《建筑声学》全套PPT课件
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内 容二、建筑吸声 扩散反射 建筑隔声三、声环境规划与噪声控制一、声音的物理性质及人对声音的感受四、室内音质设计五、声学实验3.3 声环境规划与噪声控制3.3.1 噪声及相关评价量噪声的来源交通噪声交通噪声:I.公路交通噪声:决定于机动车类型、车流量、行驶速度、路面状况、建筑物布局等。II.铁路噪声:7580dB。III.航空噪声:100dB以上。IV.航运噪声:70dB以上。建筑施工噪声建筑施工噪声:工业生产噪声工业生产噪声:固定噪声源,6070dB。社会生活噪声社会生活噪声:噪声评价量I.I.噪声评价数噪声评价数l l提出:提出:A计权声级不能反映噪声的频谱特性,A计权声级相同,但听起来的感觉及对人的影响差别较大。如,同是100dBA,电锯声(高频)听起来很刺耳,鼓风机(中低频)听起来很沉闷。l l噪声评价曲线(噪声评价曲线(NRNR曲线)曲线)噪声评价曲线是国际推荐评价环境噪声的曲线族。它的特点是强调了噪声的高频成分比低频成分更为烦扰人的特性,故成为一组倍频程声压级由低频向高频下降的倾斜线。l l噪声评价数(噪声评价数(NRNR值)值)找出各个的频程的噪声评价数NRi(取整数),其中最大的一个NRim即为该噪声的评价数NR。l l噪声评价数与噪声评价数与A A计权声级的关系计权声级的关系NRLA-5当NR值为80dB时,其A声级的限值为85dB。II.II.语言干扰级语言干扰级研研究究发发现现500、1000、2000Hz三三个个频频带带的的噪噪声声对对人人的的语语言言干干扰扰最最大大,故取其算术平均值作为语言干扰评价指标,称语言干扰级(故取其算术平均值作为语言干扰评价指标,称语言干扰级(SIL)。)。I.I.语言干扰级为语言干扰级为80dB80dB,两人在,两人在1m1m之外有效交谈,需之外有效交谈,需要叫喊吗?要叫喊吗?III.III.统计百分数声级统计百分数声级统计百分数声级LN多用于对交通噪声和某些非稳态噪声的评价。它是用声级出现的累积概率来表示噪声的大小。LN表示在整个测量时间内有百分之N的时间噪声级是超过LN的。III.通常采用L10、L50、L90对交通噪声进行评价。L10表示起伏噪声的峰值,L50表示中值,L90表示背景噪声。例如,L10=80dB表示在测量时间中有10%的时间噪声级超过80dB,而其余90%的时间噪声级是低于80dB的。换句话说,在测量时间内,高于80dB的噪声占10%,低于80dB的噪声占90%。I.I.L L50 50=60dB=60dB表示什么?表示什么?IV.IV.交通噪声指数交通噪声指数其中第一项表示“噪声气候”的范围,说明噪声的起伏变化程度。第二项表示背景噪声。第三项是为了获得比较习惯的数值而引入的调节量。交通噪声指数(TNI)是城市道路交通噪声评价的一个重要参量。只适用于机动车辆噪声对周围环境干扰的评价,而且限于车流量较多及附近无固定声源的环境。V.V.等效声级等效声级某一段时间内的A声级按能量的平均值称为等效连续A声级,简称等效声级或平均声级。如果噪声是稳态的,等效声级就是该噪声的A计权声级。等效声级是衡量人的噪声暴露量的一个重要物理量。国际标准化组织已采用等效声级的评价方法,许多国家的环境噪声标准也以等效声级为评价指标。我国的城市声环境质量标准城市声环境质量标准也采用它作为评价量。等效连续等效连续A A声级计算声级计算 (1)连续变化声级 (2)断续或分段稳定噪声 (3)等间隔采样例题:对车间进行35分钟噪声监测,每5分钟测一声级,测量结果如下表,求在此35分钟的等效连续A声级Leq。数据序号12345678LAi(dBA)8185948876706572解:VI.VI.昼夜等效声级昼夜等效声级昼夜等效声级是考虑到噪声在夜间对人的影响比白天严重,而对夜间噪声进行增加10dB加权处理后的等效连续A声级。昼夜等效声级自使用以来,获得了很大成功,人们发现,受噪声烦扰的居民百分数与日夜等效声级有很好的相关性。噪声评价相关参数噪声噪声评价评价主观评价主观评价客观评价客观评价声压级声压级人耳特征人耳特征(*)声强级声强级人体健康人体健康心理情绪心理情绪统计声级统计声级(*)专项评价专项评价响度、响度级响度、响度级计权声级(计权声级(ABCD)ABCD)噪度、感觉噪度噪度、感觉噪度噪声污染级噪声污染级噪声剂量噪声剂量噪声评价数(噪声评价数(NRNR)室内活动室内活动语言干扰级、噪声掩蔽语言干扰级、噪声掩蔽等效连续等效连续A A声级声级累计百分数声级累计百分数声级交通噪声指数交通噪声指数3.3.2 声环境标准 暴露限值标准:工作环境中,保护听力。环境噪声标准:如城市区域环境噪声标准。噪声排放标准:企业厂界、建筑施工场界。产品噪声标准:车辆、电子产品等。噪声卫生标准:噪声作业分级、听力损失诊断标准。噪声测量标准:几乎每个噪声标准都有相应测量标准。声学测量仪器标准:声级计标准。噪声评价标准分类暴露限值标准噪声暴露限值标准沿革:l1979年由卫生部和原国家劳动总局联合颁布工业企业噪声卫生标准(试行草案),该标准规定工业企业的噪声允许标准为85dB,对于未能达标的企业适当放宽,不得超过90dB。l1986年国家发展和改革委员会颁布了工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85)国家标准,规定每天工作8h,生产车间和作业场所的噪声等效声级限值为90dB。工作时间减半,等效声级提高3dB。最大不超过115dB(A)。l1999年卫生部颁布了工业企业职工听力保护规范,明确将85dB(A)作为统一执行标准,进一步规范标准。l2002年卫生部又对己执行23年的工业企业设计卫生标准(TJ36-79)进行了修订(GBZ 1-2002),新增加噪声接触限值 Leq,8h为85dB(A),时 间 等 能 量 换 算 值 为 3dB(A),最 大 不 超 过115dB(A)。工作地点噪声声级的卫生限值日接触噪声时间(h)卫生限值dB(A)8 85 4 88 2 91 1 94 1/2 97 1/4 100 1/8 103 最高不得超过115dB(A)超过85dBA每增加3dBA,允许暴露时间减半。环境噪声标准声环境质量标准、各类声环境功能分区I.I.办公、商业各属于几类?环境噪声限制多少?办公、商业各属于几类?环境噪声限制多少?噪声排放标准工业企业厂界环境噪声排放标准工业企业厂界环境噪声排放标准(GB 12348-2008)GB 12348-2008)建筑施工场界噪声限值建筑施工场界噪声限值(GB 12523-90)GB 12523-90)铁路边界噪声限值及测量方法铁路边界噪声限值及测量方法(GB 12525-90)GB 12525-90)机场周围飞机噪声环境标准机场周围飞机噪声环境标准(GB 9660-88)GB 9660-88)建筑施工场界噪声限值建筑施工场界噪声限值(GB 12523-90)GB 12523-90)3.3.3 城市声环境规划与降噪设计环境噪声的阶段性控制I.I.在规划、建造阶段,注意声环境设计,为什么会事在规划、建造阶段,注意声环境设计,为什么会事半功倍?半功倍?环境噪声控制的基本原理声源传播途径接收器抑制噪声源控制传播途径保护接收器抑制噪声源措施种类降噪原理应用范围减噪效果吸声利用吸声材料或结构,降低厂房、室内反射声,如悬挂吸声体等。车间内噪声设备多且分散4-10分贝隔声利用隔声结构,将噪声源和接受点隔开,常用的有隔声罩、隔声间和隔声屏车间工人多,噪声设备少,用隔声罩,反之,用隔声间,二者都不行,用隔声屏10-40分贝消声器利用阻性、抗性、小孔喷注和多孔扩散等原理,削减气流噪声气动设备的空气动力性噪声,各类放空排气15-40分贝隔振减振将具有振动的设备,原与地板刚性接触改为弹性接触,隔绝固体声传播;利用内摩擦、耗能大的材料,减少振动设备振动厉害,固体声传播远,干扰居民,机械设备外壳、管道振动噪声严重5-25分贝控制噪声的传播途径 闹静分开 利用地形地物降噪 利用声源的指向性降低噪声 绿化降低噪声 采取声学控制手段降低噪声保护接收器对人的防护:听觉和头部:耳塞、耳罩、防声头盔和防声棉;对人的胸部进行防护:防护衣对于机器的防护:隔声间、隔振台噪声控制的工作程序调查测定噪声现场设备正常运行条件确定噪声控制方案确定降噪量噪声控制标准噪声测试仪器调查噪声污染对象实施噪声控制方案加工、安装、调试技术指标测定技术鉴定与评价生产工艺和技术操作要求投资核算补加新措施查找原因未达到预期指标声环境城市规划依据噪声源、噪声敏感度确定功能分区。声环境城市规划依据噪声源、噪声敏感度确定功能分区。声环境交通规划道路依据交通运输性质分类。尽量减少道路对市区的干扰。减少噪声干扰的措施p与噪声源保持距离;p利用屏障;p利用地面条件;p利用绿化;p降噪路面;与噪声源保持距离利用噪声等值线,保持与干道的距离;利用建筑的互相遮挡,减少房间对干道的视角范围;利用草坪吸收接近地面的噪声。利用屏障绿化降噪绿化降噪树冠大、枝叶繁密的乔木,如柏树、香樟、女贞、石楠、珊瑚等,减噪本领出色;夹竹桃、八角金盘、小腊、蚊母等灌木,也有阻隔噪声之功。绿化减噪需乔灌携手、地形配合。绿化地势变平坦为坡地;尽量不用或少用草坪;树种多、层次丰富、种植间距小,上中下三路都有枝叶。树要种得密,林带要宽,树要种得密,林带要宽,而且要栽植阔叶树。而且要栽植阔叶树。沿城市干道散植的行道树一般没有降噪效用。降噪路面降噪路面排水降噪沥青混凝土路面为目前国际大力推广的新型路面结构,该结构具有吸音、排水、防滑、耐寒的功能,使用上安全耐久、清洁环保,将大幅提高城市道路环境。降低噪音:路面空隙率高达20%,具备强吸音功能,路面噪音同比下降5-7分贝。3.3.5 几类建筑声环境设计要点及实例住宅建筑住宅建筑设计要点:配套停车场、儿童乐园、活动场地位置选择;临近高噪声环境时,应设计隔声的围护结构;建筑中各类噪声源如电梯井、管道的降噪、隔振设计;不得设置迪斯科、练歌房等;学校建筑学校建筑设计要点:运动场宜沿干道布置;产生噪声的房间与教学楼有足够的隔离带;教学楼门窗面对运动场时,外墙与运动场距离不小于25m;音乐教室、练琴房、多媒体及语音教室应有适当的混响时间。音乐楼与其它楼房音乐楼与其它楼房保持距离保持距离音乐楼与干道垂直音乐楼与干道垂直练琴房凹凸布置练琴房凹凸布置练琴房不规则平面练琴房不规则平面医院建筑医院建筑设计要点:门诊楼可沿交通干道布置,病房楼不应设于临街一侧;有噪声的房间如气体站、冷冻机房、发电机房等,宜设置在地下,且不宜毗邻主体建筑或在主体建筑下;发出冲击噪声与振动的房间如体外震波碎石室、核磁共振检查室等,不得与病房等特别要求安静的房间毗邻,并应对其围护结构采取隔声和隔振措施;听力测听室应做全浮筑房中房设计。旅馆建筑旅馆建筑设计要点:有噪声的房间如鼓风机、引风机、水泵、冷却塔、健身娱乐等应远离客房和其它要求安静的房间;餐厅不应与要求安静的房间在同一区域;客房楼沿交通干道设置或靠近停车场时,应采取降噪措施。办公建筑办公建筑设计要点:对噪声不敏感的房间遮挡噪声源;如面临高噪声环境,办公室和会议室应采取隔声措施;室内设置声屏障。3.3.6 建筑物的吸声降噪吸声降噪原理:在室内布置吸声材料,吸收室内外噪音,减弱室内的噪声混响声压级,降低传到临室的噪声。吸声降噪量的确定:室内混响声级的降低,可使用下式计算:式中:Lp室内两种吸声条件的混响声声压级差值,dB;A1室内原有条件的总吸声量,m2;A2室内增加吸声材料后的总吸声量,m2;【例例3.3-4】:已知一间大教堂的装修基本是硬质界面,其总吸声量A1=10m2,如果在顶棚作吸声处理的增量为80m2,求改造后的吸声降噪量以及人们主观感受的变化。解:解:改造后的降噪量为9.5dB。主观感觉约减弱一半。吸声降噪措施吸声降噪措施室内噪声源远离界面;室内噪声源远离界面;阳台下做吸声处理;阳台下做吸声处理;声屏障与吸声顶棚结合;声屏障与吸声顶棚结合;吸声墙体;吸声墙体;室内噪声源远离界面室内噪声源远离界面I.I.声源每靠近一个反射面,噪声级增加多少?声源每靠近一个反射面,噪声级增加多少?阳台底面作吸声处理阳台底面作吸声处理声屏障与吸声顶棚结合声屏障与吸声顶棚结合吸声墙体吸声墙体I.I.采取什么方法清除共振?采取什么方法清除共振?3.3.7 建筑物的隔声降噪围护结构隔声计算围护结构隔声计算隔声设计的完整性隔声设计的完整性管道迂回设置;管道内壁布置吸声衬垫;管道口布置消声器;弹性连接构造弹性连接构造卫生间塑料管道噪声大;利用弹性构造减少振动;3.3.8 建筑隔振与消声建筑隔振建筑隔振隔振:把机械安装在合适的弹性装置上以隔离机械振动传播的措施。振动传递比振动传递比:式中:T振动传递比(隔振效率);f激发力的频率,Hz;f0隔振系统的固有频率,Hz。l传递的能量主要取决于设备的振振动动频频率率与与隔隔振振系系统统的的固固有有频频率之比率之比。式中:d承受荷载时弹簧的静态压缩量静态压缩量,cm。隔振效果即当隔振器的固有频率远大于激振频率时,隔振效果几乎没有。系统产生共振。因此,隔振器避免在这一放大区工作。不但没有隔振效果,反而会将原来的振动放大。振动隔离才有可能,故称隔振区。应该注意,在这个区域,阻尼不应过大,否则对隔振不利。振动传递比振动传递比:传递的能量主要取决于设设备备的的扰扰动动频频率率与与隔隔振振系系统统的的固固有有频频率率之比之比。I.I.隔振系统固有频率与设备扰动频率之间什么关系下,隔振效隔振系统固有频率与设备扰动频率之间什么关系下,隔振效果好?如何做到?果好?如何做到?II.II.怎样降低隔振系统的共振频率?怎样降低隔振系统的共振频率?消声降噪消声降噪空调系统的噪声:空调设备包括冷水机组、水泵、风机(包括空调机组、风机盘管机组)、冷却塔等,在运行中均可能因为设备振动、压缩机、电机、风叶运转而产生机械性噪声,属于噪声源。从民用建筑空调系统的实际运行情况来看,设备噪声(尤其是风机噪声)是空调系统中的主要噪声源。风机噪声沿着管道传播,在管道中几乎没有衰减。风机噪声部分转化为管道壁的振动并传播。空 调 系 统 的 组 成空 调 系 统 的 组 成消声器消声器阻尼消声器:在管道内布置吸声材料或构造。抗性消声器:通过管道截面的突变处或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉,从而降低由消声器向外辐射的声能,以达到消声目的的消声器。与阻性消声器最大的区别是没有多孔性吸声材料,包括共振式消声器和扩张式消声器等。共振式消声器是利用共振结构的阻抗引起声波的反射而进行消声。它由小孔板和共振腔构成。主要用于消除低频或中频窄带噪声或峰值噪声。结构简单,空气阻力小。扩张式消声器又称膨胀式消声器,由各个扩张室与连管连接起来组成。它是利用横断面积的扩张、收缩引起声波的反射与干涉来进行消声的。其消声性能主要取决于扩张室的扩张比和长度。
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