物理性污染控制ppt課件

.,物理性污染控制,.,2,教材名稱：環(huán)境物理性控制（孫興濱.閆立龍.張寶杰.主編，化學(xué)工業(yè)，第二版）參考書目：物理性污染控制（陳杰瑢主編，高等教育出版社）環(huán)境噪聲控制工程（洪宗輝主編，高等教育出版社）,教材和參考書目,.,3,.,4,噪聲,.,放射性污染,.,電磁輻射污染,.,熱污染,.,.,.,噪聲污染,.,11,一、環(huán)境物理學(xué)學(xué)科體系,環(huán)境聲學(xué)環(huán)境振動學(xué)環(huán)境放射學(xué)環(huán)境電磁學(xué)環(huán)境熱學(xué)環(huán)境光學(xué),.,12,.,13,環(huán)境物理學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展20世紀(jì)50年代物理性污染的日益嚴(yán)重研究物理環(huán)境同人類相互作用的科學(xué)屬于環(huán)境科學(xué)的一個分支,.,二、物理環(huán)境,研究對象周圍的環(huán)境,天然物理環(huán)境人工物理環(huán)境,.,15,天然物理環(huán)境（原生物理環(huán)境）風(fēng)、雨、地震、海嘯、火山爆發(fā)、臺風(fēng)、雷電、太陽黑子、耀斑、天然放射性元素的衰變、太陽光輻射、熱輻射。自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的聲、振動、電磁、光、熱。,.,16,人工物理環(huán)境（次生物理環(huán)境）人類活動不同程度的干預(yù)天然物理環(huán)境生成的。（工業(yè)生產(chǎn)、取暖、光源、電磁設(shè)備、核電站）,.,17,三、污染物分類,污染物性質(zhì)化學(xué)性污染：水污染、大氣污染生物性污染：水污染、土壤污染物理性污染：噪聲、熱、輻射、光按污染物來源自然污染：火山、地震人為污染：。,.,18,四、什么是物理性污染物理性污染是指物理運動的強度超過人的耐受限度。,.,19,五、物理性污染的特點局部性的，區(qū)域性和全球性污染較少見污染源消失，污染級隨即消失,.,20,小結(jié),1、什么是物理環(huán)境2、人工物理環(huán)境是如何形成的3、環(huán)境物理學(xué)的分支學(xué)科有哪些4、什么是物理性污染5、物理性污染的特點6、環(huán)境物理性污染的主要研究內(nèi)容,.,第二章噪聲污染,第一節(jié)噪聲及其危害,一、噪聲的研究背景,二戰(zhàn)結(jié)束以來，隨著工業(yè)交通的迅速發(fā)展，環(huán)境噪聲日趨嚴(yán)重，eg：在我國大城市環(huán)境污染投訴中噪聲占60%70%，已成為廣泛的社會公害。,.,二、什么是噪聲,說文：“擾也”玉篇：“群呼煩擾也”不需要的聲音超過人們生活和社會活動所允許的程度,.,.,24,二、噪聲的定義,1、物理學(xué)角度無規(guī)則，非周期振動物體發(fā)出的聲音2、醫(yī)學(xué)角度超過60分貝的聲音3、從心理學(xué)角度人們不需要的聲音4、從環(huán)境學(xué)角度對周圍環(huán)境造成不良影響的聲音,.,分貝,.,分貝及相應(yīng)代表性行為,.,三、噪聲的特點,1、具有明顯的主觀心理性與生理性2、衰減快，無殘留，不積累，只造成局部性污染3、主要為慢性危害,.,四、噪聲的來源,1、交通噪聲鳴笛,.,全國道路交通情況,.,2、工業(yè)噪聲eg：紡織廠,.,工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),工作環(huán)境噪聲每增加3dB，工作時間就必須減少一半。（不得超過115）,90分貝8小時,99分貝1小時,.,3、施工噪聲機械振動、摩擦、撞擊,.,33,建筑施工機械噪聲級,.,4、生活噪聲,.,家用電器噪聲,.,城區(qū)環(huán)境噪聲構(gòu)成比例,.,五、噪聲的危害,.,1、損傷聽力（80dB）,長期在強噪聲環(huán)境下工作，會使內(nèi)耳聽覺組織受到損傷，造成耳聾；慢性的噪聲性耳聾聽力正常（聽力損失在15dB以內(nèi))；接近正常（聽力損失1525dB)；輕度耳聾（聽力損失2540dB)；中度耳聾（聽力損失4065dB)；重度耳聾（聽力損失65dB以上）。,.,大量統(tǒng)計資料表明,.,聽力損失又稱聾度或聽力級，是人耳在某一頻率的聽閾比正常聽閾高出的分貝數(shù)。由于年齡關(guān)系產(chǎn)生的聽力損失稱為老年性耳聾；由于社會環(huán)境噪聲產(chǎn)生稱為社會性耳聾；職業(yè)性噪聲導(dǎo)致的聽力損失稱為噪聲性耳聾。(平均聽力損失超過25dB),聽力損失,.,聽力閾級耳朵可以察覺到的純音的聲壓級（用以衡量聽力損失的量）噪聲性遷移由噪聲引起的閾級提高暫時性域移：可以恢復(fù)永久性域移,聽力閾級與噪聲性遷移,.,2、干擾睡眠40dB的連續(xù)噪聲可使10的人睡眠受到影響；70dB的連續(xù)噪聲可使50的人受到影響；突然的噪聲可以使人驚醒40dB的突發(fā)性噪聲可使10的人驚醒，60dB可使70的人驚醒。（睡眠周期）,.,43,長期暴露在強噪聲環(huán)境下，會引起人體的緊張反應(yīng)，使腎上腺素分泌增加，引起心率加快，血壓升高；消化系統(tǒng)紊亂，引起消化不良，誘發(fā)胃腸粘膜潰瘍；會引起疲勞、頭暈及記憶力衰退，誘發(fā)神經(jīng)衰弱癥。,3、對人體生理機能引起不良反應(yīng),.,44,.,當(dāng)人們交談距離為1米時，平均聲級為65dB；當(dāng)環(huán)境噪聲級高于語言聲級10dB時，談話聲音會被環(huán)境噪聲完全掩蓋；當(dāng)噪聲級超過90dB時，即使大喊大叫也難以進(jìn)行正常交談。,4、干擾語言交談和通訊聯(lián)絡(luò),.,當(dāng)噪聲級超過135dB時，電子儀器的連接部位會出現(xiàn)錯動，微調(diào)元件發(fā)生偏移，使儀器發(fā)生故障而失效；當(dāng)超過150dB時，儀器的元件可能失效或損壞,5、特強噪聲損壞儀器設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu),.,.,48,.,49,.,50,.,環(huán)境聲學(xué)研究內(nèi)容,噪聲污染規(guī)律,控制技術(shù)與測試技術(shù),評價方法和標(biāo)準(zhǔn),第二節(jié)環(huán)境聲學(xué)研究內(nèi)容,.,噪聲控制的途徑,.,小結(jié),1、噪聲的定義2、噪聲的危害有哪些3、聽力閾級、聽力損失、噪聲性遷移4、噪聲的特點5、噪聲的來源6、環(huán)境聲學(xué)研究內(nèi)容,.,第三節(jié)聲波的基本性質(zhì)及傳播規(guī)律,一、聲波的產(chǎn)生及描述方法,聲源的振動,彈性媒介振動,聲波,空氣、固體、液體,.,1、產(chǎn)生聲音感覺的條件,.,空氣縱波聲波固體、液體縱波、橫波,能量的傳遞相鄰質(zhì)點間的動量傳遞來完成，而不是由物質(zhì)的遷移來傳播能量的。,.,2、聲波傳播的物理過程,.,聲波傳播的物理過程,.,波長=c/f米（m）周期T秒（s）頻率f=1/T赫茲（Hz）相位t時刻某一指點的震動狀態(tài)聲速c米每秒（m/s）（振動時f相同，相位不一定相同）（空氣中340m/s）,3、描述聲波的基本物理量,.,(1),.,.,.,.,二、聲波的基本類型,平面聲波1、聲波球面聲波（波陣面的形狀）柱面聲波,波陣面是指空間同一時刻相位相同的各點的軌跡曲線,.,平面聲波,.,聲波的類型,.,球面聲波,.,球面聲波（點聲源）,柱面聲波（線聲源）,.,2、聲線（聲射線）,聲線用來描繪聲波的傳播，是自聲源發(fā)出的代表能量傳播方向的直線。（與波正面垂直）,當(dāng)聲波頻率較高時，傳播途徑中遇到物體的幾何尺寸比聲波波長大很多時，可以不計聲波的波動特性，直接用聲線來處理。,.,平面聲波聲線立體圖,.,球面聲波聲線立體圖,.,柱面聲波聲線立體圖,.,3、聲壓、聲能量、聲強和聲功率,聲壓p當(dāng)有聲波存在時，在媒質(zhì)中產(chǎn)生的壓強的增量。單位：Pa當(dāng)聲頻為1000Hz時，人耳可聽聲壓范圍為210-5Pa稱為聽閾，20Pa稱為痛閾。有效聲壓pe：一段時間內(nèi)聲壓的均方根值。,.,.,日常生活中聲音的聲壓數(shù)據(jù),.,聲能量由于聲擾動，聲波在媒質(zhì)中傳播，產(chǎn)生動能和形變的勢能。動能和勢能之和即為聲能量。單位：J聲場：空間中存在聲波的區(qū)域。聲能密度D：聲場中單位體積媒質(zhì)所含有的聲能量，單位：J/m3。,.,聲強I單位時間內(nèi)，通過和聲波射線垂直的單位面積內(nèi)的聲能量稱為聲強，單位：W/m2。聲強與離開聲源的距離有關(guān),.,聲功率聲源在單位時間內(nèi)發(fā)射的總能量記為W，單位（w）,對于平面聲波有：,聲能密度,聲強,聲功率,基準(zhǔn)聲壓p02105Pa,.,三、聲波的疊加,相干波具有相同頻率、相同振動方向和恒定相位差的聲波,駐波聲壓值pT隨空間不同位置有極大值和極小值分布的周期波為駐波，其聲場稱為駐波場，駐波的極大值和極小值分別稱為波腹和波節(jié),1、相干波和駐波,.,幾個聲源同時存在，在聲場某點處的聲壓分別為p1，p2，p3。,合成聲壓為：p=p1+p2+.+pn=pi,如果2個聲波頻率相同，振動方向也一樣，但存在恒定相位差,合成聲壓為：p=p1+p2=PTcos（t-）,PT聲壓幅值2f角頻率相位,.,2、聲音的頻譜,（1）噪聲分析的基本知識人耳聽到的聲音有的低沉，有的尖銳主要是人耳對聲源振動頻率的主觀感受。人們在生活中聽到的聲音是不同頻率、強度的純音復(fù)合而成的。,.,次聲20000Hz可聽聲可分為：低頻聲2000Hz,聲音可按頻率分為,.,（2）頻程的概念由于從低頻到高頻變化高達(dá)1000倍，一般不可能也沒有必要對每一個頻率逐一測量，為方便和實用，通常把聲頻的變化范圍劃分為若干個段落，稱為頻程（頻段或頻帶）,.,f1，f2任意頻程的上限頻率和下限頻率f2/f12nn頻程倍數(shù)，n為正實數(shù),頻程有上、下限截止頻率、帶寬帶寬（頻帶寬度）上、下限截止頻率之差。,.,（3）頻譜的概念純音：單一頻率的聲音稱為純音。具有單一音調(diào)的聲覺。自然界純音很少見，只有個別儀器或樂器能發(fā)出純音。,聲源作簡諧振動所產(chǎn)生的聲波為簡諧波，聲壓與時間的關(guān)系是正弦曲線，,.,復(fù)音：由一些頻率不同的簡單正弦式成分合成的聲波。具有一個音調(diào)以上的聲覺。頻譜：組成復(fù)音的聲壓與頻率的關(guān)系圖。,.,.,線譜（離散譜）,.,連續(xù)譜,.,復(fù)合譜,.,四、級的概念,1個量的級是這個量與同類基準(zhǔn)值之比的對數(shù)，用L表示。對數(shù)以10為底，級的單位為貝爾（B）,貝爾分為10檔，每一檔的單位為分貝（dB），1B=10dB對數(shù)以e=2.71828為底，級的單位為奈培（Np）,1Np8.686dB,1、分貝的定義,.,2、聲壓級、聲強級、聲功率級,聲壓級LpLp為聲壓級，單位dB；p為有效聲壓，Pa；基準(zhǔn)聲壓p02105Pa。對于聽閾Lp0；對于痛閾Lp120dB。,.,聲強級LI為聲強級，單位dB；I為聲強，瓦/米2；基準(zhǔn)聲強I011012瓦/米2。,.,當(dāng)在1atm，38.9時，LILp在一般情況下，空氣中的聲波LI與Lp的值相差0.2dB，故LILp,.,聲功率級LWLW10lg（W/W0）LW為聲功率級，單位dB；W為聲功率，瓦；基準(zhǔn)聲功率W011012瓦。對于球面聲波，距離聲源半徑微r，則有：LW=LP+10lg4r2LP+20lgr11對于半球面聲波，距離聲源半徑微r，則有：LW=LP+10lg2r2LP+20lgr8,.,對于給定的聲源，其聲功率是不變的，但空間各處聲壓級、聲強級會發(fā)生變化。對于恒定聲功率的點聲源發(fā)出的球面波，在聲場中距離增加1倍，聲強級減少6dB，當(dāng)距離足夠遠(yuǎn)時：,LILp,.,噪聲級合成是按照能量的疊加規(guī)律進(jìn)行疊加的。聲強級：聲強與能量成正比。總聲強等于各聲強之和。假設(shè)有n個噪聲源同時存在，聲強與聲強級分別為I1、I2、In和L1、L2、Ln。,3、級的疊加,.,L110lgI1/I0，L210lgI2/I0，Ln10lgIn/I0I1/I0100.1L1，I2/I0100.1L2，In/I0100.1Ln總聲強級L10lg（I1/I0I2/I0In/I0）10lg（100.1L1100.1L2100.1Ln）,.,Lp1=80dB，Lp2=80dBLpT=83dB結(jié)論：LL110lg2L13兩個相同的聲壓級相加，能量增加一倍，聲級增加3dB。如果兩個聲壓級相差10dB以上，總聲壓級與高聲壓級的近似相同。,以n2為例,.,例1:8個聲音在空間某點的聲壓級分別為84、87、90、95、96、91、85、80，求總聲壓級。,.,LpTLp+10lgn92+10lg7100.4dB,例2:7臺機器工作，每臺的聲壓級分均為92，求總聲壓級。,n個相同的聲壓級疊加,LpTLp+10lgn,.,不同噪聲級的合成假設(shè)存在兩個噪聲源，聲壓級分別為L1、L2，且L1L2LL110lg（100.1L1100.1L2）L110lg100.1L1100.1L2）/100.1L110lg1+100.1(L1-L2)設(shè)噪聲合成的附加值L10lg1+100.1(L1-L2)LL1LL可查表可知，當(dāng)L1-L26dB，L1，則現(xiàn)場工作人員接受的噪聲超過標(biāo)準(zhǔn)。,.,實例1：某現(xiàn)有企業(yè)某車間有一臺機床，運轉(zhuǎn)時A聲級為111dB，試問工人在該噪聲環(huán)境下，每日累積最長工作時間為多少？解：根據(jù)工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，99dB時為1小時，聲級每升高3dB，工作時間縮短一半，則：1119912dB，12/34，即工作時間為1/241/16小時4分鐘。,.,實例2：某工人在車床廠工作，4小時定額生產(chǎn)140個零件，每個零件加工2分鐘，車床工作時聲級為93dB(A)。試計算噪聲劑量(D)，并以現(xiàn)有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)評價是否超過安全標(biāo)準(zhǔn)。,.,實例3：某車間工作人員在一個工作日內(nèi)噪聲暴露的累計時間分別為90dB4小時，75dB2小時，100dB2小時，試計算噪聲劑量(D)，并以現(xiàn)有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)評價是否超過安全標(biāo)準(zhǔn)。,.,解：完成定額工作量所需時間：T實1402280分鐘噪聲劑量D280/（460）1.171，超標(biāo)。,解：噪聲劑量D4/8+2/12.51，超標(biāo)。,.,3、各類廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)值,.,小結(jié),響度級、等響曲線、響度斯蒂文斯響度（計算）計權(quán)聲級和計權(quán)網(wǎng)絡(luò)等效連續(xù)聲級(Leq)工業(yè)噪聲中，計算等效連續(xù)A聲級方法晝夜等效聲級Ldn,.,小結(jié),累計百分?jǐn)?shù)聲級Ln噪度和感覺噪聲級交通噪聲指數(shù)TNI噪聲污染級噪聲掩蔽語言清晰度指數(shù)和語言干擾級噪聲暴露率D(計算),.,第四節(jié)噪聲測試和監(jiān)測,一、測量儀器,1、聲級計：噪聲測量中最常用的基本聲學(xué)儀器，一種可測量聲壓級的便攜式儀器。國際電工委員會將聲級計分為0、1、2、3四種等級，環(huán)境中主要使用1型（精密級）和2型（普通級）。,.,.,聲級計一般由傳聲器、放大器、衰減器、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器和指示器組成。,.,.,傳聲器：將聲壓轉(zhuǎn)換成電壓的聲電轉(zhuǎn)換器。（聲級計中大多選用空氣電容傳聲器和駐極體電容傳聲器）放大器：一般采用兩級放大器，即輸入放大器和輸出放大器，其作用是將微弱的電信號放大。,.,衰減器：聲級計的量程范圍較大一般為25dB130dB，將強信號給予衰減。輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號的衰減量和輸出信號衰減量的，以便使表頭指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?。輸入放大器使用的哀減器調(diào)節(jié)范圍為測量低端，輸出放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測量高端。許多聲級計的高低端以70dB為界限。,.,濾波器：包括A、B、C、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)濾波器在聲級計模擬人耳的聽覺特性，把電信號修正為與聽感近似值的網(wǎng)絡(luò)，通過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級，不是客觀物理量的聲壓級，而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級。檢波器作用是把迅速變化的電壓信號轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號。,.,聲級計的主要附件：防風(fēng)罩:防止較大風(fēng)速對傳聲器干擾鼻形錐：在穩(wěn)定方向的高速氣流中測量噪聲中使用，降低因氣流而產(chǎn)生的噪聲延長電纜“避免測量儀器和監(jiān)測人員對聲場的干擾聲級計的校準(zhǔn)：對儀器進(jìn)行校準(zhǔn),.,2、頻譜分析儀和濾波器,具有對聲信號進(jìn)行頻譜分析功能的設(shè)備稱為頻譜分析儀，其核心是濾波器。讓頻率在f1和f2之間的信號通過，且不影響信號的幅值和相位，同時阻止f1以下和f2以上的任何信號通過。,.,.,3、磁帶記錄儀4、讀出設(shè)備5、實時分析儀,.,二、環(huán)境噪聲監(jiān)測方法1、城市區(qū)域環(huán)境噪聲測量城市區(qū)域環(huán)境噪聲測量方法對于噪聲普查應(yīng)采用網(wǎng)格測量法對于常規(guī)檢測應(yīng)采用定點測量法,.,每一網(wǎng)格中的工廠、道路及非建成區(qū)的面積之和不得大于網(wǎng)格面積的50,有效網(wǎng)格總數(shù)應(yīng)多于100個,每次每個測點測量10min的連續(xù)等效聲級，全部網(wǎng)格中心的10min的連續(xù)等效聲級的算術(shù)平均值代表某一區(qū)域的噪聲水平,.,.,定點測量方法：,24小時連續(xù)監(jiān)測，測量每小時的連續(xù)等效聲級，晝間A聲級能量平均值，夜間A聲級能量平均值,該區(qū)的環(huán)境噪聲水平由下式計算：,.,道路交通噪聲測量,測點：市區(qū)交通干線(機動車流量不小于100輛)一側(cè)的人行道上，距馬路沿20cm處，此處距兩交叉路口應(yīng)大于50cm,機動車輛噪聲測量,在測試中心周圍25m半徑范圍內(nèi)不應(yīng)有大的反射物，測試跑道應(yīng)有20m以上平直、干燥的瀝青路面或混凝土路面，路面坡度不超過0.5,車內(nèi)噪聲、車外噪聲,.,航空噪聲測量,測量飛機噪聲采用D計權(quán)飛機噪聲的基本評價量是感覺噪聲級LpN航空噪聲測量條件,.,2、工業(yè)企業(yè)噪聲測量生產(chǎn)環(huán)境噪聲工業(yè)企業(yè)內(nèi)部噪聲機器設(shè)備噪聲工業(yè)企業(yè)對外界環(huán)境的影響,.,生產(chǎn)環(huán)境噪聲測量根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GBJ87-85工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范。1、測量時，傳聲器置于人耳附近，工作人員暫時離開；2、對于穩(wěn)定噪聲只測A聲級，不穩(wěn)定噪聲8小時工作時間內(nèi)取樣，計算連續(xù)等效A聲級3、聲級變化小于3dB，選取1-3個測點，大于3dB，分為若干小區(qū)域重復(fù)以上過程。,.,機器設(shè)備噪聲設(shè)法避免減小環(huán)境的背景噪聲和反射聲的影響小型機器（外形尺寸小于0.3m）：測點距表面0.3m中型機器（外形尺寸0.3-1m）：測點距表面0.5m大型機器（外形尺寸大于1m）：測點距表面1m,.,廠界噪聲測量1、要求：使用精度為2以上的聲級。2、測量的聲級：等效聲級3、測點：選在廠界外1m，高1.2m以上的噪聲敏感處；若與居民區(qū)相連，廠界無法測量時，測點選在居室中央，室內(nèi)限值比標(biāo)準(zhǔn)低10dB4、背景聲值的修正：背景值比待測聲級低10dB以上為正常，兩者相差10dB應(yīng)加以修正,.,小結(jié),聲級計等級聲級計組成部分傳聲器分為哪兩種聲級計的主要附件除聲級計之外的測量設(shè)備噪聲普查采用什么方法，具體步驟常規(guī)檢測采用什么方法，具體步驟航空噪聲采用D計權(quán),.,第五節(jié)環(huán)境噪聲影響評價,一、環(huán)境噪聲影響評價的目的和意義二、環(huán)境噪聲影響評價工作程序和內(nèi)容,.,評價工作程序,確定噪聲環(huán)境影響評價工作等級，編寫環(huán)境影響評價大綱噪聲部分,環(huán)境噪聲現(xiàn)狀調(diào)查和測量,建設(shè)項目工程分析(與噪聲有關(guān)的內(nèi)容),環(huán)境噪聲現(xiàn)狀評價,噪聲級預(yù)測、受影響人口預(yù)測,噪聲管理法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn),噪聲環(huán)境影響評價,噪聲防治對策,噪聲影響評價專題報告,.,噪聲環(huán)境影響評價工作等級劃分基本原則,劃分依據(jù)：投資額劃分建設(shè)項目規(guī)模（大、中、?。┰肼曉吹姆N類及數(shù)量項目建設(shè)前后噪聲級的變化程度建設(shè)項目噪聲有影響范圍內(nèi)的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)、環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)和人口分布,.,.,噪聲環(huán)境影響評價工作基本要求,環(huán)境影響評價大綱噪聲部分,環(huán)境噪聲評價量,噪聲環(huán)境影響的評價范圍根據(jù)評價工作等級確定,環(huán)境影響評價報告書噪聲專題報告編寫提綱,.,噪聲預(yù)測,1.預(yù)測的基礎(chǔ)資料（1）聲源資料發(fā)聲持續(xù)時間，空間位置，作用時間段，噪聲級等（2）影響聲波傳播的各種參量氣象因素、遮擋物、地面覆蓋等,.,預(yù)測范圍大于等于評價等級要求預(yù)測點布置所有的環(huán)境噪聲現(xiàn)狀測量點網(wǎng)格法確定,.,1、噪聲控制基本原理與原則,第六節(jié)噪聲控制技術(shù)概述,在聲源處抑制噪聲在聲傳播途徑中控制接收器的保護(hù),.,抑制噪聲源,.,聲源控制降噪效果,.,控制噪聲的傳播途徑,.,常用噪聲控制措施的原理與應(yīng)用范圍,.,保護(hù)接收器,.,在聲源處抑制噪聲：包括降低激發(fā)力，減小系統(tǒng)各環(huán)節(jié)對激發(fā)力的響應(yīng)以及改變操作程序或改造工藝過程等。在聲傳播途徑中控制：噪聲控制的普遍技術(shù)，包括隔聲、吸聲、消聲、阻尼減振等措施接收器的保護(hù)：耳塞、耳罩、消聲頭盔，對精密儀器將其安裝在隔聲間或隔振臺上,.,2、噪聲控制的一般原則科學(xué)性、技術(shù)的先進(jìn)性（不能影響原有設(shè)備的技術(shù)性能）、經(jīng)濟(jì)性、,.,3、噪聲控制的基本程序,噪聲源測量和分析,傳播途徑調(diào)查和分析,受影響區(qū)域調(diào)查,降噪量確定,制定控制方案,設(shè)計施工,工程評價,總降噪量、聲源、途徑降噪量,聲源分布,頻率特性,時間特性,聲質(zhì)量評價、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性評價,聲源控制、途徑控制,危害狀況、本底噪聲、允許標(biāo)準(zhǔn),傳播途徑有空氣聲、固體聲,.,4、噪聲源分析機械噪聲：摩擦力、撞擊力、非平衡力等使機械部件和殼體產(chǎn)生振動空氣動力性噪聲：氣體流動過程中的相互作用或者氣流和固體介質(zhì)之間的相互作用電磁噪聲：電磁場交替變化引起的機械部件或空間容積振動,.,5、城市環(huán)境噪聲控制（1）噪聲源分類：工業(yè)生產(chǎn)噪聲、建筑施工噪聲、交通運輸噪聲、社會生活噪聲（2）城市規(guī)劃與噪聲控制a、居住區(qū)規(guī)劃中的噪聲控制b、工業(yè)區(qū)遠(yuǎn)離居住區(qū)C、居住區(qū)人口控制規(guī)劃美國環(huán)保局發(fā)布資料Ldn=10lg+22,.,（3）道路交通噪聲控制a、低噪聲車輛b、道路設(shè)計C、合理的城市規(guī)劃（4）噪聲管理：1997年3月1日環(huán)境噪聲污染防治法（5）城市綠地降噪,厚草地、灌木叢：Ag（0.18lgf-0.31）d,樹木、森林：Ag0.01f1/3d,.,第七節(jié)吸聲和室內(nèi)聲場,吸聲是噪聲污染控制的一種重要手段；在噪聲污染控制工程設(shè)計中，常利用吸聲材料吸收聲能量來降低室內(nèi)噪聲。,.,.,室內(nèi)噪聲的來源：,通過空氣傳來的直達(dá)聲室內(nèi)各墻壁面反射回來的混響聲,.,室內(nèi)混響聲對環(huán)境的影響：,混響使室內(nèi)噪聲級增加，如一列火車進(jìn)入隧道以后的噪聲級比行駛在空曠的野外可高出5-10dB;混響對聽覺的干擾；,.,一、吸聲材料的聲學(xué)分類及吸聲特性,多孔性吸聲材料（針對高頻噪聲控制）特征：內(nèi)部有許多微小細(xì)孔，并與材料表面相通，具有通氣性。吸聲機理：聲波投射到多孔材料表面時，部分投入的聲波與纖維或顆粒表面產(chǎn)生內(nèi)摩擦（摩擦力來自空氣的壓縮、膨脹），部分聲能轉(zhuǎn)變成熱能，從而使聲音的能量減小。,.,多孔性吸聲材料分類：,無機纖維（如玻璃棉、巖棉及其制品等）有機纖維（如棉麻植物纖維、木質(zhì)纖維等）泡沫材料（如泡沫塑料、泡沫混凝土等）吸聲建筑材料（如微孔吸聲磚、膨脹珍珠巖）,.,.,.,共振吸聲結(jié)構(gòu)（針對低頻噪聲控制）材料特征：薄膜或薄板表面穿孔吸聲機理：應(yīng)用共振原理1）聲音與薄板（薄膜）固有頻率產(chǎn)生共振2）聲音與板后空腔氣室空氣產(chǎn)生共振,.,共振吸聲結(jié)構(gòu)的分類,微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)（小于1mm微孔）穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)（共振腔結(jié)構(gòu)）薄板或薄膜吸聲結(jié)構(gòu)（材料本身產(chǎn)生共振）,.,二、吸聲特性的描述（吸聲系數(shù)和吸聲量）,1）吸聲系數(shù)：,當(dāng)0時，無吸聲當(dāng)1時，完全吸收，無聲能反射,.,1）吸聲系數(shù),是頻率的函數(shù)同一種材料，不同頻率，吸聲系數(shù)不同為研究問題方便，常用中心頻率為125，250，500，1000，2000，4000Hz六個頻程的吸聲系數(shù)的平均值，稱為平均吸聲系數(shù),.,2）吸聲量：,A：材料的總吸聲量Si：材料i的吸聲表面積(m2)可推知，吸聲量A的單位是m2,.,.,三、吸聲系數(shù)的測量,1)混響室法把被測吸聲材料按一定的要求放置于專門的聲學(xué)實驗室（混響室）中進(jìn)行測定。將不同頻率的聲波以相同的幾率從各個角度入射到材料表面，根據(jù)吸聲材料前后混響時間的變化來確定材料的吸聲特性。用此方法測定的吸聲系數(shù)稱為混響吸聲系數(shù)或無規(guī)則入射吸聲系數(shù)，記作,.,.,2)駐波管法,.,基于振幅合成,產(chǎn)生駐波時:,駐波比n,波腹：,波節(jié)：,.,聲強系數(shù)與聲壓系數(shù)之間為平方關(guān)系，即：,由于,a代替I得到：,.,比較兩種吸聲測量方法可知：基于聲音傳播方向的無規(guī)則性，混響室法測得的吸聲系數(shù)更接近材料的實際應(yīng)用環(huán)境；但測定吸聲系數(shù)較困難，兩種方法測定的吸聲系數(shù)可以進(jìn)行換算。,.,.,四、多孔材料的吸聲機理和影響吸聲性能的因素,.,1、吸聲機理,由于,當(dāng)Zsm（材料聲阻抗率）與c相等時，a1，說明材料將聲音完全吸收，但在實際應(yīng)用中不可能。理想吸聲材料要求其聲阻抗率接近于空氣的特性阻抗率。,壓縮、膨脹、摩擦、產(chǎn)熱,降低聲音能量,.,2、影響吸聲性能的因素,材料的厚度材料的密度材料層于剛性面間的空氣層護(hù)面層（多應(yīng)用于多孔疏松材料）空間吸聲體（室內(nèi)懸掛吸聲體）,.,A：材料厚度（頻率一定時）,多孔材料對高頻率聲音吸聲效果明顯，即在高頻區(qū)吸聲系數(shù)較大；多孔材料對低頻率聲音吸聲效果差，即在低頻區(qū)吸聲系數(shù)較?。浑S著材料厚度的增加，吸聲最佳頻率向低頻方向移動；,.,A：材料厚度,厚度每增加1倍，最大吸收頻率向低頻方向移動一個倍頻程；材料厚度（最佳吸收頻率下的波長）當(dāng)聲音頻率大于500Hz時，吸聲系數(shù)與厚度無關(guān)。,.,B：材料密度（容重）,隨著材料密度的增大，最大吸收系數(shù)amax向低頻方向移動.,.,C：空氣層,即：材料層與剛性面間的空氣層；當(dāng)空氣層厚度d=1/4時，吸聲系數(shù)a最大；當(dāng)空氣層厚度d=1/2,或是整數(shù)倍時，吸聲系數(shù)a最??；對于低頻率聲音來說，較大，空氣層厚度也要加大，對于房頂可適當(dāng)增加空氣層的厚度，一般5-10cm。,.,D：護(hù)面層,多孔材料疏松，無法固定，不美觀，需表面覆蓋護(hù)面層，如護(hù)面穿孔板，織物或網(wǎng)紗等；穿孔率（P），即穿孔總面積與未穿孔總面積的比值，穿孔率越大，對中高頻率聲音吸收效果越好，穿孔率越小，對低頻吸收效果越好。,.,穿孔率的計算：,1）當(dāng)圓孔為正方形排列時2）當(dāng)孔為等邊三角形排列時,.,3）當(dāng)孔為平行狹縫時,穿孔率計算：,.,E：空間吸聲體,分散懸掛于建筑空間上部，用以降低室內(nèi)噪聲或改善室內(nèi)音質(zhì)的吸聲構(gòu)件。具有用料少、重量輕、投資省、吸聲效率高、布置靈活、施工方便的特點。許多國家從20世紀(jì)50年代開始使用空間吸聲體，70年代應(yīng)用廣泛。中國從70年代起應(yīng)用。80年代應(yīng)用增多。空間吸聲體可有板狀、方塊狀、柱體狀、圓錐狀和球體狀等多種形狀。其中板狀的結(jié)構(gòu)最簡單。,.,E：空間吸聲體,即：將吸聲體懸掛在室內(nèi)對聲音進(jìn)行多方位吸收；該法節(jié)省吸聲材料，對工廠、企業(yè)的吸聲降噪比較適用。,.,.,.,F：,.,.,G：溫度、濕度,.,五、共振吸聲結(jié)構(gòu)分類與吸聲原理,共振吸聲結(jié)構(gòu)分類,薄板或薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu),.,1）薄板（膜）共振吸聲結(jié)構(gòu),基于空氣的體積彈性量為c2假設(shè)空腔厚為L，則彈性系數(shù)根據(jù)彈簧振子共振頻率代入得到：,其中：M：薄板面密度,Kg/m2L:空腔厚度，cmf:Hz:空氣密度,.,薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍：薄膜吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率通常在200-1000Hz范圍，最大吸聲系數(shù)約為0.3-0.4，一般作為中頻范圍的吸聲材料。當(dāng)薄板固定在剛性面骨架上時，薄板和板后的封閉空氣層，也構(gòu)成振動系統(tǒng)，其中K與板的彈性、骨架構(gòu)造、安裝情況有關(guān)。,.,2）單腔共振吸聲體,共振吸收頻率：,其中：S：孔面積，m2V：空腔體積，m3t：孔深度，m：孔口修正量，mt+為有效頸長，對于直徑為d的圓孔，d/4,.,.,3）穿孔薄板共振吸聲體（多腔共振吸聲體）,假設(shè)：S：每各孔面積,m2A：共振單元薄板面積,m2D：空氣層厚度，m則穿孔率PS/A，共振腔體積VAD其共振頻率為,.,.,.,.,.,.,六室內(nèi)聲場和吸聲降噪,1、聲場的分類直達(dá)聲場：從聲源直接到達(dá)接受點的直達(dá)聲形成的聲場?；祉懧晥觯航?jīng)過房間面壁一次和多次反射后到達(dá)接受點的反射聲形成的聲場。擴(kuò)散聲場：房間內(nèi)聲能密度處處相同，而且在任一受聲點上，聲波在各個傳播方向作無規(guī)則分布的聲場。擴(kuò)散聲場包含直達(dá)聲場和混響聲場，是由兩聲場疊加形成,.,2、擴(kuò)散聲場的聲能密度和聲壓級,（1）、直達(dá)聲場對于點聲源，直達(dá)聲的聲強為：Q指向因子當(dāng)聲源置于自由空間，Q=1當(dāng)聲源置于無窮大剛性平面上，Q=2當(dāng)聲源置于兩個剛性平面的交線上，Q=4當(dāng)聲源置于三個剛性平面的交角上，Q=8,.,對于點聲源，直達(dá)聲的聲強為：,因為：,所以：,直達(dá)聲聲能密度：,.,(2)、混響聲場,自由程：在室內(nèi)聲場中，聲波每相鄰兩次反射所經(jīng)過的路程。平均自由程：聲波經(jīng)過相鄰兩次反射距離的平均值（d）。由理論和實驗均證實不論空間形狀如何，均有：,其中：V為房間體積，S為房間總表面積。,.,設(shè)聲音在1秒鐘內(nèi)傳播的距離為c米，則1秒鐘內(nèi)的平均反射次數(shù)為：,設(shè)聲源單位時間發(fā)出的聲功率為W，則當(dāng)聲波被房間壁面部分吸收后剩余的聲能量為:,設(shè)混響聲平均聲能密度為，則單位時間被吸收的聲能量為：,亦即：聲源提供的混響聲能量。,.,當(dāng)單位時間內(nèi)聲源貢獻(xiàn)的混響聲能與被吸收的混響聲能相等時，體系達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即：,所以，室內(nèi)混響聲場平均聲能密度為：,設(shè)：,R：房間常數(shù)，m2,則混響聲場平均聲能密度為：,.,又由于直達(dá)聲聲能平均密度為：,當(dāng)室內(nèi)存在混響時，室內(nèi)某點的平均聲能密度應(yīng)等于直達(dá)聲和混響聲能密度之和，即：,3）總聲場,把直達(dá)聲場和混響聲場疊加形成總聲場。,.,聲能密度與有效聲壓是平方正比關(guān)系，即：,則：,所以混響聲壓級為：,.,從混響聲壓級公式可看出：公式中第一項Lw為直達(dá)聲，第二項為混響聲。當(dāng)時，即r很小，聲場以直達(dá)聲為主；當(dāng)時，即r很大，聲場以混響聲為主；當(dāng)時，直達(dá)聲聲能密度與混響聲聲能密度相等，這時r稱為臨界半徑，即：當(dāng)Q1時的臨界半徑又稱為混響半徑。,.,當(dāng)接受點與聲源距離大于臨界半徑時，即混響聲占主導(dǎo)地位，則吸聲降噪處理效果明顯；當(dāng)接受點與聲源距離小于臨界半徑時，即直達(dá)聲占主導(dǎo)地位，則吸聲降噪處理效果不明顯。,.,4、室內(nèi)聲音的衰減和混響半徑,混響聲：由于室內(nèi)存在混響，聲音發(fā)出后，不會立即消失，要持續(xù)一段時間，這一段時間內(nèi)持續(xù)的聲音成為“混響聲”。,聲音經(jīng)過第2次反射后：,聲音經(jīng)過第n次反射后：,聲音經(jīng)過第1次反射后：,.,則t秒后的平均聲能密度為：,又由于聲能密度與有效聲壓是平方正比關(guān)系，所以有：,由于在t秒內(nèi)總反射次數(shù)為：,.,當(dāng)聲能密度衰減到原來的百萬分之一時所需要的時間，即聲壓級衰減60dB所需要的時間，稱為混響時間所以有：,混響時間,.,當(dāng)聲音為高頻區(qū)聲音，聲音傳播過程中空氣吸聲不能不考慮，t秒內(nèi)傳播距離為ct，經(jīng)空氣吸收后聲能密度降為原來的e-mct，其中m為聲音衰減常數(shù)，單位為m-1，則t秒后平均聲能密度衰減為：,則：,.,1）當(dāng)聲音頻率低于2000Hz時，m可忽略，也即：,2）當(dāng)聲音頻率低于2000Hz，且平均吸聲系數(shù)小于0.2時，有：,此時混響時間為：,.,5、吸聲降噪量,設(shè)吸聲前的聲壓級為：,吸聲后的聲壓級為：,則：,.,當(dāng)某接受點遠(yuǎn)離聲源時，即：,則：,一般情況下，平均吸聲系數(shù)都比1小得多，所以有：,.,由于平均吸聲系數(shù)通常是按實測混響時間T60得到，如果T1和T2分別為吸聲前后的混響時間，則：,一般地面和壁面（墻面）平均吸聲系數(shù)為0.03左右，吸聲處理后平均吸聲系數(shù)約為0.3左右，則聲壓級衰減10dB左右。一般吸聲處理降噪10-12dB，如果平均吸聲系數(shù)要求0.5以上，則降噪處理所需要的成本增加。,.,.,.,.,.,.,.,.,吸聲設(shè)計,.,.,.,.,.,小結(jié),1、室內(nèi)噪聲的來源2、多孔吸聲結(jié)構(gòu)吸聲機理3、共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲機理4、共振吸聲結(jié)構(gòu)分類5、吸聲系數(shù)的測量方法6、影響多孔吸聲材料聲性能的因素7、空間吸聲體的懸掛原則,.,8、單腔共振吸聲體9、混響聲10、混響時間11、混響半徑12、吸聲量13、平均吸聲系數(shù)14、穿孔率、共振頻率15、混響時間16、吸聲降噪量,小結(jié),.,一、隔聲原理二、聲波透過單層勻質(zhì)構(gòu)件的傳播三、雙層隔墻四、門窗和孔隙對墻體隔聲的影響五、隔聲間的降噪量六、隔聲罩的降噪量,第八節(jié)隔聲技術(shù),.,一、隔聲原理,.,隔聲技術(shù)：利用隔聲構(gòu)件將聲源與接收者分開，從而減輕噪聲對接受者的程度。常用隔聲構(gòu)件：隔聲間隔聲罩聲屏障,.,1、透射系數(shù),二、常用隔聲評價量,.,2、隔聲量：入射聲功率級與透射聲功率級之差，也稱傳聲損失。單位dB，同一隔聲結(jié)構(gòu)，不同的頻率具有不同的隔聲量。,一般隔件投射系數(shù)很小，使用很不方便，故采用隔聲量表示構(gòu)件的隔聲能力,.,.,3、平均隔聲量：在工程應(yīng)用中，通常把中心頻率為125,250,500,1000,2000,4000Hz的6個倍頻程或100至3150Hz的16個1/3倍頻程的隔聲量作算術(shù)平均。實際工程中，也可以用500Hz的隔聲量代表材料的實際隔聲量，用TL500表示,.,4、隔聲指數(shù)：Ia用于評價隔墻的隔聲性能的指標(biāo),如何確定隔墻隔聲指數(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）建議法：采用單一值隔聲指數(shù)Ia來評價空氣聲的隔聲效果。先將構(gòu)件的隔聲特性曲線繪制在坐標(biāo)紙上，再將繪在透明紙上的標(biāo)準(zhǔn)曲線與之重合，并沿垂直方向上下移動,直至滿足下列兩個條件時為止。,.,低于標(biāo)準(zhǔn)曲線的任何1/3倍頻帶的隔聲量與標(biāo)準(zhǔn)曲線的差值不得超過8分貝；低于標(biāo)準(zhǔn)曲線的各個1/3倍頻帶的隔聲量與標(biāo)準(zhǔn)曲線的差值總和不得超過32分貝。1/3倍頻帶的中心頻率為500赫所對應(yīng)的隔聲量Ia即為隔聲指數(shù)的讀數(shù)。,.,5、插入損失,.,三、隔聲材料,對材質(zhì)的要求是密實無孔隙或縫隙，有較大的重量。常見的有：實心磚、鋼筋混凝土墻、鋁板、鋼板、木板、石膏板、鐵板、玻璃板、隔聲氈、纖維板等,.,四、聲波透過單層勻質(zhì)構(gòu)件的傳播,.,.,由于構(gòu)件本身具有一定的彈性，當(dāng)聲波以某一角度入射到構(gòu)件上時，將激起構(gòu)件的彎曲振動，當(dāng)一定頻率的聲波以某一角度投射到構(gòu)件上正好與其所激發(fā)的構(gòu)件的彎曲振動產(chǎn)生吻合時，構(gòu)件的彎曲振動及向另一面的聲輻射都達(dá)到極大，相應(yīng)隔聲量為極小，這一現(xiàn)象稱為“吻合效應(yīng)”，相應(yīng)的頻率為“吻合頻率”。,吻合效應(yīng),.,如果一聲波以一定角度投射到構(gòu)件上時，若發(fā)生吻合效應(yīng)，則有：,b為薄板自由彎曲波長,.,1）當(dāng)入射波頻率高于b對應(yīng)的頻率時，均有其相應(yīng)的吻合角度產(chǎn)生吻合效應(yīng)；2）當(dāng)入射波頻率低于b對應(yīng)的頻率時，即相應(yīng)的波長大于自由彎曲波長b時，由于sin值不可能大于1，便不會產(chǎn)生吻合效應(yīng)。,.,固體隔墻中彎曲波的波長由固體本身的彈性性質(zhì)所決定，引起吻合效應(yīng)的條件由聲波的頻率與入射角決定。,E楊氏模量；D隔板厚,.,吻合效應(yīng)的臨界頻率（sin1時）,單層墻的隔聲性能與入射波的頻率有關(guān)，其頻率特性取決于隔聲墻本身的單位面積的質(zhì)量、剛度、材料的內(nèi)阻尼以及墻的邊界條件等因素。,.,質(zhì)量控制區(qū)是隔聲研究的重要區(qū)域。在這一區(qū)域，構(gòu)件面密度越大，其慣性阻力也越大，也就不易振動，所以隔聲量也越大。通常把隔聲量隨質(zhì)量增大而遞增的規(guī)律，稱為隔聲的“質(zhì)量定律”。,2、質(zhì)量控制區(qū)隔聲量計算,.,這即是隔聲中常用的“質(zhì)量定律”。公式表明：隔聲量與墻體質(zhì)量和聲音頻率有關(guān)。質(zhì)量面密度每增加1倍，隔聲量增加6dB,.,實際工程中，需要估算單層墻對各頻率的平均隔聲量，在入射頻率100-3200Hz范圍內(nèi)求平均，用平均隔聲量表示，則：,M200kg/m2,M200kg/m2,.,五、雙層隔墻,1、隔聲原理,雙層間的空氣層可看作與兩板相連的彈簧，當(dāng)聲波入射到第一層墻透射到空氣層時，空氣的彈性形變具有減振作用，傳遞到第二層墻的振動減弱，從而提高墻體的總隔聲量。其隔聲量等于兩單層墻的隔聲量之和，再加上空氣層的隔聲量。,.,2、雙層隔墻的隔聲特性,.,.,3、雙層結(jié)構(gòu)的隔聲量,.,4、雙層結(jié)構(gòu)的平均隔聲量,.,5、聲橋現(xiàn)象,聲橋：雙層墻的空氣層之間固體的剛性連接。若有聲橋存在，應(yīng)盡量避免，將破壞空氣層的彈性層作用，使隔聲量下降。空心板隔墻或空心砌塊隔墻的空心部分，能減輕墻體重量，但對隔聲不利。對空斗墻，其內(nèi)空腔不能誤認(rèn)為是能起隔聲作用的空氣層。因為這些空腔的周圍是百分之百剛性連接的聲橋，完全不起空氣層的彈性作用。,.,6、多層復(fù)合隔聲構(gòu)件（不同m、D）,多層復(fù)合隔板隔聲性能較同等重量的單層或雙層有明顯改善：分層材料阻抗各不相同，聲波在各層界面上產(chǎn)生多次反射，阻抗相差越大，反射聲能越多，投射聲能越小夾層材料的阻尼和吸聲作用致使聲能衰減，并減弱共振與吻合效應(yīng)多層結(jié)構(gòu)可以錯開共振與臨界吻合頻率，改善共振區(qū)與吻合區(qū)的隔聲低谷效應(yīng)。,.,六、組合隔聲體,隔聲量由聲能透射系數(shù)決定，組合件的隔聲量由組合件的平均聲能透射系數(shù)決定。,.,組合件的平均透射系數(shù)為：,組合件的平均隔聲量為：,.,例如：在一垛總面積為22米2的磚墻上有一扇2米2的普通木門，對中心頻率為1000Hz的倍頻帶聲能，其透射系數(shù)分別為10-5和10-2，即隔聲量分別為50dB和20dB。此時組合墻的平均透射系數(shù)為：,組合墻的總平均隔聲量為：,.,.,例：某隔聲間對噪聲源一側(cè)用一堵22m2的隔聲墻相隔，該的傳聲損失為50dB，在墻上開一個面積為2m2的門，該門的傳聲損失為20dB，又開了一個面積為4m2的窗戶，該窗戶的傳聲損失為30dB。求開了門窗之后使墻體的隔聲量下降了多少？（墻、門和窗的透射系數(shù)分別為10-5、10-2和10-3）,解：隔聲墻組合體的平均透射系數(shù)為：,.,則組合體的隔聲量比原墻的隔聲量下降為：,.,七、隔聲間的降噪量（墻壁有吸聲性能的情況下）,.,.,隔聲間計算公式,其中，A為隔聲間內(nèi)表面的總吸聲量，S為隔聲間內(nèi)表面的總面積，為隔聲間的平均隔聲量。,.,同樣一個隔聲間放在空曠原野時，只有面對聲源的墻壁具有隔聲作用；將其放于一個大車間中，除去各壁面均有隔聲作用。兩種情況，同一隔聲間的插入損失顯然不同。,.,八、隔聲罩的降噪量,.,.,.,.,.,隔聲罩的降噪量計算,插入損失的表達(dá)為：,.,例：用2mm厚的鋼板做一隔聲罩。已知鋼板的傳聲損失為29dB，鋼板的平均吸聲系數(shù)為0.01。由于隔聲效果不理想而進(jìn)行了改進(jìn)，在隔聲罩內(nèi)作了吸聲處理，使平均吸聲系數(shù)提高到0.6。求改進(jìn)后的隔聲罩的實際隔聲值提高了多少？,解：罩內(nèi)未做吸聲處理時，根據(jù)公式：,.,罩內(nèi)做吸聲處理后，則：,所以，改進(jìn)后隔聲罩的實際隔聲量比改進(jìn)前提高的dB數(shù)為：,.,小結(jié),1、隔聲原理2、常用隔聲構(gòu)件3、單層結(jié)構(gòu)頻率特性分為哪四區(qū)4、吻合效應(yīng)5、質(zhì)量定律相關(guān)計算,.,小結(jié),6、雙層隔墻的隔聲特性7、聲橋8、多層復(fù)合隔板隔聲性能較同等重量的單層或雙層有明顯改善的原因9、組合體隔聲量計算10、隔聲間、隔聲量的降噪,.,第九節(jié)消聲器,消聲器用于控制空氣動力性噪聲，是消減氣流噪聲的裝置，把它接在管道中或進(jìn)、排氣口上，能讓氣流通過，對噪聲具有一定的消減作用。,消聲器,.,汽車用消聲器,.,.,槍支用消聲器,.,鍋爐、風(fēng)機等設(shè)備的消聲器,.,一、消聲器的評價,對一個好的消聲器要有五個方面的基本要求：,1）在消聲性能上的要求。要求具有較高的消聲值和較寬的消聲頻率，也就是說要在所需要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量；2）空氣動力性能上的要求。消聲器對氣流的阻力要小，安裝消聲器后所增加的阻力損失要控制在實際容許的范圍內(nèi)；,.,3）機械結(jié)構(gòu)性能上的要求。消聲的體積要小，重量要輕，結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，安裝和維修4）外形和裝飾上的要求。符合實際安裝空間的需要，美觀大方，表面裝飾與設(shè)備相協(xié)調(diào)5）價格費用要求。價格便宜，使用壽命長。,.,二、消聲器的聲學(xué)性能評價量,.,1）插入損失（LIL）,即系統(tǒng)中插入消聲器前后在系統(tǒng)外某點測得的聲功率之差。現(xiàn)場測量受環(huán)境、氣象、測距等影響，其測量結(jié)果必須修正。,2）傳聲損失（TL）,即消聲器進(jìn)出口端聲功率級之差。,.,3）減噪量（LNR）,即消聲器進(jìn)出口端測得的平均聲壓級之差。,4）衰減量（LA）,即消聲器內(nèi)部兩點間的聲壓級的差值，通常用消聲器的單位長度的衰減量（dB/m）來表征消聲器內(nèi)聲傳播特性。,.,三、消聲器的分類與適用范圍,1）阻性消聲器：,消聲原理：利用吸聲材料消聲。把吸聲材料固定在氣流通道內(nèi)壁或按一定的方式在管道中排列起來，就構(gòu)成了阻性消聲器，與電學(xué)類比，吸聲材料就相當(dāng)于電阻，故稱阻性消聲器。,.,包括的形式：直管式、片式、折板式、聲流式、蜂窩式、彎頭式等。,消聲的頻率特性：具有中、高頻消聲性能。,.,2）抗性消聲器,消聲原理：通過控制聲抗的大小來進(jìn)行消聲的。與阻性消聲器不同，它不使用吸聲材料而是在管道上接截面積突變的管段或旁接共振腔，利用聲阻抗的改變，使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，從而在消聲器的外測，達(dá)到了消聲的目的。,.,包括的形式：擴(kuò)張室式、共振腔式、干涉型,消聲的頻率特性：具有低、中頻消聲性能。,適用范圍：消除空壓機、內(nèi)燃機、汽車排氣噪聲（較高氣速的情況）。,.,3）阻抗復(fù)合式消聲器,消聲原理：把阻性與抗性兩種消聲原理通過適當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)合起來而構(gòu)成的?？啥ㄐ缘卣J(rèn)為阻性和抗性在同一頻帶的消聲值的疊加（并非簡單的疊加關(guān)系）。,.,包括的形式：阻擴(kuò)型、阻共型阻擴(kuò)共型等。,消聲的頻率特性：具有低、中、高頻消聲性能。,適用范圍：消除鼓風(fēng)機、大型風(fēng)洞試車臺噪聲。,.,4）微穿孔板消聲器,包括的形式：單層微穿孔板雙層微穿孔板等。,消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。,適用范圍：適于高溫、潮濕有水、有油霧及特別清潔衛(wèi)生的場合。,消聲原理：利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制成的消聲器。,.,.,5）噴注耗散型消聲器（也稱擴(kuò)散式消聲器）,原理：不是在聲音發(fā)出后進(jìn)行消除，而是從發(fā)生機理上使干擾噪聲減小。噴注噪聲值頻率與噴口直徑成反比，如果噴口直徑變小，噴口輻射的噪聲能量將從低頻移向高頻，于是低頻噪聲被降低，而高頻噪聲反而升高，如果孔徑小到一定值時，噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍。,.,包括的形式：小孔噴注型、降壓擴(kuò)容型多孔擴(kuò)散型。,消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。,適用范圍：消除壓力氣體排放噪聲，如鍋爐排氣、高爐放氣、化工廠工藝氣體放散。,.,6）噴霧消聲器,適用范圍：消除高溫蒸汽排放噪聲。,消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。,原理：噴淋水霧改變介質(zhì)的密度，即增加聲阻抗。,.,消聲的頻率特性：低頻消聲性能。,7）電子消聲器,適用范圍：用于低頻消聲的一種輔助。,原理：人為地產(chǎn)生一個幅值相同而相位相反的聲波，使兩列聲波在一定的空間區(qū)域相互干涉而抵消，達(dá)到降噪目的。,.,四、消聲器的設(shè)計程序,1）噪聲源的調(diào)查和特性分析（聲源解析、周圍自然環(huán)境和聲學(xué)環(huán)境條件等）2）噪聲標(biāo)準(zhǔn)的確定（根據(jù)評價區(qū)周圍環(huán)境要求及國家相關(guān)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)）,.,3）消聲量的計算（根據(jù)管道截面，確定消聲器通道結(jié)構(gòu)；根據(jù)降噪要求，決定消聲器的長度）4）選擇消聲器的類型（根據(jù)噪聲的頻譜，選定消聲器的種類）5）檢驗（驗算消聲頻率范圍）,.,五、阻性消聲器,1、阻性消聲器的聲衰減量,其中：L消聲器氣流通道斷面周長，mS消聲器的氣流通道截面積，m2l消聲器的有效長度，m(a0)與材料的吸聲系數(shù)有關(guān)的消聲系數(shù),理論計算公式：,.,H.J.賽賓經(jīng)驗公式：,降噪量與材料吸聲性能和周長/截面比有關(guān)。,.,例1、選用同一種吸聲材料（平均吸聲系數(shù)為0.46）襯貼的消聲管道，管道有效長度為2m，管道有效截面積1500cm2。當(dāng)截面形狀分別為圓形、正方形和1：5矩形時，試問哪種截面形狀的聲音衰減量最大？哪種最小？,.,由公式：,因為管道的有效直徑為：,則管道斷面有效周長為：,1）當(dāng)管道為圓形時,.,2）當(dāng)管道截面為正方形時,則管道斷面周長為：,.,3）當(dāng)管道截面為1：5矩形時,則管道斷面長和寬分別為：,則管道斷面周長為：,.,有：LA3LA2LA1,管道截面為矩形的聲音衰減量最大，截面為圓形管道聲音衰減量最小。,.,2、高頻失效頻率（即消聲性能下降的頻率）,基于高頻率聲音的方向性強，與管壁的吸聲材料接觸減少，阻性消聲器實際消聲量與f有關(guān)，在某一f處消聲量明顯下降，產(chǎn)生這一現(xiàn)象對應(yīng)的聲波頻率稱為上限失效頻率。,.,D消聲通道截面平均邊長（當(dāng)量直徑），m圓形管道為直徑；矩形管道為邊長平均值，其他管道取面積的開方值。,.,當(dāng)頻率每增加一個倍頻帶，其消聲量約下降1/3，其經(jīng)驗估算公式為：,其中：R高于失效頻率的某倍頻帶的消聲量；R失效頻率處的消聲量（作為參考值）；N高于失效頻率的倍頻程頻帶數(shù)。,.,3、氣流對阻性消聲器性能的影響,1）氣流的存在改變了消聲器內(nèi)聲衰減規(guī)律（特別是高速氣流）聲波在阻性管道內(nèi)傳播，如果伴隨有氣流，氣流方向與聲波方向一致