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1、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 《環(huán)境噪聲控制工程》講義 緒論 　　當前的環(huán)境污染主要有水污染、大氣污染、固體廢物污染、噪聲污染，因此噪聲控制工程是環(huán)境工程中的一門重要專業(yè)課， 第一篇 噪聲基礎知識 這篇是整個環(huán)境噪聲控制工程的基礎，后二篇都是以這篇為基礎的，因此這一篇是此門功課的重中之重。本篇的特點是概念多，理論性強，數(shù)學公式多，計算多，為了學好后二篇我們有必要記憶一些概念與公式。 第一章 概述 1.1 噪聲控制工程這門課在環(huán)境工程中的地位 目前我國約有229家高校開有環(huán)境工程這個專業(yè)，排在前四位依次是的清華大學、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學、華南理工大學，它專業(yè)

2、課一般由四部分組成：水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物的處理與處置、噪聲控制工程，因此它是環(huán)境工程的一門重要的專業(yè)課，同時也是環(huán)境污染四大公害之一：水、氣、渣、噪聲。只是由于它是一種物理性污染，沒有后續(xù)性、危害的作用時間長、人有較強的耐受性，它才沒有引起人們的足夠的重視。但目前由于城市化的加劇、交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展、第三產(chǎn)業(yè)的興起，噪聲污染越來越廣泛和嚴重，目前它是環(huán)境污染投訴中的最多的。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對生活環(huán)境的質量也越來越高，我認為學好噪聲控制工程這門功課是大有可為的。目前噪聲治理工程投資占環(huán)保投資的15—20%，而在“十五”期間環(huán)保投入占GDP的1.5%

3、，特別是我國1997年頒布的《中華人民共和國噪聲污染防治法》中列出的四大噪聲（工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲、交通噪聲、社會生活噪聲）還遠未得到有效的控制，因此你們以后有廣闊的舞臺去發(fā)揮你們的聰明才智。 這里講一點題外話，你們要熱愛環(huán)境工程這個專業(yè)，因為這是一個很有發(fā)展前途的專業(yè)，但目前的主要問題是就業(yè)率不是很高，但是隨著世界環(huán)境的進一步惡化，環(huán)境保護已成為世界的一個主題。我國在環(huán)保領域的投資青年提高，以湖南省建污水處理站為例說明 另一個是環(huán)境保護的作用在生活中也日益體現(xiàn)出來，如在新建的高新技術區(qū)，達不到環(huán)境要求的項目就不能進入，如去年天津經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)在招商引資時，對項目

4、入?yún)^(qū)申請實行“環(huán)保一票否決”，已連續(xù)有3個能耗高、污染大的項目被擋在開發(fā)區(qū)大門之外，涉及投資額為5700萬元。最為能體現(xiàn)環(huán)境保護法規(guī)作用的是去年環(huán)境總局掀起的“環(huán)境風暴”—三件事件（所體現(xiàn)出來的是前所未有的）一是整頓環(huán)評人員，實行環(huán)境影響評論人員職業(yè)資格證，是砍掉不合格環(huán)評單位。2004年底，國家環(huán)?？偩謱θ珖?98家甲級和728家乙級環(huán)境影響評價單位進行考核。對考核不合格的68家環(huán)境影響評價單位嚴肅處理，吊銷山西軍工環(huán)保應用技術研究所等8家單位證書，降低內(nèi)蒙古大學等4家單位評價范圍，暫停山西臨汾市環(huán)境保護應用技術研究所等11家單位業(yè)務并限期整改，通報批評16家，暫緩發(fā)證29家。 二是，“

5、兩控區(qū)”——酸雨控制區(qū)和二氧化硫（SO2）控制區(qū)內(nèi)的46家火電廠，因至今未啟動 脫硫項目工程而被通報。在其于次日出示的一份文件中，這些電廠被要求“在指定的時間表內(nèi)完成脫硫項目建設，否則，項目所在地區(qū)、電力集團和企業(yè)的新建、改建、擴建火電項目將暫停審批。年內(nèi)投入數(shù)十億元資金進行脫硫項目建設?！比牵航型?0個非法開工項目，主要是沒有進行環(huán)境影響評價或沒有通過幾乎個個都是數(shù)億乃至上百億元的規(guī)模，如金沙江溪洛渡水電站，裝機容量1260萬千瓦，是中國僅次于三峽電站的第二大水電站(三峽電站的裝機容量為1820萬千瓦)，靜態(tài)總投資446億元；另一個被停建的電站——三峽地下電站，其裝機容量也達到420萬

6、千瓦，靜態(tài)總投資為69.97億元?！　≈档藐P注的是，這次曝光的違法工程絕大多數(shù)是電力項目，這其實向電力行業(yè)再次敲響警鐘：“電荒”之后的電站項目建設，在一定程度上已處于無序狀態(tài)。 1.2 噪聲與振動控制行業(yè)的發(fā)展與展望 噪聲與振動控制行業(yè)作為環(huán)境保護相關產(chǎn)業(yè)的一個部分，得到了很大的發(fā)展。上個世紀六十年代只有幾個生產(chǎn)廠家生產(chǎn)消聲器等單件產(chǎn)品，產(chǎn)品只有數(shù)十種，產(chǎn)值僅幾百萬元，有關科研設計單位只有幾個；七十年代生產(chǎn)廠家有幾十家，產(chǎn)品上百種，產(chǎn)值上千萬元；八十年代噪聲與振動控制生產(chǎn)廠家一百三十多家，產(chǎn)品六百余種，產(chǎn)值約一億元；九十年代，從事噪聲與振動控制的生產(chǎn)、科研設計單位有四百余家，產(chǎn)品千余種，年

7、產(chǎn)值約五億元。到如今，噪聲與振動控制行業(yè)更是有了突飛猛進的新發(fā)展，所生產(chǎn)的產(chǎn)品如消聲器、吸聲材料和結構、隔聲構件、隔振器、阻尼減振材料、噪聲與振動測量儀器等，已基本能滿足國內(nèi)噪聲與振動控制的需要， 有部分產(chǎn)品還出口國外。 展望我國噪聲與振動控制行業(yè)的今后發(fā)展動向，我以為會有如下特點： 　1隨著我國城市對人居環(huán)境的要求不斷提高，城市中的工業(yè)污染源也在走向外遷（如北京首鋼的整體外行遷）、規(guī)范和集中的階段，所以工業(yè)污染源的噪聲與振動控制會從以往的環(huán)境治理的主導地位，退居到較次要的地位。就環(huán)境噪聲而言，城市道路和城市鐵路噪聲將成為環(huán)境治理的重點，聲屏障和隔聲窗將可能成為治理手段中的熱點產(chǎn)品。從開放

8、式聲屏障、局部封閉全封閉聲屏障到高效隔聲窗及通風隔聲窗，各種各樣的新型隔聲、吸聲材料都可能使用到這些產(chǎn)品中去，新的研究課題和實用技術將使噪聲與振動 控制行業(yè)創(chuàng)造出經(jīng)濟、實用、美觀大方和具有高聲學性能的相關產(chǎn)品。 　　2由于我國正處于經(jīng)濟成長期，大興土木建設階段，大量的建筑不斷涌現(xiàn)，這些建筑中有許多是安裝集中式空調(diào)的，為保證使用時不污染聲環(huán)境，就必須安裝消聲器。所以生產(chǎn)大量空調(diào)消聲器是噪聲與振動控制行業(yè)又一熱點。改 進傳統(tǒng)空調(diào)消聲器的材料、結構和進一步提高其消聲性能，是擺在噪聲與振動控制行業(yè)面前的又一新任務。 　3傳統(tǒng)住宅的內(nèi)墻是采用磚墻，隔聲性能較好。近年來，由于磚墻的禁止使用，不得不用輕

9、質隔墻代替，可是其隔聲性能總不能盡人意。研制高隔聲性能的輕質隔墻是噪聲控制的新課題，噪聲與振動控制行業(yè)要從開發(fā)新材料、新型隔聲結構入手，盡快解決這一問題。 4在現(xiàn)有住宅內(nèi)，特別是高層住宅內(nèi)，建筑配套設備如水泵、冷凍機、電梯等對住宅內(nèi)的住戶都可能造成噪聲和振動污染。控制這些設備的噪聲和振動對住宅的影響，是噪聲與振動控制行業(yè)義不容辭的責任。 5超低噪聲冷卻塔的研制和生產(chǎn)，一直是噪聲與振動控制行業(yè)的追求，應該說，冷卻塔的噪聲在各方面的努力下，有一定程度的降低。然而離使用實際的要求尚有相當距離，這是我們進一步努力的目標。 6生產(chǎn)低噪聲產(chǎn)品，從聲源來降低噪聲是噪聲與振動控制行業(yè)的長期愿望。為

10、此，我們也進行了一些努力，取得了一些成績，但是與國外相比差距還較大，這仍是我們要努力的方向。 7從我國噪聲與振動控制行業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品來講，其原理和技術上與國外產(chǎn)品差距并不大，但是從質量上，特別是工藝水平上尚有差距。解決這一問題，除須進一 步提高產(chǎn)品質量，加強質量管理外，提高加工設備精度，改進加工工藝是重要的環(huán)節(jié)。另外，提高廠家整體管理水平，加大產(chǎn)品技術含量也是重要的途徑。這從我國 深圳中雅機電實業(yè)公司和上海申華聲學裝備有限公司不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模、提高產(chǎn)品質量的成長過程也可以得到充分證明。 　8噪聲與振動 控制行業(yè)的發(fā)展，必須依靠科學技術，采用新技術、新工藝、新材料，制造質量好、能耗低、價格

11、合理的適合市場需求的產(chǎn)品，是我們追求的目標。當前，噪聲與振動控制行業(yè)在產(chǎn)品的標準化、系列化和通用化方面還有許多工作要做，只有做好這些工作后，才可能提高噪聲與振動控制行業(yè)的整體水平，這是我們要為之奮斗的共 同目標。 　9隨著我國改革開放力度不斷加大，特別是進入WTO后，與國際的交流和聯(lián)系也大大增強，有關噪聲與振動控制的新技術、 新工藝、新材料，也開始不斷進入我國市場。一方面是對噪聲與振動控制行業(yè)的競爭，但另一方面增加了我們學習的機會，增強我們改革的決心，我們要利用好這一 大好機遇，促進我國噪聲與振動控制行業(yè)的進一步發(fā)展。 　　總之，我國噪聲與振動控制行業(yè)經(jīng)過歷年的努力，已取得了長足的進步。今

12、后，還須我們進一步努力，艱苦奮斗，去爭取更大發(fā)展。 　　任重而道遠，前景是美好的。 1.1 噪聲及其危害 1.1.1 噪聲 1.定義：噪聲的定義可從生理學、物理學、環(huán)保的角度來定義，從生理學的觀點來定義人們不需要的聲音統(tǒng)稱為噪聲；從物理學的觀點來定義是不和諧的聲音叫做噪聲，它是各種不同頻率和強度的聲音無規(guī)則的雜亂組合，它給人以煩躁的感覺，與樂音相比，它的波形曲線是無規(guī)則的。環(huán)保部門把危害人們身體健康、干擾學習、工作和睡眠的聲音，統(tǒng)稱噪聲。 2.特點：噪聲定義的主觀性很強、有著明顯的相對性，例如音樂，你覺得很悅耳，他在思考問題時卻覺得很討厭，也就是它隨人的心理、主觀感覺等的不同

13、而不同。 3.噪聲污染及其特點：被測試環(huán)境的噪聲級超過國家或地方規(guī)定的噪聲標準限值，并影響人們的正常生活、工作、或學習的聲音，就形成噪聲污染。它的特點有四個，其一是噪聲污染屬于物理性污染，它只會造成局部性污染，一般不會造成區(qū)域性和全球性污染，而象水污染和大氣污染就會造成區(qū)域性和全球性污染，象美國的二氧化硫就隨風飄到加 大，而叛國又氣拒絕在《京都義定書》上簽字，該條約在今年的2月1日生效；噪聲污染沒有殘余污染物，噪聲源停止運行后，污染就立即消失；噪聲的聲能是噪聲源能量中很小的部分，噪聲再利用的價值不大，因此，人們對聲能的回收不重視；噪聲一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的和間接的。 3.噪

14、聲的種類：在噪聲控制學的范疇里，噪聲可以從很多方面來分類，例如為區(qū)分由于自然現(xiàn)象和人為產(chǎn)生的噪聲，可分為自然噪聲和人為噪聲；又如按頻率分布可把噪聲分為低頻（＜500Hz＝、中頻（500～1000Hz）和高頻（＞1000Hz）。 （A）客觀環(huán)境里的噪聲，如果按其總的來源可大體劃分為自然噪聲和人為噪聲兩大類。前者是大自然里人為因素之外的所有噪聲，比如風聲、雨聲等，而后者主要指隨著工業(yè)和科學技術的發(fā)展，各種機械、電器和交通噪聲等。 （B）按噪聲的發(fā)聲機理可分為機械噪聲、空氣動力性噪聲、電磁噪聲。由于機械的撞擊、磨擦、轉動而產(chǎn)生的叫做機械性噪聲，如織機、球磨機、電據(jù)等發(fā)出的聲音；凡高速氣流、不穩(wěn)定

15、氣流以及氣流與物體相互作用產(chǎn)生的噪聲叫空氣動力性噪聲，如通風機、空壓機等發(fā)出的聲音；電磁噪聲是由電磁場的交替變化，引起某些機械部件或空間容積振動產(chǎn)生的，如發(fā)電機、變壓器等發(fā)出的聲音。 （C）按城市環(huán)境噪聲分類：可分為交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲、社會生活噪聲。 4噪聲的危害 1．噪聲對于人耳的損害 當進人噪聲環(huán)境時，會感到噪聲刺耳；離開噪聲環(huán)境后，耳朵還嗡嗡作響，難以聽清；過段時問后，可以逐漸恢復聽力，這叫聽覺適應，是人體對環(huán)境噪聲的一種保護性反應． 聽覺適應是有一定限度的．在較強的噪聲持續(xù)作用下，聽覺敏感性可以下降15—50分貝；離開噪聲環(huán)境后，聽覺恢復時間需數(shù)小時，這種現(xiàn)象稱

16、為聽覺疲勞，這是聽覺器官的功能性變化． 如果長時間遭受過強的噪聲刺激，就會引起內(nèi)耳的退行性變化，導致器質性損傷，形成噪聲性耳聾．一般認為聽力下降30分貝以上，就是產(chǎn)生噪聲性耳聾的先兆．在極強烈的噪聲作用下，可造成噪聲外傷，鼓膜破裂出血，雙耳完全失聽． 2．噪聲對全身各系統(tǒng)的損害 噪聲長時間作用于中樞神經(jīng)，可使神經(jīng)失調(diào)，植物神經(jīng)紊亂，產(chǎn)生頭痛、頭暈、耳鳴、心悸、失眠或嗜睡、神經(jīng)衰弱癥候群，嚴重者甚至精神錯亂．噪聲對于心血管系統(tǒng)有著明顯的損害，據(jù)報導，不僅噪聲級較高的車間工作人員高血壓發(fā)病率很高，而且在鬧市中被噪聲困擾的居民高血壓發(fā)病率也較高．噪聲可致心肌損害（猝cu死）血液中白血球增加，據(jù)

17、統(tǒng)計，在噪聲較大的行業(yè)里工作的人胃潰瘍病發(fā)病率高于安靜環(huán)境者五倍．噪聲可使視覺靈敏度降低20％、色覺靈敏度發(fā)生變化，對于視野也有影響，清晰度下降．噪聲對于基礎代謝、免疫力、內(nèi)分泌、皮膚溫度、皮膚電阻等都有影響．噪聲還可以影響胎兒體重．可以使胎兒畸形等． 3．噪聲干擾生活、學習和工作． 據(jù)研究結果，兩組紡織工人在同一噪聲環(huán)境中工作，只是其中一組戴上防止噪聲的護耳器，而另一組不戴，結果，第一組的產(chǎn)量比第二組的高，當噪聲級達80分貝時，絕大多數(shù)工人工作效率降低．噪聲對于腦力工作干擾更甚，它使注意力不能集中，干擾甚至打斷思路，影響作品創(chuàng)造，影響科學研究．有人對電話交換臺進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)噪聲從50分貝

18、降至30分貝，差錯率減少42％．在噪聲嚴重的環(huán)境中工作，還容易產(chǎn)生工傷和交通事故．據(jù)測量，發(fā)現(xiàn)在40—45分貝噪聲刺激下，腦電波呈覺醒反應．噪聲對于睡眠深度有明顯的影響．噪聲對于談話的干擾，是人們都有體會的，噪聲級與談話的聲級接近時，可干擾正常談話．超過10分貝交談就很困難了．普遍談話聲是60分貝，噪聲級若達65分貝，就得提高嗓門才能交談，如果噪聲高過90分貝，就是大聲喊也聽不清．在打電話時，噪聲65分貝以上就很困難了．我國工業(yè)迅速發(fā)展，噪聲急劇增加，如不及早防治、將成為社會一大公害．應當積極貫徹我國噪聲衛(wèi)生標準，積極進行防護． 5.特強噪聲對儀器設備和建筑結構的危害。 1.2噪聲的控制

19、 1.2.1控制的原則 要堅持“預防為主”、“防治結合”、“三同時”、科學性、先進性和經(jīng)濟性的原則。我們一方面要依靠科學技術來“治”，另一方面必須依靠法律來“防”，同時對新建工業(yè)企業(yè)的噪聲控制設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投產(chǎn)，盡量做到技術可行、經(jīng)濟合理。 1.2.2 控制的措施 1.行政管理措施：這表現(xiàn)在立法與制定標準和條例上，如我國的《環(huán)境保護法》中關于噪聲就有專門的章節(jié)來規(guī)定，同時1996年全國人大通過了《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》（1997年3月1日起實施）制定了《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準》（）、《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》（GB3094－93）等。 2.規(guī)劃性措施：包

20、括區(qū)域規(guī)劃（城市布局應按功能分區(qū)，妥善安排工業(yè)、交通運輸、居住等用地的相對位置。）、道路規(guī)劃（為降低城市噪聲，要減少穿行市中心的車輛）、控制城市人口密度（　ρ為人口密度，人/km2,Ldn為晝夜等效聲級）、加強綠化工作，加大綠化面積。 3.針對噪聲傳播要素的措施 1）噪聲源：在聲源處抑制噪聲，這是最根本的措施，主要是改革生產(chǎn)工藝和技術革新，用低噪聲工藝代替高噪聲工藝，同時研究降低噪聲源輻射噪聲的激振力和噪聲輻射部件對激振力的響應。由于技術條件和經(jīng)濟條件的陽制，從聲源上根治往往是不可能的，許多原有設備還需要在相當長時間內(nèi)發(fā)揮作用．因此，對噪聲源采取一些控制技術，仍然具有重要而普遍的意義．

21、噪源對策技術如下表： 2）傳播途徑： （1）遠離噪聲源．人遠離噪聲源或者讓噪聲源遠離人，使噪聲在遠距離傳播中衰減．點聲源、線聲源和面聲源隨距離的衰減規(guī)律都可以用公式計算出來．例如：點聲源至某兩點之間的距離分別為r1和r2，且 即當距離由r1變?yōu)閞2時，其衰減量為△LdB．若r2=2r1，則由式(12)可以算出△L≈6(dB)． （2）改變噪聲指向．噪聲在低頻時，一般無指向性，但隨著頻率的增高，其指向性也隨著增加．因此，對于高頻噪聲，改變指向是一項控制噪聲的、行之有效的對策。這就象大氣污染控制中要求考慮學年主導風向，辦公樓、生活區(qū)建在上風向。 （3）筑墻控制噪聲的傳播．如圖

22、2所示，S、O、R分別為噪聲源、墻頂端和接收點．墻對噪聲的衰減量可用下式表示：這就是聲屏障，道路聲屏障工程漸成行業(yè)熱點在降低交通干線噪聲、工業(yè)生產(chǎn)噪聲和社會環(huán)境噪聲中發(fā)揮著獨特的作用。特別是隨著近年來城市軌道交通和高等級公路的加速建設，各類道路聲屏障也得到日益廣泛的普及，逐漸成為環(huán)保行業(yè)的工程熱點之一。 由式（l3）看出，衰減量與聲頻或波長有關，與墻高度也有關．筑墻衰減噪聲，在實用中被考慮的限度為25dB．若在墻上貼吸聲材料或在房間掛吸聲板，也能有效地衰減噪聲． （4）大氣、樹木和草地可消弱噪聲的傳播．噪聲由氣溫高處向氣溫低處折射、由上風處向下風處折射。根據(jù)這一規(guī)律，噪聲源應設置在低溫

23、處和下風處．綠化城市，不僅可以減弱噪聲的傳播，而且可以防止空氣污染． 3）噪聲接收器的防護措施：對人，主要是佩帶對聽力保護作用的耳塞、耳罩、頭盔等；對于精密儀器設備，可產(chǎn)安置在隔聲間內(nèi)或隔振臺上。 最后，介紹一下有源減噪法研究的新進展：這一方法由美國聲學專家奧爾遜（Olscn）提出，但由于技術水平限制，一直沒有取得實際進展．電子技術的發(fā)展，使這一方法有了實現(xiàn)的可能．何謂有源減噪法呢？就是用傳聲器接收某一聲場的聲音，經(jīng)過放大、控制，使它再放出一個與原聲場位相相反的聲音，則這兩個聲音因位相相反而互相消弱，甚至完全抵消．用數(shù)學式子表示即： Acosωt＋Acos(ωt－π)=0 （14） 英

24、國南安普頓大學和法國馬賽技術物理中心，都根據(jù)這一原理研究出了防噪聲耳罩．耳罩中放一個傳聲器和聲源．由于在耳罩范圍內(nèi)聲音的位相幾乎相同，可以用傳聲器鳴起再加以放大，反相后再傳入耳罩，可把噪聲基本抵消． 注意無源噪聲的控制技術 第二章：環(huán)境聲學的基本概念 2.1　聲波的產(chǎn)生及描述方法 2.1.1聲波的產(chǎn)生 1.聲源：聲音是由物體的振動而產(chǎn)生的，因此凡能產(chǎn)生聲音的振動物體統(tǒng)稱為聲源。從物體的形態(tài)來分，聲源可分為固體、氣體、液體聲源等。 2.聲波的形成：當聲源振動時，就會引起聲源周圍彈性媒質――空氣分子的振動。這些振動的分子又使其周圍的空氣分子產(chǎn)生振動。在彈性媒質中，物體的機械振動由近及遠

25、的傳播過程叫聲波。聲波可以在空氣、液體、固體中傳播，但在噪聲控制中主要涉及在空氣中的傳播。我們在此要注意：聲波在空氣中的傳播，空氣質點本身并不曾隨聲波一起傳播，只是在它的平衡位置來回振動。故聲音的傳播，實質是振動的傳播，傳播出去的是物質的能量，而非物質本身。（畫圖說明） 3.產(chǎn)生聲音感覺的條件：（1）具有一定聲能的振動（2）有傳播聲波的媒質（氣體、固體、液體）（3）產(chǎn)生振動的頻率必須在20-20000Hz內(nèi)。 2.1.2　描述的物理量 聲音是一種波動，因此它就必然具有波的所有性質，可以用通常描述波動的物理量進行描述，通常用頻率、波長、相位、聲速和聲壓來描述。 1. 聲壓：當聲波在空氣中

26、傳播時，會形成彈性媒質（空氣）的疏密相間的狀態(tài)，當媒質密集時，這部分的空氣壓強P會比平衡狀態(tài)下的靜態(tài)壓強P0大，當媒質稀疏時，這部分的空氣壓強P會比平衡狀態(tài)下的靜態(tài)壓強P0小，即在聲波的傳播過程中，空氣壓強隨著聲波作周期性變化。因此可以用聲擾動在空氣中所產(chǎn)生的逾量壓強p來表述聲波的狀態(tài)：p=P－P0，這個逾量壓強p稱為該點的瞬時聲壓，單位是帕斯卡（Pa）。區(qū)分有效聲壓 2.相位：是指任一時刻t的質點振動狀態(tài)，包括運動方向、振動位移、壓強變化等，它描述質點運動狀態(tài)。對于簡諧振動，沿x正方向傳播的平面聲波一般用ωt－kχ+φ來表示，其中ω＝2лf為角頻率，t為時間，k=ω/c稱為波數(shù)，φ為初相位

27、在實際使用中適當選取時間的起始值或適當選取x軸的坐標原點，使其等于0。 3.波長：在同一時刻，從某一個最稠密（或最稀疏）的地點到相鄰的另一個最稠密（或最稀疏）的地點之間的距離稱為聲波的波長，記為λ，單位為米。 4.周期、頻率：振動重復1次的最短時間間隔稱為周期，記為T，單位為秒，周期的倒數(shù)，即單位時間內(nèi)的振動次數(shù)，稱為頻率。 5.聲速：媒質質點在聲源激發(fā)下產(chǎn)生的振動狀態(tài)在媒質中自由傳播的速度為聲速，記為c，在一定的媒質中，聲速與媒質的溫度有關，在空氣中聲速與空氣溫度的關系是c=331.4+0.61t(m/s),t為空氣媒質的溫度，我們在實際應用中可以取15℃空氣聲速即340m/s，就能滿

28、足一般工程精度要求。 2.2 聲波類型和聲場類型 2.2.1　波動方程及其幾個概念 在聲學中，一般用聲壓p來描述聲波，在均勻的理想流體媒質中的用小振幅聲波波動方程描述聲傳播規(guī)律，它是一個二階偏微分方程，是在運動方程（牛頓第二定律）、連續(xù)性方程、狀態(tài)方程三個定律的基礎上推導出來的。 這個方程是在滿足以下假設條件的基礎上推導出來： （1） 假設媒質為理想流體，聲波在這種媒質中傳播時沒有能量耗損，在媒質中不存在粘滯性； （2） 假設聲擾動之前媒質宏觀上是靜止且均勻的，壓強P0和密度ρ0都是常數(shù)。 （3） 假設聲傳播過程媒質膨脹壓縮產(chǎn)生的溫度差不會引起媒質相鄰部分發(fā)生熱交換，即聲傳播

29、過程為絕熱過程。 （4） 假設媒質中傳播的是小振幅聲波，即滿足聲壓p比靜態(tài)壓強P0小的多；質點振動速度u比聲速c小的多；質點位移ξ比聲波波長λ小的多；媒質密度的相對變化遠小于1，即（ρ－ρ0）/ρ0<<1。 在波動方程中，聲壓p是空間坐標（x,y,z）和時間t的函數(shù)，記為p(x、y、z、t)，描述不同地點、不同時刻聲壓的變化規(guī)律。 波陣面：是指空間同一時刻相位相同的各點的軌跡曲線。 聲場：空間中存在聲波的區(qū)域稱為聲場。 聲線：也稱為聲射線，是聲源發(fā)出的代表能量傳播方向的直線，它與波陣面常用來描述聲波的傳播，當聲波頻率較高，傳播途徑中遇到的物體的幾何尺寸聲波波長大很多時，可以不計聲波的

30、波動特性，直接用聲線來處理，后面我們談到的聲像就用聲線來正理的。 聲阻抗率：指聲場中某位置的聲壓與該位置的質點振動速度的比值，它代表的不是聲能轉化為熱能，而是代表著能量從一處向另一處轉移，即傳播損耗。用公式表示為Zs=p/u。 2.2.2 聲波類型 根據(jù)聲波傳播時波陣面的形狀不同可以將聲波分成平面聲波、球面聲波、柱面聲波等類型。 （1） 平面聲波 如果聲源是一塊無限大的平面，而且聲源上每一點都處于同一相位，定義聲音傳播方向為x，則聲場在空間的y\z兩個方向是是均勻的，即聲壓、質點振動等物理量在垂直于x軸的同一平面上處處相等（亦即波陣面垂直于X軸），不隨y、z值而變化。這時波動方程簡化

31、為　　　 我們把這種聲波的波陣面是垂直于傳播方向的一系列平面時，叫平面聲波，它的聲線是相互平行的一系列直線?；钊诠苤羞\動所輻射的聲波是典型的平面聲波，對于沿正x方向傳播的簡諧平面聲波有以下三個基本公式： 1）瞬時聲壓：p(x,t)=P0cos(ωt－kχ),P0為聲壓振幅 2）質點振動速度：ux=U0cos(ωt－kχ)，式中U0＝P0/ρ0c為質點振動的速度振幅。 3）聲阻抗率：Zs=p/u＝ρ0c，只與媒質的密度和媒質中的聲速有關，而與聲波的頻率、幅值等無關，故又稱為ρ0c為媒質的特性聲阻抗。 （2）球面聲波　 當聲源的幾何尺寸比聲波波長小很多時，或測量點離開聲源相當遠時，則

32、可以將聲源看成一個點，稱為點聲源（在噪聲控制工程中大都聲源可作為點聲源來處理）。因為在各向同性的均勻媒質中，各方向上聲的傳播速度相等，點聲源輻射聲波在距聲源同一距離的球面上相位處處相等，波陣面是一系列同心球面，這種聲波稱為球面聲波。它的波動方程為： 　　 1）瞬時聲壓：p(r,t)=P0/rcos(ωt－kχ),P0/r為聲壓振幅,隨傳播距離r的增加而減少，二者成反比關系。 2）質點振動速度：u=U0cos(ωt－kχ)，式中U0＝P0/ρ0cr為質點振動的速度振幅。 3）聲阻抗率：Zs=p/u＝ρ0c，與平面聲波的相同。 （3）柱面聲波 如果聲源在一個尺度上特別長，例如繁

33、忙的公路，比較長的運輸線，都可以看成是線聲源實例，這類聲源形成的聲波波陣面是一系列同心圓柱，它的波動方程為，其中r為徑向半徑。 2.2.3　聲場的類型（各聲場的特點） 聲場可分為自由聲場、半自由聲場、擴散聲場。 1. 自由聲場：均勻、各向同性的流體媒質中，若聲場不受邊界的影響，或者聲場的邊界在無窮遠處，這時的聲場叫自由聲場，理想的自由聲場是不存在的，因為人們生活的空間總存在邊界，當邊界的影響小到可以忽略不計時，可以近似認為，如在聲學研究中人工建立的全消聲室。 2. 半自由聲場：如果存在一個全反射面，反射面上方不存在邊界的影響，則稱為半自由聲場。 3. 擴散聲場：也稱為混響聲場，聲波在

34、室內(nèi)等封閉空間內(nèi)傳播時，存在許多反射面，聲波經(jīng)過壁面和室內(nèi)物體多次反射，不斷改變傳播方向，使室內(nèi)聲的傳播完全處于無規(guī)狀態(tài)。如果在室內(nèi)任何一點，各個方向傳來的聲波幾率相等，聲音的相位無規(guī)，這樣的聲場叫。 第三章　聲壓級、聲強級、聲功率級及其計算 3.1聲壓、聲能量、聲強、聲功率 1. 聲壓 2. 聲能量 聲波在媒質中傳播，一方面使媒質質點在平衡位置附近往復運動，產(chǎn)生動能；另一方面又使媒質產(chǎn)生了壓縮和膨脹的疏密過程，使媒質具有形變的勢能，這兩部分能量之各就是由于聲擾動使媒質得到的聲能量。 聲場中單位體積媒質所含有的聲能量稱為聲能密度，記為D，單位為焦耳每立方米。 3.聲強 單位

35、時間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向單位面積的平均聲能量叫聲強，一般用I表示，單位為W/m2 4.聲功率 聲源在單位時間內(nèi)輻射的聲能量叫聲功率，聲功率用W表示，單位為瓦。 對于在自由空間中傳播的平面聲波：它們的關系為 聲能密度： 聲強： 聲功率： pe聲壓的有效值，它是瞬時聲壓對時間t取圴方根值，即，經(jīng)積分和開方得.，人耳聽到的聲壓為有效值。S為平面聲波波陣面的面積。 3.2級的概念 由于聲音的強度變化范圍相當寬，直接用聲功率和聲壓的數(shù)值來表示很不方便，并且人耳對聲音強度的感覺并不正比于強度的絕對值，而更接近正比于其對數(shù)值。因此，在聲學中普遍使用對數(shù)標度。

36、 3.2.1聲壓級、聲強級和聲功率級 1.聲壓級 聲壓級常用Lp表示，定義見教材P22 2.聲強級 聲強級常用LI表示，定義為， 3.聲功率級 3.2.2聲壓級的相加 這涉及到兩種情況，一種是要求多個聲源在某點產(chǎn)生的總聲壓級，另一種是要求某一個聲源發(fā)出的各種頻率聲波在某點的總聲壓級。這就要用到級的相加，一般情況下，噪聲是由不同頻率、無固定相位差的聲波組成，因此不發(fā)生干涉現(xiàn)象 ，這時聲波疊加就是聲波能量的疊加，。以兩個聲源為例來推導： 由聲壓級的定義得：，那么，又據(jù)聲壓級的定義得總聲壓級為，對應n個聲源的一般情況有，如果n個聲源的聲壓級相等，那么有LPt=Lp+

37、10lgn 例1：在某點測得幾個噪聲源單獨存在時的聲壓級分別為84dB、87 dB、90 dB、95 dB、96 dB、91 dB、85 dB、80 dB，求這幾個噪聲源同時存在時該點的總聲壓級是多少？ 解：由得 例2：有一聲源，在某一點測得各中心頻率的聲壓級如下，求該點的總聲壓級？ 中心頻率/Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 聲壓級/dB 70 77 80 88 90 95 84 解：由得 3.2.3聲波的相減 在噪聲測量的過程中，經(jīng)常會受到外界噪聲的干擾，在噪聲測量中，待測噪聲以外的其他聲

38、音統(tǒng)稱為背景噪聲，扣除背景噪聲是獲得真正聲源引起噪聲值的必要步驟。如果在有背景噪聲存在的情況下測得某聲源的聲壓級為LPt，聲源停止發(fā)聲后測得背景噪聲的聲壓級為LpB,則機器的真實噪聲聲壓級Lps為 3.2.4聲壓級的平均 在計算聲源的指向性指數(shù)時，需要計算平均聲壓級；對于某一點的多次測量結果也需要計算平均聲壓級，這涉及到分貝平均的問題。分貝的平均是以分貝和的公式為基礎來進行計算的，計算公式如下： 如果待平均的各分貝值中，最大值Lpmax和最小值Lpmin之差等于或小于10dB，一般都采用近似的計算方法。當Lpmax－Lpmin≤5dB時，可用算術平均值作近似計算，即，當5≤Lpmax－L

39、pmin≤10時，可用下式計算 在這一節(jié)里，所有的關于分貝計算的問題都是用聲壓級推導出來的，由于推導公式時以能量疊加原理為基礎，所以所有的關于分貝計算的公式也都同樣適用球場的強級和聲功率級的運算。 第四章　噪聲頻譜特性和噪聲傳播過程中的一些現(xiàn)象 4.1　噪聲頻譜特性 　　1.噪聲的頻譜：實際生活中的聲音很少是單個頻率的純音，一般多是由多個頻率組合而成的復合聲。對于聲源發(fā)出的聲音，將它的聲壓級、聲強級或聲功率級按頻率順序展開，使聲音的強度成為頻率的函數(shù)　并考察其變化規(guī)律叫頻率分析。通常以頻率（或頻帶）為橫坐標，以反映相應頻率成分強弱的量（聲功率級、聲壓級、聲強級）為縱坐標，把頻率

40、與強度的對應關系用圖形表示，這種圖稱為聲頻譜，或簡稱頻譜。常見的頻譜圖類型有三種：線狀譜――是由一些離散頻率的聲音組成，在頻譜圖是一系列不連續(xù)的豎直線段，一些樂器發(fā)出的聲音就屬于線狀譜；連續(xù)譜是一定頻率范圍內(nèi)含有連續(xù)頻率成分的譜，在頻譜圖中是一條連續(xù)的曲線，大部分噪聲都是連續(xù)譜；復合譜是連續(xù)頻率成分和離散頻率成分組成的。 2.頻程：人耳可聽閾的頻率范圍大約是20Hz－20000Hz，對于如此廣闊的范圍，為研究問題方便，在聲學中一般把聲頻范圍劃分成若干個小區(qū)間，稱其為頻程，也叫頻帶或頻段。實驗表明，當兩個不同頻率的聲音作比較時，具有決定意義的并不是兩個頻率的差值，而是兩個頻率的比值。倍頻程數(shù)n

41、和頻率f的關系是 ，各倍頻程的中心頻率值f是指倍頻程的上限頻率和下限頻率的幾何平均值，即,可得到　　　定義Δf=f2－f1 Ⅱρ2c2 ρ1c1 I ρ1c1 4.2 聲波的反射、透射、折射和衍射 4.2.1垂直入射聲波的反射和透射 而兩種媒質的分界面是無限薄的，所以聲壓和 質點振動速度在兩種媒質的分界面x=0處是連續(xù)的。 我們定義聲壓反射系數(shù)為反射聲壓幅值與入射聲壓幅值之比，記為γp,定義透射聲壓幅值與入射聲壓幅值之比為聲壓透射系數(shù)，記為 4.2.2斜入射聲波的反射和折射 畫圖說明斜入射時的反射和折射 與聲波垂直入射到兩媒質的交界面上一

42、樣，按照界面上聲壓連續(xù)、法向質點振動速度連續(xù)的邊界條件，可以得到著名的斯涅耳反射和折射定律。 斯涅耳反射定律：反射線在入射線與界面法線所在的平面內(nèi)，且與入射線位于法線的兩邊，反射角與入射角相等，記為 斯涅耳折射定律：折射線在入射面內(nèi)，且入射角正弦與折射角正弦之比等于媒質1中聲速C1和媒質2中聲速C2之比，記為?？梢姡攦煞N媒質中聲速不同時，聲波就會發(fā)生折射。折射角θt隨c1/c2而變化，如果c1、c2一定，則折射角θt隨入射角θi而變化。即使是同一種媒質中，如因某種原因引起聲速的分布不同，聲波也會發(fā)生折射。 上式表明若兩種媒質聲速不同，聲波傳入媒質Ⅱ時方向就要改變。當c2＞c1時

43、會存在某個θi值， θie=arcsin(c1/c2)使得θt=л/2。即當聲波以大于θie的入射角入射時，聲波不能進入媒質Ⅱ而形成聲波的全反射。θie稱為全反射臨界角。 根據(jù)邊界條件：兩媒質界面的聲壓與質點速度應連續(xù)，即：pi＋pr＝ pt　 uicosθi+ urcosθr= utcosθt 于是得到反射系數(shù)rp和透射系數(shù) 通?！∪肷渎暡ㄔ诮缑嫔鲜サ哪芰浚òㄍ干涞矫劫|Ⅱ中去的聲能）與入射聲能之比稱為吸聲系數(shù)α 由于能量與聲壓的平方成正比，有：rp的值與入射方向有關。 4.2.3大氣中聲波的折射 當大氣在垂直方向存在溫度梯度時，會引起聲波的折射。夜晚許多地方都存在逆溫，這時

44、大氣溫度隨高度增高而增高，由知，聲速隨之增大，折射角也在增大，即聲波傳。播方向向地面彎曲；而在晴朗的白天，氣溫通常隨高度增高而降低，聲速隨之減小，折射角也在減小，聲波傳播方向向上彎曲，地面上形成一定的聲影區(qū)，用圖來說明。 風也會引起聲波的折射，當有風時，實際聲速c應是無風時的聲速與風速的矢量和，即，而風速一般隨高度的增加而增大，所以，順風時實際聲速隨高度增加而增大，即聲線向地面彎曲；逆風時實際聲速隨高度增加而減小，即聲線向上彎曲，地面上形成一定的聲影區(qū)。 4.3聲波的衍射 聲波在傳播的過程中會遇到障礙物或孔洞，當聲波的波長比障礙物或孔洞的尺寸大得多時，聲波能夠繞過障礙物或孔洞的 邊緣前進

45、，同時，聲波的傳播方向將發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為聲波的衍射。聲波的衍射與聲波的頻率、波長和障礙物的大小有關。當障礙物或孔洞的尺寸比聲波的波長小的多時，聲波很容易繞過障礙物或孔洞繼續(xù)傳播。 當障礙物或孔洞的尺寸比聲波的波長大時，聲波的衍射現(xiàn)象就很不明顯，而在障礙物后或孔洞的外側形成聲波無法達到的聲影區(qū)，這就是隔聲屏障的工作原理。 4.3 聲波在傳播中的衰減 聲在傳播過程中將產(chǎn)生反射、折射、衍射等現(xiàn)象，并在傳播過程中引起衰減。這些衰減通常包括聲能隨距離的發(fā)散傳播引起的衰減Ad和空氣引起吸收引起的衰　減Aa，地面吸收引起的衰減Ag,屏障引起的衰減Ab和氣象條件引起的衰減Am等?？捎霉紸＝Ad＋

46、Aa＋Ag＋Ab＋Am 4.3.1隨距離的發(fā)散衰減（擴散衰減） 在傳播過程中，聲音不斷衰減，引起衰減有多種原因，首先聲音隨傳播距離的增加而衰減。前已述及，當測點距離比較遠時，一般聲源都可以視作點聲音源，聲波以球形波方式向四面八方傳播。隨著聲波傳播距離的增大，波陣面在增大在，則單位面積上所通過的聲能量減小。以最簡單無指向性聲源為例如圖；當聲源放置在剛性地面上時，聲波只能向半空間輻射，此時，從上兩式中可以看出，聲強隨聲波傳播距離的增加而按平方反比的規(guī)律減弱。這種由于波面的擴大而引起聲音強減弱的現(xiàn)象，稱為聲波的擴散衰減。 若用聲壓級來表示，可得r處的聲壓： 全空間：　　　　半空間： 因此，

47、從r1處傳播到r2處的發(fā)散衰減： 4.3.2 空氣吸收衰減 空氣吸收引起聲波的衰減主要有三個原因，它與空氣的溫度、濕度、和聲波的頻率有關：一是聲波在空氣中傳播時，由于相鄰質點的運動速度不同，分子間的粘滯力使一部分聲能轉變?yōu)闊崮?；二是聲波在空氣中傳播時，空氣產(chǎn)生周期性的壓縮和膨脹的疏密變化，相應出現(xiàn)空氣溫度的升高和降低，溫度梯度的出現(xiàn)導致熱交換，使一部分聲能轉變?yōu)闊崮埽蝗浅谠ノ?，它是指空氣分子轉動或振動進存在固有頻率，當聲波的頻率接近這些頻率時要發(fā)生能量交換，它能聲速改變，聲能被吸收。它的計算除可以用教材上的公式計算外，還可以用聲壓衰減常數(shù)α有關，它的單位為dB/m即指在空氣中聲波傳播1

48、m衰減的分貝數(shù)?？梢杂肁a=α（r2－r1）來計算。 4.3.3 聲屏障引起的衰減 當聲源與接收點之間存在密實材料形成的障礙物時會產(chǎn)生顯著的附加衰減。這樣的障礙物稱為聲屏障。聲波遇到屏障時會產(chǎn)生反射、透射和衍射三種傳播現(xiàn)象。屏障的作用就是阻止直達聲的傳播，隔絕透射聲，并使衍射聲有足夠的衰減。具體的計算后面我們要學到。 4.3.4其他衰減 還有其他一些原因引起聲音衰減，如空氣中的塵粒、霧、雨等對聲波的散射，只是影響比較小，每100m距離約衰減0.5dB。樹木和草坪對聲波的散射和吸收作用同樣會引起聲波的衰減， 4.4　聲源的指向性 理想點聲源在均勻媒質中輻射聲波的聲壓、聲強等量

49、在各個方向上都是相同的，聲源不具有指向性。一般聲源，實際上可以看作是許多點聲源的疊加，該聲源輻射聲波在各個方向上可能是不同的，這種聲源被稱為有指向性的聲源，它們的波陣面不是以聲源為圓心的球面，而是復雜的曲面。 聲源的指向性對聲波的傳播特性有影響，缺乏聲源指向性數(shù)據(jù)就無法準確預測聲波實際傳播情況。聲源的指向性和聲源的尺寸和形狀、發(fā)聲機理有關，需要通過實際測試才能夠掌握。聲源的指向性還與聲波的頻率有關，聲波的頻率越高，聲源的指向性就越強。 聲源的指向性常用指向性因數(shù)和指向性指數(shù)來表示。聲源的指向性因數(shù)是指聲場中某點(方向)的聲強與同一聲功率的點聲源在相同半徑的球形波陣面上的平均聲強之比，記為Q

50、，計算公式為，式中分別表示某聲源在θ方向上距聲源r遠處的聲強和聲壓；分別表示同一聲功率的點聲源在半徑為r的球形波陣面上的平均聲強和聲壓。 聲源的指向性指數(shù)等于指向性因數(shù)取以10為底的對數(shù)乘以10，記為DI，由定義及上式得：DI=10lgQ, 一般地有：對于無指向性的聲源，Q=1，DI=0 指向性因數(shù)與點聲源放在室內(nèi)的位置有關，若點聲源放置在房間中心，Q=1；如果聲源放在地面或墻面中間，聲能量只輻射入半個球面空間，同樣距離的點，聲能增加一倍，Q=2；聲源放在兩個墻面或墻面與地面的交線上，Q=4；在三面的交點上，Q=8。 聲源位置 特點 Rθ 空間點聲源 均勻地向空間輻射聲能

51、1 聲源置于地面 聲源能量的一半輻射入空中 2 置于兩墻或墻與地面夾角 向1/4空間輻射　 4 置于房屋夾角處 向1/8空間輻射 8 4.5　聲波的疊加和駐波 在實際生活中，若干個聲源的聲波同時在一個空間傳播，這就涉及到多列聲波的疊加。聲波的疊加原理是：各聲源所激起的聲波可在同一媒質中各自保持其原有的振幅、波長、振動方向等特性，媒質質點的振動是各列波單獨存在時激發(fā)的振動的和，其余見教材。 第五章 噪聲的評價和標準 5.1 噪聲的評價量 人們對噪聲的主觀感覺與噪聲強弱、噪聲頻率、噪聲隨時間的變化、人的生理和心理等因素有關，如何才能把噪聲的客觀物理量與人的主觀感覺結

52、合起來，得出與主觀響應相對應的評價量，用以評價噪聲對人的干擾程度，這是一個復雜的問題。噪聲的評價量就是在研究了人對噪聲反應的方方面面的不同特征提出的。 5.1.1　等響曲線、響度級和響度 人們對噪聲的主觀感受與噪聲的聲壓和頻率有關，在實際的生活中，人們簡單地用“響”、“不響”來描述聲波的強度，但這一描述與聲波的強度又不完全等同，為了定量地確定聲音的輕或響的程度，就引入了響度級這一參量。當某一頻率的純音和1000Hz的純音聽起來同樣響時，這時1000Hz純音的聲壓級就定義為該聲音的響度級，符號為LN，單位為方(phon)，它有兩個特點：1.用響度級做為表示聲音大小的量中，可以把聲壓級和人的主

53、觀感覺聯(lián)系并統(tǒng)一起來；2.響度級反映出不同頻率的聲音具有等響感覺的特性，但響度級不能表示一個聲音比另一個聲音響多少倍或輕多少倍的問題。等響曲線的定義見教材P39面，結合圖3－1聽閾與痛閾。實際上響度級的方值是1000Hz聲音聲壓級的分貝值，所不同的是，響度級的方值與其分貝值的差異隨頻率而變化，它不能線性地表明不同響度級之間主觀感覺上的輕響程度，為了解決這一矛盾，我們又引入了響度這一概念，響度就是聲音響亮的程度，記為N，單位為宋(sone)。規(guī)定響度級為40方時的響度為1宋，它們的關系可用下列公式表示：（響度不能直接測量，在20－120方響度級之間的純音和窄帶噪聲） 　　　　　　 5.1.2

54、　斯蒂文斯響度 我們上面講的等響曲線、響度級和響度僅適用于簡單的窄帶噪聲，面實際聲源產(chǎn)生的聲波是寬帶噪聲，并且不同的頻率之間還會產(chǎn)生掩蔽效應，… 5.1.3　計權聲級和計權網(wǎng)絡 由于人耳對高頻聲比較敏感，而對低頻聲不敏感，即聲壓級相同的聲音會因為頻率的不同而產(chǎn)生不一樣的主觀感覺。為了使聲音的客觀量度和人耳的聽覺主觀感受近似取得一致，通常對不同頻率聲音的聲壓級經(jīng)某一特定的加權修正后，再疊加計算可得到噪聲總的聲壓級，此聲壓級稱為計權聲級。計權網(wǎng)絡是近似以人耳對純音的響度級頻率特性而設計的，通常采用的有A、B、C、D四種計權網(wǎng)絡，由于A計權的頻率響應與人耳對寬頻帶的聲音的靈敏度相當，目前A計權

55、已被所有管理機構和工業(yè)部門的管理條例所普遍采用，成為最廣泛應用的評價參量。由噪聲各頻帶的聲壓級和對應頻帶的A計權修正值，就可計算出噪聲的A計權聲級， 式中Lpi――第I個頻程的聲壓級；⊿I――第I 個頻程A計權網(wǎng)絡修正值一。 5.1.4　等效連續(xù)A聲級和晝夜等效聲級 前面講到的A計權聲級對于穩(wěn)態(tài)的寬頻帶噪聲是一種較好的評價方法，但對于一個聲級起伏或不連續(xù)的噪聲，A計權聲級就很難確切地反映噪聲的狀況，對這種噪聲要采用噪聲能量按時間平均的方法來評價，為此提出了等效連續(xù)A聲級，它又稱為等能量A計權聲級，它等效于在相同的時間間隔T內(nèi)與不穩(wěn)定噪聲能量相等的連續(xù)穩(wěn)定噪聲的A聲級，記為Leq,其計算公

56、式可有以下四種方式： （1）測量為連續(xù) （2）測量為非連續(xù) （3）等時間取樣 （4）劃段計算 晝夜等效聲級：　由于同樣的噪聲在白天和夜間對人的影響是不一樣的，而等效連續(xù)A聲級評價量并不能反應人對噪聲主觀反應的這一特點。為了考慮噪聲在夜間對人們煩惱的增加，規(guī)定在夜間測得的所有聲級均加上10dB作為修正值，再計算晝夜噪聲能量的加權平均，由此構成晝夜等效聲級，用符號Ldn,用公式表示為： 5.1.5　累計百分數(shù)聲級 非穩(wěn)態(tài)噪聲雖然可以用等效連續(xù)A聲級來評價，但噪聲的隨機起伏程度卻沒有表達出來，這種起伏程度可以用累計百分數(shù)聲級Ln來評價，它表示在測量時間內(nèi)高于Ln聲級

57、所占的時間為n%，用L10＝70dB來說明。累計百分數(shù)聲級Ln一般吸用于較好正態(tài)分布的噪聲評價，對于統(tǒng)計特性符合正態(tài)分布的噪聲，其累計百分數(shù)聲級與等效連續(xù)A聲級之間有近似關系：。 5.1.6　更佳噪聲標準（PNC）曲線和噪聲評價數(shù)（NR）曲線 5.1.7 交通噪聲指數(shù) 交通噪聲指數(shù)TNI是城市道路交通噪聲評價的一個重要參量，其定義為： TNI＝4(L10－L90)+L90－30，說明三項的意義，TNI只適用于機動車輛噪聲對周圍環(huán)境干擾的評價，而且限于車流量較多及附近無固定聲源的環(huán)境，對于車流量較少的環(huán)境，L10和L90差值較大，得到的TNI值也很大在，使計算數(shù)值明顯

58、地夸大了噪聲的干擾程度。 5.1.8噪聲污染級 5.1.9噪聲沖擊指數(shù) 5.1.10噪聲掩蔽 5.1.11語言清晰度指數(shù)和語言干擾級 5.2　環(huán)境噪聲評價標準和法規(guī) 我們研究噪聲的目的是為了控制噪聲，那么噪聲應該控制到什么程度才算合理？要想把噪聲完全消除掉，既不可能，又沒必要。噪聲控制的目的根據(jù)冠蓋如云需要和可能，用最經(jīng)濟的方法把噪聲限制在某種合理的范圍內(nèi)。制訂噪聲標準的基本出發(fā)點是保護大多數(shù)人不受侵害，決不是從人們“最理想”的要求出發(fā)制訂的。我國目前的環(huán)境噪聲法規(guī)有環(huán)境噪聲污染防治法，環(huán)境噪聲標準可以分為產(chǎn)品噪聲標準、噪聲排放標準、環(huán)境質量標準幾大類。 5.2.1環(huán)境噪聲污染防

59、治法 1. 制定時間：它是在1996年10月經(jīng)第八屆全國人民代表大會通過。 2. 制定目的：是為了保護和改善人們的生活環(huán)境，保障人體健康，促進經(jīng)濟和社會的發(fā)展。 3. 內(nèi)容：共為八章六十四條，從污染防治的監(jiān)督管理、工業(yè)噪聲污染防治、建筑施工噪聲污染防治、交通運輸噪聲防治、社會生活日志污染防治這幾方面作出具體規(guī)定，并對違反其中各條規(guī)定所應受的處罰及所應承擔的法律責任作出明確規(guī)定。它是制定各種噪聲標準的基礎。 5.2.2　產(chǎn)品噪聲標準 環(huán)境噪聲控制的基本要求是在聲源處將日志控制在一定范圍內(nèi)，從這個意義上來講，應對所有機電產(chǎn)品制定噪聲允許標準，超過標準的產(chǎn)品不允許進入市場。目前我國的產(chǎn)品標

60、準有《汽車定置噪聲限值》（GB16170-1996）、《地下鐵道電動機組司機室、客室噪聲限值》（GB14892-94）。 5.2.3　噪聲排放標準 1.工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲》（GB12348－90）以控制工廠及有可能造成噪聲污染的企業(yè)事業(yè)單位對外界環(huán)境噪聲的排放，它規(guī)定了四類區(qū)域的廠界噪聲的標準，具體內(nèi)容見教材P58。 2.建筑施工場界噪聲限值（GB12523－90）規(guī)定了不同施工階段，與敏感區(qū)哉相應的建筑施工場地邊界線處的噪聲限值。 3.鐵路及機場周圍環(huán)境噪聲標準（GB12525－90）與（GB9660－88） 5.2.4　環(huán)境質量標準 1. 工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)

61、生標準 　　該標準規(guī)定了工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計標準以及為達到這些標準所應采取的措施。當每天噪聲暴露時間不足8h或工作地點的噪聲超過標準時，噪聲暴露時間按有關規(guī)定執(zhí)行。對于非穩(wěn)態(tài)噪聲的工作環(huán)境或工作位置流動的情況，根據(jù)測量規(guī)范的規(guī)定，應測量等效連續(xù)A聲級，或測量不同的A聲級和相應的暴露時間，然后按如下的方法計算等效連續(xù)A聲級或計算噪聲暴露率，噪聲暴露率是將暴露聲級的時數(shù)除以該暴露聲級的允許工作的時數(shù)，用公式表示為： 2.室內(nèi)環(huán)境噪聲允許標準與城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準見教材P63。 第六章 噪聲與振動的測試和監(jiān)測 噪聲測量是對環(huán)境噪聲進行監(jiān)測、評價和控制的重要手段。由于振動是大多數(shù)噪聲產(chǎn)生的原因

62、，本身也是一種公害，因此，振動測量是噪聲測量工作的一個組成部分。正確測量和分析噪聲和振動，首先必須熟悉測量儀器的性能和作用，明確測量分析的目的，了解待測聲場條件或振動測試條件，選擇適當?shù)臏y量方法和測量規(guī)范。 6.1 常用噪聲測量儀器 常用的噪聲測量儀器有聲級計、積分聲級計、頻譜分析儀和濾波器、磁帶記錄儀、實時分析儀。 6.1.1聲級計 聲級計是根據(jù)國際標準或國家標準按照一定的頻率計權和時間計權測量聲壓級和計權聲級的儀器，是聲學測量中最常用的基本儀器，可用來測量各種噪聲；若將聲級計上的傳聲器換成加速度傳感器，聲級計還可以用于振動的測量。 1.聲級計的分類：聲級計按照精度可以分成4種基本

63、類型，即0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。在環(huán)境噪聲測量中，主要使用Ⅰ型（精密型，基本誤差為）和Ⅱ型（普通級，基本誤差為）；按特殊用途分類：可分為脈沖、積分、噪聲統(tǒng)計分析儀、噪聲劑量計、噪聲采集器等；按外表形狀分為臺式、便攜式、袖珍式等多種形式。 2. 聲級計的構造和工作原理： 聲級計一般由傳聲器、放大器、衰減器、計權網(wǎng)絡、檢波器、指示器等組成。 (1)傳聲器：這是一種將聲壓轉換成電壓的聲電換能器，在聲級計中，大多選用空氣電容傳聲器和駐極體電容傳聲器。此外，由于傳聲器在聲場中會引起聲波的散射作用，特別會使高頻段的頻率響應受到明顯影響。這種影響隨聲波入射方向的不同而變化。根據(jù)傳聲器在聲場中的頻率響應不

64、同，一般分為聲場型（自由場和擴散場）傳聲器和壓強型傳聲器。測量正入射聲波應彩擴散場型或壓強型傳1435klgfkj聲器，如采用自由場傳聲器。 （2）放大器：有前置和后置放大器，簡述它們的作用。 （3）衰減器：簡述它的作用。 （5） 濾波器：它包括計權網(wǎng)絡和濾波器，簡述它們的作用。 3. 聲級計的主要附件：有防風罩、鼻形錐、延長電纜，簡述它們的作用。 4. 聲級計的校準：為保證測量的準確性，聲級計使用前后要進行校準，通常使用活塞發(fā)生器、聲級校準器進行校準。 6.1.2 頻譜分析儀和濾波器 在實際工作中，噪聲一般都是由許多頻率組合而成的復合聲，而噪聲的危害不僅與強度有關，而且與它的頻

65、率有關，為此需要了解噪聲的頻率組成，就要進行頻譜分析，我們在前面已學過，若以頻率為橫坐標，以反映相應頻率處聲信號強弱的量（聲壓、聲強、聲功率級）為縱坐標，就可得到聲音的頻譜圖，典型的頻譜圖有三種：線狀譜、連續(xù)譜、復合譜。在進行頻譜分析時，對線狀譜聲音可以測出單個頻率的聲壓級或聲強級，對于連續(xù)譜聲音，則只能測出某個頻率附近帶寬內(nèi)的聲壓級或聲強級。具有對聲信號進行頻譜分析功能的設備叫頻譜分析儀，它是由聲級計和濾波器組合構成，核心是濾波器，它的作用是讓頻率在f1和f2間的所有信號通過，且不影響信號的幅值相位，同時，阻止頻率在f1以下和f2以上的任何信號通過。 6.1.3　磁帶記錄儀　　 磁帶記錄

66、儀是一種經(jīng)常采用的現(xiàn)場測量信號記錄儲存儀器，可將噪聲信號記錄在磁帶上，以便帶回實驗室進一步分析。 6.1.4　讀出設備 噪聲或振動測量的讀出設備是相同的，它們的作用是讓觀觀者得到測量結果，有三種方式：1）以指針或數(shù)字顯示的方式直接讀出；2）以幾何圖形的形式描畫出來；3）數(shù)字打印機。這些測得的都是被測信號的有效值。 6.2 環(huán)境噪聲監(jiān)測方法 環(huán)境噪聲測量的目的是對一個建筑物或某個區(qū)域乃至整個城市的環(huán)境噪聲給予評價，環(huán)境噪聲不論是空間分布還是隨時間的變化都很復雜，要求監(jiān)測和控制的目的也各不相同，因此對于不同的噪聲可采用不同的監(jiān)測方法。 6.2.1城市區(qū)域環(huán)境噪聲測量 1.網(wǎng)格測量法 A：測點的選擇 將要普查測量的城市某一個區(qū)域或整個城市劃分成多個等大原正方格，網(wǎng)格要覆蓋住被普查的區(qū)域或城市。每一網(wǎng)格中的工廠、每一網(wǎng)格中的工廠、道路及非建成區(qū)的面積之各不得大于網(wǎng)格面積的50%，否則視為該網(wǎng)格無效。有效網(wǎng)格總數(shù)多于100個。測點應在每個網(wǎng)格的中心（可在地圖上作網(wǎng)格得到）網(wǎng)格中心點不宜測量（如建筑物、廠區(qū)內(nèi)等）；應將測點移動到距離中心點最近的可測量位置上進行測量。 B：測量