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1、第七章 噪声污染监测,本章讲述内容,7.1 声音和噪声 7.2 声音的物理特性和量度 7.3 噪声的物理量和主观听觉的关系 7.4 噪声测量仪器 7.5 噪声标准 7.6 噪声监测 7.7 振动及测量方法,7.1 声音和噪声,一、噪声的概念二、噪声污染的特点三、噪声的来源四、噪声危害,一、噪声的概念声音是物体的振动以波的形式在弹性介质中进行传播的一种物理现象。广义上来讲,凡是人们不需要的，使人厌烦并干扰人的正常生活、工作和休息的声音统称为噪声。有序声（例如：乐声）无序声（噪声）,二、噪声(Noise)污染的主要特点噪声是一种感觉性污染不带来化学污染物质，只是由于声能人耳朵危害噪声源的分布广泛而
2、分散，噪声污染的影响范围是有限的，传播不远；噪声产生的污染没有后效作用，声源停止，噪声消失，无积累现象，不留痕迹。,交通运输噪声 工业生产噪声 社会生活噪声 施工噪声,三、噪声来源,对人体的生理影响 对人体的心理影响 对孕妇和胎儿的影响 对生产活动的影响 对动物的影响 对物质结构的影响,四、噪声危害对比,四、噪声危害,噪声,人体,动物,物质结构,工作,噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人 熟睡时间缩短；突然的噪声可使人惊醒。一般 40dB连续噪声可使10%的人受影响，70dB连续噪声可使50%的人受影响突然的噪声 40dB时，使10%的人惊醒；60dB时，使70
3、%的人惊醒,对人体的生理影响（1）,干扰睡眠，影响工作效率。,损伤听力，造成噪声性耳聋。90分贝下20聋，85分贝下10耳聋,对人体的生理影响（2）,对人生理的影响（3）,诱发多种疾病。噪声紧张肾上腺素心率,血压;噪声耳腔前庭眩晕、恶心、呕吐（晕船）；噪声神经系统失眠，疲劳，头晕、疼，记忆力下降。,对建筑物的影响,建筑物：140dB 轻型建筑破坏；157160dB 玻璃碎,7.2 声音的物理特性和量度,一、声音的发生、频率、波长和声速频率f、波长和声速c cf f=1/T f的单位为Hz 2020000Hz可听到声音 的单位为m c的单位为m/s，T 为周期，单位为s,二、声功率W、声强I和声
4、压P1、声功率W(1)定义：单位时间内声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量（声源总功率，单位W)(2)声源辐射声音本领的大小2、声强I(1)定义：在单位时间内，通过与声波传播方向垂直的单位面积上的声能量(2)声场中的强弱(3)I=W/4r2，距声源远，声强弱（瓦/米2）,3、声压P(1)定义：声源振动时，空气介质中压力的改变量。牛顿/米2或帕（Pa）(2)声压与声强关系 IP2/c 空气密度；c声速（声压P易测，W、I不易测量、以后的“声级”即指声压级）,三、分贝、声功率级、声强级和声压级（一）分贝1、定义：指两个相同的物理量（例如A1和A0）之比取以10 为底的对数并乘以10（或20），
5、单位为dB N10lgA1/A0 A0是基准量（或参考值）A1是被量度量,（二）声功率级 LW10lgW/W0 LW声功率级（dB）；W声功率（W）.（三）声强级 LI10lgI/I0 LI声强率级（dB）；I声强（W/m2）;I基准声强，为10-12W/m2。,（四）声压级 Lp10lgP2/P0220lgP/P0 Lp声功率级（dB）；P声压（Pa）；P0基准声压，为210-5Pa，该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。,四、噪声的叠加和相减（一）噪声的叠加两个独立的声源作用于一点产生噪声的叠加，声能量、声强是可以代数相加的，如：W=W1+W2+；I=I1+I2+；I1P12/c
6、 I2P22/c P总2P12+P22 又（P1/P0）210L1/10（P2/P0）210L2/10 L1+2=10lg(P12+P22)/P02=10lg(10L1/10+10L2/10),以上方法不好计算，可改用下列方法：1、L1=L2时，L1+2=10lg(P12+P22)/P02=10lg(10L1/10+10L2/10=10lg(210L1/10)=10lg2+L1 L1+2L1+3 例1 两个96dB noise合成，L总=96+3=99,2、当L1L2时，求L1+2 可查表（或查曲线见图7-1）分贝和的增值表步骤：(1)先求L1与L2的差值：L1-L2；(2)由所得得差值从表中
7、查分别和得增值L(3)由L1+2L1+L，求出合成声压级值,例2，已知两个声压级分别为L190dB，L284dB，求合成声压级L1+2；解:(1)L1-L290-846dB(2)查表 6dB L 1.0dB(3)L1+2L1+L90+1.091dB,（二）噪声的相减,例为测定某车间中一台机器的噪声大小，从声级计上测得声级为104 dB，当机器停止工作，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声的实际大小。,解：由题可知104dB是指机器噪声和背景噪声之和（Lp），而背景噪声是100 dB（Lp1）。LpLp1=4 dB，从图7.2中可查得相应Lp2.2 dB，因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp-
8、Lp=101.8 dB。,图7.2 背景噪声修正曲线,小结：1、两个声压级相等时，合成LL1+3dB2、两个声压级不等时，最大不超过多出3dB。（L1L2，L1+2L1+3）3、两个声压级不等时，相差10dB以上时，增值很小，可以忽略不计，仍等于L1 例3 L190dB，L275dB，合成L90dB4、多声源叠加时，逐次两两叠加，与次序无关(例子见书P333）。,7.3 噪声的物理量和主观听觉的关系,一、响度和响度级1、响度(N)定义：40dB，100赫，来自正前方的平面波形的响度定义为1个响度单位(宋)(另一个声音听起来比它大几倍，就叫几宋)2、响度级(LN)定义：用1000赫纯音作标准，使
9、其和某一声音(noise)听起来一样响，这个1000赫纯音的声压级，就是该声音(noise)的响度级。单位为方,3、等响曲线：人耳听觉范围内一系列响度相等的声压级与频率关系曲线 例如,由等响曲线可得到：（1）根据噪声的声压级和频率能找到相应的响度级（2）每个频率都有各自的听阈声压级和痛阈声压级。最下面的一条曲线为听阈线，最上面的一条曲线为痛阈线（3）在低频范围内，即使声压级较高，但未必能达到听阈线。可见降低噪声频率对控制噪声危害很有意义（4）当声压级小和频率低时，声压级（dB）和响度值（方值）的差别很大；当声压级增加，其差别缩小。例：45dB100Hz的低频声响度级为30方，45 dB1000
10、Hz的声音为45方，而100 dB100Hz的声音与100 dB的1000Hz的声音基本等响。即声压级高达100 dB时，频率对响度级的影响很不明显。,4.响度与响度级的关系,响度级每改变10方，响度加倍或减半.,响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。,二、计权声级 给声级计设计的三种计权网络,输出,声级计是按A、B、C、D四种计权网络设计的，由于A计权声级与人耳感觉更符合，声级计有些只有A计权，用dB(A)表示。,A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。B计权声级是模拟5585dB的中等强度噪声的频率特性。C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。D计权声级是对噪声参量的模拟
11、，专用于飞机噪声的测量。,A、B、C、D计权特性曲线,三、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级,（一）等效连续声级Leq1、定义：Leq是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内的噪声大小，因此Leq能反映在声级不稳定的情况下，人实际所能接受的噪声能量大小。所以等效声级实际上是声级能量平均值。2、计算公式,3、简易计算公式,LAeq=L50+d2/60，d=L10-L90,L10,L50,L90分别表示10%,50%,90%时间超过的噪声（峰、中、本底值）,L10、L50、L90的求法（1）作图，查找（2）将Data（100个Data）从大到小排列，第10，50，90个
12、为L10、L50、L90,（二）噪声污染级LNP1、定义：在Leq上加一项表示noise变化幅 度的量。2、公式：LNPLAeq+2.56 为测量过程中瞬时声级的标准偏差3、意义：涨落的noise对人们烦恼度4、简易计算公式 LNPLAeq+d d=L10-L90 or LNPL50+dd2/60 d=L10-L90,（三）昼夜等效声级Ldn定义：它是表示社会噪声昼夜间的变化情况。公式（Ld 昼 6:0022:00；Ln 夜 22:006:00）,（四）交通噪声指数 交通噪声指数是以计权声级A观察室外交通车辆与主观感觉之间关系的基本度量，关系式为：,四、频谱分析,一般声源所发出的声音，不会是单
13、一频率的纯音，而是由许许多多不同频率，不同强度的纯音组合而成。将噪声的强度（声压级）按频率顺序展开，使噪声的强度成为频率的函数，并考查其波形，叫做噪声的频率分析（或频谱分析）。研究噪声的频谱分析很重要，它能深入了解噪声声源的特性，帮助寻找主要的噪声污染源，并为噪声控制提供依据。频谱分析的方法是使噪声信号通过一定带宽的滤波器，通带越窄，频率展开越详细；反之通带越宽，展开越粗略。以频率为横坐标，相应的强度（例声压级）为纵坐标作图。经过滤波后各通带对应的声压级的包络线（即轮廓）叫噪声谱。图75是一实测的噪声频谱图。,频谱图,表7.1列出了1倍频程滤波器最常用的中心频率值（fm），以及上、下截止频率。
14、这是经国际标准化认定并作为各国滤波器产品的标准值。表7.1 常用1倍频程滤波器的中心频率和截止频率,7.4 噪声测量仪器,一、声级计 1.声级计的工作原理,声级计，又叫噪声计，是一种按照一定的频率计权和时间计权测量声音的声压级和声级的仪器，是声学测量中最常用的基本仪器，是一种主观性的电子仪器。,声级计工作方框图,2.声级计的分类,按精度将声级计分为1级和2级。两种级别的声级计的各种性能指标具有同样的中心值，仅仅是容许误差不同，而且随着级别数字的增大，容许误差放宽。按体积大小可分为台式声级计、便携式声级计和袖珍式声级计。按指示方式可分为模拟指示（电表、声级灯）和数字指示声级计。,AWA5633D
15、型声级计,AWA6270A噪声频谱分析仪,AWA6270噪声频谱分析仪,AWA6218C噪声统计分析仪,各种声级计实物照片,二、其他噪声测量仪器,1.声级频谱仪2.录音机3.记录仪4.实时分析仪,干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为50dB，夜间为45dB，我国提出环境噪声允许范围见表7.3。,表7.3 我国环境噪声允许范围 单位：dB,7.5 噪 声 标 准,表7.5 不同地区对基数的修正值 单位：dB,表7.6 室内噪声受室外噪声影响的修正值 单位：dB,表7.7 城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级Leq/dB(A),选自城市区域环境噪声标准 GB309693,表7.9 现有企业暂行标准,
16、表7.8 新建、扩建、改建企业标准,噪声剂量D1、定义：D实际暴露时间/允许暴露时间；DT实际/T2、意义：D1，超过安全标准3、计算方法：D=T实际1/T1+T实际2/T2+由不同声级，可查T1、T2 的值,例 某工厂车床工作时LA93dB，每个零件加工2min，8小时定额生产140个零件，某工人在车床上工作8小时，是否超过安全标准？解：T实2140280min4.67hr 查表T4hr.D4.67/4 1 超标,表7.11 机场周围飞机噪声标准 单位：dB,“一类区域”指特殊住宅区，居住、文教区；“二类区域”指除一类区域以外的生活区。,表7.12 船舶分类,表7.13 各类船舶不同舱室噪声
17、级最大限制值 单位：dB,注：机舱内任一测点的噪声级不得大于110dB；客舱参照执行。,表7.14 海洋船舶各舱室噪声级最大限制值,注：机舱内任一测点的噪声级不得大于110dB；客舱参照执行。,在测定城市噪声污染分布情况后，可在城市地图上用不同颜色或阴影线表示噪声带，每一噪声带代表一个噪声等级，每级相差5dB。各等级的颜色和阴影线规定见表7.16。表7.15 各噪声带颜色和阴影线表示规定,7.6 噪 声 监 测,一、城市环境噪声监测方法,城市环境噪声监测,城市区域环境噪声监测,城市交通噪声监测,城市环境噪声长期监测,城市环境中扰民噪声源的调查测试,测量仪器：精度2型以上的积分式声级计及环境噪声
18、自动监测仪器。测量条件：无雨、无雪的天气条件，风速为5.5ms以上时停止测量。测量时间 分为白天（6:0022:00)和夜间(22:00 6:00）两部分。,(一)城市区域环境噪声监测,1.网格测量法,2.定点测量法在标准规定的城市建成区中，优化选取一个或多个能代表某一区域或整个城市建成区环境噪声平均水平的测点，进行24h连续监测。测量每小时的LAeq及昼间的Ld和夜间的Ln可按网格测量法的测量方法测量。将每一小时测得的连续等效A声级按时间排列，得到24h的声级变化图形，用于表示某一区域或城市环境噪声的时间分布规律。,网格测量法示意图,（二）城市交通噪声监测（例题）,二、工业企业噪声监测方法三
19、、机动车辆噪声测量方法四、机场周围飞机噪声测量方法（详细参考课本P348-346）,第七节 振动及测量方法,物体围绕平衡位置往复运动称为振动。振动是噪声产生的原因。机械设备产生的噪声有两种传播方式：一种是以空气为介质向外传播，称为空气声；另一种是声源直接激发固体构件振动，这种振动以弹性波的形式在建筑物基础、地板、墙壁中传播，并在传播过程中向外辐射噪声，称为固体声。,一、城市区域环境振动标准,（一）适用地带范围的划定 特殊住宅区；居民、文教区；混合区；商业中心区（指商业集中的繁华地区）；工业集中区；交通干线道路两侧；铁路干线两侧；标准适用的地带范围；标准昼夜。（二）监测方法 测量点的布设；计算方
20、法。,城市区域环境振动标准(GBl0070一88)规定了城市区域环境振动的标准值及适用地带范围(见表7.24)。,表7.23 城市各类区域铅垂向Z振级标准值 单位：dB,二、城市区域环境振动测量方法,（一）名词术语 振动加速度级VAL；振动级VL；Z振动级VLz；累积百分Z振级VLzn；稳态振动；冲击振动；无规振动。（二）测量仪器 用于测量环境振动的仪器，其性能必须符合ISODP84011984有关条款的规定。测量系统每年至少送计量部门校准一次。,（三）测量量及读值方法 测量量；读数方法和评价量。（四）测量位置及检振器的安装（五）测量条件 测量时振源应处于正常工作状态，应避免足以影响环境振动测量值的其他环境因素或其他非振动污染源引起的干扰。（六）测量数据记录和处理 环境振动测量按待测振源的类别，选择教材表7-24、表7-25、表7-26中的对应表格逐项记录。测量交通振动，应记录车流量。,
