第六章噪聲及振動(dòng)環(huán)境

1、1 第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量 第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對(duì)人的影響噪聲及其對(duì)人的影響 第三節(jié)第三節(jié) 噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 第四節(jié)第四節(jié) 噪聲控制噪聲控制 第五節(jié)第五節(jié) 振動(dòng)環(huán)境振動(dòng)環(huán)境 第六節(jié)第六節(jié) 特殊工作環(huán)境特殊工作環(huán)境 第十章第十章 噪聲及振動(dòng)環(huán)境噪聲及振動(dòng)環(huán)境2第六章第六章 噪聲及振動(dòng)環(huán)境噪聲及振動(dòng)環(huán)境本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)1 1、聲音的物理度量與主觀度量、聲音的物理度量與主觀度量2 2、噪聲對(duì)人的影響以及如何進(jìn)行噪聲的控制？、噪聲對(duì)人的影響以及如何進(jìn)行噪聲的控制？本章難點(diǎn)本章難點(diǎn)1 1、如何理解聲音的物理度量與主觀度量之間的關(guān)系？、如何理解聲音的物理度量與主觀度量

2、之間的關(guān)系？3一、聲音的基本概念一、聲音的基本概念1、聲源的概念： 物體的振動(dòng)產(chǎn)生聲音，振動(dòng)發(fā)聲的物體被稱(chēng)為聲源聲源。 2、聲音的形成： 聲音的形成是由振動(dòng)振動(dòng)的發(fā)生與傳播傳播這兩個(gè)環(huán)節(jié)組成。3、描述聲音的三個(gè)重要物理量 頻率、波長(zhǎng)和聲速頻率、波長(zhǎng)和聲速第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量4 頻率頻率v 聲源每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為頻率，以f 表示，單位為赫（Hz）。在可聽(tīng)聲202020000Hz20000Hz范圍內(nèi)，頻率越高聲音越尖銳。v 人耳的聽(tīng)覺(jué)具有對(duì)高頻聲（高頻聲（1000Hz1000Hz）較敏）較敏感，而對(duì)低頻聲低頻聲（300Hz300Hz）不敏感）不敏感的特性。 波長(zhǎng)波長(zhǎng)聲波在一個(gè)波

3、動(dòng)的周期內(nèi)傳播的距離稱(chēng)為波長(zhǎng)。記作, 單位為m。第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量5聲速聲速聲波在媒介中傳播的速度稱(chēng)為聲速，用c表示，單位為m/s。頻率、波長(zhǎng)和聲速之間的關(guān)系頻率、波長(zhǎng)和聲速之間的關(guān)系第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量fc6二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量 （一）聲壓、聲壓級(jí)（一）聲壓、聲壓級(jí)單個(gè)聲源單個(gè)聲源1 1、聲壓、聲壓v 聲波在空氣傳播過(guò)程中，引起空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)導(dǎo)致空氣壓強(qiáng)變化叫聲壓。v 聲壓是表示聲音強(qiáng)弱聲音強(qiáng)弱的物理量，用P表示，單位是帕（帕（PaPa）。 聽(tīng)閾聲壓是聽(tīng)閾聲壓是2 21010-5-5PaPa，痛閾聲壓是，痛閾聲壓是20Pa20Pa，而火箭發(fā)

4、射時(shí)可產(chǎn)生630Pa。 第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量72 2、聲壓級(jí)、聲壓級(jí) 聲壓級(jí)是聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比的以10為底的對(duì)數(shù)乘以20，用符號(hào)Lp表示，單位是分貝dB。 P是需要測(cè)定的聲音的聲壓，P0=210-5帕。 聽(tīng)閾的聲壓級(jí)是聽(tīng)閾的聲壓級(jí)是0dB0dB，痛閾的聲壓級(jí)是，痛閾的聲壓級(jí)是120dB.120dB.第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量0lg20ppLp8第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量（二）合成聲壓級(jí)（二）合成聲壓級(jí)多個(gè)聲源多個(gè)聲源1、幾個(gè)不同的聲源同時(shí)作用在聲場(chǎng)中同一點(diǎn)上，它們產(chǎn)生的總聲壓可以通過(guò)能量合成的原則進(jìn)行計(jì)算。2、若在某點(diǎn)分別測(cè)得幾個(gè)聲源的聲壓為P1，P

5、2，Pn，該點(diǎn)總聲壓Pt滿(mǎn)足 （i= 1，2，n） niitPP1229第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量niitPP1220lg20ppLp和和由由如何計(jì)算合成聲壓級(jí)如何計(jì)算合成聲壓級(jí)L LPtPt？10第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量niLPtPiL11.010lg10)1010lg(101 . 01 . 0PbptLLPiL222bitPPP （i= 1,2,n） 4、考慮背景聲源影響的多個(gè)聲源的總聲壓級(jí) 某一聲源聲壓級(jí)3、多個(gè)聲源的總聲壓級(jí)11（三）頻譜分析（三）頻譜分析 任何機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲都是不只一個(gè)頻率的聲音，它們是從低頻到高頻無(wú)數(shù)頻率成分的聲音的大合奏。 在噪聲控制工

6、作中，了解噪聲源的頻譜很重要，降低不同頻降低不同頻率成分的噪聲，采用的控制方法及選用的聲學(xué)材料不一樣。率成分的噪聲，采用的控制方法及選用的聲學(xué)材料不一樣。對(duì)癥下藥，才能有效合理地降低噪聲。對(duì)癥下藥，才能有效合理地降低噪聲。第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量12（三）頻譜分析（三）頻譜分析1 1、頻譜、頻譜 具有不同頻率(或頻段)成分的聲波具有不同的能量，這種頻率成分與聲強(qiáng)分布的關(guān)系稱(chēng)為聲的頻譜頻率成分與聲強(qiáng)分布的關(guān)系稱(chēng)為聲的頻譜。2 2、頻譜分析、頻譜分析 將聲源發(fā)出的聲音強(qiáng)度聲音強(qiáng)度按頻率順序展開(kāi)，使其成為頻率頻率的函數(shù)，并考察變化規(guī)律，稱(chēng)為頻譜分析。第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度

7、量133 3、頻程、頻程 聲頻范圍被人為劃分為幾個(gè)小的頻段，在每一個(gè)頻段中，上限頻率與下限頻率之間的距離稱(chēng)為頻程。 倍頻程：幾何中心頻率第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量122logfnf122nff或或210fff14第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量 表表1 1 倍頻程的頻率范圍倍頻程的頻率范圍中心頻率中心頻率/Hz/Hz31.531.56363125125250250500500頻率范圍頻率范圍/Hz/Hz22.522.54545454590909090180180180180354354354354707707中心頻率中心頻率/ / HzHz100010002000200040

8、004000800080001600016000頻率范圍頻率范圍/Hz/Hz707707141414141414282828282828565656565656565611212112121121211212 224242242415三、聲音的主觀感覺(jué)三、聲音的主觀感覺(jué) 由于人耳受聲音頻率選擇特性的影響，對(duì)于相同聲壓級(jí)、不同頻率的聲音，感到的響度也不一樣。如，50Hz，78dB的聲音與1000Hz，78dB的聲音不一樣響，而與1000Hz，60dB的聲音一樣響。為了反映人耳的這一特性，引入聲音主觀度量的物理量。第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量16三、聲音的主觀感覺(jué)三、聲音的主觀感覺(jué)（一）

9、聲音的響度級(jí)與響度（一）聲音的響度級(jí)與響度 1、響度級(jí)響度級(jí)：人們對(duì)噪聲進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)的一個(gè)基本量，用LN表示，單位為方方(phon)第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量17第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量18第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量 等響度曲線上的各點(diǎn)，聲壓級(jí)、頻率不同，但響度相同。 從等響度曲線可以看出，人耳對(duì)高頻聲音，特別是30004000Hz的聲音比較敏感，而對(duì)于低頻聲音，則頻率越低越不敏感，當(dāng)響度級(jí)比較低時(shí)，這種人耳的主觀感覺(jué)大為明顯。 人耳的響度級(jí)聽(tīng)覺(jué)范圍是4.24.2方方120120方。方。19三、人耳對(duì)聲音的主觀感覺(jué)三、人耳對(duì)聲音的主觀感覺(jué)（一）聲音的響度級(jí)

10、與響度（一）聲音的響度級(jí)與響度 2、響度響度：是人耳對(duì)聲音強(qiáng)度所產(chǎn)生的主觀感覺(jué)量，它與人對(duì)聲音響亮程度的主觀感覺(jué)成正比。以以N表示，單位為宋表示，單位為宋（sone） 響度級(jí)雖然定量地確定了響度感與頻率、聲壓級(jí)的關(guān)系響度感與頻率、聲壓級(jí)的關(guān)系，但是由于響度級(jí)是一種對(duì)數(shù)刻度單位，不同響度級(jí)的聲音并不能直接比較，即通過(guò)響度級(jí)并不能確定兩個(gè)聲音的響度感相差多不能確定兩個(gè)聲音的響度感相差多少。少。第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量20第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量0.1(40 )4033.22 lg2NNLLNN3 3、響度與響度級(jí)的關(guān)系式、響度與響度級(jí)的關(guān)系式純音的響度計(jì)算純音的響度計(jì)算

11、 響度級(jí)每增加10方，響度增加1倍，40方為1宋，50方為2宋，60方為4宋通過(guò)響度可以直接計(jì)算出聲音響度增加或減少的百通過(guò)響度可以直接計(jì)算出聲音響度增加或減少的百分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)，因此用響度的變化來(lái)反映降噪措施的主觀效果比較直觀，能用響度的變化來(lái)反映降噪措施的主觀效果比較直觀，能使人更容易理解和接受。使人更容易理解和接受。21第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量()tmtmNNFNN4 4、多種頻率復(fù)合音的總響度、多種頻率復(fù)合音的總響度 Nt為總響度指數(shù)總響度指數(shù)（宋）；Nm為各頻帶中響度指數(shù)最大者； 為所有頻帶的響度指數(shù)之和；F為倍頻程選擇系數(shù)。對(duì)倍頻程，F(xiàn)=0.3；對(duì)1/3倍頻程，F(xiàn)=0.15

12、iN22第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量（二）計(jì)權(quán)聲級(jí)（二）計(jì)權(quán)聲級(jí)聲壓級(jí)和頻率聲壓級(jí)和頻率響度級(jí)響度級(jí)40dB，1000Hz40dB，100Hz40方方25方方100dB，1000Hz100dB，100Hz100方方98方方23第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量（二）計(jì)權(quán)聲級(jí)（二）計(jì)權(quán)聲級(jí)在噪聲測(cè)量中，為了使聲音的客觀物理量與人耳聽(tīng)覺(jué)的主觀感使聲音的客觀物理量與人耳聽(tīng)覺(jué)的主觀感受近似取得一致受近似取得一致，在測(cè)量?jī)x器中對(duì)不同頻率的客觀聲壓級(jí)人為給予適當(dāng)增減，這種修正的方法稱(chēng)為頻率計(jì)權(quán)修正的方法稱(chēng)為頻率計(jì)權(quán)。通俗地說(shuō)，頻率計(jì)權(quán)就是模擬人耳聽(tīng)覺(jué)在不同頻率上的不同感受性而對(duì)被測(cè)聲音進(jìn)行計(jì)

13、權(quán)。實(shí)現(xiàn)這種頻率計(jì)權(quán)的放大線路稱(chēng)為計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。24第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量（二）計(jì)權(quán)聲級(jí)（二）計(jì)權(quán)聲級(jí)1、聲級(jí)聲級(jí)：通過(guò)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)，是在人耳可聽(tīng)范圍內(nèi)按特定頻率計(jì)權(quán)而合成的聲壓級(jí)。2、四種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)四種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò) A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：模擬人耳對(duì)40 方純音的響應(yīng) B計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：模擬人耳對(duì)70 方純音的響應(yīng) C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：模擬人耳對(duì)100 方純音的響應(yīng) D計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)： 主要用于航空噪聲的測(cè)量3 3、噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)、噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)AA聲級(jí)聲級(jí) A聲級(jí)較好地反映了人耳對(duì)連續(xù)穩(wěn)定噪聲連續(xù)穩(wěn)定噪聲的頻率特性和主觀感覺(jué)。25第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量頻率頻率HzHz相對(duì)響度相對(duì)響度dBdB26

14、第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量（三）等效連續(xù)聲級(jí)（三）等效連續(xù)聲級(jí)起伏的不連續(xù)的噪聲起伏的不連續(xù)的噪聲 生產(chǎn)實(shí)際中的噪聲往往隨時(shí)間呈階梯性變化，如在一段時(shí)間內(nèi)噪聲近似為穩(wěn)態(tài)，A聲級(jí)變化不大，在另一段時(shí)間內(nèi)， A聲級(jí)卻有明顯的變化。例如，紡織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)不同，車(chē)間內(nèi)A聲級(jí)就會(huì)有明顯的差異。 等效連續(xù)聲級(jí)指某一段時(shí)間內(nèi)的某一段時(shí)間內(nèi)的A A聲級(jí)能量平均值聲級(jí)能量平均值，用符號(hào)Leq表示，單位是dB(A)。TtLeqdtTLPA0)(1.0101lg1027第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量（四）統(tǒng)計(jì)聲級(jí)（四）統(tǒng)計(jì)聲級(jí)不規(guī)則且變化幅度較大的噪聲不規(guī)則且變化幅度較大的噪聲 有時(shí)環(huán)境噪聲往往不

15、規(guī)則，且大幅度變動(dòng)，如交通噪聲。此時(shí)，需要用不同的噪聲級(jí)所出現(xiàn)的概率或累計(jì)概率進(jìn)行噪聲評(píng)價(jià)用不同的噪聲級(jí)所出現(xiàn)的概率或累計(jì)概率進(jìn)行噪聲評(píng)價(jià)。 統(tǒng)計(jì)聲級(jí)為達(dá)到或大于某一聲級(jí)的概率，用符號(hào)Ls表示。噪聲的統(tǒng)計(jì)特征符合正態(tài)分布，則 ：25060eqdLL1090dLL28 現(xiàn)實(shí)生活中，把所聽(tīng)到的聲音分為三種類(lèi)型，語(yǔ)言、音樂(lè)和噪聲。通常把不希望聽(tīng)到的聲音稱(chēng)為噪聲。 噪音在工作環(huán)境和公共生活中無(wú)處不在，形成噪音污染。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，噪聲污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。作業(yè)的噪聲環(huán)境對(duì)人的影響往往具有一定的潛伏期，因此容易被忽視。事實(shí)上，這種影響的危害經(jīng)常不可逆轉(zhuǎn)會(huì)帶來(lái)終身傷害。 據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，僅美

16、國(guó)由于工業(yè)噪聲造成的低效率、缺勤、工傷事故和聽(tīng)力損失賠償?shù)荣M(fèi)用每年高達(dá)40億美元。 第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對(duì)人的影響噪聲及其對(duì)人的影響29第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對(duì)人的影響噪聲及其對(duì)人的影響一、噪聲及其來(lái)源一、噪聲及其來(lái)源 （一）工業(yè)噪聲（一）工業(yè)噪聲 1、空氣動(dòng)力噪聲 2、機(jī)械噪聲 3、電磁噪聲（二）交通噪聲（二）交通噪聲 主要指的是機(jī)動(dòng)車(chē)輛、火車(chē)、飛機(jī)和船舶噪聲。（三）建筑施工噪聲（三）建筑施工噪聲 聲音強(qiáng)度很高、露天作業(yè)（四）社會(huì)噪聲（四）社會(huì)噪聲 主要指社會(huì)活動(dòng)和家庭生活所引起的噪聲。30第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對(duì)人的影響噪聲及其對(duì)人的影響二、噪聲對(duì)聽(tīng)力的影響二、噪聲對(duì)聽(tīng)力的影響 噪聲可使

17、人產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)疲勞聽(tīng)覺(jué)疲勞，在強(qiáng)噪聲環(huán)境中如不采取保護(hù)措施，聽(tīng)覺(jué)疲勞繼續(xù)發(fā)展，可導(dǎo)致聽(tīng)力下降或損害，聽(tīng)力下降或損害，甚至噪聲性和噪聲性和爆發(fā)性耳聾爆發(fā)性耳聾。l 聽(tīng)覺(jué)疲勞：聽(tīng)覺(jué)敏感性降低，但可恢復(fù)。l 噪聲性耳聾：平均聽(tīng)力損失超過(guò)25dB，分為輕度、中度和嚴(yán)重耳聾。l 爆發(fā)性耳聾：當(dāng)聲音高達(dá)150dB，導(dǎo)致鼓膜破裂或聽(tīng)小骨損傷，雙耳完全失聽(tīng)。31第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對(duì)人的影響噪聲及其對(duì)人的影響三、噪聲對(duì)其他生理機(jī)能的影響三、噪聲對(duì)其他生理機(jī)能的影響1、對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響 2、對(duì)內(nèi)分泌和心血管系統(tǒng)的影響 3、對(duì)消化系統(tǒng)的影響 噪聲除影響聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)外，還影響神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌及免疫系

18、統(tǒng)等，造成植物性神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂、血壓不穩(wěn)、腸胃功能紊亂等。32第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對(duì)人的影響噪聲及其對(duì)人的影響四、噪聲對(duì)心理的影響四、噪聲對(duì)心理的影響1、噪聲對(duì)心理的影響主要是使人產(chǎn)生煩惱、焦急、討厭、生氣等不愉快的情緒。 2、噪聲引起的煩惱與聲強(qiáng)、頻率及穩(wěn)定性有直接關(guān)系。3、人的作業(yè)或活動(dòng)性質(zhì)不同，噪聲所引起的煩惱程度也不同。33第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對(duì)人的影響噪聲及其對(duì)人的影響五、噪聲對(duì)語(yǔ)言交流的影響五、噪聲對(duì)語(yǔ)言交流的影響1 1、聲音的掩蔽效應(yīng)、聲音的掩蔽效應(yīng)一個(gè)聲音由于其他聲音的干擾而使聽(tīng)覺(jué)發(fā)生困難，需要提高聲音的強(qiáng)度才能產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)的現(xiàn)象。 研究表明當(dāng)講話聲音比噪音高10分貝時(shí), 我

19、們可以聽(tīng)懂40-50%的音節(jié)，即可以聽(tīng)懂一句話的93-97%。當(dāng)涉及不熟悉的話題或依靠談話交換信息時(shí)，要能聽(tīng)清楚80%的音節(jié), 要求講話聲音與噪音之間有20分貝的差異。 65dB的噪聲就能影響談話，當(dāng)噪聲達(dá)到90dB時(shí)，大喊大叫也沒(méi)用了。2 2、語(yǔ)言干擾級(jí)、語(yǔ)言干擾級(jí)(SIL)(SIL)評(píng)價(jià)噪聲對(duì)語(yǔ)言通信的干擾程度34第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對(duì)人的影響噪聲及其對(duì)人的影響六、噪聲對(duì)作業(yè)能力和工效的影響六、噪聲對(duì)作業(yè)能力和工效的影響1、噪聲直接或間接地影響工作效率 2、噪聲干擾對(duì)人的腦力勞動(dòng)的影響 35第三節(jié)第三節(jié) 噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一、一、 噪聲的測(cè)量噪聲的測(cè)量（一）室內(nèi)噪聲的測(cè)

20、量（一）室內(nèi)噪聲的測(cè)量聲級(jí)計(jì)聲級(jí)計(jì)（二）機(jī)器設(shè)備噪聲的測(cè)量（二）機(jī)器設(shè)備噪聲的測(cè)量1、外形尺寸小于30cm的小型設(shè)備，測(cè)點(diǎn)距其表面30cm左右。2、外形尺寸在30100cm的中型設(shè)備，測(cè)點(diǎn)距其表面50cm左右。3、外形尺寸大于100cm的較大型設(shè)備，測(cè)點(diǎn)距其表面100cm左右。4、大型或特大型設(shè)備，測(cè)點(diǎn)距其表面100500cm左右。 36第四節(jié)第四節(jié) 噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（三）交通車(chē)輛噪聲的測(cè)量（三）交通車(chē)輛噪聲的測(cè)量1、測(cè)量行駛中的車(chē)輛的噪聲2、測(cè)量行駛時(shí)車(chē)內(nèi)的噪聲3、測(cè)量行駛時(shí)車(chē)外的噪聲 噪聲測(cè)量的關(guān)鍵噪聲測(cè)量的關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)位置的選擇和測(cè)點(diǎn)數(shù)量的選擇測(cè)點(diǎn)位置的選擇和測(cè)點(diǎn)數(shù)量的選擇37第三節(jié)第三節(jié) 噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)二、