第七章噪声污染监测

第七章噪声污染监测本章讲述内容7.1声音和噪声7.2声音的物理特性和量度7.3噪声的物理量和主观听觉的关系7.4噪声测量仪器7.5噪声标准 7.6噪声监测7.7振动及测量方法二、噪声(Noise)污染的主要特点噪声是一种感觉性污染不带来化学污染物质，只是由于声能→人耳朵→危害噪声源的分布广泛而分散，噪声污染的影响范围是有限的，传播不远；噪声产生的污染没有后效作用，声源停止，噪声消失，无积累现象，不留痕迹。声能→人耳→感觉（主观感觉）不带来有毒有害的化学污染物质噪声污染无积累、无后效作用一旦声源停止，噪声便会消失转为空气分子无规则运动热能噪声源的分布广泛而分散但传播过程中能量有衰减影响范围有限且传播不远感觉性污染物理性污染有限性污染交通运输噪声工业生产噪声社会生活噪声施工噪声三、噪声来源对人体的生理影响对人体的心理影响对孕妇和胎儿的影响对生产活动的影响对动物的影响对物质结构的影响四、噪声危害——对比四、噪声危害噪声对特殊人群对生理影响对心理影响病人老人孕妇儿童其他…急慢性疾病听力睡眠其他…人体动物物质结构工作噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人熟睡时间缩短；突然的噪声可使人惊醒。一般40dB连续噪声可使10%的人受影响，

70dB连续噪声可使50%的人受影响突然的噪声40dB时，使10%的人惊醒；

60dB时，使70%的人惊醒对人体的生理影响（1）①干扰睡眠，影响工作效率。②损伤听力，造成噪声性耳聋。90分贝下20％聋，85分贝下10％耳聋工作40年后噪声性耳聋发病率噪声/dB（A）国际统计（ISO）/%美国统计/%噪声/dB（A）国际统计（ISO）/%美国统计/%8000952928851081004140902118对人体的生理影响（2）对人生理的影响（3）③诱发多种疾病。噪声→紧张→肾上腺素↑→心率↑,血压↑;

噪声→耳腔前庭→眩晕、恶心、呕吐（晕船）；

噪声→神经系统→失眠，疲劳，头晕、疼，记忆力下降。对建筑物的影响④建筑物：

140dB轻型建筑破坏；

157—160dB玻璃碎7.2声音的物理特性和量度一、声音的发生、频率、波长和声速频率f、波长λ和声速cc＝fλf=1/Tf的单位为Hz20—20000Hz可听到声音λ的单位为mc的单位为m/s，T为周期，单位为s二、声功率W、声强I和声压P1、声功率W(1)定义：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（声源总功率，单位W)(2)声源辐射声音本领的大小2、声强I(1)定义：在单位时间内，通过与声波传播方向垂直的单位面积上的声能量(2)声场中的强弱(3)I=W/4πr2，距声源远，声强弱（瓦/米2）3、声压P(1)定义：声源振动时，空气介质中压力的改变量。牛顿/米2或帕（Pa）(2)声压与声强关系I＝P2/ρcρ空气密度；c—声速（声压P易测，W、I不易测量、以后的“声级”即指声压级）三、分贝、声功率级、声强级和声压级（一）分贝1、定义：指两个相同的物理量（例如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20），单位为dBN＝10lgA1/A0A0是基准量（或参考值）A1是被量度量（二）声功率级LW＝10lgW/W0LW——声功率级（dB）；W——声功率（W）.（三）声强级LI＝10lgI/I0LI——声强率级（dB）；I——声强（W/m2）;I——基准声强，为10-12W/m2。（四）声压级Lp＝10lgP2/P02＝20lgP/P0Lp——声功率级（dB）；P——声压（Pa）；P0——基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。四、噪声的叠加和相减（一）噪声的叠加两个独立的声源作用于一点产生噪声的叠加，声能量、声强是可以代数相加的，如：W=W1+W2+……；I=I1+I2+……；∵I1＝P12/ρcI2＝P22/ρc∴P总2＝P12+P22又∵（P1/P0）2＝10L1/10（P2/P0）2＝10L2/10∴L1+2=10lg(P12+P22)/P02=10lg(10L1/10+10L2/10)以上方法不好计算，可改用下列方法：1、L1=L2时，L1+2=10lg(P12+P22)/P02=10lg(10L1/10+10L2/10=10lg(2×10L1/10)=10lg2+L1∴L1+2≈L1+3例1两个96dBnoise合成，L总=96+3=992、当L1≠L2时，求L1+2可查表（或查曲线见图7--1）——分贝和的增值表步骤：(1)先求L1与L2的差值：L1-L2；

(2)

由所得得差值从表中查分别和得增值△L(3)由L1+2＝L1+△L，求出合成声压级值L1-L201234567891011△L3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.3例2，已知两个声压级分别为L1＝90dB，L2＝84dB，求合成声压级L1+2；解:(1)L1-L2＝90-84＝6dB(2)查表6dB→△L＝1.0dB(3)L1+2＝L1+△L＝90+1.0＝91dB（二）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104dB，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100dB（Lp1）。

Lp－Lp1=4dB，从图7.2中可查得相应ΔLp＝2.2dB，因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp-ΔLp=101.8dB。图7.2背景噪声修正曲线Lp－Lp1/dBΔLp/dB小结：1、两个声压级相等时，合成L＝L1+3dB2、两个声压级不等时，最大不超过多出3dB。（L1>L2，L1+2≤L1+3）3、两个声压级不等时，相差≥10dB以上时，增值很小，可以忽略不计，仍等于L1例3L1＝90dB，L2＝75dB，合成L＝90dB4、多声源叠加时，逐次两两叠加，与次序无关(例子见书P333）。7.3噪声的物理量和主观听觉的关系一、响度和响度级1、响度(N)定义：40dB，100赫，来自正前方的平面波形的响度定义为1个响度单位(宋)(另一个声音听起来比它大几倍，就叫几宋)2、响度级(LN)定义：用1000赫纯音作标准，使其和某一声音(noise)听起来一样响，这个1000赫纯音的声压级，就是该声音(noise)的响度级。单位为方3、等响曲线：人耳听觉范围内一系列响度相等的声压级与频率关系曲线例如LpfLN效果82dB20Hz20方感觉响度一样，但Lp不同，当然f也不同，但LN一样35dB100Hz20方20dB1000Hz20方30dB10000Hz20方由等响曲线可得到：（1）根据噪声的声压级和频率能找到相应的响度级（2）每个频率都有各自的听阈声压级和痛阈声压级。最下面的一条曲线为听阈线，最上面的一条曲线为痛阈线（3）在低频范围内，即使声压级较高，但未必能达到听阈线。可见降低噪声频率对控制噪声危害很有意义（4）当声压级小和频率低时，声压级（dB）和响度值（方值）的差别很大；当声压级增加，其差别缩小。例：45dB100Hz的低频声响度级为30方，45dB1000Hz的声音为45方，而100dB100Hz的声音与100dB的1000Hz的声音基本等响。即声压级高达100dB时，频率对响度级的影响很不明显。4.响度与响度级的关系响度级每改变10方，响度加倍或减半.响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。二、计权声级给声级计设计的A.B.C三种计权网络AACAB滤波器声级计传声器前置放大器计权网络输出放大器检波器指示器输出声级计是按A、B、C、D四种计权网络设计的，由于A计权声级与人耳感觉更符合，声级计有些只有A计权，用dB(A)表示。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55～85dB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。A、B、C、D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（一）等效连续声级Leq1、定义：Leq是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内的噪声大小，因此Leq能反映在声级不稳定的情况下，人实际所能接受的噪声能量大小。所以等效声级实际上是声级能量平均值。2、计算公式3、简易计算公式LAeq=L50+d2/60，d=L10-L90L10,L50,L90分别表示10%,50%,90%时间超过的噪声（峰、中、本底值）L10、L50、L90的求法（1）作图，查找（2）将Data（100个Data）从大到小排列，第10，50，90个为L10、L50、L90（二）噪声污染级LNP1、定义：在Leq上加一项表示noise变化幅度的量。2、公式：LNP＝LAeq+2.56σσ为测量过程中瞬时声级的标准偏差3、意义：涨落的noise对人们烦恼度4、简易计算公式LNP＝LAeq+dd=L10-L90orLNP＝L50+d＋d2/60d=L10-L90（三）昼夜等效声级Ldn定义：它是表示社会噪声——昼夜间的变化情况。公式（Ld昼6:00—22:00；Ln夜22:00—6:00）（四）交通噪声指数交通噪声指数是以计权声级A观察室外交通车辆与主观感觉之间关系的基本度量，关系式为：四、频谱分析一般声源所发出的声音，不会是单一频率的纯音，而是由许许多多不同频率，不同强度的纯音组合而成。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，叫做噪声的频率分析（或频谱分析）。研究噪声的频谱分析很重要，它能深入了解噪声声源的特性，帮助寻找主要的噪声污染源，并为噪声控制提供依据。频谱分析的方法是使噪声信号通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（例声压级）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是一实测的噪声频谱图。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/Hz31.544.547322.273710001414.20707.1006389.094644.547320002828.401414.20125176.77588.387540005656.802828.40250353.550176.775800011313.65656.80500707.100353.5501600022627.211313.67.4噪声测量仪器一、声级计1.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。

声级计工作方框图2.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噪声统计分析仪各种声级计实物照片二、其他噪声测量仪器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7.3。表7.3我国环境噪声允许范围单位：dB7.5

噪声标准人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7.5不同地区对基数的修正值单位：dB

表7.6室内噪声受室外噪声影响的修正值单位：dB

窗户状况修正值开窗-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7.7城市区域环境噪声标准值单位：等效声级Leq/dB(A)选自《城市区域环境噪声标准》

GB3096—93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7.9

现有企业暂行标准

表7.8

新建、扩建、改建企业标准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噪声剂量D1、定义：D＝实际暴露时间/允许暴露时间；D＝T实际/T2、意义：D>1，超过安全标准3、计算方法：D=T实际1/T1+T实际2/T2+……由不同声级，可查T1、T2……的值例某工厂车床工作时LA＝93dB，每个零件加工2min，8小时定额生产140个零件，某工人在车床上工作8小时，是否超过安全标准？解：T实＝2×140＝280min＝4.67hr查表T＝4hr.D＝4.67/4>1超标

表7.11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。适用区域标准值一类区域≤70二类区域≤75表7.12船舶分类

表7.13各类船舶不同舱室噪声级最大限制值单位：dB注：①机舱内任一测点的噪声级不得大于110dB；②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/hI>75>24II>7512～2430～75>12III<30只考虑船长<12只考虑航行时间部位限制值LpAⅠⅡⅢ机舱区有人值班机舱主机操纵处90①有控制室的或无人的机舱110①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②606570医务室6065－办公室、休息室等舱室657075厨房808585表7.14海洋船舶各舱室噪声级最大限制值注：①机舱内任一测点的噪声级不得大于110dB；②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90①有控制室的或无人的机舱110①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②60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7.15

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36～40dB绿色中点，中密度41～45dB深绿色大点，高密度46～50dB黄色垂直线，低密度51～55dB褐色垂直线，中密度56～60dB橙色垂直线，高密度61～65dB朱红色叉线，低密度66～70dB洋红色叉线，中密度71～75dB紫红色交叉线，高密度76～80dB蓝色宽条垂直线81～85dB深蓝色全黑7.6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

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：无雨、无雪的天气条件，风速为5.5m／s以上时停止测量。

测量时间分为白天（6:00~22:00)和夜间(22:00~6:00）两部分。(一)城市区域环境噪声监测1.网格测量法2.定点测量法在标准规定的城市建成区中，优化选取一个或多个能代表某一区域或整个城市建成区环境噪声平均水平的测点，进行24h连续监测。测量每小时的LAeq及昼间的Ld和夜间的Ln可按网格测量法的测量方法测量。将每一小时测得的连续等效A声级按时间排列，得到24h的声级变化图形，用于表示某一区域或城市