《物理性污染控制工程》課件第二章噪聲污染與控制-第一節(jié)

1、第二章 噪聲污染及其控制噪聲及聲學(xué)基礎(chǔ)噪聲控制技術(shù)噪聲控制技術(shù)的設(shè)計內(nèi)容提要學(xué)習(xí)要求 了解噪聲、噪聲污染和噪聲污染的評價方法與標(biāo)準(zhǔn) 掌握聲波的基本物理量及聲波的傳播特性 重點(diǎn)掌握噪聲污染的控制方法及相關(guān)設(shè)計 分貝是指兩個相同的物理量（如A1和A0）之比取以10為底的對數(shù)并乘以10（或20）。 分貝符號為“dB”，無量綱，是噪聲測量中很重要的參量。上式中A0是基準(zhǔn)量（或參考量），A1是被量度量。被量度量和基準(zhǔn)量之比取對數(shù)，該對數(shù)值稱為被量度量的“級”，亦即用對數(shù)標(biāo)度時，所得到的是比值，它代表被量度量比基準(zhǔn)量高出多少“級”。噪聲污染事件思考噪聲污染的控制措施和技術(shù)噪聲污染的評價與計算噪聲污染的特點(diǎn)

2、和危害噪聲的來源什么是噪聲第二章 噪聲污染及其控制第一節(jié) 概述第二節(jié) 聲學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié) 噪聲的評價和標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié) 噪聲控制技術(shù)吸聲第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲第六節(jié) 噪聲控制技術(shù)消聲第一節(jié) 概述一、噪聲及噪聲污染二、噪聲污染源三、噪聲污染的特點(diǎn)四、噪聲污染的危害1、聲音能引起聽覺的聲振動 聲音由物體振動產(chǎn)生； 聲源：正在發(fā)聲的物體。 聲音以聲波的形式傳播，屬于物理現(xiàn)象。 聲音只是聲波通過固體或液體、氣體傳播形成的運(yùn)動。 一、聲音和噪聲2、噪聲生理學(xué)和心理學(xué)觀點(diǎn)：令人不愉快的、使人厭煩和煩躁的、過響的、干擾人們生活工作學(xué)習(xí)的，影響或危害人們健康的聲音。物理學(xué)觀點(diǎn)：振幅和頻率雜亂、斷續(xù)或統(tǒng)計上無規(guī)則的聲振

3、動。醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)：超過60分貝的聲音。 一、聲音和噪聲環(huán)境中所有遠(yuǎn)近不同、方向不同、自身或周圍反射的噪聲的組合構(gòu)成了環(huán)境噪聲。中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法定義環(huán)境噪聲指在工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工、交通運(yùn)輸和社會生活中所產(chǎn)生的干擾周圍生活環(huán)境的聲音。 3、噪聲分類 一、聲音和噪聲（1）產(chǎn)生機(jī)理機(jī)械振動噪聲由于機(jī)械摩擦、撞擊及動力不平衡等產(chǎn)生機(jī)械振動而輻射出的噪聲?？諝鈩恿π栽肼暦哺咚贇饬?、不穩(wěn)定氣流以及由于氣流與物體相互作用產(chǎn)生的噪聲。電磁噪聲由于電磁場的交替變化，引起某些機(jī)械部件或空間容積振動產(chǎn)生的噪聲。（2）來源 工業(yè)生產(chǎn)噪聲 交通運(yùn)輸噪聲 建筑施工噪聲 社會生活噪聲4、噪聲污染 當(dāng)聲音超過人們生

4、活和生產(chǎn)活動所能允許的程度時就形成了噪聲污染。 中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法定義環(huán)境噪聲污染：指所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲超過國家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，并干擾他人正常生活、工作和學(xué)習(xí)的現(xiàn)象（19970301）。 一、聲音和噪聲31.7%二、噪聲污染源1、工業(yè)噪聲污染源工廠輻射噪聲的機(jī)械設(shè)備。 2、交通噪聲污染源 啟動和運(yùn)行中的各種交通工具等。 主要來源于發(fā)動機(jī)殼體的振動噪聲、進(jìn)排氣聲、喇叭聲以及輪胎與路面之間摩擦所形成的噪聲等。 噪聲級大小與車流量、車速和車輛類型有關(guān)。二、噪聲污染源二、噪聲污染源 （4）社會生活噪聲污染源三、噪聲污染的特點(diǎn)物理性 聲音是一種物理現(xiàn)象，噪聲看不見、摸不著、聞不到、直

5、接作用于人的聽覺器官。污染難避性 噪聲傳播速度快，因而避之不及。范圍局域性 只會造成局部性噪聲污染。能量性 聲源發(fā)出的聲音以波動的形式傳播，只會造成空氣物理性質(zhì)的暫時變化，不具有物質(zhì)的累積性。危害的潛伏性 長期接觸或短期高強(qiáng)度接觸有損健康。社會普遍性 普遍存在于世界各個地方。三、噪聲污染的特點(diǎn)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定：聽力損失用500Hz、1000Hz、2000Hz三個頻率上的聽力損失的平均值來表示 聽力正常（聽力損失小于15dB） 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） 噪聲對聽力的損傷噪音污染對人最直

6、接的危害就是損傷耳朵。 長期在強(qiáng)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；在極其強(qiáng)烈的噪聲環(huán)境下，會引起鼓膜破裂，有可能使人永久失去聽力。四 、噪聲污染的危害4、噪聲污染的危害突然的噪聲可使人驚醒 40dB的突發(fā)性噪聲可使10%的人驚醒； 60dB的突發(fā)性噪聲可使70%的人驚醒。 噪聲對睡眠的干擾連續(xù)噪聲可以加快熟睡到輕睡的回轉(zhuǎn)，使人熟睡時間縮短； 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%的人睡眠受到影響； 噪聲能誘發(fā)疾病長期暴露在強(qiáng)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；噪聲會引起消化系統(tǒng)的疾病，引起消化不良

7、，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。4、噪聲污染的危害 噪聲影響語言交談和通訊聯(lián)絡(luò)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、噪聲污染的危害 特強(qiáng)噪聲會危害儀器設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)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，儀器元件可能失效或損壞；當(dāng)噪聲超過140dB時，輕型建筑物會遭受損傷。4、噪聲污染的危害（一）噪聲控制 噪聲控制是一門研究如何獲得能為人體容忍的適當(dāng)而和

8、諧的聲學(xué)環(huán)境的技術(shù)科學(xué)。 噪聲控制需要采取技術(shù)措施、需要投資，因此最終只能達(dá)到適當(dāng)?shù)穆晫W(xué)環(huán)境，即經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上和要求上合理的聲學(xué)環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)，而不是噪聲降低得越低越好。 從控制污染保護(hù)人體健康的角度而言，在不同情況、不同場合下，噪聲的標(biāo)準(zhǔn)也是不同的。例如在工作場所噪聲控制的重點(diǎn)是保護(hù)聽力；在生活居住區(qū)，噪聲控制的重點(diǎn)則是防止噪聲擾民。五、噪聲污染的控制（二）噪聲控制的方法 1、行政措施：通過噪聲控制立法，即國家或地方權(quán)力機(jī)關(guān)為了保護(hù)環(huán)境而制定的有關(guān)控制噪聲污染的法規(guī)來解決噪聲污染的問題，它對噪聲源的責(zé)任人具有強(qiáng)制性執(zhí)行的要求。 、工程技術(shù)措施：應(yīng)用工程技術(shù)措施控制噪聲源的聲輸出、聲的傳播和聲的接

9、收，以得到人們所要求的聲學(xué)環(huán)境。五、噪聲污染的控制工程技術(shù)措施是噪聲污染控制工程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容環(huán)境噪聲污染的主要環(huán)節(jié)聲源傳播途徑接收器抑制噪聲源控制傳播途徑保護(hù)接收器（二）噪聲控制途徑五、噪聲污染的控制1. 聲源控制: 最根本最有效（1）改變結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械設(shè)備和運(yùn)輸工具的加工精度和裝配質(zhì)量，采用合理的操作方法等，降低聲源的噪聲發(fā)射功率。（2） 利用聲的吸收、反射、干涉等特性，采用吸聲、隔聲、減振等技術(shù)，以及安裝消聲器等，控制噪聲源的噪聲輻射。五、噪聲污染的控制（二）噪聲控制途徑2. 傳播途徑的控制 鬧靜分開（合理的城市防噪聲規(guī)劃）利用聲源的指向性降低噪聲（處在聲源距離相同而方向不同的地方，接受

10、到聲強(qiáng)強(qiáng)度也不同）利用地形地物降噪（天然屏障，山丘、山坡）綠化降噪利用聲學(xué)控制手段降噪（隔聲材料或結(jié)構(gòu)、消聲技術(shù)和吸聲材料）五、噪聲污染的控制（二）噪聲控制途徑3. 接收者的防護(hù) （1）佩戴護(hù)耳器，如耳塞、耳罩、防聲盔等 （2）減少在噪聲環(huán)境中的暴露時間 （3）根據(jù)聽力檢測結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整在噪聲環(huán)境中的工作人員。五、噪聲污染的控制（二）噪聲控制途徑（三）噪聲控制的程序1. 調(diào)查聲源及其污染狀況，進(jìn)行噪聲測量，取得有關(guān)噪聲的物理量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分析噪聲的頻率特性和時域特性。2. 根據(jù)聲源及噪聲所影響的環(huán)境，選擇噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)。3. 根據(jù)降噪量和噪聲的頻譜特性，設(shè)計控制方案，采取控制措施。4.

11、 進(jìn)行工程評價，包括聲質(zhì)量評價、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性評價，論證控制方案能否達(dá)標(biāo)。5. 控制措施實(shí)施后，再進(jìn)行測量，綜合分析評價是否達(dá)到控制目標(biāo)，否則應(yīng)重新設(shè)計，直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。五、噪聲污染的控制（四）控制原則 堅持“預(yù)防為主”、“防治結(jié)合”、“三同時”、科學(xué)性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性原則 。 1. 要依靠法律來“防” 2. 必須依靠科學(xué)技術(shù)來“治” ， 3. 對新建工業(yè)企業(yè)的噪聲控制設(shè)施與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)，盡量做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理。五、噪聲污染的控制第二章 噪聲污染及其控制第一節(jié) 概述第二節(jié) 聲學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié) 噪聲的評價和標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié) 噪聲控制技術(shù)吸聲第五節(jié) 噪聲控制技術(shù)隔聲第六節(jié) 噪聲控制

12、技術(shù)消聲第二節(jié) 聲學(xué)基礎(chǔ)一、聲波的產(chǎn)生二、描述聲波的基本物理量三、聲音的頻譜四、聲能量、聲功率和聲強(qiáng)五、平面波和球面波六、聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級七、聲波的傳播特性聲源：發(fā)出聲音的振動體。聲波：在彈性媒質(zhì)中，聲音的機(jī)械振動由近及遠(yuǎn)的傳播過程。聲波傳播的必要條件：彈性媒質(zhì)的存在聲場：聲波存在的空間一、聲波的產(chǎn)生二、描述聲波的基本物理量頻率f ：為媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)每秒鐘振動的次數(shù)。波長 ：同一時刻，由于聲波引起的傳播媒質(zhì)中密度最稠密（稀疏）的地點(diǎn)到鄰近的最稠密（稀疏）的對應(yīng)地點(diǎn)的距離，或者說兩個聲壓最大（?。┲档攸c(diǎn)之間的距離叫聲波波長。二、描述聲波的基本物理量人耳能聽到的頻率范圍： f=2020000Hz

13、內(nèi)的聲音（波長=170.0017m）次聲：頻率小于20Hz的聲音；超聲：頻率大于20000Hz的聲音。超聲波檢查，是用弱超聲波照射到身體上，將組織的反射波進(jìn)行圖像化處理。 二、描述聲波的基本物理量聲速：振動狀態(tài)或它具有的振動能量在媒質(zhì)中自由傳播的速度叫聲速c。 c = f c = 331.4 + 0.61 t t 為攝氏溫標(biāo)下的溫度，。聲壓：聲波傳播時使空氣層質(zhì)點(diǎn)依次振動，引起空氣層交替壓縮或膨脹，在壓縮層壓強(qiáng)增加，而膨脹層壓力減小，這樣就在原來的大氣壓p0（平衡狀態(tài)）上又疊加了一個壓力變化，這個疊加上去的壓力變化p是由聲波引起的，稱為聲壓。有效聲壓：在一定時間間隔中，瞬時聲壓對時間所取均方根

14、值。二、描述聲波的基本物理量若沒有特別說明，一般所說的聲壓p指的是有效聲壓。人感覺到的、儀器測得的聲壓均為有效聲壓，因此有效聲壓也簡稱聲壓，也常用p表示。聽閾聲壓=210-5Pa痛閾聲壓=20Pa二、描述聲波的基本物理量頻帶：把寬廣的聲頻范圍劃分為若干連續(xù)小區(qū)間，稱其為頻帶或頻程。頻帶劃分方法恒定帶寬（等寬）劃分方法：保持頻帶寬度（帶寬） f f2 f1不變恒定相對帶寬（等比）劃分方法：保持頻帶的上下限之比為常數(shù)三、聲音的頻譜恒定相對寬頻帶劃分方法 f1和f2分別為任一頻程的上限頻率和下限頻率，Hz； n頻程倍數(shù)。 n=1/3和n=1分別稱為1/3倍頻程和倍頻程。三、聲音的頻譜三、聲音的頻譜人

15、耳聽覺集中區(qū)頻譜：聲音的頻率成分與能量分布的關(guān)系稱為聲音的頻譜。頻譜圖：各個頻率上聲能量分布繪成的圖形。 頻率的對數(shù)為橫坐標(biāo)，聲壓級為縱坐標(biāo)作出的聲強(qiáng)度-頻率曲線。Lp（dB）純音譜f（Hz）Lp（dB）連續(xù)譜f（Hz）Lp（dB）復(fù)合譜f（Hz）三、聲音的頻譜頻譜分析：分析噪聲能量在各個頻率上的分布特性和各個諧頻的組成。三、聲音的頻譜頻譜分析的意義：了解聲源的頻率特性，明確治理方向，計算總聲壓級和降噪量。核查和分析噪聲治理的效果。標(biāo)明噪聲控制元件和設(shè)備的特性和指標(biāo)。三、聲音的頻譜四、 聲能量、聲強(qiáng)和聲功率聲能量：由于聲擾動使媒質(zhì)獲得的能量 聲能量 EkEp 動能Ek：聲波在媒質(zhì)中傳播時，使媒

16、質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動而產(chǎn)生動能。 勢能Ep：聲波在媒質(zhì)中傳播時，使媒質(zhì)產(chǎn)生壓縮和膨脹的疏密過程，使得媒質(zhì)具有形變的勢能。四、 聲能量、聲強(qiáng)和聲功率平均聲能密度：單位體積媒質(zhì)所具有的平均動能和平均彈性勢能之和。 四、 聲能量、聲強(qiáng)和聲功率聲強(qiáng) I 單位時間內(nèi)通過垂直于傳播方向單位面積（單位波陣面）的平均聲能量，單位為W/m2。聲功率W 聲源在單位時間內(nèi)輻射的能量，單位為瓦。 自由聲場中，均勻輻射的聲源的聲功率為：五、聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級聲壓級Lp：將待測聲壓的有效值pe與參考聲壓p0的比值取常用對數(shù)，再乘以20，即 在空氣中，參考聲壓p0210-5 pa 聲強(qiáng)級LI：將待測聲強(qiáng)I與參

17、考聲強(qiáng)I0的比值取常用對數(shù)，再乘以10，即 在空氣中，參考聲強(qiáng)I010-12 W/m2，是與參考聲壓P0相對應(yīng)的聲強(qiáng) 五、聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級聲功率級Lw：將待測聲功率W 與參考聲功率W0的比值取常用對數(shù)，再乘以10，即 在空氣中，參考聲功率W010-12 W ，是與參考聲壓p0相對應(yīng)的聲功率 五、聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級的關(guān)系聲壓級、聲強(qiáng)級的關(guān)系 在一般情況下b的值很小，因此可以認(rèn)為五、聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級聲強(qiáng)級與聲功率級的關(guān)系 對于自由聲場中的球面波有：五、聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級六、聲壓級計算聲壓級相加（1）聲功率W（2）聲功率級Lw（3）聲強(qiáng)I（4）聲強(qiáng)

18、級LI六、聲壓級計算聲壓級相加（5）聲壓p（6）聲壓級Lp六、聲壓級計算聲壓級相加（6）聲壓級Lp圖表計算法Lp /dBLp1Lp2 /dB分貝相加曲線六、聲壓級計算聲壓級相加-注意（1）人耳的分辨率為0.5dB，因此當(dāng)兩個聲壓級的級差超過10dB時，則附加的增值L可以忽略不計。（2）總聲壓級取決于其中最大的分聲壓級，因此應(yīng)優(yōu)先治理分聲壓級大的噪聲；（3）每一個聲源的聲音具有各種頻率的聲波疊加而成，每個頻帶上都具有各自的能量，聲音的總能量即是由各個頻帶聲壓級的疊加也遵循上述的運(yùn)算法則。 例 兩聲源作用于某一點(diǎn)得聲壓級分別為Lp1=96 dB，Lp2=93 dB， 由于Lp1Lp2=3 dB，查曲線得Lp= 1.8 dB，因此Lp總9