整体声源预测模式

整体声源预测模型

丹麦、挪威、瑞典、芬兰北欧四国的声学工作者于上世纪70年代中叶，联合对工厂环境噪声预测这项课题进行了长达10年的研究，发表了“工厂环境噪声的一般预测方法”、“工厂建筑物正面噪声辐射的预测”等成果报告，提出了工厂环境噪声的预测方法，我们称之为 Stüeber预测模式。它的基本思路是，将整个工厂或车间看作一个特大声源，我们称它为整体声源。整体声源辐射的声波在距声源中心为r的受声点处的声压级为

Lp?LW??Ai

（1.14）

式中Lp为受声点的声压级（dB），LW为整体声源的声功率级（dB），LW由Stüeber

受声点

D A r B 测量线

D C 图1.7 声功率测量示意图

公式（1.15）求得，?Ai为声波在传播过程中各种因素衰减量之和。预测计算的关键是要求得LW。

将一座工厂或车间看作一个特大声源，如图1.7所示，Sp为车间面积，ABCD为测点连线，Sa为连线围成的区域面积；D为连线至车间外墙面的距离，各处可不均等，当相邻两测点的声压级之差大于10dB时，可变动D值使其小于10dB为止；D为连线至车间外墙面的平均距离，一般取在0.05Sp至0.5Sp范围内；d为相邻测点的间距，取d=1.8D；传声器高度h?H?0.025Sp，H为车间声源的平均高度，h限定在10m以内，若超过10m仍取10m。布点后测量各点的声压级Lpi，并求其平均值Lpi，最后用下式求车间的声功率级LW ：

LW?Lpi?10lg(2Sa?hl)?0.5?aSa?10lgD4Sp （1.15）

式中aa为空气吸收系数，l为测点连续总长（m）。

由于特大声源向外辐射的声功率各方向是不均匀的，因此必须考虑声源的指向特性，其公式修正为

LW(Φ)?LW?LpΦ

（1.16）

虽然，用 Stüeber公式（1.15）能求出 LW，但事实上是有困难的。首先，评价在建房之前，不可能通过测量求得式（1.15）中的Lpi。其次，式（1.15）中因子较多，计算繁复。在估算时，可作如下简化，当D??Sp时，Sa?Sp?S，

式（1.15）的第三项因为aa很小（如1000Hz，aa=0.004dB/m），最后项约（?2dB）左右，与前项相比，最后两项可略，即式（1.15）变为

LW?Lpi?10lg(2S?hl)

（1.17）

在工程计算时，上式还可简化为

LW?Lpi?10lg(2S)

（1.18）

式中S为拟建车间或厂房的面积。 1. Lpi的估算

拟建车间的面积，一般是可以知道的。由式（ 1.18）可见，求得整体声源声功率级的关键在于求Lpi。可由下式估算Lpi：

Lpi?LR??LR

（1.19）

式中LR为车间的平均噪声级，?LR为车间的平均屏蔽衰减。

车间的噪声级最好能从同类车间的类比调查得到，或根据建设项目的设备等各项数据，根据丰富的工作经验作出估计。表1.2给出几种车间噪声级的范围。

表1.2 十类工厂车间噪声

工厂车间 噪声级（dB）

钢铁 80-11

石油 80-10

机械 80-11

建筑 80-11

电子 70-85

0

工厂车间 噪声级（dB）

纺织 80-105

0 铁道 80-115

0 印刷

5 食品

造纸

70-95 70-90 80-90

把车间看成一个隔声间，其隔声量由厂房的墙、门、窗等综合而成的平均隔声量（即屏蔽衰减），由下式计算：

1?LR?10lg

?（1.20）

式中?是厂房围护结构的平均透声系数，

?S????Siii （1.21）

式中?i，Si分别为第i构件的透声系数和面积。 普通厂房构件的透声系数由表1.3给出。

表1.3 普通厂房构件的透声系数

构件

墙 10?4

房顶 10?2

门 2?10?3

窗 3.2?10?2

?

例 某棉纺织厂拟引进64台无梭剑杆织机，车间面积为42 ?50（m2）。根据类比厂调查，车间面积1300（m2），进口无梭剑杆织布机38台，车间的平均声级92.5dB。两车间织机的分布密度相近，预测时的拟建车间的平均声级取92.5dB，车间的隔声根据所给参数算得22.3dB，取20dB，即

Lpi?92.5?20?72.5dB

于是，车间（作为整体声源）的声功率级为

LW?Lpi?10lg(2S)?72.5?10lg(2?2100)?108.7(dB)

为比较式（1.15），（1.18）的误差，我们取h=1.5m，aa=0.002，D=1m，Sp?Sa?42?50=2100（m2），代人式（1.18）有：

LW?Lpi?10lg(2?2100?1.5?184)?0.5?0.002?252100?lg?107.8(dB)计算结果相差0.9dB，而且用式（1.18）计算的值比式（1.15）的值大，更具安全。可见，用式（1.18）作为工程预测计算是能满足精度的。 2. ?Ai的估算

式（1.14）中的?Ai 是声波在传播途径中各种因素引起的衰减量之和，除了距离衰减的因素之外，还受到如建筑物、露天大型设备以及地形地貌等的屏蔽作用，或由于空气吸收、温度梯度、逆风效应和雾、云、雨、雪等气候的影响，使声音传播至受声点时均有不同的衰减。

声传播衰减已有众多的研究，并已取得丰硕的成果，这在许多声学文献中可以见到，尽管某些问题如方向性等还有待探讨，但对工厂噪声预测评价已有足够的计算方法和若干数据可供选用。在可行性研究阶段主要考虑噪声对环境的最不利情况，在满足工程精度的前提下，仅考虑距离衰减、屏蔽衰减和空气吸收衰减。 ①距离衰减Ad 距离衰减由下式计算：

14?2100

Ad?10lg(2?r2)

（1.22）

式中，r是整体声源的中心到受声点的距离。 ②空气吸收衰减Aa

声音在空气中传播时，由于空气的导热及粘度而导致声能变为热能而消耗，这概括定义为典型的‘空气吸收’。空气对声音的衰减很大程度上取决于声的频率和空气的相对湿度，而与空气的温度关系并不大。

空气对声音的吸收，在较短的距离（例如几百米）时，除了超过5000Hz的高频声外，其衰减量是不大的。例如对于500HZ的声波，气温为30?C及相对湿度为70％时，衰减值为0.27dB/100m。这对于中小型工厂而言，空气的吸收衰减值对噪声预测评价的计算，可以忽略不计。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6wz7.html