第十六章噪聲公害和微波污染

1、.,噪聲公害和微波污染,.,第十六章噪聲公害和微波污染,噪聲的概念 過響，超過85dBA；妨礙交談；不愉快：高頻聲 噪聲的主要特征 是感覺公害通常是由不同振幅和頻率組成的無調(diào)嘈雜聲；有時(shí)，有調(diào)或好聽的音樂聲，在它影響人們的工作和休息，并感到厭煩時(shí)，也是噪聲 局限性和分散性的公害噪聲影響范圍的局限性和聲源分布的分散性噪聲污染隨發(fā)聲源停止而停止。 環(huán)境噪聲源 物理特性分類固體振動(dòng) 氣體動(dòng)力噪聲葉片高速旋轉(zhuǎn)或高速氣流通過葉片，會(huì)使葉片兩側(cè)的空氣發(fā)生壓力突變，激發(fā)聲波。如通風(fēng)機(jī)，排氣口發(fā)出的聲音。,一、環(huán)境噪聲概述,.,機(jī)械噪聲物體間的撞擊、摩擦、交變的機(jī)械力作用下的金屬板，旋轉(zhuǎn)機(jī)件 電磁性噪聲由于電

2、機(jī)等的交變力相互作用而產(chǎn)生的噪聲 噪聲的時(shí)間特性分類 穩(wěn)態(tài)噪聲強(qiáng)度不隨時(shí)間變化 非穩(wěn)態(tài)噪聲強(qiáng)度隨時(shí)間變化 周期性噪聲、無規(guī)則噪聲、脈沖噪聲 城市環(huán)境噪聲分類 交通噪聲交通工具是活動(dòng)的噪聲源，對(duì)環(huán)境影響廣泛 工廠噪聲紡織車間90100dBA，機(jī)械加工80100dBA 施工噪聲混凝土攪拌機(jī)，灌漿振搗、電鋸、切割 社會(huì)噪聲社會(huì)活動(dòng)和家庭生活噪聲 噪聲的危害影響面最廣的一種環(huán)境污染 聽力損失 聽力通過聽力儀測(cè)定 ISO的標(biāo)準(zhǔn) 500Hz、1000Hz、2000Hz三個(gè)；頻率的平均聽力損失超過25分貝的稱噪聲性耳聾帶助聽器人趕上帶眼鏡的人。,一、環(huán)境噪聲概述,.,噪聲對(duì)睡眠的影響 睡眠曲線40分貝連續(xù)噪

3、聲可使可使10%的人受到影響，70分貝即可影響50%；突然的噪聲在60分貝時(shí)可使70%的人驚醒。 噪聲對(duì)交談通訊、思考的干擾 噪聲對(duì)人體的生理影響 大量的心臟病的發(fā)展和惡心與噪聲有密切的聯(lián)系，有心臟病的人不能欣賞搖滾樂引起潰瘍病 噪聲對(duì)心理的影響 使人煩惱易怒，甚至失去理智日本一青年殺死其附近企業(yè)的工廠主 噪聲對(duì)兒童和胎兒的影響 影響兒童智力發(fā)育靜能生智；胎兒體重偏輕 對(duì)動(dòng)物的影響 鳥類羽毛脫落，不產(chǎn)卵，甚至內(nèi)出血死亡 美國空軍F-104在俄克拉何馬上空飛行試驗(yàn)，一天8次，高度10000米，飛了3個(gè)月，農(nóng)場(chǎng)10000只雞只剩4000只 對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響,一、環(huán)境噪聲概述,.,1、聲波的產(chǎn)生 聲

4、音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的 聲波媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械振動(dòng)由近及遠(yuǎn)地傳播，就稱聲振動(dòng)的傳播我們主要研究在空氣中 發(fā)生的物體為聲源 2、聲速、波長、頻率的關(guān)系 聲速聲波在彈性媒質(zhì)中的傳播速度，C表示；大小取決于媒質(zhì)的彈性和密度，與聲源無關(guān)。鋼板中5000m/s、水中1500m/s、空氣中340m/s 波長從一個(gè)聲源發(fā)出的聲波，其相鄰的兩個(gè)壓縮層之間的距離稱為波長，用表示。聲波行經(jīng)一個(gè)波長的距離所需要的時(shí)間就是周期T 頻率聲源1秒鐘內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)，f表示；對(duì)正弦波f=1/T c=/T c=f,二、聲性質(zhì)和度量概念,.,聲波f 2020000Hz之間 人耳敏感范圍600Hz4000Hz之間 次聲波 20000Hz

5、 3、聲壓、聲強(qiáng)、聲功率 聲壓 概念聲波在傳播時(shí)，由于空氣受到壓縮，使在原來大氣壓強(qiáng)的基礎(chǔ)上又疊加了一個(gè)壓強(qiáng)，這個(gè)疊加的壓強(qiáng)稱為聲壓；P表示，單位牛頓/米2、達(dá)因/厘米2 瞬時(shí)聲壓是指某瞬時(shí)媒質(zhì)中壓強(qiáng)相對(duì)無聲波時(shí)內(nèi)部壓強(qiáng)的改變量。即單位面積的壓力變化 有效聲壓在一定時(shí)間間隔中，瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取均方根值稱為有效聲壓 對(duì)于正弦平面波波的有效值 人耳對(duì)1KHz聲音的可聽閾約210-5帕可聽閾 使人耳產(chǎn)生疼痛的感覺的聲壓為20帕痛閾,二、聲性質(zhì)和度量概念,.,聲強(qiáng) 在聲波傳播方向上與該方向垂直的單位面積，單位時(shí)間內(nèi)通過的聲能量，用I表示，單位瓦/米2（每單位面積上沿波傳播方向傳送的平均功率） P-為有

6、效聲壓，為空氣密度，c為空氣中的聲速； 聲功率直接表示聲源發(fā)生能量的大小 聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射出的總能量，單位瓦 4、聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí) 因?yàn)槁曊駝?dòng)的能量范圍及其廣闊，人們通常講話的聲功率只有10-5瓦，而強(qiáng)力火箭的噪聲功率可達(dá)109瓦，兩者相差十幾個(gè)數(shù)量級(jí)。顯然對(duì)如此廣闊范圍的能量如使用絕對(duì)標(biāo)度很不方便。改用對(duì)數(shù)標(biāo)度要更方便；另一方面從聲音的接收來講，人耳有一個(gè)很奇怪的特點(diǎn)，當(dāng)耳朵接收到聲振動(dòng)后，主觀上產(chǎn)生的“響度感覺”并不是正比于強(qiáng)度的絕對(duì)值，而是更近于強(qiáng)度的對(duì)數(shù)成正比。在聲學(xué)中普遍采用對(duì)數(shù)標(biāo)度來度量聲壓、聲強(qiáng)，稱為聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)。,二、聲性質(zhì)和度量概念,.,聲壓級(jí)以Lp表示 將

7、待測(cè)聲壓有效值P與參考聲壓P0的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以20.即 P為基準(zhǔn)聲壓，210-5帕 LP=20lgP+94 聲強(qiáng)級(jí) 能夠引起人耳聽覺的聲強(qiáng)范圍為10-121瓦/米2 將待測(cè)聲強(qiáng)I與參考聲強(qiáng)I0的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以10.即 I0參考聲強(qiáng)，一般取10-12瓦/米2，1KHz聲音的可聽閾聲強(qiáng)。 聲強(qiáng)級(jí) 與聲壓級(jí)在數(shù)值近似相等,二、聲性質(zhì)和度量概念,.,聲功率級(jí) 將待測(cè)聲功率W與參考聲功率W之比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以10。 以上物理量無量綱，統(tǒng)一用分貝（dB)為單位。噪聲主觀感覺大小舉例 噪聲級(jí)的相加 分貝相加按能量相加，聲功率或聲強(qiáng)相加，不能聲壓直接相加。 設(shè)有兩個(gè)聲壓級(jí)L1分貝和L2分貝

8、相加，求合成的聲壓級(jí)L1+2，計(jì)算步驟如下： 1）,二、聲性質(zhì)和度量概念,.,2）合成聲壓P1+2 能量相加(P1+2)2=P12+P22 則有： 3）按聲壓級(jí)的定義合成的聲壓級(jí),二、聲性質(zhì)和度量概念,.,1、環(huán)境噪聲常用評(píng)價(jià)量 響度級(jí)和響度 人耳對(duì)聲音的感受不僅和聲壓有關(guān)，而且也和頻率有關(guān)。聲壓級(jí)相同而頻率不相同的聲音聽起來可能是不一樣的 人耳對(duì)高頻率的聲音敏感，而對(duì)低頻聲音遲鈍 響度級(jí)模仿人耳這一特性而仿照聲壓級(jí)的概念，引出了一個(gè)與頻率有關(guān)的量度，稱為響度級(jí)，單位為方。就是選取1000Hz的純音作為基準(zhǔn)聲音，其噪聲聽起來與該純音一樣響，該噪聲的響度級(jí)就等于這個(gè)純音的聲壓級(jí)（分貝值） 如某噪

9、聲聽起來與80分貝1000Hz的純音一樣響，該噪聲的響度級(jí)就是80方 響度級(jí)是表示噪聲的主管量度，它把聲壓與頻率統(tǒng)一了。 等響曲線：利用與基準(zhǔn)聲音比較的方法，就可以得到整個(gè)可聽范圍純音的響度級(jí)，其結(jié)果即等響曲線，它是由大量實(shí)驗(yàn)得來的。 等響曲線中每一條曲線相當(dāng)于聲壓級(jí)和頻率不同二響度相同的聲音，也即相當(dāng)于一定響度級(jí)（方）的聲音。最下面的是聽閾曲線，最上面的痛閾曲線；聽閾和痛閾之間是正常人耳可以聽到的聲音。,三、環(huán)境噪聲的評(píng)價(jià)量,.,響度：響度級(jí)是個(gè)相對(duì)量，是不能用算術(shù)相加減的，為了計(jì)算絕對(duì)值和百分比，就引出了響度，單位為宋。 40方為1宋，50方為2宋，60方為4宋；響度級(jí)每增加10方，響度增

10、加1倍。 A聲級(jí) 定義：在聲學(xué)測(cè)量?jī)x器中，設(shè)置有計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)“A”，它是模仿人耳40方等響曲線設(shè)計(jì)的。使接受的聲音通過時(shí)，對(duì)于人耳不敏感的低頻聲音有較大的衰減，中頻衰減次之，高頻不衰減甚至稍有增大。其讀數(shù)記為分貝A或dBA。 A聲級(jí)較能反應(yīng)出人們對(duì)噪聲吵鬧的主管感覺。國內(nèi)外常用A聲級(jí)評(píng)價(jià)工廠噪聲和城市環(huán)境噪聲，其幾乎成為一切噪聲評(píng)價(jià)的基本值。 統(tǒng)計(jì)聲級(jí) 測(cè)量中每隔一定時(shí)間讀取一聲級(jí)分貝值。可在一定時(shí)間內(nèi)讀取一定量的分貝值，將其從大到小排列，第10%的那個(gè)分貝值L10為峰值；第50%的那個(gè)分貝值為中值，第90%的那個(gè)分貝值L90為本底值。常用來統(tǒng)計(jì)交通噪聲。,三、環(huán)境噪聲的評(píng)價(jià)量,.,連續(xù)等效A聲級(jí)

11、 Leq表示(Equivalent Continous Sound Level) 式中：Li為等間隔時(shí)間讀取的聲級(jí)值； n讀取聲級(jí)Li的總個(gè)數(shù)； 晝夜等效聲級(jí) Ldn表示。是美國環(huán)保局（EPA）提出的，為了反映同樣的噪聲晚上比白天影響更大的因素而提出； 公式 Ld白天（6002200） Ln夜間（ 2200 600）,三、環(huán)境噪聲的評(píng)價(jià)量,.,1、噪聲控制技術(shù) 控制途徑聲源、傳播途徑、接受者 常用辦法：吸聲、隔聲、消聲、阻尼、耳塞 吸聲利用吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)來吸收聲能 吸聲材料或結(jié)構(gòu)： 多孔吸聲材料，棉、毛、麻等纖維物質(zhì) 薄板吸聲結(jié)構(gòu)不穿孔的薄板，后面留有一定的空腔 空腔共振吸聲結(jié)構(gòu) 微孔板吸聲結(jié)構(gòu) 隔聲最有效的控制措施之一 利用屏蔽物將聲音擋住隔離開來。傳聲損失 消聲 利用消聲器來降低空氣聲的傳播； 阻性消聲器，抗性消聲器，抗阻復(fù)合式消聲器。 阻尼和隔振 阻尼減低機(jī)械振動(dòng)減低噪聲 隔振防止機(jī)器與其它結(jié)構(gòu)的剛性連接。,四、環(huán)境噪聲的控制簡(jiǎn)介,.,隔聲障板 當(dāng)前環(huán)境噪聲控制中廣泛使用的一種措施。 個(gè)人防護(hù) 最有效、最經(jīng)濟(jì)的辦法，耳塞、耳罩平均隔聲20dBA,隔聲障板,聲源,四、環(huán)境噪聲的控制簡(jiǎn)介,.,微波 同屬于電磁波；但微波的波長很短，頻率很高。其波長范圍1mm1m；頻率范圍是300kMHz；