第七章

噪聲監(jiān)測第一節(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系第四節(jié)噪聲測量儀器第五節(jié)

噪聲標準第六節(jié)噪聲監(jiān)測第七節(jié)振動及測量方法第一節(jié)聲音與噪聲

聲音是物體的振動以波的形式在彈性介質中進行傳播的一種物理現(xiàn)象。

受作用的空氣發(fā)生振動，當振動頻率在20至20000Hz時，作用于人的耳鼓膜而產生的感覺稱為聲音。

從廣義上來講，凡是人們不需要的，使人厭煩并干擾人的正常生活、工作和休息的聲音統(tǒng)稱為噪聲。

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

聲源在一秒鐘內振動的次數(shù)叫頻率，記作f。單位為Hz。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間的距離稱作波長，記為λ，單位為m。4.聲速一秒時間內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系：二、聲功率、聲強和聲壓1.聲功率（W）聲功率是指單位時間內，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（I）聲強是指單位時間內，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)律的運動。聲壓單位為Pa。三、分貝、聲功率級、聲強級和聲壓級

1.分貝分貝是指兩個相同的物理量（例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。在噪聲測量中是很重要的參量。式中A0是基準量（或參考量），A1是被量度量。被量度量和基準量之比取對數(shù)，這對數(shù)值稱為被量度量的“級”。亦即用對數(shù)標度時，所得到的是比值，它代表被量度量比基準量高出多少“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——基準聲功率，為10～12W。2.聲功率級聲強級常用LI表示，定義為：式中：LI—聲強級（dB）；

I——聲強(W/m2）；

I0—基準聲強，在空氣中取10～12/m2。3.聲強級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。而兩個聲源在某點的聲強為I1和I2時，疊加后的總聲強I總=I1+I2。聲壓不能直接相加。2.噪聲的相減[例]為測定某車間中一臺機器的噪聲大小，從聲級計上測得聲級為104dB，當機器停止工作，測得背景噪聲為100dB，求該機器噪聲的實際大小。解：由題可知104dB是指機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中可查得相應之ΔLp＝2.2dB

因此該機器的實際噪聲噪級Lp2：Lp2=Lp-ΔLp

=101.8dB。圖7.2背景噪聲修正曲線第三節(jié)

噪聲的物理量和主觀聽覺的關系一、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度。如果另一個聲音聽起來比這個大n倍，即聲音的響度為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，當調節(jié)1000Hz純音的強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”。3.響度與響度級的關系

根據大量實驗得到，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、計權聲級

A計權聲級是模擬人耳對55dB以下低強度噪聲的頻率特性；

B計權聲級是模擬55dB到85dB的中等強度噪聲的頻率特性；

C計權聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性；

D計權聲級是對噪聲參量的模擬，專用于飛機噪聲的測量。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：其中L10，L50，L90為累積百分聲級，其定義是：L10——測定時間內，10％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均峰值。L50——測量時間內，50％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均值。L90——測量時間內，90％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的背景值。2.噪聲污染級噪聲污染級（LNP）：式中：K——常數(shù)，對交通和飛機噪聲取值2.56；

σ——測定過程中瞬時聲級的標準偏差。式中：LPAi

——測得第i個瞬時A聲級；

——所測聲級的算術平均值；

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——晝夜等效聲級（也稱日夜平均聲級），符號“Ldn”。它是表達社會噪聲，晝夜間的變化情況，表達式為：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度（聲壓級）按頻率順序展開，使噪聲的強度成為頻率的函數(shù)，并考查其波形，叫做噪聲的頻率分析（或頻譜分析）。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；反之通帶越寬，展開越粗略。以頻率為橫坐標，相應的強度（例聲壓級）為縱坐標作圖。經過濾波后各通帶對應的聲壓級的包絡線（即輪廓）叫噪聲譜。圖7-5是一次實測的噪聲頻譜圖。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和時間計權測量聲音的聲壓級和聲級的儀器，是聲學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.聲級計的分類按其精度將聲級計分為1級和2級。二種級別的聲級計的各種性能指標具有同樣的中心值，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.按其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。二、其他噪聲測量儀器1.聲級頻譜儀2.錄音機3.記錄儀4.實時分析儀干擾睡眠和休息的噪聲級閥值白天為50dB，夜間為45dB，我國提出環(huán)境噪聲允許范圍見表7－3。表7.2我國環(huán)境噪聲允許范圍(單位：dB)

第五節(jié)

噪聲標準第六節(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，風速為5.5m／s以上時停止測量

測量時間分為白天（6∶00—22：00時）和夜間（22∶

00—6∶

00時）兩部分。一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法（一）城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測1.網格測量法2.定點測量法圖7.8網格測量法示意圖圖7.9定點測量法示意圖（二）城市交通噪聲監(jiān)測車行道監(jiān)測點二、工業(yè)企業(yè)噪聲監(jiān)測方法測量工業(yè)企業(yè)噪聲時，傳聲器的位置應在操作人員的耳朵位置，但人需離開。測點選擇的原則是：若車間內各處A聲級波動小于3dB，則只需在車間內選擇1～3個測點；若車間內各處聲級波動大于3dB，則應按聲級大小，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過程而經常工作、活動的地點和范圍。三、機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車內噪聲測量車內噪聲測量條件車內噪聲測點位置測量方法四、機場周圍飛機噪聲測量方法測量條件：氣候條件為無雨、無雪，地面上10m高處的風速不大于5m/s，相對濕度不應超過90％，不應小于30％。傳聲器位置：測量傳聲器應安裝在開闊平坦的地方，高于此地面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。所有測量都應使傳聲器膜片基本位于飛機標稱飛行航線和測點所確定的平面內，即是掠入射。

在機場的近處應當使用聲壓型傳聲器，其頻率響應的平直部分要達到10kHz。要求測量的飛機噪聲級最大值至少超過環(huán)境背景噪聲級20dB，測量結果才被認為可靠。測量儀器：精度不低于2型的聲級計或機場噪聲監(jiān)測系統(tǒng)及其他適當儀器。聲級計的性能要符合GB3785的規(guī)定。第七節(jié)振動及測量方法物體圍繞平衡位置作往復運動叫振動。振動是噪聲產生的原因。機械設備產生的噪聲有兩種傳播方式：一種是以空氣為介質向外傳播，稱為空氣聲；另一種是聲源直接激發(fā)固體構件振動，這種振動以彈性波的形式在基礎、地板、墻壁中傳播，并在傳播中向外輻射噪聲，稱為固體聲。振動公害污染定義：一種危害人體健康的感覺公害，是一種瞬時性的能量污染，過量的震動會使人感到不舒服和疲勞，甚至導致人體損傷。來源：主要來源于自然振動和人為振動（工廠、施工現(xiàn)場、公路、鐵路等場所）。特征：與噪聲密切相關。特別是引起共振時，會輻射很強的噪聲。危害：振動對人的影響主要取決于振動頻率、振幅或加速度（振動強度）。人體各部分都有自己的固有頻率，對人體最有害的振動頻率是與人體某些器官的固有頻率相吻合的頻率（即共振頻率）。⑴當振動頻率為4～8Hz時，對人的胸腔和腹腔系統(tǒng)危害最大⑵當振動頻率為20～30Hz時，能引起“頭-頸-肩”系統(tǒng)的共振。⑶當振動頻率為60～90Hz時，能引起眼球共振。⑷當振動頻率為100～200Hz時，能引起“下顎-頭蓋骨”的共振。減少物體的震動：常用隔振、吸振、阻尼等技術措施。⑴隔振——指在機器和地基之間合理的安裝減振裝置，以減少和阻止振動傳入地基的一種技術措施，把振動能量限制在振源上，減少和阻止振動的傳播和擴散。通常采用的隔振措施是裝置隔振器、隔振元件和填充各種隔振材料。⑵阻尼——是通過粘滯效應或摩擦作用把振動能量轉換成熱能而耗散的措施。阻尼能抑制振動物體產生共振和降低振動物體在共振區(qū)的振幅。具體措施是在振動構件上鋪設阻尼材料和阻尼結構。⑶吸振——在振動源上安裝動力吸振器，如安裝電子吸振器，利用電子設備產生一個與原來振動振幅相等、相位相反的振動來抵消原來振動，以達到降低振動的目的。控制振動傳播途徑：在振動傳播途徑上采取改變振源位置，加大與振源的距離，或設置隔離