人因工程学 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：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噪音n长期在噪音环境下，会引起机体内分泌功能紊乱。n如果长时间处于噪音环境中，会刺激人的神经系统，使人急躁、易怒，还会引起神经衰弱症候群(如头痛、头晕、耳鸣、记忆力衰退等)，影响睡眠造成疲倦，从而使身体激素分泌紊乱。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

2、的基本概念 物体的振动产生声音，振动发声的物体被称为物体的振动产生声音，振动发声的物体被称为声源声源。 n 声音的形成是由声音的形成是由振动的发生与传播振动的发生与传播这两个环节组成。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)。n在声频范围内，声波的频率愈高，声音显得愈尖锐；反之，在声频范围内，声波的频率愈

3、高，声音显得愈尖锐；反之，显得低沉。显得低沉。 波长和声速波长和声速n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,单单位为位为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

4、压声压：声波在空气传播过程中，引起空气质点振动导致空：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。是表示声音强弱的物理量，用气压强变化叫声压。是表示声音强弱的物理量，用P P表示，单表示，单位是帕（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: :

5、 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 压压 级级n为什么引入声压级？为什么引入声压级？ 声压级是声压与声压级是声压与基准声压之比的以基准声压之比的以1010为底的对数乘以为底的对数乘以2020，用符号表示，单位是用符号表示，单位是分贝（分贝（dBdB）。）。0lg20ppLp P0P0为基准声压（为基准声压（P0=2P0=21010-5-5 Pa Pa 表表6-1 6-1 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

6、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630630200200636320206.36.32.02.00.630.630.200.2015015014014013013012012011011010010090908080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0.0630.0630.0200.0200.00630.00630.00200.00200.000630.000630.000200.000200.000063

7、0.0000630.0000200.00002070706060505040403030202010100 0繁华大街上繁华大街上普通说话普通说话微型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

8、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= 1，2，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

9、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 根据声压合成法则有根据声压合成法则有: :n 背景声压级计算如下背景声压级计算如下:222bitPPP)1010lg(101 .01 .0PbptLLPiL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、机械噪声和电磁工业噪声主要包括空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声噪声 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、飞机和船舶交通噪声主要指的是机动车辆

10、、火车、飞机和船舶噪声。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表现：噪声对人们正常生活的影响的主要表现：n精力难以集中精力难以集中n情绪焦躁不安情绪焦躁不安n产生心理不愉快产生心理不愉快n影响睡眠质量影响睡眠质量n妨碍正常语言交流等妨碍正常语言交流等n持续性的强烈噪声会

11、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 噪声性耳聋与噪声的强度、噪声的频率及接触的时间有噪声性耳聋与噪声的强度、噪声的频率及接触的时间有关关 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，

12、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 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。测量室内为声级计。测量室内噪声时，将声级计传声器放在操噪

13、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，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。选择若干个测点，进行测量。 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

14、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测量行驶中的车辆的噪声，应在平坦开阔的区间中进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。行工作。 测量行驶时车内的噪声，要求车窗紧闭，测点选择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在车内中央且离地1.2m1.2m处、在司机、乘客的头部附近，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。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测量行驶时车外的噪声，测

15、点取距离车体中心线7.57.5米、距地面或轨道上方米、距地面或轨道上方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）中国噪声标准（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

16、远离其他非噪声作业车间、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员隔开；工艺允许远距离控制的，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)。 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

17、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 n降低气流速度n减少压力脉冲n减少涡流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 操作者的听力保护操作者的听力保护n使用防声面罩。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响 n振动对工效的影响振动对工效的影响

18、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减，其生物效应也相应减弱振动能量在人体内

19、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，所以当人体承受由于人体不同部位和系统有各自的固有

20、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的机能改变。 振动的早期影响以神经系统受

21、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主要是感觉不舒适和烦恼，甚至疼痛，进而振

22、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：两种情形： 视觉对象处在振动环境中；视觉对象

23、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。 （2 2）对操作动作的影响）对操作动作

24、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）、接触振动持续时间（持续时间（1 1分钟

25、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。超过这个界限，人会产生疲劳，降低工效。图人会产

26、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10dB10dB，超过这个界限，人可能，超过这个界限

27、，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设计卫生标准中对工作场所的中对工作场所的

28、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6-17 6-17 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 6-18 全身振动强度卫生限值全身振动强度卫

29、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）减少和消除振源。这是减少振动最根本的措施

30、。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、阻尼等措施来消除或减小振动，阻止振动的传

31、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加质量来降低共振频率。例如，风扇、吹风

32、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、振动的控制与防护七、振动的控制与防护第六

33、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分所受到的外力合力等于零，就是指人体身

34、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 。n 辐射损伤症状：辐射损伤症状：

35、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，防噪屏是最常见的措施。一，防噪屏是最常见的措施。

36、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：冷却塔的噪声控制案例：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、心肺人们长时间处于噪声刺激中，可导致听觉、神

37、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交换不良，对宽频噪声吸声效果差等，这使

38、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 22 kW ，住户的，住户的平均平均

39、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轴流风机管口( (风机出口处风机出口处

40、)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动从而引起塔体表面辐射噪声。由于风机支

41、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; ; 2) 2)为保证冷却塔的散热，不

42、能对其进行封闭式隔声处为保证冷却塔的散热，不能对其进行封闭式隔声处理，为此设置组合式声屏障来阻止下部噪声能量的传播理，为此设置组合式声屏障来阻止下部噪声能量的传播; ; 3) 3)为有效减少噪声声波的绕射，在冷却塔底部设置吸为有效减少噪声声波的绕射，在冷却塔底部设置吸声隔声组合式声屏障吸收低频噪声声隔声组合式声屏障吸收低频噪声; ; 4) 4)在冷却塔中部设置阻尼隔声板和宽频带组合式吸声在冷却塔中部设置阻尼隔声板和宽频带组合式吸声材料，提高中低频吸声效果材料，提高中低频吸声效果; ; 5) 5)落水的高频噪声用超细玻璃棉材料吸收。考虑到现落水的高频噪声用超细玻璃棉材料吸收。考虑到现场实际情况，

43、方案中的所有降噪设施都进行了防尘、防潮场实际情况，方案中的所有降噪设施都进行了防尘、防潮处理，同时不影响冷却塔的通风和散热功能，如图处理，同时不影响冷却塔的通风和散热功能，如图2 2 所示。所示。图图2 2 降噪方案效果图降噪方案效果图降噪方案降噪方案一、组合式声屏障设计一、组合式声屏障设计 为保证所有噪声敏感点都在声屏障的为保证所有噪声敏感点都在声屏障的声影区内，从而获得最佳的降噪效果，根据声影区内，从而获得最佳的降噪效果，根据现场情况和声学计算，确定声屏障有效高度现场情况和声学计算，确定声屏障有效高度为为3 m3 m。声屏障采用宽频带组合吸声结构和。声屏障采用宽频带组合吸声结构和阻尼隔声板

44、的组合式结构阻尼隔声板的组合式结构 。阻尼隔声板主。阻尼隔声板主要由要由3 3 部分组成部分组成: :隔声板、阻尼涂层和约束隔声板、阻尼涂层和约束层层 ，其结构如图，其结构如图3 3 所示。采用这种结构不所示。采用这种结构不仅能够有效阻断噪声能量的传播，而且能够仅能够有效阻断噪声能量的传播，而且能够避免罩板受噪声声波激励出现共振现象。避免罩板受噪声声波激励出现共振现象。 图图3 3 阻尼隔音板结构阻尼隔音板结构二、导流消声器设计二、导流消声器设计 n 消声器大致分为消声器大致分为3 3 类类: :阻性消声器、抗性消声器和排空消声阻性消声器、抗性消声器和排空消声器。其中，阻性消声器是利用设置在管

45、道内的吸声材料或吸声器。其中，阻性消声器是利用设置在管道内的吸声材料或吸声结构使沿管道传播的噪声不断地被吸收，从而达到消声的目的。结构使沿管道传播的噪声不断地被吸收，从而达到消声的目的。由于阻性消声器的阻力较小，各类风机噪声多以中、高频为主，由于阻性消声器的阻力较小，各类风机噪声多以中、高频为主，含低频成分少，而阻性消声器恰对中高频噪声具有较好的消声含低频成分少，而阻性消声器恰对中高频噪声具有较好的消声效果，所以选用阻性消声器。效果，所以选用阻性消声器。 n 现有的阻性消声器包括直管式、复合式、片式、盘式和折现有的阻性消声器包括直管式、复合式、片式、盘式和折板式等几种方式，其中片式消声器具有消

46、声量大，阻力较小，板式等几种方式，其中片式消声器具有消声量大，阻力较小，导流效果和安装灵活的特点，因此选择在风机出口处安装片式导流效果和安装灵活的特点，因此选择在风机出口处安装片式消声器。同时，考虑到噪声特点，在设计时特别选用了宽频吸消声器。同时，考虑到噪声特点，在设计时特别选用了宽频吸声材料。声材料。 消声片半厚度消声片半厚度D D 由于冷却塔的噪声频谱带很宽，而多孔吸声材料的特由于冷却塔的噪声频谱带很宽，而多孔吸声材料的特性是在中、高频具有很高的吸声系数，而对低频噪声吸声性是在中、高频具有很高的吸声系数，而对低频噪声吸声系数相对较低，如果只用单一的多孔吸声材料很难达到理系数相对较低，如果只

47、用单一的多孔吸声材料很难达到理想的降噪效果，所以在本设计中消声片选用宽频带吸声结想的降噪效果，所以在本设计中消声片选用宽频带吸声结构贴附。根据共振频率构贴附。根据共振频率f fr r(Hz)(Hz)与消声片半厚度与消声片半厚度D(m)D(m)相乘为相乘为常数的关系，以密度为常数的关系，以密度为20 kg/ m3 20 kg/ m3 的超细玻璃棉为例，计的超细玻璃棉为例，计算如下算如下: : f fr r D = 40 (1)D = 40 (1) f fr r = f = f2 2 2 (2)2 (2) 式式(1)(1)，(2) (2) 中中f f2 2 为消声频率下限，这里取为消声频率下限，这里取125Hz125Hz； 为为f fr r 和和f f2 2 间的倍频程数间的倍频程数,= 4/3,= 4/3。 f fr r = f= f2 2 2 = 125 Hz 2 = 125 Hz 24/ 3 = 315 Hz24/ 3 = 315 Hz 所以消声片半厚度为所以消声片半厚度为D = 40 Hz m/315 Hz = 0