环境噪声评价.docx
《环境噪声评价.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境噪声评价.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
环境噪声评价
第六章环境噪声影响评价
第一节噪声的物理特性与评价量
一、环境噪声和噪声源
噪声是一种感觉公害，是一种使人厌烦的声音。
声音是由物体的振动产生的，一定频率和强度的物质振动作用于空气，使之在空气中传播，最后传入人耳而产生感觉。
人类生活在一个充满各种声音的环境中，通过声音交流信息、传达思想和感情、开展各种活动。
但是过强、过频、无规则出现的声音会影响人们的生产、生活，甚至引发各种疾病。
环境噪声超过国家规定的环境噪声标准将产生危害，例如震耳欲聋的机器轰鸣声和爆炸声会造成间歇性甚至永久性耳聋，邻居家的音乐声也会影响睡眠等。
环境噪声污染是一种能量污染，与其他工业污染一样是危害人类环境的公害。
但噪声污染有其自身的特点，即噪声是暂时性的，随声源的消失而消失。
产生噪声的声源很多，按其随时间的变化来划分，分为稳态噪声和非稳态噪声两大类。
非稳态噪声中又有瞬态的、周期性起伏的、脉冲的和无规的噪声之分。
按产生噪声的环境可分为四类：
一是工业噪声，如鼓风机、气轮机、织布机、冲床、轧钢机等发出的噪声；二是建筑施工噪声，如打桩机、混凝土搅拌机、卷扬机、推土机等发出的噪声；三是交通噪声，如拖拉机、汽车、火车、船舶、飞机等发出的声音；四是社会噪声，如自由市场的买卖嘈杂声、商场的高音喇叭声等。
二、声音度量的基本知识
声产生于气体、液体和固体的运动，这种运动的机械能以声音的形式，并通过传播介质的周期性疏密运动传播出去。
噪声的大小与振动源输出的总能量（TotalPowerOutput）有关,单位时间内（一般1秒钟）由于振动噪声造成的空气疏密变化的次数称为频率，用f表示。
人耳能察觉的频率范围在20-20000赫兹（每秒疏密变化一次为1赫兹，Hz）之间，低于20赫兹为次声，高于20000赫兹为超声。
声波中两个相邻压缩区或膨胀区之间的距离称为波长，以希腊字母λ表示，因此波长也是声波振动一个周期传播的距离。
声波通过一个波长的距离所用的时间称为周期，用T表示。
振动在介质中传播的速度叫声速，在不同的介质中，由于介质的弹性和密度不同，对声音的传播速度也不同，如在钢铁中声速约5000m/s，在水中约1500m/s，在空气中约340m/s。
声在空气中的传播速度随气温的变化而变化，一般气温升高，声速增大。
气温与声速的关系如下式
（6-1）
式中C—声速，m/s；
t—空气温度，℃。
声波的波长λ、频率f、周期T与声速C之间的关系为
C=λf；f=1/T；C=λ/T（6-2）
三、噪声的基本评价量
1．声压和声压级
声压是衡量声音大小的尺度，单位是N/m2或Pa。
人耳可以听到的1000Hz声音的声压为2×10-5N/m2,人耳的痛阈声压为20N/m2。
从听阈声压到痛阈声压，声压的绝对值相差106倍。
因此用声压表示声音的大小很不方便，为了直观的表示声音大小，人们引入了一个相对量——声压级。
所谓声压级是声压的平方与一个基准声压的平方比值的对数值，其表示式为：
（6-3）
式中Lp—对应声压P的声压级，单位是分贝，用dB表示；
P—声压，N/m2；
P0—基准声压，其值为2×10-5N/m2,是1000Hz声音的听阈声压。
由此可见人的听阈到痛阈的声压级为0～120dB之间。
表6-1列出了典型声源的声压级。
表6-1典型声源或环境的声压级
典型环境
声压/N/m2
声压级/dB
喷气式飞机的喷气口附近
喷气式飞机附近
锻锤、铆锤操作位置
大型球蘑机旁
8-18型鼓风机附近
纺织车间
4-72型风机附近
公共汽车内
繁华街道上
普通说话
微电机附近
安静房间
轻声耳语
树叶落下的沙沙声
农村静夜
人耳刚能听到
630
200
63
20
6.3
2
0.63
0.2
0.063
0.02
0.0063
0.002
0.00063
0.0002
0.000063
0.00002
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
如果有多个噪声源存在，需要计算综合噪声值，这就涉及噪声的迭加问题。
由于噪声级是一个对数单位，所以在进行迭加时遵守对数运算法则，具体运算如下：
（1）相加：
多个不同噪声源同时作用在声场中的同一点上，这点的总声压级LpT计算公式为：
（6-4）
式中Pi——噪声源i作用于该点的声压级，dB。
由
得
代入式（6-4）得
（6-5）
（2）声压级相同时的相加：
设L1=L2=…=Li=Ln
则
（6-6）
（3）相减：
如果知道两个噪声源在某点产生的总噪声级以及其中一个噪声源的声压级，则另外一个噪声源在此点产生的噪声声压级可以按下式计算
（6-7）
令
则
（6-8）
∆L≤0，由LPT–LP1值查表6-2可以确定∆L值
表6-2LPT–LP1与∆L的对应关系表
LPT–LP1
34567891011
∆L
-3-2.2-1.6-1.3-1.0-0.8-0.6-0.5-0.4
（4）取平均：
某环境的噪声经常是非稳态噪声，某点一段时间的噪声平均值
可以通过下式计算:
（6-9）
2．声功率和声功率级
声功率是声源在单位时间内向空间辐射的总能量：
以听阈声功率10-12瓦为基准，则声功率级定义为：
（6-10）
式中LW————对应声功率W的声功率级，dB；
W——声功率，W；
W0——基准声功率，为10-12瓦。
3．声强和声强级
声强为单位面积通过的声功率，是在单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的声能量。
表达式为；
（6-11）
式中I——声强；
E——声能量；
W——声功率；
Δs——声音通过面积。
如以人的听阈声强值10-12W/m2为基准，则声强级的定义为：
（6-12）
式中LI——对应声强I的声强级，dB；
I——声强，W/m2；
I0——基准声强，等于10-12W/m2。
声压级和声强级都是描述空间某处声音强弱的物理量。
在自由声场中，声压级与声强级的数值近似相等。
4．声压、声强和声功率之间的关系
声压、声强和声功率以及声压级、声强级和声功率级之间有着相互关系。
下面表6-3举例说明其相互的换算。
表6-3声压与声压级、声强与声强级、声功率与声功率级之间关系表
声压N/m2
声压级dB
声强W/m2
声强级dB
声功率W
声功率级dB
20
2
0.02
0.00002
120
100
60
0
1
10-2
10-6
10-12
120
100
60
0
1
10-2
10-6
10-12
120
100
60
0
5．噪声的频率和听觉
声音的频率与音调高低密切相关，频率高，音调高；频率低，则音调低。
人耳能感受20~20000Hz的声音，低于或高于这个范围人耳都不能听到，因此噪声就在这个范围之内。
我们听到的声音不是单频率的纯声，而是多种频率声音的组合声，称为复音。
频率高于1000Hz的为高频噪声；低于500Hz的为低频噪声；介于两者之间的为中频噪声。
我们可以通过频谱分析将噪声的强度按频率顺序展开，建立噪声强度与频率的函数关系，通过分析波形，确定主要噪声频率范围，并由此确定主要噪声源。
为了分析方便，人们把20～20000Hz的声频范围分为几个段落，划分的每一个具有一定频率范围的段落称为频带或频程。
频谱分析就是使噪声通过一定频率带宽的滤波器来测定。
噪声分析中所用的滤波器一般是倍频滤波器和1/3频程滤波器，其定义为：
（1）1倍频滤波器：
；中心频率为：
（2）1/3倍频程滤波器：
式中ƒu―指滤波器的上限频率；
ƒl―指滤波器的下限频率。
6．响度级和等响曲线
人耳对声音的实际感受不仅与声压大小有关，而且与频率有关。
不同频率的声音，即使声压级相同，人耳听到的响度也是不同的。
例如，空气压缩机与电锯比较，虽然都是100dB的噪声，可是由于电锯的噪声频率高听起来而响得多。
为了解决听觉对噪声的主观感受问题，人们根据人耳听觉的特征，仿照声压级概念，引入了一个与频率有关的响度级概念，用“方”（phon）作单位。
其原理是把1000Hz的纯音作为标准，使其与某个声音的感觉一样响时，就把1000Hz纯音的声压级定义为该声音的响度级，并由此可以作出等响曲线（见图6-1）来反映人耳对声音的感觉。
例如，某噪声听起来与声压级为80dB、频率为1000Hz声音一样响，则该噪声的响度级为80phon。
等响曲线中的每一条曲线都表示不同声压级和不同频率情况下的相同的响度。
最下方一条曲线为听阈曲线，最上方一条曲线为痛阈曲线。
由等响曲线图可以看出，当某一声音声压级小且频率低时，其声压级和响度级差别很大，如声压级为40dB的声音，如果频率小于50Hz，人耳根本听不到。
响度级是个相对量，如果把它化为自然数，用绝对值表示时，即可引出响度单位“宋”（sone），它是表示感受的绝对量。
根据大量实践得到：
响度级每改变10方，响度加倍或减半。
例如响度级30方时响度为0.5宋；响度级为40方时响度为1宋，响度级为50方时响度为2宋，依次类推。
其关系的数学表达式为：
N=2（LN–40）/10
用响度级表示声音的大小，可直接算出声响增加或降低的百分数。
响度和响度级都是评定人对噪声的主观感受，一般来讲，噪声源的强度增加或减小10倍，则强度级增加或减少10dB，而主观感受则为响1倍或减小1半。
几个噪声源的响度可以算术相加或相减求得，但响度级不能直接相加减。
7.A声级、等效连续A声级、昼夜等效声级和统计声级
（1）A声级：
为了模仿人耳对声音的感觉，在噪声测定仪器上安装了一个滤波器。
这个滤波器是按照计权网络设计的。
当声音进入网络时，中、低频音按比例衰减通过，而1000Hz以上的高频音则不能衰减，甚至增加。
计权网络把可听声按A（模拟40方等响曲线）、B（模拟70方等响曲线）、C（模拟100方等响曲线）、D四个种类进行计权。
被A网络计权的声压级称为A声级，单位为dB（A）；依次把B网络、C网络、D网络计权的声压级称为B声级、C声级和D声级，单位分别计为dB（B）、dB（C）、dB（D）。
A声级与人耳对噪声强度和频率的感觉最接近，因此A声级被广泛应用于噪声的度量。
B、C声级较少采用。
D声级在飞机噪声影响评价中经常使用。
（2）等效连续A声级：
A声级适宜评价连续稳态的噪声，但实际情况是噪声随时间在波动变化，例如，交通噪声随车流量和车种类的变化而变化；环境噪声随噪声源的变化而变化。
因此，测定的A声级随时间忽高忽低，用某一时刻的噪声值表示某一时段的噪声不够确切。
为了提高评价的可信度，引入了等效连续A声级的评价量。
即通过测定某一时段的噪声值，用能量平均的办法表示出这个时段噪声的大小。
其表示式为：
（6-13）
式中Leq——在T段时间内的等效连续A声级，dB；
Lt——时刻的瞬时A声级，dB；
T——连续取样的总时间。
由于实际测定中，采样时间是有间隔的，上式可以变化为：
（6-14）
式中Li——第i次读取的A声级值，dB；
N——取样总数。
如果N等于100次，则
（6-15）
如果N等于200次，则
（6-16）
等效连续A声级的应用领域较广，我国在评价工业噪声、交通噪声、施工噪声时多采用此评价指标。
（3）昼夜等效声级：
昼夜等效声级是考虑到人们对夜间噪声更加敏感的特点，将夜间测得的等效声级增加10dB后再与昼间等效声级作24小时的能量平均。
一般规定监测时间为：
白天16小时，夜间8小时。
其表达式为：
（6-17）
式中Ld——昼间的等效A声级；
Ln——夜间等效A声级。
（4）统计声级：
如果声场中某点的噪声有较大波动变化时，可以间隔一定时间（如5秒钟）测定一次噪声值，然后按测定的噪声值大小依次排队，得出噪声变化的统计值，并以L10、L50、L90表示。
L10表示在取样时间内10%的时间超过的噪声级，作为噪声的峰值；
L50表示在取样时间内50%的时间超过的噪声级，作为噪声的平均值；
L90表示在取样时间内90%的时间超过的噪声级，作为噪声的背景值。
具体计算方法为：
如果在规定的时间内测定了100个噪声值，按照从大到小顺序排列，然后从最大数据数起，第十个数即为L10，第五十个数即为L50，第九十个数即为L90。
此法常用于交通噪声评价，美国常用L10评价公路噪声，日本则用L50评价公路噪声，英国等欧洲国家对于交通噪声的评价是在此基础上，计算交通噪声指数（TNI）和噪声污染级（PNL）作为评价量。
（6-18）
（6-19）
式中d=L10-L90。
第二节环境噪声现状评价
一、环境噪声现状监测
改扩建项目可监测现有车间和厂区的噪声现状；新建项目则需调查厂界及评价区的噪声水平。
（一）现有车间的噪声现状监测
重点调查处于85dB（A）以上的噪声源分布。
调查方法按《工业企业噪声测量规范》（GBJ122-88）的有关规定进行，同时填好原始记录。
噪声测量仪器采用精密声级计或二级以上的声级计及积分式声级计。
（二）厂区噪声水平监测其目的是为了了解厂区内环境噪声的状况。
1．测点布置：
一般采用网格法，即在厂区总平面布置图上，按经、纬坐标每隔10~15m（大厂每隔50~100m）划正方网格，每个网格的交点即为测点。
若测点位置为建筑物、河沟等障碍时，可改到旁边易测位置。
声源附近的测点应加密。
2．测量时段：
测量时间应分别安排在8:
00~12:
00，14:
00~18:
00，22:
00~6:
00（第二日早上），并且要选择在生产正常阶段和无雨无雪的天气。
室外测量时，传声器应加防风罩；四级（5.5m/s）以上大风天气应停止测量。
3．测量方法：
测量时将声级计置于慢档，每个测点读取5个A声级值，取算术平均值作为测定值。
在测量中如发现两个测点间声级差大于5dB（A）时，应在其间增补测点。
读数时要避免偶发性噪声或高音喇叭声干扰。
所有测点的数据均应直接标记在厂区总平面布置图的方格网坐标点的右上角，供数据处理使用。
（三）厂界噪声水平监测其主要目的在于判断一个工厂的工业噪声污染源对厂外环境的影响程度。
测点间距，中小项目取50~100m；大型项目取100~300m。
对厂外可能造成重大影响的地段及噪声敏感点，应作为测量重点。
如果厂界有围墙，则测点应选在法定厂界上；若厂界围墙紧靠厂内建筑物或以建筑物墙体作围墙时，则测点位置应选在墙外3.5m处；如果厂界靠近交通干线或其他工厂，则应在厂界线外2m处增设若干个测点。
对于靠近交通干线的测点读数应保证达到200个；靠近其他工厂的读数应不少于100个。
然后统计L10、L50、L90和等效声级Leq，以此值作为外界噪声的参考数据。
测量时段和所有测量仪器均与厂区噪声水平监测对应。
但读数方法，对稳态噪声应读取5个A声级瞬时值，对非稳态噪声应读取100个，交通噪声则读取200个。
然后分别统计L10、L50、L90和等效声级（Leq），作为测点的噪声分布值。
（四）生活居住区噪声水平监测
1．测点布置：
将生活区按250m×250m划成网格，每个网格交点设噪声测点。
若中心位置遇有建筑物等障碍不易测量时，可将测点移至近旁可测位置。
若生活区受交通噪声影响，则应在主要交通干线两侧和靠近交通要道处的居住建筑物外1m处增设若干测点，同时记录车流量（辆/h）。
2．测量方法同前。
3．如果生活区属于特殊住宅区或噪声敏感区，应进行昼夜24h连续测量。
此时的测点可在该区和交通干线上各选取一点，每隔5秒钟读取一个A声级瞬时值，连续24小时；然后统计每半小时或一小时内的L10、L50、L90，计算等效声级Leq，再画出24小时内的噪声水平变化曲线。
4．如果声源周围有高层建筑，测点布设应反映出噪声对其中居民的影响。
二、环境噪声现状评价
现状评价的主要内容有：
1．建设项目现有主要噪声源状况调查及分析。
包括噪声源种类、数量及相应的噪声级、噪声特性、超标状况、主要噪声源分析、声源位置等。
确定评价范围内现有噪声敏感区、调查受噪声影响的人口分布、保护目标的分布情况、噪声功能区的划分情况等。
2．建设项目的厂界（边界）噪声监测及评价。
目前，评价方法一般采取厂界噪声的等效声级与GB12348—90《工业企业厂界噪声标准》中的标准值进行对比评价。
3．建设项目内部区域环境噪声评价
目前，评价方法一般采用监测值与评价标准值直接比较法。
标准值采用GB3096-93《城市区域环境噪声标准》。
区域环境噪声现状可用网格图或等声级线图表示。
第三节噪声的衰减与计算
噪声从声源传播到受声点，因传播发散、空气吸收、阻挡物的反射和屏障等因素的影响，会使其产生衰减。
为了保证噪声影响预测和评价的准确性，对于上述各因素所引起的衰减值需认真考虑，不能任意忽略。
一、噪声随传播距离的衰减
噪声在传播过程中由于距离增加而引起的几何发散衰减与噪声固有的频率无关。
1．点声源
（1）点声源随传播距离增加而引起的衰减值。
Adiv＝10lg
（6-20）
式中Adiv——距离增加产生的衰减值，dB；
r——点声源至受声点的距离，m。
（2）在距离点声源r1处至r2处的衰减值：
Adiv＝20lg
（6-21）
当r2＝2r1时，Adiv＝-6dB，即点声源声传播距离增加一倍，衰减值是6dB。
2．线声源随传播距离增加而引起的衰减值
Adiv＝10lg
（6-22）
式中Adiv——距离衰减值，dB；
r——线声源至受声点的垂直距离，m；
——线声源的长度，m。
分两种情况讨论：
（1）当
<
时，可视为无限长线源。
此时，在距离线声源r1处至r2处的衰减值：
Adiv＝10lg
（6-23）
当r2＝2r1时，由上式可计算出Adiv＝-3dB，即线声源声传播距离增加一倍，衰减值是3dB。
（2）当
>>1时，可视为点声源。
3．面声源随传播距离的增加引起的衰减值与面源形状有关
例如，一个有许多建筑机械的施工场地：
设面声源短边是a，长边是b，随着距离的增加，引起其衰减值与距离r的关系为
当r<
，在r处，Adiv＝0dB
当
>r>
，在r处，距离r每增加一倍，Adiv＝-（0~3）dB；
当b>r>
，在r处，距离r每增加一倍，Adiv＝-（3~6）dB；
当r>b时，在r处，距离r每增加一倍，Adiv＝-6dB；
二、噪声被空气吸收的衰减
空气吸收声波而引起的声衰减与声波频率、大气压、温度、湿度有关，被空气吸收的衰减值可由下列公式计算：
Aatm＝α·r或Aoct,atm＝
（6-24）
式中Aatm——空气吸收造成的衰减值，dB；
α——每100m空气的吸声系数，其值与温度、湿度有关；
r0——参考位置距声源的距离，m；
r——声波传播距离，即预测点距声源的距离，m。
当r<200m时,Aatm近似为零。
如果声源位于硬平面上，则
Aatm＝6×10-6f·r（6-25）
式中f——噪声的倍频带几何平均频率，Hz；
在实际评价中，为了简化手续，又常把距离衰减和空气吸收衰减两项合并，并用下列公式计算（声源位于硬平面上）：
ΔL＝20lgr+6×10-6f·r+8（6-26）
三、声屏障引起的衰减
1．墙壁屏障效应
室内混响声对建筑物的墙壁隔声影响十分明显，其总隔声量TL可用下列公式进行计算：
TL＝Lp1-Lp2+10lg
（6-27）
所以，受墙壁阻挡的噪声衰减值为：
Ab1＝TL–10lg
（6-28）
式中Ab1——墙壁阻隔产生的衰减值，dB；
Lp1——室内混响噪声级，dB；
Lp2——室外1m处的噪声级，dB；
S——墙壁的阻挡面积，m2；
A——受声室内吸声面积，m2。
2．户外建筑物声屏障效应
声屏障的隔声效应与声源和接收点及屏障的位置和屏障高度、屏障长度、屏障的结构性质有关。
可以根据它们之间的距离、声音的频率（一般铁路和公路的屏障用频率500Hz）算出菲涅耳数N，然后从图6-1的曲线查出相对应的衰减值dB，声屏障衰减值最大不超过24dB。
图6-1障板及其声衰减曲线
菲涅耳数N的计算可用下式：
N＝
（6-29）
式中A——声源与屏障顶端的距离；
B——接收点与屏障顶端的距离；
d——声源与接收点间的距离；
——波长。
3．植物的吸收屏障效应
声波通过高于声线1m以上的密集植物丛时，即会因植物阻挡而产生声衰减。
在一般情况下，松树林带能使频率为1000Hz的声音衰减3dB/10m；杉树林带为2.8dB/10m：
槐树林带为3.5dB/10m；高30cm的草地为0.7dB/10m。
阔叶林地带的声衰减值见下表6–1。
表6-1阔叶林地带的声衰减值单位：
dB/10m
频率（Hz）
250
500
1000
2000
4000
8000
衰减值
1
2
3
4
4.5
5
四、附加衰减
附加衰减包括声波在传播过程中由于云、雾、温度梯度、风而引起的声能量衰减及地面反射和吸收，或近地面的气象条件等因素所引起的衰减。
但在环境影响评价中，一般不考虑风、云、雾以及温度梯度所引起的附加衰减。
但是遇到下列情况时则必须考虑地面效应的影响：
（1）预测点距声源50m以上；
（2）声源距地面高度和预测点距地面高度的平均值小于3m；
（3）声源与预测点之间的地坪被草地、灌木等覆盖。
地面效应引起的附加衰减量可按下式计算：
Aexc＝5lg
（6-30）
应当注意，在实际应用中，不管传播距离多远，地面效应引起的附加衰减量上限为10dB；在声屏障和地面效应同时存在的条件下，其衰减量之和的上限值为25dB（A）。
五、阻挡物的反射效应
声波在传播过程中，若遇到建筑物、地表面、墙壁、大型设备等阻挡时，便会在这些物体的表面发生反射而产生反射效应，见图6-2，可以看出，噪声从声源传播到受声点有直接和反射两条途径，到达受声点的声级是直达声与反射声迭加的结果，从而使受声点的声级增高ΔLr。
在下列情况时需考虑反射体引起的声级增高：
（1）反射体表面是平整、光滑、坚硬的；
（2）反射体尺寸远大于所有声波的波长；
（3）入射角
<85º。
由图6-2可以看出，被O点反射而到达P点的声波相当于从虚声源I辐射的声波，设
＝r；
＝rr。
经验表明，声源辐射的声波一般都是宽频带的，而且满足r-rr远大于λ的条件。
因反射而引起的声波的增高值ΔLr，可按以下关系确定（设a＝r/rr）
当a接近1时，ΔLr＝3dB；
当a接近1.4时，ΔLr＝2dB；
当a接近2时，ΔLr＝1dB；
当a>2.5时，ΔLr＝0dB。
第四节噪声环境影响评价
一、评价目的与程序
1．评价目的
环境噪声影响评价的主要目的有两个方面：
一是由预测得到建设项目对声学环境的污染程度，从而判断建设项目选址是否合理，并使建设项目在所在的区域内布局合理；另一方面是进行噪声控制措施的可行性
升级会员 