第12章 噪声污染防治技术

用实验的方法可以得到整个声频范围内纯音的响 度级。将频率不同，响度级却相同的点连成曲线，便 可得到一簇曲线，如图6-1所示，因为每一条曲线上各 点的声音都一样响，因此这种曲线称做等响曲线 等响曲线。 等响曲线
昼夜等效声级： 昼夜等效声级：主要是考虑到夜间噪声具有更大得烦扰程 度，故提出一个新的评价指标――昼夜等效声级，作为表 达社会噪声――昼夜间得变化情况。
声压级
听阈和痛阈之间相差100万倍。显然用声压的绝对值表示声音的大小是不方 便的。
为了方便应用，人们便根据人耳对声音强弱变化响应的特性，引出一个 对数量来表示声音的大小，这就是声压级。所谓声压级 声压级就是声压的平方
与一个基准的声压平方比值的对数值，
p Lp = 20lg p0
式中： ――对应声压 的声压级， ； 对应声压P的声压级 式中：Lp――对应声压 的声压级，dB； P――声压，N/m2； ――声压， ――声压 P0――基准声压，等于 ×10－5N/m2。 ――基准声压 等于2× 基准声压，
例如： 例如：有8个声 个声 源作用于一点， 源作用于一点，声压 分别为70， ， ， 分别为 ，70，76， 82，85，73，79，100。 ， ， ， ， 。
？
（2）噪声减法 ）
已知两个声源在M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，则另一个声源在该点产生的声压级 LP2可按定义，得 LP2＝LPT＋△Lp
二、环境噪声及其分类
5.有关的环境噪声标准
我国环境噪声允许范围(单位：分贝) 人的活动 体力劳动（保护听力） 脑力劳动（保证语言清晰度） 睡眠 最高值 90 60 50 理想值 70 40 30
三、环境噪声评价量及其计算
1.声音的产生
振动和声源 ：
物体的振动产生了声音，只有振动频率在20—20000Hz的范围 内产生的声音，人耳才能听到。这一频率范围的振动称为声振 动。

(1) 噪声的叠加
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
pT pi pT 1 = 20 lg = 10 lg p = 10 lg p 2 = 10 lg ∑ p p0 1 0 0 0
二、环境噪声及其分类
4.噪声的影响
(3)对交谈、工作思考的干扰； (4)噪声引起的心理影响主要是烦恼，使人激动、易怒，甚至失去理智。
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。 例如，当噪声在80-85dB(A)时，往往很易激动、感觉疲劳，头痛；95-120dB(A) 时，作业人员常前头部钝性痛，并伴有易激动、睡眠失调、头晕、记忆力减退； 噪声强到140-150dB(A)时不但引起耳病，而且发生恐惧和全身神经系统紧张性 增高。
第十二章 噪声污染防治技术
声音的基本概念 环境噪声的分类 环境噪声评价量及其计算 环境噪声预测
一、声音的基本概念
声
物理学意义 主观听觉 音是有调的声
噪声 环境噪声污染
环境噪声污染指所产生的环境噪声超过国家规定的 环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和 学习的现象。
一、声音的基本概念
环境噪声
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。
两个声源Lp1 -Lp2差值与增值∆L的对应关系
L pT = L p1 + ∆L
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
例题6－1： 两声源作用于某点得声压级分别为LP1=96dB，LP2=93dB。 由于LP1－LP2=3dB，按表查的△Lp＝1.8dB，则LPT＝96＋ 1.8＝97.8=98
16 × 10 0.1Ld + 8 × 10 0.1( Ln +10 ) Ldn = 10 lg 24
7．统计噪声级 ． 某点噪声有较大波动时，采用得一种描述噪声变化情况 得统计物理量。 L10表示在取样时间内10％得时间超过的噪声级，相当于 噪声平均峰值。 L50表示在取样时间内50％得时间超过的噪声级，相当于 噪声的平均值。 L90表示在取样时间内90％得时间超过的噪声级，相当于 噪声背景值。 方法：将测得的100个数据按大小顺序排列，总数为100 个的第10个数据为L10,同理确定其他两个。
三、环境噪声评价量及其计算
2.计量声音的物理量 计量声音的物理量
（2）声功率和声功率级 ）
声功率是声源在单位时间内向空间辐射声的总能量： 声功率
W＝E/△t ＝ △
I =W /S
I =
W 4π r
2
仍以10－12W为基准，则声功率定义为：
W Lw = 10 lg W0
(dB)
式中：Lw对应声功率W的声功率级，dB； W对应声功率，W； W0基准声功率，等于10－12W。
三、环境噪声评价量及其计算
2.计量声音的物理量 计量声音的物理量 （3）声强与声强级 ）
声强，即单位面积上的声功率，是在单位时间内通过与传播方向垂直 声强 的单位面积的声能量，单位为W/m2。 。即：
I＝W/△s
在自由声场中，对于平面波和球面波某处的声强与该处声压的平方成正比，即
1 pT = p 2 (t )dt T∫ 0
指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的、干扰周围生 活、环境的声音。
环境噪声的主要特征
感觉公害 局限性和分散性 暂时性
二、环境噪声及其分类
1.按产生机理分：
机械声源 空气动力性声源 电磁噪声源
2.按照噪声随时间 时间的变化关系： 时间
稳态噪声 非稳态噪声
3.按噪声的来源
交通噪声 工业噪声 施工噪声 生活噪声 其它噪声
n
2
pi2 ∑
n
2
A．假设存在两个声源，而且LP1=LP2，即两个声源得声 ．假设存在两个声源 压级相等，则总声压级： LPT＝LP1+10lg2≈LP1＋3（dB） 也就是说，作用于某一点得两个声源声压级相等，其合 成得总声压级比一个声源得声压级增大3dB。
B．当声压级不相等时，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Lp1-Lp2差值相 对应的增值∆L，这点的总声压级LpT为：
二、环境噪声及其分类
4.噪声的影响
(1)噪声损伤听觉 噪声损伤听觉
如小白鼠在160分贝的环境中，几分 钟就会死亡。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
(2)睡眠干扰
研究结果表明：连续噪声可以加快 熟睡到轻睡的回转，使人多梦，并 使熟睡的时间缩短；突然的噪声可 以使人惊醒。一般来说，40分贝连 续噪声可使10%的人受到影响；70 分贝可影响50%；而突发动噪声在 40分贝时，可使10%的人惊醒，到 60分贝时，可使70%的人惊醒。长 期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、 记忆力衰退，以至产生神经衰弱症 候群等。在高噪声环境里，这种病 的发病率可达50%-60%以上。
典型环境的声压和声压级
典型环境 喷气式飞机口附近 喷气式飞机附近 锻锤、铆钉操作位置 大型球磨机旁 8-18型鼓风机附近 纺织车间 4-72型风机附近 公共汽车内 声压Pa 630 200 63 20 6.3 2 0.63 0.2 声压级dB 150 140 130 120 110 100 90 80 典型环境 繁华街道上 普通说话 微电机附近 安静房间 轻声细语 树叶落下的沙沙声 农村静夜 人耳刚能听到 声压Pa 0.063 0.02 0.0063 0.002 0.00063 0.0002 0.000063 0.000002 声压级dB 70 60 50 40 30 20 10 0
振动的传播 描述声波的基本物理量与概念
可听声； 次声； 超声。 波长 频率 声速
三、环境噪声评价量及其计算
2.计量声音的物理量 计量声音的物理量
（1）声压和声压级 ）
声压
p2 I= ρv
当由声波存在时，媒质中的压强超过静止的压强值。声波通过媒质时引起的 媒质压强的变化（即瞬时压强减去静止压强），变化的压强称为声压。 瞬时声压
fc =பைடு நூலகம்
fu ⋅ fd
fu 和fd，分别为该频程的上限和下限频率。
6.噪声的主观评价 噪声的主观评价
等响曲线与响度级：
通常，声音愈响，对人的干扰愈大。
实践证明：
人耳对高频声较低频声敏感，同样声压级的声音， 中、高频声显得比低频声更响一些，这是人耳的听 觉特性所决定的。
为此人们提出响度级这一概念
用以定量地描述声音在人主观上引起的“响”的感 觉。
某瞬时媒质中内部压强受到声波作用后的改变量，即单位面积的压 力变化。
有效声压
瞬时声压的均方根值。
听阈
人耳能听到的最小的声压，声压值为2×10-5Pa。
痛阈
使人耳产生疼痛感觉的声压，称为人耳的痛阈，声压为20Pa。
三、环境噪声评价量及其计算
2.计量声音的物理量 计量声音的物理量
（1）声压和声压级 ）
如以人的听阈声强值10－12W/m2为基准，则声强级定义为： LI＝10lg(I/I0) (dB) 式中：LI――对应声强I的声强级，dB； I――声强，W/m2； I0――基准声强，等于10－12W/m2；
T
例题
一个点声源S（声源大小可不考虑），声功率 为W，位于没有反射的空间 （自由声场），求距声源r远处M点的声强。
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。
二、环境噪声及其分类
4.声源类型
对噪声源按其辐射特性及其传播距离： 点声源
小型设备，其自身的几何尺寸比噪声影响的距离小得多，或影响距 离远大于噪声源本身的尺度。
4.频谱图及倍频程 频谱图及倍频程
频谱图 ：除音叉等之外， 各种声源发出的声音很 少是单一频率的纯音， 大多是由许多不同强度， 不同频率的声音复合而 成，统称复音。在复音 中，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。
110 倍频程声压级( dB) 倍频程声压级( dB) 100 90 80 70 60 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 频率 ( H z )
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＝102。 ＝
三、环境噪声评价量及其计算
3.分贝的运算 分贝的运算
L pT pT p pT = 10 lg 1 2 = 10 lg ∑ i = 20 lg = 10 lg p0 p0 1 p0 p0
n 2
p i2 ∑
n
2
L pT
n L pi = 10 lg ∑ 10 10 1
5.倍频程
由于一般噪声的频率分布宽阔，在实际的频谱分析中，不需要也 不可能对每个频率成分进行具体分析。为了方便，人们把20— 20000Hz 的声频范围分为几个段落，划分的每一个具有一定频率 范围的段落称做频带或频程。 频程的划分方法： 恒定带宽，即每个频程的上、下限频率之差为常数。 恒定相对带宽，即保持频带的上、下限之比为一常数。实验证明， 当声音的声压级不变而频率提高一倍时，听起来音调也提高一倍 (音乐上称提高八度音程)；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。为了简明，每个倍频 程用其中心频率，fc来表示：