噪声控制技术和设备的发展现状和展望

噪声控制技术和设备的发展现状和展望

随着噪声污染的日趋严重，噪声控制技术的研究及设备的开发也得到迅速发展，世界发达国家的噪声控制设备的产值平均以10－15％的速度增加，我国在93年噪声振动控制设备产值已达到6.2亿元，“八五”期间用于噪声治理的工程费用达到9.2亿元，上述产值尚不包括配套的噪声振动控制设备，预计我国配套的噪声振动控制设备产值20亿左右。高速运输系统和工具等一些新出现的噪声源和计算机、数字处理、新材料等技术发展使噪声控制技术、设备的研究与开发既面临挑战，又提供了机遇。噪声控制技术和设备已开始进入规范化、标准化、系列化和配套化阶段。噪声控制技术和设备的研究和开发已取得很大进展，但应看到仍有一些技术不够成熟，需进一步研究的问题仍然很多。

1、噪声控制工程和设备的评价技术

1） 噪声控制工程

评价方法总的可以分类为噪声发射（noise emission）、噪声照射（noise immission）和噪声暴露（noise exposure）.噪声发射主要适用于评价各类噪声源，经常采用的评价量有A计权声功率级（LwA）和某一特定声学环境和距离的声压级（LpA）。声功率级LwA适合于评价固定机械设备，LpA适合评价汽车、火车等运输工具。噪声照射主要适用于环境噪声和工业噪声的控制工程效果和声质量，经常采用的量是A计权等效声级（LpAeq）。噪声暴露主要适合于评价人的噪声总暴露剂量和人的听力保护，经常采用的评价量A计权等效声级（LpAeq）。噪声照射和噪声暴露评价应考虑脉冲声和纯音修正（DLI和DLr），考虑脉冲的纯音修正后的评价量为评价声级（LpAr）。ISO已在近几年建立了这样的噪声评价体系，并贯穿在整个ISO有关噪声标准中（1）。

2） 消声器

消声器测量评价方法虽然多年以来就进行很多研究工作，但仅在近几年才形成为标准化和系列化的方法，包括试验室测量方法、现场测量方法和无气流静态测量方法（表1）。试验室测量方法可以准确地测量一定气流速度、温度和压力条件的倍频带或1/3倍频带的插入损失（DIL）、总压力损失（△P）和气流再生噪声（LW）,通常具有较好的试验结果再现性。但其缺点是对于某些消声器，很难模拟现场的高温、高压、高速气流和声源阻抗，因而造成和实际应用效果之间的测量误差。无气流静态方法适合小型消声器和消声器模型消声特性的研究开发，测量评价量是倍频程或1/3倍频程插入损失（DIL）和A计权插入损失。现场测量方法由于声源阻抗、气流状态和实际一致，其测量和实际工程效果有较好一致性。各类消声器，包括放空排气消声器、内燃机消声器等，均可找到合适的现场测试条件。但对消声器的空气动力性能、气流再生噪声测量，现场测量方法却往往不能胜任。在上述系列标准的基础上，还有一些专业性消声器试验标准，例如汽车、内燃机、气动工具等消声器试验方法。考虑到这些消声器的特殊要求，例如动力损失，油耗、容积等因素，这些规范都规定了一些具体的实验技术条件。这些实验方法对消声器设计者有更大的指导意义。我国在这个领域的试验方法很不系统，今后应特别加强这方面工作。

表1 消声器评价方法

评价方法 评价量 适用范围

参考标准

试验室方法 D IL △P 、L W 消声器的质量评价，特别适于常温、常压、低速通风消

声器

ISO7235 现场方法 D IL 、D TL 各类消声器的现场

应用效果评价

ISO11820无气流静态方法

D IL 消声器的声学特性

研究 ISO11691

图-1 室内吸声降噪评价量

吸声处理是室内噪声控制的一种重要措施。但其声学上的降噪声效果评价方法一直没有统一的测量评价方法。从职工的听力保护和职业卫生角度出发，原则上应采用某一工作位置或区域的噪声照射和噪声暴露来评价。作为标准方法，国际标准ISO11696第一次提出了较为系统的方法。该标准提出，对混响场的房间，采用吸声处理前后的混响时间变化来评价（10lgT1/T2）。对于非扩散声场房间，采用空间声传播（参数DL2和DLf）来评价。DL2为房间声空间衰减率，表征离声源距离增加一倍时，声衰减曲线斜率。DLf 为声级超逾量，表示房间空间的声衰减曲线和自由场衰减曲线的平均差值。图1是一个典型非扩散声场（大房间）要空间声传播曲线和相应的DLf 和DL2值。

4）隔声设备

隔声设备包括隔声门、隔声窗等各类隔声构件以及隔声间、隔声罩、隔声屏等专用隔声设备。关于隔声构件的测量评价，ISO140.1－10系列标准已形成系列和标准化的方法。关于隔声间、隔声罩和隔声屏的测量方法和评价方法仅是在近几年才日趋完善的。

对于隔声间和隔声罩这类封闭隔声结构，主要的评价量是插入损失（DIL）。试验评价方法分为实验室法和现场法。实验室法由于采用人工声源，受到声源阻抗、噪声源频谱特性的影响，只能测试倍频程或1/3倍频程插入损失。对于现场测量插入法，由于声源阻抗和

声源频谱和现场使用条件一致，无论是频带插入损失、A计权插入均较好反映现场使用效果。对于隔声屏障，评价量是插入损失，测量方法可以采用以实际声源为对象的直接法和以模拟声源为对象的间接法。两种方法要注意设立专门规定的参考点，对由声源变化产生的影响进行修正。对声屏障设立前后的测量点周围声环境的变化所产生的影响也要注意进行修正。

但也应看到，噪声控制设备和工程的评价技术尚有很多问题没有解决，应进一步研究的课题应包括：采用现代声学测量技术（包括声强技术、信号处理技术等）用于测量评价噪声控制工程和设备，并发展成标准的方法，特别是应发展一些噪声控制设备现场测量评价方法，如现场隔声测量方法、现场吸声测量方法；进一步研究噪声控制设备的单一评价指数，目前除隔声构件的单一评价指数比较成熟外、其它噪声控制设备的单一评价指数均不成熟；试验室方法和现场测量方法两种方法的相关性、影响它们的测量不确定度的主要因素（包括声源阻抗的影响、声学环境的影响等）尚研究的不够，影响了这些方法的测量结果的可比性和实际应用；噪声控制工程和噪声控制设备的低频噪声效果评价等。此外，我国在这个领域还应重点加强如下两方面工作：进一步完善和统一有关噪声控制设备测量评价标准，努力等效采用相关国际标准，促进噪声控制产品国际贸易和交流；在环境噪声和工业噪声领域，明确采用噪声暴露、噪声照射、噪声发射的概念，以避免在一些评价工作中的概念混肴。

2. 噪声控制技术的规范化

随着噪声控制技术的技术进步和噪声控制工程经验的积累，噪声源的分析和识别技术的发展，声学材料（包括吸声材料、隔声材料、阻尼材料及其复合材料）的标准化、系列化,使更多的用户有可能直接进行噪声控制工程设计。集中专家和工程师的经验，提出一个领域的

规范化设计文件，指导噪声控制技术和工程的实施，使噪声控制工程更有实效是必要的。近些年来，世界各国和一些国际组织在这方面做了大量工作，取得很大进展。ISO已经把上述领域很多内容列入工作组项目。主要包括：

低噪声机器设计导则(5)；

低噪声工作场所设计导则(1)；

消声器设计及在噪声控制中的应用；

隔声罩设计及在噪声控制中的应用；

隔声屏障设计规范；