第十二章-聲學(xué)環(huán)境保護(hù).ppt

1、1,環(huán)境噪聲的分類,交通噪聲 工業(yè)噪聲 施工噪聲 社交活動噪聲,2,噪聲污染的危害,對聽力的損傷 從表中可以看出，80dB以下工作不致耳聾，80dB以上，每增5dB噪聲發(fā)病率增加10%。,3,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,對人體的生理影響 一些工業(yè)噪聲調(diào)查資料顯示，在高噪聲條件下工作的人，高血壓、動脈硬化和冠心病的發(fā)病率比低噪聲條件下工作的人要高23倍。 通過人和動物實驗都表明，在80dB環(huán)境下，腸蠕動要減少37%，隨之而來的是脹氣和腸胃不適。,5,

2、對交談和通訊聯(lián)絡(luò)的干擾 ,6,對儀器設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)的危害 當(dāng)噪聲級超過135dB時，電子儀器的連接部位會出現(xiàn)錯動，引線產(chǎn)生抖動，微調(diào)元件發(fā)生偏移，使儀器發(fā)生故障而失效； 當(dāng)超過150dB時，儀器的元件可能失效或損壞 當(dāng)噪聲超過140dB時，輕型建筑物會遭受損傷,7,第二節(jié) 環(huán)境噪聲評價,（一）噪聲的度量 1、聲壓和聲壓級 聲壓：媒質(zhì)中的壓力與靜壓的差值。 聲壓是衡量聲音大小的尺度，用牛頓每平方米（N/m2）或微巴（bar）表示。 聲壓級：聲壓的平方與頻率為1000Hz純音聽閾聲壓平方比值的對數(shù)值，并取其1/10作為單位，定名為分貝（dB）。,8,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 式中：Lp對應(yīng)聲壓p的聲壓級，

3、dB； p聲壓， N/m2； p0基準(zhǔn)聲壓，210-5 N/m2，即1000Hz的聽閾聲壓。,9,兩個不同聲音疊加時，其計算式如下： 式中：L1-L2兩個聲壓級之差，以大減小；,10,若LP1=LP2，則可按下式計算： 即增大3dB。同理，三個聲音疊加時，其聲壓級增大10lg3，N個聲音疊加時，其聲壓級增大10lgN。,11,2、聲強(qiáng)和聲強(qiáng)級 聲強(qiáng)是在單位時間內(nèi)，沿傳播方向垂直通過單位面積的聲能量，即單位面積上的聲功率： 式中：I聲強(qiáng)，W/m2; E聲能量，J； t時間間隔，s； S聲垂直通過的面積，m2； W聲功率，W。,12,如以聽閾聲強(qiáng)值10-12W/m2為基準(zhǔn)，則聲強(qiáng)級的定義式為 式中

4、：L1聲強(qiáng)級，dB； I聲強(qiáng)，W/m2； I0基準(zhǔn)聲強(qiáng)， 10-12W/m2； 聲壓級和聲強(qiáng)級都是描述空間某處聲音強(qiáng)弱的物理量,13,3、聲功率和聲功率級 聲功率：聲源在單位時間通過某一面積的聲能 同理，以10-12W為基準(zhǔn)，則聲功率級可定義為 式中：Lw聲功率級，dB； W聲功率，W； W0基準(zhǔn)聲功率， 10-12W；,14,（二）環(huán)境噪聲評價量 1、A聲級 根據(jù)聽覺特點，在聲學(xué)測量儀器中，設(shè)置有“A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)”。A網(wǎng)絡(luò)測得的噪聲值較接近人耳的感覺，其測得值單位稱為A聲級（LA）。 A聲級能較好的反映出人們對噪聲吵鬧的主觀感覺。,15,2、等效連續(xù)A聲級 在聲場內(nèi)的一定點位上，將某一段時間內(nèi)連

5、續(xù)暴露的不同A聲級變化，用能量平均的方法以A聲級表示該段時間內(nèi)的噪聲大小。這個聲級稱為等效連續(xù)A聲級，單位，dB。 在評價非穩(wěn)態(tài)噪聲能量的大小時，等效連續(xù)A聲級尤為必要。,16,等效連續(xù)A聲級的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 式中：LAeq,T在T短時間內(nèi)的等效連續(xù)A聲 級，dB； LpAt時刻的瞬時A聲級，dB； T連續(xù)取樣的總時間，min；,17,關(guān)于噪聲的測量方法則應(yīng)根據(jù)噪聲的實際情況而定。如果一日之內(nèi)的聲級變化較大，而每天有相同的規(guī)律，則選擇具有代表性的一天測量其等效連續(xù)A聲級即可。若噪聲級不但在日內(nèi)變化，而且日間變化也很大，但有明顯的周期規(guī)律，此時可選擇具有代表性的一個周期測量其等效連續(xù)A聲級。,1

6、8,由于噪聲測量，實際上是采取等間隔取樣的，所以等效連續(xù)A聲級又可按以下公式計算： 式中：Li第i次讀取的A聲級，dB； N取樣總數(shù)。,19,3、晝夜等效聲級 晝夜等效聲級是考慮了噪聲在夜間對人影響更為嚴(yán)重，將夜間噪聲進(jìn)行增加10dB加權(quán)處理后，用能量平均的方法得出24h的A聲級的平均值（Ldn），單位dB。,20,計算公式為 式中：Ld晝間Td個小時的等效聲級； Ln夜間Tn個小時的等效聲級；,21,4、統(tǒng)計噪聲級 統(tǒng)計噪聲聲級：某點噪聲級有較大波動時，用于描述該點噪聲隨時間變化狀況的統(tǒng)計物理量，一般用L10、L50、L90表示。 L10表示在取樣時間內(nèi)10%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲平

7、均峰值；,22,L50表示在取樣時間內(nèi)50%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲平均中值； L90表示在取樣時間內(nèi)90%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲平均底值；,23,5、噪聲沖擊指數(shù) 在城市區(qū)域環(huán)境噪聲評價中，噪聲沖擊指數(shù)不僅考慮到噪聲對個人的影響，并對評價區(qū)域中的人口數(shù)加以計權(quán)，這對不同區(qū)域的噪聲影響比較很有意義。,24,噪聲沖擊指數(shù)計算公式如下： 式中：Pi受全年晝夜等效聲級（Ldn）影響 的人口數(shù)； Wi在某晝夜等效聲級（Ldn）范圍 內(nèi)的干擾因子,25,26,一、噪聲控制基本原理與原則,第二節(jié) 噪聲污染控制概述,在聲源處抑制噪聲 在聲傳播途徑中控制：隔聲、吸聲、消聲、阻尼減振等 接收器的保

8、護(hù),27,二、噪聲控制的一般原則 科學(xué)性、 技術(shù)的先進(jìn)性（不能影響原有設(shè)備的技術(shù)性能）、 經(jīng)濟(jì)性、,28,三、噪聲控制的基本程序,噪聲源測量和分析,傳播途徑調(diào)查和分析,受影響區(qū)域調(diào)查,降噪量確定,制定控制方案,設(shè)計施工,工程評價,總降噪量，聲源、途徑降噪量,聲源分布,頻率特性,時間特性,聲質(zhì)量評價，經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性評價,聲源控制、途徑控制,危害狀況、本底噪聲、允許標(biāo)準(zhǔn),傳播途徑有空氣聲、固體聲,29,四、聲學(xué)環(huán)境綜合整治對策,30,（一）噪聲標(biāo)準(zhǔn)和立法 1、噪聲標(biāo)準(zhǔn),31,32,2、噪聲立法 中華人民共和國噪聲污染防治法于1996年頒布，對工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工、交通運輸和社會生活 等引起的噪聲污染

9、防治作出了規(guī)定。,33,（二）城市建設(shè)的合理規(guī)劃與噪聲功能區(qū)劃分 合理的城市建設(shè)規(guī)劃，對未來的城市噪聲控制具有非常重要的意義。城市建設(shè)規(guī)劃可從城市人口控制、土地的合理利用、功能區(qū)域劃分和道路設(shè)施以及建筑物的布局等方面來考慮。,34,（一）城市人口的控制 控制城市人口是十分重要的。美國環(huán)保局發(fā)布的資料顯示，城市噪聲與人口密度之間有如下關(guān)系： 式中：Ldn晝夜等效聲級，dB； 人口密度，人/km2； 由上式可以看出，城市噪聲是隨人口密度的增加而增大的。因此，嚴(yán)格控制城市人口密度的增長對減少城市噪聲效果很明顯。,35,（二）合理使用土地與噪聲功能區(qū)域劃分 1、合理使用土地 合理使用土地是城市建設(shè)規(guī)劃

10、中減少噪聲對人的干擾的有效方法，根據(jù)不同的使用目的和建筑物的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，選擇建筑場所和位置，從而決定建立學(xué)校、住宅區(qū)和工廠區(qū)的合適建址，在進(jìn)行建筑施工前，首先應(yīng)進(jìn)行噪聲環(huán)境評價。,36,在城市總體規(guī)劃中，工業(yè)區(qū)應(yīng)遠(yuǎn)離居住區(qū)。有噪聲干擾的工業(yè)區(qū)需用防護(hù)地帶與居住區(qū)分開，布置時還要考慮主導(dǎo)風(fēng)向?，F(xiàn)有居住區(qū)內(nèi)的高噪聲級的工廠應(yīng)遷出居住區(qū)，或改變生產(chǎn)性質(zhì)，采用低噪聲工藝或經(jīng)過降噪處理來保證臨近住房的安靜，等效聲級低于55dB及無其他污染的工廠宜布置在居住區(qū)內(nèi)靠近道路處。,37,2、噪聲功能區(qū)域劃分,38,39,三、噪聲達(dá)標(biāo)區(qū)建設(shè),40,41,四、道路兩側(cè)的噪聲控制,（1）居住區(qū)中道路網(wǎng)的規(guī)劃：居住區(qū)道路

11、網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中，應(yīng)對道路的功能與性質(zhì)進(jìn)行明確的分類、分級。主要承擔(dān)城市對外交通和貨運交通的交通性道路，可規(guī)劃成環(huán)形道等形式從城市邊緣或城市中區(qū)邊緣繞過。在擬定道路系統(tǒng)、選擇線路時，應(yīng)兼顧防噪因素，盡量利用地形設(shè)置成路塹式或利用土堤等來隔離噪聲。,42,生活性道路只允許通行公共交通車輛、輕型車輛和少量為生活服務(wù)的貨運車輛。必要時可對貨運車輛的通行進(jìn)行限制、嚴(yán)禁拖拉機(jī)行駛。在生活性道路兩側(cè)可布置公共建筑或居住建筑，但必須仔細(xì)考慮防噪布局。并可利用商店等公共場所做臨街建筑，隔離噪聲。,43,（2）采用低噪聲車輛 （3）道路兩側(cè)建筑合理布局 道路兩側(cè)建筑物布局方法，應(yīng)考慮到使噪聲的影響降至最小，例如利用

12、地形或隔聲屏障，使噪聲不斷降低。,44,45,46,（4）臨街建筑的隔聲 臨街建筑的隔聲，一般采用雙層窗，窗縫用橡膠條密閉，這樣能使室內(nèi)噪聲降低20dB。 建筑物臨街一側(cè)，用玻璃窗閉陽臺、走廊，是目前居民通常所能接受的方法。,47,（5）聲屏障及綠化帶隔離降噪 聲屏障應(yīng)用的原理同光照射一樣，當(dāng)聲波遇到一個阻擋的障板時，會發(fā)生反射，并從屏障上端繞射，于是在屏障另一面就行成了一定范圍的聲影區(qū)，聲影區(qū)的噪聲相對小些，可以達(dá)到利用屏障降噪的目的。,48,聲屏障的使用在日本、法國等國家較多。在我國廣深鐵路、貴黃高速公路通過居文教區(qū)也使用了聲屏障。目前在城市高架路和穿過城市的鐵路也在考慮應(yīng)用。,49,城市

13、綠化不僅美化環(huán)境，凈化空氣，同時在一定條件下，對減少噪聲污染也是一項不可忽視的措施。但，要靠一兩排樹木來降低噪聲，其效果是不明顯的，但如果能種上幾排樹木，開辟一些草地，增大道路與住宅之間的距離，則不但能增加噪聲衰減量，而且能美化環(huán)境。另外，有關(guān)研究表明，綠化帶的存在，對降低人們對噪聲的主觀煩惱度，有一定的積極作用。,50,第三節(jié) 噪聲污染控制技術(shù),控制噪聲最根本的方法就是從聲源控制，即用無聲的或低噪聲的工藝和設(shè)備代替高噪聲的工藝和設(shè)備。 但在許多情況下，由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)方面的原因，直接從聲源上治理噪聲是很困難的。這就需要在噪聲傳播途徑上采取吸聲、消聲、隔聲、隔振、阻尼等幾種常用的噪聲控制技術(shù)。,

14、51,一、吸聲 由于室內(nèi)聲源發(fā)出的聲波被墻面、頂棚、地面及其他物體表面多次反射，使得室內(nèi)聲源的噪聲級比同樣聲源在露天的噪聲級高。如果用吸聲材料裝飾在房間的內(nèi)表面，或在室內(nèi)懸掛空間吸聲體，房間內(nèi)的噪聲級就會降低，這種控制噪聲的方法就叫吸聲。,52,吸聲材料用的是一些多孔、透氣的材料，如玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料、毛氈、吸聲磚、甘蔗板等。吸聲材料之所以能吸聲，是由于聲波進(jìn)入多孔材料后，是一部分聲能由于小孔中的摩擦和粘滯阻力轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收掉。 吸聲材料對于高頻噪聲有很好的效果，對于低頻噪聲，效果不是很好。,53,對于低頻噪聲，一般采用共振吸聲的方法加以控制。 在室內(nèi)聲源所發(fā)出的聲波的激勵下，房間壁

15、、頂、地面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及房間中的其它物體都將發(fā)生振動。振動著的結(jié)構(gòu)或物體由于自身的內(nèi)摩擦和與空氣的摩擦，要把一部分轉(zhuǎn)化自聲能的振動能量轉(zhuǎn)變成熱能而消耗掉。,54,當(dāng)結(jié)構(gòu)或物體的震動最強(qiáng)烈、振幅和振動速率達(dá)到最大時，也即聲波和它們發(fā)生共振時，聲能量的損耗最多。,55,二、消聲 消聲器是一種既能允許氣流順利通過，又能有效地阻止或減弱聲能向外傳播的裝置。 1、阻性消聲器 阻性消聲器是利用吸聲材料消聲的。把吸聲材料固定在氣流流動的管道內(nèi)壁，或者把它按一定方式在管道內(nèi)排列組合，就構(gòu)成阻性消聲器。,56,當(dāng)聲波進(jìn)入阻性消聲器，一部分聲能被吸聲材料吸收，就起到消聲作用。材料的消聲性能類似于電路中的電阻損耗電

16、功率，故而得名。,57,58,2、抗性消聲器 抗性消聲器靠管道截面的突變或旁接共振腔等在聲傳播過程中引起阻抗的改變而產(chǎn)生聲能的反射、干涉，從而降低由消聲器向外輻射的聲能，達(dá)到消聲目的。,59,60,3、阻抗復(fù)合消聲器 阻抗復(fù)合消聲器既有吸聲材料又有共振腔、擴(kuò)張室一類濾波元件的消聲器。這種消聲器消聲量大，消聲頻率范圍廣，因此得到廣泛應(yīng)用。,61,三、隔聲,聲波在空氣中傳播時，使聲能在傳播途徑中受到阻擋而不能直接通過的措施，稱為隔聲。典型的隔聲措施有隔聲罩、隔聲間、隔聲屏等。,62,隔聲罩是噪聲控制設(shè)計中常被應(yīng)用的設(shè)備，例如空壓機(jī)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)等高噪聲源，如果其體積小，形狀比較規(guī)則或者雖然體積較大

17、，但空間及工作條件允許，可以用隔聲罩將聲源封閉在罩內(nèi)，以減少向周圍的聲輻射。 隔聲罩由隔聲材料、阻尼涂料和吸聲層組成。隔聲材料用13mm的鋼板，可以用較硬的木板。鋼板上要涂一定厚度的阻尼層，防治鋼板產(chǎn)生共振。吸聲層可用玻璃或泡沫塑料。,63,由隔聲構(gòu)件組成的具有良好隔聲性能的房間統(tǒng)稱為隔聲間或隔聲室。 隔聲室要采取隔聲結(jié)構(gòu)，并強(qiáng)調(diào)密封。此外，室內(nèi)還要采取吸聲處理，為了換氣還有必要加設(shè)通風(fēng)設(shè)備，并在通風(fēng)的進(jìn)出管道上加裝消聲器。,64,隔聲屏主要用在大車間或露天場合下，隔離聲源與人集中的地方。如在居民稠密的公路、鐵路兩側(cè)設(shè)置隔聲堤、隔聲墻等。,65,四、隔振與阻尼,為了減少機(jī)器振動通過基礎(chǔ)傳給其他建筑物，通常的辦法是防治機(jī)械基礎(chǔ)與其它構(gòu)件的剛性連接，這種方法就叫基礎(chǔ)隔振。主要措施有三種：,66,1、在機(jī)器基礎(chǔ)與其他結(jié)構(gòu)之間鋪設(shè)具有一定彈性的軟材料，如橡膠板、軟木、毛氈、纖維板等。當(dāng)振動由基礎(chǔ)傳至隔振墊層時，這些柔韌材料中的分子或纖維之間產(chǎn)生摩擦，而將部分振動能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉。因而降低了振動的傳遞，起到隔振的作用。 選