1、嘉庚學院 機電系 噪聲的危害 1 1 引起聽力損傷引起聽力損傷 大量的研究證明：噪聲危害人的聽力，輕則高頻聽閾損傷，中則耳聾，重則耳鼓膜破裂。同時還發現，噪聲對人聽力危害的程度，是與噪聲的形式、強度、頻率及暴露的時間密切相關的。 若長年累月在強噪聲條件下工作，內耳聽覺器官經常受到強噪聲刺激，這種聽覺疲勞就會固定下來，不會再恢復正常，就產生了永久性的聽力下降或聽閾偏移。這種現象稱為噪聲性耳聾。 我國衛生部門調查的連續暴露 30 年，聽力損傷率和噪聲強度的關系曲線。90dB(A)環境中暴露 30 年，語言聽力損傷率為 6.4% ； 95dB(A)環境中為 18.9% ； 100dB(A) 環境中為

2、 29.3% 2 2 噪聲引起疾病噪聲引起疾病 導致神經衰弱癥。 可使交感神經系統緊張，從而產生心跳加快、心律不齊、心電圖 ST-T 段波升高、血管痙攣、血壓升高；在噪聲作用下會產生胃功能紊亂，引起腸胃機能阻滯、消化分泌異常、胃酸酸度降低、胃蠕動減退等，其結果引起消化不良，食欲不振、惡心嘔吐、體質減弱等。 噪聲對建筑物和儀器設備的危害：當大型噴氣式飛機以超聲速低空掠近時，由于空氣沖擊波引起強烈噪聲會使地面建筑物受到很大損傷，煙囪倒塌和建筑物被破壞，如墻壁開裂、窗玻璃和瓦損壞等。 在強噪聲作用下，材料因聲疲勞而引起裂紋甚至斷裂，一些靈敏和自動遙控精密儀表設備受到噪聲損害而失靈 3.1 頻譜與頻譜

3、分析頻譜與頻譜分析 頻帶或頻程在作頻譜分析時，把頻率變化范圍劃分為若干較小的段落，叫做頻帶或頻程，可以研究不同頻帶內噪聲能量的分布情況。 1/1倍頻帶及1/3倍頻帶頻譜分析 設f0為某頻帶的中心頻帶，f1和f2 分別為該頻帶的下限截止頻率和上限截止頻率。B= f2- f1為頻帶的帶寬。恒定百分比帶寬的定義為：當n=1時為1/1倍頻帶： 下一個倍頻帶的下限截止頻率為上一個倍頻帶的上限截止頻率；nff212210fff 兩個相鄰的倍頻程頻帶的上、下限截止頻率、中心頻帶和帶寬之間均為相差一倍； 相對帶寬B/f0 為70.7%； ISO規定在可聽聲范圍內共有十條倍頻帶，它們的中心頻率為：31.5，63

4、，125，250，500，1K，2K，4K，8K，和16K(Hz)。 當n=1/3時為1/3倍頻帶： 上限與下限頻率之比為1.26:1。一個倍頻帶可劃分為三個倍頻帶，相對帶寬為23%。 聲壓級表示聲音的強弱，而人耳所感受的聲響不僅與聲壓級有關，還和頻率有關。即，聲壓級相同而頻率不同的聲音聽起來可能不一樣響，因此聲音的響度是聲壓級和頻率的函數。 1 1 響度級響度級 表示響度的主觀量，它是以 1000 赫茲的純音作為基準，其噪聲聽起來與該純音一樣響時，就把這個純音的聲壓級稱為該噪聲的響度級，單位為方（ phon ）。例如一個噪聲與聲壓級是 85 分貝的 1000 赫茲純音一樣響，則該噪聲的響度級

5、就是 85 方。 以 1000 赫茲純音為標準，測出整個聽覺頻率范圍純音的響度級，稱為等響曲線。 等響曲線族中每一條曲線相當于聲壓級和頻率不同而響度相同的聲音。 響度級是一個相對量，不能直接進行加減運算，為了計算絕對值和百分比，引入一個響度單位宋（ Sone ）。 1 宋是頻率為 1000 赫茲、聲壓級為 40 分貝的純音的感覺反應量，即： 40 方為 1 宋。響度級每增加 10 方，響度相應改變 1 倍， 50 方為 2 宋， 60 方為 4 宋，等等。響度 和響度級 之間的關系為， 2 2 計權網絡計權網絡 人耳對聲音強弱的感覺主要取決于聲音的強度，但也與頻率有關，所以在衡量或測量聲音的強

6、弱時必須考慮到人耳的特性，使得用這種方法所得出來的結果與人耳的感覺相一致。 人耳對于聲強相同的聲音在 10004000 赫茲之間聽起來最響，隨著頻率的降低或升高響度越來越弱，頻率低于 20 赫茲或高于 20 千赫的聲音人耳一般聽不見。因此，人耳實際上是一個濾波器，對不同頻率的響應不一樣。 用來模擬人耳的等響特性而制成的測量聲級大小的儀器聲級計的總頻率響應與人耳的等響曲線相適應。常用聲級計由電子器件組成，其頻響曲線由頻率計權網絡即特殊濾波器來完成。 計權網絡若是模擬人耳對 40 方純音的等響曲線稱為 A 計權網絡，測出的值稱為 A 聲級，其單位一般用 表示。B 計權網絡是模擬人耳對 70 方純音

7、的等響曲線，稱為 B 聲級， 。 C 計權網絡是模擬人耳對 100 方純音的等響曲線，稱為 C 聲級 。 噪聲污染是一種物理性污染，它的特點是局部性的和無后效應的。聲源停止輻射，噪聲污染就消失了。 在任何噪聲環境中，聲源發出噪聲并向外界輻射的過程可以用示意圖簡單描述。 噪聲源、傳播途徑和接收者 3 個環節是噪聲控制中必須考慮的，相應的措施包括：聲源控制、傳播途徑控制和保護接收者 3 個方面。 聲源控制是噪聲控制中最根本和最有效的手段，也是近年來最受重視的問題。 3.3.1 振動的危害 振動是噪聲的主要來源，同時，振動還通過基礎傳向各方，而環境科學所指的振動污染是指對人體及生物帶來有害影響的振動

8、。振動會引起人體內部器官的振動或共振，從而導致疾病的發生，對人體造成危害，嚴重時會影響人們的生命安全，因此振動污染是一種不可忽略的公害。振動以彈性波的形式在基礎、地板、墻壁中傳播，并在傳播過程中向外輻射噪聲，這稱為固體聲，也是一種噪聲污染，會造成危害。 3.3.2 振動的評價 描述振動的物理量有：頻率、位移、速度和加速度。 無論振動的方式多么復雜，通過傅氏變換總可以離散成若干個簡諧振動的形式，因此我們只分析簡諧振動的情況。 簡諧振動的位移： 簡諧振動的速度： 簡諧振動的加速度： 加速度的單位為 ，有時也用 表示， 為重力加速度， 。人體對振動的感覺是：剛感到振動是 ，不愉快感是 ，不可容忍感是

9、 。振動有垂直與水平之分，人體對垂直振動比對水平振動更敏感 振動加速度級定義為，式中 為加速度的有效值，對于簡諧振動，加速度有效值為加速度幅度的 倍。 為加速度參考值， 環境工程中，測量振動利用振動級直接讀數即可。通常采用加速度級作為標準。振動測點的選擇十分重要，通常應選在振源的地方或敏感點。 振動控制過程與噪聲控制類似 。 1 控制振動源振動，即消振?？刂普駝釉凑駝樱聪?。 消除或減弱振源，這是最徹底和最有效的辦法。因為受控對象的響應是由振源激勵引起的，外因消除或減弱，響應自然也消除或減弱 。特別強調控制共振。 2 2 隔振。隔振。 使振動傳輸不出去，從而不會造成影響。通常是在振源與受控對

10、象之間串加一個子系統來實現隔振，用以減小受控對象對振源激勵的響應，這是一個應用非常廣泛的減振技術。 3 3 吸振，動力吸振吸振，動力吸振 在受控對象上附加一個子系統使得某一頻率的振動得到控制，稱為動力吸振，也就是利用它產生吸振力以減小受控對象對振源激勵的響應 4 4 阻振，又稱阻尼減振。阻振，又稱阻尼減振。 在受控對象上附加阻尼器或阻尼元件，通過消耗能量使響應最小，也常用外加阻尼材料的方法來增大阻尼。阻尼可使沿結構傳遞的振動能量衰減；還可減弱共振頻率附近的振動。阻尼材料是具有內損耗、內摩擦的材料，如瀝青、軟橡膠以及其它高分子涂料。 5 5 修改結構。修改結構。 一個高技術手段，目前非常引人注目。它實際上是通過修改受控對象的動力學特性參數使振動滿足預定的要求，不需要附加任