建筑物理声学噪声的评价和控制(1)

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人在喷气发动机5米处,几分钟就 变成聋子。
一般认为40分贝是正常的环境声 音,在此以上就是有害的噪声。
国际标准化组织(ISO)于1971年曾公布0-45年等效连续噪声A声级与噪声性耳聋病 率的关系。0-45年等效连续噪声A声级与噪声性耳聋发病率的关系(%)
2)噪声对睡眠的干扰
人类有近1/3的时间是在睡眠中度过的。睡眠是 人类消除疲劳、恢复体力、维持健康的一个重 要条件。但环境噪声会使人不能安眠或被惊醒, 在这方面,老人和病人对噪声干扰更为敏感。 当睡眠被干扰后,工作效率和健康都会受到影 响。
4)噪声可引起多种疾病
噪声除了损伤听力以外,还会引起其他人身 损害。噪声可以引起心绪不宁、心情紧张、 心跳加快和血压增高。噪声还会使人的唾液、 胃液分泌减少,胃酸降低,从而易患胃溃疡 和十二指肠溃疡。
一些工业噪声调查结果指出,劳动在高噪声 条件下的炼钢工人和机械车间工人比安静条 件下人的循环系统发病率高。在强声下,高 血压的人也多。不少人认为,20世纪生活中 的噪声是造成心脏病的原因之一。
Leq
10 lg[ t2
1 t1
t2 10 LA (t) /10 dt]
t1
7.2.3 昼夜等效声级Ldn 一般噪声在晚上比白天更容易引起人们的烦恼。研究 结果指出,夜间噪声的干扰比白天大10dB。因此,计 算一天24小时的等效声级时,夜间要加上10dB的计权, 这样得到的等效声级称为昼夜等效声级。
3)噪声对语言交流的干扰
噪声对语言交流的影响,来自噪声对听力的影响。这种 影响,轻则降低交流效率,重则损伤人们的语言听力。
研究表明:
30dB(A)以下属于非常安静的环境,如播音室、医院等应 该满足这个条件。
40dB(A)是正常的环境,如一般办公室应保持这种水平。 50-60dB(A)则属于较吵的环境,此时脑力劳动受到影响, 谈话也受到干扰。
7.3.3 气流噪声控制——消声器
消声器及消声性能评价
气流噪声主要是由于气体在管道中流动形成 湍流,或是在管道出口处的高速喷射,以及 气流使管道产生振动而形成的。降低气流噪 声主要的方法是安装消声器。
消声器有三方面基本要求: 1)较好的消声频率特性(声学性能)。 2)空气阻力损失小(空气动力学性能)。 3)结构简单、寿命长,体积小,造价低(结 构性能)。
R 房间常数
R S 1
公式前提:
1)点声源;2)连续发声;3)声 场分布均匀
7.3.1 室内吸声减噪量
吸声减噪公式如下:
L p
10 lg 2 1
10 lg A2 A1
10 lg T1 T2
7.3.2 隔声降噪
(1 )房间噪声的降低值
噪声通过墙体传至邻室的声压级为L2, 而发声室的声压级为L1,两室声压级差为 D=L1-L2。D的大小首先取决于隔墙的隔声 量R,而且还与接收室的总吸声量、隔墙的 面积S有关,关系为:
Ldn=10lg[(15 10Ld/10+9 10(Ln+10)/10]
其中:Ld ----为白天(07:00-22:00)的Leq
Ln ----为夜间(22:00-07:00)的Leq
7.2.4 累积分布声级
Leq只能表示噪声的平均情况,有时为了 了解不同声级在时间上出现的概率分布,人 们提出了累积分布声级的概念。
可以在振动的设备附近挖掘 防振沟进行积极防振,也可 以在怕振的设备或建筑物附 近挖掘防振沟进行消极防振。
7.4城市噪声控制
• 7.4.1城市噪声分类 • 城市噪声为城市四大公害(水污染\空气污
染\城市垃圾)之首
交通噪声
工业噪声
生活噪声
7.4.2城市噪声控制
(1)城市噪声立法控制 <机动车辆允许噪声标准> 火车 飞机 <工业企业噪声卫生标准>限制工业噪声 施工噪声和生活噪声都有限制.
5) 排气放空消声器
对于高温、高速、高压排气喷流噪声人们设计了扩容降压、小 孔喷注等类型的排气放空消声器。
扩容降压消声器:利 用多层穿孔板将气流 进行多级扩容降流减 压,控制出口流速进 行降噪。 小孔喷注:对于小口 高速喷气射流噪声, 在喷口处将出口直径 变小(毫米级),使 噪声频率向高偏移, 偏移到人耳听力范围 以外,达到降噪目的。
系统固有频率与静态下沉量关系: f0=1/[2*sqrt(delt)],其中delt 为静态下沉度,单 位m。例:静态下沉度为1cm,则固有频率 f0=1/(2*sqrt(0.01))=5Hz
1)减振器
2) 防振沟
在振动波传播途径上挖沟, 以阻止振动传播,这种方式 叫“防振沟”。如果振动是 以地面为主传播的表面波, 采用防振沟的方法十分有效。 一般地,沟越深,隔振效果 越好,而沟的宽度对隔振效 果影响不大。
汽车噪声主要来自汽车排气噪声。若不加消声 器,噪声可达100分贝以上。
其次为引擎噪声和轮胎噪声,引擎噪声在汽车 正常运转时,可达90分贝以上,而轮胎噪声在 车速为90公里/时以上时,可达95分贝左右。
因此,在排气系统中加上消声器,可使汽车排 气噪声降低20-30分贝。在引擎方面,以汽油引 擎代替柴油引擎,可以降低引擎噪声6-8分贝。
此外,接近城市中心的铁路客货运站 ,由于来往列车都要在市区内穿行, 因而影响较大,尤其是在客流量大时 ,其影响是不容忽视。
地铁的噪声来源与火车相似。因车 辆在地道内行驶,噪声不易散失,对 车厢内的人干扰较大。据英国实测, 车厢内开窗时噪声高达102分贝。
工业噪声 工业噪声主要来自生产和各种工作过程中机 械振动、摩擦、撞击以及气流扰动而产生的 声音。
D=R+10LgA-10LgS=R+10LgA/S
(2) 隔声间
在噪声强烈的环静内建造隔声性能良好的小室, 对工作人员的听力进行保护,这种隔声设施是 隔声间。隔声间不但要考虑隔声性能,还要考 虑到观察方便、出入方便、不影响车间内正常 运输、以及房间内供电、通风等。
(3 ) 隔 声 屏 障
另外,在设计声屏障 时, 从经济方面考虑,声屏障 自身的隔声量只要比隔声 降噪量大10dB即可。
(5)对工作效率的影响 (6)对建筑物影响
7.2 噪声的评价
7.2.1 A声级LA
是目前国际上使用最广泛的噪声评价方法。A 声级是对声音的频带上使用A计权网络得到的加权 即时单一值。单位是dB(A)。
A声级反映了人耳对不同频率声音响度的计权 。不论噪声强度是高还是低,A声级都能较好地反 映人的主观感觉, A声级越大,人感觉越吵。对于 稳态的噪声,可以直接测量A声级进行评价。
L1 L5 L10 L50 L90…
LN表示在所测的时间范围内有百分之N的 时间出现了A声级大于LN的情况。如: L10=70dB,表示有10%的时间里噪声的A声级 超过了70dB。
7.2.5 NR噪声评价曲线
在一些对安静要求较高的 环境里,如剧场、录音室、演 播室,不但需要考虑噪声的声 级,同时要考虑噪声的频率特 性。通过国际标准、化组织的 一组评价曲线,每条曲线用一 个NR值表示,噪声各个频率 值都不超过的最低的曲线作为 噪声评价的NR值。
(2)规划中考虑
• 1)城市人口控制
Ldn 10 lg 22
• 2)功能分区
Ldn 10 lg 22
3)交通规划控制
改善道路设施
远离道路 交通噪声随距离变化 Leq K (10 lg D 0.68)dB
Leq K (10 lg D 0.68)dB
交通道路的分类性质
城市区域环境噪声标准Leq
7.3噪声的控制
7.3.1 室内吸声减噪
室内吸声减噪原理:
室内到达接收点的声音包括直达 声和周围维护结构的反射声(混响 声),在室内布置吸声材料可以降 低混响声部分。
室内声压级的计算公式为:
LP
Lw
101g
(
Q
4r
2
4) R
dB
Lw 声功率级
Q 指向性因数Q=1,2,4,8
第七讲 噪声的评价与控制
7.1 噪声
7.1.1 什么是噪声?
噪声是声音的一种。
从物理角度看,噪声是由声源作无规则和非 周期性(频率特性杂乱无章)振动产生的声音。
从环境保护角度看,噪声是指那些人们不需 要的、令人厌恶的或对人们生活和工作有防 碍的声音。
7.1.2 噪声源及其噪声大小:
7.1.3 噪声的来源: 交通噪声、工业噪声、生活噪声。 交通噪声 交通噪声主要是由交通工具在运行时发出来的。如 汽车、飞机、火车等都是交通噪声源。 调查表明,机动车辆噪声占城市交通噪声的85%。 车辆噪声的传播与道路的多少及交通量大小有密切 关系。在通路狭窄、两旁高层建筑物栉比的城市中 ,噪声来回反射,显得更加吵闹。
7.2.2 等效连续A声级Leq
有时,噪声的A声级是变化的,不能简单的使用某一时刻 的A声级,需要使用在一段时间内使用平均A声级来表示能量 平均,即Leq。
例如,在一小时内,每五分种A声级有变化,如下:
则:这一小时的Leq为: 80dB+83dB+90dB+86dB+92+81dB+66dB+86dB+94dB+95dB+92dB+88dB -10lg12=100dB-10.8dB=89.2dB
在《电影院建筑设计规范》中规定:观众席背景噪 声≦40dB(A)为甲等, ≦45dB(A)为乙等、丙等。
在《办公建筑设计规范》中规定办公用房、会议室、 接待室的噪声≦55dB(A),电话总机房、计算机房、 阅览室噪声50dB(A)。
录音室、演播室等低背景噪声要求高的场合,一般 要求背景噪声NR值低于22-25。
如果在声屏朝向声源的一 面铺加一层吸声材料,并 尽量靠近声源,会提高隔 声效果。
(4) 隔声罩
采用隔声罩来隔绝机器设备向外 辐射的噪声,是在声源处控制噪声的 有效措施。
隔声罩外层常用1-2mm厚的钢板 制成。内涂阻尼漆、沥青等阻尼层, 目的是防止吻合效应和钢板低频共振。 为了提高降噪效果,内层再铺一层吸 声材料(如玻璃棉、微穿孔板等)。 机器和隔声罩之间需要留有空隙,机 器和隔声罩支撑之间、隔声罩与基础 之间应加入减振器。
消声器的分类
1)阻性消声器 把吸声材料固定在气流 通过的管道内周壁,或 按一定方式在通道中排 列起来,构成阻性消声 器。当声波进入消声器 中,会引起阻性消声器 内吸声材料的空气和纤 维振动与摩擦,消耗声 能。阻性消声器的消声 特性为中高频。
2)抗性消声器
有的消声器通过控制 声阻抗的大小来消声, 被称为抗性消声器。 这种消声器不使用吸 声材料,而是在管道 上连接截面突变的管 段或旁接共振腔,利 用声阻抗的变化,使 某些频率的声音在声 阻抗突变的界面上发 生反射、干涉等现象, 从而达到消声的目的。
3) 阻抗复合式消声器:阻性消声器对中、高频噪声消声效果 好,而抗性消声器可以选择性消除低、中频噪声,在实际消 声设计中常采用阻抗复合式消声器进行全频带消声。
4) 微穿孔板 消声器
微穿孔板消声 器是80年代研 制成功并广泛 使用的一种新 型消声器,是 建立在微穿孔 理论上既有阻 又有抗的共振 式消声器 。
7.3.4 振动的隔离与 减振器
8.4.1 隔振原理
如下图,当m在周期干扰力的 作用下振动时,将通过弹性系 统传递到地面或支撑基础。如右图是振 动能量传递率曲线。
结论: Z< 2 时,传递率恒大于1 Z=1时,发生共振 Z> 2 时,传递率恒小于1 (z为干扰动频率与系统固有频率比)
减振效率: (1-传递率)*100%。
如右图,红线代表的噪声 为NR25,蓝线代表的噪声为 NR50。NR值与A声级有相关 的换算关系,NR≈A-5
7.3 噪声允许标准和法规
噪声允许的标准主要包括: 《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88 规定之“民用建筑 室内允许噪声级” : 卧室内(A声级 ):dB(A)
隔声:
Baidu Nhomakorabea
在《剧场建筑设计规范》中规定:观众席背景噪声 ≦NR30为甲等, ≦NR35为乙等、丙等。影响观众 席背景噪声的主要因素是空调气流,以及外界噪声 传入、灯光、舞台机械等。
城市中各种工厂的生产运转以及市政和建筑 施工所造成的噪声振动,其影响虽然不及交 通运输广,但局部地区的污染却比交通运输 严重得多。
因此,这些噪声振动对周围环境的影响也应 予重视。
7.1.4 噪声的危害
科学家们已经全面研究了噪声对生物 和人类的影响。如小白鼠在160分贝 的环境中,几分钟就会死亡。
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