1、2 教材名称：环境物理性控制环境物理性控制 （孙兴滨.闫立龙.张宝杰.主编，化学工业，第二版）参考书目：物理性污染控制物理性污染控制 （陈杰瑢 主编，高等教育出版社）环境噪声控制工程环境噪声控制工程 （洪宗辉主编，高等教育出版社）u教材和参考书目教材和参考书目34噪声噪声放射性污染放射性污染电磁辐射污染电磁辐射污染热污染热污染噪声污染噪声污染 振动污染振动污染 c c11一、环境物理学学科体系一、环境物理学学科体系环境声学环境声学环境振动学环境振动学环境放射学环境放射学环境电磁学环境电磁学环境热学环境热学环境光学环境光学1213 环境物理学的产生与发展 20世纪50年代物理性污染的日益严重 研
2、究物理环境同人类相互作用的科学 属于环境科学的一个分支二、物理环境二、物理环境研究对象周围的环境研究对象周围的环境天然物理环境人工物理环境15 天然物理环境（原生物理环境）风、雨、地震、海啸、火山爆发、台风、雷电、太阳黑子、耀斑、天然放射性元素的衰变、太阳光辐射、热辐射。自然现象所产生的声、振动、电磁、光、热。16 人工物理环境（次生物理环境）人类活动不同程度的干预天然物理环境生成的。（工业生产、取暖、光源、电磁设备、核电站）17三、污染物分类三、污染物分类污染物性质化学性污染：水污染、大气污染生物性污染：水污染、土壤污染物理性污染：噪声、热、辐射、光按污染物来源自然污染：火山、地震人为污染：
3、。18四、什么是物理性污染 物理性污染是指物理运动的强度超过人的耐受限度。19 五、物理性污染的特点 局部性的，区域性和全球性污染较少见 污染源消失，污染级随即消失20小结小结1、什么是物理环境2、人工物理环境是如何形成的3、环境物理学的分支学科有哪些4、什么是物理性污染5、物理性污染的特点6、环境物理性污染的主要研究内容第二章第二章 噪声污染噪声污染 第一节第一节 噪声及其危害噪声及其危害一、噪声的研究背景一、噪声的研究背景 二战结束以来，随着工业交通的迅速二战结束以来，随着工业交通的迅速发展，环境噪声日趋严重，发展，环境噪声日趋严重，eg：在我国大：在我国大城市环境污染投诉中噪声占城市环境
4、污染投诉中噪声占60%70%，已成为广泛的社会公害。已成为广泛的社会公害。二、什么是噪声说文：“扰也”玉篇：“群呼烦扰也”不需要的声音超过人们生活和社会活动所允许的程度24 二、噪声的定义二、噪声的定义 1、物理学角度 无规则，非周期振动物体发出的声音 2、医学角度 超过60分贝的声音 3、从心理学角度 人们不需要的声音 4、从环境学角度 对周围环境造成不良影响的声音分贝分贝极静0刚刚引起听觉较吵80车辆行驶10落叶沙沙声90嘈杂马路20轻声耳语很吵100拖拉机开动30卧室110电锯工作安静40图书室感到疼痛120球磨机工作50办公室130螺旋桨飞机较静60一般说话无法忍受140喷气式飞机70
5、大声说话150火箭发射分贝及相应代表性行为分贝及相应代表性行为三、噪声的特点三、噪声的特点1 1、具有明显的主观心理性与生理性、具有明显的主观心理性与生理性2 2、衰减快，无残留，不积累，只造成、衰减快，无残留，不积累，只造成 局部性污染局部性污染3 3、主要为慢性危害、主要为慢性危害 四、噪声的来源四、噪声的来源 1、交通噪声、交通噪声鸣笛鸣笛全国道路交通情况全国道路交通情况 2、工业噪声、工业噪声eg：纺织厂：纺织厂工业企业噪声卫生标准工业企业噪声卫生标准 工作环境噪声每增加工作环境噪声每增加3dB3dB，工作时，工作时间就必须减少一半。（不得超过间就必须减少一半。（不得超过115115
6、）9090分贝分贝8 8小时小时9999分贝分贝1 1小时小时3、施工噪声、施工噪声机械振动、摩擦、撞击机械振动、摩擦、撞击33建筑施工机械噪声级建筑施工机械噪声级4、生活噪声、生活噪声家用电器噪声家用电器噪声城区环境噪声构成比例城区环境噪声构成比例 五、噪声的危害五、噪声的危害 1 1、损伤听力（、损伤听力（80dB80dB）长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；慢性的噪声性耳聋听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失1525dB)；轻度耳聋（听力损失2540dB)；中度耳聋（听力损失4065dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。大量统计资料表明大量统
7、计资料表明 听力损失又称聋度或听力级，是人耳在某一频率的听阈比正常听阈高出的分贝数。由于年龄关系产生的听力损失称为老年性耳聋；由于社会环境噪声产生称为社会性耳聋；职业性噪声导致的听力损失称为噪声性耳聋。(平均听力损失超过25dB)听力损失听力损失听力阈级听力阈级耳朵可以察觉到的纯音的耳朵可以察觉到的纯音的声压级（用以衡量听力损失的量）声压级（用以衡量听力损失的量）噪声性迁移噪声性迁移由噪声引起的阈级提高由噪声引起的阈级提高 暂时性域移：可以恢复暂时性域移：可以恢复 永久性域移永久性域移听力阈级与噪声性迁移听力阈级与噪声性迁移2 2、干扰睡眠、干扰睡眠 40dB的连续噪声可使的连续噪声可使10的
8、人睡眠受到影响；的人睡眠受到影响；70dB的连续噪声可使的连续噪声可使50的人受到影响；的人受到影响；突然的噪声可以使人惊醒突然的噪声可以使人惊醒 40dB的突发性噪声可使的突发性噪声可使10的人惊醒，的人惊醒，60dB可使可使70的人惊醒。的人惊醒。（睡眠周期）（睡眠周期）43 长期暴露在强噪声环境下，会引起人长期暴露在强噪声环境下，会引起人体的紧张反应，使肾上腺素分泌增加，引体的紧张反应，使肾上腺素分泌增加，引起心率加快，血压升高；消化系统紊乱，起心率加快，血压升高；消化系统紊乱，引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡；引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡；会引会引起疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰起
9、疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰弱症。弱症。3 3、对人体生理机能引起不良反应、对人体生理机能引起不良反应44 当人们交谈距离为当人们交谈距离为1米时，平均声级为米时，平均声级为65dB；当环境噪声级高于语言声级当环境噪声级高于语言声级10dB时，谈时，谈话声音会被环境噪声完全掩盖；话声音会被环境噪声完全掩盖；当噪声级超过当噪声级超过90dB时，即使大喊大叫也时，即使大喊大叫也难以进行正常交谈。难以进行正常交谈。4、干扰语言交谈和通讯联络、干扰语言交谈和通讯联络 当噪声级超过当噪声级超过135dB135dB时，电子仪时，电子仪器的连接部位会出现错动，微调元件器的连接部位会出现错动，微调元件发
10、生偏移，使仪器发生故障而失效；发生偏移，使仪器发生故障而失效；当超过当超过150dB150dB时，仪器的元件可时，仪器的元件可能失效或损坏能失效或损坏5 5、特强噪声损坏仪器设备和建筑结构、特强噪声损坏仪器设备和建筑结构484950环境声学环境声学研究内容研究内容噪声污染规律噪声污染规律控制技术与测试技术控制技术与测试技术评价方法和标准评价方法和标准第二节第二节 环境声学研究内容环境声学研究内容噪声控制的途径小结小结1 1、噪声的定义、噪声的定义2 2、噪声的危害有哪些、噪声的危害有哪些3 3、听力阈级、听力损失、噪声性迁移、听力阈级、听力损失、噪声性迁移4 4、噪声的特点、噪声的特点5 5、
11、噪声的来源、噪声的来源6 6、环境声学研究内容、环境声学研究内容l第三节第三节 声波的基本性质及传播规律声波的基本性质及传播规律一、声波的产生及描述方法一、声波的产生及描述方法声源的振动声源的振动弹性媒介振动弹性媒介振动声波声波空气、固体、空气、固体、液体液体1、产生声音感觉的条件、产生声音感觉的条件 空气空气 纵波纵波 声波声波 固体、液体固体、液体 纵波、横波纵波、横波能量的传递相邻质点间的动量传递来完成，而不是由物质的迁移来传播能量的。2、声波传播的物理过程、声波传播的物理过程声波传播的物理过程声波传播的物理过程波长波长 =c/f 米米 （m）周期周期 T 秒秒 （s）频率频率 f=1/
12、T 赫兹赫兹 （Hz）相位相位 t时刻某一指点的震动状态时刻某一指点的震动状态声速声速 c 米每秒（米每秒（m/s）（振动时（振动时f相同，相位不一定相同）相同，相位不一定相同）（空气中（空气中 340 m/s）3、描述声波的基本物理量、描述声波的基本物理量(1)(1)二、二、声波的基本类型声波的基本类型 平面声波平面声波1、声波声波 球面声波（波阵面的形状）球面声波（波阵面的形状）柱面声波柱面声波 波阵面是指空间同一时刻相位相同波阵面是指空间同一时刻相位相同的各点的轨迹曲线的各点的轨迹曲线平面声波平面声波声波的类型声波的类型球面声波球面声波球面声波（点声源）球面声波（点声源）柱面声波（线声源
13、）柱面声波（线声源）2、声线（声射线）、声线（声射线）声线用来描绘声波的传播，是自声源发声线用来描绘声波的传播，是自声源发出的代表能量传播方向的直线出的代表能量传播方向的直线。（与波正面。（与波正面垂直）垂直）当声波频率较高时，传播途径中遇到物体的当声波频率较高时，传播途径中遇到物体的几何尺寸比声波波长大很多时，可以不计声波的波几何尺寸比声波波长大很多时，可以不计声波的波动特性，直接用声线来处理。动特性，直接用声线来处理。平面声波声线立体图平面声波声线立体图球面声波声线立体图球面声波声线立体图柱面声波声线立体图柱面声波声线立体图3、声压、声能量、声强和声功率、声压、声能量、声强和声功率声压p
14、当有声波存在时，在媒质中产生的压强的增量。单位：Pa 当声频为1000Hz时，人耳可听声压范围为210-5Pa称为听阈，20Pa称为痛阈。有效声压pe：一段时间内声压的均方根值。日常生活中声音的声压数据日常生活中声音的声压数据 声能量声能量 由于声扰动，声波在媒质中传播，产生由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势能。动能和势能之和即为声动能和形变的势能。动能和势能之和即为声能量。单位：能量。单位：J 声场：空间中存在声波的区域。声场：空间中存在声波的区域。声能密度声能密度D：声场中单位体积媒质所含：声场中单位体积媒质所含有的声能量，单位：有的声能量，单位：J/m3。声强声强I I 单
15、位时间内，通过和声波射线单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为垂直的单位面积内的声能量称为声强，单位：声强，单位：W/m2。声强与离开声源的距离有关声强与离开声源的距离有关202cpDecpIe02ISW 2/p0eP 声功率声功率 声源在单位时间内发射的总能量声源在单位时间内发射的总能量记为记为W，单位（，单位（w）对于平面声波有：对于平面声波有：声能密度声能密度声强声强声功率声功率基准声压基准声压p02105 Pa三、三、声波的叠加声波的叠加相干波具有相同频率、相同振动方向和恒定相位差的声波驻波声压值pT随空间不同位置有极大值和极小值分布的周期波为驻波，其声场称为驻波场，驻
16、波的极大值和极小值分别称为波腹和波节1、相干波和驻波 几个声源同时存在，在声场某点处的声压分别为p1，p2，p3。合成声压为：合成声压为：p=p1+p2+.+pn=pi 如果如果2个声波频率相同，振动方向个声波频率相同，振动方向也一样，但存在恒定相位差也一样，但存在恒定相位差合成声压为：合成声压为：p=p1+p2=PTcos（t-t-）PT声压幅值声压幅值 2f 角频率角频率相位相位2 2、声音的频谱、声音的频谱 （1 1）噪声分析的基本知识）噪声分析的基本知识 人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主要是人耳对声源振动频率的主观感受。要是人耳对声源振动频率的主观感
17、受。人们在生活中听到的声音是不同频率、人们在生活中听到的声音是不同频率、强度的纯音复合而成的。强度的纯音复合而成的。次声 20000Hz可听声可分为：低频声 2000Hz声音可按频率分为声音可按频率分为 （2 2）频程的概念）频程的概念 由于从低频到高频变化高达1000倍，一般不可能也没有必要对每一个频率逐一测量，为方便和实用，通常把声频的变化范围划分为若干个段落，称为频程（频段或频带）f1，f2任意频程的上限频率和下任意频程的上限频率和下限频率限频率f2/f12n n频程倍数，频程倍数，n为正实数为正实数频程有上、下限截止频率、带宽 带宽（频带宽度）上、下限截止频率之差。（3）频谱的概念 纯
18、音：单一频率的声音称为纯音。具纯音：单一频率的声音称为纯音。具有单一音调的声觉。有单一音调的声觉。自然界纯音很少见，只自然界纯音很少见，只有个别仪器或乐器能发出纯音。有个别仪器或乐器能发出纯音。声源作简谐振动所产生的声波为简谐声源作简谐振动所产生的声波为简谐波，声压与时间的关系是正弦曲线，波，声压与时间的关系是正弦曲线，复音：由一些频率不同的简单正弦式成复音：由一些频率不同的简单正弦式成分合成的声波。具有一个音调以上的声分合成的声波。具有一个音调以上的声觉。觉。频谱：组成复音的声压与频率的关系图。频谱：组成复音的声压与频率的关系图。线谱（离散谱）线谱（离散谱）连续谱连续谱复合谱复合谱四、级的概
19、念四、级的概念 1个量的级是这个量与同类基准值之比的对个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用数，用L表示。表示。对数以对数以10为底，级的单位为贝尔（为底，级的单位为贝尔（B）,贝尔贝尔分为分为10档，每一档的单位为分贝（档，每一档的单位为分贝（dB），），1B=10dB 对数以对数以e=2.71828为底，级的单位为奈培为底，级的单位为奈培（Np）,1 Np8.686dB1、分贝的定义、分贝的定义2、声压级、声强级、声功率级、声压级、声强级、声功率级声压级声压级LpLp为声压级，单位为声压级，单位dB；p为有效声压，为有效声压，Pa；基准声压基准声压p02105 Pa。对于听阈对于听阈L
20、p0；对于痛阈；对于痛阈Lp120dB。声强级声强级LI为声强级，单位为声强级，单位dB；I为声强，瓦为声强，瓦/米米2；基准声强基准声强I011012瓦瓦/米米2。ppp020202020ILLc40010lgLcIp10lgpp10lg/Icp10lgII10lgL当在当在1atm，38.9时，时，LI Lp 在一般情况下，在一般情况下，空气中的声波空气中的声波LI与与 Lp 的值相差的值相差0.2dB，故，故LILp声功率级声功率级LWLW10lg（W/W0）LW为声功率级，单位为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；为声功率，瓦；基准声功率基准声功率W011012瓦。瓦。对于球面声波，距
21、离声源半径微对于球面声波，距离声源半径微r，则有：，则有：LW=LP+10lg4r2 LP+20lgr11对于半球面声波，距离声源半径微对于半球面声波，距离声源半径微r，则有：，则有：LW=LP+10lg2r2 LP+20lgr8 对于给定的声源，其声功率是不变的，对于给定的声源，其声功率是不变的，但空间各处声压级、声强级会发生变化。但空间各处声压级、声强级会发生变化。对于恒定声功率的点声源发出的球面波，对于恒定声功率的点声源发出的球面波，在声场中距离增加在声场中距离增加1倍，声强级减少倍，声强级减少6dB，当，当距离足够远时：距离足够远时：LILp噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。噪
22、声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。强之和。假设有假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分个噪声源同时存在，声强与声强级分别为别为I1、I2、In和和L1、L2、Ln。3、级的叠加、级的叠加L110lg I1/I0，L210lg I2/I0，Ln10lg In/I0 I1/I010 0.1L1，I2/I010 0.1L2，In/I010 0.1Ln 总声强级总声强级L10lg（I1/I0 I2/I0 In/I0）10lg（10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln）Lp1=80dB，Lp2=80
23、dBLpT=83dB结论：结论：LL110lg2 L13两个相同的声压级相加，能量增加一两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加倍，声级增加3dB。如果两个声压级相差如果两个声压级相差10dB以上，总以上，总声压级与高声压级的近似相同。声压级与高声压级的近似相同。以以n2为例为例LpT 10lg（10 0.1 Lpi）10lg（10 8.4+10 8.7+10 9.0+10 9.5+10 9.6+10 9.1+10 8.5+10 8.0）100.2dB ni=1 例例1:8个声音在空间某点的声压个声音在空间某点的声压级分别为级分别为84、87、90、95、96、91、85、80，求总声压级
24、。，求总声压级。LpT Lp+10lgn 92+10lg7 100.4dB 例例2:7台机器工作，每台的声压级分台机器工作，每台的声压级分均为均为92，求总声压级。，求总声压级。n个相同的声压级叠加个相同的声压级叠加LpT Lp+10lgn 不同噪声级的合成不同噪声级的合成假设存在两个噪声源，声压级分别为假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且，且L1L2LL110lg（10 0.1L110 0.1L2）L1 10lg 10 0.1L1 10 0.1L2）/10 0.1L1 10lg 1+10 0.1(L1-L2)设噪声合成的附加值设噪声合成的附加值L 10lg 1+10 0.1(L1-
25、L2)LL1 L L可查表可知，当可查表可知，当L1-L26dB，L1dB两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级68dB，则较弱的噪声可以忽略不计。则较弱的噪声可以忽略不计。计算题计算题1、强度为、强度为80dB的噪声，其相应的声压的噪声，其相应的声压 为多少？为多少？2、声强为、声强为106 W/m2时的声强级是多少？时的声强级是多少？3、室内洗衣机工作时，测得噪声声压、室内洗衣机工作时，测得噪声声压 p0.02Pa；电冰箱单独开动时声压级是；电冰箱单独开动时声压级是54dB，试计算两者同时开动时的合成声压级。试计算两者同时开动时的合成声压级。4、声压级
26、分别为、声压级分别为70、76、77、80、83dB，试计，试计算合成声压级。算合成声压级。5、声压级分别为、声压级分别为70、84、78、82、86、89dB，试计算合成声压级。试计算合成声压级。噪声级的相减噪声级的相减总声压级总声压级LpT，背景噪声声压声压级背景噪声声压声压级LpB，真实噪声声压声压级真实噪声声压声压级LpsLpT LpB+LpSLps LpT LpB对于机器的声压级对于机器的声压级Lps10lg（10 0.1 LpT 10 0.1 LpB）例例3：两台机器工作时，在某点测：两台机器工作时，在某点测得总声压级为得总声压级为80d，其中一台停止，其中一台停止工作，测得声压级
27、工作，测得声压级76dB,求停止工求停止工作的机器单独工作时的声压级作的机器单独工作时的声压级Lps10lg（10 0.1 LpT 10 0.1 LpB）10lg（10 8 10 7.6）77.8dB噪声级相减是按照能量的相减进行的。噪声级相减是按照能量的相减进行的。噪声级的相减与相加类似，实质都是声能的加和减。噪声级的相减与相加类似，实质都是声能的加和减。例：室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为例：室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为82dB，当其中一个声源停止工作时，测得室内声压，当其中一个声源停止工作时，测得室内声压级为级为81dB，试求另一声源的声压级。，试求另一声源的声压级。解：
28、由于解：由于82811dB，则另一声源声压级则另一声源声压级81675dB。随距离的发散衰减随距离的发散衰减Ad空气吸收的附加衰减空气吸收的附加衰减Aa地面吸收的附加衰减地面吸收的附加衰减Ag声屏障衰减声屏障衰减Ab气象条件对声传播的影响气象条件对声传播的影响Am总衰减总衰减A Ad+Aa+Ag+Ab+Am五、声波在传播中的衰减五、声波在传播中的衰减1、距离衰减、距离衰减 声源声源l点声源：当声源的尺寸远小于测点到声源的距点声源：当声源的尺寸远小于测点到声源的距离时，声波以球面波的形状较均匀地向各个方离时，声波以球面波的形状较均匀地向各个方向辐射。向辐射。l线声源：如一列较长的列车；公路上长的
29、车队线声源：如一列较长的列车；公路上长的车队等。等。l面声源：如透过一个壁面向开阔空间传播。面声源：如透过一个壁面向开阔空间传播。l对于自由空间对于自由空间（球面波）（球面波）声强：声强：IW/（4r2）；）；声功率级：声功率级：LW LP+20lgr11l对于半自由空间对于半自由空间（球面波）（球面波）声强：声强：IW/（2r2）；）；声功率级：声功率级：LW LP+20lgr8点声源的距离衰减点声源的距离衰减 l距离距离r1与与r2之间的声级差为：之间的声级差为：LW=LP(r1)20lgr111（8）LP(r2)20lgr211（8）即：即：LP LP(r1)LP(r2)20lgr2/r
30、1当当r2/r12，衰减衰减6dB，即距离增加，即距离增加1倍，声压级衰减倍，声压级衰减6dB。点声源的距离衰减点声源的距离衰减面积面积S2rl；声强：；声强：IW/（2rl）；）；声功率级：声功率级：LW LP+10lg（2rl）1）当）当r/L1时，距离加倍，声压级衰减时，距离加倍，声压级衰减6dB。线声源的距离衰减线声源的距离衰减实例实例l实例实例1：距锅炉房：距锅炉房2米处测得声压级为米处测得声压级为80dB，且锅炉房距离居民楼且锅炉房距离居民楼16米；距冷却塔米；距冷却塔5米处测米处测得声压级为得声压级为80dB，且冷却塔距离居民楼，且冷却塔距离居民楼20米。米。求两设备噪声对居民楼
31、造成共同影响？求两设备噪声对居民楼造成共同影响？解：解：LP LP(r1)LP(r2)20lgr2/r1锅炉房对居民楼的影响：锅炉房对居民楼的影响：L1=80-20lg16/2=62dB;冷却塔对居民楼的影响：冷却塔对居民楼的影响：L2=80-20lg20/5=68dB;共同影响：共同影响：L=68169dB作业：作业：在半自由声场空间中，离点源在半自由声场空间中，离点源2m处测得处测得声压级的平均值为声压级的平均值为85dB。求：声功率级和声功率求：声功率级和声功率 距声源距声源10m远处的声压级远处的声压级实例实例2：有一列有一列500米火车正在运行。米火车正在运行。（1）距铁路中心线）距
32、铁路中心线20米处测得声压级为米处测得声压级为90dB，距铁路中心线，距铁路中心线40米处有一居民楼，米处有一居民楼，试求该列火车噪声对居民楼的影响。试求该列火车噪声对居民楼的影响。（2）若距铁路中心线）若距铁路中心线500米处测得声压级米处测得声压级为为75dB，距铁路中心线，距铁路中心线1000米处有疗养米处有疗养院，试求该列火车噪声对疗养院的影响。院，试求该列火车噪声对疗养院的影响。解：解：（1）r/l2040/500 1，则火车对疗养院的影响：则火车对疗养院的影响：L2=75-6=75-6=69dB。2、空气吸收的衰减、空气吸收的衰减l声波在空气中传播时，因空气的粘滞性声波在空气中传播
33、时，因空气的粘滞性和热传导，在压缩和膨胀过程中，使一和热传导，在压缩和膨胀过程中，使一部分声能转化为热能而损耗，成为空气部分声能转化为热能而损耗，成为空气吸收。吸收。l衰减的大小与声源的频率、空气的湿度和温衰减的大小与声源的频率、空气的湿度和温度有关。如在标准大气压下，度有关。如在标准大气压下，20下，湿度下，湿度为为50时，声源频率为时，声源频率为250、500、1000、2000、4000Hz的空气吸收引起的衰减分别的空气吸收引起的衰减分别为为0.12、0.28、0.5、1.04、2.65dB/100m。l高频噪声比低频噪声衰减得快。高频噪声比低频噪声衰减得快。空气吸收的附加衰减空气吸收的
34、附加衰减Aa82a10df7.4A20时8101,20,TfCATAaa410-6f频率；频率；d传播距离；传播距离；相对湿度相对湿度3、地面吸收的衰减、地面吸收的衰减l声波在传播过程中，会受到各种复杂的地声波在传播过程中，会受到各种复杂的地面条件的影响。遇到树木（草地、灌木）面条件的影响。遇到树木（草地、灌木）会引起衰减，衰减的大小与树木的种类、会引起衰减，衰减的大小与树木的种类、树叶的繁茂程度和树木的高度有关。树叶的繁茂程度和树木的高度有关。l一般来说，短距离（一般来说，短距离（3050米）衰减可忽略，米）衰减可忽略，70米以上应考虑。米以上应考虑。l对于较茂密的树林，每对于较茂密的树林，
35、每10米衰减米衰减23dB；每；每100米，衰减米，衰减2030dB。l对于厚的草地或穿过灌木丛，频率为对于厚的草地或穿过灌木丛，频率为1000Hz的的衰减可高达衰减可高达25dB/100m。在厚草地或穿过灌木丛传播时衰减在厚草地或穿过灌木丛传播时衰减Ag（0.18lgf-0.31）d穿过树木或森林的声衰减穿过树木或森林的声衰减Ag0.01 f 1/3 d4、声屏障衰减、声屏障衰减Ab 声屏障的作用：声屏障的作用：阻挡直达声的传播阻挡直达声的传播 隔绝透射声隔绝透射声 声屏障衰减与声源及接受点声屏障衰减与声源及接受点相对屏障的位置、屏障的高度及相对屏障的位置、屏障的高度及结构，以及声波的频率密
36、切相关。结构，以及声波的频率密切相关。4、声屏障衰减、声屏障衰减Ab雨、雪、雾等对声波的衰减量大雨、雪、雾等对声波的衰减量大约每约每1000米不到米不到0.5dB，因此可以，因此可以忽略，风和温度梯度对声波的传忽略，风和温度梯度对声波的传播影响很大。播影响很大。5、气象条件对声传播的影响、气象条件对声传播的影响Am 风速梯度和温度梯度使地面声速分布发风速梯度和温度梯度使地面声速分布发生变化，使声波发生折射，当声波发生向上偏生变化，使声波发生折射，当声波发生向上偏的折射时出现的折射时出现“声影区声影区”声影区：因折射而传播不到直达声的区域。声影区：因折射而传播不到直达声的区域。小结小结1 1、产
37、生声音感觉的条件、产生声音感觉的条件2 2、纵波、横波、纵波、横波3 3、声波的基本类型、声波的基本类型4 4、相干波和驻波、相干波和驻波5 5、波阵面、波阵面6 6、声线、声线7 7、分贝的定义、分贝的定义小结小结8 8、频程、频程9 9、频谱、频谱1010、声影区、声影区1111、基础量和级的换算、基础量和级的换算1212、级的叠加、级的相减、级的叠加、级的相减1313、声波在传播中的衰减（包括计算）、声波在传播中的衰减（包括计算）l第三节第三节 噪声的评价和标准噪声的评价和标准 噪声对人的危害和影响是多方面的，噪声对人的危害和影响是多方面的，噪声变化特性的差异及人们对噪声主观噪声变化特性
38、的差异及人们对噪声主观反应的复杂性，使得对噪声的评价较为反应的复杂性，使得对噪声的评价较为复杂。复杂。噪声评价目的：有效的提出适合于人们噪声评价目的：有效的提出适合于人们对噪声反应的主观评价量。对噪声反应的主观评价量。一、噪声的评价量一、噪声的评价量不同频率的声音对人的影响不同；不同频率的声音对人的影响不同；不同时间出现的噪声对人的影响不同；不同时间出现的噪声对人的影响不同；同样的声音对不同心理和生理特征的人同样的声音对不同心理和生理特征的人群反应不同；群反应不同；1、噪声评价量的建立原则、噪声评价量的建立原则2、纯音的响度级、等响曲线、响度、纯音的响度级、等响曲线、响度 当某一频率的纯音和当
39、某一频率的纯音和1000Hz的纯音的纯音听起来同样响时，这时听起来同样响时，这时1000Hz的纯音的的纯音的声压级就定义为该待定声音的响度级。声压级就定义为该待定声音的响度级。响度级的符号为响度级的符号为LN，单位为方（，单位为方（phon）.响度响度 与主观感觉的轻响程度成正比的参与主观感觉的轻响程度成正比的参量称之为响度，符号量称之为响度，符号N，单位宋，单位宋（sone），响度是正常听者判断的一个），响度是正常听者判断的一个声音，是响度级为声音，是响度级为40phone的倍数，响的倍数，响度级为度级为40phone的声音响度为的声音响度为1sone。响度级与响度的关系响度级与响度的关系响
40、度级每增加响度级每增加10phone，响度增加一倍响度增加一倍响度与响度级的关系响度与响度级的关系 LN=40+10log2N N=2 0.1（LN-40）等响曲线等响曲线:对各个频率的声音作这样的试对各个频率的声音作这样的试听比较，得出达到同样响度级时频听比较，得出达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线，通常称为率与声压级的关系曲线，通常称为等响曲线等响曲线3、响度指数与斯蒂文斯响度、响度指数与斯蒂文斯响度S=Sm+F（SiSm）例：根据倍频带的声压级求响度及响度级例：根据倍频带的声压级求响度及响度级中心频率中心频率631252505001000200040008000声压级声压级76817
41、87175768159响度响度51010812152584、计权声级和计权网络、计权声级和计权网络 等响曲线等响曲线声压级相同的声音会因为声压级相同的声音会因为频率的不同产生不一样的主观感觉。频率的不同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官感受近似取得一致，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的总声压级，此声压级称为计权声级。计权网络是近似人耳对纯音的响度级频率特性计权网络是近似人耳对纯音的响度级频率特性而设计的而设计的A计权网络相当于40phone等响曲线的倒置B70phoneC100phoneD常用于航空噪声的测量 A声级声级 人耳能听
42、到的最小的声音与频率有关，频人耳能听到的最小的声音与频率有关，频率低，人耳的灵敏度差；频率高，人耳灵敏度好。率低，人耳的灵敏度差；频率高，人耳灵敏度好。一台机器发出的噪声，含有从低到高频声，其噪一台机器发出的噪声，含有从低到高频声，其噪声一进人耳就失真了，或被滤去了一部分低频成声一进人耳就失真了，或被滤去了一部分低频成分，也可以说被人耳计权了。分，也可以说被人耳计权了。人耳无法测定声音的频率成分和相应的强度，只能利用测量仪器声级计来测定，在声级计中安装滤波器使它对频率的判别与人耳相似，这个滤波器称为A计权网络，该声级计称为A声级计。当声音信号进入A网络，中、低频声音按比例衰减通过，1000Hz
43、声音无衰减通过。通过A声级计测定的声压级称为A声级，记做dBA或dB（A）。A A、B B和和C C计权声级的主要差别计权声级的主要差别在于对低频成分的衰减程度，在于对低频成分的衰减程度，A A衰衰减最多，减最多，B B其次，其次，C C最少。最少。A计权计权的频率与人耳对宽频带的声音的的频率与人耳对宽频带的声音的灵敏度相当表征人耳主观听觉较灵敏度相当表征人耳主观听觉较好，被普遍应用。好，被普遍应用。5、等效连续声级、等效连续声级(Leq)lA A计权声级能较好评价连续稳态计权声级能较好评价连续稳态 噪声，噪声，但对一个起伏的或不连续的噪声，但对一个起伏的或不连续的噪声，A A计权计权声级就不
44、合适了。声级就不合适了。l用噪声能量按时间平均方法来评价噪声用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响，即等效连续声级，符号对人影响，即等效连续声级，符号“L Leqeq”。它是用一个相同时间内声能与之相等的它是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的连续稳定的A A声级来表示该段时间内噪声级来表示该段时间内噪 声的大小。声的大小。l数学表达式：数学表达式：210.1()21110lg10pAtLteqtLdtttw如果测量是在同样的采样时间间隔，则表达式变为如果测量是在同样的采样时间间隔，则表达式变为：0.11110lg10AiNLeqiLNN N 测试数据个数测试数据个数 把一个工作日（8
45、h）的A声级从小到大排列，略去78dB以下的声级，第一段规定用中心声级80dB代替，78-82，其余各段依次类推，相邻段中心声级相差5dB，段数与相应中心声级的暴露时间见下表工业噪声中，计算等效连续A声级方法：段数段数n n 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6中心声级中心声级 80 80858590909595100100105105暴露时间暴露时间t t1 1t t2 2t t3 3t t4 4t t5 5t t6 6)10(lg102.5348lg)10(lg10802/)1(2/)1(nnnnnneqttL例：某工人一天工作例：某工人一天工作8h，受噪声影响，受噪声影响状况如
46、下：每小时状况如下：每小时4次噪声达次噪声达102dB，每次持续每次持续6min，1次达次达106dB持续持续1min，其余时间仅受背景噪声，其余时间仅受背景噪声79dB影影响，求该工人一天接触噪声的等效声级？响，求该工人一天接触噪声的等效声级？6、昼夜等效声级Ldn0.10.1(10)5310lg101088dnLLdnL注：昼间为注：昼间为07:0022:00，共，共16小时；小时；夜间为夜间为22:007:00，共，共8小时，考虑夜小时，考虑夜间噪声对人们的影响更大，对夜间的噪声间噪声对人们的影响更大，对夜间的噪声A声级加声级加10dB进行修正。进行修正。7、累计百分数声级、累计百分数声
47、级Lnl连续等效声级反映了噪声对人体的影响，连续等效声级反映了噪声对人体的影响，但是未能反映噪声的起伏程度；因而采用但是未能反映噪声的起伏程度；因而采用累计百分数声级来评价噪声。累计百分数声级来评价噪声。累计百分数声级一般只用于有较好正态分累计百分数声级一般只用于有较好正态分布的噪声评价布的噪声评价l累计百分数声级累计百分数声级Ln表示在测量时间内高于表示在测量时间内高于Ln声级所占的时间为声级所占的时间为n。例如。例如L1070dB，表示声级高于表示声级高于70dB的时间占的时间占10，其余，其余90的时间内噪声级均低于的时间内噪声级均低于70dB。lL90表示本底噪声，表示本底噪声，L50
48、表示中值噪声级，表示中值噪声级，L10表示噪声峰值。表示噪声峰值。对于统计特性符合正态分布的噪声，对于统计特性符合正态分布的噪声，其累计百分数声级与等效连续其累计百分数声级与等效连续A声级之间声级之间有近似关系有近似关系602901050LLLLeq8 8、噪度和感觉噪声级、噪度和感觉噪声级 与人们主观判断噪声的“吵闹”程度成比例的数值量称为噪度，用Na表示，单位呐（noy）在中心频率为1KHZ的倍频带上，声压级为40dB的噪声的噪度为1noy。将噪度转换成分贝指标，称为感觉噪声级，用LpN表示，单位dB 当感觉噪度值每增加1倍，感觉噪声级增加10dB LpN=40+10log2Na LpN=
49、LA+139、计权等效连续感觉噪声级LwecpN 航空噪声评价中航空噪声评价中，对在一段检测时，对在一段检测时间内飞行事件的噪声评价采用计权等效间内飞行事件的噪声评价采用计权等效连续感觉噪声级，考虑一段监测时间内连续感觉噪声级，考虑一段监测时间内通过以固定点的飞行引起的总噪声级，通过以固定点的飞行引起的总噪声级，同时也考虑不同时间内飞行所造成的不同时也考虑不同时间内飞行所造成的不同社会影响。同社会影响。10、交通噪声指数 TNI=4（L10L90）+L9030 第一项第一项“噪声气候噪声气候”的范围，表明噪声的的范围，表明噪声的起伏变化程度。起伏变化程度。本底噪声状况本底噪声状况 调节量调节量
50、繁忙干线：繁忙干线：L90=70dB，L10=84dB，TNI=96dB车流量较少干线：车流量较少干线：L90=55dB，L10=84dB，TNI=141dB TNI=4（L10L90）+L9030繁忙干线：繁忙干线：L90=70dBL90=70dB，L10=84dBL10=84dB，TNI=96dBTNI=96dB车流量较少干线：车流量较少干线：L90=55dBL90=55dB，L10=84dBL10=84dB，TNI=141dBTNI=141dBTNITNI与噪声的起伏变化有很大的关系，适用于机动车噪声与噪声的起伏变化有很大的关系，适用于机动车噪声对周围环境干扰的评价，限于车流量较多及附近
