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1、噪声控制技术,绪论,本课程主要内容 噪声控制基础知识（噪声的产生、物理量度、传播特性等） 噪声控制技术（隔声、吸声、消声、隔振与阻尼） 噪声环境影响评价（噪声标准、噪声影响评价） 噪声的测量（测量仪器、噪声测量方法）,噪声和噪声污染,噪声的物理量度,一、声音的产生和传播 二、噪声的概念 三、噪声的类型 四、噪声的危害 五、噪声控制的基本途径,第一节 噪声和噪声污染,1、声音的产生 空气中的各种声音，不管他们具有何种形式，都是由于物体的振动所引起的。 2、声音的传播 声音的传播是指振动的传递。 声音的三要素：声源、传播媒质、接收点,一、声音的产生和传播,二、噪声的概念,1、噪声的定义 （1）物理
2、学定义：频率和强度都不同的各种声音杂乱地组合而产生的声音就成为噪声，它是相对于乐音而言的。 纯音、基音、泛音、谐音、乐音,（2）从环境保护的角度来说：一个声音是否为噪声，要根据时间、地点、环境以及人们的心理和生理等因素确定。 噪声可以是杂乱无章的宽带声音， 也可以是节奏和谐的乐声。,（3）中华人民共和国环境噪声污染防治法：环境噪声是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。 一般认为：凡使人厌烦的、不愉快的和不需要的声音统称为噪声。,（1）噪声污染：噪声对周围环境造成的不良影响。 中华人民共和国环境噪声污染防治法中定义：环境噪声污染是指所产生的环境噪声超过国家
3、规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。,2、噪声污染及其特点,（2） 噪声污染的特点： 自第二次世界大战结束以来，随着工业和交通运输业的迅速发展，噪声污染日趋严重。在我国一些大城市的环境污染投诉中，噪声占了6070，而且一直高居各类环境污染投诉的第一位，已经成为广泛的社会公害。噪声污染与水污染、大气污染一起构成当代三种主要污染，与水污染、大气污染相比，它又有其自身的特点。,主观性 一种声音是否成为噪声全凭感受者的主观感觉来决定，这是噪声的第一特征。 暂时性 噪声污染是一种物理污染，噪声源停止发声后，噪声污染将立即消失，不存在任何残存污染物质，这就是噪声污染的暂时性。 局
4、部性 噪声源辐射出来的能量会随着传播距离的增加很快地衰减，因而噪声污染主要局限在声源附近一定的区域内。,三、噪声的类型,1、按噪声产生的机理来划分： 机械噪声、空气动力性噪声、电磁性噪声 2、按噪声源的种类来划分： 交通噪声、建筑施工噪声 工业噪声、社会生活噪声,3、按噪声的频率成分来划分： 低频：500Hz 中频：5002000Hz 高频： 2000Hz 4、按噪声的响的程度来划分： 过响声、妨碍声、不愉快声、无影响声,四、 噪声的危害,1、噪声对听力的损伤噪声性耳聋； 2、噪声对睡眠的干扰； 3、噪声对人体的生理影响诱发疾病； 4、噪声对语言交谈和通讯联络的干扰； 5、特强噪声对仪器设备和
5、建筑结构的影响；,五、噪声控制的基本途径,1、声源控制 对噪声源进行一些技术改造降低声音的大小。 例如：应用新材料、改进机械设备的结构设计，改革生产工艺和操作方法，提高零部件的加工精度和装配质量，有源减噪技术等。,2、传播途径控制,噪声的传播过程中，其强度是随距离的增加而逐渐减少，因此在城市、工厂的总体设计时进行合理布局，做到 “闹静分开”； 利用山岗、土坡、高大建筑物、深沟等自然屏障来阻止和屏蔽噪声的传播； 采用植树、植草坪等绿化手段。,包括吸声、隔声、消声、隔振和阻尼等。 1、吸声 当室内噪声源的噪声不能降低时，可用吸声材料装饰在房间的内表面、在室内悬挂空间吸声体，或采用共振吸声结构来降低
6、室内噪声强度，这种方法称为吸声。,对于工业噪声而言，最有效的办法还是在噪声的传播途径上采用声学控制措施，,1.2 噪声的声学特征,1.2.1噪声的物理量度 一、声压 1、大气压强（静压强）p0 2、声压 当有声波存在时，局部空气产生压缩或膨胀，在压缩的地方 压强增加，在膨胀的地方压强减小，这样就在原来的大气压 上又叠加了一个压强变化。 （1）定义：这个叠加上去的压强变化是由于声波引起的，称为声压，用p表示，单位：帕斯卡，简称帕，符号：Pa,声压可以为正，也可以为负 （2）声压的意义：声压的大小表示了声波的强弱 声压的大小与物体的振动有关，物体振动的振幅越大，压强的变化越大，因而声压也越大。,3
7、、瞬时声压与有效声压,物体作简谐振动时，周围的空气质点也做简谐振动，产生的声音也随时间作简谐变化，声压随时间变化，某一瞬间的声压称为瞬时声压。 在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值，即得有效声压。 噪声测量中，用声级计测得的总是有效声压。在实际问题中，如果没有另加说明，所谓声压指的就是有效声压。,声压幅值,4、常见声压数据举例,正常人耳能听到的最弱声音 210Pa（听阈） 普通说话声（1m远处） 2102Pa 公共汽车内 0.2Pa 织布车间 2Pa 油发动机、球磨机 20Pa（痛阈） 喷气飞机起飞 200Pa 人们一般说话的声压约为0.020.03Pa，是大气压强的千万分之二、三左右。
8、可见，声压与大气压相比，是很小的。,在声学测量中，采用声压级，而不是采用声压的绝对大小，原因有三：,（1）人耳对声音大小的感受并不与声压的绝对大小成线性关系，而是近似地与声压的对数值成正比。 （2）用声压的绝对大小表达和应用起来很不方便。 声压：210-520Pa；,二、声压级,1、定义：用对数标度来表示的声压称为声压级。 设某声波的声压为P，定义它的声压级为 其中：Lp为声压级，单位分贝，记作dB 参考声压 p0 = 210-5Pa,例题：普通说话声的声压为210-2Pa，试求它的声压级。,解：Lp=20lg(p/p0) =20lg(210-2/ 210-5) =20lg103 =60 dB
9、 练习：试计算P1=2105Pa和 P2=20Pa时的声压级。 （结果分别为0 dB，120dB，故可闻声的声压级范围是0120 dB）。,2、已知声压级Lp求声压p,由Lp=20lg(p/p0)可知， lg(p/p0) =Lp/20 两边取以10为底的指数，得： p/p0=10LP/20 P=P010LP/20,1、定义： 指在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声能量，称为声音的强度，简称声强，符号为I，单位W/m2。 2、意义： 声强是描述声音的重要的物理量，是从能量角度描述声音的强弱，声强越大，表示声音越响。 声强与离开声源的距离有关,三、声强,3、参考声强（I0）：,人耳能听到最
10、弱声音的强度，为10-12 W/m2，声强低于这个值时，由于声音太弱，人耳听不到。若声强大到引起人耳产生痛感，其值大约是1 W/m2，即痛阈声强。,4、声压与声强的关系,假设某一声音以声速c在密度为的媒质中传播，声场中某处的声压和声强分别为I和p，经理论分析和推导，该处的声强和声压的关系为： P2=cI 可见，一定大小的声压，对应着一定大小的声强。该关系适用于球面波或平面波。,四、声强级,1、声强级定义为： 单位：分贝（dB） 式中： 参考声强 I0 = 10-12W/m2。 例如：某声的声强为10-5W/m2，它的声强级为： LI =10lg(I/I0) =10 lg(10-5/10-12)
11、 =70 dB,2、声强级与声压级的关系：,由声压与声强的关系：P2=cI LI =10lg(I/I0) =10 lg(P2/ P02)+ 10lg(0c0/c) =20 lg(P/ P0)+ 10lg(0c0/c) = Lp+10lg(0c0/c) 在空气中参考声强I0和参考声压P0相对应，空气的特性阻抗0c0为400，一般情况下c的值和400相差不大，因此可以得到： LI = Lp+10lg(400/c)Lp 结论：在空气中，自由声场中某点的声强级与声压级相等。,五、声功率,1、定义： 声源必须不断地发声，或者说不断地向外辐射声能，声音才能不断持续。 声源在单位时间内辐射的总能量称为声功率
12、，通常用符号W表示，单位为瓦。 声功率是表示声源特性的物理量，它的大小反映声源辐射声能本领的强弱。 对于确定的声源，声功率是个恒量。,人在正常说话时的声功率是很小的。一个拥有500万人口的大城市，假如全城的人都在同一时刻用正常的声音说话，总的声功率也只有60W，仅相当于一只普通照明电灯消耗的功率。轻声说话的声功率约为10-9W，普通谈话的声功率约为10-5W，喷气式飞机的声功率约为104W。不同的声源，声功率相差是很大的。,2、声强与声功率的关系,声强与声源辐射的声功率有关，声功率越大，在声源周围的声强越大，两者成正比。 IW/S （1）球面波 在离声源距离为r处的球面上各点的声强为： （2）半球面波,六、声功率级,1、声功率级定义为： LW =10lg(W/W0) 单位：分贝（dB） 式中： 参考声功率 W0 = 10-12W。 例题：普通谈话的声功率为10-5W，它的声功率 级为多少？ LW =10lg(W/W0) =10 lg(10-5/10-12) =70 dB,2、已知声功率级LW求声功率W： W =W0100.1Lw,
