06 噪声与噪声振动控制

第六讲噪声与噪声振动控制6.1噪声6.1.1什么是噪声？噪声，杂乱而无规则，令人不愉快，危害身心健康，破坏生活环境，甚至导致纠纷，是一种与现代化生活极不和谐的环境污染。从物理角度看，噪声是声源作无规则和非周期性振动产生的声音。从主观感受讲，噪声是指那些人们不需要的、令人厌恶的或对人类生活和工作有防碍的声音。从社会管理角度讲，超过法规规定标准的声音为噪声。交通运输噪声污染严重，是城市最主要噪声源6.1.2噪声的来源

北京东城区泡子河社区投诉铁路噪声交通噪声只顾提速赚钱，不管百姓死活社会生活噪声种类繁多广场夜舞邻里噪声商业噪声防盗报警器工业噪声

施工噪声朝阳富力城施工噪声扰民附近居民静座抗议6.1.3噪声的危害

损伤听觉影响睡眠影响注意力引起慢性疾病听力下降听觉疲劳噪声性耳聋耳鸣….入睡缓慢深睡减少惊醒多梦失眠….分神注意力不集中听音依赖干扰语言交流降低交流效率影响语言听力心绪不宁、心情紧张、心跳加快和血压增高。胃酸降低引起胃溃疡、循环系统发病率高。心脏病、头痛、神经衰弱、脑神经机能不全等。易激动、感觉疲劳，耳痛、睡眠失调、头晕、记忆力减退…；6.2噪声的评价6.2.1A声级LA

是目前国际上使用最广泛的噪声评价方法。A声级是对声音的频带上使用A计权网络得到的加权即时单一值。单位是dB(A)。A声级反映了人耳对不同频率声音响度的计权。不论噪声强度是高还是低，A声级都能较好地反映人的主观感觉，A声级越大，人感觉越吵。对于稳态的噪声，可以直接测量A声级进行评价。6.2.2等效连续A声级Leq

声音在很多情况下并不是恒定的，可能一会儿大，一会小。声音存在变化时，在一段时间内的声压级的平均（不是简单的算术平均）能够反映噪声的“等效”影响，这就是等效连续声级Leq。例如，在一小时内，每五分种A声级有变化，如下：时间123456789101112A声级(dB)808390869281668694959288则：这一小时的Leq为：80dB+83dB+90dB+86dB+92dB+81dB+66dB+86dB+94dB+95dB+92dB+88dB-10lg12=100dB-10.8=89.2dB如：GB3096-2008《声环境质量标准》中，采用了1分钟Leq作为评价值。GB12525-1990《铁路边界噪声限值及其测量方法》，采用了1小时Leq作为评价量。当使用A声级的Leq，评价值就是LAeq。6.2.3昼夜等效声级Ldn

一般噪声在晚上比白天更容易引起人们的烦恼。根据研究结果表明，夜间噪声对人的干扰约比白天大10dB左右。因此，计算一天24小时的等效声级时，夜间的噪声要加上10dB的计权，这样得到的等效声级称为昼夜等效声级。其数学表达式为：

式中：Ld——为白天(07:00~22:00)的等效声级，dB(A)；

Ln——为夜间(22:00~7:00)的等效声级，dB(A)。在我国现行标准中，24小时昼夜等效声级尚未被正式采用，主要用于室外噪声的评价参考。在美国、欧洲的一些环境噪声规范中，有的采用Ldn进行评价。6.2.4累积分布声级

Leq只能表示噪声的平均情况，有时为了了解不同声级在时间上出现的概率分布，人们提出了累积分布声级的概念。

L1L5L10L50L90…LN表示在有百分之N的时间上出现了A声级大于LN的情况。如：L10=70dB，表示有10%的时间里噪声的A声级超过了70dB。一般对于偶发性噪声（如交通噪声），常使用累积分布声级，分别统计出L1、L5、L10、L50、L90…，以详细了解噪声情况。例：如果出现L1=90dB,L5=40dB,L10=35dB,L90=33dB,则说明大部分时间噪声水平不高，偶尔出现高声级噪声（如深夜在马路上偶尔出现卡车的情况）。6.2.5NR噪声评价曲线

在一些对安静要求较高的环境里，如剧场、录音室、演播室，不但需要考虑噪声的声级，同时要考虑噪声的频率特性。通过国际标准、化组织的一组评价曲线，每条曲线用一个NR值表示，噪声各个频率值都不超过的最低的曲线作为噪声评价的NR值。如右图，红线代表的噪声为NR25，蓝线代表的噪声为NR50。

NR值与A声级有相关的换算关系，NR≈A-5《民用建筑隔声设计规范》GB

50118-20102010年版住宅室内允许噪声级房间名称允许噪声级(A声级,dB)高要求低限要求卧室≤40(昼间)；≤30(夜间)≤45(昼间)；≤37(夜间)起居室(厅)≤40≤451988年版住宅室内允许噪声级；

房间名称允许噪声级(A声级,dB)一级二级三级卧室、书房(或卧室兼起居室)≤40(昼间)≤30(夜间)≤45(昼间)≤35(夜间)≤50(昼间)≤40(夜间)起居室≤45(昼间)≤35(夜间)≤50(昼间)≤40(夜间)6.3噪声允许标准和法规在《剧场建筑设计规范》中规定：观众席背景噪声≦NR30为甲等，≦NR35为乙等、丙等。影响观众席背景噪声的主要因素是空调气流，以及外界噪声传入、灯光、舞台机械等。在《电影院建筑设计规范》中规定：观众席背景噪声≦40dB(A)为甲等，≦45dB(A)为乙等、丙等。在《办公建筑设计规范》中规定办公用房、会议室、接待室的噪声≦55dB(A)，电话总机房、计算机房、阅览室噪声50dB(A)。录音室、演播室等低背景噪声要求高的场合，一般要求背景噪声NR值低于22-25。为了控制噪声，各国通过立法对声环境进行保护。《中华人民共和国环境噪声污染防治法》（1996）第一章[总则]第一条:为防治环境噪声污染，保护和改善生活环境，保障人体健康，促进经济和社会发展，制定本法。《美国纽约市噪声管理条例》（1998）

24-202方针政策：为了减少城市环境噪声的污染，保持、保护和提高公众健康、社会安全、社会福利，保护城市居民的平安生活，防止对人权的侵害，防止对动物、植物的伤害，保证居民生活的便利和舒适，使纽约成为更加迷人、更具城市自然魅力的城市，特制订本法规。噪声控制标准噪声法规《中华人民共和国环境噪声污染防治法》是我国环境噪声管理的基本法律，各级地方政府在其辖区内制定和颁布有关的噪声法规。噪声执法的依据是噪声允许标准，通常为国家颁布的国家标准(GB)和由主管部门颁布的部颁标准及地方性标准。目前已颁布的标准有：

《工业企业职工听力保护规范》1999年12月由卫生部发布

GBZ1－2002《工业企业卫生设计标准》

GB/T17249.1-1998《声学低噪声工作场所设计指南噪声控制规划》

GB18083-2000《以噪声污染为主的工业企业卫生防护距离标准》

GB50118-2010《民用建筑隔声设计规范》

GBJ87-1985《工业企业噪声控制设计规范》

GB3096-2008《声环境质量标准》

GB12348-2008《工业企业广界噪声排放标准》GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》

GB12523-1990《建筑施工场界噪声限值》

GB12525-1990《铁路边界噪声限值及其测量方法》

GB9660-1980《机场周围飞机噪声环境标准》等等。噪声控制标准《声环境质量标准》GB3096-2008类别适用区域白天dB(A)晚上dB(A)0疗养区等需要特别安静的区域50401居住、文教区域为主的区域55452居住、商业、工业混杂区域60503工业区65554交通干线两侧(4a)70554交通干线两侧(4b)70601）夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15dB。2）各类标准适用区域由当地人民政府划定。3）昼间、夜间的时间由当地人民政府按当地习惯和季节变化划定。（北京地区为白天6:00-21:59，夜晚22：00-5：59）4）标准规定，城市区域环境噪声的测量位置在居住窗外或厂界外1米处。一般地，室外环境噪声通过打开的窗户传入室内大致比室内低10dB。噪声控制标准《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008类别厂界外声环境功能区类别白天夜晚0疗养区等需要特别安静的区域1居住、文教机关为主的区域。55452居住、商业、工业混杂区及商业中心区。60503工业区。65554城市中的道路交通干线道路两侧区域。70551)夜间频繁突发的噪声（如排气噪声）。其峰值不准超过标准值10dB，夜间偶然突发的噪声（如短促鸣笛声），其峰值不准超过标准值15dB。2)测点(即传声器位置。下同)应选在法定厂界外1m，高度1.2m以上的噪声敏感处。如厂界有围墙，测点应高于围墙。3）若厂界与居民住宅相连，厂界噪声无法测量时，测点应选在居室中央，室内限值应比相应标准值低10dB(A)。噪声控制标准《工业企业场区噪声控制设计规范》GBJ87-1985工业企业厂区内各类地点噪声标准序号地点类别噪声限值dBA备注1生产车间及作业场所（工人每天连续接触噪声8小时）90对于工人每天接触噪声不足8小时的场合，可按实际接触噪声的时间，按接触时间减半噪声限值增加3dB的原则，确定其噪声限值。2高噪声车间设置的值班室、观察室、休息室（室内背景噪声级）无电话通讯要求时75有电话通讯要求时3精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房（正常工作状态）704车间所属办公室、实验室、设计室（室内背景噪声级）70适用范围：本标准适用与工业企业的新建、改建、扩建和技术改造工程的噪声（脉冲噪声除外）控制设计。新建、改建、扩建工程的噪声控制设计必须与主体工程设计同时进行。噪声控制标准噪声控制标准工作场所操作人员每天连续接触噪声8小时，噪声声级卫生限值为85dB(A)。对于操作人员每天接触噪声不足8小时的场合，可根据实际接触噪声的时间，按接触时间减半，噪声声级卫生限值增加3dB(A)的原则，确定其噪声声级限值(表5)。但最高限值不得超过115dB(A)。日接触噪声时间(h)卫生限值[dB(A)]8854882911941/2971/41001/8103最高不得超过115[dB(A)]噪声工作地点噪声声级的卫生限值地点名称卫生限值dB(A)工效限值dB(A)噪声车间办公室75不得超过55非噪声车间办公室60会议室60计算机室、精密加工室70

工作地点噪声声级的卫生限值工业企业设计卫生标准GBZ1-2002噪声控制标准

国务院《排污费征收使用管理条例》（国务院令第369号）附件：排污费征收标准及计算方法噪声超标排污费征收标准超标分贝数12345678收费标准（元／月）350440550700880110014001760超标分贝数910111213141516及16以上收费标准（元／月）2200280035204400560070408800112001.一个单位边界上有多处噪声超标，征收额应根据最高一处超标声级计算，当沿边界长度超过100米有二处及二处以上噪声超标，则加1倍征收。

2.一个单位若有不同地点的作业场所，收费应分别计算、合并征收。3.昼、夜均超标的环境噪声，征收金额按本标准昼、夜分别计算，累计征收。4.声源一个月内超标不足十五天的，噪声超标排污费减半征收。5.夜间频繁突发和夜间偶然突发厂界超标噪声排污费，按等效声级和峰值噪声两种指标中超标分贝值高的一项计算排污费。6.一个工地同一施工单位多个建筑施工阶段同时进行时，按噪声限值最高的施工阶段计收超标噪声排污费。7.本标准以每分贝为计征单位，不足一分贝的按四舍五入原则计算。8.对农民自建住宅不得征收噪声超标排污费。例：某企业围墙400米范围内噪声排放超标，昼间超标15dB，夜间超标25dB。噪声排污费计算：（昼间8800元/月+夜间11200元/月）X2=4万元/月，年合计48万元。绿色建筑的星级评定

声环境内容区域环境噪声（优选项）室内噪声（控制项）建筑隔声，墙体、楼板、窗等（控制项）规划布局、控制措施等（优选项）绿色建筑中的声环境要求噪声影响：声源，传播途径，接收者保护噪声源传播途径居民（房屋隔声衰减）物理问题+工程问题感觉问题+心理问题+社会问题声能声级方向性频谱距离屏障地面衰减工程处理烦恼度睡眠干扰噪声暴露心理因素社会因素法规、标准、条例、城市规划等综合影响降噪6.4吸声减噪直达声与混响声声源

控制

控制

控制

控制

接收者直达声吸声降噪在车间、厂房、大的开敞式空间（机场大厅、办公室、展厅等），由于混响声的原因，会使噪声比之同样声源在室外高10-15dB。，通过在室内布置吸声材料，可以使混响声被吸掉，降低室内噪声。

吸声降噪最多可以获得10-15dB的降噪量。降噪量=10lg(A0/A1),未加入吸声材料时室内吸声量越少，加入吸声材料后室内吸声量越多，降噪效果越好。某泵房吸声降噪吸声降噪效果的计算

吸声降噪降低反射声的声能，若忽略直达声的影响，吸声量增加1倍，噪声降低3dB。计算公式为：

其中ΔL为降噪量，A1、T1和A2、T2分别为加入吸声材料前后的房间吸声量、混响时间,V为房间体积。

如果房间未做吸声处理，反射较严重，吸声量少，混响时间长，那么吸声降噪的效果比较好。如果原房间已经有大量的吸声，混响时间短，那么吸声效果比较差。

例：一房间体积V=400m3,混响时间为6s，加入100m2的吸声系数0.9吸声吊顶，请问降噪量为多少？根据降噪公式，ΔL=10lg[6×(0.9×100)÷(0.161×400)]=9.2dB。噪声控制技术人群噪声，例：餐厅中式餐厅人声鼎沸，鸡尾酒会效应严重，影响交流，影响情绪，甚至影响健康。研究表明，餐厅内人声可达到85dB，良好的吸声处理可降低到55dB。玻璃与实墙，无吸声！

硬制顶棚，无吸声！

石材地面，无吸声！

人群噪声与室内人数的关系安静阶段舒适阶段膨胀阶段持续阶段50dBA50-60dBA65dBA80dBA左右人数增加清华大学清芬园三层教授餐厅的吸声处理结合cad图纸精确建立1：1的餐厅模型，包含了弧形顶棚，墙面柱子，地面，和餐厅桌椅。顶部无做吸声处理当一个人讲话发出声压级为70-75dBA时，声能传播到距离4米远处（间隔一个排桌的距离），声压级降低约5-6dB。顶部采用吸声板做吸声处理（平均吸声系数0.75-0.85）当一个人讲话发出声压级为70-75dBA时，声能传播到距离4米远处（间隔一个排桌的距离），声压级降低约10-11dB。顶部没有做吸声处理顶部采用吸声板做吸声处理（平均吸声系数0.75-0.85）对比结果：在餐厅不同的声学环境中，当一个人讲话时，发出的声压级为70-75dBA，声能传播到距离4米远时（间隔一个排桌的距离），有吸声顶棚的餐厅环境声压级降低10-11dB，没有吸声顶棚餐厅环境声压级降低5-6dB。当多人在一排桌就餐讲话时，发出的声压级为70-75dBA，声能传播到距离4米远时（间隔一个排桌的距离），有吸声顶棚的餐厅环境声压级降低9-10dB，没有吸声顶棚餐厅环境声压级降低5-6dB。通过对比模拟，有吸声顶棚的餐厅环境，讲话时声能衰减快，传播影响范围小，满足舒适就餐交流的声环境。餐厅内声场模拟分析:语言清晰度指标---STISTI代表了传声过程中语言信息量的失真程度，也代表语言可懂度，STI的数值在0～1范围内变化。根据对汉语可懂度的测试结果，低于0.45的RASTI可以认为是很差的听音环境；0.45<RASTI<0.6为中等的听音环境；0.6<RASTI<0.8为优量的听音环境；STI>0.8为非常好的听音环境。结合房间体积和使用要求，通常建议STI>0.5即可满足听音要求。STI的分级见下表:

STI值0.00--0.300.30--0.450.45--0.600.60--0.800.80--1.00等级Bad(劣)Poor(差)Fair（中）Good（良）Excellent顶部没有做吸声处理时当一个人讲话时，黄色、绿色和浅蓝色是优良的听音环境区域，而深蓝色为较差的听音环境区域。顶部采用吸声板做吸声处理（取平均吸声系数0.75-0.85）当一个人讲话时，桔色、黄色、绿色和浅蓝色是优良的听音环境区域，而少部分深蓝色为较差的听音环境区域。顶部没有做吸声处理时当多个人讲话时，绿色和浅蓝色是优良的听音环境区域，而深蓝色为较差的听音环境区域。顶部采用吸声板做吸声处理（取平均吸声系数0.75-0.85）当一个人讲话时，桔色、黄色、绿色和浅蓝色是优良的听音环境区域，而极少部分深蓝色为较差的听音环境区域。砂岩吸声板

美观大器不燃防火防水耐候安全可靠永固耐久环保无毒高吸声为什么选用砂做原料？廉价、稳定、环境友好、质感亲切安装构造龙骨砂岩板板材钉接透声抹灰层抹缝剂透声涂层德国巴伐利亚餐厅工程效果美国纽约酒吧家餐厅工程效果美国拉斯维加斯脑科中心工程效果法国巴黎戴高乐机场工程效果美国纽约纽瓦克机场工程效果美国圣彼得堡达利博物馆工程效果德国法兰克福地下停车场工程效果德国威斯巴登音乐学院工程效果美国斯坦福大学肯尼迪生态研究中心工程效果葡萄牙波尔图地铁车站工程效果工程效果清华大学教授餐厅吸声弧顶（在建）6.5隔声降噪6.5.1房间噪声的降低值噪声通过墙体传至邻室的声压级为L2，而发声室的声压级为L1,两室声压级差为D=L1-L2。D的大小首先取决于隔墙的隔声量R，而且还与接收室的总吸声量、隔墙的面积S有关，关系为：

D=R+10LgA-10LgS=R+10LgA/S通过以上公式，一方面在隔墙隔声量R已知的情况下可以预测隔墙房间噪声的降低量D，另一方面，为了满足“允许噪声”的条件下，应采用何种隔声量的隔墙。由以上公式可以得到，在D被认为是已知的条件下，有：

R=D-10LgA/S这是选用隔墙隔声降噪的一个基本公式。噪声控制技术声源ABdSR受声点反射路径绕射路径透射路径声屏障（a）声波传播路径声影区ΦRS直线路径径绕射路径(b)声波绕射路径6.6.2屏障降噪式中，N——菲涅耳数，λ——声波波长，m；d——声源与受声点间的直线距离，m；A——声源至声屏障顶端的距离，m；B——受声点至声屏障顶端的距离，m。声屏障绕射声A声级衰减量的计算公式，见声屏障声学设计和测量规范》（HJ-T90—2004）。6.5.3隔声罩6.5.4区域环境噪声预测与防噪规划呼和浩特某铁路隔声屏降噪模拟呼和浩特某铁路噪声隔声屏声学效果模拟厂区噪声规划线声源：点声源：声源20m50m80m100m150m200m点声源衰减-26dB-34dB-38dB-40dB-42dB-46dB线声源衰减-13dB-17dB-19dB-20dB-21dB-23dB注：以上仅为理论值，实际情况受到声源指向性、天气（风速）等多方面影响消声器的分类阻性消声器把吸声材料固定在气流通过的管道周壁，或按一定方式在通道中排列起来，构成阻性消声器。当声波进入消声器中，会引起阻性消声器内吸声材料的空气和纤维振动与摩擦，消耗声能。阻性消声器的消声特性为中高频。对于直管式阻性消声器有如下公式计算消声量：

其中：Fai为消声系数，P为截面周长，

l为消声器有效长度，S为气流横断面积。

可以看到，吸声材料表面积和材料吸声系数越大，气流通道的有效面积越大，消声量越大。另外，当通道截面积过大，会造成高频噪声难于接触吸声材料，造成“高频失效”。6.6消声处理抗性消声器有的消声器通过控制声阻抗的大小来消声，被称为抗性消声器。这种消声器不使用吸声材料，而是在管道上连接截面突变的管段或旁接共振腔，利用声阻抗的变化，