关于环境声学

关于声学,国内目前开设此专业的学校寥寥无几,虽然它不算是一个新的话题,但是却是一个新的专业。而对环境声学来说,我们确实是不太了解的。所以赛宾凭借多年在声学方面经验积累,就来跟大家一起讨论下环境声学吧。

基本概念:

环境声学是环境物理学的一个分支学科,主要研究声环境及其同人类活动的相互作用。

背景资料:

人类生活的环境里有各种声波,其中有的是用来传递信息和进行社会活动的,是人们需要的;有的会影响人的工作和休息,甚至危害人体的健康,是人们不需要的,称为噪声。

为了改善人类的声环境,保证语言清晰可懂,音乐优美动听。从二十世纪初开始,人们对建筑物内的音质问题进行研究,促进了建筑声学的形成和发展。50年代以来,随着工业生产、交通运输的迅猛发展,城市人口急剧增长,噪声源也越来越多,所产生的噪声也越来越强,造成人类生活环境的噪声污染日益严重。因此,不仅要在建筑物内改善音质,而且要在建筑物内和在建筑物外的一定的空间范围内控制噪声,防止噪声的危害。

这些问题的研究涉及物理学、生理学、心理学、生物学、医学、建筑学、音乐、通信、法学、管理科学等许多学科,经过长期的研究,成果逐渐汇聚,形成了一门综合性的科学——环境声学。在1974年召开的第八届国际声学会议上,环境声学这一术语被正式使用。

主要内容:

主要是研究声音的产生、传播和接收,及其对人体产生的生理、心理效应;研究改善和控制声环境质量的技术和管理措施。

声是一种波动现象,它在传播过程中,遇到障碍物会产生反射和衍射现象,在不均匀的媒质中或由一种媒质进入另一种媒质时,也会发生折射和透射现象。声波在媒质中传播,由于媒质的吸收作用等,会随传播距离增加而衰减。对于声的这些认识,是改善和控制声环境的理论基础。

在噪声控制中,首先是降低噪声源的辐射。工业、交通运输业可选用低噪声的生产设备和生产工艺,或是改变噪声源的运动方式(如用阻尼隔振等措施降低固体发声体的振动,用减少涡流、降低流速等措施降低液体和气体声源辐射)

其次是控制噪声的传播,改变声源已经发出的噪声的传播途径,如采用吸声降噪、隔声等措施。再次是采取防护措施,如处在噪声环境中的工人可戴耳塞、耳罩或头盔等护耳器。

噪声控制在技术上虽然已经相当成熟,但是由于现代工业、交通运输业规模很大,要采取噪声控制的企业和场所为数甚多,因此在处理噪声问题时,须要综合权衡技术、经济、效果等问题。

噪声对人的影响同噪声的声级、频率、连续性、发出的时间有关,而且同收听者的听觉特性、心理、生理状态等因素有关。所以,研究噪声对人的影响,既要研究一般影响,也要研究各种特殊的情况,为制定噪声标准提供依据。

近年来,噪声控制研究受到普遍重视,对声源的发声机理、发声部位和特性,以及振动体和声场的分析和计算,无论在理论方法或实验技术方面都有重大发展,因而有力地促进了噪声控制技术的发展。

剧场、电影院、音乐厅、会议厅等建筑物,是人群聚集进行文化娱乐和社会活动的场所。这些建筑物中的音质问题,既同混响时间有关,也同所谓“声场扩散”有关。

音质控制一方面要加强声音传播途径中有效的声反射,使声能量在建筑物内均匀分布和扩散,以保证接收者所收听的直达声有适当的响度;另一方面要采用各种吸声材料或吸声结构,消除建筑物内的不利的声反射、声能集中等现象,并控制混响时间。此外还要降低内部和外部的噪声干扰。

在降低现有噪声的手段方面,空心加气混凝土砌块在国外已广泛使用,在中国发展的微穿孔板在消声管道中也已逐渐推广,在厅堂建筑中也开始使用。最近受到注意的是有源降噪的技术。这种技术虽然是50年代的产物,但过去一直未能充分发展。

现在由于电子计算技术的日趋成熟,解决一些技术问题已无困难,所以受到比较广泛的注意。在英国,一个大型加压站的噪声,由于加了一个反声(大小相近,相位相反的声音)系统,而降低11dB,改善了周围环境。不过现在注意较多的还是小系统,在头盔内使用有源降声可把噪声降低1520dB,而且所需费用不高,这方面的研究还正在不断发展。

控制噪声污染已受到国际和一些国家的注意。国际标准化组织已接受A分贝为评价噪声的标准,并规定90dB为保护人体健康和听力的最高限,这个标准已为世界各国普遍接受。

为了控制城市噪声,城市噪声分区办法已逐渐推行。中国把城市分为六种区,以保证城市居民的安宁。在各种产品的噪声控制方面,各国除了对一般最高噪声采取限制措施外并要求生产者在铭牌上标明噪声指标,以鼓励生产者在降低产品噪声工作中的主动性。

此外,国家和地方环境保护管理部门的督促检查,以及环境声学知识的普及等,也都是对普遍改善声环境工作的重大措施。噪声的污染也能直接引起猝死。去年4月,世卫组织和欧盟合作研究中心发布了一份关于噪音对健康影响的全面报告《噪音污染导致的疾病负担》,指出长期处于高噪声的人比正常环境下的人高血压、冠心病、动脉硬化发病率高23倍,地区噪声每上升1分贝,心血管病的发病率就上升3%WHO的发现还表明,长期接触交通噪音可能造成了欧洲心脏病人中3%的死亡率。瑞士斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究所日前的一项研究也发现,与居住在安静地区的人们相比,生活在充满交通噪音道路附近的人们更易患上心肌梗塞。

改善环境的要求:

加强基础研究、技术措施和组织管理。在采取措施时,重点应放在声源上,但在很多情况下声源改变较为困难甚至不可能,要更多注意到传输通道和接受者,此外,还要注意经济、技术和要求(或标准)问题,有时还要注意建筑艺术和设计艺术问题。


主办单位:

主办单位:

中环协噪声与振动控制专业委员会

中国绿色环保协会

中国环保产业学会                    

中振协振动与噪声控制分会            

国际噪声控制工程学会I-INCE

承办单位:

上海励国展览服务有限公司