環(huán)境監(jiān)測課件-

環(huán)境監(jiān)測課件主要內(nèi)容：噪聲的定義、來源及危害，噪聲的量度、噪聲的評價、聲級計，噪聲的測定?；靖拍詈椭R點(diǎn)：噪聲的定義、聲壓級、聲強(qiáng)級、聲功率級與分貝、噪聲的疊加與相減，響度與響度級、聲級的概念、聲級計、噪聲監(jiān)測方法。問題與應(yīng)用（能力要求）：熟悉噪聲的有關(guān)概念，學(xué)會噪聲監(jiān)測與評價。第一節(jié)聲音和噪聲第二節(jié)

聲音的物理特性和量度第三節(jié)

噪聲的物理量和主觀聽覺的關(guān)系第四節(jié)噪聲測量儀器第五節(jié)

噪聲標(biāo)準(zhǔn)第六節(jié)噪聲監(jiān)測第七節(jié)振動及測量方法第一節(jié)聲音和噪聲一、聲音的定義聲音的本質(zhì)是波動。受作用的空氣發(fā)生振動，當(dāng)振動頻率在20～20000Hz時，作用于人耳的鼓膜而產(chǎn)生的感覺稱為聲音。二、噪聲及其主要危害

人們生活和工作所不需要的聲音叫噪聲。損傷聽力、干擾人們的睡眠和工作，誘發(fā)疾病，干擾語言交流，強(qiáng)噪聲還會影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和損環(huán)建筑結(jié)構(gòu)。

三、環(huán)境噪聲的來源

1.交通噪聲

2.工廠噪聲

3.建筑施工噪聲

4.社會生活噪聲

第二節(jié)

聲音的物理特性和量度

一、聲音的發(fā)生、頻率、波長和聲速

1.聲音的發(fā)生

當(dāng)物體在空氣中振動，使周圍空氣發(fā)生疏、密交替變化并向外傳遞，且這種振動頻率在20～20000Hz之間，人耳可以感覺，稱為可聽聲，簡稱聲音。

2.頻率

聲源在一秒鐘內(nèi)振動的次數(shù)叫頻率，記作f，單位為Hz。振動一次所經(jīng)歷的時間叫周期，T。

3.波長

沿聲波傳播方向，振動一個周期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點(diǎn)間的距離稱為波長，用λ表示，單位為m。

4.聲速一秒時間內(nèi)聲波傳播的距離叫聲波速度，簡稱聲速，記作c，單位為m/s。頻率、波長和聲速三者的關(guān)系：二、聲功率、聲強(qiáng)和聲壓

1.聲功率（W）聲功率是指單位時間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。在噪聲監(jiān)測中，聲功率是指聲源總聲功率，單位為W。

2.聲強(qiáng)（I）聲強(qiáng)是指單位時間內(nèi)，聲波通過垂直于聲波傳播方向單位面積的聲能量，單位為W/s2。

3.聲壓（p）聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。聲波是空氣分子有指向、有節(jié)律的運(yùn)動。聲壓單位為Pa。三、分貝、聲功率級、聲強(qiáng)級和聲壓級

1.分貝分貝是指兩個相同的物理量（如A1和A0）之比取以10為底的對數(shù)并乘以10（或20）。

分貝符號為“dB”，它是無量綱的，是噪聲測量中很重要的參量。上式中A0是基準(zhǔn)量（或參考量），A1是被量度量。被量度量和基準(zhǔn)量之比取對數(shù)，該對數(shù)值稱為被量度量的“級”，亦即用對數(shù)標(biāo)度時，所得到的是比值，它代表被量度量比基準(zhǔn)量高出多少“級”。聲功率級常用LW表示，定義為：式中：LW——聲功率級，dB；

W——聲功率，W；

W0——基準(zhǔn)聲功率，為10～12W。2.聲功率級聲強(qiáng)級常用LI表示，定義為：式中：LI——聲強(qiáng)級，dB；

I——聲強(qiáng)，W/m2；

I0——基準(zhǔn)聲強(qiáng)，在空氣中取10～12W/m2。3.聲強(qiáng)級4.聲壓級聲壓級常用Lp表示，定義為：式中：Lp——聲壓級，dB；

p——聲壓，Pa；

p0——基準(zhǔn)聲壓。在空氣中規(guī)定p0為2×10－5Pa，該值是正常青年人耳朵剛能聽到的1000Hz純音的聲壓值。四、噪聲的疊加和相減

1.噪聲的疊加

聲能量是可以代數(shù)相加的，設(shè)兩個聲源的聲功率分別為W1和W2，那么總聲功率W總=W1+W2。而兩個聲源在某點(diǎn)的聲強(qiáng)為I1和I2時，疊加后的總聲強(qiáng)I總=I1+I2。聲壓不能直接相加。

[例]兩聲源作用于某一點(diǎn)得聲壓級分別為Lp1=

96dB，Lp2=93dB，由于Lp1－Lp2=3dB，查曲線得ΔLp=1.8dB，因此Lp總＝96dB+1.8dB＝97.8dB。圖7.1兩噪聲源的疊加曲線Lp1－Lp2/dB?Lp/dB掌握了兩個聲源的疊加，就可以推廣到多聲源的疊加，只需逐次兩兩疊加即可，而與疊加次序無關(guān)。例如，有8個聲源作用于一點(diǎn)，聲壓級分別為70、75、82、90、93、95、100dB，它們合成的總聲壓級可以任意次序查圖7.1的曲線兩兩疊加而得。任選兩種疊加次序如下：2.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(shí)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(shí)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第三節(jié)

噪聲的物理量

和主觀聽覺的關(guān)系一、響度和響度級

1.響度響度是人耳判別聲音由輕到響的強(qiáng)度等級概念，響度的單位叫“宋”，1宋的定義為聲壓級為40dB，頻率為1000Hz，且來自聽者正前方的平面波形的強(qiáng)度。如果另一個聲音聽起來比這個大n倍，則聲音的響度為n宋。2.響度級定義1000Hz純音聲壓級的分貝值為響度級的數(shù)值，任何其他頻率的聲音，當(dāng)調(diào)節(jié)1000Hz純音的強(qiáng)度使之與這聲音一樣響時，則這1000Hz純音的聲壓級分貝值就定為這一聲音的響度級值。響度級的單位叫“方”。利用與基準(zhǔn)聲音比較的方法，得到人耳聽覺頻率范圍內(nèi)一系列響度相等的聲壓級與頻率的關(guān)系曲線，即等響曲線。圖7.3等響曲線(又稱ISO等響曲線)

3.響度與響度級的關(guān)系

根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)得到，響度級每改變10方，響度加倍或減半?；蝽懚燃壍暮铣刹荒苤苯酉嗉?，而響度可以相加。

二、計權(quán)聲級

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。圖7.4A、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

1.等效連續(xù)聲級

一個用噪聲能量按時間平均方法來評價噪聲對人影響的問題，即等效連續(xù)聲級，符號“Leq”或“LAeq,T”。式中：LpA——某時刻t的瞬時A聲級，dB；

T——規(guī)定的測量時間，s。如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，其累積分布在正態(tài)概率紙上為一直線，則可用下面近似公式計算：

L10，L50，L90為累積百分聲級，其定義是：L10——測定時間內(nèi)，10％的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的平均峰值；L50——測量時間內(nèi)，50％的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的平均值；L90——測量時間內(nèi)，90％的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的背景值。2.噪聲污染級噪聲污染級（LNP）：式中：K——常數(shù)，對交通和飛機(jī)噪聲取值2.56；

σ——測定過程中瞬時聲級的標(biāo)準(zhǔn)偏差。式中：LpAi

——測得第i個瞬時A聲級；

——所測聲級的算術(shù)平均值；

n——測得總數(shù)。3.晝夜等效聲級考慮到夜間噪聲具有更大的煩擾程度，故提出一個新的評價指標(biāo)——晝夜等效聲級（也稱日夜平均聲級），符號“Ldn”。它反映社會噪聲晝夜間的變化情況，表達(dá)式為：式中：Ld——白天的等效聲級，時間是從6∶00至

22∶00，共16個小時；

Ln——夜間的等效聲級，時間是從22∶00至第二天的6∶00，共8個小時。四、噪聲的頻譜分析將噪聲的強(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，稱為噪聲的頻率分析（或頻譜分析）。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（如聲壓級）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為一次實(shí)測的噪聲頻譜圖。圖7.5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/Hz31.544.547322.273710001414.20707.1006389.094644.547320002828.401414.20125176.77588.387540005656.802828.40250353.550176.775800011313.65656.80500707.100353.5501600022627.211313.6第四節(jié)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。

圖7.6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)計分析儀圖7.7各種聲級計實(shí)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(shí)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7.2。表7.2我國環(huán)境噪聲允許范圍單位：dB第五節(jié)

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環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)是環(huán)境基本噪聲。各國大多參考ISO推薦的基數(shù)（如睡眠為30dB），根據(jù)不同時間、不同地區(qū)和室內(nèi)噪聲受室外噪聲影響的修正值以及本國具體情況來制定。表7.3一天不同時間對基數(shù)的修正單位：dB時間修正值白天0晚上-5夜間-10至-15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7.4不同地區(qū)對基數(shù)的修正值單位：dB

表7.5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7.6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

適用于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域，位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)域分別按嚴(yán)于0類標(biāo)準(zhǔn)5dB執(zhí)行。

適用于以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域，鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照執(zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)。適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)。

適用于工業(yè)區(qū)。

適用于城市中的道路交通干線道路的兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲(指不通過列車時的噪聲水平)限值也執(zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)。

我國工業(yè)企業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)見表7.7和表7.8。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7.8

現(xiàn)有企業(yè)暫行標(biāo)準(zhǔn)

表7.7

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我國機(jī)動車輛允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)見表7.9～表7.11表7.9

汽車定置噪聲限值（GB16170—1996）單位：dB(A)車輛類型燃料種類車輛出廠日期1998年1月1日前1998年1月1日起轎車汽油8785微型客車、貨車汽油9088輕型客車、貨車、越野車汽油

n≤4300r/min9492汽油n>4300r/min9795柴油10098中型客車、貨車、大型客車汽油9795柴油103101重型貨車P≤147kW10199P>147kW105103注：P——按生產(chǎn)廠家規(guī)定的額定功率。表7.10汽車加速行駛車外噪聲限值（GB1495—2002）汽車分類噪聲限值/dB(A)第一階段第二階段2002.10.1－2004.12.30期間生產(chǎn)的汽車2005.1.1以后生產(chǎn)的汽車M17774M2(GVM≤3.5t)或N2(GVM≤3.5t)GVM≤2t2t<GVM≤3.5t78767977M2(3.5t<GVM≤5t)或M3(GVM>5t)P<150kWP≥150kW82808583N2(3.5t<GVM≤12t)或N3(GVM>12t)P<75kW75kW≤P<150kWP≥150kW833186838884說明：M1，M2(GVM≤3.5t)和N1類汽車裝用直噴式柴油機(jī)時，其限值增加1dB(A)。對于越野汽車，其GVM>2t時：

如果P<150kW，其限值增加1dB(A)；

如果P≥150kW，其限值增加2dB(A)。M1類汽車，若其變速器前進(jìn)檔多于四個，P>140kW，P/GVM之比大于75kW/t，并且用第三檔測試時其尾端處的線速度大于61kW/h，則其限值增加1dB(A)。注：GVM——最大的總質(zhì)量/t；P——發(fā)動機(jī)額定功率/kW。表7.11摩托車和輕便摩托車噪聲限值（GB116169—1996）單位：dB(A)車輛類型發(fā)動機(jī)總工作容積車輛出廠日期1998年1月1日前1998年1月1日起加速行駛噪聲定置排氣噪聲加速行駛噪聲定置排氣噪聲輕便摩托車≤5077877685摩托車>50且≤10082928090>1008483表7.12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7.13船舶分類

表7.14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(diǎn)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7.15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(diǎn)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7.16

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(diǎn)，低密度36～40dB綠色中點(diǎn)，中密度41～45dB深綠色大點(diǎn)，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)色全黑第六節(jié)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(diǎn)測量法圖7.8網(wǎng)格測量法示意圖圖7.9定點(diǎn)測量法示意圖（二）城市交通噪聲監(jiān)測車行道監(jiān)測點(diǎn)二、工業(yè)企業(yè)噪聲監(jiān)測方法測量工業(yè)企業(yè)噪聲時，傳聲器的位置應(yīng)在操作人員的耳朵位置，但人需離開。測點(diǎn)選擇的原則是：若車間內(nèi)各處A聲級波動小于3dB，則只需在車間內(nèi)選擇1～3個測點(diǎn)。若車間內(nèi)各處聲級波動大于3dB，則應(yīng)按聲級大小，將車間分成若干區(qū)域，這些區(qū)域必須包括所有工人為觀察或管理生產(chǎn)過程而經(jīng)常工作、活動的地點(diǎn)和范圍。表7.17工業(yè)企業(yè)噪聲測量記錄表______廠______車間，廠址______，_____年____月____日/dB/dB表7.18

等效連續(xù)聲級記錄表三、機(jī)動車輛噪聲測量方法車外噪聲測量測量條件測量場地及測點(diǎn)位置加速行駛車外噪聲測量方法勻速行駛的車外噪聲測量方法圖7.10車外噪聲測量場地示意圖圖7.11摩托車測量場地示意圖車內(nèi)噪聲測量車內(nèi)噪聲測量條件車內(nèi)噪聲測點(diǎn)位置測量方法表7.19車外噪聲測量記錄表圖7.12駕駛室內(nèi)噪聲測量示意圖表7.20車內(nèi)噪聲測量記錄表表7.21

車內(nèi)噪聲頻譜車速______km/h測量日期

車輛型號測量地點(diǎn)

車輛牌照號路面狀況

額定載客（質(zhì)）量測量儀器

行駛里程測點(diǎn)位置擋位車速噪聲級/dBAC駕駛室載客室中部后部頻率

AC31.5631252505001k2k4k8k前部中部后部測量人員

駕駛?cè)藛T表7.22

摩托車排氣管后方噪聲測量記錄表摩托車型號__________

車架編號________

發(fā)動機(jī)編號________試驗(yàn)地點(diǎn)_________路面狀況____________試驗(yàn)日期_______年____月_____日汽油_________潤滑油_____________混合比_____________大氣壓________kPa

氣溫________K

相對濕度__________%

風(fēng)速_________m/s測試裝置__________

試驗(yàn)員___________

駕駛員_____________測定序號本底噪聲/dB(A)噪聲級/dB(A)備注測定值平均值四、機(jī)場周圍飛機(jī)噪聲測量方法測量條件：氣候條件為無雨、無雪，地面上10m高處的風(fēng)速不大于5m/s，相對濕度不應(yīng)超過90％，不應(yīng)小于30％。傳聲器位置：測量傳聲器應(yīng)安裝在開闊平坦的地方，高于地面1.2m，離其他反射壁面1m以上，注意避開高壓電線和大型變壓器。所有測量都應(yīng)使傳聲器膜片基本位于飛機(jī)標(biāo)稱飛行航線和測點(diǎn)所確定的平面內(nèi)，即是掠入射。

在機(jī)場的近處應(yīng)當(dāng)使用聲壓型傳聲器，其頻率響應(yīng)的平直部分要達(dá)到10kHz。要求測量的飛機(jī)噪聲級最大值至少超過環(huán)境背景噪聲級20dB，測量結(jié)果才被認(rèn)為可靠。測量儀器：精度不低于2型的聲級計或機(jī)場噪聲監(jiān)測系統(tǒng)及其他適當(dāng)儀器。聲級計的性能要符合GB3785的規(guī)定。表7.23

機(jī)場周圍飛機(jī)噪聲測量記錄表注：風(fēng)速指10m高處風(fēng)速。測點(diǎn)編號__________

測點(diǎn)位置______________

環(huán)境背景噪聲___dB測量日期________年_____月____日

監(jiān)測人員________氣象條件：氣溫