声波向介质中传播又称为入射,入射的声波遇到界面时一部分被反射或折射,另 部分将透过该界面继续传播。入射、透射和反射情况和传播介质有关:介质的Zs增加, 难透射,易反射;Zs降低,易透射,难反射。反射和折射的区别在于:反射时反射线在 入射面(由入射线和界面构成)内,入射角与反射角相等;折射线在入射面之外的第二种介 质内,入射角01正弦与折射角02正弦之比等于介质1声速c与介质2声速c2之比,即: sin t 1 (6-8) 图6-1声波的入射、反射和折射 当声波的波长远远大于障碍物或孔泂尺寸时,声波能够绕过障碍物或孔泂的边缘继 续前进并引起传播方向的改变,成为绕射声波或衍射声波。声波的绕射与声波频率、波 长和障碍物的相对大小有关,高频率、长波长的声波遇到尺寸较小的障碍物或孔洞时绕 射或衍射明显,这是屏障隔声降噪的依据 图6-2声波的绕射或衍射 !! IiIi 九、声波衰减 声波在介质中传播,由于扩散作用、空气吸收以及障碍物的存在导致声强、声压和 声能减弱,发生声波衰减 137
环境工程概论 137 声波向介质中传播又称为入射，入射的声波遇到界面时一部分被反射或折射，另一 部分将透过该界面继续传播。入射、透射和反射情况和传播介质有关：介质的 Zs 增加， 难透射，易反射；Zs 降低，易透射，难反射。反射和折射的区别在于：反射时反射线在 入射面(由入射线和界面构成)内，入射角与反射角相等；折射线在入射面之外的第二种介 质内，入射角θ1 正弦与折射角θ2 正弦之比等于介质 1 声速 c1 与介质 2 声速 c2 之比，即： sinθ1 c1 ＝ (6－8) sinθ2 c2 图 6－1 声波的入射、反射和折射 当声波的波长远远大于障碍物或孔洞尺寸时，声波能够绕过障碍物或孔洞的边缘继 续前进并引起传播方向的改变，成为绕射声波或衍射声波。声波的绕射与声波频率、波 长和障碍物的相对大小有关，高频率、长波长的声波遇到尺寸较小的障碍物或孔洞时绕 射或衍射明显，这是屏障隔声降噪的依据。 图 6－2 声波的绕射或衍射 九、声波衰减 声波在介质中传播，由于扩散作用、空气吸收以及障碍物的存在导致声强、声压和 声能减弱，发生声波衰减
环境工程概论 扩散引起的衰减 声波的传播过程即是声波在介质中的扩散过程,波阵面随扩散距离的增加而逐渐扩 展,导致声能分散、声强随距离越来越弱,称为扩散衰减。 2,空气吸收引起的衰减 声波在空气中传播时,部分声波被空气吸收作用、部分声能将发生转换和迁移,籍 此导致声波衰减。 ①传播导致空气质点振动,相邻空气质点由于运动速度不同而产生粘滞力,使得声 能转换为热能,紧邻的空气温度越来越高,声能越来越弱。温度的变化将导致相邻的空 气质点之间存在温度差,形成温度梯度。 ②相邻空气质点存在出现温度梯度,发生热交换,声能转换为热能进行扩散 ③由于声波的传播打破了空气中各种气态分子能量的原有平衡状态,从不平衡到重 新建立新的平衡的过程称为热驰豫过程,热驰豫使得声能耗散、声波衰减 3,其它原因引起的衰减 空气中的各种障碍物如尘粒、雾、雨、雪等将引起声波产生散射,导致声波衰减。 广义上说,空气中存在的各种大型屏障如土丘、围墙和门窗以及林带等也属于引起声波 衰减的障碍物,其作用与空气中的雨雪、尘雾没有本质的区别。 声波的衰减程度可以用声压衰减系数a来衡量,即在空气中声波传播1m所衰减的分 贝数,单位为dB/m。a与声波本身性质(波长、波面、声源类型、频率、声强等)、传播 距离、空气的温度和湿度以及障碍物情况密切有关。 点声源因为空气吸收而引起的声波衰减:△LP=LP1-LP2=20lg(y2/y1)-a(y2- Y1) (6-9) 线声源因为空气吸收而引起的声波衰减:△LP=LP1-LP2=101g( 式中:△LP一声级的衰减量(dB) LP1、LP-衰减前后的声级(dB) Y2、Y1-声波传播的距离(m) 第三节噪声的测量和评价 噪声的测量 声压计是测量噪声的主要仪器,测量的基本原理是将声信号转换为电信号。 根据噪声的声级范围,普通声级计的频率特性有A、B、C三档,分别称为A声 B声级和C声级,测定噪声声级分别以dB(A)、dB(B)和dB(C)表 、噪声评价 噪声评价是城市和工业区规划以及环境治理的重要依据,噪声评价与噪声评价标准 以及测量方法密切相关 噪声评价标准有:工业企业噪声卫生标准、环境噪声标准、工业企业噪声控制设计 标准、机动车辆允许噪声标准、杋械产品噪声标准、建筑施工场界噪声标准等 表6-6中华人民共和国城市区域环境噪声标准(GB3096-93)等效声级 别 疗养区、高级别墅区、高级宾馆 138
环境工程概论 138 1， 扩散引起的衰减 声波的传播过程即是声波在介质中的扩散过程，波阵面随扩散距离的增加而逐渐扩 展，导致声能分散、声强随距离越来越弱，称为扩散衰减。 2， 空气吸收引起的衰减 声波在空气中传播时，部分声波被空气吸收作用、部分声能将发生转换和迁移，籍 此导致声波衰减。 ①传播导致空气质点振动，相邻空气质点由于运动速度不同而产生粘滞力，使得声 能转换为热能，紧邻的空气温度越来越高，声能越来越弱。温度的变化将导致相邻的空 气质点之间存在温度差，形成温度梯度。 ②相邻空气质点存在出现温度梯度，发生热交换，声能转换为热能进行扩散。 ③由于声波的传播打破了空气中各种气态分子能量的原有平衡状态，从不平衡到重 新建立新的平衡的过程称为热驰豫过程，热驰豫使得声能耗散、声波衰减。 3， 其它原因引起的衰减 空气中的各种障碍物如尘粒、雾、雨、雪等将引起声波产生散射，导致声波衰减。 广义上说，空气中存在的各种大型屏障如土丘、围墙和门窗以及林带等也属于引起声波 衰减的障碍物，其作用与空气中的雨雪、尘雾没有本质的区别。 声波的衰减程度可以用声压衰减系数α来衡量，即在空气中声波传播 1m 所衰减的分 贝数，单位为 dB/m。α与声波本身性质(波长、波面、声源类型、频率、声强等)、传播 距离、空气的温度和湿度以及障碍物情况密切有关。 点声源因为空气吸收而引起的声波衰减：ΔLP＝LP1－LP2＝20 lg(γ2/γ1) －α(γ2- γ1) (6－9) 线声源因为空气吸收而引起的声波衰减：ΔLP＝LP1－LP2＝10 lg(γ2/γ1) －α(γ2- γ1) (6－10) 式中：ΔLP－声级的衰减量(dB) LP1、LP2－衰减前后的声级(dB) γ2、γ1－声波传播的距离(m) 第三节 噪声的测量和评价 一、噪声的测量 声压计是测量噪声的主要仪器，测量的基本原理是将声信号转换为电信号。 根据噪声的声级范围，普通声级计的频率特性有 A、B、C 三档，分别称为 A 声级、 B 声级和 C 声级，测定噪声声级分别以 dB(A)、dB(B)和 dB(C)表示。 二、噪声评价 噪声评价是城市和工业区规划以及环境治理的重要依据，噪声评价与噪声评价标准 以及测量方法密切相关。 噪声评价标准有：工业企业噪声卫生标准、环境噪声标准、工业企业噪声控制设计 标准、机动车辆允许噪声标准、机械产品噪声标准、建筑施工场界噪声标准等。 表 6－6 中华人民共和国城市区域环境噪声标准(GB3096－93) 等效声级 LAeq：dB 类别 昼间 夜间 区域性质 0 50 40 疗养区、高级别墅区、高级宾馆