能源与环境工程西安交大第十章噪声-王树众.ppt
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1、第十章第十章 噪声与振动噪声与振动第一节第一节第一节第一节 噪声基础噪声基础噪声基础噪声基础噪噪噪噪声声声声令令令令人人人人不不不不愉愉愉愉快快快快的的的的声声声声音音音音。(干干干干扰扰扰扰人人人人们们们们休休休休息息息息、学学学学习习习习、工工工工作作作作、对对对对人体有害、不需要的声音)人体有害、不需要的声音)人体有害、不需要的声音)人体有害、不需要的声音)噪声污染噪声污染噪声污染噪声污染噪声噪声噪声噪声超过超过超过超过人们活动所能容许的程度。人们活动所能容许的程度。人们活动所能容许的程度。人们活动所能容许的程度。近近近近1010年年年年,美美美美、日日日日、俄俄俄俄增增增增加加加加10
2、dB10dB;北北北北京京京京:达达达达86dB86dB。严严严严重重重重破破破破坏坏坏坏人人人人类类类类的生活环境,身体健康。的生活环境,身体健康。的生活环境,身体健康。的生活环境,身体健康。列为国际三大公害(列为国际三大公害(列为国际三大公害(列为国际三大公害(水、大气、噪声水、大气、噪声水、大气、噪声水、大气、噪声)一基本特性一基本特性一基本特性一基本特性1 1声波与声速声波与声速声波与声速声波与声速 物物物物体体体体(固固固固、液液液液、气气气气)的的的的振振振振动动动动是是是是声声声声音音音音的的的的来来来来源源源源。振振振振动动动动在在在在弹弹弹弹性性性性介介介介质质质质中中中中以
3、以以以波波波波动动动动的的的的方方方方式式式式进进进进行行行行传传传传播播播播。这这这这种种种种波称为波称为波称为波称为声波声波声波声波。(振振振振动动动动挤挤挤挤压压压压周周周周围围围围介介介介质质质质质质质质点点点点时时时时密密密密时时时时疏疏疏疏,疏疏疏疏密密密密过过过过程程程程从从从从质质质质点点点点向向向向前前前前传传传传播播播播)为)为)为)为纵波纵波纵波纵波(质点振动方向波的传播方向质点振动方向波的传播方向质点振动方向波的传播方向质点振动方向波的传播方向)和)和)和)和疏密波疏密波疏密波疏密波。声速声速声速声速c c声波在一定介质中的传播速度声波在一定介质中的传播速度声波在一定介
4、质中的传播速度声波在一定介质中的传播速度。m/sm/s。介介介介质质质质不不不不同同同同,c c不不不不同同同同。0 0,空空空空气气气气c=331m/sc=331m/s。氢氢氢氢气气气气c=1270m/sc=1270m/s;2020,水水水水,c=1460m/sc=1460m/s。频率频率频率频率f f声波每秒振动次数声波每秒振动次数声波每秒振动次数声波每秒振动次数。HzHz。声频声频声频声频:耳听声范围:耳听声范围:耳听声范围:耳听声范围:2020000Hz2020000Hz。波波波波长长长长 声声声声波波波波中中中中两两两两个个个个相相相相邻邻邻邻的的的的密密密密部部部部或或或或疏疏疏疏
5、部部部部之之之之间间间间的的的的距距距距离离离离,mm。空气,声频范围内,。空气,声频范围内,。空气,声频范围内,。空气,声频范围内,1.72cm17.2m1.72cm17.2m周期周期周期周期T T声波前进一个波长距离所需时间声波前进一个波长距离所需时间声波前进一个波长距离所需时间声波前进一个波长距离所需时间。则:则:则:则:2 2声压与声压级声压与声压级声压与声压级声压与声压级声压声压声压声压表示声音强弱的物理量表示声音强弱的物理量表示声音强弱的物理量表示声音强弱的物理量。声声声声压压压压:有有有有声声声声波波波波时时时时,介介介介质质质质中中中中压压压压力力力力超超超超过过过过静静静静压
6、压压压力力力力的的的的值值值值(p p),为声波动力。为声波动力。为声波动力。为声波动力。瞬时声压瞬时声压瞬时声压瞬时声压某一瞬间所产生的某一瞬间所产生的某一瞬间所产生的某一瞬间所产生的压力增值压力增值压力增值压力增值。大大大大气气气气:p p(t t)P P(t t)P P0 0声声声声波波波波中中中中介介介介质质质质压压压压力力力力大大大大气气气气压压压压力力力力。p p0 0 无声无声无声无声。l l有有有有效效效效声声声声压压压压(一一一一般般般般称称称称为为为为声声声声压压压压)瞬瞬瞬瞬时时时时声声声声压压压压在在在在一一一一段段段段时时时时间间间间内内内内的的的的均均均均方根值方根
7、值方根值方根值。听阀声压听阀声压听阀声压听阀声压正常人耳刚能听到的声音的声压:正常人耳刚能听到的声音的声压:正常人耳刚能听到的声音的声压:正常人耳刚能听到的声音的声压:。(时)时)时)时)基准基准基准基准 0dB0dB 痛阀声压痛阀声压痛阀声压痛阀声压正常人耳感到疼痛的声压。正常人耳感到疼痛的声压。正常人耳感到疼痛的声压。正常人耳感到疼痛的声压。120d120dB Bl l声声声声压压压压级级级级SPLSPL(Sound Sound Pressure Pressure LevelLevel)有有有有效效效效声声声声压压压压与与与与听听听听阀阀阀阀声声声声压压压压之之之之比比比比的的的的对对对对
8、数数数数的的的的2020倍倍倍倍,单位为分贝单位为分贝单位为分贝单位为分贝dbdb dBdB(decibeldecibel)一一一一般般般般:听听听听阀阀阀阀0dB0dB,公公公公共共共共汽汽汽汽车车车车内内内内80dB80dB,讲讲讲讲演演演演90 90 dBdB,痛痛痛痛阀阀阀阀120dB120dB,飞飞飞飞机机机机喷口附近喷口附近喷口附近喷口附近150dB150dB。3 3声强与声强级声强与声强级声强与声强级声强与声强级声声声声强强强强垂垂垂垂直直直直于于于于声声声声波波波波传传传传播播播播方方方方向向向向n n的的的的单单单单位位位位面面面面积积积积上上上上,单单单单位位位位时时时时间
9、间间间内内内内通过的通过的通过的通过的平均声能平均声能平均声能平均声能。(。(。(。(声音强弱声音强弱声音强弱声音强弱)声强级声强级声强级声强级SILSIL(Sound Intensity LevelSound Intensity Level)dBdB基准基准基准基准声强声强声强声强I I0 010101212w/mw/m2 2 对应对应对应对应基准声压基准声压基准声压基准声压p p0 02102105 5PaPa4 4声功率与声功率级声功率与声功率级声功率与声功率级声功率与声功率级声功率声功率声功率声功率单位时间内声源发出的总声能。单位时间内声源发出的总声能。单位时间内声源发出的总声能。单位
10、时间内声源发出的总声能。声声声声功功功功率率率率(w w)是是是是恒恒恒恒量量量量,声声声声压压压压(p p)和和和和声声声声强强强强(InIn)在在在在声声声声场场场场不不不不 同同同同 地地地地 点点点点 有有有有 不不不不 同同同同 的的的的 值值值值,与与与与 R R成成成成 反反反反 比比比比,声声声声 功功功功 率率率率 级级级级SWLSWL(Sound LevelSound Level)dBdB基准声功率基准声功率基准声功率基准声功率 w w0 0=10=10-12-12w w (1m1m2 2的的的的I I,球半径,球半径,球半径,球半径R=0.2821mR=0.2821m处)
11、处)处)处)5 5响度,响度级,计权声级(响度,响度级,计权声级(响度,响度级,计权声级(响度,响度级,计权声级(A A)人耳对声音的感受不仅与人耳对声音的感受不仅与人耳对声音的感受不仅与人耳对声音的感受不仅与声压声压声压声压有关,也与有关,也与有关,也与有关,也与频率频率频率频率有关。有关。有关。有关。频率不同,感受不同,对频率不同,感受不同,对频率不同,感受不同,对频率不同,感受不同,对低频和较高频不敏感低频和较高频不敏感低频和较高频不敏感低频和较高频不敏感。空。空。空。空压机压机压机压机(高频)(高频)(高频)(高频)和小汽车和小汽车和小汽车和小汽车(低频)(低频)(低频)(低频)均为均
12、为均为均为90 dB90 dB,听起来前,听起来前,听起来前,听起来前者响得多。者响得多。者响得多。者响得多。测量仪器中,为了模拟人耳的听觉特性,设计计数网测量仪器中,为了模拟人耳的听觉特性,设计计数网测量仪器中,为了模拟人耳的听觉特性,设计计数网测量仪器中,为了模拟人耳的听觉特性,设计计数网络络络络A A、B B、C C按接多的声间不同程度按接多的声间不同程度按接多的声间不同程度按接多的声间不同程度滤波滤波滤波滤波。A A网络将网络将网络将网络将大大大大部分部分部分部分低频低频低频低频波滤掉波滤掉波滤掉波滤掉,与人耳对噪音的感觉一样。所以用,与人耳对噪音的感觉一样。所以用,与人耳对噪音的感觉
13、一样。所以用,与人耳对噪音的感觉一样。所以用A A网络的网络的网络的网络的声级声级声级声级A A表示表示表示表示噪声大小噪声大小噪声大小噪声大小,称为分贝,称为分贝,称为分贝,称为分贝A A,dBdB(A A)。)。)。)。不同子样的声级可以不同子样的声级可以不同子样的声级可以不同子样的声级可以运算运算运算运算,相加,相减,平均相加,相减,平均相加,相减,平均相加,相减,平均。P P212212213213或或或或()。响响响响度度度度级级级级LnLn将将将将声声声声压压压压和和和和频频频频率率率率联联联联系系系系起起起起来来来来的的的的特特特特性性性性,单单单单位位位位为为为为方方方方(ph
14、onphon)。以以以以1KHz1KHz纯纯纯纯音音音音为为为为基基基基准准准准,一一一一个个个个噪噪噪噪声声声声和和和和这这这这个个个个基基基基准准准准声声声声一一一一样样样样响响响响,则则则则这这这这个个个个噪噪噪噪声声声声的的的的响响响响度度度度级级级级(phonphon)就就就就等等等等于于于于这这这这个个个个纯音的纯音的纯音的纯音的(声压级(声压级(声压级(声压级(dBdB值值值值)。例例例例:某某某某噪噪噪噪声声声声,听听听听起起起起来来来来和和和和声声声声压压压压级级级级为为为为95dB95dB,1KHz1KHz的的的的基基基基音一样响,这个噪音的响度级为音一样响,这个噪音的响度
15、级为音一样响,这个噪音的响度级为音一样响,这个噪音的响度级为95phon95phon。所所所所以以以以,响响响响度度度度级级级级是是是是人人人人类类类类主主主主观观观观感感感感觉觉觉觉声声声声音音音音响响响响的的的的程程程程度度度度的的的的指指指指标标标标。得到等响曲线。得到等响曲线。得到等响曲线。得到等响曲线。响响响响度度度度N N与与与与响响响响度度度度级级级级一一一一一一一一对对对对应应应应,单单单单位位位位是是是是宋宋宋宋(sonesone);可可可可以以以以较较较较直直直直观观观观地地地地表表表表示示示示声声声声音音音音的的的的大大大大小小小小,即即即即响响响响度度度度增增增增减减减
16、减的的的的百百百百分分分分数数数数与与与与人人人人类主观感觉声音响的程度的变化较接近。类主观感觉声音响的程度的变化较接近。类主观感觉声音响的程度的变化较接近。类主观感觉声音响的程度的变化较接近。当当当当 L LN N4040,噪噪噪噪 声声声声 响响响响 度度度度 级级级级 LnLn每每每每 增增增增 加加加加10phon10phon,N N增加一倍。与人类主观感觉更接近。增加一倍。与人类主观感觉更接近。增加一倍。与人类主观感觉更接近。增加一倍。与人类主观感觉更接近。二声的传播与衰减二声的传播与衰减二声的传播与衰减二声的传播与衰减1 1不计大气吸收的传播不计大气吸收的传播不计大气吸收的传播不计
17、大气吸收的传播测点距声源不同,声压级不同测点距声源不同,声压级不同测点距声源不同,声压级不同测点距声源不同,声压级不同。(1 1)室内点声源)室内点声源)室内点声源)室内点声源声压级:声压级:声压级:声压级:Db 4Db 4 r r2 2 点源通过面积点源通过面积点源通过面积点源通过面积 QQ位置指向性因数位置指向性因数位置指向性因数位置指向性因数。声源中央声源中央声源中央声源中央,QQ1 1;墙或地墙或地墙或地墙或地 通过通过通过通过1 1球面球面球面球面,QQ2 2;两墙与线两墙与线两墙与线两墙与线 通过通过通过通过1/41/4球面球面球面球面,QQ4 4;三面交点三面交点三面交点三面交点
18、 通过通过通过通过1/81/8球面球面球面球面,QQ8 8rr离声源距离离声源距离离声源距离离声源距离mm。R R房间常数房间常数房间常数房间常数 ,吸声系数,吸声系数,吸声系数,吸声系数,S S室内总面积室内总面积室内总面积室内总面积mm2 2。(2 2)混响场混响场混响场混响场:各点声压均匀,与各点声压均匀,与各点声压均匀,与各点声压均匀,与r r无关,无关,无关,无关,QQ0 0(3 3)自自自自由由由由场场场场:无无无无墙墙墙墙,RR,QQ1 1点点点点声声声声源源源源,距距距距离离离离r r增增增增加加加加一倍,声压级一倍,声压级一倍,声压级一倍,声压级L LP P减少减少减少减少6
19、dB6dB。半半半半自自自自由由由由场场场场:一一一一面面面面墙墙墙墙,RR,QQ2 2线线线线声声声声源源源源,传传传传播播播播通通通通过过过过面面面面积为积为积为积为2Lr2Lr(柱面)(柱面)(柱面)(柱面)LPLP减少减少减少减少3dB3dB。减少量。减少量。减少量。减少量Z0lgr 10lgZ0lgr 10lg吸声系数吸声系数吸声系数吸声系数 ,声波传播墙影响。面声源,不衰减。,声波传播墙影响。面声源,不衰减。,声波传播墙影响。面声源,不衰减。,声波传播墙影响。面声源,不衰减。2 2计及大气吸收计及大气吸收计及大气吸收计及大气吸收空空空空气气气气粘粘粘粘滞滞滞滞性性性性和和和和热热热
20、热传传传传导导导导,声声声声能能能能热热热热能能能能。或或或或被被被被吸吸吸吸收收收收,声声声声压压压压级级级级LpLp衰减,衰减,衰减,衰减,其其其其附加衰减量附加衰减量附加衰减量附加衰减量 相相相相对对对对湿湿湿湿度度度度。8.16/P214 8.16/P214 三噪声危害三噪声危害三噪声危害三噪声危害1 1对听力影响对听力影响对听力影响对听力影响听听听听觉觉觉觉器器器器官官官官损损损损伤伤伤伤,刺刺刺刺耳耳耳耳、疼疼疼疼痛痛痛痛、听听听听力力力力下下下下降降降降、耳耳耳耳鸣鸣鸣鸣、出出出出现现现现听听听听觉觉觉觉疲疲疲疲劳劳劳劳。长长长长期期期期强强强强噪噪噪噪声声声声下下下下,使使使使
21、暂暂暂暂性性性性的的的的听听听听阀阀阀阀偏偏偏偏移移移移不不不不能能能能恢恢恢恢复复复复,产产产产生生生生噪噪噪噪声声声声性性性性耳耳耳耳聋聋聋聋(f=500f=500,10001000,2000Hz2000Hz,平平平平均均均均听听听听力损失超过力损失超过力损失超过力损失超过25dB25dB)。)。)。)。轻轻轻轻度度度度耳耳耳耳聋聋聋聋:损损损损失失失失:1540dB1540dB;中中中中度度度度:4060dB4060dB;全全全全耳耳耳耳聋聋聋聋:85dB85dB。听听听听力力力力保保保保护护护护标标标标准准准准:8590dB8590dB。115dB115dB立立立立即即即即有有有有耳耳
22、耳耳聋聋聋聋危危危危险险险险。120dB120dB痛阀声压痛阀声压痛阀声压痛阀声压2 2对睡眠、交谈和思考影响对睡眠、交谈和思考影响对睡眠、交谈和思考影响对睡眠、交谈和思考影响睡睡睡睡眠眠眠眠:影影影影响响响响数数数数量量量量和和和和质质质质量量量量。连连连连续续续续噪噪噪噪音音音音:40dB 40dB 1010人人人人的的的的影影影影响,响,响,响,70dB 5070dB 50人影响人影响人影响人影响突然噪音:突然噪音:突然噪音:突然噪音:40dB 1040dB 10人的惊醒,人的惊醒,人的惊醒,人的惊醒,60dB 7060dB 70人惊醒人惊醒人惊醒人惊醒交交交交谈谈谈谈:连连连连续续续续
23、噪噪噪噪音音音音:55dB55dB即即即即多多多多影影影影响响响响;65dB65dB提提提提高高高高嗓嗓嗓嗓门门门门;90dB90dB,无法交谈。,无法交谈。,无法交谈。,无法交谈。思思思思考考考考:噪噪噪噪声声声声使使使使工工工工作作作作效效效效率率率率下下下下降降降降,心心心心情情情情烦烦烦烦燥燥燥燥,反反反反应应应应迟迟迟迟钝钝钝钝,分分分分散散散散注注注注意意意意力力力力,引引引引起起起起安安安安全全全全事事事事故故故故。一一一一次次次次噪噪噪噪声声声声,丧丧丧丧失失失失4 4秒秒秒秒中中中中思思思思想集中,影响思考。想集中,影响思考。想集中,影响思考。想集中,影响思考。3 3对健康影
24、响。对健康影响。对健康影响。对健康影响。噪噪噪噪声声声声作作作作用用用用于于于于中中中中枢枢枢枢神神神神经经经经,大大大大脑脑脑脑皮皮皮皮层层层层兴兴兴兴奋奋奋奋失失失失调调调调,神神神神经经经经衰衰衰衰弱弱弱弱、消化不良、高血压、心脏病。消化不良、高血压、心脏病。消化不良、高血压、心脏病。消化不良、高血压、心脏病。四噪声标准四噪声标准四噪声标准四噪声标准1 1工业企业噪声标准工业企业噪声标准工业企业噪声标准工业企业噪声标准 劳劳劳劳保保保保8 8h h工工工工作作作作,85dB;85dB;时时时时间间间间减减减减半半半半,噪噪噪噪声声声声加加加加3dB3dB;最最最最高高高高 115dB11
25、5dB。2 2城市区域环境噪声标准城市区域环境噪声标准城市区域环境噪声标准城市区域环境噪声标准(GB3096GB30968282)4570dB4570dB。不同区域。不同区域。不同区域。不同区域。3 3机动车辆允许噪声机动车辆允许噪声机动车辆允许噪声机动车辆允许噪声(GB1495GB14957979)8289dB8289dB,不同车辆。,不同车辆。,不同车辆。,不同车辆。第二节第二节 吸声、隔声、消声吸声、隔声、消声一吸声一吸声一吸声一吸声 声声声声源源源源辐辐辐辐射射射射噪噪噪噪声声声声,受受受受声声声声点点点点除除除除感感感感受受受受到到到到由由由由噪噪噪噪声声声声源源源源传传传传来来来来
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