第六章 噪声污染与防治

1、级的概念
1个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用L 表示。 X 表达式： L logr X 0 r＝10时，级的单位为贝（耳），级表示的量与功率 成正比。工程上常用分贝表示级，是贝的十分之一， 符号为dB。 r＝e时，级的单位为奈培（Np）。1Np＝8.686dB
主要声学量的级和基准
＋10 0.1L2）/ 10 0.1L1 ]＝ 10lg [1+ 10 —0.1(L1-L2 )]
设噪声合成的附加值△L＝ 10lg [1+ 10 —0.1(L1-L2 )]，则 L＝L1＋ △L 其中△L可查表，根据表可知，当L1-L2>6dB时， △L<1dB， 所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级6～8dB， 则较弱的噪声可以忽略不计。
＝10 0.1Lpn
。
所以，总声压级Lp＝10lg（ 10 0.1L1＋10 0.1L2＋… ＋10 0.1Ln ）
（三）噪声级的合成
4、n个相同噪声级合成的总噪声级
L＝10lg（ 10 0.1L1＋10 0.1L2＋… ＋10 0.1Ln ）
＝10lg（n 10 0.1L1 ）＝L1＋10lgn
（三）噪声级的合成
1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。
2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。 假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、 I2、… In 和L1、 L2、… Ln。则： L1＝10lg I1/I0， L2＝10lg I2/I0 ， … Ln＝10lg In/I0 。
其中， 2×10-5Pa称为听阈，20Pa称为痛阈。
有效声压pe：一段时间内声压的均方根值。由于人耳无 法感受声压的起伏，只能感受一个稳定的有效声压。 媒质的声阻抗率Zs＝p/u＝ρc，u为质点速度，c为声速。
（一）声压、声能量、声强和声功率
2、声能量
由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势 能。动能和势能之和即为声能量。单位：J 声场：空间中存在声波的区域。
第五章 噪声污染与防治
第一节 环境声学的基本概念 第二节 噪声的危害和噪声标准 第三节 噪声的来源与防治
第一节 环境声学的基本概念
一 噪声的定义 二 噪声的物理量度 三 噪声的频谱
四 声波的传播
五 噪声评价
第一节 环境声学的基本概念
一 噪声的定义
凡是不需要的声音，就是噪声。 过响声； 妨碍声；
名称 定义 基准值
P0＝20μPa P0＝1μPa P0＝1μm/s2 v0＝1nm/s d0＝1×10－12m F0＝1μN I0＝1 ×10－12W/m2 声压级（气体中） Lp＝20lg（p/p0） 声压级（液体中） Lp＝20lg（p/p0） 振动加速度级 La＝20lg（a/a0） 振动速度级 Lv＝20lg（v/v0） 振动位移级 力级 声功率级 声强级 Ld＝20lg（d/d0） LF＝20lg（F/F0） LI＝10lg（I/I0）
一倍频程的中心频率和频率范围
中心频 率（Hz）
31.5
63 44.7～ 89.1 2000 1410～ 2820
125 69.1～ 178 4000 2820～ 5620
250 178～ 355 8000 5620～ 11200
500 355～ 708 16000 11200～ 22400
22.4～ 频率范 围（Hz） 44.7 中心频 率（Hz） 1000
三、噪声的频谱
（一）噪声分析的基本知识
声音的频率就是声源振动的频率； 人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主要是声音的音调的高 低引起的，而音调是人耳对声源振动频率的主观感受。
声音可按频率分为：次声（<20Hz)、可听声（20～20000Hz）、 超声（>20000Hz）；
噪声控制主要研究可听声，可听声可分为：低频声（<500Hz)、 中频声（500～2000Hz）、高频声（>2000Hz）。 人们在生活中听到的声音是不同频率、强度的纯音复合而成 的。
LW＝10lg（W/W0） W0＝1 ×10－12W
（二）声波的测量单位
2、声压级Lp
Lp＝20lg（p/p0） Lp为声压级，单位dB；p为有效声压，Pa；基准
声压p0＝2×10－5 Pa。
对于听阈Lp＝0；对于痛阈Lp＝120dB。
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 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
（二）声波的测量单位
4、声功率级LW
LW＝10lg（W/W0） LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；基准声功率
W0＝1×10－12瓦。
LW=10lg(W/W0)=10lg(IS/ W0 ) =10lg [I/10-12]+10lgS=LI+10lgS≈LP+10lgS 对于球面声波，距离声源半径微r，则有： LW= LP+10lg4πr2＝ LP+20lgr＋11 对于半球面声波，距离声源半径微r，则有： LW= LP+10lg2πr2＝ LP+20lgr＋8
I1/I0＝10 0.1L1， I2/I0＝10 0.1L2， … In/I0＝10 0.1Ln 。
所以，总声强级L＝10lg （I1/I0＋ I2/I0 … In/I0 ）＝10lg（ 10 0.1L1 ＋10 0.1L2＋… ＋10 0.1Ln ）
（三）噪声级的合成
3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各
声压（Pa）声压级（dB）
200 63 20 6.3 0.63 0.20 0.063 0.020 0.0063 0.0020 0.00063 140 130 120 110 90 80 70 60 50 40 30
树叶飘动声
农村静夜 可听
0.00020
0.000063 0.000020
20
10 0
（二）声波的测量单位
声压排放之和。 假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、 p2、… pn和L1、 L2、… Ln。则： Lp1＝20lg p1/p0， Lp2＝20lg p2/p0， … ，Lpn＝20lg pn/p0 。
（p1/p0）2＝10 0.1Lp1， （p1/p0）2 ＝10 0.1Lp2， … ， （p1/p0）2
声能密度D：声场中单位体积媒质所含有的声能量，单位：
J/m3。
对于自由空间的平面声波：D＝W/cS＝I/c＝p2/ρc2
（一）声压、声能量、声强和声功率
3、声强I
单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量
称为声强，即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单
位：W/m2。 对于自由空间的平面声波和球面波：I＝W/S＝pu＝p2/ρc 声强与离开声源的距离有关： 对于自由空间的点声源：I球＝W/（4πr2）
708～ 频率范 围（Hz） 1410
1/3倍频程的中心频率和频率范围
中心频率（Hz） 频率范围（Hz） 中心频率（Hz） 频率范围（Hz）
50
63 80 100 125 160
45～58
56～71 71～90 90～112 112～140 140～180
1000
1250 1600 2000 2500 3150
（三）噪声级的合成
例3 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。 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
（四）噪声级的相减
1、噪声级相减是按照能量的相减进行的。
噪声级的相减与相加类似，实质都是声能的加和减。
例：室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为82dB，当
其中一个声源停止工作时，测得室内声压级为81dB，试求 另一声源的声压级。 解：由于82－81＝1dB， 则另一声源声压级＝81－6＝75dB。
（二）频程
1、频程的概念 由于从低频到高频变化高达1000倍，一般不可能 也没有必要对每一个频率逐一测量，为方便和实 用，通常把声频的变化范围划分为若干个段落， 称为频程（频段或频带）； 频程有上、下限截止频率、中心频率值和带宽； 带宽（频带宽度）就是上、下限截止频率之差。
（二）频程
2、频程的表示方法 一般用高频和低频的频率比的对数来表示，对数以2为底， 单位为倍频程。表达式为： f2/f1＝2n 或 n＝log2（ f2/f1） f1、 f2分别成倍频程关系的低频和高频频率，即上、下限截 止频率，Hz；n为两个频率相距的倍数。 中心频率f0＝（ f2f1 ）1/2，所以有f2＝2n/2f0， f1＝2－n/2f0； 频带宽度△f＝ f2－f1＝（ 2n/2 －2－n/2）f0。 n＝1时，即两个频率相距1倍时，称为一倍频程； △f/f0=0.707； n＝1/3时，称1/3倍频程； △f/f0=0.231 。
3、声强级LI
LI＝10lg（I/I0） LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2；基准声强I0＝
1×10－12瓦/米2 。
LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/ p02 )+10lg [p02/(I0 ρc)]= LP+10lg400/ ρc 当在1atm，38.9℃时，空气的ρc＝ 400Pa· s/m， LI＝ Lp 在一般情况下，空气中的声波LI与 Lp 的值相差±0.2dB， 故LI≈Lp
不愉快声；
无影响声 其中，过响声、不愉快声属于客观的噪声；妨 碍声和无影响声属于主观的噪声。
二 噪声的物理量度
（一）声压、声能量、声强和声功率
1、声压p 当有声波存在时，在媒质中产生的压强的增量。 单位：Pa或μbr；1Pa＝10 μbr。 当声频为1000Hz时，人耳可听声压范围为2×10-5~20Pa，
则两者同时工作时L＝60＋1＝61dB
（三）噪声级的合成
例4 、声压级分别为70、76、77、80、83dB，试计算合成声 压级。 解：L＝86dB 例5 、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。
800～1120
1120～1400 1400～1800 1800～2240 2240～2800 2800～3550
对于放在具有反射的地面上的点声源：I球＝W/（2πr2）
（一）声压、声能量、声强和声功率
4、声功率W
声功率就是指声源在单位时间内辐射出来的总声能量。单 位：W。 对于自由空间的点声源：W球＝4πr2p2/ρc
对于放在具有反射的地面上的点声源：W半球＝2πr2p2/ρc
（二）声波的测量单位
两噪声级合成的附加值
L1-L2（dB） △L=10lg [1+ 10 —0.1(L1-L2 )]（dB）
0
1 2
3
2.5 2.1
3
4 5 6
1.8
1.5 1.2 1.0Hale Waihona Puke Baidu
7
8 9
0.8
0.6 0.5
10
0.4
（三）噪声级的合成
6、计算例题
例1 强度为80dB的噪声，其相应的声压为多少？ 解：Lp＝20lg（p/p0），则，p＝p010 Lp/20 所以，p＝2×10－5×10 80/20＝0.2Pa 例2 声强为10－6 W/m2时的声强级是多少？ 解：L＝10lg（I/I0）＝10lg（ 10－6 /10－12 ） 所以，L＝60dB
当n＝2时， L＝L1＋10lg2＝ L1＋3
即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，
声级增加3dB。
（三）噪声级的合成
5、不同噪声级的合成 假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1>L2 ，则有： L－L1＝10lg（ 10 0.1L1＋10 0.1L2）－ L1 ＝10lg[ 10 0.1L1