《环境工程学》第九章 噪声污染及控制

大量实验证明，人们对声音强弱变化的感觉近似地与声压、声强呈对 数关系。
因此在实际应用中，用对数值来表示噪声，称为级(level)，其单位根据 Alexander Graham Bell的名字命名为贝[尔](bel)，符号为B.
L' lg Q Q0
L’——声级，B； Q ——测量数值； Q0——基准数值； L ——声级，dB；
n
PT2 P12 P22 Pn2 Pi2 i 1
（2）级的相加 若一台机器在某点产生的声压级为80dB，另一台机器为85dB，那么该点
的总声压级是否可将两声压级的数值直接作算术相加？ 否！
由声压级的定义和对数法则：
n
LpT
20lg
PT P0
10
lg
PT P0
2
Байду номын сангаас0lg
Pi 2
i 1
P02
叠加后的总声压级为：
LpT
10lg
n
100.1Lpi
i1
Lpi
10lg
Pi 2 P02
Lpi
Pi2 P02 10 10
若n＝2，两个声压级相叠加的情况，则总声压级为
LpT 10lg(100.1Lp1 100.1Lp2 )
【例1】
Lp1＝80dB， Lp2＝85dB，则 LpT＝86.2dB.
【例2】有n个相同的声源，各个声源在测点产生的声压级均为Lp，求n 个声源同时发声时的总声压级。
将Lp1＝Lp2＝…＝Lpn代入，则有
LpT 10lg[n 100.1Lp ] Lp 10lg n
若有n台机器，对某点的声压级分别为70dB，n台机器同时开动时：
n＝1，LpT＝70 dB； n＝10，LpT＝80 dB；
（4）级的平均
n个声源在某处产生的声压级的平均值L，或对同一个声源进行n次采 样后计算其连续等效声级Leq时，均要用到级的平均公式。
n
100.1Li
100.1L i1 n
注意：与级的叠加不同！
L 10lg 1 n 100.1Li
n i1
10lg n 100.1Li 10lg n
i1
，在机器停止时，测得背景噪声声压级为LpB dB，如何从这一测量结果 中得出机器的真实声压级？这一问题实际上分贝“相减”的问题。
扣除背景噪声，则被测机器的声压级为：
LpS 10lg(100.1LpT 100.1LpB )
【例4】在厂房内测得某机器的声压级LpT = 91dB，厂房内背景噪声声 级LpB = 83dB，求这一机器的实际声压级。 计算可得 LpS = 90.3dB.
安静住宅 轻声耳语
普通室内声音
一般办公室 1米远讲话 城市街道
公共汽车内 1米远大叫 很吵的街道
柴油发动机 纺织车间
钢铁厂
球磨机旁 高射机枪 喷气式飞机
火箭 导弹 飞机
主观感觉 很静 安静 一般 吵闹
很吵闹
难忍受 痛苦
危害程度
安全
长期影响 尚无定论 长期听觉受损
耳聋 听觉较快受损
耳聋 其他生理损伤
第二节 噪声的度量与听觉特性
C计权：模拟高强度噪声的频率特性。
D计权：对噪声参量的模拟，专用于飞 机噪声的测量。
A声级使接受到的噪声在低频有较大的衰减，而高频则不衰减，甚至 还稍有放大，能较好地反映人们对噪声的主观感觉，且与人耳听力损伤的 程度相对应。因此，在噪声测量和主观评价中应用最为广泛。
三、城市公共噪声的评价量
1、累积百分声级Lx
噪声与通常的其他污染不同，其特点包括： ➢ 一种主观判断，感觉型污染，与人所处的环境和主观愿望有关； ➢ 绝大多数为局部污染，一般只影响一定距离或空间范围； ➢ 衰减很快，声源停止，噪声即消失，没有后效作用； ➢ 很难作为一种资源而回收和利用。目前：利用机械噪声进行故障诊断。 ➢ 对人们生理、心理的影响错综复杂，其影响是慢性、间接的。
➢ 声强级、声压级：描述声场中某点的声学性质。
对于自由声场中的点声源：
LW LI 20 lg r 11 (dB)
LW
Lp
20 lg r 11 10 lg
400
c
( dB)
r——计算点与点声源的距离，m；
W IS
S 4r 2
I P2
C
ρC——介质的特性阻抗，kg/(m2·s)。空气中ρC=400.
三、噪声的危害
（1）对人体的生理影响 影响睡眠、休息，干扰谈话
损伤听觉：毛细胞被伤害引起神经损失从而造成听力损失，可能造成 “暂时性听力阈值偏移(TTS)”和“永久性听力阈值偏移(PTS)”。 引起人体多种疾病：大量心脏病的发展和恶化与噪声密切联系；消化 系统和神经系统疾病（失眠，疲劳，头晕头痛，记忆力衰退）。
I P2 （W / m2）
C
ρ——介质密度，kg/m3； C ——介质声速，m/s；
点声源发出的球面波
I W
4r 2
ρC——介质的特性阻抗，kg/(m2·s)。
2、声级和分贝
人耳可听的声压范围相当宽，约从2×10-5Pa(听阈)～20Pa(痛阈)，相 差100万倍。
不同声源声压值差别很大，用绝对值来表示声音的大小很不方便。
20世纪50年代，西班牙曾有80个人自愿做喷气发动机噪声作用的试验对象，结果很惨，有28 人死亡，其余的都得了严重的麻痹症。
影响胎儿正常发育，损伤儿童听觉器官，甚至影响智力发育 影响视力：容易产生眼疲劳、眼痛、眼花、视物流泪等；使色觉、视 野发生异常。
（2）对人体的心理影响 使人烦恼、激动、易怒，甚至失去理智。 噪声容易使人疲劳，影响精力的集中，引起工伤事故等。
（Phon）。 频率为1000Hz的纯音，其响度级就是其声压级； 频率不是1000Hz的纯音，则用1000Hz纯音与这一待定纯音进行试 听比较，调节1000Hz纯音的声压级，使其和待定的纯音听起来一样 响，这时1000Hz纯音的声压级就是这一纯音的响度级。
3、响度
定量反映声音响亮程度的主观量，用N表示，单位为宋（Sone）。 响度与人的主观感觉成正比，声音响度加倍，则声音听起来加倍响； 规定响度级为40方时的响度为1宋；
受邻近施工场地或机场噪声影响，导致产蛋量下降甚至部分蛋鸡死亡，成功胜诉获赔。
声压级与人耳的主观听觉和危害程度的关系
A声级 (分贝) 0～20 20～40 40～60 60～80
80～100
100～120
120～140 160以上
声源 (一般距测点1～1.5米)
静夜 消声室内 人的呼吸声（10dB）
声波在空气中传播——空气声，纵波；这是噪声控制的主要研究对象。 液体介质中，纵波； 固体介质中，可能以横波或二者都存在的方式传播。
一、噪声的客观量度 1、计量声音的物理量
（1）声压（Sound Pressure） 当声波传来时，所引起的某点压强的变化值，也即某一瞬间介质中的
压强相对于无声波时压强的改变量，记为∆p。
【例3】有8个声源作用于一点，声压级分别为 70、70、75、82、90、 93、95、100dB，其合成的总声压级可以任意次序两两叠加而得。
（3）级的相减 在测量噪声的过程中，往往会受到其它外界噪声的干扰，则称存在
“背景噪声”，或称“本底噪声”。 若测得车间内某机器运行时包括背景噪声在内的总声压级为LpT dB
5、计权声级（计权网络，weighting networks）
用仪器直接模拟不同声压下人耳对不同声音（强度和频率）的主观感觉。
A、B、C、D计权特性曲线
实际上是一种电子滤波线路，按照人耳 对声音频率的响应而设计。
A计权：模拟人耳对55dB以下低强度 噪声的频率特性。
B计权：模拟55～85dB的中等强度噪 声的频率特性。
❖ 最上面的曲线表示痛阈，超过此曲线的声音人耳也听不到，感觉到的 是痛觉。闻阈曲线与痛阈曲线之间是人耳能听到的全部声音。
❖ 人耳对低频声较迟钝。频率很低时，即使有较高的声压级也不一定能 听到。
❖ 人耳对高频声较敏感，特别是3000～4000Hz的声音尤为敏感。 ❖ 在噪声控制中，应当首先将中、高频声降低。
采用统计方法，以噪声级出现的时间概率或者累积概率来表示超过 某一特定声级的频率。
将“贝”分成10个小单位 ——分贝（decibel，dB）
L 10 lg Q Q0
dB不表示任何物理量，仅表示对数转换。
（1）声功率级（Sound Power Level）
LW
10 lg W W0
(dB)
W ——声功率，W W0——基准声功率，取10-12 W
（2）声强级（Sound Intensity Level）
二、噪声的来源及分类
1、按来源分类
生活噪声：日常生活、商业活动、娱乐设施；家用电器等。 交通噪声：约占城市噪声的2/3以上。 工业噪声：各类机械设备，如空压机、风机、电锯等。 建筑噪声：市政或其他建设而产生。
2、按性质分类
空气动力性噪声：风机噪声、喷气发动机噪声、高压锅炉放空排气 噪声、内燃机排气噪声等。 机械性噪声：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。 电磁性噪声：电动机、发电机、变压器和镇流器等产生的噪声。 电声性噪声：因电－声转换而引起的噪声。如：广播、电视、收录 机、电话机、计算机等产生的噪声。
二战期间，法西斯曾用尖锐的噪声来折磨被俘人员，使他们精神错乱以获取口供。
（3）对生产活动的影响 影响语言通讯：降低通讯效率，甚至损伤人的语言听力； 干扰自动化机器设备，损坏建筑物 降低工作效率
调查表明：去除干扰的噪声后，效率显著提高，差错减少。“噪声 停顿”可能会使工作速度加快。
（4）影响动物生长 强噪声会使鸟类羽毛脱落，不产卵，内出血，甚至死亡。如：养鸡场
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