环境监测-噪声2014

1、第七章第七章 噪声监测噪声监测第一节第一节 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

2、们的睡眠和工作，诱发疾病，干扰语言交流，强噪声还会影响设备正常运转和损环建筑结构。 三、环境噪声的来源三、环境噪声的来源 1.交通噪声 2.工厂噪声 3.建筑施工噪声 4.社会生活噪声 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一、声音的发生、频率、波长和声速一、声音的发生、频率、波长和声速 1.声音的发生声音的发生 当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递，且这种振动频率在2020000Hz之间，人耳可以感觉，称为可听声，简称声音。2.频率频率 声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz。 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

3、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 二、声功率、声强和声压二、声功率、声强和声压1.声功率（声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率，单位为W。 2.声强（声强（I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量，单位为W/s2。3.声压（声压（p） 声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声波是空气分子有指向、有节律的运动。声压单位为Pa。三、分贝、声功率级

4、、声强级和声压级三、分贝、声功率级、声强级和声压级 1.1.分贝分贝 分贝是指两个相同的物理量（如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。 分贝符号为“dB”，它是无量纲的，是噪声测量中很重要的参量。上式中A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，该对数值称为被量度量的“级”，亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少“级”。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

5、声强级，dB； I声强，W/m2； I0基准声强，在空气中取1012W/m2。0lg10IILI3.3.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。0202lg20lg10ppppLp四、噪声的叠加和相减四、噪声的叠加和相减 1. 1.噪声的叠加噪声的叠加声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强I总=I1+I2。 声压不能直接相加。20

6、2221lg10pppLp)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：

7、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第三节第三节 噪声的物理量噪声的物理量和主观听觉的关系和主观听觉的关系一、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

8、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。二、计

9、权声级二、计权声级 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7.4A、B、C、D计权特性曲线计权特性曲线三、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级三、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级1.等效连续声级等效连续声级一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”或“LAeq,T”。)d101lg(1001 . 0,AeqATLTtTLp式中：LpA某时刻t的瞬时A声级，dB； T 规定的测

10、量时间，s。 如果数据符合正态分布，其累积分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

11、术平均值； n 测得总数。ApL3.昼夜等效声级昼夜等效声级 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。四、噪声的频谱分析四、噪声的频谱分析 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，称为噪声的频率分析（或频谱分析）。 频谱分析的方法是使噪声信号通过一

12、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（如声压级）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7.5为一次实测的噪声频谱图。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截止频率 中心频率fm/Hz上截止频率f2/Hz下截止频率f1/Hz中心频率fm/Hz上截止频率f2/Hz下截止频率f1/Hz31.544.547 322.273 7

13、1 0001 414.20707.1006389.094 644.547 32 0002 828.401 414.20125176.77588.387 54 0005 656.802 828.40250353.550176.7758 00011 313.65 656.80500707.100353.55016 00022 627.211 313.6第四节第四节 噪声测量仪器噪声测量仪器一、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

14、计工作方框图声级计工作方框图2.2.声级计的分类声级计的分类 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噪声统计分析仪图图7.7各种声级计实物照片各种声级计实物照片二、其他噪声测量仪器二、其他噪声测量仪器1.声级频谱仪声级频谱仪2.录音机录音机3.记录仪记录仪4.实时分析仪实时分析仪

15、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第五节第五节 噪噪 声声 标标 准准人的活动人的活动最高值最高值理想值理想值体力劳动（保护听力）体力劳动（保护听力）9070脑力劳动（保证语言清晰度）脑力劳动（保证语言清晰度）6040睡眠睡眠5030 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：

16、dB时间时间修正值修正值白天白天0晚上晚上-5夜间夜间-10至至-15地区地区修正值修正值农村、医院、休养区农村、医院、休养区0市郊、交通量很少的地区市郊、交通量很少的地区+5城市居住区城市居住区+10居住、工商业、交通混合区居住、工商业、交通混合区+15城市中心（商业区）城市中心（商业区）+20工业区（重工业）工业区（重工业）+25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修正值室内噪声受室外噪声影响的修正值单位：单位：dB窗户状况窗户状况修正值修正值开窗开窗-10关闭的单层窗关闭的单层窗-15关闭的双层窗或不能开的窗关闭的双层窗

17、或不能开的窗-20类 别昼 间夜 间0504015545260503655547055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 类 别昼间夜 间0504015545260503655547055 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)类 别昼间夜 间0504015545260503655547055 适用于以居住、文教

18、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)类 别昼间夜 间0504015545260503655547055 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)类 别昼间夜 间0504015545260503655547055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)类 别 昼间夜 间0504015545260503655547055

19、 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。 每个工作日接触噪声时间每个工作日接触噪声时间/h允许标准允许标准/dB(A)885488291194最高不得超过最高不得超过115表表7.8现有企业暂行标准现有企业暂行标准 表表7.7新建、扩建、改建企业标准新建、扩建、改建企业标准每个工作日接触噪声时间每个工作日接触噪声时间/h允许标准允许

20、标准/dB(A)890493296199最高不得超过最高不得超过115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)车辆类型车辆类型燃料种类燃料种类车辆出厂日期车辆出厂日期1998年年1月月1日前日前1998年年1月月1日起日起轿车轿车汽油汽油8785微型客车、货车微型客车、货车汽油汽油9088轻型客车、货车、越野车轻型客车、货车、越野车汽油汽油n4300r/min9492汽油汽油n 4300r/min9795柴油柴油10098中型客车、货车、大型客车中型客车、货车、大型客车汽油汽油9795柴油柴油103101

21、重型货车重型货车P147kW10199P147kW105103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）汽车分类汽车分类噪声限值噪声限值/ dB(A)第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段2002.10.12004.12.30期间生产的汽车期间生产的汽车2005.1.1以后生产的汽车以后生产的汽车M17774M2(GVM3.5t)或或N2(GVM3.5t)GVM2t2tGVM3.5t78767977M2(3.5t5t)P150kWP150kW82808583N2(3.5t12t)P75kW75kWP2t时：时：如果如果P14

22、0kW，P/GVM之比大于之比大于75kW/t，并且用第，并且用第三档测试时其尾端处的线速度大于三档测试时其尾端处的线速度大于61kW/h，则其限值增加，则其限值增加1dB(A)。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)车辆类型车辆类型发动机发动机总工作容积总工作容积车辆出厂日期车辆出厂日期1998年年1月月1日前日前1998年年1月月1日起日起加速行驶噪声加速行驶噪声 定置排气噪声定置排气噪声 加速行驶噪声加速行驶噪声 定置排气噪声定置排气噪

23、声轻便摩托车轻便摩托车5077877685摩托车摩托车50且且100829280901008483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。适用区域适用区域标准值标准值一类区域一类区域70二类区域二类区域75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。类别类别划分说明划分说明备注备注船长（两柱间长）船长（两柱间长）/m

24、航行时间航行时间/hI7524II75122430 0757512III30只考虑船长只考虑船长12只考虑航行时间只考虑航行时间部部位位限制值限制值LpA机机舱舱区区有人值班机舱主机操纵处有人值班机舱主机操纵处90有控制室的或无人的机舱有控制室的或无人的机舱110机舱控制室机舱控制室7578工作间工作间90驾驾驶驶区区驾驶室驾驶室657070报务室报务室6570起起居居区区卧室卧室606570医务室医务室6065办公室、休息室等舱室办公室、休息室等舱室657075厨房厨房808585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110

25、dB； 客舱参照执行。部部位位限制值限制值LpA /dB机舱区机舱区有人值班机舱主机操纵处有人值班机舱主机操纵处90有控制室的或无人的机舱有控制室的或无人的机舱110机舱控制室机舱控制室75工作间工作间85驾驶区驾驶区驾驶室驾驶室65桥楼两翼桥楼两翼70海图室海图室65报务室报务室60起居区起居区卧室卧室60医务室、病房医务室、病房60办公室、休息室、接待室等舱室办公室、休息室、接待室等舱室65厨房厨房机械设备和专用风机不工作机械设备和专用风机不工作机械设备和专用风机正常工作机械设备和专用风机正常工作7080 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

26、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噪声带颜色阴影线35dB以下浅绿色小点，低密度3640dB绿色中点，中密度4145dB深绿色大点，高密度4650dB黄色垂直线，低密度5155dB褐色垂直线，中密度5660dB橙色垂直线，高密度6165dB朱红色叉线，低密度6670dB洋红色叉线，中密度7175dB紫红色交叉线，高密度7680dB蓝色宽条垂直线8185dB深蓝色全黑第六节第六节 噪噪 声声 监监 测测一、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

27、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。 (一一)城市区域环境噪声监测城市区域环境噪声监测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二、工业企业噪声监测方法二、工业企业噪声监测方法 测量工

28、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三、机动车辆噪声测量方法三、机动车辆噪声测量方法车外噪声测量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车外噪声测量

29、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测量日期 车辆型号测量地点 车辆牌照号路面状况 额定载客（质）量测量仪器 行驶里程测点位置挡位车速噪声级/dBAC驾驶室载客室 中部 后部频率 A C 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 前部中部后部 测量人员 驾驶人员表表7.2

30、2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摩托车型号_ 车架编号_ 发动机编号_试验地点_路面状况_试验日期_年_月_日汽油_润滑油_混合比_大气压_kPa 气温_K 相对湿度_% 风速_m/s测试装置_ 试验员_ 驾驶员_测定序号本底噪声/dB(A)噪声级/dB(A)备注测定值平均值四、机场周围飞机噪声测量方法四、机场周围飞机噪声测量方法 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