噪声污染的分类标准与控制治理

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1、第六章 噪声污染与防治,第一节 环境声学的基本概念 第二节 噪声的危害和噪声标准 第三节 噪声的来源与防治,第一节 环境声学的基本概念,一 噪声的定义 二 噪声的物理量度 三 噪声的频谱 四 声波的传播 五 噪声评价,第一节 环境声学的基本概念,一 噪声的定义 凡是不需要的声音，就是噪声。 过响声； 妨碍声； 不愉快声； 无影响声 其中，过响声、不愉快声属于客观的噪声；妨碍声和无影响声属于主观的噪声。,二 噪声的物理量度,（一）声压、声能量、声强和声功率 1、声压p 当有声波存在时，在媒质中产生的压强的增量。 单位：Pa或br；1Pa10 br。 当声频为1000Hz时，人耳可听声压范围为21

2、0-520Pa，其中， 210-5Pa称为听阈，20Pa称为痛阈。 有效声压pe：一段时间内声压的均方根值。由于人耳无法感受声压的起伏，只能感受一个稳定的有效声压。 媒质的声阻抗率Zsp/uc，u为质点速度，c为声速。,（一）声压、声能量、声强和声功率,2、声能量 由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势能。动能和势能之和即为声能量。单位：J 声场：空间中存在声波的区域。 声能密度D：声场中单位体积媒质所含有的声能量，单位：J/m3。 对于自由空间的平面声波：DW/cSI/cp2/c2,（一）声压、声能量、声强和声功率,3、声强I 单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为

3、声强，即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位：W/m2。 对于自由空间的平面声波和球面波：IW/Spup2/c 声强与离开声源的距离有关： 对于自由空间的点声源：I球W/（4r2） 对于放在具有反射的地面上的点声源：I球W/（2r2）,（一）声压、声能量、声强和声功率,4、声功率W 声功率就是指声源在单位时间内辐射出来的总声能量。单位：W。 对于自由空间的点声源：W球4r2p2/c 对于放在具有反射的地面上的点声源：W半球2r2p2/c,（二）声波的测量单位,1、级的概念 1个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用L表示。 表达式： r10时，级的单位为贝（耳），级表示的量与功率成正比。

4、工程上常用分贝表示级，是贝的十分之一，符号为dB。 re时，级的单位为奈培（Np）。1Np8.686dB,主要声学量的级和基准,（二）声波的测量单位,2、声压级Lp Lp20lg（p/p0） Lp为声压级，单位dB；p为有效声压，Pa；基准声压p02105 Pa。 对于听阈Lp0；对于痛阈Lp120dB。,某些环境下的声压和声压级,（二）声波的测量单位,3、声强级LI LI10lg（I/I0） LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2；基准声强I011012瓦/米2 。 LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/ p02 )+10lg p02/(I0 c)= LP+10lg400/ c 当

5、在1atm，38.9时，空气的c 400Pas/m， LI Lp 在一般情况下，空气中的声波LI与 Lp 的值相差0.2dB，故LILp,（二）声波的测量单位,4、声功率级LW LW10lg（W/W0） LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；基准声功率W011012瓦。 LW=10lg(W/W0)=10lg(IS/ W0 ) =10lg I/10-12+10lgS=LI+10lgSLP+10lgS 对于球面声波，距离声源半径微r，则有： LW= LP+10lg4r2 LP+20lgr11 对于半球面声波，距离声源半径微r，则有： LW= LP+10lg2r2 LP+20lgr8,（三）噪声

6、级的合成,1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。 2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。 假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、 I2、 In和L1、 L2、 Ln。则： L110lg I1/I0， L210lg I2/I0 ， Ln10lg In/I0 。 I1/I010 0.1L1， I2/I010 0.1L2， In/I010 0.1Ln 。 所以，总声强级L10lg （I1/I0 I2/I0 In/I0 ）10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ）,（三）噪声级的合成,3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各声压排

7、放之和。 假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、 p2、 pn和L1、 L2、 Ln。则： 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，总声压级Lp10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ）,（三）噪声级的合成,4、n个相同噪声级合成的总噪声级 L10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ） 10lg（n 10 0.1L1 ）L110lgn 当n2时， LL11

8、0lg2 L13 即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。,（三）噪声级的合成,5、不同噪声级的合成 假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1L2 ，则有： LL110lg（ 10 0.1L110 0.1L2） L1 10lg 10 0.1L1 10 0.1L2）/ 10 0.1L1 10lg 1+ 10 0.1(L1-L2 ) 设噪声合成的附加值L 10lg 1+ 10 0.1(L1-L2 )，则 LL1 L 其中L可查表，根据表可知，当L1-L26dB时， L1dB，所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级68dB，则较弱的噪声可以忽略不计。,两噪声级合成的

9、附加值,（三）噪声级的合成,6、计算例题 例1 强度为80dB的噪声，其相应的声压为多少？ 解：Lp20lg（p/p0），则，pp010 Lp/20 所以，p210510 80/200.2Pa 例2 声强为106 W/m2时的声强级是多少？ 解：L10lg（I/I0）10lg（ 106 /1012 ） 所以，L60dB,（三）噪声级的合成,例3 室内洗衣机工作时，测得噪声声压p0.02Pa；电冰箱单独开动时声压级是54dB，试计算两者同时开动时的合成声压级。 解：洗衣机单独工作时声压级为： L120lg0.02/（2105）20360dB 电冰箱声压级L254dB L1- L26dB，所以L1

10、dB 则两者同时工作时L60161dB,（三）噪声级的合成,例4 、声压级分别为70、76、77、80、83dB，试计算合成声压级。 解：L86dB 例5 、声压级分别为70、84、78、82、86、89dB，试计算合成声压级。 解（1）首先将声压级按从大到小顺序排列：89、86、84、82、78、70； （2）89与86合成：合成声压级891.890.8dB； （3）90.8与84合成：90.80.8491.64dB； （4）91.64与82合成：91.640.4692.1dB （5）由于92.17814.1dB，因而78、70dB两个声源可忽略不计。则总声压级为92.1dB。,（四）噪声级

11、的相减,1、噪声级相减是按照能量的相减进行的。 噪声级的相减与相加类似，实质都是声能的加和减。 例：室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为82dB，当其中一个声源停止工作时，测得室内声压级为81dB，试求另一声源的声压级。 解：由于82811dB， 则另一声源声压级81675dB。,三、噪声的频谱,（一）噪声分析的基本知识 声音的频率就是声源振动的频率； 人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主要是声音的音调的高低引起的，而音调是人耳对声源振动频率的主观感受。 声音可按频率分为：次声（20000Hz）； 噪声控制主要研究可听声，可听声可分为：低频声（2000Hz）。 人们在生活中听到的声音是不同频率

12、、强度的纯音复合而成的。,（二）频程,1、频程的概念 由于从低频到高频变化高达1000倍，一般不可能也没有必要对每一个频率逐一测量，为方便和实用，通常把声频的变化范围划分为若干个段落，称为频程（频段或频带）； 频程有上、下限截止频率、中心频率值和带宽； 带宽（频带宽度）就是上、下限截止频率之差。,2、频程的表示方法 一般用高频和低频的频率比的对数来表示，对数以2为底，单位为倍频程。表达式为： f2/f12n 或 nlog2（ f2/f1） f1、 f2分别成倍频程关系的低频和高频频率，即上、下限截止频率，Hz；n为两个频率相距的倍数。 中心频率f0（ f2f1 ）1/2，所以有f22n/2f0

13、， f12n/2f0； 频带宽度f f2f1（ 2n/2 2n/2）f0。 n1时，即两个频率相距1倍时，称为一倍频程； f/f0=0.707； n1/3时，称1/3倍频程； f/f0=0.231 。,（二）频程,一倍频程的中心频率和频率范围,1/3倍频程的中心频率和频率范围,1、频谱的概念 纯音：声源作简谐振动所产生的声波为简谐波，声压与时间的关系是正弦曲线，这种只有单一频率的声音称为纯音。具有单一音调的声觉。自然界纯音很少见，只有个别仪器或乐器能发出纯音。 复音：由一些频率不同的简单正弦式成分合成的声波。具有一个音调以上的声觉。 频谱：组成复音的声压与频率的关系图，通常以倍频程或1/3倍频

14、程等划分的频带为横坐标，以倍频带声压级为纵坐标，绘出的噪声的测量图形来描述声频谱。,（三）频谱,线谱（离散谱）,连续谱,复合谱,四、 声波的传播,（一）距离衰减 1、声源 点声源：当声源的尺寸远小于测点到声源的距离时，声波以球面波的形状较均匀地向各个方向辐射。 线声源：如一列较长的列车；公路上长的车队等。 面声源：如透过一个壁面向开阔空间传播。,（一）距离衰减,2、点声源的距离衰减 对于自由空间（球面波） 声强：IW/（4r2）；声功率级：LW LP+20lgr11 对于半自由空间（球面波） 声强：IW/（2r2）；声功率级：LW LP+20lgr8 距离r1与r2之间的声级差为： LW= L

15、P(r1)20lgr111（8） LP (r2)20lgr211（8） 即： LP LP(r1)LP (r2)20lgr2/r1 当r2/r12， 衰减6dB，即距离增加1倍，声压级衰减6dB。,（一）距离衰减,3、线声源的距离衰减 面积S2rl；声强：IW/（2rl）； 声功率级：LW LP+10lg（ 2rl ） （1）当r/l1时，距离加倍，声压级衰减6dB。,（一）距离衰减,4、实例 实例1：距锅炉房2米处测得声压级为80dB，且锅炉房距离居民楼16米；距冷却塔5米处测得声压级为80dB，且冷却塔距离居民楼20米。求两设备噪声对居民楼造成共同影响？ 解： LP LP(r1)LP (r2)20lgr2/r1 锅炉房对居民楼的影响：L1=80- 20lg16/2=80-36=62dB; 冷却塔对居民楼的影响：L2=80- 20lg20/5=80-26=68dB; 共同影响：L=68169dB,（一）距离衰减,实例2：有一列500米火车正在运行。 （1）距铁路中心线20米处测得声压级为90dB，距铁路中心线40米处有一居民楼，试求该列火车噪声对居民楼的影响。 （2）若距铁路中心线500米处测得声压级为75dB，距铁路中心线1000米处有疗养院，试求该列火车噪声对疗养院的影响。 解： （1）r/l