建筑物理聲學噪聲的評價和控制第一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.1噪聲7.1.1什么是噪聲？噪聲是聲音的一種。從物理角度看，噪聲是由聲源作無規則和非周期性（頻率特性雜亂無章）振動產生的聲音。從環境保護角度看，噪聲是指那些人們不需要的、令人厭惡的或對人們生活和工作有防礙的聲音。第二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.1.2噪聲源及其噪聲大小：聲音噪聲級(A)對人的影響

火箭導彈發射150-160聽覺器官物理損傷噴氣飛機噴口130-140痛、無法忍受螺旋槳飛機、高射機槍120-130痛柴油機、球磨機

110-120難于忍受織布機、電鋸100-110較難忍受載重汽車、喧囂馬路90-100很吵大聲說話、較吵的附近70-80較吵一般說話60-70對其他講話者有干擾普通房間50-60較靜靜

夜30-40非常靜消聲室內10-20極靜聽覺下限0-10聽(0)第四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.1.3噪聲的來源：交通噪聲、工業噪聲、生活噪聲。

交通噪聲

交通噪聲主要是由交通工具在運行時發出來的。如汽車、飛機、火車等都是交通噪聲源。調查表明，機動車輛噪聲占城市交通噪聲的85%。車輛噪聲的傳播與道路的多少及交通量大小有密切關系。在通路狹窄、兩旁高層建筑物櫛比的城市中，噪聲來回反射，顯得更加吵鬧。第五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六汽車噪聲主要來自汽車排氣噪聲。若不加消聲器，噪聲可達100分貝以上。其次為引擎噪聲和輪胎噪聲，引擎噪聲在汽車正常運轉時，可達90分貝以上，而輪胎噪聲在車速為90公里/時以上時，可達95分貝左右。因此，在排氣系統中加上消聲器，可使汽車排氣噪聲降低20-30分貝。在引擎方面，以汽油引擎代替柴油引擎，可以降低引擎噪聲6-8分貝。

第七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六

此外，接近城市中心的鐵路客貨運站，由于來往列車都要在市區內穿行，因而影響較大，尤其是在客流量大時，其影響是不容忽視。地鐵的噪聲來源與火車相似。因車輛在地道內行駛，噪聲不易散失，對車廂內的人干擾較大。據英國實測，車廂內開窗時噪聲高達102分貝。第八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六工業噪聲

工業噪聲主要來自生產和各種工作過程中機械振動、摩擦、撞擊以及氣流擾動而產生的聲音。城市中各種工廠的生產運轉以及市政和建筑施工所造成的噪聲振動，其影響雖然不及交通運輸廣，但局部地區的污染卻比交通運輸嚴重得多。因此，這些噪聲振動對周圍環境的影響也應予重視。

第十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.1.4噪聲的危害

科學家們已經全面研究了噪聲對生物和人類的影響。如小白鼠在160分貝的環境中，幾分鐘就會死亡。人在噴氣發動機5米處，幾分鐘就變成聾子。一般認為40分貝是正常的環境聲音，在此以上就是有害的噪聲。第十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六國際標準化組織(ISO)于1971年曾公布0-45年等效連續噪聲A聲級與噪聲性耳聾病率的關系。0-45年等效連續噪聲A聲級與噪聲性耳聾發病率的關系(%)等效連續A聲級(dB)0515202530354045≤80發病率000000000

聽力損傷者1257101421335085發病率0156789107

聽力損傷者121013172230435790發病率0414161618202115

聽力損傷者161923263241546595發病率0724282931322923

聽力損傷者1929353945536237100發病率01237424544444133

聽力損傷者11442495358657483105發

病

率

01853586062615441

聽力損傷者12058657076828791110發

病

率

02647787877726245

聽力損傷者12876858891939595115發

病

率

03683878481756447

聽力損傷者13888949495969797第十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六2）噪聲對睡眠的干擾

人類有近1/3的時間是在睡眠中度過的。睡眠是人類消除疲勞、恢復體力、維持健康的一個重要條件。但環境噪聲會使人不能安眠或被驚醒，在這方面，老人和病人對噪聲干擾更為敏感。當睡眠被干擾后，工作效率和健康都會受到影響。第十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六3)噪聲對語言交流的干擾

噪聲對語言交流的影響，來自噪聲對聽力的影響。這種影響，輕則降低交流效率，重則損傷人們的語言聽力。研究表明：30dB(A)以下屬于非常安靜的環境，如播音室、醫院等應該滿足這個條件。40dB(A)是正常的環境，如一般辦公室應保持這種水平。50-60dB(A)則屬于較吵的環境，此時腦力勞動受到影響，談話也受到干擾。第十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第二十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第二十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六4)噪聲可引起多種疾病

噪聲除了損傷聽力以外，還會引起其他人身損害。噪聲可以引起心緒不寧、心情緊張、心跳加快和血壓增高。噪聲還會使人的唾液、胃液分泌減少，胃酸降低，從而易患胃潰瘍和十二指腸潰瘍。一些工業噪聲調查結果指出，勞動在高噪聲條件下的煉鋼工人和機械車間工人比安靜條件下人的循環系統發病率高。在強聲下，高血壓的人也多。不少人認為，20世紀生活中的噪聲是造成心臟病的原因之一。第二十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第二十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第二十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六（5）對工作效率的影響（6）對建筑物影響第二十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.2噪聲的評價7.2.1A聲級LA

是目前國際上使用最廣泛的噪聲評價方法。A聲級是對聲音的頻帶上使用A計權網絡得到的加權即時單一值。單位是dB(A)。A聲級反映了人耳對不同頻率聲音響度的計權。不論噪聲強度是高還是低，A聲級都能較好地反映人的主觀感覺，A聲級越大，人感覺越吵。對于穩態的噪聲，可以直接測量A聲級進行評價。第二十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.2.2等效連續A聲級Leq有時，噪聲的A聲級是變化的，不能簡單的使用某一時刻的A聲級，需要使用在一段時間內使用平均A聲級來表示能量平均，即Leq。例如，在一小時內，每五分種A聲級有變化，如下：時間123456789101112A聲級(dB)808390869281668694959288則：這一小時的Leq為：80dB+83dB+90dB+86dB+92+81dB+66dB+86dB+94dB+95dB+92dB+88dB

-10lg12=100dB-10.8dB=89.2dB第二十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第二十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.2.3晝夜等效聲級Ldn一般噪聲在晚上比白天更容易引起人們的煩惱。研究結果指出，夜間噪聲的干擾比白天大10dB。因此，計算一天24小時的等效聲級時，夜間要加上10dB的計權，這樣得到的等效聲級稱為晝夜等效聲級。Ldn=10lg[(1510Ld/10+910(Ln+10)/10]其中：Ld----為白天(07:00-22:00）的LeqLn----為夜間(22:00-07:00）的Leq第二十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.2.4累積分布聲級Leq只能表示噪聲的平均情況，有時為了了解不同聲級在時間上出現的概率分布，人們提出了累積分布聲級的概念。L1L5L10L50L90…LN表示在所測的時間范圍內有百分之N的時間出現了A聲級大于LN的情況。如：L10=70dB，表示有10%的時間里噪聲的A聲級超過了70dB。

第三十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第三十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第三十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.2.5NR噪聲評價曲線在一些對安靜要求較高的環境里，如劇場、錄音室、演播室，不但需要考慮噪聲的聲級，同時要考慮噪聲的頻率特性。通過國際標準、化組織的一組評價曲線，每條曲線用一個NR值表示，噪聲各個頻率值都不超過的最低的曲線作為噪聲評價的NR值。如右圖，紅線代表的噪聲為NR25，藍線代表的噪聲為NR50。NR值與A聲級有相關的換算關系，NR≈A-5第三十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.3噪聲允許標準和法規噪聲允許的標準主要包括：《民用建筑隔聲設計規范》GBJ118-88規定之“民用建筑室內允許噪聲級”：臥室內(A聲級）:dB(A)較高標準一般標準最低標準白天≦40≦45≦50夜間≦30≦35≦40一級二級三級Rw(dB)≧50≧45≧40Lpn,w(dB)≦65≦75*≦85(確有困難)隔聲：第三十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六在《劇場建筑設計規范》中規定：觀眾席背景噪聲≦NR30為甲等，≦NR35為乙等、丙等。影響觀眾席背景噪聲的主要因素是空調氣流，以及外界噪聲傳入、燈光、舞臺機械等。在《電影院建筑設計規范》中規定：觀眾席背景噪聲≦40dB(A)為甲等，≦45dB(A)為乙等、丙等。在《辦公建筑設計規范》中規定辦公用房、會議室、接待室的噪聲≦55dB(A)，電話總機房、計算機房、閱覽室噪聲50dB(A)。錄音室、演播室等低背景噪聲要求高的場合，一般要求背景噪聲NR值低于22-25。第三十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六城市區域環境噪聲標準Leq類別適用區域白天dB(A)晚上dB(A)0療養區、高級賓館和別墅區等需要特別安靜的區域50401居住、文教區域為主的區域55452居住、商業、工業混雜區域60503工業區65554交通干線兩測7055第三十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第三十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.3噪聲的控制第三十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.3.1室內吸聲減噪室內吸聲減噪原理：室內到達接收點的聲音包括直達聲和周圍維護結構的反射聲（混響聲），在室內布置吸聲材料可以降低混響聲部分。第三十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六室內聲壓級的計算公式為：公式前提：1）點聲源;2）連續發聲;3）聲場分布均勻聲功率級指向性因數Q=1,2,4,8房間常數第四十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.3.1室內吸聲減噪量吸聲減噪公式如下：房間平均吸聲量（m2)房間混響時間

(s)房間平均吸聲系數加入吸聲材料前A1T1α1加入吸聲材料后A2T2α2第四十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第四十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.3.2隔聲降噪（1）房間噪聲的降低值噪聲通過墻體傳至鄰室的聲壓級為L2，而發聲室的聲壓級為L1,兩室聲壓級差為D=L1-L2。D的大小首先取決于隔墻的隔聲量R，而且還與接收室的總吸聲量、隔墻的面積S有關，關系為：D=R+10LgA-10LgS=R+10LgA/S第四十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第四十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六（2）隔聲間在噪聲強烈的環靜內建造隔聲性能良好的小室，對工作人員的聽力進行保護，這種隔聲設施是隔聲間。隔聲間不但要考慮隔聲性能，還要考慮到觀察方便、出入方便、不影響車間內正常運輸、以及房間內供電、通風等。第四十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第四十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六（3）隔聲屏障第四十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第四十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六另外，在設計聲屏障時，從經濟方面考慮，聲屏障自身的隔聲量只要比隔聲降噪量大10dB即可。如果在聲屏朝向聲源的一面鋪加一層吸聲材料，并盡量靠近聲源，會提高隔聲效果。第四十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六（4）隔聲罩采用隔聲罩來隔絕機器設備向外輻射的噪聲，是在聲源處控制噪聲的有效措施。隔聲罩外層常用1-2mm厚的鋼板制成。內涂阻尼漆、瀝青等阻尼層，目的是防止吻合效應和鋼板低頻共振。為了提高降噪效果，內層再鋪一層吸聲材料（如玻璃棉、微穿孔板等）。機器和隔聲罩之間需要留有空隙，機器和隔聲罩支撐之間、隔聲罩與基礎之間應加入減振器。第五十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第五十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.3.3氣流噪聲控制——消聲器消聲器及消聲性能評價氣流噪聲主要是由于氣體在管道中流動形成湍流，或是在管道出口處的高速噴射，以及氣流使管道產生振動而形成的。降低氣流噪聲主要的方法是安裝消聲器。消聲器有三方面基本要求：

1）較好的消聲頻率特性（聲學性能）。

2）空氣阻力損失小（空氣動力學性能）。

3）結構簡單、壽命長，體積小，造價低（結構性能）。第五十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第五十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六消聲器的分類1）阻性消聲器把吸聲材料固定在氣流通過的管道內周壁，或按一定方式在通道中排列起來，構成阻性消聲器。當聲波進入消聲器中，會引起阻性消聲器內吸聲材料的空氣和纖維振動與摩擦，消耗聲能。阻性消聲器的消聲特性為中高頻。第五十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第五十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六2）抗性消聲器有的消聲器通過控制聲阻抗的大小來消聲，被稱為抗性消聲器。這種消聲器不使用吸聲材料，而是在管道上連接截面突變的管段或旁接共振腔，利用聲阻抗的變化，使某些頻率的聲音在聲阻抗突變的界面上發生反射、干涉等現象，從而達到消聲的目的。第五十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第五十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六第五十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六3）阻抗復合式消聲器：阻性消聲器對中、高頻噪聲消聲效果好，而抗性消聲器可以選擇性消除低、中頻噪聲，在實際消聲設計中常采用阻抗復合式消聲器進行全頻帶消聲。第五十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六4）微穿孔板消聲器微穿孔板消聲器是80年代研制成功并廣泛使用的一種新型消聲器，是建立在微穿孔理論上既有阻又有抗的共振式消聲器。第六十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六5）排氣放空消聲器對于高溫、高速、高壓排氣噴流噪聲人們設計了擴容降壓、小孔噴注等類型的排氣放空消聲器。擴容降壓消聲器：利用多層穿孔板將氣流進行多級擴容降流減壓，控制出口流速進行降噪。

小孔噴注：對于小口高速噴氣射流噪聲，在噴口處將出口直徑變小（毫米級），使噪聲頻率向高偏移，偏移到人耳聽力范圍以外，達到降噪目的。第六十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.3.4振動的隔離與減振器8.4.1隔振原理如下圖，當m在周期干擾力的

作用下振動時，將通過彈性系

統傳遞到地面或支撐基礎。如右圖是振動能量傳遞率曲線。結論：

Z<時，傳遞率恒大于1

Z=1時，發生共振

Z>時，傳遞率恒小于1

(z為干擾動頻率與系統固有頻率比）減振效率:(1-傳遞率)*100%。

系統固有頻率與靜態下沉量關系：

f0=1/[2*sqrt(delt)]，其中delt為靜態下沉度，單位m。例：靜態下沉度為1cm,則固有頻率f0=1/(2*sqrt(0.01))=5Hz第六十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六1）減振器第六十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六2）防振溝在振動波傳播途徑上挖溝，以阻止振動傳播，這種方式叫“防振溝”。如果振動是以地面為主傳播的表面波，采用防振溝的方法十分有效。一般地，溝越深，隔振效果越好，而溝的寬度對隔振效果影響不大。可以在振動的設備附近挖掘防振溝進行積極防振，也可以在怕振的設備或建筑物附近挖掘防振溝進行消極防振。第六十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六7.4城市噪聲控制7.4.1城市噪聲分類城市噪聲為城市四大公害(水污染\空氣污染\城市垃圾)之首第六十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期六聲音噪聲級(A)