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第九章 环境噪声及其防治,一、环境噪声的特征、分类及环境影响二、环境噪声评价三、噪声污染控制技术四、声学环境综合整治对策,一、环境噪声的特征、分类及影响,（一） 环境噪声的涵义1、什么是噪声？ 声音一种物理现象。人类靠它人们之间交换感情、传递消息等。 环境噪声：一些过响的、妨碍休息与思考的 , 令人们感到不愉快的声音 ,包括杂乱无章不协调的声音，这些不需要的声音 。,2.环境噪声的特征（1）感觉公害 噪声对环境的污染与工业 “ 三废 ” 一样 , 是危害人类环境的公害。噪声影响的评价有其显著的特点 , 它取决于受害人的生理与心理因素。因此 , 环境噪声标准也要根据不同时间、不同地区和人处于不同行为状态来决定。（2）具有局限性和分散性的公害 这里是指环境噪声影响范围上的局限性和环境噪声源分布上的分散性 , 噪声源往往不是单一的。此外 , 噪声污染是暂时性的 , 噪声源停止发声 , 噪声即时消失。,（二）噪声源及其分类,1、噪声源（1）声的三要素声学中把声源、介质、接受器称为声的三要素。（2）什么是声源？把振动的固体、液体和气体称为声源。（3）噪声源是指产生噪声的声源。如何分类？,2.四种噪声分类,（1）按噪声的产生机理分三类：,机械噪声由固体振动、金属摩擦、构件碰撞、不平衡旋转零件撞击等产生。如冲击力作功机械等。,空气动力性噪声又称气流噪声，是因气体流动时的压力、速度波动产生的。如喷气式飞机、风机叶片旋转、管道噪声等,电磁性噪声因电磁作用引起振动产生。如变压器、励磁机噪声等,稳态噪声：在测量时间内，声级起伏不大于3dB(A)的噪声视为稳态噪声,非稳态噪声：在测量时间内，声级起伏超过3dB（A）的噪声。瞬态的、周期性起伏的、脉冲的和无规则的。,按噪声源随时间的变化分两类：,按污染源种类分五类： 工厂噪声、交通噪声、施工噪声、社会生活噪声以及自然噪声 。按工厂设备噪声源特性分三类点声源、线声源和面声源。,环境噪声的危害,造成人的听力损伤 长期在噪声环境下工作和生活 , 将造成人们的听力损伤。干扰人的睡眠 噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人熟睡时间缩短; 突然的噪声可使人惊醒。干扰人们的交谈和工作思考影响人的心理和儿童智力发育（负面）,二、 环境噪声评价,（一）环境噪声评价理论基础（二）环境噪声评价方法,（一）环境噪声评价的理论基础,1.噪声的度量： （1）用声音的物理性质来度量 声压和声压级 声强和声强级 声功率和声功率级 （2）噪声频谱 2. 环境噪声评价量 A 声级 等效连续 A 声级 昼夜等效声级 统计噪声级 噪声冲击指数 (NII),.噪声的度量,1.用声音的物理性质来度量（1）. 声压和声压级（2）. 声强和声强级（3）. 声功率和声功率级 2. 噪声频谱,声压有声波时，媒质中的压力与静压的差值称为声压。(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) 计量。) 声压级为了便于实用,引出一个对数量来表示声音的大小 , 这就是声压级。,（1） 声压和声压级,【所谓声压级就是声压的平方与频率为 l OOOHz 纯音听阈声压平方比值的对数值 , 并取 1/10 作为单位 , 定名为分贝 (dB)】,式中 :Lp 对应声压 P 的声压级 ,dB;P 声压 ,N/m2 ;P o 基准声压 , 等于 2 10-5N/m2, 是 1000 Hz 的听阈声压。,两个声压级的选加汁算 , 必须遵守对数运算法则.,两个声压级 Ll 和 L2 相同的声音迭加时 , 即 Lpl = Lp2 。即增大 3dB 。三个相同声音迭加时 , 其声压级增大 10lg3 ；若 N 个相同声音迭加时 , 其声压级增大 10 lg N 。,两个不同的声音迭加时 ,其计算式如下 :L 1+2 = L 1 十 10lg1 十 10 -0.l(Ll-L2) 式中 :L1 一 L2 两个声压级之差 ， 总是以大减小。,按步骤对几个分贝数相加:,84 、87 、90 、95 、96 、91 、85 、79 八个分贝数相加 , 即 :,16种典型环境噪声源的声压及声压级的数据,（2） 声强和声强级,是指在单位时间内 ,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 。,1）声强,以听阈声强值 10-12W/m2 为基准 , 则声强级的定义式为 :,式中 :L1声强级 ,dB; I 声强 ,W/m2; I0 基准声强 , 等于 10 12 W/m2 。,声压级和声强级都是描述空间某处声音强弱的物理量。在自由声场中 , 声压级与声强级的数值近似相等。,2）声强级,（3） 声功率和声功率级,声功率是声源在单位时间通过某一面积的声能。 W =E /t 同理 , 以 10-12W 为基准 , 则声功率级可定义为 : Lw = 10lg W/W0 式中:Lw声功率级 ,dB W 声功率 ,W Wo 基准声功率 , 等于 1012 W,声压级、声强与声强级、声功率与声功率级的关系,换算图,2. 噪声频谱,（1）声的频率：声源在单位时间内的振动次数，称为声的频率, 单位：赫兹 (Hz) 。1）可听声： 20-20 000 Hz 2）次声：低于 20 Hz; 3）超声：高于 20 000 Hz 。其中，次声和超声是人耳听不到。（2）噪声的频率： 20 -20000 Hz 噪声是无数频率成分声音的组合。,. 环境噪声评价量,1. A 声级A 声级：能反映人们对噪声吵闹的主观感受。“A”计权网络：接收到的噪声在低频有较大的衰减，而高频不衰减，甚至稍有放大。,环境噪声的度量 , 不仅与噪声的物理量有关 , 还与人对声音的主观听觉感受有关 ; 人耳对声音的感觉不仅和声压级大小有关 , 而且也和频率的高低有关。声压级相同而频率不同的声音 , 听起来不一样响 , 高频声音比低频声音响 ,这是由人耳的听觉特性所决定。因此 , 根据听觉特性 , 在声学测量仪器中 , 设置有 “A 计权网络 ”, 使接收到的噪声在低频有较大的衰减 , 而高频不衰减甚至稍有放大。这样 ,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) 。,2. 等效连续 A 声级,1）定义：（前提）在声场内的一定点位上 , 将某一段时间内连续暴露的不同 A 声级变化 ,（计算） 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 , 简称等效声级 , 单位为dB 。尤其适用于：评定非稳态噪声能量的大小,等效连续 A 声级的数学表示式 :,式中： LAeq,T 在 T 段时间内的等效连续 A 声级 ,dB; LPA t 时刻的瞬时 A 声级 ,dB; T 连续取样的总时间 ,min,2）噪声的测量方法日测量法：若一日之内的声级变化较大 , 而每天确有相同的规律 , 则选择具有代表性的一天测量其等效连续 A 声级即可。周测量法：若噪声级不但在日内变化, 而且日间变化也较大 , 但按周期却表现有明显的规律 , 此时可选择具有代表性的一周测量其等效连续 A 声级。,采取等间隔取样的等效连续 A 声级计算 式,式中 Li 第 i 次读取的 A 声级 ;dB; N 取样总数。,计算式,如果 N=100, 则 :,如果 N=200, 则 :,3. 昼夜等效声级,定义：它考虑了夜间噪声对人影响更为严重 , 将夜间噪声进行增加 1OdB 加权处理后 , 用能量平均的方法得出 24h,A 声级的平均值 (LU, 单位为 dB ）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。,4. 统计噪声级,是指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。噪声平均峰值-L10 ：10% 的时间超过的噪声级 。噪声平均中值-L50 ：50% 的时间超过的噪声级。噪声平均底值-L90 ：90% 的时间超过的噪声级 。计算方法：将测得的 100 个或 200 个数据按大小顺序排列 , 第 10 个数据或第 20 个数据即为 L10 第 50 个数据或第 100 个数据即为 L50 。同理 , 第 90 个数据或第 180 个数据即为 L90 。,5. 噪声冲击指数 (NII),计算式： NII WiPi/Pi 式中 :Pi受全年昼夜等效声级 (Ldn 某范围内的影响人口数 ; Wi在某昼夜等效声级 (Ldn) 范围内的干扰因子 。,（二）环境噪声评价方法,1，定性与定量相结合的评价方法2，评价程序：拟定大纲 收集资料 现状调查 预测模式 影响评价 治理措施,思考题,、名词解释：环境噪音噪声源噪声频率、分析噪声污染的特征和危害。、简述噪声污染评价的方法及程序。,三、 噪声污染控制技术,、吸声 、消声 、隔声、隔振与阻尼、有源减噪技术,噪声控制方法：（1）从声源上控制：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。 但是，由于技术或经济上的原因 , 难以直接从声源上治理噪声。（2）从噪声传播途径上控制：采取吸声、消声、隔声、隔振、阻尼等噪声控制技术。,、吸 声,（一）吸声与吸声材料1.吸声在房间的内表面装饰吸声材料， 或在室内悬挂空间吸声体 , 室内的反射声就会被吸掉，噪声级降低的噪声控制方法就叫吸声。2.吸声材料吸声材料：纤维板、玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、毛毡、吸声砖、木丝板、甘庶板等。最常见的共振吸声结构是穿孔板共振吸声结构。 一般降低噪声 510dB,纤维板,中/高密度纤维板的应用范围：家具、强化复合地板、音响设备、装修和装饰、 包装和汽车工业等多个行业、领域。,纤维板,离心玻璃棉制品：不燃无毒,容重小,导热系数低,防火保温,隔热降噪.用于中央空调风管、各种管道设备的保温隔热,离心玻璃棉板,吸声砖,原理：当声音传入构件材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于构件材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗。,（二）吸声材料的作用原理,（1）吸声系数吸声系数：表示材料吸声性能的优劣。为损耗系数E吸/E0与穿透系数E透/ E0之和，即,2.吸收系数,（2）影响材料吸声性能的主要因素 影响因素：除与材料本身结构、厚度及材料的表面特征有关;还与声音的入射方向和频率有关。材料的表观密度同样多孔材料，表观密度增大时，对低频的吸声效果提高，对高频的吸声效果降低。,材料的厚度 增加材料的厚度，可提高对低频的吸声效果，而对高频的吸收则没有明显影响。孔隙的特征材料的孔隙愈多愈细小，吸声效果愈好。,建筑常用吸声材料的性能,、消 声,（一）消声消声是消除空气动力性噪声的方法。（二） 消声器1.消声器就是阻止或减弱噪声传播而允许气流通过的一种装置。,2.消声器结构形式 阻性消声器：利用吸声材料消声。优点：对中高频范围内消声。缺点：对低频消声效果差，在高温、水蒸气和有侵蚀气体中使用寿命短。 抗性消声器：适用于低频噪声 优点：对低中频噪声消声性能良好, 结构简单 , 耐高温、耐气体浸蚀。缺点：消声频带窄 , 对高频消声效果差。 阻抗复合消声器它是既有吸声材料 ,又有共振腔、扩张室一类滤波元件的消声器。特点：这种消声器消声量大 , 消声频率范围宽 。,、隔 声,隔声法：把发声的物体或需要安静的场所封闭在一个小的空间中 ,使它与周围环境隔绝的方法。隔声措施：隔声罩、隔声间、隔声屏。,体育馆隔声,隔声室是以室内、外的声级差作为它的评价指标。根据隔声室的用途或室内声源噪声量的不同来确定隔声室的隔声量大小，通常在20至45dB不等。当高于35dB以上时，通常就需要双层隔声室结构才可以达到。隔声室的降噪量计算式如下：L=L1-L2L隔声间的降噪量；L1隔声室外、混响室内的空间平均声压级(dB)；L2隔声室内空间平均声压级；,、隔振与阻尼,为了减少机器振动通过基础传给其他建筑物，通常采用防止机械基础与其他结构的刚性连接的方法就叫基础隔振。（1）隔振的三种措施： 在机器基础与其他结构之间铺设软材料； 在机器上安装设计合理的减振器。 在机器周围挖沟 （一般12m） 综合利用三种措施，提高隔振效果。,（2）涂抹阻尼材料,阻尼材料：即内损耗大的材料。如 746 阻尼浆、沥青、软橡胶、高分子涂料。 涂抹阻尼材料法：采用阻尼系数高的材料涂抹在金属薄板、船体、飞机外壳，减少因剧烈的振动辐射较强的噪声。,四、声学环境综合整治对策,、噪声标准与立法 、城市建设的合理规划与噪声功能区域划分、噪声达标区建设 、道路两侧的噪声控制,声学环境综合整治对策是一项环境噪声控制系统工程 , 不仅有技术内容 , 还有科学的社会管理内容。,一、噪声标准与立法,(一) 噪声标准 为了把强大噪声降低到对人无害的程度，或者把一般环境噪声降低到对脑力活动或休息不致干扰的程度,实现对环境噪音控制而制定的一系列的环境噪声控制标准。,O 类标准适用于疗养区 , 高级别墅区、高级宾馆区等需要安静的区域 , 位于城郊和乡村的这一类区域可严于 O 类区域 5dB 。1 类标准适用于以居民区、文教机关为主的区域。2 类标准适用于居住、商业、工业、少量交通混杂区。3 类标准适用于工业区。4 类标准适用于城市中的道路交通干线的两侧区域和内河航道两侧区域。在铁道主、次干线两侧的背景噪声限值按此标准。,室内允许噪声级,(二) 噪声立法,噪声立法：为了保证环境噪声标准的实施 ，从法律上保证人民群众在适宜的声学环境中生活与工作，并消除人为噪声污染。我国 1989 年颁布了国家环境噪声污染防治条例基本内容：交通噪声、工业噪声、施工噪声、社会生活污染,1. 交通噪声的管理,城市使用机动车辆必须符合国家颁布的 “ 机动车辆允许噪声标准 ”, 否则不准驶入市区。市区行驶车辆限制随意鸣笛 , 不准鸣笛呼人叫门 , 夜间禁止鸣笛。车辆噪声检验列为常年验车标准之一 , 需要安静的地区禁鸣笛 , 限制车速。重型车辆进入居住地区限制路线 , 限制时间。火车进入市区禁止使用汽笛 , 合理使用风笛。新建铁路不许穿过市区。市区内已有铁路应建立防噪设施 ( 如声屏障 ) 。限制飞机在市上空飞行 ( 如训练飞行 ) 或规定市区飞机噪声的限制。,2. 工业噪声管理,凡有噪声源的单位或个人 , 都要采取有效的噪声控制设施 , 使之达到所在地区环境的噪声标准。元法消除噪声危害的单位 , 要有计划改厂或迁到适当地区。工厂设备噪声 , 不得超过设备噪声标准。,3. 建筑施工噪声的管理,建筑施工设备 , 应符合国家规定的噪声标准。必要时还需采取有效防噪措施。离开施工作业场地边界 30 m 处 , 噪声不许超过75dB, 撞击噪声最大声级不许超过 9O dB 。在居民区施工时 , 夜间禁止使用噪声大的施工机械设备。施工噪声不得超过区域环境噪声标准。,4. 社会生活噪声管理,除特殊规定使用的扩声喇叭外 , 一般室外禁止使用扩声喇叭。喇叭使用必须控制声量 , 不得对周围环境造成危害。使用家庭电器和机械设备 , 其噪声影响不得超过所在区域的环境噪声标准。夜间禁止在住宅区附近大声喧哗 , 以防止干扰居民休息 , 产生的噪声影响不得超过所在区域环境噪声标准。,5. 其他管理措施,地方政府制定噪声管理条例或立法条款时 , 应明确划定各类环境区域 , 规定城市建设总体规划防噪条款 , 例如交通干线道路两侧住宅建筑 , 离开交通干线的防噪距离要大于 3O m 。立法中还应将环境噪声监测 , 监督执行及违法制裁等内容列入条款。,二、城市建设的合理规划与噪声功能区域划分,(一) 城市人口的控制 (二）合理使用土地与噪声功能区域划分,(一) 城市人口的控制,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。为了解决城市人口过于集中 , 并随之带来的工业、商业、交通的集中 , 许多国家正采取在大城市远郊区建立卫星城的办法。,(二）合理用地与噪声功能分区,1. 合理用地 合理使用土地是城市建设规划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,户外允许噪声级 单位： dB,2. 噪声功能区的划分,（1）划分的依据：城市已建成区的噪声功能区划分 , 应对照 “ 城市区域环境噪声标准 GB3096-93” 规定的类别与适用区域的规定来划分。,（2）噪声功能区划的方法：方法一：占地百分率的比例区划法：1）城市用地的分类。A类 B类 C类2）噪音区划标准（各类用地的百分率） 1类标准适用的占地比例； 2类标准适用的占地比例； 3类标准适用的占地比例；,方法二：4类标准适用区划法1）道路两侧区域的划分。2）铁路附近的城市用地。,三、噪声达标区建设,近期实践说明 , 噪声达标区建设是一项区域环境噪声污染综合防治系统工程 , 它应在一套比较完整的工作程序下进行工作。 建设噪声达标区工作量大 , 涉及面广 , 技术性强 , 绝不能只靠环保部门孤军作战 , 必须依靠社会各方力量同力协作 , 做好工作。,四、道路两侧的噪声控制,(一) 道路两侧建筑合理布局(二) 临街建筑的隔声(三) 声屏障及绿化隔离降噪,作业题,1、什么叫噪声？噪声污染有什么特点？2、噪声污染源主要有哪些？3、什么叫声压？什么叫声压级？3、多个噪声源的声压级和应怎样计算？4、噪声有什么危害？5、噪声治理的几种主要方法是什么？,