第六章 噪聲與振動(dòng)

第六章噪聲與振動(dòng)環(huán)境

6.2噪聲及其對(duì)人的影響

6.3噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

6.1聲音及其度量

6.4噪聲控制

6.5振動(dòng)環(huán)境

6.6特殊工作環(huán)境6.1聲音及其度量6.1.1聲音的基本概念（1）聲音——是物體振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)發(fā)聲的物體被稱為聲源。其形成是由振動(dòng)的發(fā)生和傳播兩個(gè)環(huán)節(jié)組成。它的物理量主要包括頻率、波長(zhǎng)和聲速。（2）頻率——聲源每秒振動(dòng)的次數(shù)，以f表示，以赫茲（Hz）為單位。一般情況下，人耳對(duì)20～20000Hz頻率范圍內(nèi)的聲音較敏感，其敏感程度隨頻率而變，且存在個(gè)體差異。（3）波長(zhǎng)和聲速——波長(zhǎng)(λ)：在一個(gè)波動(dòng)的周期內(nèi)傳播的距離，單位m——聲速(

c

)

：聲波在媒介中傳播的速度，單位m/sλ=c·f6.1聲音及其度量6.1.2聲音的物理度量（1）聲壓與聲壓級(jí)聲壓(P)——聲波在空氣傳播過程中，引起空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)導(dǎo)致空氣壓強(qiáng)變化。它表示聲音強(qiáng)弱的物理量,單位Pa。

普通人談話的聲壓約為：2×10-2～7×10-2Pa

載貨汽車行駛產(chǎn)生的聲壓約為：0.2～1Pa

鑿巖機(jī)產(chǎn)生的聲壓約為：20Pa

噴氣式飛機(jī)附近約為：200～630Pa

聽閾聲壓——正常人剛剛能聽到的最低聲壓

痛閾聲壓——使人耳產(chǎn)生疼痛感覺的聲壓6.1聲音及其度量聲壓級(jí)(Lp)——聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比的以10為底的對(duì)數(shù)乘以20,單位分貝(dB)。

Lp——聲壓級(jí)

P——聲壓

P0——基準(zhǔn)聲壓6.1聲音及其度量（2）6.1聲音及其度量工程中的信噪比實(shí)際就是指一個(gè)信號(hào)與背景噪音的分貝之差。

6.1聲音及其度量6.1聲音及其度量（3）頻譜分析頻譜——不同頻率（頻段）成分的聲波具有不同的強(qiáng)度，這種頻率成分與聲強(qiáng)分布的關(guān)系，稱為聲的頻譜。頻譜分析——將聲源發(fā)出的聲音按強(qiáng)度按頻率順序展開，使其成為頻率的函數(shù)，并考察變化規(guī)律，成為頻譜分析。

頻程——為了便于實(shí)際測(cè)量和分析，人為地把聲頻范圍劃分為幾個(gè)小頻段，在每個(gè)頻段中，上限頻率與下限頻率之間的距離，成為頻程。

6.1聲音及其度量6.1聲音及其度量6.1.3人耳對(duì)聲音的主觀感覺（1）聲音的響度級(jí)和響度響度級(jí)——是人們對(duì)噪聲進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)的一個(gè)基本量，以LN表示，單位方(phon)。響度級(jí)（方值）等于該純音的聲壓級(jí)，即與該聲音同樣響的1000Hz的純音的聲壓級(jí)數(shù)。6.1聲音及其度量響度——是人耳對(duì)聲音強(qiáng)度所產(chǎn)生的主觀感覺量，它與人對(duì)聲音響亮程度的主觀感覺成正比，以N表示，單位宋(sone)，并規(guī)定1宋為40方。響度級(jí)與響度的關(guān)系：6.1聲音及其度量（2）計(jì)權(quán)聲級(jí)對(duì)純音可以通過測(cè)量它的聲壓級(jí)和頻率，按等響曲線來確定它的響度級(jí)，然后根據(jù)方-宋關(guān)系確定它的響度。但是，絕大多數(shù)的噪聲是寬帶聲音，評(píng)價(jià)它的響度比較復(fù)雜，或者計(jì)算求得，或者通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)由儀器直接測(cè)定。就聲級(jí)計(jì)而言，設(shè)立了A、B、C三種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。6.1聲音及其度量（3）等效連續(xù)聲級(jí)是指某一段時(shí)間內(nèi)的A聲級(jí)能量平均值，簡(jiǎn)稱等效聲級(jí)或平均聲級(jí)，以Leq表示，單位dB(A)

。（4）統(tǒng)計(jì)聲級(jí)統(tǒng)計(jì)聲級(jí)的物理定義為達(dá)到或大于某一聲級(jí)的概率，以Ls表示噪音的統(tǒng)計(jì)特征符合正太分布，則：。6.2噪聲及其對(duì)人的影響6.2.1噪聲及其來源（1）工業(yè)噪聲主要包括空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械噪聲和電磁噪聲。（2）交通噪聲主要是指機(jī)動(dòng)車輛、火車、飛機(jī)和船舶的噪聲。（3）建筑施工噪聲主要是來自于露天建筑作業(yè)，污染十分嚴(yán)重。（4）社會(huì)噪聲

主要是指社會(huì)活動(dòng)和家庭生活所引起的噪聲。6.2噪聲及其對(duì)人的影響6.2.2噪聲對(duì)生理的影響（1）對(duì)聽力的影響持續(xù)性的強(qiáng)烈噪聲會(huì)使人的聽力受到傷害，通常會(huì)引起噪聲性耳聾，這與噪聲的強(qiáng)度、頻率及其接觸時(shí)間有關(guān)。。（2）對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響會(huì)造成大腦皮層的興奮和抑制平衡失調(diào)。（3）對(duì)內(nèi)分泌和心血管系統(tǒng)的影響會(huì)導(dǎo)致人體甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)等癥狀，同時(shí)也心血管系統(tǒng)產(chǎn)生影響：如心跳過速、高血壓等。（4）對(duì)消化系統(tǒng)的影響

會(huì)導(dǎo)致腸胃機(jī)能阻滯、消化不良、食欲不振等腸胃疾病。6.2噪聲及其對(duì)人的影響6.2.3噪聲對(duì)心理的影響噪聲對(duì)心理的影響主要是使人產(chǎn)生煩惱、焦急、討厭等情緒。其中脈沖噪聲比連續(xù)噪聲影響更甚。6.2.4噪聲對(duì)作業(yè)能力和功效的影響噪聲直接或間接地影響工作效率，同時(shí)也會(huì)對(duì)人的腦力勞動(dòng)產(chǎn)生干擾。6.3噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)6.3.1噪聲的測(cè)量（1）室內(nèi)噪聲的測(cè)量聲級(jí)計(jì)是用一定頻率和時(shí)間計(jì)權(quán)來測(cè)量聲壓級(jí)的儀器。測(cè)量室內(nèi)噪聲時(shí)，將聲級(jí)計(jì)傳聲器放在操作人員耳朵處或工作面附近。（2）機(jī)器設(shè)備噪聲的測(cè)量（3）交通車輛噪聲的測(cè)量

6.3噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（2）機(jī)器設(shè)備噪聲的測(cè)量

將測(cè)點(diǎn)均勻地布置在所測(cè)機(jī)器的周圍，測(cè)點(diǎn)數(shù)目根據(jù)機(jī)器設(shè)備的大小和發(fā)聲部位的多少來選擇，一般為4-8個(gè)。測(cè)點(diǎn)布置的高度一般在所測(cè)設(shè)備的中間處，且要求高于地面0.5m。

外形尺寸小于30cm的小型設(shè)備，測(cè)點(diǎn)距其表面30cm左右；

外形尺寸在30-100cm的中型設(shè)備，測(cè)點(diǎn)距其表面50cm左右；外形尺寸大小100cm的較大型設(shè)備，測(cè)點(diǎn)距其表面100cm左右；大型或特大型設(shè)備，測(cè)點(diǎn)距其表面100-500cm左右。

（3）交通車輛噪聲的測(cè)量

測(cè)量行駛時(shí)車內(nèi)的噪聲，要求車窗緊閉，測(cè)點(diǎn)應(yīng)在車內(nèi)中央且距地面1.2m。測(cè)量行駛時(shí)車外的噪聲，測(cè)點(diǎn)取距離車體中心線7.5m、距地面或軌道上方1.2m。6.3噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)6.3.2噪聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)噪聲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)噪聲控制和保護(hù)環(huán)境的基本依據(jù)，控制標(biāo)準(zhǔn)分為三類：基于對(duì)作業(yè)者的聽力保護(hù)提供的，以等效連續(xù)聲級(jí)為指標(biāo)；基于降低人們對(duì)環(huán)境噪聲煩惱而提供的，以等效連續(xù)聲級(jí)、統(tǒng)計(jì)聲級(jí)為指標(biāo)；基于改善工作條件、提高效率而提出的，以語言干擾聲級(jí)為指標(biāo)。（1）國外標(biāo)準(zhǔn)（2）中國標(biāo)準(zhǔn)6.4噪聲控制6.4.1聲源控制（1）降低機(jī)械噪聲選擇發(fā)聲小的材料改變傳動(dòng)方式——齒輪傳動(dòng)改進(jìn)設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)——提高箱體剛度、采用小噪聲的加工工藝

（2）降低空氣動(dòng)力性噪聲

主要是有氣體渦流產(chǎn)生的——降低氣流速度

6.4噪聲噪聲控制6.4.2控制噪聲的傳播控制噪聲第二個(gè)有效辦法是阻斷和屏蔽噪聲的傳播：對(duì)工廠各區(qū)域合理布局調(diào)整聲源的指向——二環(huán)的隔音罩充分利用天然地形——草坪、綠地等采用吸聲、隔音、消聲等措施——汽車的排氣筒采用隔振與減振措施——減振彈簧

6.4.3操作者聽力保護(hù)美國OSHA規(guī)定要求企業(yè)對(duì)所有噪音量超過50％（TWA＝85dB(A)）的員工提供聽力保護(hù)設(shè)備；噪音量在100％以上（TWA=90dB(A)）工人必須戴聽力保護(hù)設(shè)備。聽力保護(hù)設(shè)備有兩大類：嵌入型和包被型。

6.5振動(dòng)環(huán)境6.5.1振動(dòng)及其分類（1）振動(dòng)

一個(gè)質(zhì)點(diǎn)或物體沿直線或弧線相對(duì)于基準(zhǔn)位置作來回運(yùn)動(dòng)的形式，稱為振動(dòng)。（2）振動(dòng)的分類

振動(dòng)來源——生產(chǎn)性振動(dòng)與非生產(chǎn)性振動(dòng)振動(dòng)作用于人體部位和傳導(dǎo)方式——全身振動(dòng)和局部振動(dòng)振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律——正弦振動(dòng)與隨機(jī)振動(dòng)

6.5.2振動(dòng)變量

位移（振幅）頻率速度加速度6.5振動(dòng)環(huán)境6.5.3振動(dòng)對(duì)人體的影響人體以及身體的各組成部分和器官都有各自的固有頻率，并且它們?nèi)嵝缘剡B在身上，因此它們將以不同的頻率振動(dòng)。器官越大，固有頻率越低。下表是一個(gè)坐著的人其身體各部分的固有頻率：

6.5振動(dòng)環(huán)境（1）受強(qiáng)烈的、長(zhǎng)期的全身振動(dòng)的工人可能患脊椎和周圍神經(jīng)系統(tǒng)疾病。振動(dòng)頻率主要在4－10Hz頻率時(shí)胸部和腹部出現(xiàn)疼痛；在8－12Hz時(shí)發(fā)生背痛。頭痛、眼睛疲勞以及腸和膀光發(fā)炎，通常與10－20Hz頻率振動(dòng)有關(guān)。（2）局部振動(dòng)對(duì)人體的影響：能引起神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、骨關(guān)節(jié)肌肉運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)障礙等。（3）振動(dòng)的心理效應(yīng)：主要是使人感覺不舒適和煩惱，甚至?xí)弁础?/p>

6.5振動(dòng)環(huán)境6.5.4振動(dòng)對(duì)工效的影響（1）對(duì)視覺辨認(rèn)績(jī)效的影響

——視覺對(duì)象處在振動(dòng)環(huán)境中：大于2Hz無法跟蹤——觀察者處于振動(dòng)環(huán)境中：大于4Hz視覺績(jī)效下降（2）對(duì)操作動(dòng)作的影響振動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)績(jī)效的影響與追蹤任務(wù)的難度、顯示器類型及操縱器類型有關(guān)。使用邊側(cè)型操縱器和扶手可比使用傳統(tǒng)的安裝在中間的駕駛盤減小高達(dá)50％的由振動(dòng)引起錯(cuò)誤量。在垂直方向上的正弦振動(dòng)的不利影響發(fā)生在4－20Hz內(nèi)，加速度超過0.20g時(shí)，它比無振動(dòng)的控制狀態(tài)多出現(xiàn)高達(dá)40％的追蹤錯(cuò)誤6.5振動(dòng)環(huán)境6.5.5振動(dòng)的評(píng)價(jià)與控制以振動(dòng)方向、振動(dòng)頻率、振動(dòng)加速度有效值和人體受振持續(xù)時(shí)間這四個(gè)最基本的振動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系來評(píng)價(jià)全身振動(dòng)對(duì)人體的影響，出于對(duì)舒服程度、任務(wù)精通程度和生理安全方面的考慮，它將1─80Hz頻率范圍內(nèi)人體承受的全身振動(dòng)劃分為三種不同的感受界限：疲勞－工作效率降低界限——從振動(dòng)對(duì)人體引起疲勞的感受，從而影響其工作效率的角度而確立的。

舒適性降低界限——以不影響人的日常生活為基礎(chǔ)。受振極限（或健康界限）——區(qū)分振動(dòng)強(qiáng)度對(duì)人體健康與安全與否的界限。6.5振動(dòng)環(huán)境（2）振動(dòng)控制

①減少和消除振源——隔離振源——改進(jìn)生產(chǎn)工藝（液壓機(jī)構(gòu)）——增加設(shè)備的阻尼——采取隔振、吸振、阻尼等措施——采用鋼絲彈簧類、橡膠類等減震器——降低設(shè)備減振系統(tǒng)的共振頻率②個(gè)體防護(hù)——防振手套、減振椅等③限制接觸振動(dòng)時(shí)間6.5特殊環(huán)境（1）加速度效應(yīng)

——超重（2）失重效應(yīng)——失重：人體身體各部分所受到的外力合力等于零——抗重力服裝——航天運(yùn)動(dòng)?。?）高壓與低壓效應(yīng)第七章空氣環(huán)境7.1空氣中的主要污染物及其來源（1）空氣環(huán)境中的有害氣體

——工廠、日常生活用煤、石油等燃料：硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳——交通工具排放尾氣：一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠?、鉛——裝修、家具、裝修材料：甲醛、氨、苯等有機(jī)氣體

在一般情況下，粉塵與二氧化硫、一氧化碳和二氧化碳、碳氧化合物，是空氣中的主要污染物，其中，粉塵與二氧化硫占40%，一氧化碳占30%，二氧化氮、碳?xì)浠衔锛捌鋸U氣占30%。第七章空氣環(huán)境（2）空氣中的其他污染

——固體塵粒：碳粒、懸浮顆粒物、飛塵、碳酸鈣、氧化鋅、二氧化鋁等，其中飄塵是衡量城市空氣環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)之一?！饘俜蹓m：鉛、汞、鉻、鎘以及鋅、釩、錳、鋇等，其中鉛污染毒性較大，在我國十分嚴(yán)重?！派湫晕镔|(zhì)：氡（房基地土壤里和