噪声控制工程习题解答

环境噪声控制工程（第一版）
（32学时）
习题解答
环境学院环境工程系
主讲教师：高永华
二 一 年十月
第二篇 《噪声污染控制工程》部分
第二章 习 题
3．频率为500Hz 的声波，在空气中、水中和钢中的波长分别为多少？ (已知空气中的声速是340 m/s ，水中是1483 m/s ，钢中是6100 m/s) 解：由 C = λf （见p8, 式2-2） λ空气= C 空气/f= 340/500 = 0.68 m λ水= C 水/f = 1483/500 = 2.966 m λ钢= C 钢/f = 6100/500 = 12.2 m
6．在空气中离点声源2m 距离处测得声压p=0.6Pa ，求此处的声强I 、声能密度D 和声源的声功率W 各是多少？
解：由 c p I e 02/ρ=（p14, 式2-18）
= 0.62/415 （取20℃空气的ρc=415 Pa·s/m, 见p23）
= 8.67×10-4 W/m 2
202/c p D e ρ=（p14, 式2-17）
= 0.62/415×340 （取20℃空气的ρc=415 Pa·s/m, c=340 m/s, 见p23）
= 2.55×10-6 J/m 3
对点声源，以球面波处理，则在离点声源2m 处波阵面面积为S=4πr 2=50.3 m 2, 则声源的声功率为: W=IS （p14, 式2-19） =8.67×10-4 W/m 2 × 50.3 m 2 =4.36×10-2 W
11．三个声音各自在空间某点的声压级为70 dB 、75 dB 和65 dB ，求该点的总声压级。

解：三个声音互不相干，由n 个声源级的叠加计算公式：
= 10×lg (100.1Lp1 + 100.1Lp2 +100.1Lp3) = 10×lg (100.1×70 +100.1×75 +100.1×65) = 10×lg (107 +107.5 +106.5) = 10×lg [106.5×(3.16+10+1)]
= 65 + 11.5
= 76.5 dB
该点的总声压级为76.5 dB。

12．在车间内测量某机器的噪声，在机器运转时测得声压级为87dB，该机器停止运转时的背景噪声为79dB，求被测机器的噪声级。

解：已知：总声压级Lp T = 87dB, 背景声压级为Lp B = 79dB，由级的相减计算公式，被测机器的声压级为：
= 10×lg (100.1×87 -100.1×79)
= 10×lg (108.7 -107.9)
= 10×lg [107.9×(6.31-1)]
= 79 + 7.25
= 86.25 dB
被测机器的噪声级为86.25 dB。

13．在半自由声场空间中，离点声源2m处测得声压级的平均值为85dB。

（1）求其声功率级和声功率；（2）求距声源10 m远处的声压级。

解：（1）求声功率级和声功率
由球面半自由空间声压级与声功率级的关系式：
得到L W=L p+20lgr+8=85+20lg2+8=99 dB
由式：
得W=100.1Lw×W0
=100.1×99×10-12
=10-2.1
=7.9×10-3 W
()
（2）距声源10 m远处的声压级
L p=L w-20lgr-8=99-20lg10-8
=71 dB
由此可见，在自由声场中，声音随距离的衰减是很明显的。

第三章 习 题
2．某发电机房工人一个工作日暴露于A 声级92dB 噪声中4h ，98dB 噪声中24min ，其余时间均暴露在75dB 的环境中。

计算该工人一个工作日所受噪声的等效连续A 声级。

解：
各噪声级暴露段的累计时间为（75dB 可不予考虑，即使考虑进去也没影响）：
98dB 0.4h 24min 92dB 4h 240min 75dB 3.6h 216min 则：该车间的等效连续A 声级为
480
10
lg
10802
1
∑⋅+=-n
n
n eq T L （dB ）
(
)()[]
480
240
102410lg
10802/132
/15⨯+⨯+=--eq
L
480
2400
2400lg
1080++=eq L
L eq =80+10=90 dB (刚好未超标)
若用噪声暴露率D 评价量：
4.14
414.0=+==∑
i
i i T C D >1，超标。

3．为考核某车间内8h 的等效A 声级，8h 中按等时间间隔测量车间内噪声的A 计权声级，共测得96个数据。

经统计，A 声级在85dB 段（包括83-87dB ）的共12次，在90dB 段（包括88-92dB ）的共12次，在95dB 段（包括93-97dB ）的共48次，在100dB 段（包括98-102dB ）的共24次。

求该车间的等效连续A 声级。

解：由题知，每个数据的测定时间间隔为（8×60）/96=5min 。

测得各噪声级段的累计时间为：
85dB 12次 60min 1h 90dB 12次 60min 1h 95dB 48次 240min 4h 100dB 24次 120min 2h 则：该车间的等效连续A 声级为
480
10
lg
10802
1∑⋅+=-n
n
n eq T L （dB ）
(
)()()()[]
480
120
102401060106010lg
10802/152/142/132
/12⨯+⨯+⨯+⨯+=----eq
L
480
12000
7590600190lg 1080++++=eq L
L eq =80+16.3=96.3 dB (超标)
若用噪声暴露率D 评价量：
25.41
2
248181=+++==∑
i
i i T C D >1，也超标。

4．某一工作人员暴露于工作环境噪声93dB 计3h ，90dB 计4h ，85dB 计1h ，试求其噪声暴露率，是否符合现有工厂企业噪声卫生标准？
解：由表3-12可知，本题中，93dB 允许暴露时间为4h ，90dB 允许暴露时间为8h ，85dB 计1h 可以不考虑。

噪声暴露率D ：
25.18
4
43=+==∑
i
i i T C D >1，超标。

该工作环境8h 的等效连续A 声级为：
480
10
lg
10802
1∑⋅+=-n
n
n eq T L （dB ）
(
)()()[]
480
60
102401018010lg
10802/122/132
/14⨯+⨯+⨯+=---eq
L
480
190
24005692lg
1080+++=eq L
L eq =80+12.4=92.4 dB (超标)
7．甲地区白天的等效A 声级为64dB ，夜间为45dB ，乙地区白天的等效A 声级为60dB ，夜间为50dB ，试问哪一地区的环境对人们的影响更大？ 解：本题应通过计算昼夜等效连续A 声级来进行比较。

()⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡⨯+⨯=+⨯⨯10451.0641.0dn 10831085lg 10L 甲
[]dB
3.625.1185851569928lg 1031622883251188685lg 10=+=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⨯+⨯=
()⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡⨯+⨯=+⨯⨯10501.0601.0dn 10831085lg 10L 乙
dB
6010831085lg 1066=⎥
⎦⎤
⎢⎣⎡⨯+⨯=
由此可见，乙地区的环境对人们的影响更大。

8．某噪声的倍频程声压级如下表所示，试求该噪声的A 计权声级及其NR 指数。

解：本题中需求噪声评价指数NR 。

1）求L A
由p43页表3-1查出各倍频所对应的A 计权修正值，列表如下：
总的A 计权声级（式2-42b ）：
⎪⎭
⎫
⎝⎛=∑=n i L P i p T
L 11.010lg 10
若未忽略78dB 以下的声级：
()
9
.741.0791.02.841.0801.08.781.04.711.09.531.08.331.01010101010101010lg 10⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+++++++=T P L ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+++++++=30902954794328232630267991075857757138038422454712399lg 108T P L
dB L T P 5.87562341325lg 10==
若忽略78dB 以下的声级，则：
dB
L T P 1.87518317379lg 10794328232630267991075857757lg 108==⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+++=
可见相差很小。

2）求噪声评价指数NR
a) 将测得的各频带声压级与p49页图3-5中的噪声评价指数（NR ）曲线比较，得到各倍频带的NR 值（列于下表）；
b) 找出其中的最大NR 值NR m (取整数)；
c) 将最大值NR m 加1得到所求环境的NR 值，即：NR m =NR+1 由p43页表3-1查出各倍频所对应的A 计权修正值，列表如下：
NR 值亦可通过公式计算：L pi =a+bNR i (3-11)
第四章 习 题
l ．试述声级计的构造、工作原理及使用方法。

声级计由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器和指示器等组成（图4—1）。

首先由电容传声器将声波的振动能转换成电信号，再通过两级衰减和放大，并通过计权网络电路的修正，最后将符合人耳对噪声感觉特征的噪声功率级通过显示设备输
出，或通过模数转换（A/D ）电路，以数字信号形式显示。

使用时，首先应对仪器进行校准。

若是用于测量单个频率的噪声级，将转换开关打在线性（L ）档；若是测量A 声级，则将转换开关位置放在计权（A ）声级档。

3．测量置于刚性地面上某机器的声功率级时，测点取在半球面上，球面半径为4m ，若将半球面分成面积相等的8个面元，测得各个面元上的A 声级为：
求该机器的声功率级。

解：此题中所给的条件符合消声室法测量声功率级的要求。

由声压级与声功率级的关系式（4-4），可求得声功率级，方法如下：
包洛面总面积：
S 0 = 4πr 2/2 = 4π×42/2 = 100 m 2
平均声压级：
dB
Lp Lp Lp 3.7643024396lg 10]
1010101010101010[8
1
lg 100.78.78.70.88.67.73.75.7==++++++++⨯= 则该机器的声功率级为L W = L p + 10lgS 0 = 76.3 + 10×2 = 96.3 dB
5．在铁路旁某处测得：当货车经过时，在2.5 min 内的平均声压级为72dB ；客车通过时在1.5 min 内的平均声压级为68 dB ；无车通过时的环境噪声约为60 dB ；该处白天12h 内共有65列火车通过，其中货车45列、客车20列，计算该地点白天的等效连续声级。

解：因为交通噪声的声级起伏一般能很好的符合正态分布，这时等效声级可用式(3-10)累计百分声级近似计算，即：
由上表可知，声级起伏基本符合正态分布。

此例中，已知背景噪声L90=60 dB，可将货车通过时的声级近视看成峰值噪声L10=72 dB，只有中值噪声L50未知。

用加权平均法计算L50：
L50×720=72×112.5+68×30+60×577.5
得L50 = 62.2 dB
则该地点白天的等效连续声级为：
L eq = 62.2 + (72-60)2/60
= 64.6 dB
第五章习题
1．简述环境噪声影响评价工作的基本内容。

环境噪声影响评价是环境影响评价工作中的重要内容。

根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国环境噪声污染防治法》及《建设项日环境保护管理办法》确定评价工作的基本程序如下：
其评价内容包括以下几个部分：
1) 根据项目的规模和建成前后环境噪声的变化情况，确定噪声环境影响评价工作等级。

2) 按相应评价等级的要求开展评价工作，编制噪声环境影响评价大纲。

3) 进行现场调查和现场监测，计算噪声评价量，确定项目噪声评价范围。

4) 进行噪声预测和相关资料的获取。

5) 提出可行的噪声防治措施与控制技术，以及噪声污染管理、噪声监测计划建议。

6) 编制环境影响报告书中噪声污染影响评价专题，最后给出噪声环境影响评价结论或小结。

3．简述编写环境噪声影响专题报告应包括哪些内容？
应包括下列内容：
①总论。

⑦工程概述。

③环境噪声现状调查与评价。

④噪声环境影响预测和评价。

⑤噪声防治措施与控制技术。

⑥噪声污染管理、噪声监测计划建议。

⑦噪声环境影响评价结论或小结。

4．点产源与线声源的声传播规律如何，写出其表达式。

举例说明在环境噪声预测中，哪些噪声源在什么条件下可视为点声源或线声源?
点声源产生球面声波的波振面，沿半径方向作同振幅、同相位的振动，在离球心r 处的声压波振方程可表示为：
一般公路噪声和铁路噪声都可以看成线声源，线声源声波是沿着线声源为轴线向外扩散的柱状声波，在距离r0处线声源对P点的声压平主可表示为：
当声波波长比声源尺寸大得多或是预测点离开声源的距离比声源本身尺寸大得多时，声源可当作点声源处理，等效点声源在声源本身的中心。

在环境噪声预测中，各种机械设备、单辆汽车、单架飞机均可化为点声源。

当许多点声源连续分布在一条直线上，可认为该声源是线状声源。

一般在噪声预测中，公路上的汽车、铁路列车均可作为线状声源处理。

第六章噪声控制技术概述习题
1．试述噪声控制的一般原则和基本程序。

噪声控制针对声源、传播途径和接收器三环节，可分别采取以下措施：
(1) 在声源处抑制噪声：降低激发力，改造工艺过程等；
(2) 在声传播途径中的控制：这是噪声控制中的普遍技术，包括隔声、吸声、
消声、阻尼减振等措施。

(3) 接收器的保护措施：人--可佩带耳塞、耳罩、有源消声头盔等；精密仪器设备--可将其安置在隔声间内或隔振台上。

噪声控制应坚持科学性、先进性和经济性的原则。

(1)科学性原则：分析发声机理和声源特性，包括空气动力性噪声、机械噪声或电磁噪声；还是高频噪声或中低频噪声。

然后确定针对性的相应措施。

(2)先进性原则：控制设计应建立在有可能实施的基础上，并且控制技术不能影响原有设备的技术性能或工艺要求。

(3)经济性原则：经济上的合理性也是设计追求的目标之一。

控制目标为达到允许的标准值，但国家制订标准有其阶段性，必须考虑当时在经济上的承受能力。

2．按发声的机理划分，噪声源分几类？比较机械噪声源和空气动力性噪声源的异同。

噪声源按发声机理可分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁噪声。

机械噪声是由于机械设备运转时，部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力，使机械部件和壳体产生振动而辐射噪声。

机械噪声的特性是指声级大小、频率特性和时间特性等，齿轮变速箱、织布机、球磨机、车床等发出的噪声都是典型的机械噪声。

机械控制方法：提高机器制造的精度，改善机器的传动系统，减少部件间的撞击和摩擦，校准调整好平衡，适当提高机壳的阻尼等等，这些都是从声源上降低噪声的办法。

空气动力性噪声是由于气体流动过程中的相互作用，或气流和固体介质之间的相互作用而产生的噪声。

气流噪声的特性为，它与气流的压力、流速等因素有关。

常见的气流噪声有风机噪声、喷气发动机噪声、高压锅炉放气排空噪声和内燃机排气噪声等。

空气动力性噪声控制方法：降低流速，减少管道内和管道口产生扰动气流的障碍物，适当增加导流片，减小气流出口处的速度梯度。

调整风扇叶片的角度和形状，改进管道连接处的密封性等等。

4．某城市交通干道侧的第一排建筑物距道路边沿20 m，夜间测得建筑物前交通噪声62dB(1000 Hz)，若在建筑物和道路间种植20 m宽的厚草地和灌木丛，建筑物前的噪声为多少？欲使达标，绿地需多宽?
解：根据式6-2，20 m宽的厚草地和灌木丛的噪声衰减量为：
= （0.18×lg1000 – 0.31）× 20
= 4.6 dB
在建筑物和道路间种殖20 m宽的厚草地和灌木丛后的噪声为：
62 – 4.6 = 57.4 dB (未达标)
由p58表3-8可知，根据GB12348-90中的标准规定，交通干线道路两侧四类标准区的夜间标准允许值为55dB 。

因此，要使建筑物前的噪声达标，所需的绿地宽度为：
m r 4.3031
.01000lg 18.05562=-⨯-= 要使建筑物前的噪声达标，所需的绿地宽度至少为30m 。