第4章+噪声环境

第4章噪声环境一、声音及其度量（重点）二、噪声测量及评价标准三、噪声来源及其对人的影响四、噪声控制（重点）主要内容一、声音的基本概念物理方面：声音是一种机械波，当物体受振动后，在弹性介质中以波的形式向外传播的机械振动叫声音生理方面：传到人耳能引起听觉音响感觉的称为声音。这种能引起音响感觉的振动称为声音频率20~20000Hz—声音低于20Hz—次声高于20000Hz—超声第一节声音及其度量二、声音的物理度量什么是噪声？人们不需要的声音干扰噪声绝对噪声二、声音的物理度量（一）声压、声压级静压：在没有声波存在时，媒介中的压力。声压：是指媒介中有声波存在时的压力与没有声波存在时的静压之差。是表示声音强弱的物理量，用P表示，单位是帕（Pa）。普通人们谈话声的声压约为2×10-2Pa～7×10-2Pa载重汽车行驶产生的声压约为0.2Pa～1Pa凿岩机约为20Pa，而喷气飞机附近约为200Pa～630Pa听阈声压:刚能听到的声音的声压值，2×10-5Pa。痛阈声压:感到疼痛的声音的声压值，20Pa。二、声音的物理度量声压级声压级是声压与基准声压之比的以10为底的对数乘以20，用符号Lp表示，单位是分贝（dB）。0lg20ppLpP0为基准声压（P0=2×10-5Pa）一方面，用声压很不方便；另一方面，人的主观感觉是和声压的对数成正比为什么引入声压级？各种环境的声压和声压级声压N/m2声压级/dB环境举例声压N/m2声压级/dB环境举例63020063206.32.00.630.201501401301201101009080火箭发射喷气式飞机附近开坯锻锤，铆钉枪大型球磨机大型鼓风机附近纺织车间汽车喇叭声公共汽车上0.0630.0200.00630.00200.000630.000200.0000630.000020706050403020100繁华大街上普通说话微型电机工作时安静房间内轻声谈话树叶落下的沙沙声乡村安静夜晚刚刚能听到的声音二、声音的物理度量二、声音的物理度量(二)声压级合成法则问题：在某背景声源下，测得某声源和背景声源的总声压级为98dB，关闭声源测得背景的声压级为80dB，求该声源的声压级是多少分贝？二、声音的物理度量(二)声压级合成法则1、声压合成法则若在某点分别测得几个声源的声压为P1，P2，…，Pn，该点总声压Pt满足（i=1，2，…，n）niitPP122二、声音的物理度量2、声压级合成法则（i=1，2，…，n）niLPtPiL11.010lg10二、声音的物理度量声压级合成法则推导:niiniittPtPPPPPPPPL1202012200lg10lg10lg10lg20由声压级的定义可知20lg10PPLiPi二、声音的物理度量故:PiLiPP1.02010因此，总声压级niLPtPiL11.010lg10二、声音的物理度量问题：在某背景声源下，测得某声源和背景声源的总声压级为98dB，关闭声源测得背景的声压级为80dB，求该声源的声压级是多少分贝？)(93.97)1010lg(10)1010lg(10801.0981.01.01.0dBLPPLLP背总源解：三、人耳对声音的主观感觉声音的响度级与响度计权声级等效连续声级统计声级语言干扰声级思考：同一声压级，不同频率的声音，人耳听起来感觉一样响吗？（一）声音的响度级与响度声音的响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉量，它与人对声音响亮程度的主观感觉成正比.单位：宋（Sone）1Sone等于1000Hz、40dB声音的主观响度（一）声音的响度级与响度响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量，用LN表示，单位为方(phon)响度级(方值)就等于该纯音的声压级数，即与该声音同样响度的1000赫兹纯音的声压级。响度与响度级的关系NLNlg22.3340（一）声音的响度级与响度根据大量实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。例如，响度级30方时响度为0.5宋；响度级40方时响度为1宋；响度级为50方时，响度为2宋，依此类推，它们的关系可用下式表示：（一）声音的响度级与响度响度和响度级的合成响度：相加响度级：不能相加，将响度级换算成响度进行合成求两个不同频率响度级都为60方的声音的合成响度级？答案：70方等响度曲线等响度曲线上的数字表示声音的响度级。从等响度曲线图可以看出，人耳对高频声，特别是3000～4000赫兹的声音最敏感，而对100赫兹以下的低频声很迟钝。图中最下方的一条等响度曲线是人耳可听见的最小声音值，其响度级为4.2方，称为听阈曲线：最上方的一条等响度曲线是使人耳产生痛觉的声音曲线，其响度级为120方，称为痛阈曲线。等响度曲线特点（二）计权声级声级通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简称声级。为使噪声测量结果与人对噪声的主观感觉量一致，通常在声学测量仪器中，引入一种模拟人耳听觉在不同频率上的不同感受特性的计权网络，对被测噪声进行测量。通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简称声级。它是在人耳可听范围内按特定频率计权而合成的声压级。频率计权电网络在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定的频率计权电网络，使接收的声音按不同程度进行频率滤波，以模拟人耳的响度感觉特性。一般设置A、B和C三种计权网络，其中：A计权网络是模拟人耳对40方纯音的响应，当信号通过时，其低频段（500Hz以下）的声音有较大的衰减；B计权网络是模拟人耳对70方纯音的响应，它使接收、通过的低频声音有一定的衰减；C计权网络是模拟人耳对100方纯音的响应，在整个可听频率范围内有近乎平直的特性。使所有频率的声音近乎平直通过。（二）计权声级（二）计权声级（二）计权声级A、B、C声级不同计权网络测量的结果，分别标以dB（A）、dB（B）或dB（C），称为A声级、B声级和C声级。原来规定70dB以下用A声级计，70～90dB用B声级计，90dB以上用C声级计。后来研究表明，无论声强多大，A声级都能较好地反映人耳的响应特征，所以，如无特殊说明，基本都用A声级表示噪声评价指标。（二）计权声级（三）等效连续声级等效连续声级是指某一段时间内的A声级能量平均值，简称等效声级或平均声级，用符号Leq表示，单位是dB(A)式中，LPA(t)为瞬间A声级（dB(A)）；T为总测量时间（s）。TtLeqdtTLPA0)(1.0101lg10（三）等效连续声级若每个工作日按8h计算，低于78dB（A）的噪声不予考虑，则一天的等效连续声级按右式近似计算第一种情况：有间隔，但变化不大TTLmiineq12110lg1080简化计算：例1：测量某车间的噪声。有4小时中心声级为90dB(A)，有3小时中心声级为100dB(A)，有1小时中心声级为110dB(A)，计算一天内等效连续声级。（三）等效连续声级dBTTLmiineq2.1028110310410lg108010lg1080217215213121解：n各段Lp范围dB（A）中心声级dB（A）1234567878~8283~8788~9293~9798~102103~107108~112113~11780859095100105110115（三）等效连续声级Lp与n对应关系表（四）统计声级统计声级的物理定义为达到或大于某一声级的概率，用符号Ls表示噪声的统计特征符合正态分布，则25060eqdLL1090dLL第二种情况：变化较大如dBL7010表示在整个测量期间噪声超过70dB的概率占10%DeqKSLLs计算公式：简化计算：（五）语言干扰声级语言干扰声级（SIL）是评价噪声对语言通讯干扰程度的评价参量。人的语言声能主要集中在500Hz、1000Hz、2000Hz和4000Hz。实际中应用中，将测量500Hz、1000Hz、2000Hz和4000Hz的声压级求算术平均值，便可得到语言干扰级。谈话时的总声压级比语言干扰级高出10dB以上，可以听清楚。4400020001000500PPPPLLLLSIL一、声音及其度量（重点）√二、噪声测量及评价标准三、噪声来源及其对人的影响四、噪声控制（重点）主要内容第二节噪声测量及评价标准一、噪声的测量（一）室内噪声的测量图为声级计。测量室内噪声时，将声级计传声器放在操作人员耳朵处或放在工作面附近，选择若干个测点，进行测量。若噪声有明显变化或出现间隙，则还应测量等效连续声级。数字式声级计(1)外形尺寸小于30cm的小型设备，测点距其表面30cm左右。(2)外形尺寸在30～100cm的中型设备，测点距其表面50cm左右。(3)外形尺寸大于100cm的较大型设备，测点距其表面100cm左右。(4)大型或特大型设备，测点距其表面100～500cm左右。（二）机器设备噪声的测量注：测点在机器周围均匀选择，测点数目视机器设备大小和发声部位的多少，可取4~8个。其高度在设备的中间高度上，但要求高于地面0.5m。交通车辆噪声的测量测量行驶中的车辆的噪声，应在平坦开阔的区间中进行工作。测量行驶时车内的噪声，要求车窗紧闭，测点选择在车内中央且离地1.2m处、在司机、乘客的头部附近，分别记录加速、满载、惯性行驶及制动时的情况。测量行驶时车外的噪声，测点取距离车体中心线7.5米、距地面或轨道上方1.2m高处。（三）交通车辆噪声的测量二、噪声评价标准以等效连续声级、统计声级为指标——基于降低人们对环境烦恼度以等效连续声级为指标——基于对作业者听力保护以语言干扰声级为指标——基于改善工作条件和提高工作效率(一)国外噪声标准听力保护的噪声标准（A声级）环境噪声标准(二)中国噪声标准二、噪声评价标准听力保护的噪声标准（A声级）每个工作日允许工作时间/hISO（1971年）允许噪声级/dB(A)美国政府（1969年）美国工业卫生医师协会（1977年）84211/21/490939799102115（最高限）9095100105110115859095100105110（一）国外听力保护的噪声标准（A声级）（二）中国噪声标准我国曾先后公布了多个重要的噪声标准，如《工业企业噪声卫生标准》、《城市环境噪声标准》和《机动车辆噪声标准》等。2010年经国家卫生部正式颁布了《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010。非噪声工作地点噪声声级的卫生限值地点名称噪声声级dB（A）工效限值dB（A）噪声车间观察（值班）室≤75≤55非噪声车间办公室、会议室≤60主控室、精密加工室≤70城市5类环境噪声标准值*地区声级/dB(A)白天（7～21时）声级/dB(A)夜间特别需要安静地区一般居民、文教区居民、商业、工业混杂区工业区城市中的道路交通干线两侧区域、穿越城区的内河航道两侧区域等50556065704045505555*摘自中华人民共和国城市区域环境噪声标准GB3096－93一、声音及其度量（重点）√二、噪声测量及评价标准√三、噪声来源及其对人的影响四、噪声控制（重点）主要内容第三节噪声来源及其对人的影响一、噪声来源工业噪声工业噪声主要包括空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声交通噪声交通噪声主要指的是机动车辆、火车、飞机和船舶噪声。一、噪声来源（续）建筑施工噪声建筑施工噪声声音强度很高又属于露天作业，因此污染也十分严重社会噪声社会噪声主要指社会活动和家庭生活所引起的噪声二、噪声对听力的影响听觉疲劳噪声性耳聋：国际标准化组织规定：500Hz、1kHz、2KHz三个频率的平均听力损失超过25dB称为噪声性耳聋暴发性耳聋：双耳完全失聪听阈提高15dB以上，离开噪声后需要较长时间才能恢复三、噪声对其他生理机能的影响对神经系统的影响（如记忆力减退、注意力不集中等）对内分泌和心血管系统的影响（如呕吐）对消化系统的影响（如食欲不振、溃