噪声基础知识及治理
噪声与振动控制基础知识及控制方法概述
三聚氢胺吸声泡 沫塑料
木丝吸声板
吸声无纺布
新型喷涂材料
噪声与振动控制方法 4.消声
概念：消声器是一种既允许气流顺利通过，又能有效地阻止 弱声能向外传播的装置。气流噪声是常见的噪声源之一，例如 气飞机、火箭、宇宙飞船、气动工具、通风设备、内燃发动机 压力容器、管道阀门的进排气等，都会产生声级很高的气流噪 （高达100~160dB）。消声器的设计、选用应注意四个因素 声量、阻力损失、气流再生噪声和高频失效频率。
③ 加大振动源和敏感点之间的距离，当距振源为4~20m时，一般距离加倍， 衰减3~6dB，当距离大于20m，距离加倍，振动衰减6dB以上；
④ 按振动设备的重量、频率、振幅或加速度的大小有针对性的选用隔振器。 器种类繁多，有橡胶隔振器、隔振垫、金属弹簧隔振器、橡胶挠性接管、 波纹管、弹性吊钩、空气弹簧等；
基本概念
基本概念 ４.几个概念的说明（易混淆） 常用的几个数据： 睡眠<35dB(A) ，脑力劳动<60dB(A) ，体力劳动<85dB(A 最大不得超过115dB(A)，脉冲(1s)噪声<140dB(C) 。 隔声10~40dB(A)：全封闭40dB(A)，一般封闭<20dB(A) 半封闭<10dB(A) 吸声3~12dB(A)：不会超过15dB(A) 消声器定型产品：10~40dB(A),阻性片式消声器10dB(A) / 小孔喷注消声器最高35~40dB(A) 隔声吸声屏障：5~15dB(A)，要求材料隔声20dB(A)，吸声
④ 消声器高频失效频率 对于阻性消声器，其截面较大时，例如圆管直径或方管边长大 300(mm)，片式消声器片间距大于250(mm)时，高频声波将呈 状直接通过消声器，而很少与管道内壁吸声层面接触，减少了 收，降低了消声效果，工程上将此现象称为“高频失效”。
噪声的危害和控制 超声次声(基础)知识讲解
举一反三：
【变式】对于一般人来说，有利于学习、休息的理想环境是（ ）
A．0dB 完全没有噪声的环境
B．30dB-40dB 的较安静的环境
C．80dB-90dB 的环境
D．100dB 以上
【答案】B
4
类型二、噪声的防治
3. 城市里部分道路设计成如图，这种下凹道路在控制噪声方面的作用是（ ）
A．防止车辆产生噪声
D.0dB 说明频率低于 20000HZ
【答案】B
【解析】分贝是用来表示声音强弱的等级的单位，与响度有关，与音调无关。0dB 是人们听觉的下限，
即刚刚能听到的声音，所以正确选项是 B。
【总结升华】题目考查了噪声强弱的单位分贝（dB）,以及对“0dB”的理解。“0dB”是指人耳能听到的
最弱的声音，并不是声音强度是 0。
考查了从环保的角度区分噪声。
举一反三：
【变式】（多选）下列哪些声音是B．马路上拖拉机行驶的声音
C．火车的鸣笛声
D．公园里悠扬的歌声
【答案】BC
2.对“0dB”的理解正确的是（ ）
A.0dB 说明物体不振动
B.0dB 是人耳能听到的最弱声
C.0dB 说明频率低于 20HZ
噪声的危害和控制 超声次声（基础）
【学习目标】 1.从物理学的角度和环保的角度理解噪声的定义； 2.了解声音强弱的单位及噪声的等级划分； 3.知道噪声的来源，防治噪声的途径及方法； 4.了解超声和次声及其在生活和技术的应用。 【要点梳理】 要点一、噪声的来源 1．噪声 （1）由声源做无规则振动产生的，且强度过大的声音，称为噪声。如：家庭装修时电钻发出的声音。 （2）从环境保护角度来说，干扰人们正常的学习、工作和休息，甚至对人体有害的声音，也称为噪声。 2．噪声的来源 （1）工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声 （2）施工噪声：筑路、盖楼、打桩等 （3）社会噪声：家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场的喧哗声。 （4）交通运输噪声：各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。 要点诠释：
噪声基础知识
噪声分贝（dB）1、声音1.1 分贝的感觉当物体振动时，在它周围就会产生声波，声波不断向外传播，被人们听到成为声音。
人耳的听觉下限是0dB，低于15dB的环境是极为安静的环境，安静得会使人不知所措。
乡村的夜晚大多是25-30dB，除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外，其他感觉一片宁静，这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。
城市的夜晚会因区域不同而有所不同。
较为安静区域的室内一般在30-35dB，住在繁华的闹市区或是交通干线附近的居民，将不得不忍受室内40-50dB（甚至更高）的噪声。
人们正常讲话的声音大约是60-70dB，大声呼喊的瞬间可达100dB。
在机器轰鸣的厂房中，持续的噪声可达80-110dB，这种高强度的噪声会损害人耳的听觉，并对神经系统产生不良影响，长期还会导致神经衰弱、消化不良、听力下降、心血管等疾病。
人耳的噪声听觉上限是120dB，超过120dB的声音会耳痛、难以忍受，140dB的声音会使人失去听觉。
高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。
1.2 人耳的感觉人耳听觉非常敏感，正常人能够察觉1dB的声音变化，3dB的差异将感到明显不同。
人耳存在掩蔽效应，当一个声音高于另一个声音10dB时，较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解，由于掩蔽效应，在90-100dB的环境中，即使近距离讲话也会听不清。
人耳有感知声音频率的能力，频率高的声音人们会有“高音”的感觉，频率低的声音人们会有“低音”的感觉，人耳正常的听觉频率范围是20-20KHz。
人耳耳道类似一个2-3cm的小管，由于频率共振的原因，在2000-3000Hz的范围内声音被增强，这一频率在语言中的辅音中占主导地位，有利于听清语言和交流，但人耳最先老化的频率也在这个范围内。
一般认为，500Hz以下为低频，500-2000Hz为中频，2000Hz以上为高频。
语言的频率范围主要集中在中频。
人耳听觉敏感性由于频率的不同有所不同，频率越低或越高时敏感度变差，也就是说，同样大小的声音，中频听起来要比低频和高频的声音响。
噪声基础知识 (1)
2 kHz +1.2
4 kHz 8 kHz
+1.0
-1.1
将不同倍频段的噪声叠加起来就是总的噪声级。
29
dB(A)-评价方法
• 声音的叠加过程如下：
Octave
Band 63 Hz 125 Hz250 Hz500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz 8 kHz
Sound
Split
50.2 56.1 59.6 52.2 49 43.8 35 30.1
Lp1 - Lp2 = 10 log [4] = 6 dB
23
分贝的叠加
Increase in Sound Level dB
Addition of Sound Sources
15
d dB =10 X log n
10
5
0
0
5
10
15
20
Number of Sources
25 24
分贝的叠加
Increase in Sound Level dB
19
分贝
• 声波从地面的某一点传播到一个假想的半球形反射表面 S = 2 * * R²
R
e.g. R = 10 m
S = 2 * 3.14 * (10m)²S = 628m²
20
分贝
• 根据ISO 3774规定采用平行六面体的假想反射表面。
R
D H
W
e.g. R = 10 m S = 1870m²
15
各种声源的声功率级
160 dBA 140 dBA 120 dBA 100 dBA
80 dBA 60 dBA 40 dBA 20 dBA
0 dBA
喷气式飞机起飞 大型管弦乐队 收音机的喇叭 高声叫喊 私人交谈 电子钟表 轻声耳语 人的呼吸声 可闻阈
噪音基础知识
环境噪声相关基础1.描述声波的基本物理量与概念(1) (1) 波长记作λ, 单位为米(m)。
(2) (2) 频率记作 f，单位为赫兹(Hz)。
(3) (3) 声速λ = v/f声速的大小主要与介质的性质和温度的高低有关。
同一温度下，不同介质中声速不同。
在20℃时，空气中声速约为340 m/s，空气的温度每升高1℃，声速约增加0.607 m/s。
(4) 声场(5) 波前(波阵面)2、环境噪声评价量及其计算2．1．计量声音的物理量(1) 声功率声源在单位时间内辐射的总声能量称为声功率。
常用 W 表示，单位为瓦(w)。
声功率是表示声源特性的一个物理量。
声功率越大，表示声源单位时间内发射的声能量越大，引起的噪声越强。
声功率的大小，只与声源本身有关。
(2) 声强（7-2）声强是衡量声音强弱的一个物理量。
声场中，在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能称做声强。
声强常以 I 表示，单位为 (w／m2)。
(3) 声压目前，在声学测量中，直接测量声强较为困难，故常用声压来衡量声音的强弱。
声波在大气中传播时，引起空气质点的振动，从而使空气密度发生变化。
在声波所达到的各点上，气压时而比无声时的压强高，时而比无声时的压强低，某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压强的改变量称为声压，记为p(t)，，单位是Pa。
声音在振动过程中，声压是随时间迅速起伏变化的，入耳感受到的实际只是一个平均效应，因为瞬时声压有正负值之分，所以有效声压取瞬时声压的均方根值。
（7-4）式中是 T时间内的有效声压，Pa；p(t)为某一时刻的瞬时声压，Pa。
通常所说的声压，若未加说明，即指有效声压，若 p 1，p 2，分别表示两列声波在某一点所引起的有效声压，该点迭加后的有效声压可由波动方程导出，为（7-5）声压是声场中某点声波压力的量度，影响它的因素与声强相同。
并且，在自由声场中多声波传播方向上某点声强与声压、介质密度ρ存在如下关系（7-6）2．2．声压级，声强级与声功率级正常人耳刚刚能听到的最低声压称听阈声压。
噪音基础知识(为高考加油)
噪音基础知识1.什么是噪音？噪声是声音的一种。
从物理角度看，噪声是由声源作无规则和非周期性振动产生的声音。
从环境保护角度看，噪声是指那些人们不需要的、令人厌恶的或对人类生活和工作有妨碍的声音。
噪声不仅有其客观的物理特性，还依赖于主观感觉的评定。
如在听音乐时，悦耳的歌声不是噪声，而在老师讲课的课堂上，高音播放的音乐只能算是噪声。
常见的噪音包括：交通噪音、机器噪音、大声喧哗、生活噪音等。
2. 噪音的单位？噪音的单位为分贝。
值得注意的是，分贝是一个非线性的单位，是采用指数形式来表达某噪音相比于一个声音基准值的强弱。
常见声音的声功率跨度非常大，比如人轻声耳语时的声功率约为10-9W，而喷气飞机的声功率高达50000W，这种情况下采用线性单位是很不方便的，因而人们普遍采用对数单位（分贝）来描述噪音的强弱。
3.分贝的计算。
为计算噪音的分贝值，人们规定声功率基准值为10-12 W。
这样如果一个噪音的声功率为P，其分贝的大小可以通过公式 L＝10log(P/10-12)来计算。
比如人轻声耳语时候的声功率为10-9 W，则人轻声耳语时声音的分贝为10log(10-9/10-12)＝10log(103)=30分贝。
按照上述公式，如果一个噪音A为40分贝，另一噪音B为50分贝，则噪音B声功率是噪音A声功率的10倍。
如果噪音A为40分贝，噪音B为43分贝，则噪音B的声功率近似为噪音A声功率的两倍。
这也是为什么两个同样的噪音源，如果每个声压为X分贝，两个噪音相加后为X+3分贝（具体计算也可以参考下表）。
4. 噪音的加法。
如果室内电冰箱的噪音为35分贝，空调的噪音为35分贝，但是两者的噪音加起来并不等于70分贝，实际上上述两噪音加起来为38分贝。
噪音的计算需要比较专业的知识，对于非专业人士来说，可以遵循下面的简单法则来计算噪音的加法。
如果有两个噪音A和B，其分贝分别为LA和LB，则噪音总和为LA+B当LA－LB＝0到1分贝，则LA+B＝LA＋3 分贝当LA－LB＝2到3分贝，则LA+B＝LA＋2 分贝当LA－LB＝4到9分贝，则LA+B＝LA＋1 分贝当LA－LB 大于9分贝，则LA+B＝LA 分贝比如，如果噪音A为42分贝，噪音B为47分贝，则噪音A加噪音B相当于噪音48分贝（47＋1）。
12 噪声基础知识
纯音等响 曲线
A计权声级
因为在不同声强水平上的等响曲线不同，要使仪器适 应所不同强度的响度修正值是比较困难的。常用的有A、 B、C、D四种计权网络，经过A计权网络测量出的dB读 数称A计权声级，简称A声级，以LA表示间，单位记为 dB(A) 。
实验表明，噪声的A声级，与人们的主观反映有良好 的相关性，即测得的A声级大，人们听起来也觉得响，A 声级大小与人们主观上的感觉是一致的。所以，A声级 已成为国际化组织及我国作为量度噪声的主要指标，是 目前用得最多的一种声级。
衡量声压大小的单位，在国际单位制中是帕斯卡，简称 帕，符号是Pa,正常人耳能听到的最弱声压为2×10-5Pa，称 为人耳的听阈。
一个声音的声压为p，则它的声压级记为单位为分贝 （dB）。则：
Lp 20 lg( p / p0 )
式中，——基准声压或参考声压，常采用＝2×10-5Pa(空 气中)。 这样，2×10-5～20Pa的声压范围就对应着0～120 dB的 声压级范围。声学测量中，一般用声级测量噪声时，测出 的都是声压级。
等效连续A声级
等效（连续）A声级的定义是，某段时间内的非稳态的 噪声的A声级，用能量平均的方法，以一个连续不变的A声 级，来表示该段时间内噪声的声级，用公式表示就是：
T
LA
1010 dt
Leq＝10lg 0 T
式中：Leq——等效连续A声级，单位dB(A); LA——测得的A声级； T——噪声暴露时间。
谢谢
声波——这种向前推进着的空气振动称为声波。当声振动 在空气中传播时，空气质点并不被带走，它只是在原来位 置附近来回振动，所以声音的传播是指振动的传递。
频率——物体在1s内振动的次数称为频率，单位为赫兹 （Hz）,简称赫。人耳只能听到频率为20～20000Hz，低 于20 Hz的声音叫次声，高于20000Hz的声音叫超声。
噪声控制技术
四、噪声随距离的衰减规律
2. 线声源随传播距离的衰减
（1）线声源：如一列火车，或公路上一长串首尾 相接的汽车等可看作是线声源。柱面声波 （2）线声源随传播距离的衰减规律： △L= 10lg（1/2πrL） 当r/L≤1/10时，在距线声源r1、 r2处的衰减值： △L= 10lg（ r1/ r2 ） 规律：距离增加一倍，衰减值是3dB。 当r/L≥1时，可视为点声源。
式中： LA——t 时刻的瞬时A 声级； T——规定的测量时间段。
3. 累计百分声级LN
（1）定义：指占测量时间段一定比例的累积时间内A 声 级的最小值，用LN 表示，单位为dB（A）。 （2）最常用的是L10、L50 和L90，其含义如下： L10——在测量时间内有10％的时间A 声级超过的值， 相当于噪声的平均峰值； L50——在测量时间内有50％的时间A 声级超过的值， 相当于噪声的平均中值； L90——在测量时间内有90％的时间A 声级超过的值， 相当于噪声的平均本底值。 LAeq≈ L50 +（ L10- L90）2/60
2. 声级计的工作原理和结构
3. 声级计的校准
为保证测量的准确性，声级计使用前要进 行校准。校准时，首先小心地卸去传声器 的保护罩，将校准器的套筒紧套在传声器 上，然后使校准器振动发声，按校准器指 定的频率拨正声级计上的滤波器，此时声 级计上的示数与校准器标定的声级数应相 符，如有偏差，则利用声级计上的微调衰 减器调节到两者相符为止。目前，对声级 计校准通常使用的校准器是活塞发生器或 声级校准器 。
（1） 声级计的校准——活塞发生器
活塞发生器：这是一种较精确的校准器，它在 传声器的膜片上产生一个恒定的纯音信号。活 塞发生器的信号频率一般为250Hz，所以在使 用活塞发生器校准声级计时，频率计权必须放 在“线性”档或“C”档，不能放在“A”档校准。 国产的NX6型活塞发生器可产生声压级为 124dB±0.2dB，频率为250Hz的纯音信号， 非线性失真不大于3％。
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7、A声级
研究噪声对人体健康的危害及对噪声的防治，必须有噪声对人体影响程度的评价标准。
对噪声的评价常采用统计的方法，即依靠足够数的人们对噪声主观反应的对比性调查，得出统计的平均量。
主要的评价量有A声级、等效连续、噪声评价数NR和累积百分声级。
有关概念：
（1）响度级：单位是方（phon）。
响度级就是指当选取1000Hz纯音做基准音时，凡是听起来和该纯音一样响的声音，不论其声压级和频率是多少，它的响度级（方值）就等于该纯音的声压级数。
（2）等响曲线：345页图表示每一条曲线表示不同频率、不同声压级的纯音具有相同的响度级。
（3）频率计权：在测量仪器中，对不同频率的客观声压级人为地给予适当的增减，这种修正方法称为频率计权，实现这种频率计权的网络称为计权网络。
A、B、C、D 4种计权网络，经过计权网络测得的声级称为计权声级，是衡量噪声强弱的主观评价量。
A声级测量的结果与人耳对声音的响度感觉相近似，用A声级分贝数的大小对噪声排列次序时，能够较好反映人对各种噪声的主观评价。
是目前评价噪声的主要指标。
8、等效声级
A声级很好的反映了噪声影响与频率的关系，对于稳态的噪声，即随时间变化不大的噪声，我们通常可以采用A声级来评价。
等效声级是以A声级为基础建立起来的非稳态噪声的噪声评价量，它是以A声级的稳态噪声代替变动噪声，在相同的暴露时间内能够给人以等数量的声能，这个声级就是该变动噪声的等效声级，又称等效A声级，或简称等效声级。
等效连续A声级指在某段时间内的不稳态噪声的A 声级，用能量平均的方法，以一个连续不变的A声级来表示该时段内噪声的声级，又称等能量A 声级。
等效连续A声级Leq 可表示为：
9、频带声压级
在一个倍频程带宽频率范围声压级的累加称为倍频带声压级。
10、噪声评价数
噪声评价数NR曲线见350页图，NR数指噪声评价曲线的号数，它是中心频率等于1000Hz时倍步带声压级的分贝数，它的噪声级范围是0—130dB，适用于中心频率从31.5—8000Hz的9个倍频带。
在同一条NR曲线上各倍频带的噪声级对人的影响是相同的。
11、累积百分声级
累积百分声级又称统计声级，指在测量时间内所有超过Ln声级所占的n%时间，单位为dB。
12、混响
当室内声场达到稳态后，声源突然停止发声，房间内的声音并没有立即停止，需要延续一段时间，声能逐渐衰减直到实际听不到声音为止，这种声音的延续现象称为混响。
声源停止发声后，由于多次反射或散射而逐渐衰减的声音也可以称之为混响。
室内空气或墙壁壁面的吸收作用愈差，声能愈不容易衰减，混响时间就
愈长。
房间内声音的增长过程、稳定状态和衰减过程可以用图5-1-6表示。
13、混响时间
当室内声场达到稳态后，声源突然停止发声，室内声能密度衰减到原来的百万分之一，即声压级衰减60dB所需要的时间称为混响时间，记作T60，单位为s。
扩散声场：对于一个有声源的大房间，设其室内声能密度处处相同，并且在任何一点上，从各个方向传来的声波概率相等，而声波的相位是无规则的，这样的声场称为扩散声场。
吸声系数a:吸导报材料或结构吸声能力的大小称为吸声系数。
噪声治理的基本原理
形成噪声污染主要是三个因素，即：声源、传播媒介和接收体。
只有这三者同时存在，才能对听者形成干扰。
从这三方面入手，通过降低声源、限制噪声传播、阻断噪声的接收等手段，来达到控制噪声的目的，在具体的噪声控制技术上，可采用吸声、隔声和消声三种措施。
一、吸声
当声波入射到物体表面时，部分声能要被物体吸收转化为其他形式的能量，称为吸声。
材料的吸声性能用吸收系数来表示，吸声系数越大，则表示材料的吸声性能越好。
材料的吸声性能与材料的性质、结构和声波的入射角度及声波的频率有关。
多孔吸声材料的吸声机理是：材料内部有无数细小的相互贯通的孔洞，当声波入射到这些材料的表面，进而入射到这些细小的孔隙内时，要引起孔隙内的空气运动，紧靠孔壁和纤维表面的空气，因摩擦和粘滞运动阻力而不易运动，使声能转化为热能而消耗掉。
故性能良好的吸声材料要多孔，孔与孔之间互相贯通，并且贯通的孔洞要与外界连通，使声波能进入材料内部。
如对应1000赫兹声波，10cm厚的超细玻璃棉的吸声系数是0.87。
二、隔声
隔声所采用的方法是将噪声源封闭起来，使噪声控制在一个小的空间内，这种隔声结构称为隔声罩。
在声波遇到屏蔽物时，由于界面特性阻抗的改变，入射声能的一部分被反射，一部分被吸收，一部分声能透进屏蔽物继续传播。
材料的隔声性能可用透声系数来表示。
透声系数越小，表示透进去的声能越少，材料的隔声性能越好。
材料的隔声性能与隔声体的结构、性质和入射声波的频率有关。
三、消声
消声是将多孔吸声材料固定在气流通道内壁，或按一定方式固定在管道中，以达到削弱空气动力性噪声的目的，消声量一般可达到10—50分贝。
倍频程
声音信号的频率范围为20Hz到20KHz，在声音信号频谱分析一般不需要对每个频率成分进行具体分析。
为了方便起见，人们把20Hz到20KHz的声频范围分为几个段落，每个频带成为一个频程。
频程的划分采用恒定带宽比，即保持频带的上、下限之比为一常数。
实验证明，当声音的声压级不变而频率提高一倍时，听起来音调也提高一倍。
若使每一频带的上限频率比下限频率高一倍，即频率之比为2，这样划分的每一个频程称1倍频程，简称倍频程。
如果在一个倍频程的上、下限频率之间再插入两个频率，使4个频率之间的比值由小到大，依次排列。
这样将一个倍频程划分为3个频程，称这种频程为1／3倍频程。
所以我们通常使用的31段均衡器也称为1／3倍频程均衡器。
两个频率相比为2的声音间的频程，一倍频程之间为八度的音高关系，即频率每增加一倍，音高增加一个倍频程，图示均衡器的的各频点之间就是倍频程关系。
倍速录音用双卡录音机录音时，为了节省录音时间而设置的功能，倍速录音的磁带速度是正常录音的两倍，所花时间缩短了一倍，监听录音效果时，声音为快速播放效果，音调升高一个八度。
这就是不为人们所熟知的倍频程!。