EIAN10各模块使用详解.docx

EIAN10各模块使用详解.docx

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EIAN10各模块使用详解

1各模块使用详解

在前面第2章已经介绍了EIAN的基本操作方法，这些方法适用于EIAN的全部功能模块。

本章则侧重于介绍每一功能块本身的特点，便于用户深入了解每一功能块的全部特性。

1.1基础计算

1.1.1基本量的相互转换

1.声压级、声强级和声功率级

对声音传播介质中同一位置处的声压级、声强级和声功率级进行相互转换。

只要在其中的一个文本框中输入数据，转换结果就会在另一个文本框中同步显示出来。

若选择的是声压级和声强级之间的转换，需要输入声音传播介质的声阻抗特性参数Zs。

这个参数可从相关资料查找。

对于空气传播介质，则可从气温和气压计算出来，按下

进行计算。

空气中，Zs常温常压下接近400。

若进行声压级与声功率级之间的转换，则还需指明所在位置对声源的包络面的面积，此时的声压级应是这个包络面上各点的平均声压级。

对于一个自由空间中的点源，某点处的包络面相当于以该点与源点连线为半径的球面。

相仿地，如果是半自由空间的地面源，则是半球面。

但对于某一特定的的声源（点源,线源和面源），则需用衰减计算中“几何发散衰减”进行。

2.声压、声强、声功率和响度的数值与对应的级

选择进行以下之间的转换：

（1）声压与声压级；

（2）声强与声强级；

（3）声功率与声功率级；

（4）响度与响度级。

只要在其中的一个文本框中输入数据，转换结果就会在另一个文本框中同步显示出来。

可以注意一个有趣的现象，对于分贝来说，负值是有意义的。

例如对于声压级来说，-10分贝相当于6.324555E-06Pa。

这也就说明，为什么0+0等于3分贝，因为0并不代表无声压。

因此在以后需要输入分频带声压级时，如果某个频带无声压级时，不能输入0，而只能让其空白。

注意：

这里的声压级均指未计权的线性声压级。

1.1.2噪声评价量的计算

1.声压级和计权声级

以各倍频带实测的声压级来计算总的声压级和计权声级。

声压级和A计权声级为精确计算，其它计权声级为估算。

1倍频程时，需要输入10个频带相应的声压级。

1/3倍频程时，需要输入30个频带相应的声压级。

数据应输入完整，不应有留有空白。

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。

这些评价量的意义和计算方法请参见后文“计算说明”。

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）

适用范围：

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。

例：

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）

适用范围：

预测点必须离行车线>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。

例：

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

经验估算式，仅供参考。

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。

例：

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：

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:

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

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：

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：

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。

注意：

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。

例：

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。

例：

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

例：

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

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）：

一般属性：

名称=“隔壁室内源”

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=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

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=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）：

一般属性：

名称=“室外线源”

类型=“无限长线源”

声源离地面高度h=1m

发声特性：

稳态发声、不分频

总的声功率级=94.76dB/m

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=29.24m

预测点（相对当前声源）在封闭室内