1、第七章 环境噪声影响评价第一节 噪声和噪声评价量第二节噪声的衰减和反射效应第四节噪声环境影响预测第一节 噪声和噪声评价量 一、环境噪声和噪声源 声音是由物质振动产生的。一定振动频率的空气作用于人的耳膜而产生的感觉称为声音。声源可以固体、液体或气体振动。人是通过声音进行交谈、表达思想、情感和开展各种活动。但不需要的声音回给人类带来危害或感觉厌烦。这种维人们的生活和工作不需要的声音叫噪声。一、环境噪声和噪声源 环境噪声是指人类生活环境中的噪声。环境噪声污染至所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰人的正常生活、工作和学习的现象。环境噪声大体可分为四类：工厂噪声、工业机械产生的噪声 建
2、筑施工噪声 交通噪声 社会生活噪声二、声音的频率、波长和声速 物体振动在弹性介质中的传播过程称为声波。声波是一种纵波，亦即是一种疏密波，这种波交替地达到最大水平（压缩）和降至最低水平。振动往复一词的时间间隔称为振动周期（T)、振动的倒数（1/T），即每秒钟振动的次数称为振动频率（f),单位为赫兹（Hz),人耳能感觉到的声波在1620，000Hz.声波中两个相邻压缩区或膨胀区之间的距离称为波长，以希腊字母表示，亦即波长是振动经过一个周期，声波传播的距离。二、声音的频率、波长和声速 声波在介质中传播的速度叫声速。声速随介质的弹性和密度不同而改变。在空气中声波传播的速度是随温度升高、降低而增大、减小
3、。在常温（20C)和标准大气压下，空气中声速为344m/s.在水中是1500m/s,在钢铁中是5000m/s.声波的速度与波长、频率的关系 C=f=/T;f=1/T;三、噪声的基本物理量（一）1.分贝 是指两个相同的物理量（列如A1和A0)之比取以10为底的对数并乘以10（或20），即:AAN01lg10三、噪声的基本物理量（二）分贝的符号为“dB”,是无量纲量，式中A0是基准量（或参考量），A1为被量度的量，被量度量与基准量的比值取对数，所得值称为被量度量得”级“；它表示被量度量比基准量高出多少级。2.声压和声压级 瞬时声压，指某瞬时媒体介质中内部压强受到声波作用后的改变量，既单位面积的压力
4、变化。所以声压的单位就是压强的单位，帕，即牛顿/米2，1atm=105帕。三、噪声的基本物理量（三）有效声压，瞬时声压的均方根值称为有效声压。通常所说声压，即指有效声压，用P表示。人耳对1000Hz的声波刚刚听到的最微弱的声压为2*10-5帕，称为人耳的听阈声压，使人耳产生疼痛感觉的声压称为人耳的痛阈声压,为20帕。从听阀到痛阀，声压的绝对值相差106倍。显然，用声压的绝对值表示声音的大小是不方便的。另一方面，人耳对声音的响度感觉是与声音强度的对数成比例。这样就引入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。好象用级来表示风力的大小、地震的强度一样。三、噪声的基本物理量（四）一般取
5、声压与基准声压之比的以10为底的对数，再乘以20，就是声压级的分贝数，即：必须遵守对数运算法则两个声压级的迭加计算是一个对数单位，所以声级（，基准声压，声压，帕的声压级，对应声压式中，)2lg20lg101050202dBPdBPpLpppLpp三、噪声的基本物理量（五）1.分贝加法：几个不同的噪声源同时作用在声场中同一点，这点的总声压级Lpt为：10101.01.0222202202lg10*00lg10*0lg10lg10lg10LLiipiipipiiLppppLppppppLptiptpt）得代入式（作用与该点的声压级为噪声源）（三、噪声的基本物理量（六）2.分贝减法：若已知两个声源在
6、M点产生的总声压级Lpt及其中一个声源在该点产生的声压Lp1,则另一个声源在该点产生的声压级Lp2为01lg101lg10)lg(10,)lg(102)1(1.0)1(1.011.01.0211.01.021.01021.011.021.011.0101010101010101010101010LLLLLLLLptpLpLptLpLptptLpLptpLpLptLpLptLpLpLpLppt得：令：LpT-Lp1与L的对应关系Lpt-Lp134567891011L-3-2.2-1.6-1.3-1.0-0.8-0.6-0.5-0.4三、噪声的基本物理量（七）3.分贝平均值：某一地点的环境噪声常常
7、是非稳态噪声，该点不同时间的噪声平均值Lp可由下式计算)(101001lg10lg10)(lg101lg1021.010ppLLinnLLnpppipi三、噪声的基本物理量（八）声压级相同的声压迭加dBnnLppppLLLLLninilg10lg10lg101202222121即其声压级增加则设三、噪声的基本物理量（九）3.声功率和声功率级 声功率是声源在单位时间内向空间辐射声的总能量：WWWdBWWtEWWLWLww101200lg10基准声功率级，等于声功率，的声功率级，对应声功率式中，声功率级：三、噪声的基本物理量（十）4.声强和声强级 声强，即单位面积上的声功率，是单位时间内通过与传播
8、方向垂直的单位面积的声能量，即声音通过的面积声功率声能量声强式中，SWEISWStEI三、噪声的基本物理量（十一）mImILmWWIIWI212020212/lg10/1010基准声强，等于声强，式中，为为基准，则声强级定义如以人耳的听阈声强 声压级和声强级都是描述空间某点声音强弱的物理量，在自由声场中，声压级和声强级的数值近似相等。为了直观，将声压、声强和声功率与它们对应的级可列成换算图三、噪声的基本物理量（十二）5.噪声的频率与听觉 声音的频率高则音调高，人耳可听到的声音频率范围是2020,000Hz，这段频率的声音称为可听声。低于20Hz的声音称为次声；高于20，000Hz的声音称为超声
9、。因为人耳听不到次声和超声，所以噪声的频率范围为2020,000Hz。三、噪声的基本物理量（十三）噪声是多种频率声音的组合。频率高于1000Hz的为高频噪声，低于500Hz的为低频噪声；介于两者之间的为中频噪声。可以通过频谱分析将噪声的强度按频率顺序展开，使噪声的强度称为频率的函数，并考察其波形，这有助于了解声源特性，寻找噪声污染源。三、噪声的基本物理量（十四）频谱分析就是使噪声信号通过一定带宽的滤波器而获得噪声信号的频率分布。噪声测量中所用的滤波器为等比带宽滤波器，这种滤波器的上、下截止频率（fu,fl)之比以2为底的对数为某一常数，常用的有倍频程滤波器和1/3频程滤波器，即倍频程倍频程3/
10、13/1)/(1)/(loglog22fffflulu三、噪声的基本物理量（十五）6.响度和等响曲线 人耳对声音的感受不仅与声压有关，而且也和频率有关。不同频率的声音，即使声压级相同，人耳听到的响度程度很可能不同。例如，空压机和电锯，同是100dB声压级的噪声，可听起来电锯声要响得多。为了解决听觉对噪声的主观评价问题，人们又根据人耳特性，仿照声压级概念，引出一个与频率有关的响度三、噪声的基本物理量（十六）级，并用一个单位“方”（phon值）把声压级和频率统一起来，某一频率噪声的方值等于听起来响度相等的1000Hz纯音的声压级。例如，某噪声听起来和声压级80dB、频率为1000Hz懂的基准声音一
11、样响，则该噪声的响度级等于80phon.利用与基准声相比较的方法，即可得到可听范围的纯音响度级。通过试验即能制得如图7-2所示得响度曲线。三、噪声的基本物理量（十七）响度曲线簇中每一条曲线相当于声压级和频率不同而响度相同的声音，当声压级小、频率较低时，声压级和响度级的差别较大。响度级是个相对量，转化为绝对量即可引出响度单位“宋”（sone)。响度是表示感觉的绝对量，通常以40phon为1sone,50phon为2sone、60phon为4sone，70phon为8sone等。即响度级每增加10 phone,响度即加倍。三、噪声的基本物理量（十八）响度和响度级都是用于评定人对噪声得主观感觉的噪声
12、指标。一般地说，噪声源的强度增加或减小10倍，则强度级即增加或减小10dB,而主观感觉响1倍或减小 一半。几个噪声源的响度还可以算术相加或相减求得，但响度级则不能直接相加。三、噪声的基本物理量（十九）7.A声级、等效连续A声级和昼夜等效声级.（1）A声级 为了模拟人耳对声音的反应，在噪声测量中安装一个滤波器。这个滤波器通常称为计权网络。当声音进入网络时，中低频的声音就按比例衰减通过，而1000Hz以上的高频声音则无衰减地通过。三、噪声的基本物理量（二十）由于计权网络是把可听声频按A、B、C、D等种类特定频率进行计权的，所以就把被A网络计权的声级称为A声级，被B网络计权的声级称为B声级，以下则称
13、为C声级、D声级等，单位分别记为dB(A)、dB(B)、dB(C)、dB(D)。实践证明，A声级与人耳对噪声强度和频率的感觉最相近，因此A声级是应用最广的评价量。D声级在飞机噪声影响评价中仍然使用，但B声级现已基本不再使用。频率计权网络 A计权网络是效仿倍频程等响曲线中的40方曲线而设计的，它较好地模仿了人耳对低频段(500Hz以下)不敏感，而对于10005000Hz声敏感的特点，用A计权测量的声级来代表噪声的大小，叫做A声级，单位是分贝(A)或dB(A)。频率计权网络 因为A声级是单一数值，容易直接测量，并且是噪声的所有频率成分的综合反映，与主观反映接近，所以在噪声测量中得到广泛的应用，并做
14、为评价噪声的标准。但是A声级代替不了用倍频程声压级表示其它噪声标准，因为A声级不能全面地反应噪声的频谱特点，相同的A声级其频谱特性可能有很大差异。频率计权网络 B计权网络是效仿70方等响曲线，对低频有衰减。C计权网络是效仿100方等响曲线，在整个可听频率范围内近于平直，它让所用频率的声音近于一样程度的通过，基本上不衰减，因此C计权网络表示总声压级。频率计权网络 利用A、B、C三档声级读数可初步了解噪声频谱特性，由图中各种计权网络的衰减曲线可以看出：当dB(A)=dB(B)=dB(C)时，表明噪声的高频成份较突出；当dB(A)=dB(B)dB(C)时，表明噪声的中频成份较多；当dB(A)dB(B
15、)dB(B)时，表明噪声是低频的。三、噪声的基本物理量（二十一）（2）等效连续A声级 A声级适合评价一个连续的稳定噪声，但是如果在某一受声点观测到的A声级是随时间变化的，例如，交通噪声随车流量和种类变化；又如一台间歇工作的机器，其噪声A声级时高时低。在这种情况下，用某一瞬时的A声级去评价一段时间内的A声级时不正确的。三、噪声的基本物理量（二十二）因此，人们引入了等效连续A声级作为评价量，即考虑了某一时间内噪声随时间变化的特性，用能量平均的方法并以一个A声级值去表示该段时间内的噪声的大小。等效连续A声级的表达式连续取样的时间声级，时刻的瞬时式中，TdBAtdtLTLLtTeqt)1lg(1001
16、.010三、噪声的基本物理量（二十三）由于A声级的测量实际上是采取间隔取样的，所以等效连续A声级又可按下式计算噪声以及施工噪声等。与航道噪声、铁路噪声、港口去评价工业噪声、公路在我国多用此评价量声级的应用领域较广，等效连续ANLieqL)1lg(10101.0三、噪声的基本物理量（二十四）(3)昼夜等效声级，考虑了噪声在夜间对人影响更为严重，将夜间噪声进行增加10dB加权处理后，用能量平均的方法得出24小时A声级的平均值（Ldn)小时的等效声级小时中第夜间小时的等效声级小时中第昼夜式中，jiLLLLLjidnji816241lg1016181)10(1.01.01010三、噪声的基本物理量（二
17、十五）8.统计噪声级 这是指某点噪声级有较大波动时，用于描述该点噪声变化状况的统计物理量，一般L10,L50,L90相当于噪声背景值的时间超过的噪声级，表示在取样时间内相当于噪声平均值的时间超过的噪声级，表示在取样时间内相当于噪声平均峰值的时间超过的噪声级，表示在取样时间内%90%50%10905010LLL三、噪声的基本物理量（二十六）美国常用L10作为公路噪声评价量，日本则用L50。英国等欧洲国家对于公路交通噪声常用交通噪声指数（TN1)和噪声污染级（PNL)作为评价量LLdLLLddPNLTN901025090106030341式中，第二节 噪声的衰减和反射效应 声波在其传播的过程中会产
18、生发散、反射、折射、衍射。从声源到受声点，因受传播距离、空气吸收、阻挡物的反射与屏蔽等作用会使其衰减。噪声评价必须要考虑各种因素引起的衰减。一、噪声衰减的计算 1.计算陪频带衰减 现场监测常用63-8,000Hz的8个陪频带。一、噪声衰减的计算附加衰减量空气吸收引起的衰减量声屏障引起的衰减量减量声波几何发散引起的衰处的陪频带声压级参考位置处的声压级距声源式中：AAAArLLAAAALLoctoctoctoctroctroctoctoctoctroctexcatmbardivrefexcatmbardivrefroctroct0)()()()(00)()1(（2）根据各倍频带声压级合成计算出预测
19、点的A声级，设各个倍频带声压级为Lpi,Lpi=Loct(r)；则A声级为式中：Li第i个倍频带的A计权网络修正值，dB n总倍频带数10lg10)(1.01iipLLniAL63Hz-16000Hz范围内的A计权网络修正值频率(Hz)63 125 250 500 1000Li(dB)-26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0频率(Hz)2000 4000 8000 16000Li(dB)1.2 1.0 -1.1 -6.62.计算A声级衰减附加衰减量声级衰减量空气吸收引起的声级衰减量声屏障引起的声级衰减量声波几何发散引起的声级处的参考位置声级处的距声源式中：AAAArLLAAAALLoct
20、AoctAoctAoctAroctAroctoctoctoctroctexcatmbardivrefexcatmbardivrefroctroct0)()()()(00)(二、噪声随传播距离的几何发散衰减 噪声随传播距离的几何发散衰减与噪声的固有频率无关。1.点声源(1)点声源随传播距离的几何发散衰减241lg10rAdiv二、噪声随传播距离的几何发散衰减(2).在距离点声源r1处到r2处的衰减 当r2=2r1时，Adiv=-6dB，即点声源声波传播距离增加一倍，衰减值是6dB.21lg20rrAdiv二、噪声随传播距离的几何发散衰减 2.线声源 式中，r线声源到受声点的垂直距离，m l线声源
21、的长度，m 无限长线声源rlAdiv21lg10)/lg(200rrAdiv二、噪声随传播距离的几何发散衰减 有限长线声源：当rl0且r0l0时，上式近似简化为：LP(r)=LP(r0)-20lg(r/r0)即在有限长线声源的远场，有限长线声源可当作点声源处理。)2arctan(1)2arctan(1lg100000rlrrlrAdiv 当rl0/3且r0-l0/3时，可近似简化为：LP(r)=LP(r0)-10lg(r/r0)即在近场区，有限长线声源可当作无限长线声源处理。当l0/3rl0，且l0/3r0，反射引起的声级增高量Lr与Tr/Td有关；六、反射效应 当Tr/Td1时，Lr=3dB
22、A；当Tr/Td1.4时，Lr=2dBA；当Tr/Td2时，Lr=1dBA；当Tr/Td2.5时，Lr=0dBA。【作业【作业1 1】52 dB(A)+48 dB(A)某厂区内分布有某厂区内分布有A、B两个噪声源，设备经厂房两个噪声源，设备经厂房墙壁隔声后，传播到厂房外墙壁隔声后，传播到厂房外2米处的噪声强度：米处的噪声强度：A 源源为为 65 dB(A)，B 源为源为 68 dB(A)，各源距四个厂区边，各源距四个厂区边界处的距离见下页图。该地区相对湿度为界处的距离见下页图。该地区相对湿度为60%，相，相应的空气传播衰减常数应的空气传播衰减常数0.004 dB(A)/m。按上述给定条件，分别计算出厂区各边界处的按上述给定条件，分别计算出厂区各边界处的噪声值并与相应标准比较（评价标准昼间：噪声值并与相应标准比较（评价标准昼间：65 dB(A)，夜间，夜间55 dB(A)）。）。【作业【作业2 2】40100180601205010090背景值背景值昼昼:60 夜夜:51背景值背景值昼昼:62 夜夜:50背景值背景值昼昼:63 夜夜:52背景值背景值昼昼:61 夜夜:50
