物理性污染与防治 环境工程教研室 王建华.

Presentation on theme: "物理性污染与防治 环境工程教研室 王建华."— Presentation transcript:

1 物理性污染与防治 环境工程教研室 王建华

2 噪声污染 辐射污染 电磁污染 光污染

3 物理性污染概述 一、分类 （1）按污染物的性质 （2）按污染物的来源 化学性污染：水污染，大气污染…. 生物性污染：水污染，土壤污染….
物理性污染：噪声，热，辐射，光…. （2）按污染物的来源 自然污染：火山，地震… 人为污染：主要污染源

4 物理性污染概述 二、特点 ◆ 物理性：没有污染物 ◆ 广泛性：到处都有　 ◆ 必然性：必不可少 ◆ 即时性：污染源消失，污染随即停止

5 主要内容 物理性污染与防治 一、噪声污染控制技术 二、振动的污染与防治 三、电磁辐射污染及防治 四、放射性污染与防治 五、光污染及其防护
六、热污染及防治

6 一、噪声污染与控制 环境工程专业四大工程之一。 四大工程？ 主要内容 1.噪声污染的性质与评价 2. 噪声污染的防治

7 一、噪声污染与控制 1.1 噪声及其来源 伴随着现代工业、交通运输业和城市建设的发展，环境噪声污染已成为国内外影响最大的公害之一。
1.1 噪声及其来源 伴随着现代工业、交通运输业和城市建设的发展，环境噪声污染已成为国内外影响最大的公害之一。 噪声污染与我们的生活息息相关。

8 问题一：为什么要学习这门课程？ 生活中的各种噪声

9 环境噪声控制的实际应用 一、轻轨、高速公路旁的隔声带 二、电影院里的吸声装置和吸声结构 三、德国2.7亿马克的新议会大厦的改造

10 一、噪声污染与控制 1.1.1 噪声 1.噪声 将杂乱无章，听起来不和谐的声音或不需要的声音。 2.环境噪声
噪声 1.噪声 将杂乱无章，听起来不和谐的声音或不需要的声音。 2.环境噪声 把工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的，使人讨厌、受害和不需要的声音。 3.噪声污染 指当所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。

11 一、噪声污染与控制 ★ 交通运输：汽车、火车、飞机等 ★ 工业生产：工厂设备、机器噪声 ★ 建筑施工：工地施工噪声
噪声污染的来源 ★ 交通运输：汽车、火车、飞机等 ★ 工业生产：工厂设备、机器噪声 ★ 建筑施工：工地施工噪声 ★ 社会生活：人群、广播喇叭

12

13 一、噪声污染与控制 1.1.3 噪声的危害 对听力的损伤——耳聋 轻度（25-40dB） 中度（40-65dB）
噪声级迁移：由噪声引起的阈级提高

14 2 对睡眠的干扰 （1）难以入睡 （2）突然惊醒 突发噪声影响 大于连续噪声 噪声强度 连续性噪声 噪声冲击性噪声 40dB(A)
2 对睡眠的干扰 （1）难以入睡 （2）突然惊醒 突发噪声影响 大于连续噪声 噪声强度 连续性噪声 噪声冲击性噪声 40dB(A) 有10%的人感觉到噪声的影响 有10%的人突然惊醒 65dB(A) 有40%的人感觉到噪声的影响 有80%的人突然惊醒

15 3 对语言和通讯的干扰 如：在繁华的大街和闹市说话、打电话 语言清晰度：指能被听懂的语言单位百分数
1 噪声掩蔽：噪声降低人耳对另外一种声音的听觉灵敏度，使听阈发生迁移的现象 2 如：在繁华的大街和闹市说话、打电话

16 4 .对人体生理的影响 主要为慢性影响，如引起失眠、头 晕、记忆力减退、消化不良等。 5 .对仪器设备和建筑结构的危害 主要为特强噪声对仪器、设备和建筑物产生危害。

17 二、噪声的度量与标准 描述噪声特性的方法 1.客观量度：用描述声波的客观特性的物理 量表示 2.主观量度：用接受者的感官刺激表示

18 二、噪声的度量与标准 2.1 噪声的客观量度 2.1.1 声压和声压级 一、声压

19 声波传播时大气中压强随着声波作周期性的变化，声扰动所产生的逾量压强就叫做声压。
p = P’ - P0 P0 ——为平衡状态下的大气压强。

20 其他物理量 物理量 表示方式 单 位 波长 λ=c/f 米 （m） 周期 T 秒 （s） 频率 f =1/T 赫兹 （Hz）
物理量 表示方式 单 位 波长 λ=c/f 米 （m） 周期 T 秒 （s） 频率 f =1/T 赫兹 （Hz） 声速 c 米/每秒（m/s）

21 二、噪声的度量与标准 二、声压级 1.引入：表示方便 2.定义：将待测声压的有效值Pe与参考声压 P0的比值取常用对数，再乘以20，即
P0：参考声压，正常人对1000Hz声音的听阈， P0 = 2× Pa

22 二、噪声的度量与标准 声强和声功率 1.声强：单位时间在垂直于波的传播方向上单位面积所通过的声能量，它是一个矢量单位，符号为 I，单位为W/m2。

23 2.声功率 声源在单位时间产生的总能量， 用W表示。 s——平面声波波阵面的面积

24 3. 声强级 将待测声强I与参考声强I0的比值取常用对数，再乘以10，即 I0：参考声强，I0 = w/m2

25 4. 声功率级 将待测声功率W 与参考声功率W0的比值取常用对数，再乘以10，即 W0：在空气中，参考声功率，W0=10-12 W。

26 二、噪声的度量与标准 2.2 噪声的主观量度 2.2.1 响度级
1.响度级：当某一频率的纯音和1000Hz的纯音听起来同样响时，1000Hz纯音的声压级即为该声音的响度级，用LN表示，单位为方（phon）。 2.响度：正常听者判断一个声音比响度级为40方参考声强响的倍数，用N表示，单位为sone，响度级为40方响度为1 宋。（与主观感觉的轻响程度成正比）

27 2.2.2 等响曲线 等响曲线：声音达到同样响度级时频率与声压级的对应的响度曲线。

28 2.2.3 A声级 声压级相同的声音会因为频率的不同产生不一样的感觉。
在测量噪声中为了反映人耳的主观感觉，通常对不同频率的声压级进行人为的加权修正后，再叠加计算得到总的声压级，其测量的声级称为计权声级，分为A声级、B声级、C声级和D声级。

29 二、噪声的度量与标准 2.3 城市公共噪声的评价量 2.3.1 等效连续A声级
2.定义：等效于在相同时间间隔内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级，用Leq表示。

30 等效连续A声级的计算： 或：

31 课堂练习 例1：某发电机房工人一个工作日暴露于A声级92dB中4h，98dB中24min，其余时间均在噪声为75dB的环境中。试求工人在一个工作日所受噪声的等效连续A声级。

32 课堂练习 例2：为考核某车间内8h的等效A声级。8小时中按等时间间隔测量车间内噪声的A计权声级，共测得96个数据。经统计，A声级在85dB段的共12次，在90dB段的共12次，在95dB段的共48次，在100dB段的共24次。试求该车间的等效连续A声级。

33 2.3.2 昼夜等效声级 同样的噪声在白天和夜间对人的影响不一样，晚间影响更大，应进行修正。 白天：6:00—22:00；晚上：22:00—6:00

34 例：甲地区白天的等效A声级为64dB，夜间为45dB;乙地区白天的等效A声级为60dB，夜间为50dB，问哪一地区的环境对人们的影响更大？
课堂练习 例：甲地区白天的等效A声级为64dB，夜间为45dB;乙地区白天的等效A声级为60dB，夜间为50dB，问哪一地区的环境对人们的影响更大？

35 噪声污染级 既反映噪声能量的评价，也包含噪声涨落的影响，常用作道路交通噪声、航空噪声和其他公共场所噪声的评价。 单次事件噪声暴露级 在1S内的声音与单次事件噪声能量相等的平均A声级。

36 二、噪声的度量与标准 2.4 噪声标准 2.4.1 听力和健康保护标准 国家1985年颁布了《工业企业噪声卫生标准》
每个工作日允许暴露时间/h 8 4 2 1 1/2 1/4 1/8 1/16 允许噪声级（dB） 90 93 96 99 102 105 108 111 最高噪声级 （dB） ≦115

37 二、噪声的度量与标准 2.4 噪声标准 国家1993年颁布了《城市区域环境噪声标准》
2.4.2 环境区域噪声允许标准 国家1993年颁布了《城市区域环境噪声标准》 根据区域使用功能特点和环境质量要求，将声环境功能区划分为五种类型： 0类：指康复疗养等特别需要安静的区域。 1类：指居民住宅、医疗卫生、文化教育、 科研设计、行政办公等功能区。

38 4类：指交通干线两侧一定距离，需要防止交通噪声影响的区域。 新标准4类分为4a和4b类，2011年1月1日起实行。
2类：指商业金融、集市贸易，或者居住、 商业、工业混杂区。 3类：指工业生产、仓储物流功能区。 4类：指交通干线两侧一定距离，需要防止交通噪声影响的区域。 新标准4类分为4a和4b类，2011年1月1日起实行。 4a类：高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、主干路、次干路、轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域； 4b类：铁路干线两侧区域；

39 各类声环境功能区环境噪声限值 类别 昼间 夜间 50 40 1 55 45 2 60 3 65 4a 70 4b

40 二、噪声的度量与标准 2.4 噪声标准 汽车定置噪声 地铁车辆噪声 摩托车和轻便摩托车噪声 农用运输车、三轮汽车和低速货车噪声 ……
2.4.3 产品噪声控制标准 汽车定置噪声 地铁车辆噪声 摩托车和轻便摩托车噪声 农用运输车、三轮汽车和低速货车噪声 ……

41 三、 噪声级的合成与衰减 3.1 噪声级合成计算 1.噪声级的相加 噪声级的叠加是能量的叠加 a. 公式法： b.查表法：
3.1 噪声级合成计算 1.噪声级的相加 噪声级的叠加是能量的叠加 a. 公式法： b.查表法： 应用分贝相加曲线计算

42 b 图表法计算 计算步骤： 1.把各个给定声压级按大小顺序排列； 2.求出相邻声压级的差△Lp ; 3.查分贝相加曲线，得出△L’; 4.根据公式计算出合成声压级LpT ； 如有多个声压级叠加，重复上述步骤。

43 分贝相加（减）曲线

44 举例 三个声音各自在空间某点的声压级为70dB、 75dB和65dB，求该点的总声压级。
分析：属级的叠加 ①公式法： ②图表法

45 2.噪声级的相减 a. 公式法计算 如果已知LpT、Lp1求Lp2，则： 已知Pt和P1 ，直接带入公式即可计算P2 。

46 b. 图表法计算 计算步骤和方法同级的叠加 (查分贝相减曲线) 例 在车间内测量某机器的噪声，在机器运转时测的声压级为87dB，该机器停止运转时的背景噪声为79dB，求被测机器的噪声级。

47 三、 噪声级的合成与衰减 1.点声源在自由（半自由）空间中的衰减 自由空间衰减： 半自由空间衰减：

48 三、 噪声级的合成与衰减 2.点声源随传播距离的衰减 点声源从距离r1传播到距离r2时，声压级或声强级的衰减量为：

49 课堂练习 1.在半自由声场空间中，离点声源2米处测得声压级的平均值为85dB.求： （1）其声功率级和声功率；
（2）距点声源10米处的声压级。

50 四、噪声控制方法 1 基本原理 声源 传播途径 接收器 控制 传播途径 保护 接收器 抑制 噪声源 环境噪声控制的基本原理

51 2.抑制噪声源 合理选择材料和改进机械设计 改进工艺和操作方法降低噪声 减少激振力来降低噪声 提高运动零部件间的接触性能

52 3. 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

53 常用噪声控制措施的原理与应用范围 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 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 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

54 4.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

55 五 消 声 一 概 述 二 阻性消声器 三 抗性消声器 四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器 六 消声器的设计

56 一 概 述 (一)消声原理 (二)消声器的性能评价 1.对消声器的要求 2.消声器的评价量

57 (一)消声原理 消声器：允许气流通过，又能有效阻止或减弱噪声向外传播的装置。 性能：优良的消声器可使气流噪声降低20～40dB(A)
种类：按其消声机理和结构大致可分为 阻性消声器 抗性消声器 阻抗复合式消声器 微穿孔板消声器 扩散消声器 各自具有不同的消声频谱特性，可根据设备的空气动力性及噪声频谱选用适当的消声器。

58 一 概 述 (一)消声原理 (二)消声器的性能评价 1.对消声器的要求 2.消声器的评价量

59 1.对消声器的要求 （1）消声量大 （2）压力损失小 （3）适应性广 （4）外形美观 正常工况下，在所要求的频带范围内应有足够大的消声量
对气流阻力小，压力损失要 控制在允许的范围内，不影 响设备的正常工作。 材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐 潮湿、耐粉尘，结构简单、体积小、重量轻，便于制作安装和维修。 外形美观大方，表面装饰应与设备总体相协调 。

60 2.消声器的评价量 (1)插入损失 衡量消声器性能优劣的主要评价量 (2)传递损失 (3)减噪量

61 系统中插入消声器前、后在系统外某定点分别测得的声压级Lp1与Lp2之差。
(1)插入损失 系统中插入消声器前、后在系统外某定点分别测得的声压级Lp1与Lp2之差。 优点：直观实用，测量简单； 适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合效果。

62 消声器进口端入射声的声功率级 与出口端透射声的声功率级 之差。
(2)传递损失 消声器进口端入射声的声功率级 与出口端透射声的声功率级 之差。 (2-167) 传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素无关； 适用于理论计算和在实验室检验消声器自身的消声特性。

63 消声器进口端平均声压级（ ）与出口端平均声压级（ ）之差。
(3)减噪量 消声器进口端平均声压级（ ）与出口端平均声压级（ ）之差。 (2-168) 这种测量方法易受气象条件、背景噪声等影响，误差较大，较少采用。

64 二 阻性消声器 (一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素

65 (一)阻性消声原理 阻性消声器：利用吸声材料消声的吸收型消声器。吸声材料相当于电阻，故称阻性消声器。 原理：将吸声材料固定在
气流通道内，利用声波在 多孔吸声材料中传播时， 因摩擦阻力和粘滞阻力将 声能转化为热能，达到消 声的目的。

66 二 阻性消声器 (一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素

67 (二)阻性消声器的结构形式 a.直管式 b.片式 c.折板式 d.声流式 e.蜂窝式 f.消声弯头 图 阻性消声器结构示意图

68 1.单通道直管式消声器 （1）A．N．别洛夫公式：低、中频 结构形式：如图2-38(a)所示； 特点：结构简单、气流直通、阻力损失小；
适用：小流量管道消声。 (2-169) 消声衰减量 计算 （1）A．N．别洛夫公式：低、中频 式中， ——消声量，dB； ——消声器通道断面的有效周长，m； ——消声器通道的有效截面积，m2； ——消声器有效长度，m； ——垂直入射吸声系数； ——消声系数，与材料的垂直入射吸声系数有关,由表2-19查得

69 1.单通道直管式消声器 式(2-169)中 的确定（表2-19） 由表2-19 确定 ，即可用式（2-169）计算消声量。
式(2-169)中 的确定（表2-19） 表 与 的关系 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60～1 0.05 0.11 0.17 0.24 0.31 0.39 0.47 0.55 0.64 0.75 0.86 1～1.5 由表2-19 确定 ，即可用式（2-169）计算消声量。 式(2-169)未考虑气流条件，在低、中频时，计算值与实测值基本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。 设计阻性消声器时，尽可能选用吸声性能好的多孔材料，并详细计算通道的几何尺寸，对于相同截面积的通道，P/S值以矩形最大，圆形最小。

70 1.单通道直管式消声器 （2）H．J．赛宾经验计算式：高频 (2-170) 式中， ——吸声材料无规则入射平均吸声系数，表2-20列出
式中， ——吸声材料无规则入射平均吸声系数，表2-20列出 了 与 间的关系。 表 与 的换算关系 1.00 0.863 0.732 0.607 0.489 0.329 0.327 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.45 0.277 0.230 0.185 0.144 0.105 0.070 0.040 0.015 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 式（2-169）和式（2-170）大致相同，仅仅是对吸声系数α的修正不同。

71 2.片式消声器 消声衰减量 与单通道直管式消声器计算公式相似。 结构：相当于多个单通道直管式消声器组成。
当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时，只要计算单个通道的消声量。 通常取吸声片厚度为50～100mm，片间距离(通道宽度)取100～250mm。

72 3.折板式消声器 结构：将片式消声器中的直板改为折板。是片式消声器的变型。 原理：将直通道改为曲折通道，给定直线长度情形下，可增加声波在管道内的传播路程，增加反射次数，提高高频消声量。 为了减小阻力损失，折角一般小于20°。

73 4.声流式消声器 结构：将折板式的折角变为平滑弧形板。 原理：当声波通过时，增加反射次数，并对某些频率的声波产生吻合振动，从而改善吸声性能。 特点：可使气流较为通畅地通过，达到高消声、低阻损的要求。

74 5.蜂窝式消声器 结构：若干个小型直管消 声器并联而成，形似蜂窝。
原理：小型管道的周长与截面积之比值P/S比直管式和片式大，所以消声量较高。 特点：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高，改善了高频消声特性。 计算：一个小型直管消声器的消声量就可以表示整个消声器的消声量。

75 6. 消声弯头 结构：在弯管壁面衬贴吸声材料。其形式有圆管弯头、矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。
原理：消声弯头能改变管道内气流的方向。 特征参数： 弯头上衬贴吸声材料的长度,一般相当于管道截面尺寸的2～4倍。 弯头的插入损失大致与弯折角度成正比，如30°弯头的插入损失仅为90°弯头的1/3。 对于无规则入射，180°弯头的减噪量约为90°弯头的1.5倍。

76 二 阻性消声器 (一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素

77 (三)阻性消声器性能的影响因素 1. 频率的影响
高频失效：在一定截面积的气流通道中，当入射声波的频率高至一定限度时，由于方向性很强而形成“光束状”传播，很少接触贴附的吸声材料，消声量明显下降的现象。 上限失效频率 ：产生高频失效所对应的频率。

78 上限失效频率 计算公式：直管式消声器 (2-171) 当 ＞ 时，某倍频带的消声量 按下式估算 (2-172) 式中， ——声速，m/s；
上限失效频率 计算公式：直管式消声器 (2-171) 式中， ——声速，m/s； ——消声器通道的当量直径，m；对矩形管道取边长平均值，圆形管道取直径，其它可取面积的开方值。 当 ＞ 时，某倍频带的消声量 按下式估算 式中， —— 处的消声量，dB； ——高于 的倍频程频带数。 (2-172)

79 2. 结构的影响 阻性消声器结构设计时，在高频失效频率附近采取下述办法可显著提高高频消声效果。 问题？
小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须采用多通道形式。 消声器通道中加装消声片或将消声器设计成片式、折板式、蜂窝式或弯头式等，可提高中高频消声效果。 问题？ 对低频效果不明显； 通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的空气动力性能下降。

80 3. 气流的影响 气流再生噪声：高速气流经过消声器时因局部阻力和摩擦阻力形成湍流产生的噪声。 辐射噪声：高速气流激发消声器构件振动
倍频带的气流再生噪声的声功率 (2-173) 气流再生噪声的大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度增加，声功率提高，使消声量减少，当气流速度高到一定程度时，消声量变为负值，此时消声器失去消声作用。 所以消声器的设计不应使气流的流速过高，否则不仅消声器的性能受到影响，而且空气动力性能也会变差。 倍频带的中心频率，Hz 气流速度，m/s

81 阻性消声器的设计 例：某型号风机，风量为40m3/min，进气管口直径为200mm。在距进气口3m处测得的噪声频谱如表所列，要求消声后在距进气口3m处达到NR90，试对进气口作阻性消声器设计。 序号 项目 倍频程中心频率／Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 进气口噪声／dB 109 112 104 115 116 108 94 2 降噪要求（NR90）

82 阻性消声器的设计 ①根据降噪要求，确定合理的消声量
序号 项目 倍频程中心频率／Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 进气口噪声／dB 109 112 104 115 116 108 94 2 降噪要求（NR90） 107 100 95 92 90 87 86 84 3 消声器应有消声量／dB 12 9 23 26 21 18 10 4 消声器周长与截面比 20 5 材料吸声系数α0 0.03 0.52 0.78 0.86 0.85 0.83 0.80 6 消声系数ψ（α0） 0.4 0.7 1.1 1.3 1.2 7 消声器所需长度／m 0.25 0.89 1.00 0.88 0.75 0.45 8 高频失效验算 ②选定消声器的结构形式，当气流通道截面的当量直径小于300mm，可选用单通道直管式；当直径在300~500mm时，可在通道中加设吸声片或吸声芯。当通道直径大于500 mm时，考虑设计片式、蜂窝式或其他形式。 ③正确选用吸声材料，根据使用环境和噪声频谱，吸声材料选用密度为25kg/m3的超细玻璃棉，厚度取150mm。根据气流速度，选择护面层结构。 ④确定消声器的长度 ⑤计算高频失效频率： f上＝1.85c/D=1.85×340/0.2=3145Hz

83 三 抗性消声器 (一)扩张室消声器 (二)共振消声器 原理：利用声抗大小来消声。 特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频 噪声。 基本类型
与阻性消声器不同，抗性消声器不使用吸声材料，主要是利用声抗的大小来消声, 依靠管道截面的突变或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗的改变，而产生声波的反射、干涉现象,从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声的目的。 基本类型 (一)扩张室消声器 (二)共振消声器

84 (一)扩张室消声器 1. 结构形式 扩张室消声器：抗性消声器最常用的结构形式。 单节扩张室消声器：由扩张室和连接管组成，是最基本形式。
图 单节扩张室消声器

85 2. 消声量的计算 若只考虑扩张室本身特性，由上式可得单节扩张室消声器的消声量计算式为 (2-174) 扩张室长,m (2-175)
根据管道传播理论，声波通过扩张室时，单节扩张室消声器声强透射系数为 k—波数 (2-174) S1S2分别为连接管和扩张室面积,m2 (2-175) 若只考虑扩张室本身特性，由上式可得单节扩张室消声器的消声量计算式为 扩张室长,m 扩张比,m= S2 /S1 若管道截面收缩m倍或是扩张m倍，消声作用相同 工程中为了减少对气流的阻力，常用扩张管。 消声量与 有关，即随频率作周期性变化。

86 讨 论 当 (n=0,1,2,3…)时， ，扩张室消 声量达最大值，式(2-175)可写成 (2-176)
由式（2-176）可以更清楚地看出，增大扩张比m，可增大消声量。 (2-177) 通常m＞1，当m＞5时,可近似地取 (2-178) 消声量达最大值时的相应频率

87 单节扩张室消声器的主要缺点 当 (n=0,1,2,3…)时， ，消声量 达 ，表明声波无衰减地通过消声器，此时， 对应的频率称为消声器的通过频率。 (2-178) 为了消除某一频率的噪声可适当选择扩张室的长度， 以使消声器在该频率上有最大消声量。

88 消声量计算图 为设计方便，将式(2-175)绘成图2-40。 图 单节扩张室消声器的消声量

89 3. 扩张室消声器的截止频率 扩张室有效消声的上限截止频率 (2-180) 声速,m/s 扩张室截面当量直径，m
扩张室截面积越大， 的值越小，其消声频率范围越窄。因此，选择扩张比要兼顾消声量和消声频率两个方面。

90 扩张室有效消声的下限截止频率： 当入射声波频率和系统的固有频率相等时，会发生共振，消声器不能消声，反将声音放大，该频率称为下限频率.
连接管的截面积，m2 连接管的长度，m (2-191) 扩张室体积，m3 只有在大于 的频率范围，消声器才有消声作用。

91 4. 改善消声频率特性的方法 单节扩张室消声器的主要缺点是存在许多通过频率，在通过频率处的消声量为零。 解决的方法通常有两种： 一是在扩张室内插入内接管 二是将多节扩张室串联

92 图 2-41 带插入管的扩张室消声器及消声频率特性
在扩张室内插入内接管 当插入管长度为 时，可消除式 中 为奇数的通过频率。 当插入管长度为 时，可消除式 中 为偶数的通过频率。 将二者结合，则可得到较为理想的消声效果（虚线）。 （a）带插入管的扩张室消声器 （b）插入管消声的作用 图 带插入管的扩张室消声器及消声频率特性

93 多节扩张室串联 将多节扩张室消声器串联，各室长度设计为不同数值,使各自的通过频率互相错开（如使后一节的通过频率恰好是前一节的最大消声频率），可改善整个消声频率特性，提高消声量 由于各节间的耦合现象，总消声量≠各节扩张室消声量的算术和。 在实践中，通常将上述两种方法结合使用。考虑到消声器的空气动力性，串联的腔室一般以2～4腔为宜。 图 多节扩张室串联消声器

94 抗性消声器 三 原理：利用声抗大小来消声。 特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频噪声。 (一)扩张室消声器 (二)共振消声器

95 (二)共振消声器 特别适合于低、中频突出的噪声，且消声量比较大
在一段气流通道的管壁上开一些小孔，使其与管外闭合的空腔相通，就构成了共振消声器 特别适合于低、中频突出的噪声，且消声量比较大 图2-44 共振消声器 最简单的结构形式：单腔共振消声器 图 单腔共振消声器

96 1.消声原理与消声量的计算 消声原理：亥姆霍兹共振原理。 共振消声器实质上是共振吸声结构的一种应用，其基本原理基于亥姆霍兹共振器。
管壁小孔中的空气柱类似活塞，具有一定的声质量，密闭空腔类似于空气弹簧，具有一定的声顺，二者组成一个共振系统。 当声波传至颈口时，在声压作用下空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼使一部分声能转换为热能耗散掉。同时，由于声阻抗的突然变化，一部分声能将反射回声源。 当声波频率与共振腔固有频率相同时，便产生共振，空气柱振动速度达到最大值，此时消耗的声能最多，消声量也就最大。

97 1.消声原理与消声量的计算 当声波波长大于共振腔消声器的最大尺寸的3倍时，其共振吸收频率为 传导率，有长度的量纲 声速，m/s
(2-182) 孔颈截面积，m2 孔直径，m 孔颈长，m 工程上应用的共振消声器很少是开一个孔的，而是由多个孔组成。 注意各孔间要有足够的距离，当孔心距为小孔孔径的5倍以上时，各孔间的声辐射互不干涉，此时总的传导率等于各个孔的传导率之和，即 (n为孔数)。

98 1.消声原理与消声量的计算 忽略共振腔声阻的影响，单腔共振消声器对频率 的声波的消声量 (2-183) 其中 (2-184)
忽略共振腔声阻的影响，单腔共振消声器对频率 的声波的消声量 (2-183) 传导率 空腔体积，m3 其中 (2-184) 气流通道的截面积，m2 值是共振消声器设计中的重要参量。 式（2-183）计算的是单一频率的消声量。

99 1.消声原理与消声量的计算 实际工程中的噪声源多是连续的宽带噪声 某一频带内的消声量为 对倍频带 (2-185a) 对1/3倍频带
(2-185b)

100 图2-45给出不同情况下共振腔消声器的消声特性曲线 当 时，系统发生共 振，消声量 最大； K值越小，曲线越尖锐
当 时，系统发生共 振，消声量 最大； 在偏离 时， 迅速下降； K值越小，曲线越尖锐 图 共振腔消声器的消声特性

101 2.改善消声性能的方法 (1)选定较大的 值 消声频带范围窄 的改善方法 (2)增加声阻 (3)多节共振腔串联

102 2.改善消声性能的方法 (1)选定较大的 值 消声频带范围窄 的改善方法 (2)增加声阻 (3)多节共振腔串联 值越大，消声量也越大,
但改善声频带宽度的同时，消声器体积增大，设计时应选取适当的值。 2.改善消声性能的方法 (1)选定较大的 值 消声频带范围窄 的改善方法 (2)增加声阻 (3)多节共振腔串联

103 三、电磁辐射污染与控制 第一节 电磁辐射基本概念及类型 一、基本概念 1.电场与磁场 ※ 电场：带电体周围存在的一种场。
第一节 电磁辐射基本概念及类型 一、基本概念 1.电场与磁场 ※ 电场：带电体周围存在的一种场。 ※ 磁场：在电流通过的导体周围所产生的具有磁力的场。 2.电磁场与电磁辐射： ※ 电磁场：交替产生的具有电场和磁场作用的物质空间。 ※ 电磁辐射：电磁场的能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。

104 三、电磁辐射污染与控制 第一节 电磁辐射基本概念及类型 一、基本概念 3.电磁辐射污染：
第一节 电磁辐射基本概念及类型 一、基本概念 3.电磁辐射污染： 接受者长期暴露在超过安全辐射剂量下，产生伤害的现象。 4.电磁环境： 是存在于给定场所的所有电磁现象的总和。 5.电磁骚扰： 任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

105 三、电磁辐射污染与控制 第二节 电磁辐射源及其传播 一、电磁辐射污染源 1．天然的电磁辐射污染源 2．人为的电磁辐射污染源
第二节 电磁辐射源及其传播 一、电磁辐射污染源 1．天然的电磁辐射污染源 2．人为的电磁辐射污染源 某些电气和电子设备运行中产生各种频率的电磁辐射 ☆发射设备； ☆通信、雷达及导航发射设备设施 ☆工业、医疗、科研用高频设备 ① 工业用电磁辐射设备; ② 交通设备; ③ 电力设备; ④ 医疗用电磁辐射设备; ⑤ 科研及其它用途电磁辐射设备.

106 表4.1 一些设备的电磁波的频谱和用途 频率(MHz) 波长(m) 频段名称 用途 300~30GHz 30~3GHz
表 一些设备的电磁波的频谱和用途 频率(MHz) 波长(m) 频段名称 用途 300~30GHz 30~3GHz 3GHz~300MHz 300MHz~30MHz 30MHz~3MHz 3MHz~300KHz 300KHz~30KHz 30KHz~3KHz 3KHz~300Hz 300Hz~30Hz 1mm~10mm 10mm~100mm 100mm~1m 1m~10m 10m~100m 100m~1km 1km~10km 10km~100km 100km~1Mm 1Mm~10Mm 极高频 超高频 特高频 甚高频 高频 中频 低频 甚低频 极低频 工频 雷达，空间通信 视距无限通信与广播 短波通信，广播 无线通信与广播 无线电导航 海底通信 输电

107 三、电磁辐射污染与控制 第二节 电磁辐射源及其传播途径 二、电磁污染的传播途径 三、电磁污染污染的危害 1．空间辐射传播途径
第二节 电磁辐射源及其传播途径 二、电磁污染的传播途径 1．空间辐射传播途径 是指电磁波通过空间直接辐射 2．线路传导传播途径 是指借助电磁耦合由线路传导 三、电磁污染污染的危害 1．电磁辐射对电器设备的干扰 ① 使航空通信受到干扰; ② 对广播电视信号造成的干扰; ③ 干扰了当地百姓收看电视.

108 三、电磁辐射污染与控制 第二节 电磁辐射源及其传播途径 三、电磁污染污染的危害 2．电磁辐射对人体健康的危害 ※躯体效应
第二节 电磁辐射源及其传播途径 三、电磁污染污染的危害 2．电磁辐射对人体健康的危害 ※躯体效应 人体接受电磁辐射后,体内极性与非极性分子,在电磁场作用下,极性分子重新排列,非极性分子可被磁化. 危 害 ①增加儿童患白血病概率;②诱发癌症并加速人体癌细胞增殖; ③影响人的生殖系统; ④影响人的心血管系统; ⑤对人的视觉系统有不良影响

109 三、电磁辐射污染与控制 第二节 电磁辐射源及其传播途径 三、电磁污染污染的危害 ※种群效应(五类人群最受电磁辐射的侵害)
第二节 电磁辐射源及其传播途径 三、电磁污染污染的危害 2．电磁辐射对人体健康的危害 ※种群效应(五类人群最受电磁辐射的侵害) ①生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站和电磁发射塔附近的人员; ②经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员; ③生活在现代电器自动化环境中的工作人员; ④佩戴心脏起博器的患者; ⑤生活在以上环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等.

110 三、电磁辐射污染与控制 第三节 电磁辐射污染的防护 一、行政管理措施 二、技术工程措施 1．区域控制及绿化 ①自然干净区； ②轻度污染区
第三节 电磁辐射污染的防护 一、行政管理措施 二、技术工程措施 1．区域控制及绿化 ①自然干净区； ②轻度污染区 ③广播辐射区； ④工业干扰区 2．屏蔽防护 ①主动场屏蔽防护； ②被动场屏蔽防护 3．对接受者进行防护

111 四、放射性污染与控制 第一节 概述 1.基本概念 ☼放射性元素：自然界和人工生产的元素中，有一些能自动发生衰变，并放射出肉眼看不见的射线。这些元素统称~。 ☼核辐射：原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。 ☼放射性：放射性元素的原子核在衰变过程放出α、β、γ射线的现象。 ☼放射性污染：由放射性物质所造成的污染。

112 四、放射性污染与控制 第一节 概述 2.环境中的放射源 ☼天然放射源（辐射源）： 宇宙射线、陆地辐射源和体内放射性物质。
第一节 概述 2.环境中的放射源 ☼天然放射源（辐射源）： 宇宙射线、陆地辐射源和体内放射性物质。 ☼人工放射源（辐射源）： ※ 原子能工业排放的放射性废物; ※ 核武器试验的沉降物; ※ 医疗放射性物质; ※ 科研排出的含有放射性物质的废水、废气、废渣等。 ☼其它放射源（辐射源）：

113 四、放射性污染与控制 第一节 概述 3. 放射性危害 ☼ 急性损伤
第一节 概述 3. 放射性危害 ☼ 急性损伤 如果人在短时间内受到大剂量的Ｘ射线、γ射线和中子的全身照射，就会产生急性损伤。在极高的剂量照射下，发生中枢神经损伤至直死亡。 ☼慢性损伤 由于多次照射、长期累计的结果，将会造成慢性放射病。

114 四、放射性污染与控制 第二节 辐射剂量学基础 一、常用的辐射量和单位 1、天放射性活度(A)：
第二节 辐射剂量学基础 一、常用的辐射量和单位 1、天放射性活度(A)： 单位时间内放射线原子核所发生的核转变数。Bq(贝可) 2、照射量(X) ： 表示γ射线或X射线在空气中产生电离程度大小的辐射量。库仑/千克(C/kg) 3、吸收剂量(D) ： 单位质量受照物质中所吸收的平均辐射能量。 Gy (戈瑞) 4、剂量当量(H) ：辐射对人体造成生物效应的严重程度或发生概率，辐射防护上采用剂量当量进行表示。Sv(希沃特)

115 四、放射性污染与控制 第二节 辐射剂量学基础 二、辐射防护的量和单位 1、危害度：
第二节 辐射剂量学基础 二、辐射防护的量和单位 1、危害度： 指某个组织或器官接受单位剂量照射后引起的第i种有害效应的概率。10-2/Sv. 表 几种对辐射敏感器官的危险度 器官或组织 危险度（10-2/Sv） 性腺 40 甲状腺 5 乳腺 25 骨 红骨髓 20 其余五个组织的总和 50 肺 总计 165

116 四、放射性污染与控制 第二节 辐射剂量学基础 二、辐射防护的量和单位 2、剂量与效应的关系：
第二节 辐射剂量学基础 二、辐射防护的量和单位 2、剂量与效应的关系： ※ 随机性效应：发生概率(而非严重程度)与剂量大小有关的效应。 ※ 确定性效应：一种有“阈值”的效应。当受照剂量大于阈值，就会发生确定性效应。 3、基本限值 ※ 职业照射剂量限值(▲)：※ 公众照射剂量限值(▲). 4、外照射与内照射： ① 由监管部门决定的连续5年的年平均有效剂量，20mSv； ② 任何一年中的有效剂量，50 mSv； ③ 眼晶体的年当量剂量，150 mSv； ④ 四肢（手与足）或皮肤的年当量剂量，500 mSv。 ①年有效剂量，1 mSv； ②特殊情况下，如果5个连续年的年平均剂量不超过1 mSv/a,则某一单一年份的有效剂量可提高到5 mSv； ③眼晶体的年当量剂量，15 mSv； ④皮肤的年当量剂量，50 mSv。 外照射：体外辐射源对人体的照射. 内照射: 进入人体内的放射性核素作为辐射源对人体的照射.

117 四、放射性污染与控制 第三节 放射性污染与防止 一、放射性废物的特点及分类 1、放射性废物特点： ※ 长期危害性； ※ 处理难度大；
第三节 放射性污染与防止 一、放射性废物的特点及分类 1、放射性废物特点： ※ 长期危害性； ※ 处理难度大； ※ 处理技术复杂。 2、放射性废物分类 ※ 高放射性废物； ※ 中放射性废物； ※ 低放射性废物。

118 四、放射性污染与控制 第三节 放射性污染防治 《中华人民共和国放射性污染防治法》(2003颁布), 2003.10.1实施。 二、辐射防护
第三节 放射性污染防治 《中华人民共和国放射性污染防治法》(2003颁布), 实施。 二、辐射防护 1、辐射防护的三原则 ※ 时间的正当性; ※ 防护水平的最优化; ※ 个人受照的剂量限值。 2、外照射防护方法 ※ 受照射时间的控制; ※ 增大与辐射源间的距离; ※ 采用屏蔽。

119 四、放射性污染与控制 第三节 放射性污染防治 二、辐射防护 3、控制内照射的基本原则 ※ 防止或减少放射性物质进入体内;
第三节 放射性污染防治 二、辐射防护 3、控制内照射的基本原则 ※ 防止或减少放射性物质进入体内; ※对于放射性核素可能进入体内的途径要予以防范. 三、辐射防护的基本措施 1、对于外照射的防护措施 ※ 距离防护：尽可能远的远离放射源; ※ 时间防护：尽量缩短操作时间，从而减少所受辐射量; ※ 屏蔽防护：针对α、β、γ射线，采用不同措施。

120 四、放射性污染与控制 第三节 放射性污染防治 三、辐射防护的基本措施 2、对于内照射的防护措施
第三节 放射性污染防治 三、辐射防护的基本措施 2、对于内照射的防护措施 ※ 防止呼吸道吸收：防止气体放射性核素进入呼吸道; ※ 防止胃肠道吸收：被放射性核素沾污的食物、水等经口由胃肠进入人体; ※防止由伤口吸收：防止某些放射性核素透过完整皮肤进入人体。

121 四、放射性污染与控制 第四节 放射性废物处理技术 一、放射性固体废物处理技术 3、常用固化方法： ※ 低中放射废物
第四节 放射性废物处理技术 一、放射性固体废物处理技术 3、常用固化方法： ※ 低中放射废物 水泥固化、沥青固化、塑料固化； ※ 高放射、a放射废物： 玻璃固化、陶瓷固化。

122 四、放射性污染与控制 第四节 放射性废物处理技术 二、放射性废液处理技术 三、放射性废气处理技术 常用处理方法：
第四节 放射性废物处理技术 二、放射性废液处理技术 常用处理方法： ※ 低中放射废液、洗衣和淋浴水：凝沉淀、吸附、反渗透； ※ 低中放射废液、高放射废液：蒸发方法 ※ 低中放射废液：离子交换法。 三、放射性废气处理技术 ※ 吸附方法

123 四、放射性污染与控制

124 五、热污染及其控制 第一节 热污染类型及来源 1.基本类型 2.基本来源 3.热污染的危害 ※ 水体热污染； ※ 大气热污染。
第一节 热污染类型及来源 热污染是指现代工农业生产和人类生活中排出的各种废热所导致的环境污染。 1.基本类型 ※ 水体热污染； ※ 大气热污染。 2.基本来源 ※ 工业生产中排放的废热; ※ 城市居民生活中排放的废热。 3.热污染的危害 ※废热水对水环境的影响; ※废热气体对城市空气环境的影响.

125 五、热污染及其控制 第二节 热污染评价及防止 1. 水体热环境评价与标准 ※ 受纳水体的周温升≤1；周平均最大温降≤2.
第二节 热污染评价及防止 一. 热污染评价与标准 1. 水体热环境评价与标准 ※ 利用地表水环境质量标准; ※ 受纳水体的周温升≤1；周平均最大温降≤2. 2. 大气热环境评价与标准 ※ 利用生理热环境指标； ※有效温度；将干球温度、湿度、空气流速对人体温暖感和冷感综合成一个单一数值的任意指数；

126 五、热污染及其控制 第二节 热污染评价及防止 2. 大气热环境评价与标准 一. 热污染评价与标准 ※ 利用生理热环境指标；
第二节 热污染评价及防止 一. 热污染评价与标准 2. 大气热环境评价与标准 ※ 利用生理热环境指标； 有效温度；将干球温度、湿度、空气流速对人体温暖感和冷感综合成一个单一数值的任意指数； ※ 干-湿-黑球温度：干球温度、湿球温度和黑球温度法测定的温度值按比例加权平均，可反应环境温度对生理的影响. ※ 操作温度：平均温度和空气温度关于各自对应的换热系数的加权均值。 ※ 预测平均热反应指标:很冷,冷,凉,适中,温暖,热,很热.

127 五、热污染及其控制 第二节 热污染评价及防止 二. 热污染防止 1.改进燃烧装置和热能利用技术，提高热能利用率;
第二节 热污染评价及防止 二. 热污染防止 1.改进燃烧装置和热能利用技术，提高热能利用率; 热泵、热管、隔热材料、空冷技术 2. 废热利用可以减少热污染; 3.利用降温冷却，减少废热气体对空气环境的热污染.

128 七、光污染及其控制 第一节 概述 光是以电磁波显示传播的辐射能，人眼看到的是可见光，范围 nm。在此波长范围中不同波长的可见光会引起人眼产生不同的颜色，并随着波长的变化而变化。

129 七、光污染及其控制 第一节 概述 1.光的基本物理量： ※ 光通量:以人眼的光感觉量为标准来评价光的辐射通量。
第一节 概述 1.光的基本物理量： ※ 光通量:以人眼的光感觉量为标准来评价光的辐射通量。 ※ 发光强度:光通量在空间的分布状况，即光通量的空间密度。 ※ 照度:被照面上单位面积上所接受的光通量数值。 ※ 亮度:发光体在视线方向单位面积上的发光强度。 ※ 曝光量:受照表面的照度对被照时间的积分。 ※ 色彩：用来描述光环境的舒适度（►）。 ※ 明度:光的明暗程度，或称色彩的明暗程度。

130 七、光污染及其控制 第一节 概述 2.光源及其类型： ※光源：自然光源和人工光源。 ※ 类型: ① 自然光源：太阳和月亮 ② 人工光源：
第一节 概述 2.光源及其类型： ※光源：自然光源和人工光源。 ※ 类型: ① 自然光源：太阳和月亮 ② 人工光源： ☼ 热辐射光源； ☼ 气体放电光源； ☼ 其它光源。 运用不同的光照方式，在艺术上会获得不同的效果（►）。

131 七、光污染及其控制 第一节 概述 3.光污染： 是指环境中光照射(辐射)过强，对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。
第一节 概述 3.光污染： 是指环境中光照射(辐射)过强，对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。 4.光污染的来源： ① 玻璃幕墙所形成的光污染； ② 夜景照明所形成的光污染。

132 七、光污染及其控制 第一节 概述 5.城市光污染种类：
第一节 概述 5.城市光污染种类： ①白亮污染:阳光照射强烈时，建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。 ②人工白昼:广告灯,瀑布灯和霓虹灯闪烁夺目,使夜间如同白天。 ③彩光污染:彩色光源构成了彩光污染。 6.城市光污染的危害： ① 危害人体健康; ② 光污染对行车安全的影响; ③ 光污染对城市生态平衡产生不利影响。

133 表1 中国工业企业视觉作业场所工作面上的采光系数标准值C/%
七、光污染及其控制 第二节 光环境评价及质量标准 一. 天然光环境的评价 1、采光系数 2、采光系数标准 二. 人工光环境的评价 《民用建筑照明设计标准》（1990，GBJ133-90） 《工业企业照明设计标准》（1992，GB ） 表1 中国工业企业视觉作业场所工作面上的采光系数标准值C/% 0.7 35 0.5 25 d>5.0 粗糙 V 1.5 75 1 50 1.0<d≤5.0 一般 IV 3 150 2 100 0.3<d≤1.0 精细 III 4.5 225 0.15<d≤0.3 很精确 II 7 350 5 250 d≤0.15 特别精确 I 采光系数Cmin/% 室内天然 采光临界 照度/lx 采光系数 Cmin/% 室内天然采 光临界照度/lx 识别对象的 最小尺寸d/mm 作业精 确度 顶部采光 侧面采光 视觉作业分类 采光 等级

134 七、光污染及其控制 第三节 城市光污染的防治 一、可见光污染防止 二、红外线污染、紫外线污染防止 三、管理措施