EIAN10各模块使用详解资料Word格式.docx
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为使输入方便准确,可用表格方式输入数据。
2.非稳定噪声评价量
声级随时间产生较大的波动,用以评价这种波动的非稳定噪声有一系列评价量。
常用的是等效连续A声级、噪声污染级、昼夜等效声级、累积百分声级、交通噪声指数。
计算等效连续A声级和噪声污染级时,需要输入一系列实测A声级数列,代表不同时间的A声级。
若这些A声级代表的时间长度都相同,则可略;
否则需要输入每一声级代表的时间长度。
昼夜等效声级需用白天的等效声级和夜间的等效声级,以及白天和夜间的长度进行计权平均。
累积百分声级和交通噪声指数一般用于指示交通噪声。
需要输入一系列噪声采样值,数据量一般不能少于30个。
这些评价量的意义和计算方法请参见后文“计算说明”。
3.飞机噪声评价量
计算飞机噪声的感觉噪声级LPNL,有效感觉噪声级LEPN,平均有效感觉噪声级
和计权有效连续感觉噪声级LWECPN。
请按相应按钮进入相应计算窗口。
4.噪声冲击指数NII
为考虑受噪声影响的人口数量和影响的程度,按受昼夜等效声级Ldn噪声的影响程度分成11个范围,每个范围施以不同的权重W,每个范围有不同的受影响人口数P,可计算其噪声冲击指数NII。
权重已内定,需输入各个影响范围的受影响人口数量。
NII相当于平均每人受到的噪声冲击量,可用于对声环境质量的评价和不同环境的相互比较,以供城市规划布局中考虑噪声对环境的影响,并作出选择。
1.1.3分贝的基本运算
分贝的加、减和平均计算。
可输入任意多个分贝数,按“刷新”得到其叠加值与平均值。
但要求数据为[0,200]之间。
减法则只能计算两个分贝数的差。
1.1.4声源声功率的估算
1.1.4.1汽车声功率级的估算
估算出单辆汽车匀速行驶时的声功率级。
可选用三种不同的方法。
(1)按《机动车辆行驶噪声允许值》GB1495-79中的规定,查得某一类车型匀速行驶时在路侧7.5米处的允许最大A声级,假定为半自由扩散方式(地面全反射),则可由此推导出汽车的取大允许A声功率级。
适用范围:
预测点必须离行车线>
7.5m。
(2)用《公路建设项目环境影响评价规范》JTJ005-96附录E1的方法计算出汽车A声功率级。
可以直接输入汽车的行驶速度,也可由车流量来估算行驶速度,进而再求A声功率级。
由于此估算方法本身为半经验方法,因此由车流量来估算行驶速度的方法更为合理。
例:
由车流量估算平均行驶速度。
已知预测年的平均小时车流量Q=1000(辆/小时),其中小型车比例60%,中型车比例30%,道路的小型车设计时速(最大设计车速)为120km/hr。
则得以下结果:
若为白天:
白天平均行驶速度:
小型车Vs=85.05(km/h)
中型车Vm=78.27(km/h)
大型车Vl=62.61(km/h)
白天7.5m处声级:
小型车Ls=78.86(dB)
中型车Lm=87.65(dB)
大型车Ll=88.47(dB)
白天声功率级:
小型车Lws=104.35(dB)
中型车Lwm=113.13(dB)
大型车Lwl=113.95(dB)
若为夜间:
夜间平均行驶速度:
小型车Vs=68.04(km/h)
中型车Vm=62.61(km/h)
大型车Vl=50.09(km/h)
夜间7.5m处声级:
小型车Ls=74.95(dB)
中型车Lm=82.64(dB)
大型车Ll=86.22(dB)
夜间声功率级:
小型车Lws=100.43(dB)
中型车Lwm=108.12(dB)
大型车Lwl=111.70(dB)
只适用于JTJ005-96中的噪声预测模型。
(3)先估算汽车各部件噪声级,再叠加计算其总的汽车声功率级。
汽车行驶噪声主要由发动机噪声、发动机排气噪声、发动机冷却风扇噪声、发动机进气噪声、轮胎与地面摩擦噪声、汽车传动装置噪声组成,必要时还要加上汽车鸣笛噪声。
可以任意组合上面组件中的一种或几种噪声。
此方法要求输入较为详细的汽车部件参数,计算结果也较为粗略。
要计算某一车型以上各部件的噪声叠加结果。
输入参数略(可参见“\Samples\声源声功率.ein”)。
结果如下:
15m处汽车发动机噪声Le=87.14(dBA)
15m处发动机排气噪声Lm=74.29(dBA)
15m发动机冷却风扇噪声Lf=84.15(dBA)
15m发动机进气噪声LI=71.49(dBA)
15m轮胎与地面摩擦噪声Lt=71.62(dBA)
15m汽车传动装置噪声Lg=58.85(dBA)
15m处汽车总声级Lp=89.21(dBA)
推算得汽车的声功率级Lw=120.71(dBA)
15m。
1.1.4.2火车行驶噪声(非高速铁路)
特指速度在160km/hr以下的,以内燃机车为动力的火车。
这种铁路系统的噪声主要是由机车噪声和轮轨噪声组成。
发动机转速N=2000(转/分),发动机马力hp=300(HP),行驶速度V=60km/h,内燃机为压缩进气方式,轨道连接方式为焊接方式。
计算结果如下:
15m处轮轨噪声=74.04(dBA)
15m处机车噪声=92.78(dBA)
机车噪声中:
内燃机车排气噪声=81.97(dBA)
内燃机车发动机噪声=92.40(dBA)
机车声功率级=124.28(dBA)
轮轨声功率级=105.55(dBA)
本例可参见“\Samples\声源声功率.ein”。
1.1.4.3电机、风机和压缩机噪声
1.电机噪声
电机噪声是比较普遍的噪声源,通常由电磁噪声、机械噪声和冷却气流噪声所组成。
这里用经验式估算。
2.风机噪声
风机是最常见的噪声源,它的噪声的频谱中,频率成分最突出的是63~4000Hz,其总声功率级用“比声功率级”来估算。
比声功率级即在单位风量(1m3/min)、单位风压(1Pa)工况下运行时,风机所产生的声功率。
3.压缩机噪声
压缩机是一个多声源发声体,其噪声源主要来自吸气系统、机件传动系统和动力系统。
因此,压缩机的频谱很宽,声压级也较高。
这里提供了三种类型压缩机的经验估算公式。
1.1.4.4泵类、机床和排气放空噪声
1.泵类噪声
泵噪声来源于流体湍流和机械摩擦两部分,如气穴、液压波动、机械零件的冲击、不平衡、共振、偏心等。
泵一般用电机驱动,所以还可考虑电机的噪声。
2.机床噪声
经验估算式,仅供参考。
3.排气放空噪声
1.1.4.5一些机械设备的参考声级
收集了一些机械设备的声级数据。
使用时注意:
(1)数值仅供参考
(2)均指一定位置处的声级,使用时尚需要转换成声功率级或特定位置处的声级。
1.2衰减计算
1.2.1噪声衰减单项计算
1.2.1.1几何发散衰减
声源是具有一定尺度的物体,当其产生的声波向外辐射时,其波阵面将不断扩大,而声能密度不断降低,这一原因引起的声能密度的衰减称为几何发散衰减。
几何发散衰减与扩散空间的形状密切相关。
声源按形状分成点源、有限长线源、无限长线源和面源四种。
声源强度表达方法有两种,一种是直接给定声源的声功率级,另一种是给定某一参照点的声压级。
对于后一种情况,计算结果中也同时反推导出声源的声功率级Lw,可利用这一特点将特定源的声级转换成该声源的声功率级。
1.点声源
对点声源,如果只计算一个预测点时,可考虑反射声源的叠加。
实际应用中,只有当Q=1或Q=2时,对反射声进行叠加才有意义。
对于某点声源,声源声功率LW=100dB,在自由空间中扩散(Q=1),则10m处计算结果为(不考虑反射):
几何发散衰减计算
声波传播空间指向系数Q=1
环境空气声阻抗Zs=412(瑞利)
声源为点声源
已知声源的声功率级Lw=100(dB)
计算结果如下:
r(m)Lp(dB)
1069.02
如果要考虑地面反射,设声源离地面高度h1为1m,反射系数K=1(全反射),则结果为:
虚声源I的声功率级为Lwi=100.00(dB)
预测点离声源S的直线距离PS=10.00(m)
预测点离虚源I的直线距离PI=10.77(m)
直达声形成的声级Lp1=69.02(dB)
叠加反射声后形成的声级Lp2=71.72(dB)
如果声源离地面高度为h1=0m,则计算结果为72.03dB。
这与Q=2的半自由扩散空间(不考虑反射)的计算结果是一致的。
可以认为,当反射系数K为1时,相当于Q=2,当0<
K<
1时,相当于1<
Q<
2。
2.线声源
对有限长线源,要定义其长度,而预测点位置是用离线源的垂直距离r和离线源中垂线的距离d来表示的。
可以计算一个平面分布。
例如定义r=[0,50]5,d=[-50,50]10,则计算结果为一个网格上的121个点。
3.矩形均匀面源
面源的边必须与坐标轴平行或垂直,输入其左下角和右上角两个点定义其位置。
而且预测点只能是一个点。
注意面源强度是每平方米的声功率级(dB/m2)。
例如对于位置为(0,0)-(100,100)的面源,在P(50,50,1)处的计算结果为:
声源为矩形均匀面源
已知单位面积声源的声功率级Lw=100(dB/m^2)
面声源在测点P处总声级Lp=103.05dB
若已知的是某一参照点的声级,则可同时得到声源的声功率级。
例如,以下是已知一有限长线源的某一参照点声级后,计算的结果:
声源为有限长线源
已知参照点(r0,d0)=(15,0)(m),Lp0=70(dB)
求得单位长度线声源声功率级为Lw=88.66(dB/m)
计算结果如下(dB):
r\d(m)0.00
30.0066.05
例子文件保存在“\samples\单项衰减.ein”中。
1.2.1.2遮挡物引起的声级衰减
(1)实体声屏障
指传声损失>
34(dB),可忽略透射声能的材料,如专用隔声屏障、土墙、路堑等。
对于点源,需输入三个传播途径的声程差δ1、δ2、δ3(若屏障无限长,则只有一个声程差,其它两个为0)。
对于线源(仅考虑屏障和线源都是无限长的情况)只需输入一个声程差。
对公路交通线源,也可直接由声程差查出声级衰减值来,而不需求菲涅尔数。
可调用工具中的“声程差计算”来详细计算声程差。
如果要计算菲涅尔数,则需输入声波代表频率f0和大气温度(用以计算声速C和声波波长λ)。
若用菲涅尔数计算,一次可计算多个不同频率频段的声级衰减值。
一般情况下无需考虑透射声能,但当声屏的LTL<
34dB时,透射声能可能会形成较大影响,可以选择叠加上透射声能。
叠加了透射声能后,屏障隔声能力减弱。
20℃。
点源,声程差δ1=1m,δ2=0,δ3=0。
声波频率为250、500、1000的三种声波,在LTL为20dB的声屏障中的隔声量,考虑和不考虑透射声能时的隔声量计算结果为:
声波频率(Hz)
不考虑透射声时的隔声量dB
考虑透射声时的隔声量dB
250
15.07
13.86
500
17.87
15.79
1000
20.77
17.36
(2)稀疏声屏障
指透射声能不可忽略,衰减量极少的隔声屏障,如树林带。
目前只考虑树林带的隔声,且只能估算。
注意这里仅指绿化林高度可以形成声屏障情况下的声衰减,一般要求绿化林高于声线1米以上。
如果是草地、矮灌木等绿地,则作为地面附加衰减考虑。
绿化林带并不是有效的声屏障。
密集的林带对宽带噪声典型的衰减量是每10m衰减1~2dB(A);
取值的大小与树种、林带结构和密度等因素有关。
密集的绿化林带对噪声的最大衰减量一般不超过10dBA.。
(3)封闭隔墙的降噪量NR
特指噪声源处于封闭房间,从室内向室外传播,或者从一个房间通过隔墙传到另一个房间的情况。
可以发现,同样一个室内声源,从室内传到室外的声级要比传到隔壁房间的声级小7dB左右,这是因为,声波传到室外后,不会引起反射;
而传到隔壁房间时,会形成混响。
如果隔壁房间内壁衬贴吸声材料,则可使其房间常数R2大大增加,从而大大增大隔墙的隔声量。
例如,对面积SW=10m2、隔声损失LTL=40dB的隔墙,当隔壁房间常数R2=10时,分隔墙引起的声级衰减ΔL=39.13(dB);
而当R2=100时,分隔墙引起的声级衰减ΔL=44.65(dB)。
1.2.1.3空气吸收衰减
当声波在空气中穿行时,空气会吸收一部分声能量而使声压减少,称为空气吸收衰减。
空气的吸声能力与声波频率、空气温度和相对湿度有关,程序根据这些数据查找到相应的声衰减系数,进而计算出衰减量。
1.2.1.4附加衰减
计算地面效应引起的附加衰减量。
附加衰减包括空气附加衰减和地面附加衰减。
按导则规定,在噪声环境影响评价中,不考虑风、温度梯度以及雾引起的空气附加衰减。
如果满足下列条件,需考虑地面附加衰减:
(1)预测点距声源50m以上;
(2)声源(或声源的主要发声部位)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面被草地、灌木等覆盖(软地面)。
不管传播距离多远,地面效应引起的附加衰减量的上限为10dB。
如果在声屏障和地面效应同时存在的条件下,声屏障和地面效应引起的衰减量之和的上限为25dB。
地面附加衰减的实质是由于地面吸声引起反射声的减弱。
因此只有当空间扩散因子Q取为2时,才须考虑地面附加衰减。
1.2.1.5室内声源的扩散衰减
仅针室内的点声源。
如果预测点位于室内,可用室内扩散公式直接计算。
如果预测点位于室外,先计算出隔墙外侧处的声级Lp2,结合隔墙的面积Sw推算出墙外等效声源的声功率级Lw1,再用室外点源扩散公式计算预测点的声级。
对于室外预测点,如果距离墙外侧较近,用虚源计算结果可能不真实,须进行一定光滑化处理。
声源声功率级LW=100dB、Q=1、声源离墙距离D=3m、室内房间常数R1=10m2、隔墙面积SW=102、隔墙传声损失LTL=40dB、隔墙厚度W=0.30m。
距离声源[1,10]1处的计算结果如下:
室内声源的扩散衰减
墙内侧处声级Lp1=96.24(dB)
墙外侧处声级Lp2=50.13(dB)
墙外侧等效声源的声功率级Lw1=60.00(dB)
各预测点声级如下:
距源位置声级(dB)
1室内96.94
2室内96.36
3室内96.24
4室外49.35
5室外43.00
6室外39.48
7室外36.98
8室外35.04
9室外33.46
10室外32.12
1.2.2噪声衰减综合计算
1.综述
在现实环境中,声波从声源到达预测点,可能要同时经过几何发散衰减、遮挡物衰减(包括实体声屏障、树林带和封闭隔墙)、空气吸收衰减和附加衰减。
同时考虑这些因素后的衰减量,称为综合衰减量。
本模块用于多个声源对一个预测点的综合衰减量的叠加结果。
由于现实环境的复杂性,要求直接由用户输入每一个声源与该预测点之间的位置关系参数,以及定义该声源与预测点之间的障碍物、地面类型等参数。
声源可以是室内点源、室外点源、有限长线源、无限长线源、面源五种。
声源位置可以是室内或室外两种。
预测点位置也可是室内或室外两种。
若声源中有非稳定发声的动态声源,则要求输入每一个发声时段的起、止时间和发声特性。
在这种情况下,预测点的预测结果也是随时间而波动的,因此要求定义预测的起、止时间和时间步长,程序在起、止时间内,每一时间步长计算一次预测结果(根据该时刻各声源的实际发声特性),并且根据这些预测结果计算出在预测时段内的等效连续声级。
对每一个噪声数据,可以分频带输入或只输入总的声功率级(若已知的是声压级,请事先换算成声功率级),同时输入相应的声频率。
如果已知的是A声功率级,则在输入时选择输入“总的声功率级”,并输入其代表频率为1000Hz。
要特别注意的是,如果要输入分频带的声功率级,则只需输入已测有数据的频带,而其它频带则应保留空白,不能输入“0”。
要注意,这里室外源均认为在自由空间中扩散(Q=1),但是可以定义地面的类型,例如地面为全反射(K=1)则相当于Q=2,而当K=0则相当于Q=1,否则相当于Q在[1,2]之间。
2.规定
本模块有如下规定:
(1)对环境的定义:
地面(反射系数,植物覆盖状况)、树林(宽度,密度)、实体屏障(位置,形状,隔声损失),建筑物也须视具体情况简化成声屏或隔墙;
(2)地面简化成一平面,不考虑高程变化。
地面的状态统一成一种状态,所有源的高度h和预测点高度h均相对同一地面;
(3)所有的声屏障一律简化成薄屏障,或封闭隔墙;
(4)所有室内声源均简化成点声源,而不分线声源或面声源;
(5)所有声源和预测点均处于同样的气象条件环境中(温度,湿度,气压均相同);
(6)对室内声源,如有遮挡物,认为其位于墙外侧与预测点之间。
如果预测点位于室内,则是无效的;
(7)如果声源位于一个沟堑或坑道中,可能对预测点形成声影,应仿照高路堤计算声程差;
反之,若声源位于高平台上,则应仿照低路堑计算声程差;
(8)对于非点源,空气吸收衰减和地面附加衰减,均是以其中心点距测点距离来进行的;
而对面源,除扩散衰减外,均是以其几何中心为点源来估算;
(9)在计算地面附加衰减时,参照点距离规定为10m;
(10)单项衰减中规定:
树林带最大隔声为10dB,地面吸收也最多为10dB,实体声屏障最多为20dB;
同时存在实体声屏障和地面吸收时,最多为25dB。
但在本模块中不设这些规定,计算结果完全由输入参数和计算选项确定。
3.样例
(1)预测点的位置
某封闭室内一个测点。
在同一室内有一声源,测得距该源1m处A声级为80dBA(此参数为消声室中测得)。
此外,在隔壁房间(也是封闭房间)也有一个声源,声功率相同。
室外为开阔绿地,绿地上离墙25米外有一线源(可视为无限长),已知离线源中心15m处A声级为80dBA。
求测点A声级。
A声级转换成A声功率级,可用“基础计算”中的“基本量的相互转换”,Zs可取400(因为影响甚微),包络面为半径1m的球面=12.57m2。
可得转换结果为91dBA。
对线声源,用“几何发散衰减”计算,传播空间为半自由空间Q=2,已知参照点15m处A声级为80,计算结果中可得到单位长度线声源声功率级为Lw=94.76(dB/m)。
第一步,定义同一室内的点源:
一般属性:
名称=“同一室内源”
类型=“室内点源”
声源离地面高度h=0m
室内点源位置=“地面”
声源所在房间的房间常数R1=10m2
声源离隔墙的距离D=6m
隔墙的面积Sw=10m2
隔墙的隔声损失LTL=30dB(若有门窗、孔隙,则要计算出总的LTL)
隔墙的厚度W=0.24m
发声特性:
稳态发声、不分频
总的声功率级=91dB
代表频率=1000(因为是A声级)
与预测点的关系:
预测点离声源距离r=4m(如果测点在室内,就要求r<
D)
预测点(相对当前声源)在同一室内
第二步,定义隔壁室内的点源(按“增加”按钮增加一个新源):
名称=“隔壁室内源”
声源所在房间的房间常数R1=20m2
声源离隔墙的距离D=3m
隔墙的面积Sw=15m2(这一隔墙可能与“同一室内源”定义的不同)
隔墙的隔声损失LTL=35dB(若有门窗、孔隙,则要计算出总的LTL)
隔墙的厚度W=0.30m
预测点离声源距离r=6m(如果测点隔壁,就要求r>
D+W)
预测点(相对当前声源)在声源隔壁的房间
预测点所在房间的房间常数R2=10m2(预测点所在房间常数已在前面“同一室内源”中的R1中定义,因此此处R2应与R1相等。
但程序不能自动检出这一点,要由用户自己进行逻辑判断)
第三步,定义室外线源(按“增加”按钮增加一个新源):
名称=“室外线源”
类型=“无限长线源”
声源离地面高度h=1m
总的声功率级=94.76dB/m
预测点离声源距离r=29.24m
预测点(相对当前声源)在封闭室
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