第六章 噪声环境影响预测与评价

分贝的减法
• 若已知两个声源在某点产生的总声压级LpT及 其中一个声源在该点产生的声压级Lp1，则另 一声源在该点产生的声压级Lp2为：
Lp 2 10lg[10
0.1L pT
10
0.1L p1
] ]
LpT 10lg[1 10
0.1( LPT L p1 )
例：为测定某车间中一台机器得噪声大小，从 声级计上测得声级为104dB，当机器停止工作， 测得背景噪声为100 dB，求该机器噪声得实际 大小。 解：由题可知104dB是指机器噪声和背景噪声 之和LPT，而背景噪声LP1为100dB。由LPT－LP1 ＝4dB，从表知道，△Lp＝－2.2dB，因此机器 噪声为104－2.2＝101.8。
70
60 50 40 30 20 10
可听
0.000020
0
3.分贝的运算
由声压级、声强级、声功率级的定义式可知，级的分贝数的 运算不能按算术法则进行，而应按对数运算的法则进行。 几个不同的噪声源同时作用在声场中同一点上，这点的总声 压级如何计算呢？从声压级的定义出发，则有
L pT
L pT
pT pi pT i 1 20 lg 10 lg 10 lg 10 lg 2 p p p0 p0 i 1 0 0
L j — — 夜 间8小 时 第 j小 时 的 等 效 声 级
（3）统计噪声级
某测点在规定的测量时间 T 内，有 N％时间的声 级超过某一声级值 LA时，这个声级值LA 称做累 积百分声级LN ，单位为dB (A)。 常用的累积百 分声级有L10、L50、L90。 L10：表示监测时间内10%的时间都超过的噪声 级，相当于噪声平均峰值。 L50：表示监测时间内50%的时间都超过的噪声 级，相当于噪声的平均值。
环境噪声影响预测及评价
6.1 环境噪声基础 6.1.1 声音的产生和基本概念 6.1.2 环境噪声 6.1.3 环境噪声评价量及其计算 6.2 环境噪声预测模型 6.2.1 噪声衰减计算公式 6.2.2 噪声传播距离衰减 6.2.3 空气吸收衰减 6.2.4 声屏障引起的衰减 6.2.5 附加衰减 6.4 噪声环境影响评价 6.3.1 噪声评价工作程序和等级 6.3.2 噪声环境影响报告内容
W I s
pT
1 T
T

0
p 2 (t )d t
2.声压级、声强级与声功率级
• 当声频为1000Hz时，人耳可听声压范围为2×105~20Pa，其中， 2×10-5Pa称为听阈，20Pa称为痛 阈。
• 正常人耳从听阈到痛阈，声压的绝对值之比为1： 106。因此用声压表示声音的强弱很不方便。
• 为了简明，每一个倍频程用其中心频率fc来表 示:
fc
f上 f下
6.噪声的主观评价
(1) 响度级
不同频率的声音，即使声压级相同，人耳感觉的响亮程度 不同，如同样60dB， 100Hz 和1000Hz的两种声音， 1000Hz的声音人耳听起来响一些，而要100Hz的声音 听起来与1000Hz，60dB的声音一样响，声压级要达到 67dB。 以1000Hz 的纯音作标准，使其和某个声音听起来一样响， 那么此1000Hz纯音的声压级就定义为该声音的响度级。 记作LN，单位为方(Phone)。
• 单位时间内空气分子发生的疏－密变化周期称为频率， 用f 表示。每秒钟疏－密变化一次称1赫兹（Hz）。 • 声波中相邻的两个压缩层（或稀疏层）之间的距离称 为波长，以希腊字母λ表示。
• 声波通过一个波长的距离所用的时间称为周期， 一般用T表示。 • 振动在媒质中的传播速度叫声速，一般用C表 示。在任何一种介质中，声速大小只取决于介 质的弹性和密度，而与声源无关。在不同的介 质中，声速是不同的，如在钢板中声速为 5000m/s，水中约1500m/s。
LeqT
1 10 lg T

T
LA ( t )
0
10
10
dt
式中，T —规定的测量时间； LA(t) —某时刻t的瞬时A 声级，dB(A)； LeqT —规定测量时间 T 内的等效 A声级
• 由于A声级的测量实际是采取间隔取 样的，所以等效连续A声级又可表示 为：
LeqT
• 被度量量与基准量取对数，所得值成为被度量 量的“级”；它表示被度量量比基准量高出多 少“级”。
• 人耳对声音大小的感觉，近似地与声压、声强 呈对数关系，所以通常用对数值来度量声音， 分别称为声压级与声强级。
声压级 声强级
p L p 20 lg p0
(dB)
I LI 10 lg I0
(dB)
本章重点和难点
• 重点：噪声基本评价量和噪声的预测模型
• 难点：A声级和等效A声级、A声级和声压级的转换计算
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6.1 环境噪声基础
6.1.1声音的产生和基本概念
– 1. 振动和声源 – 2. 振动的传播 – 3. 描述声波的基本物理量与概念
• 物体振动引起周围媒质的质点位移，媒质密度产生着 疏密变化，这种变化的传播就是声波。 • 声波通过媒质时引起媒质压强的变化，变化的压强称 为声压。
n
2
pi2
n
2
n L pi 10 lg 10 10 i 1
(dB)
当两个不同的噪声源同时作用在声场中同一点上，如果两个 声源单独作用产生的声压级分别为Lp1 和Lp2，且Lp1≥Lp2； 为计算方便，列出（表5-1）Lp1-Lp2差值相对应的增值ΔL， 这点的总声压级LpT为
声压（Pa） 声压级（dB）
200 63 20 6.3 0.63 0.20 140 130 120 110 90 80
城市噪声，街道上
普通说话 电风扇，微电机附近 安静房间 轻声耳语 树叶飘动声 农村静夜
0.063
0.020 0.0063 0.0020 0.00063 0.00020 0.000063
110
倍频程声压级( d B )
100 90 80 70 60 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 频率 ( H z )
(2)倍频程
• 在实际的频谱分析中，声频范围分为几个段 落，具有一定频率范围的段落称做频带或频 程。 • 频程的划分方法有恒定带宽，恒定相对带宽 的划分方法，即保持频带的上、下限之比为 一常数。为此，将声频范围划分为这样的频 带：使每一频带的上限频率比下限频率高一 倍，即频率之比为2，这样划分的每一个频 程称1倍频程，简称倍频程。
线声源是指声源呈线性。如呈线性排列的水泵、矿山和选煤场 的输送系统、繁忙的交通线等，其噪声是以近似线装的形式向 外传播的，所以此类声源在近距离范围内总体上可以视作为线 声源。
面声源是指体积较大的设备或地域性的噪声发生体，这种声源 发出的噪声往往是从一个面或几个面均匀地向外辐射，在近距 离范围内，实际上是按面声源的传播规律向外传播。
声波的波长λ 、频率 f 或周期 T、声速 C 之间存在以下关系： C=λ f（m/s） 或 (f = 1/T) C =λ /T（m/s）
6.1.2 环境噪声：人们不需要的可听声。
产生噪声的声源称为噪声源，噪声源有以下几种分类方法： （1）按噪声产生的机理，可以分为机械噪声、空气动力噪声 和电磁噪声三大类。 （2）按照噪声随时间的变化关系，可以分为稳态噪声和非稳 态噪声两大类。 （3）按照与人们日常活动的关系，可以分为工业生产噪声、 建筑施工噪声、交通噪声、生活噪声、 其它噪声等。
解：洗衣机单独工作时声压级为： L1＝20lg0.02/（2×10－5）＝20×3＝60dB 电冰箱声压级L2＝54dB L1- L2＝6dB，所以△L＝1dB
则两者同时工作时L＝60＋1＝61dB
例： 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＝89＋1.8＝90.8dB ； （3）90.8与84合成：90.8＋0.84＝91.64dB； （4）91.64与82合成：91.64＋0.46＝92.1dB （5）由于92.1－78＝14.1dB，因而78、70dB两个 声源可忽略不计。则总声压级为92.1dB。
分贝平均值
• 某一地点的环境噪声为非稳态噪声，则该点 噪声平均值为：
n 1 n 0.1L pi 0.1L L p 10lg[ 10 ] 10lg[10 pi ] 10lg n n i 1 i 1
声压级相同的声音叠加
LpT 10lg n Lp1
4.频谱图及倍频程
(1)频谱图 声源发出的声音大多是由 许多不同强度，不同频率 的声音复合而成，不同频 率(或频段)的成分的声波 具有不同的能量，这种频 率成分与能量分布的关系 称为声的频谱。
• Lp对应声压p的声压级，dB; • P0为基准声压，等于2*10-5 N/m2。，它是1000Hz的 听阈声音; • I0为基准声强，等于1*10-12 W/m2。
某些环境下的声压和声压级 环境
锅炉排气放空，距喷口1米 铆钉枪，大型罗茨风机 汽车喇叭，距人1米，大型球磨机 柴油机 离心风扇 公共汽车上
A声级适于评价一个连续的稳态噪声。但如果在某一受点观测 到得A声级是随时间变化的，例如，交通噪声随车流量和种类 变化，在很多情况下，环境噪声往往是起伏的，在这种情况下， 用某一瞬时的A声级去评价一段时间内的A 声级是不确切的。 因此，提出了等效A 声级的评价量。 声场中某点在一段时间内A计权能量的平均值即该点在这段时 间的等效A声级。表达式为
L pT L p1 L
(dB)
表5-1 两个声源Lp1 -Lp2差值与增值ΔL的对应关系
Lp1 -Lp2 0 1 2 3 4 5
ΔL 3 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2
Lp1 -Lp2 6 7 8 9 10 11
ΔL 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3
例 室内洗衣机工作时，测得噪声声压p=0.02Pa； 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。
工业噪声调查表明，电子工业和一般轻工业产生的噪声为 90dB，纺织工业的噪声为90～106dB，机械工业的噪声为80～ 120dB，大型鼓风机、凿岩机等产生的噪声都在120dB以上。
※※※
(4)在环境噪声影响评价中，噪声源按其辐射性及其传播距离可 分为点声源、线声源和面声源三种声学类型。
点声源是指小型设备，或设备的几何尺寸比噪声影响预测距离 要小的多，或研究距离远大于噪声源本身的尺度。
6.1.3 环境噪声评价量及其计算
1.计量声音的物理量
– (1) 声功率
• 声源在单位时间内辐射的总声能量称为声 功率。常用 W 表示，单位为瓦(w)。
– (2) 声强
• 单位面积上的声功率称做声强。声强常以 I 表示，单位为 (w／m2)。
– (3) 声压
• 某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压 强的改变量称为声压，记为p(t)，单位是 Pa(N/m2)。 • 有效声压取瞬时声压均方根值。
1 0.1Li 10lg 10 N i 1
N
昼夜等效声级：
考虑噪声在夜间对人影响更为严重，将夜间噪声进行 增加10dB加权处理后，用能量平均的方法得出24小时 A声级的平均值（Ldn）。
8 1 16 0.1Li Ldn 10 lg{ [10 100.1( Lj 10 ) ]} 24 i 1 i 1 式 中 ： i — — 昼 间16个 小 时 中 第i小 时 的 等 效 声 级 L
图5-2 等响曲线图
(2) A声级、等效A声级和昼夜等效声级
A声级：为了模拟人耳对声音的反应，在噪声测量仪器中 安装一个滤波器（计权网络），通过A计权网络测得的声 压级成为A声级。
• A、B和C计权声级的主要差别在于对低频成分的衰减 程 度，A衰减最多，B其次，C最少。 • A计权声级是模拟人耳 对55分贝以下低强度噪声的频 率特性；B计权声级是模拟55分贝到85分贝的中等强 度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的频 率特性；D计权声级是对噪声参量的 模拟，专用于飞 机噪声的测量。 • A计权声级表征人耳主观听觉较好，故实 际中较常采 用A计权声级。