第七章噪聲污染監(jiān)測本章講述內(nèi)容7.1聲音和噪聲7.2聲音的物理特性和量度7.3噪聲的物理量和主觀聽覺的關(guān)系7.4噪聲測量儀器7.5噪聲標(biāo)準(zhǔn) 7.6噪聲監(jiān)測7.7振動及測量方法二、噪聲(Noise)污染的主要特點噪聲是一種感覺性污染不帶來化學(xué)污染物質(zhì)，只是由于聲能→人耳朵→危害噪聲源的分布廣泛而分散，噪聲污染的影響范圍是有限的，傳播不遠(yuǎn)；噪聲產(chǎn)生的污染沒有后效作用，聲源停止，噪聲消失，無積累現(xiàn)象，不留痕跡。聲能→人耳→感覺（主觀感覺）不帶來有毒有害的化學(xué)污染物質(zhì)噪聲污染無積累、無后效作用一旦聲源停止，噪聲便會消失轉(zhuǎn)為空氣分子無規(guī)則運(yùn)動熱能噪聲源的分布廣泛而分散但傳播過程中能量有衰減影響范圍有限且傳播不遠(yuǎn)感覺性污染物理性污染有限性污染交通運(yùn)輸噪聲工業(yè)生產(chǎn)噪聲社會生活噪聲施工噪聲三、噪聲來源對人體的生理影響對人體的心理影響對孕婦和胎兒的影響對生產(chǎn)活動的影響對動物的影響對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響四、噪聲危害——對比四、噪聲危害噪聲對特殊人群對生理影響對心理影響病人老人孕婦兒童其他…急慢性疾病聽力睡眠其他…人體動物物質(zhì)結(jié)構(gòu)工作噪聲會影響人的睡眠質(zhì)量和數(shù)量。連續(xù)噪聲可以加快熟睡到輕睡的回轉(zhuǎn)，使人熟睡時間縮短；突然的噪聲可使人驚醒。一般40dB連續(xù)噪聲可使10%的人受影響，

70dB連續(xù)噪聲可使50%的人受影響突然的噪聲40dB時，使10%的人驚醒；

60dB時，使70%的人驚醒對人體的生理影響（1）①干擾睡眠，影響工作效率。②損傷聽力，造成噪聲性耳聾。90分貝下20％聾，85分貝下10％耳聾工作40年后噪聲性耳聾發(fā)病率噪聲/dB（A）國際統(tǒng)計（ISO）/%美國統(tǒng)計/%噪聲/dB（A）國際統(tǒng)計（ISO）/%美國統(tǒng)計/%8000952928851081004140902118對人體的生理影響（2）對人生理的影響（3）③誘發(fā)多種疾病。噪聲→緊張→腎上腺素↑→心率↑,血壓↑;

噪聲→耳腔前庭→眩暈、惡心、嘔吐（暈船）；

噪聲→神經(jīng)系統(tǒng)→失眠，疲勞，頭暈、疼，記憶力下降。對建筑物的影響④建筑物：

140dB輕型建筑破壞；

157—160dB玻璃碎7.2聲音的物理特性和量度一、聲音的發(fā)生、頻率、波長和聲速頻率f、波長λ和聲速cc＝fλf=1/Tf的單位為Hz20—20000Hz可聽到聲音λ的單位為mc的單位為m/s，T為周期，單位為s二、聲功率W、聲強(qiáng)I和聲壓P1、聲功率W(1)定義：單位時間內(nèi)聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量（聲源總功率，單位W)(2)聲源輻射聲音本領(lǐng)的大小2、聲強(qiáng)I(1)定義：在單位時間內(nèi)，通過與聲波傳播方向垂直的單位面積上的聲能量(2)聲場中的強(qiáng)弱(3)I=W/4πr2，距聲源遠(yuǎn)，聲強(qiáng)弱（瓦/米2）3、聲壓P(1)定義：聲源振動時，空氣介質(zhì)中壓力的改變量。牛頓/米2或帕（Pa）(2)聲壓與聲強(qiáng)關(guān)系I＝P2/ρcρ空氣密度；c—聲速（聲壓P易測，W、I不易測量、以后的“聲級”即指聲壓級）三、分貝、聲功率級、聲強(qiáng)級和聲壓級（一）分貝1、定義：指兩個相同的物理量（例如A1和A0）之比取以10為底的對數(shù)并乘以10（或20），單位為dBN＝10lgA1/A0A0是基準(zhǔn)量（或參考值）A1是被量度量（二）聲功率級LW＝10lgW/W0LW——聲功率級（dB）；W——聲功率（W）.（三）聲強(qiáng)級LI＝10lgI/I0LI——聲強(qiáng)率級（dB）；I——聲強(qiáng)（W/m2）;I——基準(zhǔn)聲強(qiáng)，為10-12W/m2。（四）聲壓級Lp＝10lgP2/P02＝20lgP/P0Lp——聲功率級（dB）；P——聲壓（Pa）；P0——基準(zhǔn)聲壓，為2×10-5Pa，該值是對1000Hz聲音人耳剛能聽到的最低聲壓。四、噪聲的疊加和相減（一）噪聲的疊加兩個獨(dú)立的聲源作用于一點產(chǎn)生噪聲的疊加，聲能量、聲強(qiáng)是可以代數(shù)相加的，如：W=W1+W2+……；I=I1+I2+……；∵I1＝P12/ρcI2＝P22/ρc∴P總2＝P12+P22又∵（P1/P0）2＝10L1/10（P2/P0）2＝10L2/10∴L1+2=10lg(P12+P22)/P02=10lg(10L1/10+10L2/10)以上方法不好計算，可改用下列方法：1、L1=L2時，L1+2=10lg(P12+P22)/P02=10lg(10L1/10+10L2/10=10lg(2×10L1/10)=10lg2+L1∴L1+2≈L1+3例1兩個96dBnoise合成，L總=96+3=992、當(dāng)L1≠L2時，求L1+2可查表（或查曲線見圖7--1）——分貝和的增值表步驟：(1)先求L1與L2的差值：L1-L2；

(2)

由所得得差值從表中查分別和得增值△L(3)由L1+2＝L1+△L，求出合成聲壓級值L1-L201234567891011△L3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.3例2，已知兩個聲壓級分別為L1＝90dB，L2＝84dB，求合成聲壓級L1+2；解:(1)L1-L2＝90-84＝6dB(2)查表6dB→△L＝1.0dB(3)L1+2＝L1+△L＝90+1.0＝91dB（二）噪聲的相減[例]為測定某車間中一臺機(jī)器的噪聲大小，從聲級計上測得聲級為104dB，當(dāng)機(jī)器停止工作，測得背景噪聲為100dB，求該機(jī)器噪聲的實際大小。解：由題可知104dB是指機(jī)器噪聲和背景噪聲之和（Lp），而背景噪聲是100dB（Lp1）。

Lp－Lp1=4dB，從圖7.2中可查得相應(yīng)ΔLp＝2.2dB，因此該機(jī)器的實際噪聲噪級Lp2=Lp-ΔLp=101.8dB。圖7.2背景噪聲修正曲線Lp－Lp1/dBΔLp/dB小結(jié)：1、兩個聲壓級相等時，合成L＝L1+3dB2、兩個聲壓級不等時，最大不超過多出3dB。（L1>L2，L1+2≤L1+3）3、兩個聲壓級不等時，相差≥10dB以上時，增值很小，可以忽略不計，仍等于L1例3L1＝90dB，L2＝75dB，合成L＝90dB4、多聲源疊加時，逐次兩兩疊加，與次序無關(guān)(例子見書P333）。7.3噪聲的物理量和主觀聽覺的關(guān)系一、響度和響度級1、響度(N)定義：40dB，100赫，來自正前方的平面波形的響度定義為1個響度單位(宋)(另一個聲音聽起來比它大幾倍，就叫幾宋)2、響度級(LN)定義：用1000赫純音作標(biāo)準(zhǔn)，使其和某一聲音(noise)聽起來一樣響，這個1000赫純音的聲壓級，就是該聲音(noise)的響度級。單位為方3、等響曲線：人耳聽覺范圍內(nèi)一系列響度相等的聲壓級與頻率關(guān)系曲線例如LpfLN效果82dB20Hz20方感覺響度一樣，但Lp不同，當(dāng)然f也不同，但LN一樣35dB100Hz20方20dB1000Hz20方30dB10000Hz20方由等響曲線可得到：（1）根據(jù)噪聲的聲壓級和頻率能找到相應(yīng)的響度級（2）每個頻率都有各自的聽閾聲壓級和痛閾聲壓級。最下面的一條曲線為聽閾線，最上面的一條曲線為痛閾線（3）在低頻范圍內(nèi)，即使聲壓級較高，但未必能達(dá)到聽閾線。可見降低噪聲頻率對控制噪聲危害很有意義（4）當(dāng)聲壓級小和頻率低時，聲壓級（dB）和響度值（方值）的差別很大；當(dāng)聲壓級增加，其差別縮小。例：45dB100Hz的低頻聲響度級為30方，45dB1000Hz的聲音為45方，而100dB100Hz的聲音與100dB的1000Hz的聲音基本等響。即聲壓級高達(dá)100dB時，頻率對響度級的影響很不明顯。4.響度與響度級的關(guān)系響度級每改變10方，響度加倍或減半.響度級的合成不能直接相加，而響度可以相加。二、計權(quán)聲級給聲級計設(shè)計的A.B.C三種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)AACAB濾波器聲級計傳聲器前置放大器計權(quán)網(wǎng)絡(luò)輸出放大器檢波器指示器輸出聲級計是按A、B、C、D四種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的，由于A計權(quán)聲級與人耳感覺更符合，聲級計有些只有A計權(quán)，用dB(A)表示。A計權(quán)聲級是模擬人耳對55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性。B計權(quán)聲級是模擬55～85dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性。C計權(quán)聲級是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。D計權(quán)聲級是對噪聲參量的模擬，專用于飛機(jī)噪聲的測量。A、B、C、D計權(quán)特性曲線三、等效連續(xù)聲級、噪聲污染級和晝夜等效聲級（一）等效連續(xù)聲級Leq1、定義：Leq是用一個相同時間內(nèi)聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級來表示該段時間內(nèi)的噪聲大小，因此Leq能反映在聲級不穩(wěn)定的情況下，人實際所能接受的噪聲能量大小。所以等效聲級實際上是聲級能量平均值。2、計算公式3、簡易計算公式LAeq=L50+d2/60，d=L10-L90L10,L50,L90分別表示10%,50%,90%時間超過的噪聲（峰、中、本底值）L10、L50、L90的求法（1）作圖，查找（2）將Data（100個Data）從大到小排列，第10，50，90個為L10、L50、L90（二）噪聲污染級LNP1、定義：在Leq上加一項表示noise變化幅度的量。2、公式：LNP＝LAeq+2.56σσ為測量過程中瞬時聲級的標(biāo)準(zhǔn)偏差3、意義：漲落的noise對人們煩惱度4、簡易計算公式LNP＝LAeq+dd=L10-L90orLNP＝L50+d＋d2/60d=L10-L90（三）晝夜等效聲級Ldn定義：它是表示社會噪聲——晝夜間的變化情況。公式（Ld晝6:00—22:00；Ln夜22:00—6:00）（四）交通噪聲指數(shù)交通噪聲指數(shù)是以計權(quán)聲級A觀察室外交通車輛與主觀感覺之間關(guān)系的基本度量，關(guān)系式為：四、頻譜分析一般聲源所發(fā)出的聲音，不會是單一頻率的純音，而是由許許多多不同頻率，不同強(qiáng)度的純音組合而成。將噪聲的強(qiáng)度（聲壓級）按頻率順序展開，使噪聲的強(qiáng)度成為頻率的函數(shù)，并考查其波形，叫做噪聲的頻率分析（或頻譜分析）。研究噪聲的頻譜分析很重要，它能深入了解噪聲聲源的特性，幫助尋找主要的噪聲污染源，并為噪聲控制提供依據(jù)。頻譜分析的方法是使噪聲信號通過一定帶寬的濾波器，通帶越窄，頻率展開越詳細(xì)；反之通帶越寬，展開越粗略。以頻率為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的強(qiáng)度（例聲壓級）為縱坐標(biāo)作圖。經(jīng)過濾波后各通帶對應(yīng)的聲壓級的包絡(luò)線（即輪廓）叫噪聲譜。圖7－5是一實測的噪聲頻譜圖。頻譜圖表7.1列出了1倍頻程濾波器最常用的中心頻率值（fm），以及上、下截止頻率。這是經(jīng)國際標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)定并作為各國濾波器產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值。表7.1

常用1倍頻程濾波器的中心頻率和截止頻率

中心頻率fm/Hz上截止頻率f2/Hz下截止頻率f1/Hz中心頻率fm/Hz上截止頻率f2/Hz下截止頻率f1/Hz31.544.547322.273710001414.20707.1006389.094644.547320002828.401414.20125176.77588.387540005656.802828.40250353.550176.775800011313.65656.80500707.100353.5501600022627.211313.67.4噪聲測量儀器一、聲級計1.聲級計的工作原理

聲級計，又叫噪聲計，是一種按照一定的頻率計權(quán)和時間計權(quán)測量聲音的聲壓級和聲級的儀器，是聲學(xué)測量中最常用的基本儀器，是一種主觀性的電子儀器。

聲級計工作方框圖2.聲級計的分類按精度將聲級計分為1級和2級。兩種級別的聲級計的各種性能指標(biāo)具有同樣的中心值，僅僅是容許誤差不同，而且隨著級別數(shù)字的增大，容許誤差放寬。按體積大小可分為臺式聲級計、便攜式聲級計和袖珍式聲級計。按指示方式可分為模擬指示（電表、聲級燈）和數(shù)字指示聲級計。AWA5633D型聲級計AWA6270A噪聲頻譜分析儀AWA6270噪聲頻譜分析儀AWA6218C噪聲統(tǒng)計分析儀各種聲級計實物照片二、其他噪聲測量儀器1.聲級頻譜儀2.錄音機(jī)3.記錄儀4.實時分析儀干擾睡眠和休息的噪聲級閾值白天為50dB，夜間為45dB，我國提出環(huán)境噪聲允許范圍見表7.3。表7.3我國環(huán)境噪聲允許范圍單位：dB7.5

噪聲標(biāo)準(zhǔn)人的活動最高值理想值體力勞動（保護(hù)聽力）9070腦力勞動（保證語言清晰度）6040睡眠5030地區(qū)修正值農(nóng)村、醫(yī)院、休養(yǎng)區(qū)0市郊、交通量很少的地區(qū)+5城市居住區(qū)+10居住、工商業(yè)、交通混合區(qū)+15城市中心（商業(yè)區(qū)）+20工業(yè)區(qū)（重工業(yè)）+25表7.5不同地區(qū)對基數(shù)的修正值單位：dB

表7.6室內(nèi)噪聲受室外噪聲影響的修正值單位：dB

窗戶狀況修正值開窗-10關(guān)閉的單層窗-15關(guān)閉的雙層窗或不能開的窗-20類別晝間夜間0504015545260503655547055

表7.7城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級Leq/dB(A)選自《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

GB3096—93每個工作日接觸噪聲時間/h允許標(biāo)準(zhǔn)/dB(A)885488291194最高不得超過115表7.9

現(xiàn)有企業(yè)暫行標(biāo)準(zhǔn)

表7.8

新建、擴(kuò)建、改建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)每個工作日接觸噪聲時間/h允許標(biāo)準(zhǔn)/dB(A)890493296199最高不得超過115噪聲劑量D1、定義：D＝實際暴露時間/允許暴露時間；D＝T實際/T2、意義：D>1，超過安全標(biāo)準(zhǔn)3、計算方法：D=T實際1/T1+T實際2/T2+……由不同聲級，可查T1、T2……的值例某工廠車床工作時LA＝93dB，每個零件加工2min，8小時定額生產(chǎn)140個零件，某工人在車床上工作8小時，是否超過安全標(biāo)準(zhǔn)？解：T實＝2×140＝280min＝4.67hr查表T＝4hr.D＝4.67/4>1超標(biāo)

表7.11機(jī)場周圍飛機(jī)噪聲標(biāo)準(zhǔn)單位：dB“一類區(qū)域”指特殊住宅區(qū)，居住、文教區(qū)；“二類區(qū)域”指除一類區(qū)域以外的生活區(qū)。適用區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)值一類區(qū)域≤70二類區(qū)域≤75表7.12船舶分類

表7.13各類船舶不同艙室噪聲級最大限制值單位：dB注：①機(jī)艙內(nèi)任一測點的噪聲級不得大于110dB；②客艙參照執(zhí)行。類別劃分說明備注船長（兩柱間長）/m航行時間/hI>75>24II>7512～2430～75>12III<30只考慮船長<12只考慮航行時間部位限制值LpAⅠⅡⅢ機(jī)艙區(qū)有人值班機(jī)艙主機(jī)操縱處90①有控制室的或無人的機(jī)艙110①機(jī)艙控制室7578－工作間90駕駛區(qū)駕駛室657070報務(wù)室6570－起居區(qū)臥室②606570醫(yī)務(wù)室6065－辦公室、休息室等艙室657075廚房808585表7.14海洋船舶各艙室噪聲級最大限制值注：①機(jī)艙內(nèi)任一測點的噪聲級不得大于110dB；②客艙參照執(zhí)行。部位限制值LpA

/dB機(jī)艙區(qū)有人值班機(jī)艙主機(jī)操縱處90①有控制室的或無人的機(jī)艙110①機(jī)艙控制室75工作間85駕駛區(qū)駕駛室65橋樓兩翼70海圖室65報務(wù)室60起居區(qū)臥室②60醫(yī)務(wù)室、病房60辦公室、休息室、接待室等艙室65廚房機(jī)械設(shè)備和專用風(fēng)機(jī)不工作機(jī)械設(shè)備和專用風(fēng)機(jī)正常工作7080在測定城市噪聲污染分布情況后，可在城市地圖上用不同顏色或陰影線表示噪聲帶，每一噪聲帶代表一個噪聲等級，每級相差5dB。各等級的顏色和陰影線規(guī)定見表7.16。表7.15

各噪聲帶顏色和陰影線表示規(guī)定噪聲帶顏色陰影線35dB以下淺綠色小點，低密度36～40dB綠色中點，中密度41～45dB深綠色大點，高密度46～50dB黃色垂直線，低密度51～55dB褐色垂直線，中密度56～60dB橙色垂直線，高密度61～65dB朱紅色叉線，低密度66～70dB洋紅色叉線，中密度71～75dB紫紅色交叉線，高密度76～80dB藍(lán)色寬條垂直線81～85dB深藍(lán)色全黑7.6噪聲監(jiān)測一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法城市環(huán)境噪聲監(jiān)測城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測

城市交通噪聲監(jiān)測

城市環(huán)境噪聲長期監(jiān)測城市環(huán)境中擾民噪聲源的調(diào)查測試

測量儀器：精度2型以上的積分式聲級計及環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀器。測量條件：無雨、無雪的天氣條件，風(fēng)速為5.5m／s以上時停止測量。

測量時間分為白天（6:00~22:00)和夜間(22:00~6:00）兩部分。(一)城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測1.網(wǎng)格測量法2.定點測量法在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的城市建成區(qū)中，優(yōu)化選取一個或多個能代表某一區(qū)域或整個城市建成區(qū)環(huán)境噪聲平均水平的測點，進(jìn)行24h連續(xù)監(jiān)測。測量每小時的LAeq及晝間的Ld和夜間的Ln可按網(wǎng)格測量法的測量方法測量。將每一小時測得的連續(xù)等效A聲級按時間排列，得到24h的聲級變化圖形，用于表示某一區(qū)域或城市