓級是81675dB。 三、噪音的頻譜，(一)噪音分析的基本知識音的頻率是聲

10、源振動的頻率人耳所聽到的聲音低，尖銳的主要是由于聲音的高低，聲音是人耳對聲源振動頻率的主觀感覺。 聲音根據(jù)頻率可分為次聲(20000Hz )，噪音控制主要研究可聽音，可聽音可分為低頻音(2000Hz )。 人們在生活中聽到的聲音是頻率、強度不同的純音復(fù)合而成的。 (2)擊頻、1、擊頻的概念由低頻向高頻的變化達到1000倍，因此，一般無需一個一個地測量頻率，為了方便和實用，通常將聲音的變化范圍分成幾段，稱為擊頻(頻帶或頻帶) 2、頻率的表示方法一般用高頻和低頻的頻率比的對數(shù)來表示，對數(shù)以2為底，單位為倍頻率。 表達式是f2/f12n或nlog2(f2/f1) f1、f2分別具有倍頻關(guān)系的低頻和高

11、頻的頻率、即上下的截止頻率、Hz。 n是兩個頻率的倍數(shù)。 中心頻率f0(f2f1 )1/2有f22n/2f0、f12n/2f0。 帶寬f f2f1(2n/2 2n/2)f0。在n-1的情況下，即，在兩個頻率相隔1倍的情況下，稱為1倍頻，f/f0=0.707； n1/3時，稱為1/3倍頻程序f/f0=0.231。 (二)頻率、一倍頻的中心頻率和頻率范圍、一/三倍頻的中心頻率和頻率范圍、一、頻譜的概念純音：聲源簡諧振產(chǎn)生的聲波是簡諧波，聲壓和時間的關(guān)系是正弦曲線，這種單一頻率的聲音稱為純音。 有單一音調(diào)的音覺。 自然界純音稀少，只有個別儀器和樂器才能發(fā)出純音。 復(fù)音：由幾個頻率不同的單純正弦式成分

12、合成的聲波。 有一個以上音調(diào)的聲覺。 頻譜：構(gòu)成復(fù)音的聲壓和頻率的關(guān)系圖，通常以由倍頻和1/3倍頻等劃分的頻帶為橫軸，以倍頻帶的聲壓電平為縱軸，利用描繪的噪聲的測定圖形描述聲頻譜。 (3)譜、線譜(離散譜)、連續(xù)譜、復(fù)合譜、四、聲波的傳播、(1)距離衰減1、聲源點聲源：聲源的大小遠小于從測量點到聲源的距離時，聲波以球面波的形狀向所有方向均勻地發(fā)射。 線音源：像長列車一樣在道路上長的車隊等。 面聲源：例如，通過一個墻壁向廣闊的空間傳播。 (1)距離衰減，2，點聲源的距離衰減對自由空間(球面波)強： IW/(4r2)； 聲功率水平： LW LP 20lgr11對半自由空間(球面波)強： IW/(2

13、r2)； 聲功率水平： LW LP 20lgr8的距離r1和r2之間的聲級差是lw=LP (r1) 20lg r 111 (8) LP (r2) 20lgr 211 (8)或lplp(r1)。 (1)距離衰減，3，線聲源的距離衰減面積S2rl聲強： IW/(2rl )； 聲功率級別： lwlp10lg(2rl)(1)r/l1時，距離加倍，聲壓級別衰減6dB。 (1)距離衰減，4，實施例1 :在離鍋爐室2米處測量的聲壓水平為80dB，鍋爐室在離居住樓16米冷卻塔5米處測量的聲壓水平為80dB，冷卻塔離居住樓20米。 要求兩個設(shè)備噪音對居住樓層有共同的影響嗎？ 了解：對LP LP(r1)LP (r

14、2)20lgr2/r1鍋爐房的居住樓層的影響： L1=80- 20lg16/2=80-36=62dB。 冷卻塔對居住樓層的影響： L2=80- 20lg20/5=80-26=68dB共同影響： L=68169dB，(1)距離衰減，實施例2:500米列車運行。 (1)在距離鐵路中心線20米的地方測得的聲壓水平為90dB，在距離鐵路中心線40米的地方有居住大樓，要求這個列車噪音對居住大樓的影響。 (2)在距離鐵路中心線500米處測得的聲壓水平為75dB，距離鐵路中心線1000米處有療養(yǎng)所的情況下，求出這個列車噪音對療養(yǎng)所的影響。 解： (1)r/l2040/500 1/10，用無限長線聲源進行修正

15、：列車對居住樓層的影響： l1=LP (20 )-20lg 40/20=90-6=880 (2) r/l 5001000/5001，汽車對療養(yǎng)所的影響： l2=75-10ll (2)空氣吸收衰減，聲波在空氣中傳播時，由于空氣的粘性和熱傳導(dǎo)，在壓縮和膨脹過程中，部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而損失，形成空氣吸收。 衰減的大小取決于音源的頻率、空氣的濕度、溫度。 在標準大氣壓下、20下、濕度50的情況下，聲源頻率250、500、1000、2000、4000Hz的空氣吸收引起的衰減分別為0.12、0.28、0.5、1.04、2.65dB/100m的高頻噪聲比低頻噪聲衰減快。 (3)地面吸收衰減、聲波在傳播過程中

16、受到各種復(fù)雜地面條件的影響。 遇到樹木(草地灌木)會引起衰減，衰減的大小與樹木的種類、葉的繁茂度、樹木的高度有關(guān)。 一般來說，短距離(3050米)衰減可以忽略，應(yīng)考慮70米以上。 對于茂密的樹林，每隔10米衰減23dB每隔100米衰減2030dB。 穿過厚草地和灌木時，頻率1000Hz的衰減高達25dB/100m。(4)噪聲的傳播路徑，1，聲波的反射2 .聲波的折射遵循斯涅耳定律3 .聲波的干涉波重疊的現(xiàn)象4 .聲波的衍射聲波碰到障礙物和空洞時(波的長度比障礙物和空洞長)產(chǎn)生回旋流的現(xiàn)象，也稱為“漏音”現(xiàn)象。 五、噪音評價，(一)人耳的聽覺特性和a聲級1、人耳的聽覺特性不同的頻率的聲音，即使聲壓級相同，人耳的感覺的大小也不同，像相同的60dB、100Hz和1000Hz兩種聲音那樣，1000Hz的聲音的人耳鳴的人人耳的聽覺系統(tǒng)具有過濾的功能“飲會效果”，人耳在其他噪音存在的環(huán)境下能夠聽到某種頻率的聲音。 (1)人類耳朵的聽覺特性和a聲級，2，響度響度是人類耳朵從聲音的輕度到聲音的判別強度級的概念，是記述聲音大小的主觀感覺量。 不僅取決于聲音的強度(聲壓級等)，還取決于其頻率和波形。 響度的單位是宋(sone )，符