隨著噪聲污染的日趨嚴(yán)重,噪聲控制技術(shù)的研究及設(shè)備的開發(fā)也得到迅速發(fā)展,世界發(fā)達(dá)國家的噪聲控制設(shè)備的產(chǎn)值平均以10-15%的速度增加,我國在93年噪聲振動控制設(shè)備產(chǎn)值已達(dá)到6.2億元,“八五”期間用于噪聲治理的工程費(fèi)用達(dá)到9.2億元,上述產(chǎn)值尚不包括配套的噪聲振動控制設(shè)備,預(yù)計(jì)我國配套的噪聲振動控制設(shè)備產(chǎn)值20億左右。高速運(yùn)輸系統(tǒng)和工具等一些新出現(xiàn)的噪聲源和計(jì)算機(jī)、數(shù)字處理、新材料等技術(shù)發(fā)展使噪聲控制技術(shù)、設(shè)備的研究與開發(fā)既面臨挑戰(zhàn),又提供了機(jī)遇。噪聲控制技術(shù)和設(shè)備已開始進(jìn)入規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和配套化階段。噪聲控制技術(shù)和設(shè)備的研究和開發(fā)已取得很大進(jìn)展,但應(yīng)看到仍有一些技術(shù)不夠成熟,需進(jìn)一步研究的問題仍然很多。
1、噪聲控制工程和設(shè)備的評價(jià)技術(shù)
1)噪聲控制工程
評價(jià)方法總的可以分類為噪聲發(fā)射(noiseemission)、噪聲照射(noiseimmission)和噪聲暴露(noiseexposure).噪聲發(fā)射主要適用于評價(jià)各類噪聲源,經(jīng)常采用的評價(jià)量有A計(jì)權(quán)聲功率級(LwA)和某一特定聲學(xué)環(huán)境和距離的聲壓級(LpA)。聲功率級LwA適合于評價(jià)固定機(jī)械設(shè)備,LpA適合評價(jià)汽車、火車等運(yùn)輸工具。噪聲照射主要適用于環(huán)境噪聲和工業(yè)噪聲的控制工程效果和聲質(zhì)量,經(jīng)常采用的量是A計(jì)權(quán)等效聲級(LpAeq)。噪聲暴露主要適合于評價(jià)人的噪聲總暴露劑量和人的聽力保護(hù),經(jīng)常采用的評價(jià)量A計(jì)權(quán)等效聲級(LpAeq)。噪聲照射和噪聲暴露評價(jià)應(yīng)考慮脈沖聲和純音修正(DLI和DLr),考慮脈沖的純音修正后的評價(jià)量為評價(jià)聲級(LpAr)。ISO已在近幾年建立了這樣的噪聲評價(jià)體系,并貫穿在整個(gè)ISO有關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)中(1)。
2)消聲器
消聲器測量評價(jià)方法雖然多年以來就進(jìn)行很多研究工作,但僅在近幾年才形成為標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的方法,包括試驗(yàn)室測量方法、現(xiàn)場測量方法和無氣流靜態(tài)測量方法(表1)。試驗(yàn)室測量方法可以準(zhǔn)確地測量一定氣流速度、溫度和壓力條件的倍頻帶或1/3倍頻帶的插入損失(DIL)、總壓力損失(△P)和氣流再生噪聲(LW),通常具有較好的試驗(yàn)結(jié)果再現(xiàn)性。但其缺點(diǎn)是對于某些消聲器,很難模擬現(xiàn)場的高溫、高壓、高速氣流和聲源阻抗,因而造成和實(shí)際應(yīng)用效果之間的測量誤差。無氣流靜態(tài)方法適合小型消聲器和消聲器模型消聲特性的研究開發(fā),測量評價(jià)量是倍頻程或1/3倍頻程插入損失(DIL)和A計(jì)權(quán)插入損失。現(xiàn)場測量方法由于聲源阻抗、氣流狀態(tài)和實(shí)際一致,其測量和實(shí)際工程效果有較好一致性。各類消聲器,包括放空排氣消聲器、內(nèi)燃機(jī)消聲器等,均可找到合適的現(xiàn)場測試條件。但對消聲器的空氣動力性能、氣流再生噪聲測量,現(xiàn)場測量方法卻往往不能勝任。在上述系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,還有一些專業(yè)性消聲器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),例如汽車、內(nèi)燃機(jī)、氣動工具等消聲器試驗(yàn)方法??紤]到這些消聲器的特殊要求,例如動力損失,油耗、容積等因素,這些規(guī)范都規(guī)定了一些具體的實(shí)驗(yàn)技術(shù)條件。這些實(shí)驗(yàn)方法對消聲器設(shè)計(jì)者有更大的指導(dǎo)意義。我國在這個(gè)領(lǐng)域的試驗(yàn)方法很不系統(tǒng),今后應(yīng)特別加強(qiáng)這方面工作。
吸聲處理是室內(nèi)噪聲控制的一種重要措施。但其聲學(xué)上的降噪聲效果評價(jià)方法一直沒有統(tǒng)一的測量評價(jià)方法。從職工的聽力保護(hù)和職業(yè)衛(wèi)生角度出發(fā),原則上應(yīng)采用某一工作位置或區(qū)域的噪聲照射和噪聲暴露來評價(jià)。作為標(biāo)準(zhǔn)方法,國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11696第一次提出了較為系統(tǒng)的方法。該標(biāo)準(zhǔn)提出,對混響場的房間,采用吸聲處理前后的混響時(shí)間變化來評價(jià)(10lgT1/T2)。對于非擴(kuò)散聲場房間,采用空間聲傳播(參數(shù)DL2和DLf)來評價(jià)。DL2為房間聲空間衰減率,表征離聲源距離增加一倍時(shí),聲衰減曲線斜率。DLf為聲級超逾量,表示房間空間的聲衰減曲線和自由場衰減曲線的平均差值。圖1是一個(gè)典型非擴(kuò)散聲場(大房間)要空間聲傳播曲線和相應(yīng)的DLf和DL2值。
4)隔聲設(shè)備
隔聲設(shè)備包括隔聲門、隔聲窗等各類隔聲構(gòu)件以及隔聲間、隔聲罩、隔聲屏等專用隔聲設(shè)備。關(guān)于隔聲構(gòu)件的測量評價(jià),ISO140.1-10系列標(biāo)準(zhǔn)已形成系列和標(biāo)準(zhǔn)化的方法。關(guān)于隔聲間、隔聲罩和隔聲屏的測量方法和評價(jià)方法僅是在近幾年才日趨完善的。
對于隔聲間和隔聲罩這類封閉隔聲結(jié)構(gòu),主要的評價(jià)量是插入損失(DIL)。試驗(yàn)評價(jià)方法分為實(shí)驗(yàn)室法和現(xiàn)場法。實(shí)驗(yàn)室法由于采用人工聲源,受到聲源阻抗、噪聲源頻譜特性的影響,只能測試倍頻程或1/3倍頻程插入損失。對于現(xiàn)場測量插入法,由于聲源阻抗和
聲源頻譜和現(xiàn)場使用條件一致,無論是頻帶插入損失、A計(jì)權(quán)插入均較好反映現(xiàn)場使用效果。對于隔聲屏障,評價(jià)量是插入損失,測量方法可以采用以實(shí)際聲源為對象的直接法和以模擬聲源為對象的間接法。兩種方法要注意設(shè)立專門規(guī)定的參考點(diǎn),對由聲源變化產(chǎn)生的影響進(jìn)行修正。對聲屏障設(shè)立前后的測量點(diǎn)周圍聲環(huán)境的變化所產(chǎn)生的影響也要注意進(jìn)行修正。
但也應(yīng)看到,噪聲控制設(shè)備和工程的評價(jià)技術(shù)尚有很多問題沒有解決,應(yīng)進(jìn)一步研究的課題應(yīng)包括:采用現(xiàn)代聲學(xué)測量技術(shù)(包括聲強(qiáng)技術(shù)、信號處理技術(shù)等)用于測量評價(jià)噪聲控制工程和設(shè)備,并發(fā)展成標(biāo)準(zhǔn)的方法,特別是應(yīng)發(fā)展一些噪聲控制設(shè)備現(xiàn)場測量評價(jià)方法,如現(xiàn)場隔聲測量方法、現(xiàn)場吸聲測量方法;進(jìn)一步研究噪聲控制設(shè)備的單一評價(jià)指數(shù),目前除隔聲構(gòu)件的單一評價(jià)指數(shù)比較成熟外、其它噪聲控制設(shè)備的單一評價(jià)指數(shù)均不成熟;試驗(yàn)室方法和現(xiàn)場測量方法兩種方法的相關(guān)性、影響它們的測量不確定度的主要因素(包括聲源阻抗的影響、聲學(xué)環(huán)境的影響等)尚研究的不夠,影響了這些方法的測量結(jié)果的可比性和實(shí)際應(yīng)用;噪聲控制工程和噪聲控制設(shè)備的低頻噪聲效果評價(jià)等。此外,我國在這個(gè)領(lǐng)域還應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)如下兩方面工作:進(jìn)一步完善和統(tǒng)一有關(guān)噪聲控制設(shè)備測量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),努力等效采用相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)噪聲控制產(chǎn)品國際貿(mào)易和交流;在環(huán)境噪聲和工業(yè)噪聲領(lǐng)域,明確采用噪聲暴露、噪聲照射、噪聲發(fā)射的概念,以避免在一些評價(jià)工作中的概念混肴。
2.噪聲控制技術(shù)的規(guī)范化
隨著噪聲控制技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步和噪聲控制工程經(jīng)驗(yàn)的積累,噪聲源的分析和識別技術(shù)的發(fā)展,聲學(xué)材料(包括吸聲材料、隔聲材料、阻尼材料及其復(fù)合材料)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,使更多的用戶有可能直接進(jìn)行噪聲控制工程設(shè)計(jì)。集中專家和工程師的經(jīng)驗(yàn),提出一個(gè)領(lǐng)域的
規(guī)范化設(shè)計(jì)文件,指導(dǎo)噪聲控制技術(shù)和工程的實(shí)施,使噪聲控制工程更有實(shí)效是必要的。近些年來,世界各國和一些國際組織在這方面做了大量工作,取得很大進(jìn)展。ISO已經(jīng)把上述領(lǐng)域很多內(nèi)容列入工作組項(xiàng)目。主要包括:
低噪聲機(jī)器設(shè)計(jì)導(dǎo)則(5);
低噪聲工作場所設(shè)計(jì)導(dǎo)則(1);
消聲器設(shè)計(jì)及在噪聲控制中的應(yīng)用;
隔聲罩設(shè)計(jì)及在噪聲控制中的應(yīng)用;
隔聲屏障設(shè)計(jì)規(guī)范;
建筑施工噪聲控制導(dǎo)則;
建筑內(nèi)吸聲體的評價(jià)、參數(shù)等。
通常,這些文件包括:測量方法和評價(jià)、效果預(yù)測和計(jì)算、設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用實(shí)例等。非噪聲專業(yè)工程技術(shù)人員可以利用這些規(guī)范進(jìn)行一般性噪聲控制工作。由于這些文件是在噪聲控制理論的基礎(chǔ)上很多有益經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),噪聲控制工作者應(yīng)充分利用。我國在這方面所作的工作和一些發(fā)達(dá)國家差距較大(如美國、德國、英國等)。應(yīng)該看到,近些年我國在環(huán)境噪聲和工業(yè)噪聲控制工程治理方面積累了大量符合我國國情的經(jīng)驗(yàn),這些噪聲控制工程經(jīng)驗(yàn)更適合我國的噪聲源在特性、聲源工況和受影響環(huán)境狀況,因而也更有實(shí)用價(jià)值。在這個(gè)基礎(chǔ)上制定我國相關(guān)噪聲控制導(dǎo)則規(guī)范是可能和必要的。目前我國急需組織制定的規(guī)范是:交通噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑施工噪聲控制規(guī)范。