環(huán)境影響評價：第七章環(huán)境噪聲影響評價

1、第七章 環(huán)境噪聲影響評價,第一節(jié) 噪聲和噪聲評價量 第二節(jié)噪聲的衰減和反射效應 第四節(jié)噪聲環(huán)境影響預測,第一節(jié) 噪聲和噪聲評價量,一、環(huán)境噪聲和噪聲源 聲音是由物質振動產(chǎn)生的。一定振動頻率的空氣作用于人的耳膜而產(chǎn)生的感覺稱為聲音。聲源可以固體、液體或氣體振動。人是通過聲音進行交談、表達思想、情感和開展各種活動。但不需要的聲音回給人類帶來危害或感覺厭煩。這種維人們的生活和工作不需要的聲音叫噪聲。,一、環(huán)境噪聲和噪聲源,環(huán)境噪聲是指人類生活環(huán)境中的噪聲。環(huán)境噪聲污染至所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲超過國家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標準，并干擾人的正常生活、工作和學習的現(xiàn)象。 環(huán)境噪聲大體可分為四類： 工廠噪聲、工業(yè)機械

2、產(chǎn)生的噪聲 建筑施工噪聲 交通噪聲 社會生活噪聲,二、聲音的頻率、波長和聲速,物體振動在彈性介質中的傳播過程稱為聲波。聲波是一種縱波，亦即是一種疏密波，這種波交替地達到最大水平（壓縮）和降至最低水平。振動往復一詞的時間間隔稱為振動周期（T)、振動的倒數(shù)（1/T），即每秒鐘振動的次數(shù)稱為振動頻率（f),單位為赫茲（Hz),人耳能感覺到的聲波在1620，000Hz.聲波中兩個相鄰壓縮區(qū)或膨脹區(qū)之間的距離稱為波長，以希臘字母表示，亦即波長是振動經(jīng)過一個周期，聲波傳播的距離。,二、聲音的頻率、波長和聲速,聲波在介質中傳播的速度叫聲速。聲速隨介質的彈性和密度不同而改變。在空氣中聲波傳播的速度是隨溫度升高

3、、降低而增大、減小。在常溫（20C)和標準大氣壓下，空氣中聲速為344m/s.在水中是1500m/s,在鋼鐵中是5000m/s. 聲波的速度與波長、頻率的關系 C=f= /T; f=1/T;,三、噪聲的基本物理量（一）,1.分貝 是指兩個相同的物理量（列如A1和A0)之比取以10為底的對數(shù)并乘以10（或20），即:,三、噪聲的基本物理量（二）,分貝的符號為“dB”,是無量綱量，式中A0是基準量（或參考量），A1為被量度的量，被量度量與基準量的比值取對數(shù)，所得值稱為被量度量得”級“；它表示被量度量比基準量高出多少級。 2.聲壓和聲壓級 瞬時聲壓，指某瞬時媒體介質中內(nèi)部壓強受到聲波作用后的改變量，

4、既單位面積的壓力變化。所以聲壓的單位就是壓強的單位，帕，即牛頓/米2，1atm=105帕。,三、噪聲的基本物理量（三）,有效聲壓 ，瞬時聲壓的均方根值稱為有效聲壓。通常所說聲壓，即指有效聲壓，用P表示。人耳對1000Hz的聲波剛剛聽到的最微弱的聲壓為2*10-5帕，稱為人耳的聽閾聲壓，使人耳產(chǎn)生疼痛感覺的聲壓稱為人耳的痛閾聲壓, 為20帕。從聽閥到痛閥，聲壓的絕對值相差106倍。顯然，用聲壓的絕對值表示聲音的大小是不方便的。另一方面，人耳對聲音的響度感覺是與聲音強度的對數(shù)成比例。這樣就引入了聲壓比或者能量比的對數(shù)來表示聲音的大小，這就是聲壓級。好象用級來表示風力的大小、地震的強度一樣。,三、噪

5、聲的基本物理量（四）,一般取聲壓與基準聲壓之比的以10為底的對數(shù)，再乘以20，就是聲壓級的分貝數(shù)，即：,三、噪聲的基本物理量（五）,1 .分貝加法：幾個不同的噪聲源同時作用在聲場中同一點，這點的總聲壓級Lpt為：,三、噪聲的基本物理量（六）,2.分貝減法：若已知兩個聲源在M點產(chǎn)生的總聲壓級Lpt及其中一個聲源在該點產(chǎn)生的聲壓Lp1,則另一個聲源在該點產(chǎn)生的聲壓級Lp2為,LpT-Lp1與L的對應關系,三、噪聲的基本物理量（七）,3.分貝平均值：某一地點的環(huán)境噪聲常常是非穩(wěn)態(tài)噪聲，該點不同時間的噪聲平均值Lp可由下式計算,三、噪聲的基本物理量（八）,聲壓級相同的聲壓迭加,三、噪聲的基本物理量（九

6、）,3.聲功率和聲功率級 聲功率是聲源在單位時間內(nèi)向空間輻射聲的總能量：,三、噪聲的基本物理量（十）,4.聲強和聲強級 聲強，即單位面積上的聲功率，是單位時間內(nèi)通過與傳播方向垂直的單位面積的聲能量，即,三、噪聲的基本物理量（十一）,聲壓級和聲強級都是描述空間某點聲音強弱的物理量，在自由聲場中，聲壓級和聲強級的數(shù)值近似相等。為了直觀，將聲壓、聲強和聲功率與它們對應的級可列成換算圖,三、噪聲的基本物理量（十二）,5.噪聲的頻率與聽覺 聲音的頻率高則音調高，人耳可聽到的聲音頻率范圍是2020,000Hz，這段頻率的聲音稱為可聽聲。低于20Hz的聲音稱為次聲；高于20，000Hz的聲音稱為超聲。因為人

7、耳聽不到次聲和超聲，所以噪聲的頻率范圍為2020,000Hz。,三、噪聲的基本物理量（十三）,噪聲是多種頻率聲音的組合。頻率高于1000Hz的為高頻噪聲，低于500Hz的為低頻噪聲；介于兩者之間的為中頻噪聲。可以通過頻譜分析將噪聲的強度按頻率順序展開，使噪聲的強度稱為頻率的函數(shù)，并考察其波形，這有助于了解聲源特性，尋找噪聲污染源。,三、噪聲的基本物理量（十四）,頻譜分析就是使噪聲信號通過一定帶寬的濾波器而獲得噪聲信號的頻率分布。噪聲測量中所用的濾波器為等比帶寬濾波器，這種濾波器的上、下截止頻率（fu,fl)之比以2為底的對數(shù)為某一常數(shù)，常用的有倍頻程濾波器和1/3頻程濾波器，即,三、噪聲的基本

8、物理量（十五）,6.響度和等響曲線 人耳對聲音的感受不僅與聲壓有關，而且也和頻率有關。不同頻率的聲音，即使聲壓級相同，人耳聽到的響度程度很可能不同。例如，空壓機和電鋸，同是100dB聲壓級的噪聲，可聽起來電鋸聲要響得多。為了解決聽覺對噪聲的主觀評價問題，人們又根據(jù)人耳特性，仿照聲壓級概念，引出一個與頻率有關的響度,三、噪聲的基本物理量（十六）,級，并用一個單位“方”（phon值）把聲壓級和頻率統(tǒng)一起來，某一頻率噪聲的方值等于聽起來響度相等的1000Hz純音的聲壓級。例如，某噪聲聽起來和聲壓級80dB、頻率為1000Hz懂的基準聲音一樣響，則該噪聲的響度級等于80phon. 利用與基準聲相比較的

9、方法，即可得到可聽范圍的純音響度級。通過試驗即能制得如圖7-2所示得響度曲線。,三、噪聲的基本物理量（十七）,響度曲線簇中每一條曲線相當于聲壓級和頻率不同而響度相同的聲音，當聲壓級小、頻率較低時，聲壓級和響度級的差別較大。 響度級是個相對量，轉化為絕對量即可引出響度單位“宋”（sone)。響度是表示感覺的絕對量，通常以40phon為1sone, 50phon為2sone、60phon為4sone，70phon為8sone等。即響度級每增加10 phone,響度即加倍。,三、噪聲的基本物理量（十八）,響度和響度級都是用于評定人對噪聲得主觀感覺的噪聲指標。一般地說，噪聲源的強度增加或減小10倍，則

10、強度級即增加或減小10dB,而主觀感覺響1倍或減小 一半。幾個噪聲源的響度還可以算術相加或相減求得，但響度級則不能直接相加。,三、噪聲的基本物理量（十九）,7.A聲級、等效連續(xù)A聲級和晝夜等效聲級. （1）A聲級 為了模擬人耳對聲音的反應，在噪聲測量中安裝一個濾波器。這個濾波器通常稱為計權網(wǎng)絡。當聲音進入網(wǎng)絡時，中低頻的聲音就按比例衰減通過，而1000Hz以上的高頻聲音則無衰減地通過。,三、噪聲的基本物理量（二十）,由于計權網(wǎng)絡是把可聽聲頻按A、B、C、D等種類特定頻率進行計權的，所以就把被A網(wǎng)絡計權的聲級稱為A聲級，被B網(wǎng)絡計權的聲級稱為B聲級，以下則稱為C聲級、D聲級等，單位分別記為dB(

11、A)、dB(B)、dB(C)、dB(D)。 實踐證明，A聲級與人耳對噪聲強度和頻率的感覺最相近，因此A聲級是應用最廣的評價量。D聲級在飛機噪聲影響評價中仍然使用，但B聲級現(xiàn)已基本不再使用。,頻率計權網(wǎng)絡,A計權網(wǎng)絡是效仿倍頻程等響曲線中的40方曲線而設計的，它較好地模仿了人耳對低頻段(500Hz以下)不敏感，而對于10005000Hz聲敏感的特點，用A計權測量的聲級來代表噪聲的大小，叫做A聲級，單位是分貝(A)或dB(A)。,頻率計權網(wǎng)絡,因為A聲級是單一數(shù)值，容易直接測量，并且是噪聲的所有頻率成分的綜合反映，與主觀反映接近，所以在噪聲測量中得到廣泛的應用，并做為評價噪聲的標準。但是A聲級代替

12、不了用倍頻程聲壓級表示其它噪聲標準，因為A聲級不能全面地反應噪聲的頻譜特點，相同的A聲級其頻譜特性可能有很大差異。,頻率計權網(wǎng)絡,B計權網(wǎng)絡是效仿70方等響曲線，對低頻有衰減。 C計權網(wǎng)絡是效仿100方等響曲線，在整個可聽頻率范圍內(nèi)近于平直，它讓所用頻率的聲音近于一樣程度的通過，基本上不衰減，因此C計權網(wǎng)絡表示總聲壓級。,頻率計權網(wǎng)絡,利用A、B、C三檔聲級讀數(shù)可初步了解噪聲頻譜特性，由圖中各種計權網(wǎng)絡的衰減曲線可以看出：當dB(A)=dB(B)=dB(C)時，表明噪聲的高頻成份較突出；當dB(A)=dB(B)dB(C)時，表明噪聲的中頻成份較多；當dB(A)dB(B)dB(B)時，表明噪聲是

13、低頻的。,三、噪聲的基本物理量（二十一）,（2）等效連續(xù)A聲級 A聲級適合評價一個連續(xù)的穩(wěn)定噪聲，但是如果在某一受聲點觀測到的A聲級是隨時間變化的，例如，交通噪聲隨車流量和種類變化；又如一臺間歇工作的機器，其噪聲A聲級時高時低。在這種情況下，用某一瞬時的A聲級去評價一段時間內(nèi)的A聲級時不正確的。,三、噪聲的基本物理量（二十二）,因此，人們引入了等效連續(xù)A聲級作為評價量，即考慮了某一時間內(nèi)噪聲隨時間變化的特性，用能量平均的方法并以一個A聲級值去表示該段時間內(nèi)的噪聲的大小。 等效連續(xù)A聲級的表達式,三、噪聲的基本物理量（二十三）,由于A聲級的測量實際上是采取間隔取樣的，所以等效連續(xù)A聲級又可按下式

14、計算,三、噪聲的基本物理量（二十四）,(3)晝夜等效聲級，考慮了噪聲在夜間對人影響更為嚴重，將夜間噪聲進行增加10dB加權處理后，用能量平均的方法得出24小時A聲級的平均值（Ldn),三、噪聲的基本物理量（二十五）,8.統(tǒng)計噪聲級 這是指某點噪聲級有較大波動時，用于描述該點噪聲變化狀況的統(tǒng)計物理量，一般L10, L50, L90,三、噪聲的基本物理量（二十六）,美國常用L10作為公路噪聲評價量，日本則用L50。英國等歐洲國家對于公路交通噪聲常用交通噪聲指數(shù)（TN1)和噪聲污染級（PNL)作為評價量,第二節(jié) 噪聲的衰減和反射效應,聲波在其傳播的過程中會產(chǎn)生發(fā)散、反射、折射、衍射。從聲源到受聲點，

15、因受傳播距離、空氣吸收、阻擋物的反射與屏蔽等作用會使其衰減。噪聲評價必須要考慮各種因素引起的衰減。 一、噪聲衰減的計算 1.計算陪頻帶衰減 現(xiàn)場監(jiān)測常用63-8,000Hz的8個陪頻帶。,一、噪聲衰減的計算,（2）根據(jù)各倍頻帶聲壓級合成計算出預測點的A聲級，設各個倍頻帶聲壓級為Lpi, Lpi=Loct(r)；則A聲級為,式中： Li第i個倍頻帶的A計權網(wǎng)絡修正值，dB n總倍頻帶數(shù),63Hz-16000Hz范圍內(nèi)的A計權網(wǎng)絡修正值,頻率 (Hz) 63 125 250 500 1000 Li (dB) -26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0 頻率 (Hz) 2000 4000 800

16、0 16000 Li (dB) 1.2 1.0 -1.1 -6.6,2.計算A聲級衰減,二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減,噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減與噪聲的固有頻率無關。 1.點聲源 (1)點聲源隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減,二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減,(2).在距離點聲源r1處到r2處的衰減 當r2=2r1時，Adiv=-6dB，即點聲源聲波傳播距離增加一倍，衰減值是6dB.,二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減,2.線聲源 式中， r線聲源到受聲點的垂直距離，m l線聲源的長度，m 無限長線聲源,二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減,有限長線聲源： 當rl0且r0l0時，上式近似簡化為： LP

17、(r)=LP(r0)-20lg(r/r0) 即在有限長線聲源的遠場，有限長線聲源可當作點聲源處理。,當rl0/3且r0l0/3時，可近似簡化為： LP(r)=LP(r0)-10lg(r/r0) 即在近場區(qū)，有限長線聲源可當作無限長線聲源處理。 當l0/3rl0，且l0/3r0l0時，可以作近似計算： LP(r)=LP(r0)-15lg(r/r0),二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減,3.面聲源 面聲源隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減與面源形狀有關。設面聲源短邊為a，長邊為b，隨著距離的增加引起的衰減值與距離r的關系為,三、空氣吸收衰減,空氣吸收聲波而引起的衰減與聲波頻率、大氣壓、溫度、濕度有關，空氣吸收

18、衰減可用下式計算：,四、聲屏障引起的衰減,1.噪聲從室內(nèi)向室外傳播的聲級差計算,四、聲屏障引起的衰減,2.戶外建筑物聲屏障效應 非涅耳系數(shù)N=2/,聲程差=SO+OP-SP,四、聲屏障引起的衰減,(1)有限長聲屏障 首先計算三個傳播途徑的聲程差1、2、3和相應的菲涅爾數(shù)N1、N2、N3。 當屏障很長（作無限處理）時，則,四、聲屏障引起的衰減,(2)無限長聲屏障,四、聲屏障引起的衰減,注： （1）對鐵路列車、公路上汽車流，在近場條件下，可作無限長聲源處理；當預測點與聲屏障的距離遠小于屏障長度時，屏障可當無限長處理。 （2）當計算出的衰減量超過25dB，實際所用的衰減量應取其上限衰減量25dB。,

19、四、聲屏障引起的衰減,3.綠化林帶的影響 綠化林帶并不是有效的聲屏障。密集的林帶對寬帶噪聲典型的附加衰減量是每10m衰減12dB(A)；取值的大小與樹種、林帶結構和密度等因素有關。密集的綠化林帶對噪聲的最大附加衰減量一般不超過10dBA.。,五、附加衰減,附加衰減包括聲波傳播過程中由于云、霧、溫度梯度、風（稱為大氣非均勻性和不穩(wěn)定性）引起的聲能量衰減以及地面效應（指聲波在地面附近傳播時由于地面的反射和吸收，以及接近地面的氣象條件引起的聲衰減效應）引起的聲能量衰減。 在噪聲環(huán)境影響評價中，不考慮風、溫度梯度以及霧引起的附加衰減。,五、附加衰減,如果滿足下列條件，需考慮地面效應引起的附加衰減：（1）預測點距聲源50m以上；（2）聲源（或聲源的主要發(fā)聲部位）距地面高度和預測點距地面高度的平均值小于3m；（3）聲源與預測點之間的地面被草地、灌木等覆蓋（軟地面）。若不滿足上述條件，則不考慮地面效應。,五、附加衰減,地面效應引起的附加衰減量按下式計算： Aexc=5lg(r/r0) dB（A） 不管傳播距離多遠，地面效應引起的附加衰減量的上限為10dB。 如果在聲屏障和地面效應同時存在的條件下，聲屏障和地面效應引起的衰減量之和的上限為25dB。,六、反射效應,如圖所示，當點