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环境影响评价学第五章,教师：房春生环境科学系2007年8月,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,噪声 是人们不需要的，频率在2020000Hz之间的声音。它不仅包括杂乱无章不协调的声音，而且也包括影响旁人工作、休息、睡眠、谈话和思考的音乐等声音。因此，对噪声判断不仅仅是根据物理学上的定义，而且往往与人们所处的环境和主观感觉反映有关。5.1.1 环境噪声的主要特征环境噪声是感觉公害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。环境噪声是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，噪声是暂时性的，噪声源停止发声，噪声过程即时消失。,5.1 概述,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.1.2 噪声源及其分类声音是由物体振动而产生的，其中包括固体、液体和气体，这些振动的物体通常称为声源。物体振动产生的声能，通过周围介质向外界传播，并且被感受目标所接收，例如人耳则是人体的声音接收器官，所以在声学中把声源、介质、接受器称为声音的三要素。产生噪声的声源很多，若按产生机理来划分，有机械噪声、空气动力性噪声和电磁性噪声三大类。如果把噪声按其随时间的变化来划分，又可分成稳态噪声和非稳态噪声两大类。非稳态噪声中又有瞬态的、周期性起伏的、脉冲的和无规则的噪声之分。环境噪声可分为工厂生产噪声、交通噪声、施工噪声、社会生活噪声等。,5.1 概述,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,在环境影响噪声评价中，噪声源按其辐射特性及其传播距离，可视为点声源、线声源和面声源三种声学类型。对于小型设备，其自身的几何尺寸比噪声影响预测距离小得多，或研究距离远大于噪声源本身的尺度，在噪声评价中常把这种噪声辐射源视为点声源。对于体积较大的设备或集团，地域性的噪声发生体，噪声又往往是从一个面或几个面均匀地向外辐射，在近距离范围内，实际上是按面声源噪声的噪声传播规律向外传播，所以这类的噪声辐射源应视为面声源。对于成线性排列的水泵、矿山和选煤场的输送系统、繁忙的交通线等，其噪声传播是以近似线状形式向外传播，所以此类声源在近距离范围总体上可以视作线声源。,5.1 概述,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.1.3 噪声的影响听力损伤 在长期噪声环境下工作和生活，耳聋发病率的统计结果如表5.1-1。从表5.l-1看出在80dB以下工作40年不致耳聋，80dB 以上，每增5dB噪声性发病率增加约10%。睡眠损害 睡眠对人是极端重要的，它能够使人的新陈代谢得到调节，使人的大脑得到休息，恢复体力和消除疲劳，保证睡眠是人体健康的重要因素。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。一般40dB连续噪声可使10%的人受影响，70dB影响50%；突然的噪声40dB时，使10%的人惊醒；60dB惊醒70%的人。,5.1 概述,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,对交谈、工作思考的干扰：实验研究表明噪声干扰交谈。国内外大量的主观评价的调查，噪声超过55dB（A），人们感到吵闹。统计结果表明当环境噪声55dB（A）时，会有15%的人感到很吵，50dB（A）还有6%感到很吵，只有45dB（A）以下，才使一般人感到安静。噪声引起的心理影响主要是烦恼，使人激动、易怒、甚至失去理智，因噪声干扰引发民间纠纷等事件是常见的。吵闹环境中儿童智力发育比安静环境中低20%。噪声导致胎儿畸形，鸟类不产卵都有事例。,5.1 概述,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.1.4 噪声的限值标准美国环境保护局（EPA）于1975年提出了保护健康与安宁噪声标准，如表5.1-3。我国1980年根据生理与心理学研究，结合我国人民工作与学习生活现状和经济条件，提出了适合我国的噪声允许范围。,5.1 概述,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,根据上面的噪声允许范围，我国近几年制定的适用于环境噪声评价的有关标准列下，具体内容，可查阅该标准原文。GB 309693 城市区域环境噪声标准GB/T 1462393 城市区域环境噪声测量方法GB 123481234990 工业企业厂界噪声标准及测量方法GB 1252590铁路边界噪声限值及测量方法GB 125231252490 建筑施工场界噪声限值及测量方法GB 9660966188 机场周围飞机噪声环境标准及测量方法GBJ 11288 工业企业噪声测量规范,5.1 概述,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2.1 噪声的物理量噪声本身也是声音，噪声的产生及物理性质是与通常提到的声音是一样的。声音是由物体振动而产生的。物体振动引起周围媒质的质点位移，媒质密度产生疏、密变化，这种变化的传播就是声波。声波通过媒质时引起媒质压强的变化，变化的压强称为声压（即瞬时压强减去静止压强）。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,声波在弹性媒质中的传播速度，也就是振动在媒质中的传递速度，称为声速。在任何媒质中，声速大小只取决于媒质的弹性和密度，而与声源无关。一般情况下，在钢板中声速约为5000 ms。声速用C表示。一声波相邻的两个压缩层（或稀疏层）之间的距离称为波长，用表示。波行经一个波长的距离所需要的时间就是周期T。对正弦波来说，频率f1T，单位：赫（Hz），CT或者Cf。并不是所有频率的声音都能听到，人耳能感觉到的声波频率大约在2020000Hz范围内，并且要有一定的强度。小于20Hz的叫次声，高于20000Hz的叫超声，均是人耳听不到的。1004000Hz声音的波长范围大致在3.40.085m。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,1.声压、声强、声功率(1)声压 瞬时声压：瞬时声压是指某瞬时媒质中内部压强受到声波作用后的改变量，即单位面积的压力变化。所以声压的单位就是压强的单位Pa，即Nm2。有效声压：瞬时声压的均方根值称为有效声压。通常所说声压，即指有效声压，用P表示。正常人刚刚听到的最微弱的声音的声压为2105Pa，如人耳刚刚听到的蚊子飞过的声音的声压，称为人耳的听阈。使人耳产生疼痛感觉的声压，如飞机发动机噪声的声压为20Pa，称为人耳的痛阈。(2)声强声强是在声波传播方向上，与该方向垂直的单位面积、单位时间内通过的声能量，常用I表示，单位是 Wm2。声压与声强有密切关系。在自由声场中，对于平面波和球面波，某处的声强与该处声压的平方成正比：IP2(0c0),5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,(3)声功率 声功率是指声源在单位时间内向外辐射出的总声能，单位为W。2.声压级、声强级、声功率级及其分贝(1)声压级 声压从听阈到痛阈，即2105Pa到20 Pa，声压的绝对值相差非常之大，达100万倍。因此，用声压的绝对值表示声音的强弱是很不方便的。再者，人对声音响度感觉是与声音的强度的对数成比例的。为了方便起见，引用了声压比或者能量比的对数来表示声音的大小。这就是声压级。好象用级来表示风力的大小、地震的强度一样。典型环境的声压级如表5.2-1所示。声压级的单位是分贝（记为dB），分贝是一个相对单位，声压与基准声压之比，取以10为底的对数，再乘以20，就是声压级的分贝数。即声压级：LP20 lg(PP0)P0为基准声压听阈，P02105Pa。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,(2)声强级 声强：LI10 lg(II0)式中：I0基准声强级，I01012 Wm2。据公式 IP20c0，在自由传播的平面波或球面波中，声强级和声压级的数值相等。(3)声功率级 声功率级：LW10 lg(WW0)式中：W0基准声功率，W01012W。为了直观，将声压、声强和声功率与它们对应的级的换算列出如图5.22。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,3.噪声级（分贝）的相加一个100dB的声音和一个98dB的声音相加并不等于198dB，那应该怎么相加呢？(1)公式法 分贝相加一定要按能量（声功率或声压平方）相加，求合成的声压级L12（dB），可按下列步骤计算：因L120lg(P1P0)和 L220lg(P2P0)，运用对数换算得：合成声压 P12，按能量相加则（P12）2P12P22，即：,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,按声压级的定义合成的声压级例如 L180dB，L280dB，求L12？解：利用上述公式计算：(2)查表法,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,4.噪声级的平均值一般的说，如果要了解一段时间内的平均噪声水平，就需要计算噪声级的平均值，噪声级的平均值不能够按算术平均值计算，计算平均值有两种方法。(1)公式法(2)查表法先按求和的方法，把几个噪声源相加，再减去10 lgn。如将105、103、100、98四个分贝值平均，则在图5.2-3或表5.2-2中查得：,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2 环境噪声评价基础,然后将108.3 dB再减去10lg4（10lg46）即：108.36102.3 dB，经四舍五入得平均数为 102dB。,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2.2 环境噪声评价量1.A声级环境噪声的度量，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计数网络”，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的听觉，其测得值单位称为A声级（LA），记作分贝（A）或dB（A）。A声级能较好的反映出人们对噪声吵闹的主观感受，它几乎成为一切噪声评价的基本值。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。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,在评定非稳态噪声能量的大小时，等效连续A声级尤为必要。等效连续A声级的数学表示：由上式可以看出，某一段时间的稳态不变噪声，其A声级就是等效连续A声级噪声。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，而每天确有相同的规律，则应选择具有代表性的一天测量其等效连续声级即可。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声级。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,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声级又可按下列公式计算：如果N100，则：如果N200，则,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,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，将夜间噪声另增加10dB加权处理，用能量平均的方法得出24hA声级的平均值（Ldn），单位为dB（A）。计算公式为：4.统计噪声级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。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,L10表示在取样时间内10%的时间超过的噪声级，相当于噪声平均峰值。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。其计算方法是：将测得的100个或200个数据按大小顺序排列，第10个数据或总数200个的第20个数据即为L10，第50个数据或总数为200个的第100个数据即为L50。同理，第90个数据或第180个数据即为L90。5.计权有效连续感觉噪声级计权有效连续感觉噪声级又是在有效感觉噪声级的基础上发展起来，用于评价航空噪声的方法，其特点在于既考虑了在24h的时间内，飞机通过某一固定点所产生的总噪声级，同时也考虑了不同时间内的飞机对周围环境所造成的影响。中国现行的机场周围飞机噪声环境标准即规定采用此法进行评价。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2.3 噪声在传播过程中的衰减噪声从声源传播到受声点，因传播发散、空气吸收、阻挡物的反射与屏障等因素的影响，会使其产生衰减。为了保证噪声影响预测和评价的准确性，对于由上述各因素所引起的衰减值须认真考虑，不能任意忽略。1.噪声随传播距离的衰减噪声在传播过程中由于距离增加而引起的发散衰减与噪声固有的频率无关。(1)点声源随传播距离增加，引起其衰减值,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,在距离点声源r1处至r2处的衰减值：当r22r1时，L16（dB），即点声源声传播距离增加一培，衰减值是6dB。(2)线声源随传播距增加，引起其衰减值当(rl)0.1时，可视为无限长线声源。此时，在距离线声源r1处至r2处的衰减值：当r22r1时，由上式可计算出L13（dB），即线声源声传播距离增加一倍，衰减值是3分贝。当(rl)1时，可视为点声源。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,(3)面声源随传播距离的增加，引起的衰减值面声源短边是a，长边是b，随着距离的增加，引起其衰减值与距离r的关系。当r(a/)在r处L10；当(b/)r(a/)在r处距离r每增加一倍，L1（03）；当br(b/)在r处距离r每增加一倍，L1（36）；当rb在r处距离r每增加一倍，L16。2.噪声被空气吸收的衰减空气吸收声波而引起声衰减与声波频率、大气压、温度、湿度有关，被空气吸收的衰减值可由下列公式计算，当r200m时，L2近似为零。,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,3.户外建筑物的声屏障效应声屏障的隔声效应与声源和接收点，及屏障的位置、屏障高度和屏障长度及结构性质有关。我们根据它们之间的距离、声音的频率（一般铁路和公路的屏障用频率500Hz）算出菲涅耳数N，然后，从图5.2-4的曲线查出相对应的衰减值dB，声屏障衰减最大不超过24dB。菲涅耳数N的计算可用下式：,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2 环境噪声评价基础,4.植物的吸收屏障效应声波通过高于声源1m以上的密集植物丛时，即会因植物阻挡而产生声衰减。在一般情况下，松树林带能使频率为1000Hz的声音衰减3dB10m；杉树林带为2.8dB10m；槐树林带为3.5dB10m；高30cm的草地为0.7dB10m。阔叶林地带的声衰减值见表5.2-3。5.阻挡物的反射效应声波在传播过程中，若遇到建筑物、地表面、墙壁、大型设备等阻挡时，便会在这些物体的表面发生反射而产生反射效应，对某些位置的受声点，会使原来的声音强度增高。在工业噪声评价中，对于阻挡物的反射效应一般粗略地用镜像声源法来处理。图5.25为反射的镜像声源示意图。,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.2.4 机械设备的噪声估算1.电机噪声电机噪声是比较普遍的噪声污染源，通常由电磁噪声、机械噪声和冷却气流的噪声所组成。由于电机的声功率与电机的额定转速有关，所以一般可用下式计算：主要电机系列的KP、Kn值可以从相关的手册中查得。有关电机噪声的测定和限值标准可参见GB 280681和GB 280781。2.风机噪声风机是常见的噪声源，它在噪声的频谱中，频率成分最突出的是634000Hz，其总声功率级可按下式估算：,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,3.压缩机噪声压缩机是一个多声源发声体，其噪声源主要来自吸气系统、机件传动系统和动力系统。因此，压缩机的频谱很宽，声压级也较高。压缩机噪声的估算，功率在l100kw范围内时，可用下列经验公式计算：4.泵类噪声泵噪声来源于流体湍流和机械摩擦两部分，如气穴、液压波动、机械零件的冲击、不平衡、共振、偏心等。泵的声功率级可用下列经验公式估算：,5.2 环境噪声评价基础,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.3.1 评价工作等级划分环境噪声影响评价的工作等级，根据噪声源种类、源强及其所处地区的声学环境功能要求，通常划分为三级。1.一级评价凡评价区内或边界外附近遇有特殊住宅区、居民区、文教区、温泉、疗养院、医院、风景游览区及名胜古迹等敏感目标，其环境噪声标准值要求在4555dBA以下者，应按一级评价进行工作。2.二级评价凡评价区或边界外附近通有1或2类区域等较敏感目标，其环境噪声标准值要求在5560dB（A）以下者，则按二级评价进行工作。,5.3 环境噪声影响评价的工作等级,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.3 环境噪声影响评价的工作等级,3.三级评价 凡评价区内无上述敏感目标的建设项目则按三级评价进行工作。,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.3.2 评价工作深度1.一级评价的工作深度 现状调查全部实测。噪声源强逐点测试和统计；定型设备可利用制造厂测试资料。按车间或工段绘制总体噪声暴露图。评价项目齐全、图表完整、预测计算详细。预测范围覆盖全部敏感目标，并绘制等声级曲线图。编制噪声防治对策方案，内容具体实用，能反馈指导环保工程设计。2.二级评价的工作深度 现状调查以实测为主，利用资料为辅。噪声源强可利用现有资料进行类比计算。,5.3 环境噪声影响评价的工作等级,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,评价项目较齐全，预测计算较详细。绘制总体等声级曲线图。提出防治对策建议，能反馈指导环保工程设计。3.三级评价的工作深度 现状调查以利用资料为主。源强统计以资料为主。不作影响评价，只作影响分析。提出防治对策建议，能付诸实施。,5.3 环境噪声影响评价的工作等级,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.4.1 评价基本内容1.项目建设前环境噪声现状2.根据噪声预测结果和环境噪声评价标准，评述建设项目在施工、运行阶段噪声的影响程度、影响范围和超标状况（以敏感区域或敏感点为主）3.分析受噪声影响的人口分布（包括受超标和不超标噪声影响的人口分布）4.分析建设项目的噪声源和引起超标的主要噪声源或主要原因5.分析建设项目的选址、设备布置和设备选型的合理性；分析建设项目设计中已有的噪声防治对策的适用性和防治效果6.为了使建设项目的噪声达标，评价必须提出需要增加的、适用于评价工程的噪声防治对策，并分析其经济、技术的可行性7.提出针对该建设项目的有关噪声污染管理、噪声监测和城市规划方面的建议,5.4 环境噪声影响评价,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.4.2 受噪声影响的人口预估可以根据以下两个途径预估评价范围内受噪声影响的人口；1.城市规划部门提供的某区域规划人口数；2.若无规划人口数，可以用现有人口数和当地人口增长率计算预测年限的人口数。5.4.3 噪声防治对策噪声环境影响评价中，噪声防治对策应该考虑从声源上降低噪声和从噪声传播途径上降低噪声两个环节。1.从声源上降低噪声从声源上降低噪声是指将发声大的设备改造成发声小的或者不发生的设备，其方法包括：,5.4 环境噪声影响评价,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,(1)改进机械设计以降低噪声，如在设计和制造过程中选用发声小的材料来制造机件，改进设备结构和形状、改进传动装置以及选用已有的低噪声设备都可以降低声源的噪声。(2)改革工艺和操作方法以降低噪声，如用压力式打桩机代替柴油打桩机，把铆接改用焊接，液压代替锻压等。(3)维持设备处于良好的运转状态，因设备运转不正常时噪声往往增高。2.从噪声传播途径上降低噪声从噪声传播途径上降低噪声是一种常用的噪声防治手段，以使噪声敏感区达标为目的，具体做法如下：(1)采用“闹静分开”和“合理布局”的设计原则，使高噪声设备尽可能远离噪声敏感区。(2)利用自然地形物（如位于噪声源和噪声敏感区之间的山丘、土坡、地堑、围墙等）降低噪声。,5.4 环境噪声影响评价,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,(3)合理布局噪声敏感区中的建筑物功能和合理调整建筑物平面布局，即把非噪声敏感建筑或者非噪声敏感房间靠近或朝向噪声源。(4)采取声学控制措施，例如对声源采用消声、隔振和减振措施、在传播途径上增设吸声、隔声等措施。3.通过评价提出的噪声防治对策，必须符合针对性、具体性、经济合理性、技术可行性原则。,5.4 环境噪声影响评价,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,5.4.4 噪声环境影响评价结论的编写内容噪声环境影响评价结论是全部噪声评价工作的总结，一般应包括下列内容：1.环境噪声现状概述，包括现有噪声源、功能区造成超标情况和受噪声影响的人口2.简要说明建设项目的噪声级预测和影响评价结果，包括功能区噪声超标情况、主要噪声源和受噪声影响的人口及分布3.着重说明评价过程中提出的噪声防治对策4.对环境噪声管理和监测以及城市规划方面的建议,5.4 环境噪声影响评价,Email:Tel:理化C区537,PubEmailPassword:200205ess,本章内容结束。,
