16矿山噪声污染与控制

1环境工程第六专题矿山噪声污染与控制2第五章噪声污染与控制第一节噪声及危害第二节噪声的度量和噪声标准第三节噪声控制方法第四节振动防治技术3第一节噪声及危害一噪声的定义凡是不需要的声音，就是噪声。过响声；妨碍声；不愉快声；影响声41、噪声的来源（1）交通噪声——城市环境噪声70％的来源（2）工业噪声（2）建筑施工噪声（3）生活噪声5噪声污染的危害对人体生理的影响对人体心理的影响对生产活动的影响61、噪声对听力的损伤长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；——慢性的噪声性耳聋听力损失用500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听力损失的平均值来表示。7听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失15～25dB)；轻度耳聋（听力损失25～40dB)；中度耳聋（听力损失40～65dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。噪声级在80dB以内，才能保证人们长期工作不发生耳聋。在90dB以下，只能保证80％的人工作40年后不会耳聋；85dB仍会有10％的人产生噪声性耳聋。强噪声性耳聋，或爆震性耳聋82、噪声对睡眠的干扰40dB的连续噪声可使10％的人睡眠受到影响；70dB的连续噪声可使50％的人受到影响；40dB的突发性噪声可使10％的人惊醒，到60dB时，可使70％的人惊醒。93、噪声能诱发疾病长期暴露在强噪声环境下，会引起人体的紧张反应，使肾上腺素分泌增加，引起心率加快，血压升高；噪声会引起消化系统的疾病，引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡；会引起疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰弱症。104、噪声影响语言交谈和通讯联络的干扰当人们交谈距离为1米时，平均声级为65dB；当环境噪声级高于语言声级10dB时，谈话声音会被环境噪声完全掩盖；当噪声级超过90dB时，即使大喊大叫也难以进行正常交谈。115、特强噪声会对仪器设备和建筑结构造成危害当噪声级超过135dB时，电子仪器的连接部位会出现错动，微调元件发生偏移，使仪器发生故障而失效；当超过150dB时，仪器的元件可能失效或损坏；当噪声超过140dB时，轻型建筑物会遭受损伤。12第二节噪声的量度与标准描述噪声特性的方法：物理扰动：声波的物理量，客观量度人耳的听觉特性来描述：感觉到得刺激，主观13第二节噪声的量度与标准声能量W：由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势能。动能和势能之和即为声能量。J声场：空间中存在声波的区域。声能密度D：声场中单位体积媒质所含有的声能量J/m314瞬时声压P(t)有效声压Pe()()ptptp点气201()TpeptdtT15声强I单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为声强，即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位：W/m2。2epIc16（一）声压、声能量、声强和声功率4、声功率W声功率就是指声源在单位时间内辐射出来的总声能量。单位：W。SWIds171、级的概念1个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用L表示。表达式：r＝10时，级的单位为贝（耳），级表示的量与功率成正比。工程上常用分贝表示级，是贝的十分之一，符号为dB。r＝e时，级的单位为奈培（Np）。1Np＝8.686dB0logXXLr由于数量相差很大，引入级18主要声学量的级和基准名称定义基准值声压级（气体中）Lp＝20lg（p/p0）P0＝20μPa声压级（液体中）Lp＝20lg（p/p0）P0＝1μPa振动加速度级La＝20lg（a/a0）P0＝1μm/s2振动速度级Lv＝20lg（v/v0）v0＝1nm/s振动位移级Ld＝20lg（d/d0）d0＝1×10－12m力级LF＝20lg（F/F0）F0＝1μN声功率级LW＝10lg（W/W0）W0＝1×10－12W声强级LI＝10lg（I/I0）I0＝1×10－12W/m2192、声压级LpLp＝20lg（p/p0）Lp为声压级，单位dB；p为有效声压，Pa；基准声压p0＝2×10－5Pa。对于听阈Lp＝0；对于痛阈Lp＝120dB。某些环境下的声压和声压级环境声压（Pa）声压级（dB）锅炉排气放空，距喷口1米200140铆钉枪，大型罗茨风机63130汽车喇叭，距人1米，大型球磨机20120柴油机6.3110离心风扇0.6390公共汽车上0.2080城市噪声，街道上0.06370普通说话0.02060电风扇，微电机附近0.006350安静房间0.002040轻声耳语0.0006330树叶飘动声0.0002020农村静夜0.00006310可听0.0000200213、声强级LILI＝10lg（I/I0）LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2；基准声强I0＝1×10－12瓦/米2。22LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/p02)+10lg[p02/(I0ρc)]=LP+10lg400/ρc当在1atm，38.9℃时，空气的ρc＝400Pa·s/m，LI＝Lp在一般情况下，空气中的声波LI与Lp的值相差±0.2dB，故LI≈Lp23（二）声波的测量单位4、声功率级LWLW＝10lg（W/W0）LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；基准声功率W0＝1×10－12瓦。24（二）声波的测量单位LW=10lg(W/W0)=10lg(IS/W0)=10lg[I/10-12]+10lgS=LI+10lgS≈LP+10lgS对于球面声波，距离声源半径微r，则有：LW=LP+10lg4πr2＝LP+20lgr＋11对于半球面声波，距离声源半径微r，则有：LW=LP+10lg2πr2＝LP+20lgr＋825（三）噪声级的合成1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、I2、…In和L1、L2、…Ln。则：L1＝10lgI1/I0，L2＝10lgI2/I0，…Ln＝10lgIn/I0。I1/I0＝100.1L1，I2/I0＝100.1L2，…In/I0＝100.1Ln。所以，总声强级L＝10lg（I1/I0＋I2/I0…In/I0）＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）26（三）噪声级的合成3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各声压排放之和。假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、p2、…pn和L1、L2、…Ln。则：Lp1＝20lgp1/p0，Lp2＝20lgp2/p0，…，Lpn＝20lgpn/p0。（p1/p0）2＝100.1Lp1，（p1/p0）2＝100.1Lp2，…，（p1/p0）2＝100.1Lpn。所以，总声压级Lp＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）27（三）噪声级的合成4、n个相同噪声级合成的总噪声级L＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）＝10lg（n100.1L1）＝L1＋10lgn当n＝2时，L＝L1＋10lg2＝L1＋3即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。28（三）噪声级的合成5、不同噪声级的合成假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1L2，则有：L－L1＝10lg（100.1L1＋100.1L2）－L1＝10lg[100.1L1＋100.1L2）/100.1L1]＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]设噪声合成的附加值△L＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]，则L＝L1＋△L其中△L可查表，根据表可知，当L1-L26dB时，△L1dB，所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级6～8dB，则较弱的噪声可以忽略不计。29两噪声级合成的附加值L1-L2（dB）△L=10lg[1+10—0.1(L1-L2)]03（dB）12.522.131.841.551.261.070.880.690.5100.430（三）噪声级的合成6、计算例题例1强度为80dB的噪声，其相应的声压为多少？解：Lp＝20lg（p/p0），则，p＝p010Lp/20所以，p＝2×10－5×1080/20＝0.2Pa例2声强为10－6W/m2时的声强级是多少？解：L＝10lg（I/I0）＝10lg（10－6/10－12）所以，L＝60dB31（三）噪声级的合成例3室内洗衣机工作时，测得噪声声压p＝0.02Pa；电冰箱单独开动时声压级是54dB，试计算两者同时开动时的合成声压级。解：洗衣机单独工作时声压级为：L1＝20lg0.02/（2×10－5）＝20×3＝60dB电冰箱声压级L2＝54dBL1-L2＝6dB，所以△L＝1dB则两者同时工作时L＝60＋1＝61dB32（三）噪声级的合成例4、声压级分别为70、84、78、82、86、89dB，试计算合成声压级。解（1）首先将声压级按从大到小顺序排列：89、86、84、82、78、70；（2）89与86合成：合成声压级＝89＋1.8＝90.8dB；（3）90.8与84合成：90.8＋0.84＝91.64dB；（4）91.64与82合成：91.64＋0.46＝92.1dB（5）由于92.1－78＝14.1dB，因而78、70dB两个声源可忽略不计。则总声压级为92.1dB。33（四）噪声级的相减1、噪声级相减是按照能量的相减进行的。噪声级的相减与相加类似，实质都是声能的加和减。例：室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为82dB，当其中一个声源停止工作时，测得室内声压级为81dB，试求另一声源的声压级。解：由于82－81＝1dB，则另一声源声压级＝81－6＝75dB。34五、噪声评价（一）人耳的听觉特性与A声级1、人耳的听觉特性不同频率的声音，即使声压级相同，人耳感觉的响亮程度不同。人耳对1000～5000Hz的声音最敏感。人耳的听觉系统具有滤波的功能—“酒会效应”，即人耳能在有其他噪声存在的环境下听出某些频率的声音。35（一）人耳的听觉特性与A声级2、响度响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，是描述声音大小的主观感觉量。不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。响度的单位是宋(sone)，符号是“N”。36（一）人耳的听觉特性与A声级2、响度级响度级是用来定量地确定声音的轻或响的程度的参数；响度级是建立在两个声音的主观比较上的。定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，任何其它频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，该1000Hz纯音的声压级分贝数定义为这一声音的响度级。37（一）人耳的听觉特性与A声级响度级的单位是方(phon)，符号是“LN”。响度与响度级的关系：声压级每增加10方，响度值加倍N＝2(LN-40)/10或LN＝40＋33.3lgN等响曲线：对各频率进行试听分析，达到同样响度级时，频率与声压级的关系曲线。39（一）人耳的听觉特性与A声级3、A声级由等响曲线可以看出，人耳能听到的最小的声音与频率有关，频率低，人耳的灵敏度差；频率高，人耳灵敏度好。如果有一台机器发出的噪声，含有从低到高频声，其噪声一进人耳就失真了，或被滤去了一部分低频成分，也可以说被人耳计权了。40（一）人耳的听觉特性与A声级由于人耳的听觉无法测定声音的频率成分和相应的强度，只能利用测量仪器——声级计来测定，为了模拟人耳的听觉特性，在声级计中安装了一个滤波器使它对频率的判别与人耳相似，这个滤波器称为A计权网络，该声级计称为A声级计。当声音信号进入A网络，中、低频声音按比例衰减通过，1000Hz声音无衰减通过。通过A声级计测定的声压级称为A声级，记做dBA或dB（A）。41（一）人耳的听觉特性与A声级4、B、C、D声级A、B和C计权声级的主要差别在于对低频成分的衰减程度，A衰减最多，B其次，C最少。A计权声级是模拟人耳对55分贝以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55分贝到85分贝的中等