噪聲污染及控制課件

1、噪聲污染及控制噪聲污染事例 1981年，在美國舉行現代派露天音樂 會上，有300名聽眾突然失去知覺，昏 迷不醒，100輛救護車搶救。 1959年，美國有10名“自愿”作噪聲試 驗，當實驗用飛機從10名自愿者頭上 1012米高處飛過后，有6人當場死 亡，4人數小時后死亡。1960年，日本廣島一男子被附近工廠發(fā) 出的噪聲折磨煩惱萬分，最后把工廠主 殺死。1961年，一名日本青年從新瀉來到東京 找工作，由于鐵路附近，日夜噪聲折 磨，患失眼癥，自殺。河北省遷安市建昌營鎮(zhèn)塘坊村村民何文臣，自1995年開始在自家院內開辦飲料廠，因使用農用三輪車運貨噪聲較大，致使相鄰居住的村民患上神經癥，雙方就噪聲污染發(fā)生

2、多次糾紛，但未能得到解決。 2001年7月，萬田林自縊身亡。思考：什么是噪聲，噪聲的來源是什么？ 噪聲污染的特點、危害？ 噪音的計算？ 控制噪聲污染的措施和技術？一 物理學定義一種能量的傳播作用于人耳而引起的感覺不規(guī)則的、間歇的、隨機的聲振動有用頻帶內不和諧的聲干擾噪聲定義一 環(huán)境學定義次聲波：頻率小于20Hz超聲波：頻率大于20kHz可聽聲：頻率在20Hz與20kHz之間在可聽聲內，凡是人們不需要的聲音，就是噪聲。過響聲；妨礙聲；不愉快聲；無影響聲 其中，過響聲、不愉快聲屬于客觀的噪聲；妨礙聲和無影響聲屬于主觀的噪聲。噪聲定義一 來源 工業(yè)噪聲 建筑施工噪聲 交通運輸噪聲 社會生活噪聲城市環(huán)

3、境噪聲70的來源。汽車噪聲一般為8992dB；電喇叭為90110dB；汽喇叭（火車）105110dB。機械聲：碰撞、摩擦空氣動力性電磁 噪聲來源噪聲的危害1、噪聲對聽力的損傷長期在強噪聲環(huán)境下工作，會使內耳聽覺組織受到損傷，造成耳聾；慢性的噪聲性耳聾聽力正常（聽力損失在15dB以內)；接近正常（聽力損失1525dB)；輕度耳聾（聽力損失2540dB)；中度耳聾（聽力損失4065dB)；重度耳聾（聽力損失65dB以上）。噪聲級在80dB以內，才能保證人們長期工作不發(fā)生耳聾。在90dB以下，只能保證80的人工作40年后不會耳聾；85dB仍會有10的人產生噪聲性耳聾。強噪聲性耳聾，或爆震性耳聾3、噪

4、聲能誘發(fā)疾病長期暴露在強噪聲環(huán)境下，會引起人體的緊張反應，使腎上腺素分泌增加，引起心率加快，血壓升高；噪聲會引起消化系統(tǒng)的疾病，引起消化不良，誘發(fā)胃腸粘膜潰瘍； 會引起疲勞、頭暈及記憶力衰退，誘發(fā)神經衰弱癥。 噪聲的危害噪聲的危害2、噪聲對睡眠的干擾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，可使70的人驚醒。4、噪聲影響語言交談和通訊聯絡的干擾當人們交談距離為1米時，平均聲級為65dB；當環(huán)境噪聲級高于語言聲級10dB時，談話聲音會被環(huán)境噪聲完全掩蓋；當噪聲級超過90dB時，即使大喊大叫也難以進行正常

5、交談。噪聲的危害噪聲的危害5、特強噪聲會對儀器設備和建筑結構造成危害當噪聲級超過135dB時，電子儀器的連接部位會出現錯動，微調元件發(fā)生偏移，使儀器發(fā)生故障而失效；當超過150dB時，儀器的元件可能失效或損壞；當噪聲超過140dB時，輕型建筑物會遭受損傷。噪聲標準噪聲標準主要分為聲環(huán)境質量標準、環(huán)境噪聲排放標準以及技術方法標準三類（一）我國環(huán)境噪聲允許范圍 1980年根據生理和心理學研究，結合我國的實際情況，制定了我國環(huán)境噪聲允許范圍。（二）城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準（GB3096-93）按區(qū)域功能劃分的（三）聽力保護標準工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準（GBJ8785）噪聲級分貝（A）工作時間（小時）現有企業(yè)

6、新建、改建、擴建企業(yè)90858938849691299941不得超過115（三）聽力保護標準工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準（GBJ8785）工作環(huán)境噪聲每增加3dB，工作時間就必須減少一半。噪聲劑量或噪聲暴露率D為： 實際暴露的小時數T實除以允許暴露的小時數T。 即： D T實/T，如D1，則現場工作人員接受的噪聲超過標準。如果接受的噪聲不是一固定噪聲級，則：D T實1/T1 T實2/T2 （四）機動車輛噪聲標準聲速：聲波的傳播速度,用c表示，m/s;波長：連續(xù)兩個波峰或波谷間的距離， 用表示，m.頻率和周期：連續(xù)兩個波峰或波谷間的時間間隔稱為周期（T，s）。周期的倒數為頻率（f,Hz）： P = 1/

7、f =c/f噪聲的物理量度噪聲的物理量度聲壓p當有聲波存在時，在媒質中產生的壓強的增量。 單位：Pa或br；1Pa10 br=1N/m2。人耳可聽聲壓范圍為210-520Pa，其中， 210-5Pa稱為聽閾，20Pa稱為痛閾。有效聲壓pe：一段時間內聲壓的均方根值。由于人耳無法感受聲壓的起伏，只能感受一個穩(wěn)定的有效聲壓。2、聲能量由于聲擾動，聲波在媒質中傳播，產生動能和形變的勢能。動能和勢能之和即為聲能量。單位：J聲場：空間中存在聲波的區(qū)域。3、聲功率W聲功率就是指聲源在單位時間內輻射出來的總聲能量。單位：W。對于自由空間的點聲源： W球4r2p2/c對于放在具有反射的地面上的點聲源： W半球

8、2r2p2/c4、聲強I單位時間內，通過和聲波射線垂直的單位面積內的聲能量稱為聲強，即在傳播方向上通過單位面積上的聲功率。單位：W/m2。對于自由空間的平面聲波和球面波： IW/Spup2/c聲強與離開聲源的距離有關： 對于自由空間的點聲源：I球W/（4r2） 對于放在具有反射的地面上的點聲源：I球W/（2r2）聲波的測量單位1、級的概念1個量的級是這個量與同類基準值之比的對數，用L表示。表達式：r10時，級的單位為貝（耳）。re時，級的單位為奈培（Np）。1Np8.686dB主要聲學量的級和基準名稱定義基準值聲壓級（氣體中）Lp20lg（p/p0）P020Pa聲壓級（液體中）Lp20lg（p

9、/p0）P01Pa振動加速度級La20lg（a/a0）P01m/s2振動速度級Lv20lg（v/v0）v01nm/s振動位移級Ld20lg（d/d0）d011012m力級LF20lg（F/F0）F01N聲功率級LW10lg（W/W0）W01 1012W聲強級LI10lg（I/I0）I01 1012W/m2聲波的測量單位2、聲壓級LpLp20lg（p/p0）Lp為聲壓級，單位dB；p為有效聲壓，Pa；基準聲壓p02105 Pa。對于聽閾Lp0；對于痛閾Lp120dB。某些環(huán)境下的聲壓和聲壓級環(huán)境聲壓（Pa）聲壓級（dB）鍋爐排氣放空，距噴口1米200140鉚釘槍，大型羅茨風機63130汽車喇叭，

10、距人1米，大型球磨機20120柴油機6.3110離心風扇0.6390公共汽車上0.2080城市噪聲，街道上0.06370普通說話0.02060電風扇，微電機附近0.006350安靜房間0.002040輕聲耳語0.0006330樹葉飄動聲0.0002020農村靜夜0.00006310可聽0.0000200聲波的測量單位3、聲強級LILI10lg（I/I0）LI為聲強級，單位dB；I為聲強，瓦/米2；基準聲強I011012瓦/米2 。LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/ p02 )聲波的測量單位4、聲功率級LWLW10lg（W/W0）LW為聲功率級，單位dB；W為聲功率，瓦；基準聲功率W0

11、11012瓦。 噪聲級的合成1、噪聲級合成是按照能量的疊加規(guī)律進行疊加的。2、聲強級：聲強與能量成正比。總聲強等于各聲強之和。假設有n個噪聲源同時存在，聲強與聲強級分別為I1、 I2、 In和L1、 L2、 Ln。則：L110lg I1/I0， L210lg I2/I0 ， Ln10lg In/I0 。I1/I010 0.1L1， I2/I010 0.1L2， In/I010 0.1Ln 。所以，總聲強級L10lg （I1/I0 I2/I0 In/I0 ）10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ） 噪聲級的合成3、聲壓級：能量與聲壓的平方成正比?？偮晧旱钠椒降扔诟髀晧号?/p>

12、放之和。假設有n個噪聲源同時存在，聲壓與聲壓級分別為p1、 p2、 pn和L1、 L2、 Ln。則：Lp120lg 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，總聲壓級Lp10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ） 噪聲級的合成4、n個相同噪聲級合成的總噪聲級L10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ） 10lg（n 10 0.1L1 ）L110lgn當n2時， LL110lg2 L13即表

13、示兩個相同的聲壓級相加，能量增加一倍，聲級增加3dB。噪聲級的合成5、不同噪聲級的合成假設存在兩個噪聲源，聲壓級分別為L1、L2，且L1L2 ，則設噪聲合成的附加值為L，則LL1 L其中L可查表，根據表可知，當L1-L26dB時， L1dB，所以當兩個聲源中的一個噪聲級超出另一個噪聲級68dB，則較弱的噪聲可以忽略不計。兩噪聲級合成的附加值L1-L2（dB）L（dB）0312.522.131.841.551.261.070.880.690.5100.4聲波的傳播（一）距離衰減1、聲源點聲源：當聲源的尺寸遠小于測點到聲源的距離時，聲波以球面波的形狀較均勻地向各個方向輻射。線聲源：如一列較長的列車

14、；公路上長的車隊等。面聲源：如透過一個壁面向開闊空間傳播。 （一）距離衰減2、點聲源的距離衰減對于自由空間（球面波）聲強：IW/（4r2）；聲功率級：LW LP+20lgr11對于半自由空間（球面波）聲強：IW/（2r2）；聲功率級：LW LP+20lgr8距離r1與r2之間的聲級差為：LW= LP(r1)20lgr111（8） LP(r2)20lgr211（8）即： LP LP(r1)LP (r2)20lgr2/r1當r2/r12， 衰減6dB，即距離增加1倍，聲壓級衰減6dB。（一）距離衰減3、線聲源的距離衰減面積S2rl；聲強：IW/（2rl）；聲功率級：LW LP+10lg（ 2rl

15、）線聲源為無線長線聲源，則：距離r1與r2之間的聲級差為： LP LP(r1)LP (r2)10lgr2/r1當r2/r12， 衰減3dB，即距離增加1倍，聲壓級衰減3dB。（二）空氣吸收的衰減聲波在空氣中傳播時，因空氣的粘滯性和熱傳導，在壓縮和膨脹過程中，使一部分聲能轉化為熱能而損耗，成為空氣吸收。衰減的大小與聲源的頻率、空氣的濕度和溫度有關。如在標準大氣壓下，20下，濕度為50時，聲源頻率為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。高頻噪聲比低頻噪聲衰減得快。（三）地面吸收的衰減聲波在傳播過程中，

16、會受到各種復雜的地面條件的影響。遇到樹木（草地、灌木）會引起衰減，衰減的大小與樹木的種類、樹葉的繁茂程度和樹木的高度有關。一般來說，短距離（3050米）衰減可忽略，70米以上應考慮。對于較茂密的樹林，每10米衰減23dB；每100米，衰減2030dB。對于厚的草地或穿過灌木叢，頻率為1000Hz的衰減可高達25dB/100m。噪聲評價（一）人耳的聽覺特性與A聲級1、人耳的聽覺特性不同頻率的聲音，即使聲壓級相同，人耳感覺的響亮程度不同，如同樣60dB， 100Hz 和1000Hz的兩種聲音，1000Hz的聲音人耳聽起來響一些，而要100Hz的聲音聽起來與1000Hz，60dB的聲音一樣響，聲壓級

17、要達到67dB；人耳對10005000Hz的聲音最敏感。人耳的聽覺系統(tǒng)具有濾波的功能“酒會效應”，即人耳能在有其他噪聲存在的環(huán)境下聽出某些頻率的聲音。（一）人耳的聽覺特性與A聲級2、響度響度是人耳判別聲音由輕到響的強度等級概念，是描述聲音大小 的主觀感覺量。不僅取決于聲音的強度(如聲壓級)，還與它的頻率及波形有關。響度 的單位是宋(sone)，符號是“N”。1宋的定義為聲壓級為40dB，頻率為1000Hz，且來自聽者正前方的平面行波的強度。如果另一個聲音聽起來比這個大n倍，即聲音的響度為n宋。 （一）人耳的聽覺特性與A聲級2、響度級響度級是用來定量地確定聲音的輕或響的程度的參數；響度級是建立在

18、兩個聲音的主觀比較上的。定義1000Hz純音聲壓級的分貝值為響 度級的數值，任何其它頻率的聲音，當調節(jié)1000Hz純音的強度使之與這聲音一樣響時，該1000Hz純音的聲壓級分貝數定義為這一聲音的響度級。響度級的單位是方(phon)，符號是“LN”。響度與響度級的關系：聲壓級每增加10方，響度值加倍 N2(LN-40)/10 或 LN4033.3lgN等響曲線：對各頻率進行試聽分析，達到同樣響度級時，頻率與聲壓級的關系曲線。（一）人耳的聽覺特性與A聲級3、A聲級由等響曲線可以看出，人耳能聽到的最小的聲音與頻率有關，頻率低，人耳的靈敏度差；頻率高，人耳靈敏度好。如果有一臺機器發(fā)出的噪聲，含有從低到

19、高頻聲，其噪聲一進人耳就失真了，或被濾去了一部分低頻成分，也可以說被人耳計權了。由于人耳的聽覺無法測定聲音的頻率成分和相應的強度，只能利用測量儀器聲級計來測定，為了模擬人耳的聽覺特性，在聲級計中安裝了一個濾波器使它對頻率的判別與人耳相似，這個濾波器稱為A計權網絡，該聲級計稱為A聲級計。當聲音信號進入A網絡，中、低頻聲音按比例衰減通過，1000Hz聲音無衰減通過。通過A聲級計測定的聲壓級稱為A聲級，記做dBA或dB（A）。（一）人耳的聽覺特性與A聲級4、B、C、D聲級A、B和C計權聲級的主要差別在于對低頻成分的衰減程 度，A衰減最多，B其次，C最少。A計權聲級是模擬人耳 對55分貝以下低強度噪聲

20、的頻率特性；B計權聲級是模擬55分貝到85分貝的中等強度噪聲的頻率特性；C計權聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性；D計權聲級是對噪聲參量的 模擬，專用于飛機噪聲的測量。A計權聲級表征人耳主觀聽覺較好，故實 際中較常采用A計權聲級。 （二）等效連續(xù)聲級(Leq) A計權聲級能較好評價連續(xù)穩(wěn)態(tài) 噪聲，但對一個起伏的或不連續(xù)的噪聲，A計權聲級就不合適 了。用噪聲能量按時間平均方法來評價噪聲對人影響，即等效連續(xù)聲級，符號“Leq”。它是用一個相同時間內聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級來表示該段時間內噪 聲的大小。 數學表達式： （二）等效連續(xù)聲級(Leq)如果測量是在同樣的采樣時間間隔，則表達式變?yōu)椋簳円沟?/p>

21、效聲級Ldn注：晝間為07:0022:00，共16小時；夜間為22:007:00，共8小時，考慮夜間噪聲對人們的影響更大，對夜間的噪聲A聲級加10dB進行修正。（三）累計百分數聲級Ln連續(xù)等效聲級反映了噪聲對人體的影響，但是未能反映噪聲的起伏程度；因而采用累計百分數聲級來評價噪聲。累計百分數聲級Ln表示在測量時間內高于Ln聲級所占的時間為n。例如L1070dB，表示聲級高于70dB的時間占10，其余90的時間內噪聲級均低于70dB。通常， L90表示本底噪聲， L50表示中值噪聲級， L10表示噪聲峰值。累計百分數聲級一般只用于有較好正態(tài)分布的噪聲評價，當符合正態(tài)分布時，其與等效聲級的關系為：

22、LeqL50(L10L90)2/60噪聲控制技術1噪聲污染控制的原則 2隔 聲 3吸聲4消聲5隔振1噪聲污染控制的原則 眾所周知，只有當噪聲源、傳播途徑、接受者三要素同時存在，噪聲才構成對環(huán)境的污染和對人的危害。因此控制噪聲必須從三方面著手:噪聲源的控制傳播途徑的控制接受者的防護一、概述二、噪聲源的控制 ? 控制噪聲最積極的方法，就是在聲源上進行治理。如提高工藝水平、改進操作方法、提高零部件的加工精度等。具體可以從以下方面進行。應用新材料、改進機械設備的結構改革工藝和操作方法 提高零部件加工精度和裝配質量三、傳播途徑的控制 聲源隔離 防止振動消除噪聲132四、接受者的防護 常用的辦法有：佩戴隔

23、音耳塞、耳罩、頭盔，采取輪班作業(yè)，縮短在噪聲環(huán)境中的工作時間等。它們主要是利用隔聲的原理來阻擋噪聲傳入耳膜. 2隔聲一、概述 隔聲 是噪聲控制工程中常用的措施之一。它是利用墻體、各種板材及構件使噪聲源和接收者分開，阻斷噪聲在空氣中的傳播，從而達到降低噪聲的目的。 當聲波在傳播過程中,遇到勻質屏障物,使一部分聲能被屏障物反射,一部分被屏障物吸收,一部分聲能透過屏障物輻射到另一空間,透射聲能僅是入射聲能的一小部分,具有隔聲能力的屏障物,稱為隔聲構件或隔聲設備.常見的隔聲設備有：隔聲罩；隔聲間；隔聲屏等二、常用設備 3吸聲一、吸聲材料 在普通房間里，當室內聲源發(fā)出噪聲時，人們除了可以聽到由聲源傳來的

24、直達聲以外，還會聽到由室內各表面反射而形成的反射聲，使在室內的人們受到更大的噪聲影響。當聲波入射到物體表面時，一部分能量被反射，一部分能量被吸收，其余一部分聲能卻可以透過物體。這種情況下，吸聲材料和物體的吸聲結構就成為一種很重要的防止噪聲污染的方法。 （1）薄板共振吸聲結構 將薄的膠合板、塑料板、金屬板等材料的周邊固定在墻或頂棚的框架（稱龍骨）上，這種由薄板和板后的封閉空氣層構成的系統(tǒng)稱為薄板共振吸聲結構。當聲波入射到薄板上時，薄板就產生振動，發(fā)生彎曲變形，板因此而出現內摩擦損耗，使振動的能量轉變?yōu)闊崃浚_到減噪的目的。當入射聲波的頻率與板系統(tǒng)的固有頻率相同時，便發(fā)生共振，板的彎曲變形最大，消

25、耗聲能最多。工程中，薄板厚度一般為36mm，空氣層厚度為30100mm，其吸聲系數一般為0.20.5，共振頻率為100300Hz，屬低頻吸聲。若在薄板結構的邊緣放一些柔軟材料，如橡膠條、海綿條、毛氈等，可以明顯改善其吸聲效果。 二、吸聲結構 59（2）單孔共振吸聲結構由腔體和頸口組成，腔體通過頸部與大氣相通，孔頸中的空氣柱很短，可視為不可壓縮的整體，當聲波入射時，孔頸中的氣柱在聲波的作用下便像活塞一樣做往復運動，與頸壁發(fā)生摩擦使聲能轉變?yōu)闊崮芏鴵p耗。當系統(tǒng)的固有頻率與入射聲波頻率一致時，便發(fā)生共振，聲能得到最大吸收。這種結構對低頻吸聲作用明顯。 60（3）空間吸聲體空間吸聲體是由框架、吸聲材料

26、和護面結構做成具有各種形狀的單元體。它們懸掛在有噪聲的空間，各個側面都能起到吸聲的作用，具有吸聲系數高、造價低、安裝方便等特點。61纖維類材料 纖維類材料又分無機纖維和有機纖維兩類。無機纖維類主要有玻璃棉、玻璃絲、礦渣棉、巖棉及其制品。有機纖維類主要有棉麻下腳料、棉絮、稻草、海草及由甘蔗渣、麻絲等經過加工而制成的各種軟質纖維板 62泡沫類材料 主要有脲醛泡沫塑料、氨基甲酸酯泡沫塑料等。這類材料的優(yōu)點是容積密度?。?014kg/m3）、導熱系數小、質地軟。缺點是易老化、耐火性差。目前用的最多的是聚氨酯泡沫塑料 63顆粒類材料 主要有膨脹珍珠巖、多孔陶土磚、礦渣水泥等。它們具有保溫、防潮、不燃、耐

27、熱、耐腐蝕、抗凍等優(yōu)點 644消聲消聲器類型 消聲器是一種在允許氣流通過的同時，又能有效地阻止或減弱聲能向外傳播的裝置。它主要用于機械設備的進、排氣管道或通風管道的噪聲控制。一個性能好的消聲器，可使氣流噪聲降低2040dB（A）。 消聲器類型很多，按其降噪原理主要有如下三種類型： 阻性消聲器 阻性消聲器主要是利用多孔吸聲材料來降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內壁上，或使之按一定的方式排列在管道中，就構成了阻性消聲器。當聲波進入消聲器后，由于摩擦力和粘滯阻力的作用，部分聲能轉化為熱能散失，起到了消聲作用。阻性消聲器結構簡單，能較好地消除中、高頻噪聲，但不適合在高溫、高濕環(huán)境中使用，對低頻噪

28、聲消聲效果也較差。在實際應用中被廣泛用于消除風機、燃氣輪機等的進氣噪聲。 常見阻性消聲器的結構形式有直管式、折板式、片式、蜂窩式、迷宮式、聲流式、盤式及室式等。 抗性消聲器 抗性消聲器不使用吸聲材料，它是利用管道截面的突變或旁接共振腔，使聲波發(fā)生反射或干涉，從而使部分聲波不再沿管道繼續(xù)傳播、達到消聲的目的。 抗性消聲器耐高溫、耐氣流沖擊，適用于消除中低頻噪聲，實際應用中常用于消除空壓機、內燃機和汽車排氣噪聲。常用的抗性消聲器主要有擴張室（也叫膨脹室）消聲器和共振腔消聲器。 擴張室消聲器的基本結構是擴張室和接管的組合 復式消聲器 阻性消聲器在中高頻范圍內有較好的效果，而抗性消聲器可以有效地降低中低頻噪聲。兩者結合起來組成阻抗復合消聲器，便可在較寬的頻率范圍內獲得良好的消聲效果。 新型消聲器 新型消聲器中常見的有微孔板消聲器 微孔板消聲器是我國研制的一種新型消聲器。在厚度小于1mm的金屬薄板上鉆有許多孔徑為0.51.0mm的微孔，將其順著氣流方向放置在容器或管路內，并在微孔板后面留有一定深度的腔室，就構成了微孔板消聲器 5隔振一、隔振概述隔振就是將振源與基礎或其它物體間近似于剛性的聯接改成彈性聯接，以防止或減弱振動能量的傳遞，從而達到防振的目的。 （1）積