环境监测-第7章ppt课件

1、第七章 噪声监测第一节 声音和噪声第二节 声音的物理特性和量度第三节 噪声的物理量和客观听觉的关系第四节 噪声丈量仪器第五节 噪声规范第六节 噪声监测第七节 振动及丈量方法第一节 声音和噪声一、声音的定义 声音的本质是动摇。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觉得称为声音。二、噪声及其主要危害 人们生活和任务所不需求的声音叫噪声。 损伤听力、干扰人们的睡眠和任务，诱发疾病，干扰言语交流，强噪声还会影响设备正常运转和损环建筑构造。 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 声音的物理特性和量度一、声音的

2、发生、频率、波长和声速 1.声音的发生 当物体在空气中振动，使周围空气发陌生、密交替变化并向外传送，且这种振动频率在2020000Hz之间，人耳可以觉得，称为可听声，简称声音。 2.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.波长 沿声波传播方向，振动一个周期所传播的间隔，或在波形上相位一样的相邻两点间的间隔称为波长，用表示，单位为m。 4.声速 一秒时间内声波传播的间隔叫声波速度，简称声速，记作c，单位为m/s。 频率、波长和声速三者的关系：二、声功率、声强和声压 1.声功率W 声功率是指单位时间内，声波经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

3、声功率，单位为W。 2.声强I 声强是指单位时间内，声波经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、声强级和声压级 1.分贝 分贝是指两个一样的物理量如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，是噪声丈量中很重要的参量。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。 声功率级常用LW表示，定义为：

4、式中：LW声功率级，dB； W声功率，W； W0基准声功率，为1012W。2.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。3.声强级4.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。四、噪声的叠加和相减 1.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

5、不能直接相加。 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7.1 两噪声源的叠加曲线Lp1Lp2 /dBLp /dB 掌握了两个声源的叠加，就可以推行到多声源的叠加，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恣意次序查图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 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

6、为104 dB，当机器停顿任务，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声的实践大小。 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 ，因此该机器的实践噪声噪级Lp2=Lp-Lp =101.8 dB。图7.2 背景噪声修正曲线LpLp1/dBLp/dB第三节 噪声的物理量和客观听觉的关系一、响度和响度级 1.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。假设另一个声音听起来比这个大n倍，那么

7、声音的响度为n宋。2.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，当调理1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，那么这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7.3 等响曲线(又称ISO等响曲线) 3.响度与响度级的关系 根据大量实验得到，响度级每改动10方，响度加倍或减半。或 响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。 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，公

8、用于飞机噪声的丈量。图7.4 A、B、C、D计权特性曲线三、等效延续声级、噪声污染级和昼夜等效声级 1.等效延续声级 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，即等效延续声级，符号“Leq或“LAeq,T。式中：LpA某时辰t的瞬时A声级，dB； T 规定的丈量时间，s。 假设数据符合正态分布，其累积分布在正态概率纸上为不断线，那么可用下面近似公式计算： L10，L50，L90为累积百分声级，其定义是：L10测定时间内，10的时间超越的噪声级，相当于噪声的平均峰值；L50丈量时间内，50的时间超越的噪声级，相当于噪声的平均值；L90丈量时间内，90的时间超越的噪声级，相当于噪声的背

9、景值。2.噪声污染级噪声污染级LNP：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规范偏向。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。3.昼夜等效声级 思索到夜间噪声具有更大的烦扰程度，故提出一个新的评价目的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：式中：Ld白天的等效声级，时间是从600至2200，共16个小时；Ln夜间的等效声级，时间是从2200至第二天的600，共8个小时。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，并调查其波形，称为噪声的频率分析或

10、频谱分析。 频谱分析的方法是使噪声信号经过一定带宽的滤波器，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7.5 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。这是经国际规范化认定并作为各国滤波器产品的规范值。表7.1 常用1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 71 0001

11、 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 噪声丈量仪器一、声级计 1.声级计的任务原理 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丈量声音的声压级和声级的仪器，是声学丈量中最常用的根本仪器，是一种客观性的电子仪器。 图7.6 声级计任务方框图2.声级计的分类 按精度将声级计分为1级和

12、2级。两种级别的声级计的各种性能目的具有同样的中心值，仅仅是允许误差不同，而且随着级别数字的增大，允许误差放宽。 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7.7 各种声级计实物照片二、其他噪声丈量仪器1.声级频谱仪2.录音机3.记录仪4.实时分析仪 干扰睡眠和休憩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7.2 我国环境噪声允许范围 单位：dB第五节 噪 声 标 准人

13、的活动最高值理想值体力劳动（保护听力）9070脑力劳动（保证语言清晰度）6040睡眠5030 环境噪声规范制定的根据是环境根本噪声。各国大多参考ISO引荐的基数如睡眠为30dB，根据不同时间、不同地域和室内噪声受室外噪声影响的修正值以及本国详细情况来制定。 表7.3 一天不同时间对基数的修正 单位：dB时间修正值白天0晚上-5夜间-10至-15地区修正值农村、医院、休养区0市郊、交通量很少的地区+5城市居住区+10居住、工商业、交通混合区+15城市中心（商业区）+20工业区（重工业）+25表7.4 不同地域对基数的修正值 单位：dB 表7.5 室内噪声受室外噪声影响的修正值 单位：dB 窗户状

14、况修正值开窗-10关闭的单层窗-15关闭的双层窗或不能开的窗-20类 别昼 间夜 间0504015545260503655547055 表7.6 城市区域环境噪声规范值 单位：等效声级Leq /dB(A)选自 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求安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类规范5dB执行。 表7.6 城市区域环境噪声规范值单位：等效声级Leq /dB(A)类 别昼间夜 间0504015545260503655547055 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

15、行该类规范。 表7.6 城市区域环境噪声规范值单位：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7.6 城市区域环境噪声规范值单位：等效声级Leq /dB(A)类 别昼间夜 间0504015545260503655547055适用于工业区。 表7.6 城市区域环境噪声规范值单位：等效声级Leq /dB(A)类 别 昼间夜 间0504015545260503655547055 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(指不经过列车时的噪声程

16、度)限值也执行该类规范。 表7.6 城市区域环境噪声规范值单位：等效声级Leq /dB(A)我国工业企业噪声规范见表7.7和表7.8。 每个工作日接触噪声时间/ h允许标准/ dB(A)885488291194最高不得超过115表7.8 现有企业暂行规范 表7.7 新建、扩建、改建企业规范每个工作日接触噪声时间/ h允许标准 / dB(A)890493296199最高不得超过115我国机动车辆允许噪声规范见表7.9表7.11表7.9 汽车定置噪声限值GB161701996 单位：dB(A)车辆类型燃料种类车辆出厂日期1998年1月1日前1998年1月1日起轿车汽油8785微型客车、货车汽油90

17、88轻型客车、货车、越野车汽油 n4300r/min9492汽油 n 4300r/min9795柴油10098中型客车、货车、大型客车汽油9795柴油103101重型货车P147kW10199P 147kW105103注：P按消费厂家规定的额定功率。表7.10 汽车加速行驶车外噪声限值GB14952002汽车分类噪声限值/dB(A)第一阶段第二阶段2002.10.12004.12.30期间生产的汽车2005.1.1以后生产的汽车M17774M2(GVM3.5t)或N2(GVM3.5t)GVM2t2tGVM3.5t78767977M2(3.5t5t)P150kWP150kW82808583N2(

18、3.5t12t)P75kW75kWP2t时：如果P140kW，P/GVM之比大于75kW/t，并且用第三档测试时其尾端处的线速度大于61kW/h，则其限值增加1dB(A)。注：GVM最大的总质量/t；P发动机额定功率/kW。 表7.11 摩托车和轻便摩托车噪声限值GB1161691996 单位：dB(A)车辆类型发动机总工作容积车辆出厂日期1998年1月1日前1998年1月1日起加速行驶噪声定置排气噪声加速行驶噪声定置排气噪声轻便摩托车5077877685摩托车50且100829280901008483表7.12 机场周围飞机噪声规范 单位：dB “一类区域指特殊住宅区，居住、文教区；“二类区

19、域指除一类区域以外的生活区。适用区域标准值一类区域70二类区域75表7.13 船舶分类 表7.14 各类船舶不同舱室噪声级最大限制值 单位：dB注：机舱内任一测点的噪声级不得大于110dB；客舱参照执行。类别划分说明备注船长（两柱间长）/ m航行时间/ hI7524II751224307512III30只考虑船长12只考虑航行时间部 位限制值LpA机舱区有人值班机舱主机操纵处90有控制室的或无人的机舱110机舱控制室7578工作间90驾驶区驾驶室657070报务室6570起居区卧室606570医务室6065办公室、休息室等舱室657075厨房808585表7.15 海洋船舶各舱室噪声级最大限制

20、值注：机舱内任一测点的噪声级不得大于110dB； 客舱参照执行。部 位限制值LpA / dB机舱区有人值班机舱主机操纵处90有控制室的或无人的机舱110机舱控制室75工作间85驾驶区驾驶室65桥楼两翼70海图室65报务室60起居区卧室60医务室、病房60办公室、休息室、接待室等舱室65厨房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7.16 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3640

21、dB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 噪 声 监 测一、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 丈量仪器： 精度2型以上的积分式声级计及环境噪声自动监测仪器。 丈量条件： 无雨、无雪的天气条件，风速为5.5ms以上时停顿丈量。 丈量时间 分为白天6:0022:

22、00)和夜间(22:00 6:00两部分。 (一) 城市区域环境噪声监测1.网格丈量法2.定点丈量法图7.8 网格丈量法表示图图7.9 定点丈量法表示图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 丈量工业企业噪声时，传声器的位置应在操作人员的耳朵位置，但人需分开。 测点选择的原那么是： 假设车间内各处A声级动摇小于3dB，那么只需在车间内选择13个测点。 假设车间内各处声级动摇大于3dB，那么应按声级大小，将车间分成假设干区域，这些区域必需包括一切工人为察看或管理消费过程而经常任务、活动的地点和范围。表7.17 工业企业噪声丈量记录表_厂_车间，厂址_，_年_月_日/dB/dB表7

23、.18 等效延续声级记录表三、机动车辆噪声丈量方法车外噪声丈量丈量条件丈量场地及测点位置加速行驶车外噪声丈量方法匀速行驶的车外噪声丈量方法图7.10 车外噪声丈量场地表示图图7.11 摩托车丈量场地表示图车内噪声丈量车内噪声丈量条件车内噪声测点位置丈量方法表7.19 车外噪声丈量记录表图7.12 驾驶室内噪声丈量表示图表7.20 车内噪声丈量记录表表7.21 车内噪声频谱 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

24、8k 前部中部后部 测量人员 驾驶人员表7.22 摩托车排气管后方噪声丈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、机场周围飞机噪声丈量方法 丈量条件：气候条件为无雨、无雪，地面上10m高处的风速不大于5m/s，相对湿度不应超越90，不应小于30。 传声器位置：丈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，留意避开高压电线和大型变压器。一切丈量都应使传声器膜片根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。 在机场的近处该当运用声压型传声器，其频率呼应的平直部分要到达10kHz。要求丈量的飞机噪声级最大值至少超越环境背景噪声级20dB，丈量结果才被以为可靠。 丈量仪器：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7.23 机场周围飞机噪声丈量记录表注：风速指10m高处风速。测点编号_ 测点位置_ 环境背景噪声_dB测量日期_年_月_日 监测人