第七章噪聲污染監(jiān)測(cè)

第七章噪聲污染監(jiān)測(cè)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(tīng)覺(jué)的關(guān)系7.4噪聲測(cè)量?jī)x器7.5噪聲標(biāo)準(zhǔn) 7.6噪聲監(jiān)測(cè)7.7振動(dòng)及測(cè)量方法二、噪聲(Noise)污染的主要特點(diǎn)噪聲是一種感覺(jué)性污染不帶來(lái)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(méi)有后效作用，聲源停止，噪聲消失，無(wú)積累現(xiàn)象，不留痕跡。聲能→人耳→感覺(jué)（主觀感覺(jué)）不帶來(lái)有毒有害的化學(xué)污染物質(zhì)噪聲污染無(wú)積累、無(wú)后效作用一旦聲源停止，噪聲便會(huì)消失轉(zhuǎn)為空氣分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)熱能噪聲源的分布廣泛而分散但傳播過(guò)程中能量有衰減影響范圍有限且傳播不遠(yuǎn)感覺(jué)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(huì)生活噪聲施工噪聲三、噪聲來(lái)源對(duì)人體的生理影響對(duì)人體的心理影響對(duì)孕婦和胎兒的影響對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的影響對(duì)動(dòng)物的影響對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響四、噪聲危害——對(duì)比四、噪聲危害噪聲對(duì)特殊人群對(duì)生理影響對(duì)心理影響病人老人孕婦兒童其他…急慢性疾病聽(tīng)力睡眠其他…人體動(dòng)物物質(zhì)結(jié)構(gòu)工作噪聲會(huì)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(shí)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(shí)，使10%的人驚醒；

60dB時(shí)，使70%的人驚醒對(duì)人體的生理影響（1）①干擾睡眠，影響工作效率。②損傷聽(tīng)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(guó)際統(tǒng)計(jì)（ISO）/%美國(guó)統(tǒng)計(jì)/%噪聲/dB（A）國(guó)際統(tǒng)計(jì)（ISO）/%美國(guó)統(tǒng)計(jì)/%8000952928851081004140902118對(duì)人體的生理影響（2）對(duì)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(duì)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(zhǎng)和聲速頻率f、波長(zhǎng)λ和聲速cc＝fλf=1/Tf的單位為Hz20—20000Hz可聽(tīng)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：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)聲波通過(guò)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(shí)間內(nèi)，通過(guò)與聲波傳播方向垂直的單位面積上的聲能量(2)聲場(chǎng)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(dòng)時(shí)，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(cè)，W、I不易測(cè)量、以后的“聲級(jí)”即指聲壓級(jí)）三、分貝、聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲壓級(jí)（一）分貝1、定義：指兩個(gè)相同的物理量（例如A1和A0）之比取以10為底的對(duì)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(jí)LW＝10lgW/W0LW——聲功率級(jí)（dB）；W——聲功率（W）.（三）聲強(qiáng)級(jí)LI＝10lgI/I0LI——聲強(qiáng)率級(jí)（dB）；I——聲強(qiáng)（W/m2）;I——基準(zhǔn)聲強(qiáng)，為10-12W/m2。（四）聲壓級(jí)Lp＝10lgP2/P02＝20lgP/P0Lp——聲功率級(jí)（dB）；P——聲壓（Pa）；P0——基準(zhǔn)聲壓，為2×10-5Pa，該值是對(duì)1000Hz聲音人耳剛能聽(tīng)到的最低聲壓。四、噪聲的疊加和相減（一）噪聲的疊加兩個(gè)獨(dú)立的聲源作用于一點(diǎn)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(jì)算，可改用下列方法：1、L1=L2時(shí)，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(gè)96dBnoise合成，L總=96+3=992、當(dāng)L1≠L2時(shí)，求L1+2可查表（或查曲線見(jiàn)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(jí)值L1-L201234567891011△L3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.3例2，已知兩個(gè)聲壓級(jí)分別為L(zhǎng)1＝90dB，L2＝84dB，求合成聲壓級(jí)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(cè)定某車間中一臺(tái)機(jī)器的噪聲大小，從聲級(jí)計(jì)上測(cè)得聲級(jí)為104dB，當(dāng)機(jī)器停止工作，測(cè)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(jí)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(gè)聲壓級(jí)相等時(shí)，合成L＝L1+3dB2、兩個(gè)聲壓級(jí)不等時(shí)，最大不超過(guò)多出3dB。（L1>L2，L1+2≤L1+3）3、兩個(gè)聲壓級(jí)不等時(shí)，相差≥10dB以上時(shí)，增值很小，可以忽略不計(jì)，仍等于L1例3L1＝90dB，L2＝75dB，合成L＝90dB4、多聲源疊加時(shí)，逐次兩兩疊加，與次序無(wú)關(guān)(例子見(jiàn)書P333）。7.3噪聲的物理量和主觀聽(tīng)覺(jué)的關(guān)系一、響度和響度級(jí)1、響度(N)定義：40dB，100赫，來(lái)自正前方的平面波形的響度定義為1個(gè)響度單位(宋)(另一個(gè)聲音聽(tīng)起來(lái)比它大幾倍，就叫幾宋)2、響度級(jí)(LN)定義：用1000赫純音作標(biāo)準(zhǔn)，使其和某一聲音(noise)聽(tīng)起來(lái)一樣響，這個(gè)1000赫純音的聲壓級(jí)，就是該聲音(noise)的響度級(jí)。單位為方3、等響曲線：人耳聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)一系列響度相等的聲壓級(jí)與頻率關(guān)系曲線例如LpfLN效果82dB20Hz20方感覺(jué)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(jí)和頻率能找到相應(yīng)的響度級(jí)（2）每個(gè)頻率都有各自的聽(tīng)閾聲壓級(jí)和痛閾聲壓級(jí)。最下面的一條曲線為聽(tīng)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(jí)較高，但未必能達(dá)到聽(tīng)閾線。可見(jiàn)降低噪聲頻率對(duì)控制噪聲危害很有意義（4）當(dāng)聲壓級(jí)小和頻率低時(shí)，聲壓級(jí)（dB）和響度值（方值）的差別很大；當(dāng)聲壓級(jí)增加，其差別縮小。例：45dB100Hz的低頻聲響度級(jí)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(jí)高達(dá)100dB時(shí)，頻率對(duì)響度級(jí)的影響很不明顯。4.響度與響度級(jí)的關(guān)系響度級(jí)每改變10方，響度加倍或減半.響度級(jí)的合成不能直接相加，而響度可以相加。二、計(jì)權(quán)聲級(jí)給聲級(jí)計(jì)設(shè)計(jì)的A.B.C三種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)AACAB濾波器聲級(jí)計(jì)傳聲器前置放大器計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)輸出放大器檢波器指示器輸出聲級(jí)計(jì)是按A、B、C、D四種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，由于A計(jì)權(quán)聲級(jí)與人耳感覺(jué)更符合，聲級(jí)計(jì)有些只有A計(jì)權(quán)，用dB(A)表示。A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性。B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬55～85dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性。C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。D計(jì)權(quán)聲級(jí)是對(duì)噪聲參量的模擬，專用于飛機(jī)噪聲的測(cè)量。A、B、C、D計(jì)權(quán)特性曲線三、等效連續(xù)聲級(jí)、噪聲污染級(jí)和晝夜等效聲級(jí)（一）等效連續(xù)聲級(jí)Leq1、定義：Leq是用一個(gè)相同時(shí)間內(nèi)聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級(jí)來(lái)表示該段時(shí)間內(nèi)的噪聲大小，因此Leq能反映在聲級(jí)不穩(wěn)定的情況下，人實(shí)際所能接受的噪聲能量大小。所以等效聲級(jí)實(shí)際上是聲級(jí)能量平均值。2、計(jì)算公式3、簡(jiǎn)易計(jì)算公式LAeq=L50+d2/60，d=L10-L90L10,L50,L90分別表示10%,50%,90%時(shí)間超過(guò)的噪聲（峰、中、本底值）L10、L50、L90的求法（1）作圖，查找（2）將Data（100個(gè)Data）從大到小排列，第10，50，90個(gè)為L(zhǎng)10、L50、L90（二）噪聲污染級(jí)LNP1、定義：在Leq上加一項(xiàng)表示noise變化幅度的量。2、公式：LNP＝LAeq+2.56σσ為測(cè)量過(guò)程中瞬時(shí)聲級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差3、意義：漲落的noise對(duì)人們煩惱度4、簡(jiǎn)易計(jì)算公式LNP＝LAeq+dd=L10-L90orLNP＝L50+d＋d2/60d=L10-L90（三）晝夜等效聲級(jí)Ldn定義：它是表示社會(huì)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(jì)權(quán)聲級(jí)A觀察室外交通車輛與主觀感覺(jué)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(huì)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(jí)）按頻率順序展開(kāi)，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(hào)通過(guò)一定帶寬的濾波器，通帶越窄，頻率展開(kāi)越詳細(xì)；反之通帶越寬，展開(kāi)越粗略。以頻率為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的強(qiáng)度（例聲壓級(jí)）為縱坐標(biāo)作圖。經(jīng)過(guò)濾波后各通帶對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)的包絡(luò)線（即輪廓）叫噪聲譜。圖7－5是一實(shí)測(cè)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)定并作為各國(guó)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(cè)量?jī)x器一、聲級(jí)計(jì)1.聲級(jí)計(jì)的工作原理

聲級(jí)計(jì)，又叫噪聲計(jì)，是一種按照一定的頻率計(jì)權(quán)和時(shí)間計(jì)權(quán)測(cè)量聲音的聲壓級(jí)和聲級(jí)的儀器，是聲學(xué)測(cè)量中最常用的基本儀器，是一種主觀性的電子儀器。

聲級(jí)計(jì)工作方框圖2.聲級(jí)計(jì)的分類按精度將聲級(jí)計(jì)分為1級(jí)和2級(jí)。兩種級(jí)別的聲級(jí)計(jì)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(jí)別數(shù)字的增大，容許誤差放寬。按體積大小可分為臺(tái)式聲級(jí)計(jì)、便攜式聲級(jí)計(jì)和袖珍式聲級(jí)計(jì)。按指示方式可分為模擬指示（電表、聲級(jí)燈）和數(shù)字指示聲級(jí)計(jì)。AWA5633D型聲級(jí)計(jì)AWA6270A噪聲頻譜分析儀AWA6270噪聲頻譜分析儀AWA6218C噪聲統(tǒng)計(jì)分析儀各種聲級(jí)計(jì)實(shí)物照片二、其他噪聲測(cè)量?jī)x器1.聲級(jí)頻譜儀2.錄音機(jī)3.記錄儀4.實(shí)時(shí)分析儀干擾睡眠和休息的噪聲級(jí)閾值白天為50dB，夜間為45dB，我國(guó)提出環(huán)境噪聲允許范圍見(jiàn)表7.3。表7.3我國(guó)環(huán)境噪聲允許范圍單位：dB7.5

噪聲標(biāo)準(zhǔn)人的活動(dòng)最高值理想值體力勞動(dòng)（保護(hù)聽(tīng)力）9070腦力勞動(dòng)（保證語(yǔ)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(duì)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(kāi)窗-10關(guān)閉的單層窗-15關(guān)閉的雙層窗或不能開(kāi)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(jí)Leq/dB(A)選自《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

GB3096—93每個(gè)工作日接觸噪聲時(shí)間/h允許標(biāo)準(zhǔn)/dB(A)885488291194最高不得超過(guò)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(gè)工作日接觸噪聲時(shí)間/h允許標(biāo)準(zhǔn)/dB(A)890493296199最高不得超過(guò)115噪聲劑量D1、定義：D＝實(shí)際暴露時(shí)間/允許暴露時(shí)間；D＝T實(shí)際/T2、意義：D>1，超過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)3、計(jì)算方法：D=T實(shí)際1/T1+T實(shí)際2/T2+……由不同聲級(jí)，可查T1、T2……的值例某工廠車床工作時(shí)LA＝93dB，每個(gè)零件加工2min，8小時(shí)定額生產(chǎn)140個(gè)零件，某工人在車床上工作8小時(shí)，是否超過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)？解：T實(shí)＝2×140＝280min＝4.67hr查表T＝4hr.D＝4.67/4>1超標(biāo)

表7.11機(jī)場(chǎng)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(jí)最大限制值單位：dB注：①機(jī)艙內(nèi)任一測(cè)點(diǎn)的噪聲級(jí)不得大于110dB；②客艙參照?qǐng)?zhí)行。類別劃分說(shuō)明備注船長(zhǎng)（兩柱間長(zhǎng)）/m航行時(shí)間/hI>75>24II>7512～2430～75>12III<30只考慮船長(zhǎng)<12只考慮航行時(shí)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(wú)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(bào)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(jí)最大限制值注：①機(jī)艙內(nèi)任一測(cè)點(diǎn)的噪聲級(jí)不得大于110dB；②客艙參照?qǐng)?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(wú)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(bào)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(cè)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(gè)噪聲等級(jí)，每級(jí)相差5dB。各等級(jí)的顏色和陰影線規(guī)定見(jiàn)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(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7.6噪聲監(jiān)測(cè)一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)方法城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)

城市交通噪聲監(jiān)測(cè)

城市環(huán)境噪聲長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)城市環(huán)境中擾民噪聲源的調(diào)查測(cè)試

測(cè)量?jī)x器：精度2型以上的積分式聲級(jí)計(jì)及環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器。測(cè)量條件：無(wú)雨、無(wú)雪的天氣條件，風(fēng)速為5.5m／s以上時(shí)停止測(cè)量。

測(cè)量時(shí)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(cè)1.網(wǎng)格測(cè)量法2.定點(diǎn)測(cè)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(gè)或多個(gè)能代表某一區(qū)域或整個(gè)城市建成區(qū)環(huán)境噪聲平均水平的測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行24h連續(xù)監(jiān)測(cè)。測(cè)量每小時(shí)的LAeq及晝間的Ld和夜間的Ln可按網(wǎng)格測(cè)量法的測(cè)量方法測(cè)量。將每一小時(shí)測(cè)得的連續(xù)等效A聲級(jí)按時(shí)間排列，得到24h的聲級(jí)變化圖形，用于表示某一區(qū)域或城市