第六章噪声污染与控制课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章噪声污染与控制,凡是不需要的、使人厌烦并对人类生活和生产有妨碍的声音都是噪声,第六章噪声污染与控制凡是不需要的、使人厌烦并对人类生活和,1,一、含义：,人们不需要的声音。各人对噪声的的理解与声音,的强度、生活状态、和情绪有关。,二、特性：,1,、主观性；,噪声是一种感觉性污染，在空气中传播时不会,在周围环境里遗留下有毒有害的化学污染物质。对噪,声的判断与个人所处的环境和主观愿望有关。,2,、局限性；,噪声污染属于物理性污染，它只会造成,局部性,污,染。,第一节噪声的含义、特点与来源,一、含义：第一节噪声的含义、特点与来源,2,3,、分散性,噪声源的分布广泛而分散，但是由于传播,过程中会发生能量的衰减，因此噪声污染的影,响范围是有限的。,4,、暂时性,噪声污染没有残余污染物，噪声源停止运,行后，污染就立即消失,3、分散性,3,三、来源：,物体的振动：包括固体、液体、气体的振,动。城市的噪声,70%,是交通噪声。,三、来源：,4,第二节、化工企业噪声的特征：,一、声学特征：,1,、连续的稳定噪声；,2,、中、低频的气流噪声；,3,、噪声在半自由场中以一定高程传播。,二、主要噪声源分析：,1,、压缩机、风机,功率一般为几十到几千千瓦，噪声级可达,90115 dB,（,A,），是化工厂主要噪声源之一。,2,、加热炉噪声,主要是加热炉喷嘴燃料与空气的混合以及喷射而,产生的高频噪声。燃料燃烧也产生低频噪声。噪声级,为,90115 dB,（,A,）。,第二节、化工企业噪声的特征：一、声学特征：,5,3,、凉水塔噪声,4,、空气冷却噪声：噪声级为,95100 dB,（,A,）,5,、调节阀噪声：噪声级为,90115 dB,（,A,）,6,、管道噪声：随介质流速而变化，噪声级为一般不超,过,90 dB,（,A,）,7,、火炬噪声：在高空燃烧并发出低频的咆哮声。噪声,级为,7883 dB,（,A,），对周围环境危害较大。,8,、放空噪声：噪声级为,90120 dB,（,A,），有时可达,130120 dB,（,A,）。,9,、电动机噪声：噪声级为,90105 dB,（,A,）。,3、凉水塔噪声,6,第六章噪声污染与控制课件,7,第三节,噪声的度量,描述噪声特征的方法可分为两类：,一类是把噪声单纯地作为物理扰动，用描述,声波的客观特性的物理量来反映，这是对噪声的,客观量度；,另一类涉及人耳的听觉特征，根据听者感觉,到的刺激来描述，称为噪声的主观评价。噪声强,弱的客观量用声压、声强和声功率等物理量来表,示。,第三节噪声的度量,8,一、声压和声压级,1,、声压,P,声波引起空气质点振动，使大气压产生起伏，这,个起伏部分，即超过静压的量，称为声压。,声压分为瞬时声压和有效声压。,单位是,Pa,（帕），即,N/m,2,。,瞬时声压的均方根称为有效声压，用,P,表示。,一、声压和声压级,9,2,、声压级,人耳感觉到的声压范围很广，从听阈到痛阈，绝,对值相差达一百万倍，即从,2X10,-5,Pa,到,20 Pa,。另,外，人对声音响度的感觉是与声音的强度的对数成正,比的。,为了方便，引用了声压比或者能量比的对数来表,示声音的大小，这就是声压级。,级的概念,由于声音的强度变化范围相当宽，直接用声功率和声压的数值来表示很不方便，并且人耳对声音强度的感觉并不正比于强度的绝对值，而更接近正比于其对数值。因此，在声学中普遍使用对数标度。将声波的各种物理量对某一个基准值取以,10,为底的对数，这个对数值被称为被量度单位的级,.,2、声压级,10,声压级,L,p,用表示：,L,p,20lgP/P,0,（,dB,）,声压与基准声压之比，取以,10,为底的对,数，再乘以,20,。,P,0,：,基准声压（听阈，,2X10,-5,Pa,）,声压级单位是分贝，记作,dB,。,声压级Lp用表示：,11,二、声功率和声功率级,1,、声功率,声功率是描述声源性质的物理量，表示声,源在单位时间内向外辐射出的总声能。单位为,瓦，用,w,表示。,2,、声功率级,L,W,10lgW/W,0,（,dB,）,二、声功率和声功率级1、声功率,12,三、声强和声强级,1,、声强,I,声强是在声波的传播方向上，与该方向垂直的单,位面积、单位时间内通过的声能量。用,I,表示，单位是,W/m,2,。,2,、声强级,L,I,10lgI/I,0,（,dB,）,三、声强和声强级,13,1,、噪声级的相加,由声压级的定义得：,那么，,四、噪声级的相加和平均值,1、噪声级的相加四、噪声级的相加和平均值,14,又据声压级的定义得总声压级为,2,、噪声级的平均值：,对应,n,个声源的一般情,况,有,如果,n,个声源的声压级相等，那么有,L,PT,=L,p,+10lgn,又据声压级的定义得总声压级为,15,(2),查表法（,p195,）,先算出两个声音,L1,和,L2,的分贝差，再查表或图，找出相应的,L,则,L= L1,（,分贝数大的一个,）,+L,例：,在某点测得几个噪声源单独存在时的声压级分别为,84dB,、,87 dB,、,90 dB,、,95 dB,、,96 dB,、,91 dB,、,85 dB,、,80 dB,，求这几个噪声源同时存在时该点的总声压级是多少？,公式法：,查表法：,(2)查表法（p195）,16,五、环境噪声评价值,大致为：与人耳,听觉特征,有关的评价量；,与,心理情绪,有关的评价量；与人体,健康有关,的,评价量；与,室内人们活动有关,的评价量等几方,面。,以这些评价量为基础，各国都建立了相应,的环境噪声标准。这些不同的评价量及标准分别,适用于不同的环境、时间、噪声源特征和评价对,象。,五、环境噪声评价值大致为：与人耳听觉特征有关的评价量；,17,计权声级和计权网络,由于人耳对高频声比较敏感，而对低频声不敏感，即,声压级相同的声音会因为频率的不同而产生不一样的主观,感觉。,为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感受近似,取得一致，通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加,权修正后，再叠加计算可得到噪声总的声压级，此声压级,称为计权声级。,计权网络一般有,A,、,B,、,C,三种。,A,计权声级是模拟人耳对,55dB,以下低强度噪声的频率特性，,B,计权声级是模拟,55dB,到,85dB,的中等强度噪声的频率特性，,C,计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，,A,衰减最多，,B,次之，,C,最少。,A,计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，,B,、,C,已逐渐不用。 从声级计上得出的噪声级读数，必须注明测量条件，如单位为,dB,，且使用的是,A,计权网络，则应记为,dB,（,A,）。,计权声级和计权网络,18,等效连续,A,声级,A,计权声级对于稳态的宽频带噪声是一种,较好的评价方法，但对于一个声级起伏或不连,续的噪声，,A,计权声级就很难确切地反映噪声,的状况。,对这种噪声要采用噪声能量按时间平均的,方法来评价，为此提出了,等效连续,A,声级,，它,又称为等能量,A,计权声级，它,等效于在相同的,时间间隔,T,内与不稳定噪声能量相等的连续稳,定噪声的,A,声级，记为,L,eq,。,等效连续A声级,19,六、噪声的危害,1,、损伤听力：,噪声可以使人造成暂时性的或持久性的听力损伤，后者,即耳聋。,A,声级对听力的伤害一般为：,80dB,（,A,） 可能损失听力，但一般不致于噪,声性耳聋；,8085 dB,（,A,） 会造成轻度的听力损伤；,8590 dB,（,A,） 会造成少量噪声性耳聋；,90100 dB,（,A,） 会造成一定数量的噪声性耳聋；,100 dB,（,A,） 会造成相当多的噪声性耳聋。,六、噪声的危害1、损伤听力：,20,2,、影响睡眠：,睡眠是人类消除疲劳、恢复体力维持健康的一个重要条件。但是噪声会干扰人的睡眠，使人们得不到很好的体息。,3,、对人体生理的影响：,引起人体紧张、血压升高，消化和生理机能紊乱。,、,对心理的影响：,使人烦燥、激动、易怒、疲劳；不能集中精力工作和学习，影响效率，诱发工伤。,、影响儿童和胎儿发育,、干扰交流,、影响动物生长,、损害建筑物。,2、影响睡眠：,21,七、噪声控制措施,为了消除或减轻噪声对环境的污染，必须采取措,施对噪声予以控制。,声学系统一般由,声源,、,传播途径,和,接收器,三个环,节组成，则控制的方法主要是两个方面：,一是加强环境管理；,二是对噪声的产生和传播采取工程技术措施予以,限制。,七、噪声控制措施,22,、声源噪声控制措施,设计或改造机械设备时，应充分考虑到可能产生,的噪声影响，在经济、技术等条件允许的情况下，通,过改进设备结构、改变传动装置、选用新型材料（如,内耗大的高分子材料、高阻尼合金等）、提高加工精,度和装配质量、改革工艺和操作方法等手段，设计制,造出先进新颖的低噪声机械设备，这是控制声源噪声,的最根本措施。,控制声源噪声的另一个重要措施，就是采取有效,的,隔振、阻尼和消声,技术，限制其固体声和空气声的,辐射。隔振、阻尼和消声技术是噪声控制工程的重要,技术之一。,、声源噪声控制措施,23,、噪声传播途径的控制措施,在噪声传播的途径上降低噪声、减轻噪声对,环境的影响所采取的措施很多，根据噪声传播的,特点，可采取合理布局，,“,闹静分开,”,的原则，将,噪声源设置在对人们工作、学习和生活影响最小,的地方，如将工业区、商业区和居民区分开。利,用地面建筑物或自然地形也可阻挡噪声的传播。,、噪声传播途径的控制措施,24,利用声源的,方向性,，将其声级最高的方向指,向对人们休息、工作影响最小的方向。,利用宽厚的绿化带对限制噪声的传播也有一,定效果。,除此以外，在工业企业里，采取,吸声和隔声，,消声和阻尼,的方法也是降低室内噪声和限制生产,性噪声向外辐射的有效措施。,吸声和隔声技术也是噪声控制工程的重要技,术之一。,利用声源的方向性，将其声级最高的方向指,25,、对接受者进行防护,接受者指的是由于职业的原因必须在强噪,声的环境下工作的人。,因为噪声对人体健康的危害主要是听觉本,身和由听觉引起的，因此防护的措施主要是利,用隔声的办法阻挡噪声传入人耳。常用的隔声,防护用具有,耳塞、防声棉、耳罩、防声头盔,等，这些用具一般可隔声,10,30dB,左右。,、对接受者进行防护,26,八、噪声控制技术,、消声降噪,消声器是一种既允许气流顺利通过而又能有效衰减或阻碍声能向外传播的装置。,消声器主要安装在进、排气口或气流通过的管道中。,性能好的消声器，可使气流噪声降,2040dB,，相应的响度降低,75%93%,。在噪声控制中应用极为广泛。,但是，消声器只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声，不能降低空气动力设备的机壳、管壁等辐射的噪声。,八、噪声控制技术、消声降噪消声器是一种既允许气流顺利通,27,阻性消声器,阻性消声器一种吸收型消声器，利用声波,在多孔性吸声材料中传播时，因磨擦将声能转,化为热能散发掉，从而达到消声的目的。它具,有良好的中高频消声性能，对低频消声性能较,差。,阻性消声器阻性消声器一种吸收型消声器，利用声波,28,第六章噪声污染与控制课件,29,抗性消声器,抗性消声器与阻性消声器不同，它不使用吸声材,料，仅依靠,管道截面的突变,或旁接共振腔等在声传播,过程中引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉，从,而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声的目的。,这类消声器的选择性较强，适用于,窄带噪声和中,低频噪声,的控制，常用的抗性消声器有扩张室式、共,振腔式、插入管式、干涉式、穿孔板式等。,抗性消声器抗性消声器与阻性消声器不同，它不使用吸声材,30,第六章噪声污染与控制课件,31,多孔扩散消声器,多孔扩散消声器是根据气流通过多孔装置,扩散后，速度及驻点压力都会降低的原理设计,制作的一种消声器。,多孔扩散消声器多孔扩散消声器是根据气流通过多孔装置,32,、,吸声降噪,吸声是一种最基本的降低噪声的技术措施。,一般将能够吸收较多声能的材料称为,吸声材,料,，将能够吸收较多声能的结构称为,吸声结构,。,吸声处理可使室内噪声降低约为,3-5dB,，使,混响声很重的车间降噪,6-10dB,。,、吸声降噪 吸声是一种最基本的降低噪声的技术措施,33,声波在室内声场的传播规律要比自由声场复杂得,多，除了声源发出的声音构成直达声场外，还存在室,内壁面和各类物体、包括人员产生的反射声场。,室内声场可分解成两部分：,从声源直接到达受声的直达声形成的声场叫,直达,声场；,经过房间壁面一次或多次反射后到达受声点的反,射形成的声场叫,混响声场,。,声波在室内声场的传播规律要比自由声场复杂得,34,第六章噪声污染与控制课件,35,根据吸声机理把吸声材料分为：,多孔吸声材料,柔性吸声材料,膜状吸声材料,吸声材料分类,根据吸声机理把吸声材料分为：吸声材料分类,36,多孔吸声材料,在材料表面和内部有无数的均匀分部的微细孔或微间,隙，这些孔隙互相贯通并且向外张开，使声波易于进入微孔,或微间隙内，这种吸声材料称作,多孔吸声材料,。,多孔吸声材料分为,泡沬型、纤维型、颗粒型,三类。,泡沬型,材料的表面与内部皆有无数互相連通的微孔，其,材质一般由,聚氨脂泡沬塑料、微孔橡胶,等制成。,纤维型,材料包括,毛、木丝、甘蔗纤维、化纤维、玻璃,棉、矿物棉、金属纤维,等有机和无机纤维材料，其中的,超细,玻璃棉,是最常用的一种多孔吸声材料，金属纤维是最新研制,并得到 应用的多孔吸声材料。,颗粒状,材料有膨胀珍珠岩、蛭石混凝土和多孔陶土。,多孔吸声材料在材料表面和内部有无数的均匀分部的微细孔或微,37,多孔吸声材料在使用时一般需要护面层保护，防,止失散。,护面层材料可以是,玻璃丝布、金属丝网、纤维板,等透声材料，内填以松散的厚度为,5,10cm,的多孔,吸声材料。,为防止松散的多孔材料下沉，常选用透声织物缝,制成袋，再内填吸声材料。,为保持固定几何形状并防止机械损伤，在材料间,要加木筋条,(,木龙条,),加固，材料外表面加穿孔罩面板保,护。,常用的护面板材为木质纤维板或薄塑料板。,多孔吸声材料在使用时一般需要护面层保护，防,38,柔性吸声材料,柔性吸声材料内部一般具有许多微小而独,立的气孔，基本上没有通气性能，但却具有一,定的弹性。（如皮革、人造革、塑料薄膜）,柔性吸声材料的吸声机理是，当声波入射,到柔性吸声材料的表面时，很难透入到材料的,内部，柔性吸声材料只作整体的振动，因材料,内部存在一定的磨擦而消耗了声能，引起声波,的衰减。,柔性吸声材料柔性吸声材料内部一般具有许多微小而独,39,板状与膜状吸声材料,板状材料,是将胶合板、硬质板、石膏板、,石棉水泥板等板材固定 在框架上，并在其背后,设置空气层。,膜状材料,是指聚乙烯薄膜或几乎没有通气,性能的帆布等材料，它们的刚度很小，在受拉,情况下处于张紧状态且具有一定的弹性。,板状与膜状吸声材料板状材料是将胶合板、硬质板、石膏板、,40,共振吸声结构,利用共振原理做成的吸声结构叫做,共振吸声结,构,。在声波的激励下，房间内的围护结构或物体将发,生振动，使部分声能因振动和摩擦而转变成热能消耗,掉。当声波的频率与结构或物体的固有频率相同时会,发生共振，此时振动最强、振幅和振速最大，消耗的,声能也最多。,它基本分为三种：,薄板共振吸声结构、穿孔板共,振吸声结构、微穿孔板共振吸声结构,。,主要适用于对中、低频噪声的吸收。,共振吸声结构,41,3,、隔声降噪,用构件将噪声源和接收者分开，阻断空气声的传播，,从而达到降噪目的的措施称作隔声，具体的形式有,隔声,墙、隔声罩、隔声间和声屏障,等措施。,声波在通过空气的传播途径中，碰到一匀质屏蔽物,时，由于两分界面阻抗的改变，使部分声能被屏蔽物反射,回去，一部分被屏蔽物吸收，只有一部分声能可以透过屏,蔽物传到中一个空间去，显然，透射声能仅是入射声能的,一部分。,因此，设置适当的屏蔽物便可以大部分声能反射回,去，从而降低噪声的传播。,具有隔声能力的屏蔽物称作隔声构件或隔声结构，如砖,砌的隔墙、水泥砌块墙、隔声罩体等等。,3、隔声降噪用构件将噪声源和接收者分开，阻断空气声的传,42,隔声墙,墙体具有隔声性,，且隔声性能与,墙体的厚度和材料的密度成,正比,。实践与理论证明，单纯依靠增加结构的重量来提高隔声,效果既浪费材料，隔声效果也不理想。,在两层墙间夹以一定厚度的空气层，隔声效果优于单层实心,结构。,两层匀质墙与中间所夹一定厚度的空气层所组成的结构，称,作双层墙。,双层墙的隔声量比同样重量的单层构件的隔声量要大,610dB,；在隔声量相同的情况下，双层结构构件的重量比,单层构件可减少,50%70%,。,隔声墙墙体具有隔声性，且隔声性能与墙体的厚度和材料的密,43,隔声间,在吵闹的环境中建造一个具有良好的隔声性能的小房间，,供工作人员有一安静的环境，或者将多个强声源置于上述房间,中，以保护周围环境的安静，这些由隔声构件组成的具有良好,隔声性能的房间统称为隔声间或隔声室。,隔声间分为,封闭与半封闭,。一般用封闭式,.,隔声间除需要有足够隔声量的墙体外，还需设置具有一定,隔声性能的门、窗或观察孔等，如果门、窗设计不好或孔隙漏,声严重，都会大大影响隔声的效果。,隔声间通常包括隔声、吸声、消声器、阻尼和减振等几种,噪声控制措施的综合治理装置，它是多种声学构件的组合。,隔声间在吵闹的环境中建造一个具有良好的隔声性能的小,44,隔声罩,隔声罩是将声源封闭在一个小空间内，以,减少向周围的声辐射，尺寸比隔声间小得多，,而且往往采用复合轻型结构。,隔声罩 隔声罩是将声源封闭在一个小空间内，以,45,4,、距离降噪,人远离噪声源或者让噪声源远离人，使噪声,在远距离传播中衰减。,例如：点声源至某两点之间的距离分别为,r,1,和,r,2,，且当,r,2,r,1,时，噪声级的衰减量为：,L,20,lg,(r,2,/ r,1,),(dB),即当距离由,r,1,变为,r,2,时，其衰减量为,LdB,。,若,r,2,=2r,1,，则由上式可以算出,L6(dB),。,4、距离降噪 人远离噪声源或者让噪声源远离人，使噪声,46,5,、隔振与阻尼,声音可以通过空气或固体传播，因此，对于室内,任何接受位置上均包含了两种传声的结果，辩明传声,的主要方式对正确采取隔声措施有很大帮助。,对于,空气传声,，一般都采取重而密实的隔声构件,进行声音的隔离；,而以,固体传声,为主，则一般采取弹性隔离或增加,阻尼层等措施进行声音的隔离（即隔振）。,5、隔振与阻尼声音可以通过空气或固体传播，因此，对于室内,47,隔振,主要是阻断振动的传播，以前往往采用大型基础、防振,沟等来隔振，现主要采用在设备下安装隔振元件,隔振器,。,它是在物体和基础之间装弹性支承，来减少和隔离振动,的传递，实现减振降噪的目的。按照传递方向不同，隔振可,分为积极隔振和消极隔振两类。,A,积极隔振：,积极隔振目的在于隔离或减小机械设备,本身振动通过基础传递，隔振对象是设备本身，使周围环境,或建筑结构不受机械振动的影响。,B,消极隔振：,消极隔振的目的在于防止周围环境振动,通过支座、机脚传到需要保护的仪器、仪表，隔离对象是需,要保护的精密车床或其他设备电子仪表、贵重设备、精密仪,器等。,隔振主要是阻断振动的传播，以前往往采用大型基础、防振,48,第六章噪声污染与控制课件,49,第六章噪声污染与控制课件,50,阻尼减振,阻尼减振原理：,阻尼材料减振是基于材料内摩擦原理。,金属薄板本身振动很小，而声辐射效率很高，,降低这种振动和噪声，普遍采用的方法是在金属薄,板构件上喷涂或粘贴一层,高内阻的粘弹性材料,，如,沥青、软橡胶或高分子材料。当金属板振动时，由,于阻尼作用，一部分振动能量转变为热能，而使振,动和噪声降低。,阻尼减振 阻尼减振原理：,51,阻尼的大小采用损耗因数,表示,，它表示物体将,振动能量转化为热能的本领。,损耗因数,与材料的临界阻尼系数,、系统的固,有频率,f,0,以及激振力频率,f,有关。对同一系统，激振力,频率,f,越高，则,越大，阻尼效果越好。,一般材料的耗损因素,为：,金属：,10,-5,10,-4,；木材：,10,-2,；,橡胶：,10,-2,10,-1,。,阻尼的大小采用损耗因数表示，它表示物体将,52,对接受者的保护,防声耳塞、防声棉、防声耳罩、防声头盔,对接受者的保护,53,