室外噪聲傳播遵循哪些規律_蘇州賽為斯環境科技

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室外噪聲傳播遵循哪些規律

文章出處：技術資訊網責任編輯admin 閱讀量：發表時間：2021-09-09 13:58

關于聲音在空氣中傳播是一種波動現象,這個相信早已經為大眾所熟知。但是聲音具體怎么傳播，遵循怎樣的規律，還是有必要做個科普。因為這是了解聲音包括噪聲的基礎。我們今天就來看一下波動傳播，然后再來了解一下點聲源和線聲源隨著傳播距離增加，聲壓級呈現怎樣的下降趨勢。
波動傳播與其他運動傳播不同,介質是不傳動的,只有介質中的波在動。想象一灣平靜的水面,一粒石投入當中,可見圓圈狀的漣漪不斷擴散，圓心即是投石點。如果仔細去看這圈擴散的波紋,水并未流動,僅是水波在動。
空氣中的聲波是空氣質點的擾動引起的。由于物體振動或氣流變化使附近的空氣質點受迫擾動時,原本處于安靜平衡態的空氣質點就會沿著振動激發的方向,擠壓臨近的空氣,空氣有彈性,會反彈,質點就像彈簧振子一樣在平衡位置來回運動,從而在空氣中產生了疏密變化,空氣質點間相互接近而擠壓時,就出現正壓,相互遠離而張拉時,就產生負壓,空氣質點本身不傳播,但是由于分子之間的碰撞作用,壓力變化傳播開來,就像水波紋一樣,形成傳播的聲波。需要說明,所謂平衡態的空氣質點,并不是絕對靜止的,而是存在無規熱運動,由溫度作為宏觀表征,或存在有序的流動,用氣流速度表征,聲音所引起的空氣質點的振動是疊加在其熱運動或流動上的,因此聲音的傳播或多或少受到溫度和氣流速度的影響。
由于空氣分子之間是非剛性的,黏滯性也很小,質點之間碰撞引起的運動基本上是對心的、同軸的,因此只存在壓縮作用,而沒有剪切作用。聲波中質點的振動方向與聲傳播方向是平行的,這種波被稱作縱波。理論上,空氣中只存在縱波。在水中或固體物中,除了會出現縱波以外,還有質點振動方向垂直于傳播方向的波動,稱之為橫波,例如水面的漣漪,傳播沿水面展開,而上下起伏的振動則是與水面垂直的。

那么在室外，聲音是怎么傳播的呢，隨著傳播距離的增加，聲壓級將發生什么變化。這里就要提到幾何發散，由于幾何發散的原因，能量將分散開來，聲壓級不斷下降。
理論上，如果噪聲源是一個極小的點，即點聲源，聲波的擴散面是球形，離聲源距離增加為2倍,相當于擴散球面的半徑增加為2倍,球面表面積增加為4倍,相當于單位面積上的噪聲能量降低了4倍,10×lg4≈6,即噪聲下降6dB。在實際條件下不存在理想點聲源,如果與聲源的距離大于聲源尺寸5倍以上,可以近似看作點聲源。例如,某機器設備三維尺寸都不大于20cm,設其向四周的聲發射是均勻的,實測m處的噪聲為100dB,那么:距離它100m遠(相當于距離增加約7個兩倍),由于幾何發散的原因,噪聲將降6×7=42dB,降低到58dB;距離它1km遠(相當于距離增加約10個兩倍),噪聲將下降6×10=60dB,變為約40dB。你看，距離是10倍的關系，但是聲壓級僅下降2個分貝。所以降噪治理過程中，不要小看那幾個dB，因為如果要降幾個分貝，增加的降噪措施可能就是加倍的關系。
如果噪聲源類似一條直線,相當于一系列點聲源連續排列,即線聲源,例如長長的火車、道路上湍流不息的車流、高壓氣流或液流管道,聲波的擴散面為圓柱形。垂直距離線聲源增加每2倍,相當于擴散圓柱面的直徑增加為2倍,圓柱面表面積增加為2倍,相當于單位面積上的噪聲能量降低了2倍,10×lg2≈3,即噪聲下降3dB。如果噪聲源類似一個面,相當于眾多線聲源平行緊密排列在一起,即面聲源,例如大型的揚聲器矩陣、分成上下幾排的合唱隊,聲波的擴散面可近似地看作平面。就像聚光燈,沿傳播方向能量幾乎沒有發散,噪聲不會下降或下降很少。理想的面聲源是不存在的,現實狀況下,當聲源的體量很大,而測點距離聲源又很近時(距離小于聲源最小幾何尺寸的1/5),可以近似看作面聲源。例如某一工業廠房,外墻高寬尺寸20m×40m,墻面整體振動向外輻射噪聲,距離廠房1m處測量噪聲值假定為100dB,那么2m、3m、4m處的噪聲值也差不多為100dB,這就是面聲源的結果。距離廠房200m遠或更遠的距離,廠房才可以看作點聲源,這時,理論上幾何發散引起的噪聲下降符合“距離加倍,噪聲下降6dB”的點聲源規律。
可能有人要問,距離廠房4~200m之間呢?單純幾何發散的理論計算并不復雜,但實際情況下,聲源的狀況千差萬別,尤其是聲源指向性在很大程度上影響不同方向上幾何發散引起的聲能衰減。對于廠房而言,如果測點距離是沿著其指向性較強的方向展開,噪聲衰減率就比較慢;如果測點距離是沿著其指向性較弱的方向展開,噪聲衰減率就比較快。比方說一個人使用喇叭筒講話,沿喇叭軸向方向的指向性就強,聲音衰減小,聲波傳得遠在室外,聲源大多位于地面上,由于地面反射的作用,與將聲源放于空中相比,相同距離位置的理論噪聲增加3dB。但這并不影響幾何發散所引起的衰減規律。
所以說在實際的噪聲治理工程中，現場踏勘至為重要，通過理論計算并不能精確地反映現實的聲環境，必須通過現場實測，結合現場條件，給出具體的解決方案。

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