人因工程学第4章噪声环境课件.ppt

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1、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、声音及其度量（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2020000Hz声音,低于20Hz次声,高于20000Hz超声,第一节 声音及其度量,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,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

2、对噪声,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,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210-2 Pa710-2 Pa 载重汽车行驶产生的声压约为0.2 Pa 1Pa 凿岩机约为20Pa，而喷气飞机附近约为200 Pa630Pa 听阈声压: 刚能听到的声音的声压值， 210-5 Pa 。 痛阈声压:感到疼痛的声音的声压值，20Pa 。,二、声音的物理度量 （一）声压、声压级,二、声音的物理

3、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）。,P0为基准声压（P0=210-5 Pa ）,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？,二、声音的物理度量声 压 级 P0为基准声压（P0,各种环境的声压和声压级,二、声音的物理度量,各种环境的声压和声压级声压声压级环境举例声压声压级环境举例6,二、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

4、压级合成法则 问题：在某,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）,二、声音的物理度量(二)声压级合成法则,二、声音的物理度量,2、声压级合成法则 （i= 1，2，n）,二、声音的物理度量2、声压级合成法则,二、声音的物理度量,声压级合成法则推导:,由声压级的定义可知,二、声音的物理度量声压级合成法则推导:由声压级的定义可知,二、声音的物理度量,故:,因此，总声压级,二、声音的物理度量故: 因此，总声压级,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98d

5、B，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？,解：,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,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？,三、人耳对声音的主观感觉 思考：同一声压级，不同频率的声音，,（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 声音的响度是人耳对声音,（一）声音

6、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。,（一）声音的响度级与响度 响度级是人们对噪声进行,响度与响度级的关系,（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 根据大量实验得到，响度级每改变,（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

7、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,（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,等响度曲线,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30004000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,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，,（二）计 权 声 级,声级通过

8、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。,（二）计 权 声 级 声级,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

9、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,频率计权电网络（二）计 权 声 级,（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，7090 dB用B声级计，90 dB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

10、，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,A、B、C声级（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）。,（三）等效连续声级 等效连续声级是指某一段时间内的A,（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,简化计算：,（三）等效连续声级 若每个工作日按8h计算，低于78dB（A,例1：测量某车

11、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,解：,例1：测量某车间的噪声。有4小时中心声级为90dB(A)，有,（三）等效连续声级,Lp与n对应关系表,n各段Lp范围dB（A）中心声级dB（A）1788280（,（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,第二种情况：变化较大,如,表示在整个测量期间噪声超过70dB的概率占10%,计算公式：,简化计算：,（四）统计声级 第二种情况：变化较大如表示在整个测量期间噪,（

12、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。,（五）语言干扰声级语言干扰声级（SIL）是评价噪声对语言,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、声音及其度量（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）

13、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,第二节 噪声测量及评价标准 一、 噪声的测量数字式声级计,(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30100cm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

14、的多少，可取48个。其高度在设备的中间高度上，但 要求高于地面0.5m。,(1)外形尺寸小于30cm的小型设备，测点距其表面30cm左,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,交通车辆噪声的测量（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

15、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,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,(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,(一)国外噪声标准二、噪声评价标准,听力保护的噪声标准（A声级）,（一）国外听力保护的噪声标准（A声级）,听力保护的噪声标准（A声级）每个工作日允许工作时间/hISO,（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。,

16、（二）中国噪声标准 我国曾先后公布了多个重要的噪声标准,非噪声工作地点噪声声级的卫生限值,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,城市5类环境噪声标准值*,* 摘自中华人民共和国城市区域环境噪声标准GB309693,城市5类环境噪声标准值*地 区声级/ dB(A)白天（,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、声音及其度量（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、

17、飞机和船舶噪声。,第三节 噪声来源及其对人的影响一、噪声来源,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,一、噪声来源（续）建筑施工噪声,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,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,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

18、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、溃疡等） （噪声大的环境溃疡发病率比安静环境高达5倍）对心血管系统的影响（心跳过快、高血压等）,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,四、噪声对心理的影响,噪声对心理的影响主要是使人产生烦恼、焦急、讨厌、生气等不愉快的情绪 脉冲噪声比连续噪声的影响更甚，响度越大影响也越大,四、噪声对心理的影响 噪声对心理的影响主要是使人产生烦恼、焦,一、声音及其度量（重点） 二、噪声测量及评价标准三、噪声及其对人的影响四、噪声控制（重点）,主 要 内 容,一、声音及其度量（重点） 主 要 内 容,第四节 噪声

19、控制,声源控制 控制噪声的传播个体防护音乐调节,第四节 噪声控制声源控制,一、声源控制,降低机械噪声 选择发声小的材料 合金和高分子材料优于金属改变机械传动方式 皮带传动优于齿轮提高加工精度和装配质量 高精度齿轮噪声小,一、声源控制 降低机械噪声,二、控制噪声的传播,对工厂各区域合理布局 噪声大的区域要和噪声小的区域分开调整声源的指向 将声源出口指向天空或野外采用吸声、隔声、消声等措施 在天花板和墙壁涂吸声材料采用隔振与减振措施 在金属表面涂减震材料,原理：声波撞击到材料表面后能量损失的现象，描述吸声的指标是吸声系数,二、控制噪声的传播 对工厂各区域合理布局 原理：声波撞击到材,人因工程学第4

20、章-噪声环境,人因工程学第4章-噪声环境,人因工程学第4章-噪声环境,三、个体防护,防护用品如耳塞、耳罩、防声棉等 不同材料的防护用品对不同频率噪声的衰减不同,三、个体防护防护用品如耳塞、耳罩、防声棉等种 类说,人因工程学第4章-噪声环境,减轻工作单调，使人心情愉快,第一：音量的选择。当环境噪声较低时，播放音乐的音量比其高35dB即可；当环境噪声较高，达到80dB时，播放音乐的音量就不能比其再高，否则会使环境条件更恶劣，这时可以比其低35dB。因为人耳对乐曲旋律的选择作用，音量低的音乐反而可以掩蔽高音量的噪声。,四、音乐调节,作用：,注意：,减轻工作单调，使人心情愉快第一：音量的选择。当环境噪

21、声较,第二：乐曲的选择。消耗体力、无需注意力高度集中的工作，宜选择节奏明快、速度较快、旋律轻松的乐曲；单调重复、容易使操作者烦恼的工作，宜选择具有欢快愉悦情调的乐曲；注意力高度集中的工作，特别是脑力劳动，宜选择节奏舒缓、速度较慢、意境悠扬的乐曲，且音量应较小。,四、音乐调节（续）,第二：乐曲的选择。消耗体力、无需注意力高度集中的工作，宜,第三：播放时间的选择。音乐以断续播放较好。上班半小时后开始播放，每次半小时左右。日班作业，播放时间宜占左右，夜班作业，宜占左右。,四、音乐调节（续）,第三：播放时间的选择。音乐以断续播放较好。上班半小时后开,本节重点,声压和声压级 响度和响度级 计权声级和等效

22、连续声级噪声评价标准噪声控制方法,本节重点 声压和声压级,习 题,1. 在车间某处分别测量4个噪声源的声压级为80dB、85dB、91dB和84dB，问总的声压级是多少 ？,习 题1. 在车间某处分别测量4个噪声源的声压级为80dB、,习 题（续）,2. 机器型号相同，单独一台运行时测得的声压级为65dB，几台同时运行时测得的声压级为72dB。试问开动运行的机器共有几台 ？,习 题（续）2. 机器型号相同，单独一台运行时测得的声压级为,习 题（续）,3.某车间噪声的响度级为105方，经吸声处理后，响度级降为78方，试问响度降低了多少？,习 题（续）3.某车间噪声的响度级为105方，经吸声处理后，,