噪音控制原理與工程設計

為能廣泛推廣噪音控制之基本技術，本書之設計以實務為主，內容淺顯易懂，不僅對噪音原理的推導有完整的說明，對聲場音量的計算亦作詳盡的解說，並引用大量的範例，此外，亦介紹工業界的實務噪音防治策略及實例，並介紹四埠傳輸矩陣法用於多層吸音板及反射式消音器的設計。適合大學暨技職院校大學部、研究所的機械工程系、環境工程系、營建工程系、土木工程系、職業安全衛生系、公害防治、自動化控制系使用。此外，對於有志於噪音控制學習之其他領域的初學者亦適用之。

邱銘杰
現職：
中州科技大學機械與自動化工程系 專任副教授
中州科技大學研究發展處產學合作組組長
學歷：
大同大學機械工程博士
美國史蒂文斯學院機械工程博士班
美國史蒂文斯學院機械工程碩士
經歷：
中鼎工程股份有限公司 工程師 16.5年
德霖技術學院機械工程系 兼任助理教授
大同大學機械工程系 兼任助理教授
大同大學機械工程系 兼任副教授

藍天雄
現職：
育達科技大學資訊管理專任教授兼主任
學歷：
大同大學機械工程博士
美國匹茲堡州立大學製造研究所碩士學位
經歷：
美國紐澤西州TELEDYNE FARRIS ENGINEERING 公司，先後聘雇為生產部門製造工程師及工業工程師，同時擔任 VAX電腦系統經理。

第一章　噪音的物理特性
1.1　聲音
1.2　音波的波動方程式
1.3　音波的傳播途徑
1.4　音波的傳播性質
第二章　噪音的評價
2.1　噪音的定義
2.2　聲學的物理量
2.3　八音度頻譜
2.4　音量加成、相減與平均
2.5　空氣吸音
2.6　噪音暴露
2.7　聲音加權曲線
2.8　室內設計曲線指標
2.9　環境音量指標
第三章　噪音對人影響
3.1　人耳的構造
3.2　噪音的影響
3.3　一般噪音法規規定
第四章　噪音儀器與量測
4.1　噪音儀器
4.2　噪音量測
第五章　音源擴散的類型與音能預估
5.1　音源擴散的類型
5.2　噪音源的音能預估[19]
第六章　室內聲學
6.1　聲音的反射
6.2　室內音場（Room sound field）[19]
6.3　殘響時間（Reverberant Time）[19]
6.4　室內幾何設計
第七章　材料吸音處理
7.1　材料吸音原理
7.2　多層吸音體的正向吸音率[23]
7.3　內裸管吸音性能[4]
7.4　管路內襯吸音處理[4]
第八章　聲音隔離
8.1　定義
8.2　聲音穿透
8.3　試驗室的減音指數檢測
8.4　聲音穿透等級（Sound transmission class, STC）
8.5　聲音穿透係數（Sound transmission coefficient）[19]
8.6　緊鄰二室的隔音設計[19]
8.7　聲音隔離的控制[19]
第九章　噪音控制的方法
9.1　音源體的控制
9.2　路徑隔絕
9.3　受音者防護
第十章　隔音牆與隔音罩
10.1　隔音牆（Sound barrier）
10.2　隔音罩[19]
第十一章　消音器
11.1　反射式消音器[23]
11.2　吸收式消音器
11.3　共鳴型消音器[2]
第十二章　全廠噪音控制
12.1　音量分佈
12.2　控制參數
12.3　商用音量分佈軟體
第十三章　常見工業噪音源及改善案例
13.1　常見工業噪音源
13.2　改善案例
13.1　常見工業噪音源
13.2　改善案例
基本名詞中英對照與解釋
參考文獻
附錄A　單位換算
附錄B　噪音管制相關法規
附錄B-1　噪音管制標準
附錄B-2　勞工安全衛生設施規則第300條
附錄B-3　環境音量標準
附錄B-4　機動車輛噪音管制標準
附錄B-5　民用航空器噪音管制標準
附錄C　噪音評估模式技術規範
附錄C-1　營建工程噪音評估模式技術規範
附錄C-2　鐵路交通噪音評估模式技術規範
附錄C-3　道路交通噪音評估模式技術規範
附錄D　噪音分佈之商用分析軟體簡錄
附錄 D-1　ENM商用軟體型錄摘要
附錄 D-2　SoundPlan商用軟體型錄摘要
附錄 D-3　CadNa A商用軟體型錄摘要

1.3音波的傳播途徑
1.3.1空氣傳音（air-born noise）
音源體的振動波藉由空氣介質的傳遞，將音能以波動的方式傳播到受音者處，以活塞的往復運動來類比音源體的振動，其聲音傳播方式如圖1.10。
在轉軸轉一圈後，音波前進一倍波長（）的距離，所需的時間為一個週期（T）。
1.3.2結構空氣傳音（structure-born noise）
往復振動的音源設備除了直接激勵空氣介質以產生空氣傳音（airborne noise）外，其振動波亦由設備傳至支撐結構體，此時振動波以結構體為介值，能快速將量波傳播至結構體各點，並在結構體各點處，以結構振動的方式，再次激勵各點附近的空氣介質，產生結構傳音（structure-borne noise），以二樓樓板上的轉動設備為例（如圖1.11），除了二樓樓板上的設備之空氣傳音外，在一樓處的結構面附近，易產生結構的音傳效應。
以耳朵傾聽鐵軌上火車振動的低頻音（圖1.12）為例，在室溫20℃下，聲音傳播速度（C）約為331 + 0.6*20 = 343(m/s)，鐵軌的振動傳播數率為5182(m/s) [表1.1] (m/s)，其藉由鐵軌的結構振動波之傳音速度，約為由火車處產生的空氣音傳速度的15倍，明顯地，結構傳音遠快於火車的空氣音傳。
1.4音波的傳播性質
聲波以點音源、線音源或面音源進行傳播期間，當遇見障礙物、介質性質改變（如溫度、溼度與風速等）音源移動時，將會有聲波的反射、折射、干涉及繞射等現象產生。
1.4.1吸收（absorption）與反射（Reflection）
當遇見障礙物時，部分聲波會反射，部分被吸收，另一部分會穿越，其音波吸收與反射作用如圖1.13所示，此三部分的量將視障礙物表面的孔隙、密度等因子而定，遇到大平面的障礙物時，聲波會如同光波的平面鏡方式進行反射的特性與光波相似，遇到凸面的障礙物時，會產生音波發散（scattering），而遇到凹面的障礙物時，則有音波會聚的強化效應。
1.4.2聲波折射（Refraction）
如同光波的折射原理，當音波由一介質進入另一介質時會產生聲波折射，此外，在同一介質內，當介質間有溫差或產生流動（風）時，亦會產生聲波折射。
1.4.3聲波繞射（Diffraction）
當音波越過障礙物頂部時，各頻率音波將以不同彎曲率入射於障礙物後方，此即形成聲波繞射現象，以一音源向前方障礙物傳播音波為例（如圖1.17），當音波傳播路徑受阻隔時，部分產生反射波，另一部分將越過障礙物頂端後，再以不同繞射度入射於後方，如同圖1.17所示，低頻聲波的繞射能力最佳，而高頻音波則繞射度最差。
1.4.4聲波干涉（Interference）
頻率相同的二個獨立音波，當二者的波峰與波谷分別相遇時（相位差90陛^，會互相抵消其音能，此相位相消的技巧，亦被科學家應用於主動噪音控制（Active Noise Control）的防治工作上，圖1.18為管路噪音的聲波干涉控制之應用，利用歧管的路程差設計，使主管與歧管的相位相反但聲壓振幅相近，當二波相遇時會產生波的相位相消（phase cancellation）現象。
若二個波的相位相同，則二者的波峰與波峰分別相遇時，會增強其音能，如圖1.19所示，二個頻率、相位及音壓振幅均相同的聲波，以相反方向前進並相遇時，其波重疊處將產生二倍的振幅。
在平行的牆面間，當牆面間距為1/2的音波波長（相位差180陛^時會產生駐波，圖1.20為一矩形的密閉空間產生共鳴駐波的現象。