第6章 噪声及振动环境

1、第六章第六章 噪声及振动环境噪声及振动环境一、声音及其度量一、声音及其度量二、噪声及其对人的影响二、噪声及其对人的影响三、噪声测量及评价标准三、噪声测量及评价标准四、噪声控制四、噪声控制五、振动环境五、振动环境六、特殊工作环境六、特殊工作环境七、案例：七、案例：1.高架道路交通噪音和防噪屏设置高架道路交通噪音和防噪屏设置 2.冷却塔的噪声控制冷却塔的噪声控制第一节第一节 声音及其度量声音及其度量n一、声音的基本概念一、声音的基本概念 物体的振动产生声音，振动发声的物体被称为声源。物体的振动产生声音，振动发声的物体被称为声源。 n 声音的形成是由振动的发生与传播这两个环节组成。声音的形成是由振动

2、的发生与传播这两个环节组成。 第一节第一节 声音及其度量声音及其度量三个重要的物理量三个重要的物理量n声音的频率声音的频率n声音的波长声音的波长n声音传播的速度声音传播的速度 第一节第一节 声音及其度量声音及其度量 频频 率率n声源每秒钟振动的次数称为频率，以声源每秒钟振动的次数称为频率，以f f表示，单位为赫兹表示，单位为赫兹(Hz)(Hz)。 在声频范围内，声波的频率愈高，声音显得愈尖锐；反之，显得在声频范围内，声波的频率愈高，声音显得愈尖锐；反之，显得低沉。低沉。 n波长和声速波长和声速 声波在一个波动的周期内传播的距离称为波长声波在一个波动的周期内传播的距离称为波长, ,记作记作,单位

3、为单位为m m。 n声波在媒介中传播的速度称为声速，用声波在媒介中传播的速度称为声速，用c c表示，单位为表示，单位为m/sm/s。 第一节第一节 声音及其度量声音及其度量n n式中式中 ，为波长为波长（m m）；）；c c 为声速（为声速（m ms s）；f f 为频率（为频率（HZHZ）。cf 频率、波长和声速之间的关系频率、波长和声速之间的关系 二、声音的物理度量二、声音的物理度量 （一）声压、声压级（一）声压、声压级 声压声压：声波在空气传播过程中，引起空气质点振动导致空气压强变化叫声：声波在空气传播过程中，引起空气质点振动导致空气压强变化叫声 压。是压。是 表示声音强弱的物理量，用表

4、示声音强弱的物理量，用P P表示，单位是帕（表示，单位是帕（PaPa）。）。 普通人们谈话声的声压约为普通人们谈话声的声压约为2 21010-2-2 Pa Pa7 71010-2-2 Pa Pa 载重汽车行驶产生的声压约为载重汽车行驶产生的声压约为0.2 Pa 1Pa0.2 Pa 1Pa 凿岩机约为凿岩机约为20Pa20Pa，而喷气飞机附近约为，而喷气飞机附近约为200 Pa200 Pa630Pa 630Pa 听阈声压听阈声压: : 刚能听到的声音的声压值。刚能听到的声音的声压值。 痛阈声压痛阈声压:感到疼痛的声音的声压值。感到疼痛的声音的声压值。 二、声音的物理度量二、声音的物理度量n声声

5、压压 级级n为什么引入声压级？为什么引入声压级？ 声压级是声压与基准声声压级是声压与基准声压之比的以压之比的以1010为底的对数乘为底的对数乘以以2020，用符号，用符号 表示，单位是表示，单位是分贝（分贝（dBdB）。）。0lg20ppLp P P0 0为基准声压（为基准声压（P P0 0=2=21010-5-5 Pa Pa） 表表6-16-1 各种环境的声压和声压级各种环境的声压和声压级声压声压N/mN/m2 2声压声压级级/dB/dB环境举例环境举例声压声压N/mN/m2 2声压级声压级/dB/dB环境举例环境举例630630200200636320206.36.32.02.00.630

6、.630.200.2015015014014013013012012011011010010090908080火箭发射火箭发射喷气式飞机附近喷气式飞机附近开坯锻锤，铆钉枪开坯锻锤，铆钉枪大型球磨机大型球磨机大型鼓风机附近大型鼓风机附近纺织车间纺织车间汽车喇叭声汽车喇叭声公共汽车上公共汽车上0.0630.0630.0200.0200.00630.00630.00200.00200.000630.000630.000200.000200.0000630.0000630.0000200.00002070706060505040403030202010100 0繁华大街上繁华大街上普通说话普通说话微型

7、电机工作时微型电机工作时安静房间内安静房间内轻声谈话轻声谈话树叶落下的沙沙声树叶落下的沙沙声乡村安静夜晚乡村安静夜晚刚刚能听到的声音刚刚能听到的声音二、声音的物理度量二、声音的物理度量二、声音的物理度量二、声音的物理度量n( (二二) )声压级合成法则声压级合成法则n1 1、声压合成法则、声压合成法则 若在某点分别测得几个声源的声压为若在某点分别测得几个声源的声压为P1P1，P2P2，PnPn，该点，该点总声压总声压Pt Pt 满足满足 n n n（i i= 1= 1，2 2，n n） niitPP122 二、声音的物理度量二、声音的物理度量2 2、声压级合成法则、声压级合成法则 （i= 1，

8、2，n） niLPtPiL11 . 010lg10 二、声音的物理度量二、声音的物理度量n声压级合成法则推导声压级合成法则推导:niiniittPtPPPPPPPPL1202012200lg10lg10lg10lg20由声压级的定义可知由声压级的定义可知20lg10PPLiPi二、声音的物理度量二、声音的物理度量n故故:PiLiPP1 . 02010 因此，总声压级因此，总声压级niLPtPiL11 . 010lg10二、声音的物理度量二、声音的物理度量 3 3、求背景声压级、求背景声压级P Pb b， P Pt t为总声压级，为总声压级， P Pi i为声源声压级。为声源声压级。n n 根据

9、声压合成法则有根据声压合成法则有: :n 声源声压级计算如下声源声压级计算如下:222bitPPP)1010lg(101 .01 .0PbptLLPiL（三）频谱分析（三）频谱分析 n什么是频谱？什么是频谱？ 各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同频率的声音各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同频率的声音复合而成。具有不同频率复合而成。具有不同频率( (或频段或频段) )成分的声波具有不同的能量，这成分的声波具有不同的能量，这种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。n什么是频谱分析？什么是频谱分析？ 将声源发出的声音强度按频率顺序展开，使其成

10、为频率的函数，将声源发出的声音强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。并考察变化规律，称为频谱分析。 什么是频程？什么是频程？ 为了便于实际测量和分析，人为地把声频范围划分为几个小的为了便于实际测量和分析，人为地把声频范围划分为几个小的频段，在每一个频段中，上限频率与下限频率之间的距离称为频程，频段，在每一个频段中，上限频率与下限频率之间的距离称为频程，它以上限频率和下限频率之比的对数表示，此对数通常以它以上限频率和下限频率之比的对数表示，此对数通常以2 2为底。为底。（三）频谱分析（三）频谱分析（三）频谱分析（三）频谱分析n 或或 n式中式中 为倍频程数。为倍频

11、程数。 n 为上限频率，为上限频率， 为下限频率为下限频率n中心频率为中心频率为 122logfnf122nffn1f2f012ff f表表6-36-3 倍频程的频率范围倍频程的频率范围中心频率中心频率/Hz/Hz31.531.56363125125250250500500频率范围频率范围/Hz/Hz22.522.54545454590909090180180180180354354354354707707中心频率中心频率/ / HzHz100010002000200040004000800080001600016000频率范围频率范围/Hz/Hz70770714141414141414142

12、828282828282828565656565656565611212112121121211212 2242422424倍频程倍频程（三）频谱分析三）频谱分析n频谱图频谱图n各频率成分与能量分布关系的图形称为频谱图各频率成分与能量分布关系的图形称为频谱图 n以频率为横坐标，以声压级以频率为横坐标，以声压级(或声功率级或声功率级)为纵坐标进行绘图，如为纵坐标进行绘图，如图所示。图所示。60708090100110631252505001000200040008000频频 率率 ( ( H H z z ) )倍倍 频频 程程 声声 压压 级级 ( (d dB B) )三、人耳对声音的主观感觉三

13、、人耳对声音的主观感觉 n声音的响度级与响度声音的响度级与响度 n计权声级计权声级 n等效连续声级等效连续声级 n统计声级统计声级 （一）声音的响度级与响度（一）声音的响度级与响度 n 响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量，用响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量，用L LN N表示，表示，单位为方单位为方(phon(phon) ) n 选取选取1000Hz1000Hz的纯音做基准音，凡是听起来和该纯音一样响的的纯音做基准音，凡是听起来和该纯音一样响的声音，不论其声压级和频率是多少，它的响度级声音，不论其声压级和频率是多少，它的响度级( (方值方值) )就等于该就等于该纯音的声压级数

14、，即与该声音同样响度的纯音的声压级数，即与该声音同样响度的10001000赫兹纯音的声压级。赫兹纯音的声压级。等响度曲线等响度曲线 声音的响度声音的响度 n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音响亮程度的主观感觉成正比 .n响度与响度级的关系式为响度与响度级的关系式为 或或NLNlg22.33400.12N N（L -40）总总 响响 度度 n对于复合音的总响度，美国科学家史蒂文斯提出了用倍频程声压对于复合音的总响度，美国科学家史蒂文斯提出了用倍频程声压级计算响度的方法。级计算响度的方法。n式

15、中，式中，N Nt t为总响度指数（宋）；为总响度指数（宋）；N Nm m为各频带中响度指数最大者；为各频带中响度指数最大者；为为所有频带的响度指数之和；所有频带的响度指数之和；F F为倍频程选择系数。对倍频程为倍频程选择系数。对倍频程F=0.3F=0.3；对；对1/31/3倍频程倍频程 F=0.15F=0.15。()tmtmNNFNN（二）计（二）计 权权 声声 级级 n声级声级n通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简称声级。通过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

16、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。权而合成的声压级。n频率计权电网络频率计权电网络 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。络，使接收的

17、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。一般设置一般设置A A、B B 和和C C 三种计权网络，三种计权网络，其中其中 A A 计权网络是模拟人耳对计权网络是模拟人耳对40 40 方纯音的响应，当信号通过时，其低频方纯音的响应，当信号通过时，其低频段（段（500Hz 500Hz 以下）的声音有较大的衰减；以下）的声音有较大的衰减； B B 计权网络是模拟人耳对计权网络是模拟人耳对70 70 方纯音的响应，它使接收、通过的低频方纯音的响应，它使接收、通过的低频声音有一定的衰减；声音有一定的衰减； C C 计权网络是模拟人耳对计权网络是模拟人耳对100 100 方纯音的响应，在整个

18、可听频率范围内方纯音的响应，在整个可听频率范围内有近乎平直的特性。使所有有近乎平直的特性。使所有频率的声音近乎平直通过。频率的声音近乎平直通过。 （二）计（二）计 权权 声声 级级A A、B B、C C声级声级 不同计权网络测量的结果，分别标以不同计权网络测量的结果，分别标以dBdB（A A）、）、dBdB（B B）或）或dBdB（C C），），称为称为A A 声级、声级、B B声级声级。声级声级。 原来规定原来规定70dB70dB以下用以下用A A声级计，声级计，707090 dB90 dB用用B B声级计，声级计，90 dB90 dB以上以上用用C C声级计。后来研究表明，无论声强多大，声

19、级计。后来研究表明，无论声强多大，A A声级都能较好地反映人声级都能较好地反映人耳的响应特征，所以，如无特殊说明，基本都用耳的响应特征，所以，如无特殊说明，基本都用A A声级表示噪声评价指声级表示噪声评价指标。表标。表6-4 6-4 为几种常见声源的为几种常见声源的A A 声级。声级。 （二）计（二）计 权权 声声 级级A A声级声级/dB/dB声声 源源20203030404060606060707080809090100100110110轻声耳语轻声耳语普通办公室内普通办公室内普通交谈声，小型空调机普通交谈声，小型空调机大声交谈，收音机，较吵的街道大声交谈，收音机，较吵的街道空压机站，泵房

20、，嘈杂的街道空压机站，泵房，嘈杂的街道 织布机，电锯，砂轮机，大鼓风机织布机，电锯，砂轮机，大鼓风机表表6-46-4 几种常见声源的几种常见声源的A A 声级声级（三）等效连续声级（三）等效连续声级 n 等效连续声级是指某一段时间内的等效连续声级是指某一段时间内的A A声级能量平均值，简称声级能量平均值，简称等效声级或平均声级，用符号等效声级或平均声级，用符号LeqLeq表示，单位表示，单位是是dB(A) dB(A) 式中，式中，L LPAPA(t(t) )为瞬间为瞬间A A声级（声级（dB(A)dB(A)）;T;T为总测量时间（为总测量时间（s s）。TtLeqdtTLPA0)(1 . 01

21、01lg10 （四）统计声级（四）统计声级 n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LsLs表表示。如示。如L10=70dB表示整个测量期间噪声大于等于表示整个测量期间噪声大于等于70dB的概率为的概率为10%。L10相当于峰值平均声级，相当于峰值平均声级，L50相当于平均声级，相当于平均声级，L90相当于相当于背景声级。背景声级。n如果噪声的统计特征符合正态分布，则如果噪声的统计特征符合正态分布，则 25060eqdLL1090dLL第二节第二节 噪声及其对人的影响噪声及其对人的影响n一、噪声及其来源一、噪声及其来源 n工业噪

22、声工业噪声 n工业噪声主要包括空气动力噪声、机械噪声和电磁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 n交通噪声交通噪声 n交通噪声主要指的是机动车辆、火车、飞机和船舶噪声。交通噪声主要指的是机动车辆、火车、飞机和船舶噪声。 一、噪声及其来源一、噪声及其来源n建筑施工噪声建筑施工噪声 n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n社会噪声社会噪声 n社会噪声主要指社会活动和家庭生活所引起的噪声社会噪声主要指社会活动和家庭生活所引起的噪声 二、噪声对听力的影响二、噪声对听力的影响 n噪声对人们正常生活的影响的主要

23、表现噪声对人们正常生活的影响的主要表现 n持续性的强烈噪声会使人的听力受到损害持续性的强烈噪声会使人的听力受到损害 n噪声性耳聋与噪声的强度、噪声的频率及接触的时间噪声性耳聋与噪声的强度、噪声的频率及接触的时间有关有关 三、噪声对其他生理机能的影响三、噪声对其他生理机能的影响 n对神经系统的影响对神经系统的影响 n对内分泌和心血管系统的影响对内分泌和心血管系统的影响 n对消化系统的影响对消化系统的影响 四、噪声对心理的影响四、噪声对心理的影响 n噪声对心理的影响主要是使人产生烦恼、焦急、讨厌、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生气等不愉快的情绪 n脉冲噪声比连续

24、噪声的影响更甚，响度越大影响也越脉冲噪声比连续噪声的影响更甚，响度越大影响也越大大 五、噪声对语言交流的影响五、噪声对语言交流的影响 声音的掩蔽效应声音的掩蔽效应 语言干扰级语言干扰级(SIL)(SIL)是评价是评价噪声对语言通讯干扰程度的评噪声对语言通讯干扰程度的评价参量价参量 5001000200040004ppppLLLLSIL六、噪声对作业能力和工效的影响六、噪声对作业能力和工效的影响 n噪声直接或间接地影响工作效率噪声直接或间接地影响工作效率 n噪声干扰对人的脑力劳动的影响噪声干扰对人的脑力劳动的影响 第三节第三节 噪声测量及评价标准噪声测量及评价标准 噪声的测量噪声的测量 （一）室

25、内噪声的测量（一）室内噪声的测量 图图6-36-3为声级计。测量室内噪声时，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，或放在工作面附近，选择若干个测点，进行测量。进行测量。 若噪声有明显变化或出现间隙，则若噪声有明显变化或出现间隙，则还应测量等效连续声级。还应测量等效连续声级。 图6-3数字式声级计 n(1)(1)外形尺寸小于外形尺寸小于30cm30cm的小型设备，测点距其表面的小型设备，测点距其表面30cm30cm左右。左右。n(2)(2)外形尺寸在外形尺寸在30100cm30100cm的中型设备，测点距其表面

26、的中型设备，测点距其表面50cm50cm左右。左右。n(3)(3)外形尺寸大于外形尺寸大于100cm100cm的较大型设备，测点距其表面的较大型设备，测点距其表面100cm100cm左右。左右。n(4)(4)大型或特大型设备，测点距其表面大型或特大型设备，测点距其表面100500cm100500cm左右。左右。 （二）机器设备噪声的测量（二）机器设备噪声的测量n交通车辆噪声的测量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，测点选择在车内中测量行驶时车内的噪声，要求车窗紧闭，

27、测点选择在车内中央且离地央且离地1.2m1.2m处、在司机、乘客的头部附近，分别记录加速、满处、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。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测量行驶时车外的噪声，测点取距离车体中心线7.57.5米、距地米、距地面或轨道上方面或轨道上方1.2m1.2m高处。高处。 （三）交通车辆噪声的测量（三）交通车辆噪声的测量二、噪声评价标准二、噪声评价标准 n以等效连续声级为指标以等效连续声级为指标 n以等效连续声级、统计声级为指标以等效连续声级、统计声级为指标 n以语言干扰声级为指标以语言干扰声级为指标 n(

28、(一一) )国外噪声标准国外噪声标准n听力保护的噪声标准（听力保护的噪声标准（A A声级）声级）n环境噪声标准环境噪声标准 n( (二二) )中国噪声标准中国噪声标准 二、噪声评价标准二、噪声评价标准表表6-56-5 听听力保护的噪声标准（力保护的噪声标准（A A声级）声级）每个工作每个工作日允许工日允许工作时间作时间/h/hISOISO（19711971年）年）允许噪声级允许噪声级/dB(A)/dB(A)美国政府美国政府（19691969年）年）美国工业卫生美国工业卫生医师协会医师协会（19771977年）年）8 84 42 21 11/21/21/41/490909393979799991

29、02102115115（最高限）（最高限）909095951001001051051101101151158585909095951001001051051101101.1.国外听力保护的噪声标准（国外听力保护的噪声标准（A A声级）声级） 1971 1971年年ISOISO提出的提出的ISORl996ISORl996环境噪声标准是：住宅区室外噪声环境噪声标准是：住宅区室外噪声标准为标准为353545dB(A)45dB(A)。不同时间应按表。不同时间应按表6-66-6修正，不同地区按表修正，不同地区按表6-6-7 7修正，室内按表修正，室内按表6-86-8修正。非住宅区的室内噪声标准见表修正。

30、非住宅区的室内噪声标准见表6-9 6-9 。时时 间间修正值修正值/dB(A)/dB(A)白天白天晚上晚上深夜深夜0 0-5-510101515表表6-66-6 不同时间环境噪声标准修正表不同时间环境噪声标准修正表2.2.国外环境噪声标准国外环境噪声标准表表6-76-7 不同地区环境噪声标准修正表不同地区环境噪声标准修正表地地 区区修正值修正值/dB(A)/dB(A)乡村住宅、医院疗养区乡村住宅、医院疗养区郊区住宅、小马路郊区住宅、小马路市市 区区工商业和交通混合区工商业和交通混合区城市中心城市中心工业地区工业地区0 05 510101515202025252.2.国外环境噪声标准国外环境噪声

31、标准表表6-86-8 室内噪声标准修正室内噪声标准修正表表窗户条件窗户条件修正值修正值/dB(A)/dB(A)开开 窗窗单层窗单层窗双层窗双层窗-10-10-15-15-20-202.2.国外环境噪声标准国外环境噪声标准表表6-96-9 非住宅区室内噪声标准非住宅区室内噪声标准场场 所所修正值修正值/dB(A)/dB(A)办公室、商店、小餐厅、会议室办公室、商店、小餐厅、会议室大餐厅、带打字机的办公室、体育馆大餐厅、带打字机的办公室、体育馆大的打字机室大的打字机室车间车间( (根据不同用途根据不同用途) )353545455555454575752.2.国外环境噪声标准国外环境噪声标准（二）中

32、国噪声标准（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，如工业企业噪声卫工业企业噪声卫生标准生标准、城市环境噪声标准城市环境噪声标准和和机动车辆噪声标准机动车辆噪声标准等。等。 20022002年经国家卫生部正式年经国家卫生部正式工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准GBZ 1-GBZ 1-20022002中规定：具有生产性噪声的车间应尽量远离其他非噪声作业中规定：具有生产性噪声的车间应尽量远离其他非噪声作业车间、行政区和车间、行政区和生活区；噪声较大的设备应尽量将噪声源与操作人生活区；噪声较大的设备应尽量将噪声源与操作人员隔开；工艺允许远距离

33、控制的，可设置隔声操作员隔开；工艺允许远距离控制的，可设置隔声操作(控制控制)室。工作室。工作场所操作人员每天连续接触噪声场所操作人员每天连续接触噪声8 8小时，噪声声级卫生限值为小时，噪声声级卫生限值为85dB(A)85dB(A)。 表表6-106-10 工作地点噪声声级的卫生标准工作地点噪声声级的卫生标准日接触噪声时间日接触噪声时间/h /h 卫生限值卫生限值/dB(A)/dB(A) 8 8 85 85 4 4 8888 2 2 9191 1 1 94 94 1/21/2 9797 1/41/4 100100 1/81/8 103103 最高不得超过最高不得超过115dB(A) 115dB

34、(A) 表表6-116-11 非非噪声噪声工作地点噪声声级的卫生限值工作地点噪声声级的卫生限值地点名称地点名称卫生限值卫生限值dB(A)dB(A)工效限值工效限值/dB(A)/dB(A)噪声车间办公室噪声车间办公室7575不得超过不得超过5555非噪声车间办公室非噪声车间办公室6060会议室会议室6060计算机室、精密加工计算机室、精密加工室室7070表表6-13 6-13 城市城市5 5类环境噪声标准值类环境噪声标准值* *地地 区区声级声级/ / dB(AdB(A) )白天白天（7 72121时）时）声级声级/ dB(A)/ dB(A)夜间夜间特别需要安静地区特别需要安静地区一般居民、文教

35、区一般居民、文教区居民、商业、工业混杂区居民、商业、工业混杂区工业区工业区城市中的道路交通干线两城市中的道路交通干线两侧区域、穿越城区的内河侧区域、穿越城区的内河航道两侧区域等航道两侧区域等5050555560606565 70704040454550505555 5555* * 摘自中华人民共和国城市区域环境噪声标准摘自中华人民共和国城市区域环境噪声标准GB3096GB30969393 第四节第四节 噪声控制噪声控制n声源控制声源控制 n控制噪声的传播控制噪声的传播n操作者的听力保护操作者的听力保护 声源控制声源控制 n降低机械噪声降低机械噪声 n选择发声小的材料选择发声小的材料 n改变机械

36、传动方式改变机械传动方式 n改进设备机械结构改进设备机械结构 n降低空气动力性噪声降低空气动力性噪声 控制噪声的传播控制噪声的传播 n对工厂各区域合理布局对工厂各区域合理布局 n调整声源的指向调整声源的指向 n充分利用天然地形充分利用天然地形 n采用吸声、隔声、消声等措施采用吸声、隔声、消声等措施 n采用隔振与减振措施采用隔振与减振措施 操作者听力保护操作者听力保护n当其他措施不成熟或达不到听力保护标准时，使用耳塞、耳罩等方式进行个人保护是一种经济、有效的方法。第五节第五节 振动环境振动环境n人体振动特性人体振动特性 n人体对振动频率的反应人体对振动频率的反应 n振动对人体的影响振动对人体的影

37、响 n振动对工效的影响振动对工效的影响 n振动的评价振动的评价n振动的测量振动的测量 n振动的控制与防护振动的控制与防护 一、人体振动特性一、人体振动特性 n人体是一个复杂的振动系统，其动力学效应主要由频率响应和幅人体是一个复杂的振动系统，其动力学效应主要由频率响应和幅度响应构成度响应构成 。n人体频率响应特性分为低频反应部分和高频反应部分，其分界点人体频率响应特性分为低频反应部分和高频反应部分，其分界点大致是大致是50 Hz50 Hz 。二、人体对振动频率的反应二、人体对振动频率的反应 n人体对低频反应的主要现象是身体共振。人体对低频反应的主要现象是身体共振。n振动能量在人体内的传递率逐渐衰

38、减，其生物效应也相应减弱振动能量在人体内的传递率逐渐衰减，其生物效应也相应减弱 。三、振动对人体的影响三、振动对人体的影响 n全身振动对人体的影响全身振动对人体的影响 n局部振动对人体的影响局部振动对人体的影响 n振动的心理效应振动的心理效应 全身振动多为低频大幅度的振动。全身振动多为低频大幅度的振动。 全身振动能引起前庭器官、内分泌系统、循环系统、消化系统全身振动能引起前庭器官、内分泌系统、循环系统、消化系统和植物神经系统等一系列变化，并使人产生疲劳、劳动机能衰退等和植物神经系统等一系列变化，并使人产生疲劳、劳动机能衰退等主观感觉。主观感觉。 由于人体不同部位和系统有各自的固有频率，所以当人

39、体承受由于人体不同部位和系统有各自的固有频率，所以当人体承受的振动频率接近或等于某一部位的固有频率时，就会产生共振，共的振动频率接近或等于某一部位的固有频率时，就会产生共振，共振使得生理效应增大。如果是重要的器官发生了共振，则人体的反振使得生理效应增大。如果是重要的器官发生了共振，则人体的反应最强烈。应最强烈。1.1.全身振动对人体的影响全身振动对人体的影响 局部振动病是长期使用振动工具引起的。局部振动病是长期使用振动工具引起的。 局部振动能引起神经系统、循环系统、骨关节肌肉运动系统的障局部振动能引起神经系统、循环系统、骨关节肌肉运动系统的障碍及其他系统不同程度的机能改变。碍及其他系统不同程度

40、的机能改变。 振动的早期影响以神经系统受损为主。一般情况下先出现神经末振动的早期影响以神经系统受损为主。一般情况下先出现神经末梢病变（功能受损），继而发生中枢神经系统病变（大脑皮层功能简梢病变（功能受损），继而发生中枢神经系统病变（大脑皮层功能简下降，反应时间延长，血压不稳）。下降，反应时间延长，血压不稳）。 振动对骨骼肌肉系统的影响表现为肌无力，肌肉疼痛和萎缩。振振动对骨骼肌肉系统的影响表现为肌无力，肌肉疼痛和萎缩。振动对胃肠功能、妇女月经、生理及生殖功能也可能发生影响。动对胃肠功能、妇女月经、生理及生殖功能也可能发生影响。 2 2局部振动对人体的影响局部振动对人体的影响 振动引起的心理效应

41、主要是感觉不舒适和烦恼，甚至疼痛，进而振动引起的心理效应主要是感觉不舒适和烦恼，甚至疼痛，进而影响工效。影响工效。 不同的振动参数下人体受振时的主观感觉不同。不同的振动参数下人体受振时的主观感觉不同。 坐姿的人，对坐姿的人，对1 12 Hz2 Hz的轻度振动感觉轻松和舒适；对的轻度振动感觉轻松和舒适；对4 48 Hz8 Hz的的中度振动，感觉十分不适。中度振动，感觉十分不适。 3. 3. 振动的心理效应振动的心理效应四、振动对工效的影响四、振动对工效的影响 n对人体视觉的影响对人体视觉的影响 n对操作反应的影响对操作反应的影响 振动对视觉绩效的影响主要有振动对视觉绩效的影响主要有两种情形：两种

42、情形： 视觉对象处在振动环境中；视觉对象处在振动环境中； 观察者处于振动环境中观察者处于振动环境中。 （1 1）对视觉辨认绩效的影响）对视觉辨认绩效的影响图图6-46-4人受横向水平振动时的选人受横向水平振动时的选 择反应时间择反应时间 通过手或足操纵控制器以通过手或足操纵控制器以追踪某一活动目标的追踪活动追踪某一活动目标的追踪活动是比较典型的操作动作。振动是比较典型的操作动作。振动引起操纵界面的运动可使手控引起操纵界面的运动可使手控工效降低，这是由于手、脚和工效降低，这是由于手、脚和人人 机界面的振动，使人们的机界面的振动，使人们的动作不协调、操纵误差大大增动作不协调、操纵误差大大增加。加。

43、 （2 2）对操作动作的影响）对操作动作的影响图图6-5垂直振动时人的手眼协调的垂直振动时人的手眼协调的平均动作时问平均动作时问 （一）振动评价标准（一）振动评价标准 1 1国际标准化组织提出的国际标准化组织提出的“人承受全身振动的评价指南人承受全身振动的评价指南” IS02631- IS02631-19891989（E E） 该标准该标准根据加速度有效值（根据加速度有效值（0.10.120m/s20m/s2 2）、振动频率（）、振动频率（1/31/3倍频程倍频程的中心频率，的中心频率，1 180 Hz80 Hz）、振动方向（）、振动方向（Z Z轴向，轴向，X X、Y Y轴向）、接触振动轴向）

44、、接触振动持续时间（持续时间（1 1分钟到分钟到2424小时）这四个小时）这四个振动参数振动参数制定了全身振动评价的界限制定了全身振动评价的界限曲线，并依据参数曲线，并依据参数之间的关系来评价全身振动对人体的影响。之间的关系来评价全身振动对人体的影响。五、振动的评价五、振动的评价（一）振动评价标准一）振动评价标准图图6-66-6 全身振动允许界限全身振动允许界限 (1) (1)疲劳一工作效率降低界限。疲劳疲劳一工作效率降低界限。疲劳工作效率降低界限是从振动引工作效率降低界限是从振动引起人体疲劳，从而影响其工作效率的角度而确立的。超过这个界限，起人体疲劳，从而影响其工作效率的角度而确立的。超过这

45、个界限，人会产生疲劳，降低工效。图人会产生疲劳，降低工效。图6-66-6所示的界限正是疲劳一工作效率降低所示的界限正是疲劳一工作效率降低界限。该界限主要用于劳动环境振动评价。界限。该界限主要用于劳动环境振动评价。 (2)(2)舒适性降低界限。舒适性降低界限以不影响人的日常活动或工作舒适性降低界限。舒适性降低界限以不影响人的日常活动或工作中的基本动作中的基本动作( (如饮食、阅读或书写等如饮食、阅读或书写等) )为基础，此界限与保持在振动环为基础，此界限与保持在振动环境下人体的舒适感有关。它比境下人体的舒适感有关。它比 疲劳一工作效率降低界限的振动级低疲劳一工作效率降低界限的振动级低10dB10

46、dB，超过这个界限，人可能，超过这个界限，人可能不舒适。该界限较多用于交通工具振动评价。不舒适。该界限较多用于交通工具振动评价。（一）振动评价标准一）振动评价标准 (3) (3)受振极限受振极限( (或健康界限或健康界限) )。受振极限是区分振动强度对。受振极限是区分振动强度对人体健康与安全是否有损害的界限。它比疲劳人体健康与安全是否有损害的界限。它比疲劳工作效率降低工作效率降低界限的振动级高界限的振动级高6dB6dB，超过这个界限，会影响人体健康与安全。，超过这个界限，会影响人体健康与安全。（一）振动评价标准一）振动评价标准 GBZl-2002 GBZl-2002工业企业设计卫生标准工业企业

47、设计卫生标准中对工作场所的中对工作场所的振动强度规定如下：局部振动作业，其接振强度振动强度规定如下：局部振动作业，其接振强度4 4小时等小时等能量频率计权振动加速度不得超过能量频率计权振动加速度不得超过5 5 m/s m/s2 2，接振时间少于，接振时间少于4 4小时可按表小时可按表6-176-17适当放宽。适当放宽。 2 2我国振动控制标准我国振动控制标准表表6-176-17 局部振动强度卫生限值局部振动强度卫生限值日接振时间日接振时间/h/h卫生限值卫生限值/(m/s2)/(m/s2)2 24 46 61 12 28 81112122 2我国振动控制标准我国振动控制标准表表6-18 6-1

48、8 全身振动强度卫生限值全身振动强度卫生限值工作日接触时工作日接触时间间/h/h卫生限值卫生限值dB(AdB(A)(m/s2(m/s2)8 81161160.620.624 4120.8120.81.11.12.52.51231231.41.41.01.0127.6127.62.42.40.50.5131.1131.13.63.6六、振动的测量六、振动的测量 n 振动测量是测量振动强度、频振动测量是测量振动强度、频 率及不同率及不同 频率下的加速度频率下的加速度 n 把声级计上的电容传声器换成振把声级计上的电容传声器换成振 动传感器，就可以用于振动测量动传感器，就可以用于振动测量 （1 1）减

49、少和消除振源。这是减少振动最根本的措施。通常采取以下方减少和消除振源。这是减少振动最根本的措施。通常采取以下方法：法： 1 1）隔离振源。隔离振源。 2 2）改进生产工艺，如用液压、焊接代替铆接可消除或减少振动。改进生产工艺，如用液压、焊接代替铆接可消除或减少振动。 3) 3) 增加设备的阻尼，如采用吸振材料、安装阻尼器或阻尼环、附加弹增加设备的阻尼，如采用吸振材料、安装阻尼器或阻尼环、附加弹性阻尼材料等，以减轻设备的振动。对于可能引起机械振动的陈旧设备，性阻尼材料等，以减轻设备的振动。对于可能引起机械振动的陈旧设备，应定期检查、维修或改造。应定期检查、维修或改造。 4 4）采取隔振、吸振、阻

50、尼等措施来消除或减小振动，阻止振动的传播，）采取隔振、吸振、阻尼等措施来消除或减小振动，阻止振动的传播，最大限度地减少振动对人体的不良影响。例如最大限度地减少振动对人体的不良影响。例如设计减振座椅、弹性垫，以设计减振座椅、弹性垫，以缓冲振动对人的影响缓冲振动对人的影响 七、振动的控制与防护七、振动的控制与防护 5) 5) 采用钢丝弹簧类、橡胶类、软木类、毡板、空气弹簧和油压采用钢丝弹簧类、橡胶类、软木类、毡板、空气弹簧和油压减振器等多种形式的减振器。减振器等多种形式的减振器。 6) 6) 降低设备减振系统的共振频率。可通过减少系统刚性系数或降低设备减振系统的共振频率。可通过减少系统刚性系数或增

51、加质量来降低共振频率。例如，风扇、吹风机、泵、空气压缩增加质量来降低共振频率。例如，风扇、吹风机、泵、空气压缩机等，常用增加质量的方法来降低共振频率。机等，常用增加质量的方法来降低共振频率。 （2 2）个体防护。使用防振手套，在全身振动时使用防振鞋等。）个体防护。使用防振手套，在全身振动时使用防振鞋等。由于防振鞋内有由微孔橡胶做成鞋垫，利用其弹性使全身减振。由于防振鞋内有由微孔橡胶做成鞋垫，利用其弹性使全身减振。对于坐姿作业人员，可使用减振座椅、弹性垫，以缓冲振动对人对于坐姿作业人员，可使用减振座椅、弹性垫，以缓冲振动对人的影响。的影响。 （3 3）限制接触振动时间。）限制接触振动时间。七、振

52、动的控制与防护七、振动的控制与防护第六节第六节 特殊工作环境特殊工作环境n加速度效应加速度效应 n失重效应失重效应n高压与低压效应高压与低压效应 n电磁场环境及其对人体的伤害电磁场环境及其对人体的伤害 加速度效应加速度效应 由于加速度和惯性力的作用，会使物体重量增加，称为由于加速度和惯性力的作用，会使物体重量增加，称为“超超重重” 在加速度作用下，机体内会出现一系列的变化在加速度作用下，机体内会出现一系列的变化 ，在飞行员、，在飞行员、航天员工作中，长时间加速度作用可以很快地导致视觉障碍航天员工作中，长时间加速度作用可以很快地导致视觉障碍 失重效应失重效应 n “失重失重”，就是指人体身体各部

53、分所受到的外力合力等于零，就是指人体身体各部分所受到的外力合力等于零，人处于一种完全飘浮的状态。人处于一种完全飘浮的状态。 n 失重时人的操作活动不能像地面有重力时那样进行活动失重时人的操作活动不能像地面有重力时那样进行活动 高压与低压效应高压与低压效应n静水压力和水下作业条件静水压力和水下作业条件 n潜水作潜水作业业 n低压和缺氧的环境条件低压和缺氧的环境条件 n高空飞行高空飞行(如航空和航天如航空和航天)及登山作业及登山作业 电磁场环境及其对人体的伤害电磁场环境及其对人体的伤害 n 电磁辐射由电磁发射引起的。辐射来源分天电磁辐射由电磁发射引起的。辐射来源分天然辐射和人工辐射然辐射和人工辐射

54、 。n 辐射损伤症状：辐射损伤症状： 疲乏、恶心、呕吐、食欲减退、头痛、眩晕、失眠白疲乏、恶心、呕吐、食欲减退、头痛、眩晕、失眠白细胞、红细胞和血小板显著减少、腹泻、便血、皮肤和粘细胞、红细胞和血小板显著减少、腹泻、便血、皮肤和粘膜出血、水肿、毛发脱落、白内障、消化功能紊乱膜出血、水肿、毛发脱落、白内障、消化功能紊乱. 案例案例:高架道路交通噪音和防噪屏设置高架道路交通噪音和防噪屏设置n交通噪声一直是城市坏境噪声中的主要来源。交通噪声一直是城市坏境噪声中的主要来源。 n在噪声传播途径中把声音隔绝起来是噪声控制最有效的方法之在噪声传播途径中把声音隔绝起来是噪声控制最有效的方法之 一，防噪屏是最常

55、见的措施。一，防噪屏是最常见的措施。 高架道路上的防噪屏设计高架道路上的防噪屏设计 隔声屏障的作用和应用隔声屏障的作用和应用n 隔声屏障能使声能衰减，是利用声波的反射和衍射原理，在隔声屏障能使声能衰减，是利用声波的反射和衍射原理，在板后形成声影区，在声影区中噪声可以得到衰减板后形成声影区，在声影区中噪声可以得到衰减 n 在上海、深圳及北京等大城市的高架道路两旁先后建起了不在上海、深圳及北京等大城市的高架道路两旁先后建起了不同形式和结构的道路隔声屏。同形式和结构的道路隔声屏。 案例：案例：冷却塔的噪声控制冷却塔的噪声控制社会背景：社会背景： 人们长时间处于噪声刺激中，可导致听觉、神经系统、心肺人

56、们长时间处于噪声刺激中，可导致听觉、神经系统、心肺功能等不同程度地受到损害。近年来，随着建筑业的快速发展，功能等不同程度地受到损害。近年来，随着建筑业的快速发展，各种建筑设备的噪声扰民问题逐渐凸显，特别是冷却塔因其安装各种建筑设备的噪声扰民问题逐渐凸显，特别是冷却塔因其安装位置位置 一般距离居民区较近而成为投诉最多的噪声源之一。遗憾的一般距离居民区较近而成为投诉最多的噪声源之一。遗憾的是，目前冷却塔的降噪措施并非行之有效，如声屏障对于低频波是，目前冷却塔的降噪措施并非行之有效，如声屏障对于低频波的绕射无能为力，隔声罩会阻碍气流流动导致热湿交换不良，对的绕射无能为力，隔声罩会阻碍气流流动导致热湿

57、交换不良，对宽频噪声吸声效果差等，这使得冷却塔的噪声控制日益受到人们宽频噪声吸声效果差等，这使得冷却塔的噪声控制日益受到人们的重视。的重视。 原始数据测量原始数据测量n 该工程位于沈阳某高档住宅小区，采用集中供冷方该工程位于沈阳某高档住宅小区，采用集中供冷方式，式，2 2 台方形逆流式冷却塔安装在台方形逆流式冷却塔安装在21#21#楼楼( (居民楼居民楼) ) 前的前的空地上空地上( (如图如图1 1 所示所示) ) ，每台风量为，每台风量为4600 m3 / min 4600 m3 / min ，冷，冷却水泵的扬程为却水泵的扬程为6.4 m 6.4 m ，电动机功率为，电动机功率为22 kW

58、 22 kW ，住户的，住户的平均平均A A 声级噪声为声级噪声为64. 2 dB 64. 2 dB ，超过了环境噪声标准的规，超过了环境噪声标准的规定，居民强烈要求治理冷却塔的噪声污染。定，居民强烈要求治理冷却塔的噪声污染。 A声级噪声测量声级噪声测量 采用丹麦某公司采用丹麦某公司2238 mediator 2238 mediator 噪声频谱分析仪噪声频谱分析仪和和TES21350ATES21350A声级计对冷却塔风机导流管口、周围环境声级计对冷却塔风机导流管口、周围环境及其住宅小区本底噪声进行测量。及其住宅小区本底噪声进行测量。 噪声特性分析噪声特性分析 1) 1) 距离轴流风机管口距离

59、轴流风机管口( (风机出口处风机出口处)1m)1m处的处的A A声级噪声值达到声级噪声值达到91 dB ,91 dB ,这是由于空气在冷却塔顶导流管内产生湍流和摩擦，激这是由于空气在冷却塔顶导流管内产生湍流和摩擦，激发的压力扰动产生噪声，同时桨叶与空气作用产生振动向外辐射发的压力扰动产生噪声，同时桨叶与空气作用产生振动向外辐射噪声。因此初步判定风机的空气动力噪声是主要声源。噪声。因此初步判定风机的空气动力噪声是主要声源。 2) 2) 风机的机械噪声主要是由于风机旋转部件的不平衡导致风机的机械噪声主要是由于风机旋转部件的不平衡导致结构发生振动从而引起塔体表面辐射噪声。由于风机支架与塔体结构发生振

60、动从而引起塔体表面辐射噪声。由于风机支架与塔体之间安装了减振器，机械噪声不是主要因素。之间安装了减振器，机械噪声不是主要因素。 3) 3) 冷却塔的循环水经填料层自由下落到落水槽所产生冲击冷却塔的循环水经填料层自由下落到落水槽所产生冲击噪声的强度与落水速度的平方成正比。冷却塔噪声能量主要是通噪声的强度与落水速度的平方成正比。冷却塔噪声能量主要是通过轴流风机的进出风口向外传播的，应在此处作重点降噪处理。过轴流风机的进出风口向外传播的，应在此处作重点降噪处理。 降噪方案降噪方案 1) 1)在轴流风机出风口设置阻性消声器，有效阻止噪声在轴流风机出风口设置阻性消声器，有效阻止噪声能量的传播能量的传播;