环境监测-第7章

1、第一节第一节 声音和噪声声音和噪声第二节第二节 声音的物理特性和量度声音的物理特性和量度第三节第三节 噪声的物理量和主观听觉的关系噪声的物理量和主观听觉的关系第四节第四节 噪声测量仪器噪声测量仪器第五节第五节 噪声标准噪声标准第六节第六节 噪声监测噪声监测第七节第七节 振动及测量方法振动及测量方法第一节第一节 声音和噪声声音和噪声一、声音的定义一、声音的定义 声音的本质是波动。受作用的空气发生振动，当振动频率在2020000Hz时，作用于人的耳鼓膜而产生的感觉称为声音。二、噪声及其主要危害二、噪声及其主要危害 人们生活和工作所不需要的声音叫噪声。 损伤听力、干扰人们的睡眠和工作，诱发疾病，干扰

2、语言交流，强噪声还会影响设备正常运转和损环建筑结构。 3.3.波长波长 沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称为波长，用表示，单位为m。 4.4.声速声速 一秒时间内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，记作c，单位为m/s。 频率、波长和声速三者的关系：fc 01lg10AAN 声功率级常用LW表示，定义为：式中：LW声功率级，dB； W声功率，W； W0基准声功率，为1012W。0lg10WWLW2.2.声功率级声功率级 声强级常用LI表示，定义为：式中：LI声强级，dB； I声强，W/m2； I0基准声强，在空气中取1012W/m2。0lg10II

3、LI3.3.声强级声强级4.4.声压级声压级声压级常用Lp表示，定义为：式中：Lp声压级，dB； p声压，Pa； p0基准声压。在空气中规定p0为2105Pa，该值是正常青年人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。0202lg20lg10ppppLp202221lg10pppLp)1010lg(10101021ppLL 例 两声源作用于某一点得声压级分别为Lp1= 96 dB，Lp2=93 dB， 由于Lp1Lp2=3 dB，查曲线得Lp= 1.8 dB，因此Lp总96 dB +1.8 dB97.8 dB。图图7.1 两噪声源的叠加曲线两噪声源的叠加曲线Lp1Lp2 /dBLp /dB 掌握

4、了两个声源的叠加，就可以推广到多声源的叠加，只需逐次两两叠加即可，而与叠加次序无关。 例如，有8个声源作用于一点，声压级分别为 70、75、82、90、93、95、100dB，它们合成的总声压级可以任意次序查图7.1的曲线两两叠加而得。任选两种叠加次序如下：2.噪声的相减噪声的相减 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

5、噪声噪级Lp2=Lp-Lp =101.8 dB。图图7.2 背景噪声修正曲线背景噪声修正曲线LpLp1/dBLp/dB一、响度和响度级一、响度和响度级 1.响度响度 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，响度的单位叫“宋”，1宋的定义为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，则声音的响度为n宋。2.响度级响度级 定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值。响度级的单位叫“方”。图图7.3 等

6、响曲线等响曲线(又称又称ISO等响曲线等响曲线)根据大量实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。或 )1040(2NLNNLNlg3340 响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。 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，专用于飞机噪声的测量。图图7.4 A、B、C、D计权特性曲线计权特性曲线)d101lg(1001 . 0,AeqATLTtTLp式中：LpA某时刻t的瞬时A声级，dB； T 规定的测量时间，s。 如果数据符合正态分布，其累积分

7、布在正态概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计算：9010250,Aeq,60/LLddLLT L10，L50，L90为累积百分声级，其定义是：L10测定时间内，10的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值；L50测量时间内，50的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值；L90测量时间内，90的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值。2.2.噪声污染级噪声污染级噪声污染级（LNP）：KLLeqNP式中：K常数，对交通和飞机噪声取值2.56； 测定过程中瞬时声级的标准偏差。niippLLn12AA)(11式中：LpAi 测得第i个瞬时A声级； 所测声级的算术平均值； n 测得总数。ApL3.昼夜等效

8、声级昼夜等效声级 考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度，故提出一个新的评价指标昼夜等效声级（也称日夜平均声级），符号“Ldn”。它反映社会噪声昼夜间的变化情况，表达式为：241081016lg10)10(1 .01 .0dnndLLL式中：Ld白天的等效声级，时间是从6 00至22 00，共16个小时；Ln夜间的等效声级，时间是从22 00至第二天的6 00，共8个小时。图图7.5 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。这是经国际标准化认定并作为各国滤波器产品的标准值。表表7.1 常用常用1倍频程滤波器的中心频率和截止频率倍频程滤波器的中心频率和

9、截止频率 一、声级计一、声级计 1.声级计的工作原理声级计的工作原理 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。 图图7.6 声级计工作方框图声级计工作方框图 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型声级计AWA6270A噪声频谱分析仪AWA6270噪声频谱分析仪AW

10、A6218C噪声统计分析仪图图7.7 各种声级计实物照片各种声级计实物照片 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7.2。表表7.2 我国环境噪声允许范围我国环境噪声允许范围 单位：单位：dB 环境噪声标准制定的依据是环境基本噪声。各国大多参考ISO推荐的基数（如睡眠为30dB），根据不同时间、不同地区和室内噪声受室外噪声影响的修正值以及本国具体情况来制定。 表表7.3 一天不同时间对基数的修正一天不同时间对基数的修正 单位：单位：dB表表7.4 不同地区对基数的修正值不同地区对基数的修正值 单位：单位：dB 表表7.5 室内噪声受室外噪声影响的

11、修正值室内噪声受室外噪声影响的修正值 单位：单位：dB 表表7.6 城市区域环境噪声标准值城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级单位：等效声级Leq /dB(A)选自城市区域环境噪声标准 GB309693 适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。 表表7.6 城市区域环境噪声标准值城市区域环境噪声标准值单位：等效声级单位：等效声级Leq /dB(A) 适用于以居住、文教机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行该类标准。 表表7.6 城市区域环境噪声标准值城市区域环境噪声标准值单位：等效声级单位：等效声级Leq /dB(A)

12、 适用于居住、商业、工业混杂区。 表表7.6 城市区域环境噪声标准值城市区域环境噪声标准值单位：等效声级单位：等效声级Leq /dB(A)适用于工业区。 表表7.6 城市区域环境噪声标准值城市区域环境噪声标准值单位：等效声级单位：等效声级Leq /dB(A) 适用于城市中的道路交通干线道路的两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域，穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声(指不通过列车时的噪声水平)限值也执行该类标准。 表表7.6 城市区域环境噪声标准值城市区域环境噪声标准值单位：等效声级单位：等效声级Leq /dB(A)我国工业企业噪声标准见表7.7和表7.8。 表表7.8 现有企业暂行标准现

13、有企业暂行标准 表表7.7 新建、扩建、改建企业标准新建、扩建、改建企业标准我国机动车辆允许噪声标准见表7.9表7.11表表7.9 汽车定置噪声限值（汽车定置噪声限值（GB161701996） 单位：dB(A)注：P按生产厂家规定的额定功率。表表7.10 汽车加速行驶车外噪声限值（汽车加速行驶车外噪声限值（GB14952002）注：注：GVM最大的总质量最大的总质量/t；P发动机额定功率发动机额定功率/kW。 表表7.11 摩托车和轻便摩托车噪声限值（摩托车和轻便摩托车噪声限值（GB1161691996） 单位：dB(A)表表7.12 机场周围飞机噪声标准机场周围飞机噪声标准 单位：dB “一

14、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。表表7.13 船舶分类船舶分类 表表7.14 各类船舶不同舱室噪声级最大限制值各类船舶不同舱室噪声级最大限制值 单位：dB注：注：机舱内任一测点的噪机舱内任一测点的噪声级不得大于声级不得大于110dB；客舱参照执行。客舱参照执行。表表7.15 海洋船舶各舱室噪声级最大限制值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

15、表7.16 各噪声带颜色和阴影线表示规定各噪声带颜色和阴影线表示规定一、城市环境噪声监测方法一、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：测量仪器： 精度2型以上的积分式声级计及环境噪声自动监测仪器。 测量条件：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。 测量时间测量时间 分为白天（6:0022:00)和夜间(22:00 6:00）两部分。 1.网格测量法网格测量法2.定点测量法定点测量法图图7.8 网格测量法示意图网格测量法示意图图图7.9 定点测量法示意图定点测量法示意

16、图（二）城市交通噪声监测（二）城市交通噪声监测车行道监测点 测量工业企业噪声时，传声器的位置应在操作人员的耳朵位置，但人需离开。 测点选择的原则是： 若车间内各处A声级波动小于3dB，则只需在车间内选择13个测点。 若车间内各处声级波动大于3dB，则应按声级大小，将车间分成若干区域，这些区域必须包括所有工人为观察或管理生产过程而经常工作、活动的地点和范围。表表7.17 工业企业噪声测量记录表工业企业噪声测量记录表_厂_车间，厂址_，_年_月_日/dB/dB表表7.18 等效连续声级记录表等效连续声级记录表测量条件测量场地及测点位置加速行驶车外噪声测量方法匀速行驶的车外噪声测量方法图图7.10

17、车外噪声测量场地示意图车外噪声测量场地示意图图图7.11 摩托车测量场地示意图摩托车测量场地示意图车内噪声测量车内噪声测量条件车内噪声测点位置测量方法表表7.19 车外噪声测量记录表车外噪声测量记录表图图7.12 驾驶室内噪声测量示意图驾驶室内噪声测量示意图表表7.20 车内噪声测量记录表车内噪声测量记录表表表7.21 车内噪声频谱车内噪声频谱 车速车速_km/h表表7.22 摩托车排气管后方噪声测量记录表摩托车排气管后方噪声测量记录表 测量条件：气候条件为无雨、无雪，地面上10m高处的风速不大于5m/s，相对湿度不应超过90，不应小于30。 传声器位置：测量传声器应安装在开阔平坦的地方，高于

18、地面1.2 m，离其他反射壁面1 m以上，注意避开高压电线和大型变压器。所有测量都应使传声器膜片基本位于飞机标称飞行航线和测点所确定的平面内，即是掠入射。 在机场的近处应当使用声压型传声器，其频率响应的平直部分要达到10kHz。要求测量的飞机噪声级最大值至少超过环境背景噪声级20dB，测量结果才被认为可靠。 测量仪器：精度不低于2型的声级计或机场噪声监测系统及其他适当仪器。声级计的性能要符合GB3785的规定。表表7.23 机场周围飞机噪声测量记录表机场周围飞机噪声测量记录表注：风速指注：风速指10m高处风速。高处风速。 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。 城市区域环境振动标准(GBl0070一88)规定了城