1、第七章 環(huán)境噪聲影響評價第一節(jié) 噪聲和噪聲評價量第二節(jié)噪聲的衰減和反射效應(yīng)第四節(jié)噪聲環(huán)境影響預(yù)測第一節(jié) 噪聲和噪聲評價量 一、環(huán)境噪聲和噪聲源 聲音是由物質(zhì)振動產(chǎn)生的。一定振動頻率的空氣作用于人的耳膜而產(chǎn)生的感覺稱為聲音。聲源可以固體、液體或氣體振動。人是通過聲音進行交談、表達思想、情感和開展各種活動。但不需要的聲音回給人類帶來危害或感覺厭煩。這種維人們的生活和工作不需要的聲音叫噪聲。一、環(huán)境噪聲和噪聲源 環(huán)境噪聲是指人類生活環(huán)境中的噪聲。環(huán)境噪聲污染至所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲超過國家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，并干擾人的正常生活、工作和學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。 環(huán)境噪聲大體可分為四類： 工廠噪聲、工業(yè)機械產(chǎn)生的噪聲

2、 建筑施工噪聲 交通噪聲 社會生活噪聲二、聲音的頻率、波長和聲速 物體振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程稱為聲波。聲波是一種縱波，亦即是一種疏密波，這種波交替地達到最大水平（壓縮）和降至最低水平。振動往復(fù)一詞的時間間隔稱為振動周期（T)、振動的倒數(shù)（1/T），即每秒鐘振動的次數(shù)稱為振動頻率（f),單位為赫茲（Hz),人耳能感覺到的聲波在1620，000Hz.聲波中兩個相鄰壓縮區(qū)或膨脹區(qū)之間的距離稱為波長，以希臘字母表示，亦即波長是振動經(jīng)過一個周期，聲波傳播的距離。二、聲音的頻率、波長和聲速 聲波在介質(zhì)中傳播的速度叫聲速。聲速隨介質(zhì)的彈性和密度不同而改變。在空氣中聲波傳播的速度是隨溫度升高、降低而增大、

3、減小。在常溫（20C)和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，空氣中聲速為344m/s.在水中是1500m/s,在鋼鐵中是5000m/s. 聲波的速度與波長、頻率的關(guān)系 C=f= /T; f=1/T; 三、噪聲的基本物理量（一） 1.分貝 是指兩個相同的物理量（列如A1和A0)之比取以10為底的對數(shù)并乘以10（或20），即:AAN01lg10三、噪聲的基本物理量（二） 分貝的符號為“dB”,是無量綱量，式中A0是基準(zhǔn)量（或參考量），A1為被量度的量，被量度量與基準(zhǔn)量的比值取對數(shù)，所得值稱為被量度量得”級“；它表示被量度量比基準(zhǔn)量高出多少級。 2.聲壓和聲壓級 瞬時聲壓，指某瞬時媒體介質(zhì)中內(nèi)部壓強受到聲波作用后的改變量

4、，既單位面積的壓力變化。所以聲壓的單位就是壓強的單位，帕，即牛頓/米2，1atm=105帕。三、噪聲的基本物理量（三） 有效聲壓 ，瞬時聲壓的均方根值稱為有效聲壓。通常所說聲壓，即指有效聲壓，用P表示。人耳對1000Hz的聲波剛剛聽到的最微弱的聲壓為2*10-5帕，稱為人耳的聽閾聲壓，使人耳產(chǎn)生疼痛感覺的聲壓稱為人耳的痛閾聲壓, 為20帕。從聽閥到痛閥，聲壓的絕對值相差106倍。顯然，用聲壓的絕對值表示聲音的大小是不方便的。另一方面，人耳對聲音的響度感覺是與聲音強度的對數(shù)成比例。這樣就引入了聲壓比或者能量比的對數(shù)來表示聲音的大小，這就是聲壓級。好象用級來表示風(fēng)力的大小、地震的強度一樣。三、噪聲

5、的基本物理量（四） 一般取聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比的以10為底的對數(shù)，再乘以20，就是聲壓級的分貝數(shù)，即：必須遵守對數(shù)運算法則兩個聲壓級的迭加計算是一個對數(shù)單位，所以聲級（，基準(zhǔn)聲壓，聲壓，帕的聲壓級，對應(yīng)聲壓式中，)2lg20lg101050202dBPdBPpLpppLpp三、噪聲的基本物理量（五） 1 .分貝加法：幾個不同的噪聲源同時作用在聲場中同一點，這點的總聲壓級Lpt為：10101 . 01 . 0222202202lg10*00lg10*0lg10lg10lg10LLiipiipipiiLppppLppppppLptiptpt）得代入式（作用與該點的聲壓級為噪聲源）（三、噪聲的基本物理

6、量（六） 2.分貝減法：若已知兩個聲源在M點產(chǎn)生的總聲壓級Lpt及其中一個聲源在該點產(chǎn)生的聲壓Lp1,則另一個聲源在該點產(chǎn)生的聲壓級Lp2為01lg101lg10)lg(10,)lg(102)1(1.0)1(1.011.01.0211.01.021.01021.011.021.011.0101010101010101010101010LLLLLLLLptpLpLptLpLptptLpLptpLpLptLpLptLpLpLpLppt得：令：LpT-Lp1與L的對應(yīng)關(guān)系Lpt-Lp134567891011L-3-2.2 -1.6 -1.3 -1.0 -0.8 -0.6 -0.5 -0.4三、噪聲的

7、基本物理量（七） 3.分貝平均值：某一地點的環(huán)境噪聲常常是非穩(wěn)態(tài)噪聲，該點不同時間的噪聲平均值Lp可由下式計算)(101001lg10lg10)(lg101lg1021.010ppLLinnLLnpppipi三、噪聲的基本物理量（八） 聲壓級相同的聲壓迭加dBnnLppppLLLLLninilg10lg10lg101202222121即其聲壓級增加則設(shè)三、噪聲的基本物理量（九） 3.聲功率和聲功率級 聲功率是聲源在單位時間內(nèi)向空間輻射聲的總能量：WWWdBWWtEWWLWLww101200lg10基準(zhǔn)聲功率級，等于聲功率，的聲功率級，對應(yīng)聲功率式中，聲功率級：三、噪聲的基本物理量（十） 4.聲

8、強和聲強級 聲強，即單位面積上的聲功率，是單位時間內(nèi)通過與傳播方向垂直的單位面積的聲能量，即聲音通過的面積聲功率聲能量聲強式中，SWEISWStEI三、噪聲的基本物理量（十一）mImILmWWIIWI212020212/lg10/1010基準(zhǔn)聲強，等于聲強，式中，為為基準(zhǔn)，則聲強級定義如以人耳的聽閾聲強 聲壓級和聲強級都是描述空間某點聲音強弱的物理量，在自由聲場中，聲壓級和聲強級的數(shù)值近似相等。為了直觀，將聲壓、聲強和聲功率與它們對應(yīng)的級可列成換算圖三、噪聲的基本物理量（十二） 5.噪聲的頻率與聽覺 聲音的頻率高則音調(diào)高，人耳可聽到的聲音頻率范圍是2020,000Hz，這段頻率的聲音稱為可聽聲

9、。低于20Hz的聲音稱為次聲；高于20，000Hz的聲音稱為超聲。因為人耳聽不到次聲和超聲，所以噪聲的頻率范圍為2020,000Hz。三、噪聲的基本物理量（十三） 噪聲是多種頻率聲音的組合。頻率高于1000Hz的為高頻噪聲，低于500Hz的為低頻噪聲；介于兩者之間的為中頻噪聲。可以通過頻譜分析將噪聲的強度按頻率順序展開，使噪聲的強度稱為頻率的函數(shù)，并考察其波形，這有助于了解聲源特性，尋找噪聲污染源。三、噪聲的基本物理量（十四） 頻譜分析就是使噪聲信號通過一定帶寬的濾波器而獲得噪聲信號的頻率分布。噪聲測量中所用的濾波器為等比帶寬濾波器，這種濾波器的上、下截止頻率（fu,fl)之比以2為底的對數(shù)為

10、某一常數(shù)，常用的有倍頻程濾波器和1/3頻程濾波器，即倍頻程倍頻程3/13/1)/(1)/(loglog22fffflulu三、噪聲的基本物理量（十五） 6.響度和等響曲線 人耳對聲音的感受不僅與聲壓有關(guān)，而且也和頻率有關(guān)。不同頻率的聲音，即使聲壓級相同，人耳聽到的響度程度很可能不同。例如，空壓機和電鋸，同是100dB聲壓級的噪聲，可聽起來電鋸聲要響得多。為了解決聽覺對噪聲的主觀評價問題，人們又根據(jù)人耳特性，仿照聲壓級概念，引出一個與頻率有關(guān)的響度三、噪聲的基本物理量（十六） 級，并用一個單位“方”（phon值）把聲壓級和頻率統(tǒng)一起來，某一頻率噪聲的方值等于聽起來響度相等的1000Hz純音的聲壓

11、級。例如，某噪聲聽起來和聲壓級80dB、頻率為1000Hz懂的基準(zhǔn)聲音一樣響，則該噪聲的響度級等于80phon. 利用與基準(zhǔn)聲相比較的方法，即可得到可聽范圍的純音響度級。通過試驗即能制得如圖7-2所示得響度曲線。三、噪聲的基本物理量（十七） 響度曲線簇中每一條曲線相當(dāng)于聲壓級和頻率不同而響度相同的聲音，當(dāng)聲壓級小、頻率較低時，聲壓級和響度級的差別較大。 響度級是個相對量，轉(zhuǎn)化為絕對量即可引出響度單位“宋”（sone)。響度是表示感覺的絕對量，通常以40phon為1sone, 50phon為2sone、60phon為4sone，70phon為8sone等。即響度級每增加10 phone,響度即加

12、倍。三、噪聲的基本物理量（十八） 響度和響度級都是用于評定人對噪聲得主觀感覺的噪聲指標(biāo)。一般地說，噪聲源的強度增加或減小10倍，則強度級即增加或減小10dB,而主觀感覺響1倍或減小 一半。幾個噪聲源的響度還可以算術(shù)相加或相減求得，但響度級則不能直接相加。三、噪聲的基本物理量（十九） 7.A聲級、等效連續(xù)A聲級和晝夜等效聲級. （1）A聲級 為了模擬人耳對聲音的反應(yīng)，在噪聲測量中安裝一個濾波器。這個濾波器通常稱為計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)聲音進入網(wǎng)絡(luò)時，中低頻的聲音就按比例衰減通過，而1000Hz以上的高頻聲音則無衰減地通過。三、噪聲的基本物理量（二十） 由于計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是把可聽聲頻按A、B、C、D等種類特定頻率

13、進行計權(quán)的，所以就把被A網(wǎng)絡(luò)計權(quán)的聲級稱為A聲級，被B網(wǎng)絡(luò)計權(quán)的聲級稱為B聲級，以下則稱為C聲級、D聲級等，單位分別記為dB(A)、dB(B)、dB(C)、dB(D)。 實踐證明，A聲級與人耳對噪聲強度和頻率的感覺最相近，因此A聲級是應(yīng)用最廣的評價量。D聲級在飛機噪聲影響評價中仍然使用，但B聲級現(xiàn)已基本不再使用。頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò) A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是效仿倍頻程等響曲線中的40方曲線而設(shè)計的，它較好地模仿了人耳對低頻段(500Hz以下)不敏感，而對于10005000Hz聲敏感的特點，用A計權(quán)測量的聲級來代表噪聲的大小，叫做A聲級，單位是分貝(A)或dB(A)。頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò) 因為A聲級是單一數(shù)值，容易直接測量

14、，并且是噪聲的所有頻率成分的綜合反映，與主觀反映接近，所以在噪聲測量中得到廣泛的應(yīng)用，并做為評價噪聲的標(biāo)準(zhǔn)。但是A聲級代替不了用倍頻程聲壓級表示其它噪聲標(biāo)準(zhǔn)，因為A聲級不能全面地反應(yīng)噪聲的頻譜特點，相同的A聲級其頻譜特性可能有很大差異。頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò) B計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是效仿70方等響曲線，對低頻有衰減。 C計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是效仿100方等響曲線，在整個可聽頻率范圍內(nèi)近于平直，它讓所用頻率的聲音近于一樣程度的通過，基本上不衰減，因此C計權(quán)網(wǎng)絡(luò)表示總聲壓級。頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò) 利用A、B、C三檔聲級讀數(shù)可初步了解噪聲頻譜特性，由圖中各種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的衰減曲線可以看出：當(dāng)dB(A)=dB(B)=dB(C)時，表明噪聲的高頻成

15、份較突出；當(dāng)dB(A)=dB(B)dB(C)時，表明噪聲的中頻成份較多；當(dāng)dB(A)dB(B)dB(B)時，表明噪聲是低頻的。三、噪聲的基本物理量（二十一） （2）等效連續(xù)A聲級 A聲級適合評價一個連續(xù)的穩(wěn)定噪聲，但是如果在某一受聲點觀測到的A聲級是隨時間變化的，例如，交通噪聲隨車流量和種類變化；又如一臺間歇工作的機器，其噪聲A聲級時高時低。在這種情況下，用某一瞬時的A聲級去評價一段時間內(nèi)的A聲級時不正確的。三、噪聲的基本物理量（二十二） 因此，人們引入了等效連續(xù)A聲級作為評價量，即考慮了某一時間內(nèi)噪聲隨時間變化的特性，用能量平均的方法并以一個A聲級值去表示該段時間內(nèi)的噪聲的大小。 等效連續(xù)A

16、聲級的表達式連續(xù)取樣的時間聲級，時刻的瞬時式中，TdBAtdtLTLLtTeqt)1lg(1001 . 010三、噪聲的基本物理量（二十三） 由于A聲級的測量實際上是采取間隔取樣的，所以等效連續(xù)A聲級又可按下式計算噪聲以及施工噪聲等。與航道噪聲、鐵路噪聲、港口去評價工業(yè)噪聲、公路在我國多用此評價量聲級的應(yīng)用領(lǐng)域較廣，等效連續(xù)ANLieqL)1lg(10101 . 0三、噪聲的基本物理量（二十四） (3)晝夜等效聲級，考慮了噪聲在夜間對人影響更為嚴(yán)重，將夜間噪聲進行增加10dB加權(quán)處理后，用能量平均的方法得出24小時A聲級的平均值（Ldn)小時的等效聲級小時中第夜間小時的等效聲級小時中第晝夜式中

17、，jiLLLLLjidnji816241lg1016181)10(1 . 01 . 01010三、噪聲的基本物理量（二十五） 8.統(tǒng)計噪聲級 這是指某點噪聲級有較大波動時，用于描述該點噪聲變化狀況的統(tǒng)計物理量，一般L10, L50, L90相當(dāng)于噪聲背景值的時間超過的噪聲級，表示在取樣時間內(nèi)相當(dāng)于噪聲平均值的時間超過的噪聲級，表示在取樣時間內(nèi)相當(dāng)于噪聲平均峰值的時間超過的噪聲級，表示在取樣時間內(nèi)%90%50%10905010LLL三、噪聲的基本物理量（二十六） 美國常用L10作為公路噪聲評價量，日本則用L50。英國等歐洲國家對于公路交通噪聲常用交通噪聲指數(shù)（TN1)和噪聲污染級（PNL)作為評

18、價量LLdLLLddPNLTN901025090106030341式中，第二節(jié) 噪聲的衰減和反射效應(yīng) 聲波在其傳播的過程中會產(chǎn)生發(fā)散、反射、折射、衍射。從聲源到受聲點，因受傳播距離、空氣吸收、阻擋物的反射與屏蔽等作用會使其衰減。噪聲評價必須要考慮各種因素引起的衰減。 一、噪聲衰減的計算 1.計算陪頻帶衰減 現(xiàn)場監(jiān)測常用63-8,000Hz的8個陪頻帶。一、噪聲衰減的計算附加衰減量空氣吸收引起的衰減量聲屏障引起的衰減量減量聲波幾何發(fā)散引起的衰處的陪頻帶聲壓級參考位置處的聲壓級距聲源式中：AAAArLLAAAALLoctoctoctoctroctroctoctoctoctroctexcatmbar

19、divrefexcatmbardivrefroctroct0)()()()(00)() 1 ( （2）根據(jù)各倍頻帶聲壓級合成計算出預(yù)測點的A聲級，設(shè)各個倍頻帶聲壓級為Lpi, Lpi=Loct(r)；則A聲級為式中：Li第i個倍頻帶的A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)修正值，dB n總倍頻帶數(shù)10lg10)(1 . 01iipLLniAL63Hz-16000Hz范圍內(nèi)的A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)修正值頻率(Hz) 63 125 250 500 1000Li(dB) -26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0頻率(Hz) 2000 4000 8000 16000Li(dB) 1.2 1.0 -1.1 -6.62.計算A聲級衰減附加

20、衰減量聲級衰減量空氣吸收引起的聲級衰減量聲屏障引起的聲級衰減量聲波幾何發(fā)散引起的聲級處的參考位置聲級處的距聲源式中：AAAArLLAAAALLoctAoctAoctAoctAroctAroctoctoctoctroctexcatmbardivrefexcatmbardivrefroctroct0)()()()(00)(二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減 噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減與噪聲的固有頻率無關(guān)。 1.點聲源 (1)點聲源隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減241lg10rAdiv二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減 (2).在距離點聲源r1處到r2處的衰減 當(dāng)r2=2r1時，Adiv=-6dB，即點聲源聲波傳播距離增加一倍，衰減值是6dB.21lg20rrAdiv二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減 2.線聲源 式中， r線聲源到受聲點的垂直距離，m l線聲源的長度，m 無限長線聲源rlAdiv21lg10)/lg(200rrAdiv二、噪聲隨傳播距離的幾何發(fā)散衰減 有限長線聲源： 當(dāng)rl0且r0l0時，上式近似簡化為： LP(r)=LP(r0)-20lg(r/r0) 即在有限長線聲源的遠(yuǎn)場，