第_章緒論環境聲學是1974年第八屆國際聲學會議上正式使用的術語，是環境物理學的一個分支學科。它從物理學的角度探討聲環境質量的變化規律，以及評價、控制和改善環境質量的技術措施。主要研究聲音的產生、傳播和接收，及其對人體產生的生理、心理效應；研究聲環境質量評價的理論和方法；研究控制和改善聲環境質量的技術和管理措施。聲學系統一般是由聲源、傳播途徑和接收器三個環節組成。控制噪聲污染必須從三個環節分別采取控制的技術措施：首先應在聲源處抑制噪聲；其次在聲傳播途徑中控制噪聲；最后在接收器上加載保護設施隔離噪聲。第二章聲波的基本性質及傳播規律聲波的產生和傳播必須具備兩個條件：一是聲源的機械振動，二是聲源周圍存在彈性介質。在物理學上，把振幅和頻率等聲學特性雜亂、斷續及其變化無規則的振動，稱為噪聲。在環境學上，把一切干擾人們工作、學習和休息的聲音，即不需要的聲音都看作噪聲。由于環境噪聲一般在空氣中傳播，因此討論的重點是空氣聲。彈性介質中的介質元在單位時間內所完成振動的次數稱為聲波的頻率。兩個相鄰的同相位點之間的距離稱為波長。聲波在彈性介質中傳播的速度稱為聲速。聲波的頻率由聲源的振動頻率決定，與介質的性質無關。聲速由介質的性質決定，與聲源的振動狀況無關。聲波傳播到靜止介質時，一方面使介質在平衡位置作往復振動，獲得振動動能；另一方面使介質產生膨脹和壓縮的疏密過程，介質獲得形變勢能。這兩部分總和稱為聲能量。單位體積內的聲能量稱為聲能密度?。將體積內聲能量的瞬時值對一個周期取平均，得到體積元內聲能量的平均值為E=—jTEdt=—V-^A-To2opc20E1p2p2平均聲能量密度為④=YT=~J=—LV2pc2pc2聲源在單位時間內輻射的聲能量稱為聲功率。平均聲功率W=板cSWp2單位時間內通過垂直于聲波傳播方向上單位面積的平均聲能量稱為聲強II=c=。c=4SpcTOC\o"1-5"\h\z_II聲音的聲強級Li=lg—(B)=10lg—(dB)P2p聲壓級L=igJ(B)=20lg——(dB)p2p基準聲強Io和基準聲壓Po分別取10-12W/m2和2x10-5PaWW\o"CurrentDocument"聲功率級Lw=lgw(B)=10lgW(dB)00_工，一，p2400400尸強級和尸壓級的關系：L=10lg+10lg=L+10lg—/p2p°"p°c兩個聲源共同影響下的聲壓級為L=10lg（10L+10L）p把某一范圍的頻率劃分成若干小的頻率段，每一段以它的中心頻率為代表，然后求出聲信號在各頻率段的中心頻率上的幅值，作為它的頻譜，將這種頻率段的劃分稱為頻程。另每一頻率段的上限頻率/和下限頻率/的比值為4=2n21f空氣中的聲波一部分聲能量會在界面上發生反射，另一部分聲能量穿過介質界面透射到第二種介質中。聲壓的反射系數r為反射聲壓幅值和入射聲壓幅值之比，r=%=P2c2—P1ZpppPc+PciA2211p聲壓的透射系數T為透射聲壓幅值和入射聲壓幅值之比，^=4piAP22P11聲壓的反射系數和透射系數與入射、反射和透射聲波的聲壓大小無關，只與兩介質的特性有關，把介質密度和該介質中的聲速之乘積PC稱作該介質的聲阻抗率。聲強的反射系數r,和聲強的透射系數T/r產,=1通常把r值小的材料稱為吸聲材料，把t值小的材料稱為隔聲材料。當聲波在傳播途徑中遇到障礙物或者遇到帶有小孔的障板時，若障礙物的尺寸或小孔的尺寸與聲波的波長相比很小，則聲波能夠繞過障礙物或小孔的邊緣前進，并引起聲波傳播方向的改變，稱為聲波的衍射或繞射。點聲源在自由空間中的輻射指向性因素Re:在離點聲源相同距離處，某一。角方向上的聲強級%和所有方向上平均聲強級I的比。聲源輻射的聲波在傳播過程中，其波陣面隨距離的增加而增大，聲能量擴散，因而聲強或聲壓將隨距離的增加而衰減。發散性衰減時聲傳播過程中的主要衰減。還存在由空氣吸收、地面吸收、屏障，以及氣象條件等因素引起的衰減。第三章噪聲源的測量一般傳聲器接收聲波的方式有4種：壓強式、壓差式、壓強與壓差復合式和多聲道干涉式。在聲學測量中測量精度較高的通常是壓強式。原理噪聲源聲功率的測量方法有：聲壓法、聲強法和振速法；從測量環境分類有：自由聲場法（消聲室或半消聲室）混響室法（專用測試室或硬壁測試室）、戶外聲場法；從測量精度分類有：精密法、工程法和簡易法。聲級計一般由傳聲器、放大器、衰減器、計權網絡、檢波器和指示器等組成。通常使用活塞發生器、聲級校準器或其他聲壓校準儀器對聲級計進行校準。若聲級校準器的頻率為1000Hz，聲級計可置于任意計權網絡位置。聲級計的主要附件：1、防風罩，當風速大于5m/s時，即使采用防風罩，對不太高的聲壓級測量結果仍有影響。2、鼻形錐，若在穩定的高速氣流中測量噪聲聲壓級，應在傳聲器上裝配鼻形錐。3、延伸電纜，在一些對測量結果要求較高的情況下，為避免測量儀器和測量人員多聲場的干擾，或在不可能接近測量點的情況下可使用。第四章環境噪聲與振動的評價及測量方法當某一頻率的純音和1000Hz的純音聽起來同樣時，這時1000Hz純音的聲壓級就定義為該待定純音的響度級，

符號為L^，單位為方(phon)與主觀感覺的輕響程度成正比的參量為響度，符號為N,單位為宋(sone)其定義為正常聽者判斷一個純音比響度級為40phon參考聲響的倍數，規定響度級為40phon時響度為1sone。Ln=40+10log2N(phon)對不同頻率聲音的聲壓級經某一特定的加權修正后，再疊加計算得到總的聲壓級，此聲壓級稱為計權聲級。等效連續A聲級簡稱等效聲級，它等效于在相同的時間間隔內與不穩定噪聲能量相等的連續穩定噪聲的A聲級，其符號為1碩或L約，數學表達式為L=10lg[T1L(100.1l".)](dB)或L=10lg(N11100.匕)(dB)TOC\o"1-5"\h\zi=1i=1\o"CurrentDocument"晝夜等效聲級L=10lg[2x10o.1l』+1x100.1(L〃+10)](dB)血33L90相當于本底噪聲級，L50相當于中值噪聲級，L10相當于峰值噪聲級。\o"CurrentDocument"L=L+化0一、)2eq5060噪度用Nn表示，單位為吶(noy)定義在中心頻率為1kHz的倍頻程頻帶上，聲壓級為40dB的噪聲的噪度為1noy.將噪度轉換成分貝指標，稱為感覺噪聲級，用Lpn表示LPN=40+10log2Nn(dB)實際測量中常近似地有A聲級家13dB求得，即LpN=LpA+13(dB)在航空噪聲評價中，對在一段監測時間內飛行事件的評價采用計權等效連續感覺噪聲級LwE(：pN。計權等效連續感覺噪聲級Lwecpn是通過感覺噪聲級LEPN來計算得到的。交通噪聲指數TNITNI=4(L10—L90)+L90—30(dB)噪聲污染級也是一種用以評價噪聲對人的煩惱程度的評價量，它既包含了對噪聲能量的評價，也包含了噪聲漲落的影響。噪聲污染級用標準偏差來反映噪聲的漲落，標準偏差越大，表示噪聲的離散程度越大，即噪聲的漲落越LNp=L+K。(dB)對于隨即分布的噪聲，大。噪聲污染級有符號L*m。LNp=L+K。(dB)對于隨即分布的噪聲，90)噪聲污染級和等效連續A90)LNP=Leq+J。—L每個人受到的噪聲沖擊強度，稱為噪聲沖擊指數用NNI表示，其計算式為NNI^TW^NNI^TW^(dB)￡PTWP——噪聲沖擊總計權人數TWP=￡W(L)xP(L)](dB)idnidnPi(LL全年或某段時間內受第i等級晝夜等效聲級范圍內(如60~65)影響的人口數Wi(L血)—第i等級晝夜等效聲級的計權因子由于噪聲的存在，降低了人耳對另外一個聲音聽覺的靈敏度，使聽閾發生偏移，這種現象稱為噪聲掩蔽。從人對振動的主觀感覺和振動對人影響的角度來看，振動對人的主要影響因素為振動的強度、頻率、方向和暴露是假。其中人能感覺到的振動頻率的范圍為1?1000Hz，其中1?100Hz為敏感區。環境噪聲標準從內容和性質上可以分為產品標準、排放標準、質量標準和衛生標準幾大類。類聲環境功能區：指《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》在1996年10月經中華人民共和國第八屆全國人民代表大會常務委員會第二十次會議通過。制定《防治法》的目的是為了保護和改善人們的生活環境，保障人體健康，促進經濟和社會的發展。共分8章64條《防治法》中明確規定國務院環境保護行政主管部門劃分不同的功能區制定國家聲環境質量標準。縣級以上地方人民政府根據國家聲環境質量標準，劃定本行政區域內各類聲環境質量標準的適用區域，并進行管理。國務院環境保護行政主管部門根據國家聲環境質量標準和國家經濟、技術條件，制定國家環境噪聲排放標準。五類聲環境功能區的適用區域為：0類聲環境功能區：指康復療養區鄧特別需要安靜的區域。1類聲環境功能區：指一居民住宅、醫療衛生、文化教育、科研設計、行政辦公為主要功能，需要保持安靜的區域。2類聲環境功能區：指以商業金融、集市貿易為主要功能‘或者居住、商業、工業混雜，需要維護住宅安靜的區域。3類聲環境功能區：指以工業生產、倉儲物流為主要功能，需要防止工業噪聲對周圍環境產生嚴重影響的區域。4類聲環境功能區：指交通干線兩側一點距離之內，需要防止交通噪聲對周圍環境產生嚴重影響的區域，包括4a類和4b類兩種類型。4a類為高速公路、一級公路、二級公路、城市風快速公路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通、內河航道兩側區域;4b為鐵路干線兩側區域。允許噪聲級8小時90db1/16小時111dB最高115dB計算噪聲暴露率D=kLi聲級允許暴露時間為TiTi'在Li聲級的暴露時間為Tsi第五章聲環境影響評價聲環境影響評價常用量有1、Leq等效聲級2、Ld晝間等效聲級3、Ln夜間等效聲級4、L血晝夜等效聲級5、Lpmax最大A聲級6、LwAA聲功率級。聲環境影響評價工作等級一般分為三級，基本原則為：對于大、中型建設項目，若其處于城市規劃區內(包括已規劃的未建成區內)或受噪聲影響的范圍內，有使用于GB3096-2008規定的0類標準及以上的需要特別安靜的地區，以及對噪聲有特別限制要求的保護區等噪聲敏感目標，或項目建設前后距該項目聲源最近的敏感目標噪聲級增加達5dB以上［含5dB(A)］，或受影響人口數量顯著增多時，按一級評價進行工作。對于大、中型建設項目，若其所處的聲環境功能區為GB3096-2008規定的1類、2類標準的地區，或項目建設前后距該項目聲源最近的敏感目標噪聲級增加達3-----5dB(A)，或受影響人口數量增多較多時，按二級評價進行工作。對處在GB3096—2008規定的3類、4類標準地區的中型建設項目，以及處在GB3096—2008規定的1類、2類標準地區的小型建設項目，或大、中型建設項目距該項目聲源最近的敏感目標噪聲級增加在3dB(A)以下［含3dB(A)］，且受影響人口數量變化不大時，按三級評價進行工作。在確定評價工作等級時，如建設項目符合兩個以上級別的劃分原則，按較高級別的工作等級要求進行工作。處于城市規劃區的新建高等級公路(包括高速公路)、鐵路、城市軌道交通，以及大、中型機場按一級評價進行工作。對處在非敏感區的小型建設項目，噪聲評價只填寫“環境影響報告表”。對于以固定聲源為主的建設項目(如工廠、港口、施工工地等)，一般以項目邊界外200m內為評價范圍，可滿足一級評價的要求；二級、三級評價范圍可根據項目所在區域的聲環境功能區類別、相鄰區域的聲環境功能區類別及噪聲敏感目標等實際情況適當縮小。如依據聲源計算到200m以外，L的值仍不能滿足相應功能區標準時，應將評價范圍擴大到滿足標準的區域。聲環境影響評價專題報告一般應有下列內容：1、總論：包括編制依據、有關噪聲標準及保護目標、噪聲評價工作等級、評價范圍2、工程概述：主要論述該工程與噪聲有關的內容，重點明確擬建項目主要噪聲源及其所擬采取的噪聲控制措施3、環境噪聲現狀調查與評價：包括調查與測量范圍、測量方法、測量儀器，以及測量結果；簡要敘述評價范圍內的主要噪聲源，噪聲功能區劃及各功能的噪聲超標情況及超標原因，主要敏感點噪聲超標情況及受噪聲影響的人口數量，改、擴建項目應對老工程和噪聲的現狀及其變化重點分析評價4、噪聲環境影響預測和評價：包括預測時段、預測基礎資料、預測方法(類比預測法、模式計算法及其參數選擇、預測模式驗證法X聲源數據，明確建設項目在不同階段下邊界(廠界、場界)噪聲達標、超標情況及超標原因，不同功能區達標、超標情況，或敏感目標超標情況及受影響的人數。5、提出需要增加的、適用于擬建項目的噪聲防治對策，給出各項措施的降噪效果及投資估算，并分析其經濟、技術的可行性。提出針對該擬建項目的有關噪聲污染管理、噪聲監測和城市規劃方面的建議。6、噪聲環境影響評價小結或結論。聲環境現狀調查主要調查內容：1、氣象條件2、地形、地貌3、土地使用功能和聲環境功能區劃4、主要敏感目標5、噪聲源。調查方法：①收集資料法②現場調查③現場測量法。聲環境影響預測步驟：首先，建立坐標系，確定各噪聲源位置和預測點位置。其次，根據已獲得的噪聲源聲級數據和各噪聲源到預測點的聲波傳播條件資料，計算出噪聲從各聲源傳播到預測點的聲衰減量，由此計算出各聲源單獨作用時在預測點產生的A聲級。然后，按工作等級要求繪制等聲級線圖。點聲源的幾何發散衰減基本公式：L(r)=L(r0)-20lg(%)L(r0)——參考點r0處聲源L(r)——預測點r處聲級線聲源的幾何發散衰減基本公式：1、無限長聲源A街=10lg(/),02、有限長聲源線聲源長為l0當r>l且r>l時L(r)=L(r)-20lg(%)TOC\o"1-5"\h\z0000r0當r<l/3且r<l/3時L(r)=L(r)-10lg(%)0000r-0當l/3<r<l且l/3<r<l時L(r)=L(r)-15lg(r/)000000，?r0面聲源的幾何發散衰減當d<a/丸時，聲源幾乎不衰減；當a/丸<d<b/兀時，距離加倍聲級衰減3dB左右，類似線聲源衰減特性；當d>b/丸時，距離加倍聲級衰減近于6dB，類似點聲源衰減特性。第六章聲環境規劃與環境噪聲控制聲波在厚草地上或穿過灌木叢傳播時：Ag,]=(0.18lgf—0.31)rA把——聲波在厚草地上或穿過灌木叢傳播時聲壓級的衰減量，dBf——聲波頻率，Hzr——傳播距離，m聲波穿過樹林平均的衰減量：Ag,2=0.01f‘3r第七章吸聲降噪結構由于空氣質點振動所產生的摩擦作用，使聲能量被轉化為熱能而損耗，引起聲波隨傳播距離的增加而逐漸衰減，這種現象稱為空氣吸聲。當聲波入射到材料表面時，有一部分聲能量被材料吸收，從而引起聲能量的降低，這種現象稱為材料吸聲。如果按其吸聲機理分類，可以分成多孔性吸聲材料和共振吸聲材料兩大類。任何材料或結構對入射的聲波都有一定程度的吸收作用，具有較好吸聲效果的材料或結構稱為吸聲材料或結構。吸聲系數定義為材料吸收的聲能量與入射到材料上的總聲能量之比，符號為a。用公式可表示為a=芻Ei=二1EiEi——入射聲能量Ea——被材料或結構吸收的聲能量Er——被材料或結構反射的聲能量Y——聲能量反射系數一般材料的吸聲系數介于0?1，通常把吸聲系數a>0.2的材料稱為吸聲材料。聲波入射到材料表面的方向可分為正入射、斜入射和無規則入射三種形式。P162駐波比法垂直入射吸聲系數測量傳遞函數法垂直入射吸聲系數測量混響室法無規入射吸聲系數測量吸聲性能的單值評價量平均吸聲系數對所有測量頻帶的吸聲系數取算術平均，得到的結果被稱為平均吸聲系數。對于倍頻程的測量頻帶，平均吸聲系數為125?4000Hz的6個倍頻程頻帶上吸聲系數的算術平均值降噪系數中心頻率為250Hz、500Hz、1000Hz和2000Hz的四個倍頻程頻帶吸聲系數的算術平均值稱為降噪系數，符號為NRC。NRC二以偵+以500+%000+氣0004吸聲量吸聲系數反映單位面積吸聲材料的吸聲能力。吸聲系數乘以相應的材料表面積，即為材料的吸聲量，符號為A，單位為皿A=a?S房間平均吸聲系數的定義為不同吸聲系數的表面積加權平均，用公式表示為-￡(…s)i多孔性吸聲材料的吸聲機理：當聲波入射到材料表面時，激發其孔隙內部的空氣振動，使空氣與固體筋絡間產生相對運動并發生摩擦作用，由空氣的黏性在孔隙內產生相應的黏性阻力，使得振動空氣的動能不斷轉化為熱能，從而使聲能量衰減；另一方面，在空氣的絕熱壓縮過程中，空氣與孔壁之間不斷發生熱交換，產生熱傳導效應，從而使聲能量轉化為熱能而衰減。多孔性吸聲材料必須具備以下條件：材料內部有大量的孔隙，而且孔隙應盡量細小分布均勻。材料內部的孔隙必須式向外敞開的，也就是說必須通到材料的表面，使得聲波能夠從材料表面很容易地進入材料內部。材料內部的孔隙一般是相互連通的，而不是封閉的。影響多孔性吸聲材料吸聲性能的因素：1空氣流阻的影響2孔隙率的影響3材料厚度的影響4材料平均密度的影響5背后空腔的影響6護面層的影響7溫度和濕度的影響共振吸聲結構的吸聲機理是當聲波頻率與共振吸聲結構的固有頻率相同時，發生共振。這時，聲波激發吸聲結構產生振動，并使振幅和振動速度都達