噪聲防治與控制
評(píng)論: 更新日期:2008年05月21日
又稱(chēng)無(wú)調(diào)聲,是使人們聽(tīng)起有不舒服的嘈雜感覺(jué)而且妨害人們正常生活和工作的聲音。從物理學(xué)觀(guān)點(diǎn)看,是不同頻率和不同強(qiáng)度的聲音的無(wú)規(guī)律的雜亂組合。如機(jī)器的尖叫聲和汽車(chē)、火車(chē)的轟鳴聲等。有規(guī)律的振動(dòng)產(chǎn)生樂(lè)音,它的波形圖是周期性的曲線(xiàn);而噪聲的波形圖是沒(méi)有規(guī)律的非周期的曲線(xiàn)。因而噪聲又是樂(lè)音的反義詞。從生理學(xué)觀(guān)點(diǎn)講,凡是使人們討厭的、煩躁的和不需要的聲音都叫噪聲。因而噪聲有時(shí)不只單獨(dú)由物理量所能定義的,還與人們的心理和生理狀態(tài)有關(guān)。所以凡是(1)損害人們生理健康的聲音;(2)音量大的聲音;(3)使人們不愉快的聲音;(4)妨害人們交談的聲音;(5)使工作效率降低的聲音;(6)妨害人們休養(yǎng)、安靜睡眠的聲音;(7)由機(jī)械發(fā)出的聲音等都屬于噪聲之列。根據(jù)發(fā)生噪聲的性質(zhì)可以分為交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲、生活噪聲等。噪聲對(duì)環(huán)境是一種污染,必須加以控制。研究控制噪聲問(wèn)題的學(xué)科稱(chēng)為噪聲控制學(xué)。
?。?6)白噪聲(White noise)
用固定頻帶寬度測(cè)量時(shí),頻譜連續(xù)并且均勻的噪聲,即在各等帶寬的頻帶中所含噪聲能量相等。因此,用等帶寬的濾波通帶,以對(duì)數(shù)分布的頻率為橫坐標(biāo)時(shí),白噪聲的頻譜基本上呈水平線(xiàn)分布。但若采用等比帶寬的濾波通帶,也用對(duì)數(shù)分布的頻率為橫坐標(biāo),這時(shí)白噪聲的頻譜分布基本上為每倍頻程上升3dB的斜線(xiàn)。
由于各頻率成分的能量分布均勻,故類(lèi)似于光學(xué)中的白光形成原理,為此引用“白”字定名白噪聲。
(17)背景噪聲(Background noise)
主要指電聲系統(tǒng)中有用信號(hào)以外的總噪聲,但在工業(yè)噪聲測(cè)量中也指待測(cè)對(duì)象以外的噪聲。在噪聲測(cè)量中,一般要求背景噪聲低于聲源噪聲10dB以上,若不足10dB,必須對(duì)測(cè)量的噪聲級(jí)進(jìn)行修正;若不足3dB,測(cè)量結(jié)果無(wú)效。
背景噪聲常與本底噪聲通用,不加區(qū)別。
?。?8)感覺(jué)噪聲級(jí)(Perceived noise level)
噪度的分貝標(biāo)度,記為L(zhǎng)PN,它的分貝數(shù)就是等感覺(jué)噪度曲線(xiàn)上1000Hz所對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)的分貝數(shù),單位是(PNdB)。感覺(jué)噪聲級(jí)大約每增減10(PNdB),噪度增減1倍。感覺(jué)噪聲級(jí)計(jì)算程序?yàn)椋河蓽y(cè)量所得的倍頻程聲壓級(jí),利用等噪度曲線(xiàn)轉(zhuǎn)換為噪度(吶),并利用各倍頻程的噪度求出總噪度N,然后利用感覺(jué)噪聲級(jí)LPN與總噪度N的關(guān)系式
LPN=33.3lgN+40(PNdB)
就可以計(jì)算出感覺(jué)噪聲級(jí)。
感覺(jué)噪聲級(jí)反映了聲音吵鬧厭煩的主觀(guān)感覺(jué)程度,突出了高頻聲的作用,常作為飛機(jī)噪聲的評(píng)價(jià)參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,可以用A聲級(jí)加13dB(LA+13)或D聲級(jí)加7dB(LD+7)來(lái)估算。
(19)復(fù)合噪聲評(píng)價(jià)數(shù)(CNR)
評(píng)價(jià)機(jī)場(chǎng)附近噪聲干擾的參數(shù)。它考慮了每種飛機(jī)的噪聲級(jí),使用機(jī)場(chǎng)的各種飛機(jī)的比例,早晚飛行次數(shù),飛行路線(xiàn),飛行操作方式等多種因素,其定義為
CNR=LEPN+10lg(ND+10NN)-12
式中,LEPN——有效感覺(jué)噪聲級(jí);
ND——白天飛行次數(shù);
NN——夜間飛行次數(shù)。
(20)插入損失(Insertion Ioss)
指在空間某一固定位置(也可以是空間某一場(chǎng)所幾個(gè)選定點(diǎn)的平均值),在聲源(風(fēng)機(jī)管道或其開(kāi)口)加置消聲器前后聲壓級(jí)或聲級(jí)的差值。其值的大小與消聲器的消聲特性和消聲器所處的環(huán)境有關(guān)。由于測(cè)量值對(duì)環(huán)境要求較低,因此插入損失常被用來(lái)評(píng)價(jià)消聲器的消聲性能。
(21)測(cè)量放大器(Measuring amplifier)
是聲學(xué)測(cè)量的基本儀器之一??捎米鞲哔|(zhì)量電壓放大器,配接測(cè)量傳聲器可測(cè)量聲壓級(jí)和聲級(jí)。它是由可變衰減器、放大器和濾波器組成。它的電路通常分為兩部分:前一部分放大量為40dB,并在前面加有0~100dB的可變衰減器。后一部分是把經(jīng)過(guò)濾波器后的信號(hào)用0~40dB的衰減器衰減和60dB增益的放大器放大,使輸出信號(hào)在10V左右,這樣記錄和測(cè)量都較為方便。
測(cè)量放大器的頻率范圍不窄于20Hz~20kHz,并設(shè)置計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)和三種典型時(shí)間常數(shù)的平均電路,也可外接濾波器,其功能相當(dāng)于一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室用的0級(jí)聲級(jí)計(jì)。
?。?2)測(cè)量傳聲器(Measuring microphone)
亦稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器。在規(guī)定工作條件下響應(yīng)已知的一種傳聲器。其靈敏度已按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)精確地校準(zhǔn)。通常采用電容傳聲器作測(cè)量傳聲器,它的靈敏度高,頻率響應(yīng)寬而平直,穩(wěn)定性好。直徑10mm的電容器傳聲器的靈敏度約為50mV/Pa(或26dB,基準(zhǔn)靈敏度為1V/Pa),頻響達(dá)20~40kHz,沒(méi)有指向性,聲壓級(jí)的測(cè)量范圍大約為30~140dB。
測(cè)量傳聲器分為聲壓型和聲場(chǎng)型兩類(lèi)。聲壓型傳聲器常用于混響聲場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量以及耦合腔聲校準(zhǔn)等。聲場(chǎng)型傳聲器常用于自由聲場(chǎng)或類(lèi)似自由聲場(chǎng)的聲學(xué)環(huán)境中,如在室外、消聲室內(nèi)或大型車(chē)間里。
近年來(lái)已出現(xiàn)駐極體測(cè)量傳聲器,其性能基本上達(dá)到了電容傳聲器的技術(shù)特性,但不需要外加極化電壓,使用更為方便。
測(cè)量傳聲器在室外特殊環(huán)境中使用時(shí),應(yīng)該配備相應(yīng)的附件,如防風(fēng)罩、防雨罩和鼻錐等。
?。?3)噪聲污染(Noise pollution)
噪聲對(duì)其周?chē)h(huán)境造成的不良影響。與空氣污染、水污染一起被公認(rèn)為當(dāng)代世界三大公害。工業(yè)噪聲是噪聲污染的主要來(lái)源??刂圃肼曃廴镜母就緩绞墙档蜋C(jī)器本身的噪聲。此外,尚可采用吸聲、隔聲、隔振和阻尼等多種方法防治噪聲污染。其污染不產(chǎn)生后效。即噪聲源停止后,污染立即消失;其危害是慢性的和間接的,一般不直接致命。主要使人耳聾,誘發(fā)心血管、消化、神經(jīng)等內(nèi)臟器官病變。同時(shí)噪聲干擾休息,影響睡眠、降低勞動(dòng)生產(chǎn)率,高強(qiáng)度的噪聲還能造成建筑結(jié)構(gòu)和建筑物的破壞。盡管對(duì)噪聲的反應(yīng)強(qiáng)烈,但普遍對(duì)其危害認(rèn)識(shí)不足,往往管理工作不力。當(dāng)前加強(qiáng)噪聲立法,健全噪聲管理法規(guī)是消除其污染的關(guān)鍵。
?。?4)結(jié)構(gòu)噪聲(Structural noise)
噪聲源的輻射表面不是直接暴露于空氣或水中,而是它所產(chǎn)生的振動(dòng)經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)傳播到輻射表面后向空氣或水輻射聲波的噪聲。結(jié)構(gòu)噪聲普遍存在于各種機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中,特別是各種機(jī)動(dòng)運(yùn)輸工具的結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中。降低這種噪聲對(duì)降低整機(jī)的噪聲輻射,提高其機(jī)械性能,延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命都是有重要意義的。就結(jié)構(gòu)噪聲而言,降低從振動(dòng)源到輻射表面的振動(dòng)傳輸效率是降低噪聲的重要手段。常采用下述幾種措施來(lái)減小結(jié)構(gòu)噪聲。
1.隔振安裝。即在振動(dòng)源與結(jié)構(gòu)件之間插入比較柔韌的隔振器;
2.將阻尼材料用于整體結(jié)構(gòu)中,這種方法對(duì)一些情況可取得良好效果;
3.阻抗失配,即改變構(gòu)件的橫截面及接觸方法,產(chǎn)生阻抗失配,使入射彎曲波的一部分反射回去;
4.在結(jié)構(gòu)中采用振動(dòng)吸收器及振動(dòng)抑制器。
?。?5)齒輪噪聲(Gear noise)
嚙合的齒輪對(duì)或齒輪組在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于互相碰撞或摩擦激起齒輪體振動(dòng)而輻射出來(lái)的噪聲。齒輪系統(tǒng)包括齒輪、輪軸、齒輪架和齒輪箱。一旦在傳動(dòng)過(guò)程中激振的頻率與齒輪系統(tǒng)的固有頻率相重合時(shí),便產(chǎn)生共振,輻射噪聲急驟增強(qiáng)。
齒輪噪聲的降低應(yīng)從齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)和潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑油粘度的選擇,以及加工精度、表面光潔度的提高等因素加以研究解決。
?。?6)工業(yè)噪聲(Industrial noise)
采取自然物質(zhì)資源,制造生產(chǎn)資料、生活資料,或?qū)r(nóng)產(chǎn)品、半成品等進(jìn)行加工過(guò)程中輻射出的噪聲。從本世紀(jì)五十年代以來(lái),隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展,隨之而來(lái)的工業(yè)噪聲對(duì)人類(lèi)的沖擊愈來(lái)愈嚴(yán)重。目前工業(yè)企業(yè)車(chē)間噪聲多數(shù)在75~105分貝(A)范圍內(nèi),也有一部分在75dB(A)以下,還有少量的車(chē)間或機(jī)器的噪聲級(jí)高達(dá)110~120dB(A),甚至超過(guò)120dB(A)。特別是機(jī)械工廠(chǎng)的鼓風(fēng)機(jī)、空氣錘、沖床,建筑材料廠(chǎng)的球磨機(jī)、風(fēng)車(chē),發(fā)電廠(chǎng)的燃?xì)廨啓C(jī),紡織廠(chǎng)的織布機(jī)、空調(diào)風(fēng)機(jī)等,在操作地點(diǎn)噪聲級(jí)在100~110dB(A),這些噪聲傳到居民區(qū)有60~80dB(A),甚至到90dB(A)。高壓鍋爐、大型鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)排氣放空的噪聲級(jí)高達(dá)110~150dB(A),傳到居民區(qū)常常超過(guò)90dB(A)。
解決工業(yè)噪聲的危害,必須堅(jiān)持“預(yù)防為主”和“防治結(jié)合”的方針。一方面要依靠科學(xué)技術(shù)來(lái)“治”,另一方面必須依靠立法和法規(guī)來(lái)“防”。應(yīng)該把工業(yè)噪聲污染問(wèn)題與廠(chǎng)房車(chē)間的設(shè)計(jì)、建筑、布局以及輻射強(qiáng)烈噪聲的機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)制造同時(shí)考慮,堅(jiān)持工業(yè)企業(yè)建設(shè)的“三同時(shí)”(噪聲控制設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn))原則,才能使新的工業(yè)企業(yè)不致產(chǎn)生的噪聲污染。也應(yīng)把城市建設(shè)布局和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃從工業(yè)噪聲控制的角度加以審查,并采取適當(dāng)?shù)恼呒右员WC。
(27)城市噪聲(City noise)
是城市交通運(yùn)輸噪聲、工廠(chǎng)噪聲、建筑施工噪聲和社會(huì)噪聲的總稱(chēng)。其中以交通噪聲影響最大最廣泛。
交通噪聲往往又是以道路交通噪聲為最嚴(yán)重。臨近城市的機(jī)場(chǎng)噪聲、火車(chē)噪聲也不可忽視。道路交通噪聲主要來(lái)自機(jī)動(dòng)車(chē)輛本身的發(fā)動(dòng)機(jī)、冷卻風(fēng)扇和進(jìn)排氣口裝置。時(shí)速超過(guò)60km/h的車(chē)輛,輪胎與地面接觸的噪聲十分突出。車(chē)速增加一倍,車(chē)輛的噪聲增加6~9dB,此外,道路交通噪聲與車(chē)流量、道路寬度、路面條件,兩旁設(shè)施、車(chē)輛類(lèi)型等因素有關(guān)。
工廠(chǎng)噪聲不僅直接給工人帶來(lái)危害,而且對(duì)附近居民的影響也很大,特別是分散在居民區(qū)的一些街道工廠(chǎng)更為嚴(yán)重,一般工廠(chǎng)車(chē)間內(nèi)噪聲大多在75~105dB(A),也有一部分在75dB(A)以下,還有少量的車(chē)間或設(shè)備噪聲級(jí)高達(dá)110~120dB(A)。
建筑施工噪聲雖然是暫時(shí)性的,但隨著城市建設(shè)的發(fā)展,興建和維修工程對(duì)整個(gè)城市來(lái)說(shuō),其工程量和范圍都很廣的而且是經(jīng)常性的,也應(yīng)引起注意。
社會(huì)噪聲主要指社會(huì)人群活動(dòng)出現(xiàn)的噪聲。例如社會(huì)上的宣傳使用擴(kuò)音喇叭,家庭用的電器和工具,以及人們的喧鬧的聲音。隨著城市人口密度的增加,這類(lèi)噪聲愈來(lái)愈嚴(yán)重。根據(jù)我國(guó)城市噪聲調(diào)查,多數(shù)城市的這類(lèi)噪聲的戶(hù)外平均A聲級(jí)大約是55~60dB。
城市噪聲的控制除技術(shù)措施外,從城市噪聲管理方面入手,制定噪聲標(biāo)定立法,以及合理考慮城市建設(shè)規(guī)劃,也是十分重要而且是有效的。
?。?8)燃燒噪聲(Burner noise)
內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)吸入空氣與噴入燃油在一定的氣油壓縮比和溫度條件下急驟燃燒,熱量迅速釋放,產(chǎn)生突變壓力,引起氣缸頭和活塞頂部等部件振動(dòng)而輻射出來(lái)的噪聲,其噪聲級(jí)的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)、運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)存在著一定關(guān)系,大約與缸徑的五次方成正比,其聲強(qiáng)可表示為
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