環(huán)境監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)

1、第一節(jié)第一節(jié) 聲音和噪聲聲音和噪聲第二節(jié)第二節(jié) 聲音的物理特性和量度聲音的物理特性和量度第三節(jié)第三節(jié) 噪聲的物理量和主觀聽覺的關(guān)系噪聲的物理量和主觀聽覺的關(guān)系第四節(jié)第四節(jié) 噪聲測(cè)量?jī)x器噪聲測(cè)量?jī)x器第五節(jié)第五節(jié) 噪聲標(biāo)準(zhǔn)噪聲標(biāo)準(zhǔn)第六節(jié)第六節(jié) 噪聲監(jiān)測(cè)噪聲監(jiān)測(cè)第七節(jié)第七節(jié) 振動(dòng)及測(cè)量方法振動(dòng)及測(cè)量方法第一節(jié)第一節(jié) 聲音和噪聲聲音和噪聲一、聲音的定義一、聲音的定義 聲音的本質(zhì)是波動(dòng)。受作用的空氣發(fā)生振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)頻率在2020000Hz時(shí)，作用于人的耳鼓膜而產(chǎn)生的感覺稱為聲音。二、噪聲及其主要危害二、噪聲及其主要危害 人們生活和工作所不需要的聲音叫噪聲。 損傷聽力、干擾人們的睡眠和工作，誘發(fā)疾病，干擾

2、語(yǔ)言交流，強(qiáng)噪聲還會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和損環(huán)建筑結(jié)構(gòu)。 3. 3.波長(zhǎng)波長(zhǎng) 沿聲波傳播方向，振動(dòng)一個(gè)周期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點(diǎn)間的距離稱為波長(zhǎng)，用表示，單位為m。 4.4.聲速聲速 一秒時(shí)間內(nèi)聲波傳播的距離叫聲波速度，簡(jiǎn)稱聲速，記作c，單位為m/s。 頻率、波長(zhǎng)和聲速三者的關(guān)系：fc 01lg10AAN 聲功率級(jí)常用LW表示，定義為：式中：LW聲功率級(jí)，dB； W聲功率，W； W0基準(zhǔn)聲功率，為1012W。0lg10WWLW2.2.聲功率級(jí)聲功率級(jí) 聲強(qiáng)級(jí)常用LI表示，定義為：式中：LI聲強(qiáng)級(jí)，dB； I聲強(qiáng)，W/m2； I0基準(zhǔn)聲強(qiáng)，在空氣中取1012W/m2。0lg10I

3、ILI3.3.聲強(qiáng)級(jí)聲強(qiáng)級(jí)4.4.聲壓級(jí)聲壓級(jí)聲壓級(jí)常用Lp表示，定義為：式中：Lp聲壓級(jí)，dB； p聲壓，Pa； p0基準(zhǔn)聲壓。在空氣中規(guī)定p0為2105Pa，該值是正常青年人耳朵剛能聽到的1000Hz純音的聲壓值。0202lg20lg10ppppLp202221lg10pppLp)1010lg(10101021ppLL 例 兩聲源作用于某一點(diǎn)得聲壓級(jí)分別為L(zhǎng)p1= 96 dB，Lp2=93 dB， 由于Lp1Lp2=3 dB，查曲線得Lp= 1.8 dB，因此Lp總96 dB +1.8 dB97.8 dB。圖圖7.1 兩噪聲源的疊加曲線兩噪聲源的疊加曲線Lp1Lp2 /dBLp /dB 掌

4、握了兩個(gè)聲源的疊加，就可以推廣到多聲源的疊加，只需逐次兩兩疊加即可，而與疊加次序無(wú)關(guān)。 例如，有8個(gè)聲源作用于一點(diǎn)，聲壓級(jí)分別為 70、75、82、90、93、95、100dB，它們合成的總聲壓級(jí)可以任意次序查圖7.1的曲線兩兩疊加而得。任選兩種疊加次序如下：2.噪聲的相減噪聲的相減 例為測(cè)定某車間中一臺(tái)機(jī)器的噪聲大小，從聲級(jí)計(jì)上測(cè)得聲級(jí)為104 dB，當(dāng)機(jī)器停止工作，測(cè)得背景噪聲為100dB，求該機(jī)器噪聲的實(shí)際大小。 解：由題可知104dB是指機(jī)器噪聲和背景噪聲之和（Lp），而背景噪聲是100 dB （Lp1）。 LpLp1=4 dB，從圖7.2中可查得相應(yīng)Lp2.2 dB ，因此該機(jī)器的實(shí)

5、際噪聲噪級(jí)Lp2=Lp-Lp =101.8 dB。圖圖7.2 背景噪聲修正曲線背景噪聲修正曲線LpLp1/dBLp/dB一、響度和響度級(jí)一、響度和響度級(jí) 1.響度響度 響度是人耳判別聲音由輕到響的強(qiáng)度等級(jí)概念，響度的單位叫“宋”，1宋的定義為聲壓級(jí)為40dB，頻率為1000Hz，且來(lái)自聽者正前方的平面波形的強(qiáng)度。如果另一個(gè)聲音聽起來(lái)比這個(gè)大n倍，則聲音的響度為n宋。2.響度級(jí)響度級(jí) 定義1000Hz純音聲壓級(jí)的分貝值為響度級(jí)的數(shù)值，任何其他頻率的聲音，當(dāng)調(diào)節(jié)1000Hz純音的強(qiáng)度使之與這聲音一樣響時(shí)，則這1000Hz純音的聲壓級(jí)分貝值就定為這一聲音的響度級(jí)值。響度級(jí)的單位叫“方”。圖圖7.3

6、等響曲線等響曲線(又稱又稱ISO等響曲線等響曲線)根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)得到，響度級(jí)每改變10方，響度加倍或減半。或 )1040(2NLNNLNlg3340 響度級(jí)的合成不能直接相加，而響度可以相加。 A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性。 B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬5585dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性。 C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。 D計(jì)權(quán)聲級(jí)是對(duì)噪聲參量的模擬，專用于飛機(jī)噪聲的測(cè)量。圖圖7.4 A、B、C、D計(jì)權(quán)特性曲線計(jì)權(quán)特性曲線)d101lg(1001 . 0,AeqATLTtTLp式中：LpA某時(shí)刻t的瞬時(shí)A聲級(jí)，dB； T 規(guī)定的測(cè)量時(shí)間，s。 如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，其累積

7、分布在正態(tài)概率紙上為一直線，則可用下面近似公式計(jì)算：9010250,Aeq,60/LLddLLT L10，L50，L90為累積百分聲級(jí)，其定義是：L10測(cè)定時(shí)間內(nèi)，10的時(shí)間超過的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲的平均峰值；L50測(cè)量時(shí)間內(nèi)，50的時(shí)間超過的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲的平均值；L90測(cè)量時(shí)間內(nèi)，90的時(shí)間超過的噪聲級(jí)，相當(dāng)于噪聲的背景值。2.2.噪聲污染級(jí)噪聲污染級(jí)噪聲污染級(jí)（LNP）：KLLeqNP式中：K常數(shù)，對(duì)交通和飛機(jī)噪聲取值2.56； 測(cè)定過程中瞬時(shí)聲級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。niippLLn12AA)(11式中：LpAi 測(cè)得第i個(gè)瞬時(shí)A聲級(jí)； 所測(cè)聲級(jí)的算術(shù)平均值； n 測(cè)得總數(shù)。ApL3.晝夜等

8、效聲級(jí)晝夜等效聲級(jí) 考慮到夜間噪聲具有更大的煩擾程度，故提出一個(gè)新的評(píng)價(jià)指標(biāo)晝夜等效聲級(jí)（也稱日夜平均聲級(jí)），符號(hào)“Ldn”。它反映社會(huì)噪聲晝夜間的變化情況，表達(dá)式為：241081016lg10)10(1 .01 .0dnndLLL式中：Ld白天的等效聲級(jí)，時(shí)間是從6 00至22 00，共16個(gè)小時(shí)；Ln夜間的等效聲級(jí)，時(shí)間是從22 00至第二天的6 00，共8個(gè)小時(shí)。圖圖7.5 頻譜圖頻譜圖 表7.1列出了1倍頻程濾波器最常用的中心頻率值（fm），以及上、下截止頻率。這是經(jīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)定并作為各國(guó)濾波器產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值。表表7.1 常用常用1倍頻程濾波器的中心頻率和截止頻率倍頻程濾波器的中心頻率

9、和截止頻率 一、聲級(jí)計(jì)一、聲級(jí)計(jì) 1.聲級(jí)計(jì)的工作原理聲級(jí)計(jì)的工作原理 聲級(jí)計(jì)，又叫噪聲計(jì)，是一種按照一定的頻率計(jì)權(quán)和時(shí)間計(jì)權(quán)測(cè)量聲音的聲壓級(jí)和聲級(jí)的儀器，是聲學(xué)測(cè)量中最常用的基本儀器，是一種主觀性的電子儀器。 圖圖7.6 聲級(jí)計(jì)工作方框圖聲級(jí)計(jì)工作方框圖 按精度將聲級(jí)計(jì)分為1級(jí)和2級(jí)。兩種級(jí)別的聲級(jí)計(jì)的各種性能指標(biāo)具有同樣的中心值，僅僅是容許誤差不同，而且隨著級(jí)別數(shù)字的增大，容許誤差放寬。 按體積大小可分為臺(tái)式聲級(jí)計(jì)、便攜式聲級(jí)計(jì)和袖珍式聲級(jí)計(jì)。 按指示方式可分為模擬指示（電表、 聲級(jí)燈）和數(shù)字指示聲級(jí)計(jì)。 AWA5633D型聲級(jí)計(jì)AWA6270A噪聲頻譜分析儀AWA6270噪聲頻譜分析儀A

10、WA6218C噪聲統(tǒng)計(jì)分析儀圖圖7.7 各種聲級(jí)計(jì)實(shí)物照片各種聲級(jí)計(jì)實(shí)物照片 干擾睡眠和休息的噪聲級(jí)閾值白天為50dB，夜間為45dB，我國(guó)提出環(huán)境噪聲允許范圍見表7.2。表表7.2 我國(guó)環(huán)境噪聲允許范圍我國(guó)環(huán)境噪聲允許范圍 單位：?jiǎn)挝唬篸B 環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)是環(huán)境基本噪聲。各國(guó)大多參考ISO推薦的基數(shù)（如睡眠為30dB），根據(jù)不同時(shí)間、不同地區(qū)和室內(nèi)噪聲受室外噪聲影響的修正值以及本國(guó)具體情況來(lái)制定。 表表7.3 一天不同時(shí)間對(duì)基數(shù)的修正一天不同時(shí)間對(duì)基數(shù)的修正 單位：?jiǎn)挝唬篸B表表7.4 不同地區(qū)對(duì)基數(shù)的修正值不同地區(qū)對(duì)基數(shù)的修正值 單位：?jiǎn)挝唬篸B 表表7.5 室內(nèi)噪聲受室外噪聲影響

11、的修正值室內(nèi)噪聲受室外噪聲影響的修正值 單位：?jiǎn)挝唬篸B 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值 單位：等效聲級(jí)單位：等效聲級(jí)Leq /dB(A)選自城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) GB309693 適用于療養(yǎng)區(qū)、高級(jí)別墅區(qū)、高級(jí)賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域，位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)域分別按嚴(yán)于0類標(biāo)準(zhǔn)5dB執(zhí)行。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級(jí)單位：等效聲級(jí)Leq /dB(A) 適用于以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域，鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照?qǐng)?zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級(jí)單位：等效聲級(jí)Leq /dB(A

12、) 適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級(jí)單位：等效聲級(jí)Leq /dB(A)適用于工業(yè)區(qū)。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級(jí)單位：等效聲級(jí)Leq /dB(A) 適用于城市中的道路交通干線道路的兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲(指不通過列車時(shí)的噪聲水平)限值也執(zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)。 表表7.6 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級(jí)單位：等效聲級(jí)Leq /dB(A)我國(guó)工業(yè)企業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)見表7.7和表7.8。 表表7.8 現(xiàn)有企業(yè)暫行標(biāo)準(zhǔn)

13、現(xiàn)有企業(yè)暫行標(biāo)準(zhǔn) 表表7.7 新建、擴(kuò)建、改建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)新建、擴(kuò)建、改建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)見表7.9表7.11表表7.9 汽車定置噪聲限值（汽車定置噪聲限值（GB161701996） 單位：dB(A)注：P按生產(chǎn)廠家規(guī)定的額定功率。表表7.10 汽車加速行駛車外噪聲限值（汽車加速行駛車外噪聲限值（GB14952002）注：注：GVM最大的總質(zhì)量最大的總質(zhì)量/t；P發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率/kW。 表表7.11 摩托車和輕便摩托車噪聲限值（摩托車和輕便摩托車噪聲限值（GB1161691996） 單位：dB(A)表表7.12 機(jī)場(chǎng)周圍飛機(jī)噪聲標(biāo)準(zhǔn)機(jī)場(chǎng)周圍飛機(jī)噪聲標(biāo)準(zhǔn) 單位：dB “

14、一類區(qū)域”指特殊住宅區(qū)，居住、文教區(qū)；“二類區(qū)域”指除一類區(qū)域以外的生活區(qū)。表表7.13 船舶分類船舶分類 表表7.14 各類船舶不同艙室噪聲級(jí)最大限制值各類船舶不同艙室噪聲級(jí)最大限制值 單位：dB注：注：機(jī)艙內(nèi)任一測(cè)點(diǎn)的噪機(jī)艙內(nèi)任一測(cè)點(diǎn)的噪聲級(jí)不得大于聲級(jí)不得大于110dB；客艙參照?qǐng)?zhí)行?？团搮⒄?qǐng)?zhí)行。表表7.15 海洋船舶各艙室噪聲級(jí)最大限制值海洋船舶各艙室噪聲級(jí)最大限制值注：機(jī)艙內(nèi)任一測(cè)點(diǎn)的噪聲級(jí)不得大于110dB； 客艙參照?qǐng)?zhí)行。 在測(cè)定城市噪聲污染分布情況后，可在城市地圖上用不同顏色或陰影線表示噪聲帶，每一噪聲帶代表一個(gè)噪聲等級(jí)，每級(jí)相差5dB。各等級(jí)的顏色和陰影線規(guī)定見表7.16。

15、表表7.16 各噪聲帶顏色和陰影線表示規(guī)定各噪聲帶顏色和陰影線表示規(guī)定一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)方法一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)方法城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè) 城市交通噪聲監(jiān)測(cè) 城市環(huán)境噪聲長(zhǎng)期監(jiān)測(cè) 城市環(huán)境中擾民噪聲源的調(diào)查測(cè)試 測(cè)量?jī)x器：測(cè)量?jī)x器： 精度2型以上的積分式聲級(jí)計(jì)及環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器。 測(cè)量條件：測(cè)量條件： 無(wú)雨、無(wú)雪的天氣條件，風(fēng)速為5.5ms以上時(shí)停止測(cè)量。 測(cè)量時(shí)間測(cè)量時(shí)間 分為白天（6:0022:00)和夜間(22:00 6:00）兩部分。 1.網(wǎng)格測(cè)量法網(wǎng)格測(cè)量法2.定點(diǎn)測(cè)量法定點(diǎn)測(cè)量法圖圖7.8 網(wǎng)格測(cè)量法示意圖網(wǎng)格測(cè)量法示意圖圖圖7.9 定點(diǎn)測(cè)量法示意圖定點(diǎn)測(cè)量法示

16、意圖（二）城市交通噪聲監(jiān)測(cè)（二）城市交通噪聲監(jiān)測(cè)車行道監(jiān)測(cè)點(diǎn) 測(cè)量工業(yè)企業(yè)噪聲時(shí)，傳聲器的位置應(yīng)在操作人員的耳朵位置，但人需離開。 測(cè)點(diǎn)選擇的原則是： 若車間內(nèi)各處A聲級(jí)波動(dòng)小于3dB，則只需在車間內(nèi)選擇13個(gè)測(cè)點(diǎn)。 若車間內(nèi)各處聲級(jí)波動(dòng)大于3dB，則應(yīng)按聲級(jí)大小，將車間分成若干區(qū)域，這些區(qū)域必須包括所有工人為觀察或管理生產(chǎn)過程而經(jīng)常工作、活動(dòng)的地點(diǎn)和范圍。表表7.17 工業(yè)企業(yè)噪聲測(cè)量記錄表工業(yè)企業(yè)噪聲測(cè)量記錄表_廠_車間，廠址_，_年_月_日/dB/dB表表7.18 等效連續(xù)聲級(jí)記錄表等效連續(xù)聲級(jí)記錄表測(cè)量條件測(cè)量場(chǎng)地及測(cè)點(diǎn)位置加速行駛車外噪聲測(cè)量方法勻速行駛的車外噪聲測(cè)量方法圖圖7.10

17、 車外噪聲測(cè)量場(chǎng)地示意圖車外噪聲測(cè)量場(chǎng)地示意圖圖圖7.11 摩托車測(cè)量場(chǎng)地示意圖摩托車測(cè)量場(chǎng)地示意圖車內(nèi)噪聲測(cè)量車內(nèi)噪聲測(cè)量條件車內(nèi)噪聲測(cè)點(diǎn)位置測(cè)量方法表表7.19 車外噪聲測(cè)量記錄表車外噪聲測(cè)量記錄表圖圖7.12 駕駛室內(nèi)噪聲測(cè)量示意圖駕駛室內(nèi)噪聲測(cè)量示意圖表表7.20 車內(nèi)噪聲測(cè)量記錄表車內(nèi)噪聲測(cè)量記錄表表表7.21 車內(nèi)噪聲頻譜車內(nèi)噪聲頻譜 車速車速_km/h表表7.22 摩托車排氣管后方噪聲測(cè)量記錄表摩托車排氣管后方噪聲測(cè)量記錄表 測(cè)量條件：氣候條件為無(wú)雨、無(wú)雪，地面上10m高處的風(fēng)速不大于5m/s，相對(duì)濕度不應(yīng)超過90，不應(yīng)小于30。 傳聲器位置：測(cè)量傳聲器應(yīng)安裝在開闊平坦的地方，高

18、于地面1.2 m，離其他反射壁面1 m以上，注意避開高壓電線和大型變壓器。所有測(cè)量都應(yīng)使傳聲器膜片基本位于飛機(jī)標(biāo)稱飛行航線和測(cè)點(diǎn)所確定的平面內(nèi)，即是掠入射。 在機(jī)場(chǎng)的近處應(yīng)當(dāng)使用聲壓型傳聲器，其頻率響應(yīng)的平直部分要達(dá)到10kHz。要求測(cè)量的飛機(jī)噪聲級(jí)最大值至少超過環(huán)境背景噪聲級(jí)20dB，測(cè)量結(jié)果才被認(rèn)為可靠。 測(cè)量?jī)x器：精度不低于2型的聲級(jí)計(jì)或機(jī)場(chǎng)噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其他適當(dāng)儀器。聲級(jí)計(jì)的性能要符合GB3785的規(guī)定。表表7.23 機(jī)場(chǎng)周圍飛機(jī)噪聲測(cè)量記錄表機(jī)場(chǎng)周圍飛機(jī)噪聲測(cè)量記錄表注：風(fēng)速指注：風(fēng)速指10m高處風(fēng)速。高處風(fēng)速。 物體圍繞平衡位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為振動(dòng)。 振動(dòng)是噪聲產(chǎn)生的原因。 機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的噪聲有兩種傳播方式：一種是以空氣為介質(zhì)向外傳播，稱為空氣聲；另一種是聲源直接激發(fā)固體構(gòu)件振動(dòng)，這種振動(dòng)以彈性波的形式在建筑物基礎(chǔ)、地板、墻壁中傳播，并在傳播過程中向外輻射噪聲，稱為固體聲。 城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)(GBl0070一88)規(guī)定了城