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10-5,称为人耳的听阀。
一个声音的声压为p,则它的声压级记为
单位为分贝(dB)。
则:
式中,
——基准声压或参考声压,常采用
=2×
10-5Pa(空气中)。
这样,2×
10-5~20Pa的声压范围就对应着0~120dB的声压级范围。
声学测量中,一般用声级测量噪声时,测出的都是声压级。
2、声强与声强级
在声传播方向上,单位时间内垂直通过单位面积的声能量,我们称之为声音的强度或简称声强,用I表示,单位是W/㎡。
一个声音的声强为I,则它的声强级记为LI,定义为:
式中:
I0——基准声强或称参考强值,常采用I0=10-12W/㎡。
声强级的单位为分贝(dB)。
例如某声音的声强为10-5W/㎡,则它的声强级按定义式可算出为70dB,而10-12~1W/㎡的声强对应0~120dB的声强级。
12.2.2噪声的主观量度
1、响度与响度级
响度是用来描述声音大小的主观感觉。
响度的单位是“宋”_。
定义为1千赫(kHz)纯音很快地交替比较,当听者感觉两者为一样响时,把该频度的声音响度级标在图上,便可得一条曲线,称之为等响曲线。
因为在不同声强水平上的等响曲线不同,要使仪器适应所不同强度的响度修正值是比较困难的。
常用的有A、B、C、D四种计权网络,经过A计权网络测量出的dB读数称A计权声级,简称A声级,以
实验表明,噪声的A声级,与人们的主观反映有良好的相关性,即测得的A声级大,人们听起来也觉得响,A声级大小与人们主观上的感觉是一致的。
所以,A声级已成为国际化组织及我国作为量度噪声的主要指标,是目前用得最多的一种声级。
2、等效(连续)A声级
等效(连续)A声级的定义是,某段时间内的非稳态的噪声的A声级,用能量平均的方法,以一个连续不变的A声级,来表示该段时间内噪声的声级,用公式表示就是:
——等效连续A声级,单位dB(A);
LA——测得的A声级;
T——噪声暴露时间。
当测量值LA是非连续散值时,上式可改写为:
式中
——第
段时间内的A声级;
段的时间。
【例12.1】某机加工车间因投入生产的机床型号不同和开动的台数不同,一天8h工作日中车间内噪声起伏变化较大。
根据噪声变化的规律,在不同的时间间隔内,对噪声进行了测量,测量结果见表12.1所示。
问该车间8h内的等数连续A声级是多少?
表12-1某车间8_h开工期间A声级测量结果
起止时间
8:
00~
25
25~
9:
00
10:
11:
30
30~
12:
14:
17:
18:
A声级[Db(A)]
84
93
91
92
87
90
85
暴露时间
(min)
35
60
180
解:
先将每一个A声级
的持续时间中(即暴露时间)t,计算出来列在表12.1的第三行,而
则等效声级计算为:
90.2bB(A)
12.2.3环境噪声的标准
1、《工业企业噪声卫生标准》
为了贯彻安全生产和“预防为主”的方针,防止工业企业噪声的危害,保障工人身体健康,促进工业生产建设的发展,特制订《工业企业噪声卫生标准》。
标准适用于工业企业的生产车间或作业场所(脉冲声除外)。
工业企业的生产车间和作业场所的工作地点的噪声标准为85dB(A)。
现有工业企业经过努力暂时达不到标准时,可适当放宽,但不得超过90dB(A)。
对每天接触噪声不到八小时的工种,根据企业种类和条件,噪声标准可按表1、2相应放宽。
新建、扩建、改建企业参照表表1
每个工作日接触噪声时间(小时)
允许噪声dB(A)
8
4
88
2
1
94
最高不得超过115
现有企业暂时达不到标准参照表表2
96
99
2、环境噪声标准
环境噪声标准是指不同地区的户外环境噪声标准。
制定这类标准是控制噪声对人的影响,为合理实施噪声控制技术和噪声立法提供依据。
《城市区域环境噪声标准》GB3096-931993-12-06实施)
本标准规定了城市五类区域的环境噪声最高限值。
本标准适用于城市区域。
乡村生活区域可参照本标准执行。
本标准为贯彻《中华人民共和国环境保护法》及《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》,保障城市的生活声环境质量而制订。
1主题内容与适用范围
乡村生产区域可参照本标准执行。
2引用标准
GB/T14623城市区域环境噪声测量方法
3标准值
城市5类环境噪声标准值列于下表:
等效声级LAeq:
dB
类别
昼间
夜间
50
40
55
45
3
65
70
4各类标准的适用区域
4.10类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域。
位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。
4.21类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。
乡村居住环境可参照执行该类标准。
4.32类标准适用于居住、商业、工业混杂区。
4.43类标准适用于工业区。
4.54类标准适用于城市中的道路交能干线道路两侧区域,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(指不通过列车时的噪声水平)限值也行该类标准。
5夜间突发噪声
夜间突发的噪声,其最大值不准超过标准值15dB。
6区域及时间的划定
6.1各类标准适用区域由当地人民政府划定。
6.2本标准昼间、夜间的时间由当地人民政府按当地习惯和季节变化划定。
7监测方法
按GB/T14623执行。
附加说明
本标准由国家环境保护局提出。
本标准主要起草人郭静男、郭秀兰、孙家麒、陈光华、赵仁兴。
本标准由国家环境保护局负责解释
3、工业企业厂区内各类地点噪声标准
工业企业噪声控制设计规范GBJ87—85
为防止工业噪声的危害,保障职工的身体健康,保证安全生产与正常工作,保护环境,特制订本规范。
本规范适用于工业企业中的新建、改建、扩建与技术改造工程的噪声(脉冲声除外)控制设计。
新建、改建和扩建工程的噪声控制设计必须与主体工程设计同时进行。
对于生产过程和设备产生的噪声,应首先从声源上进行控制,以低噪声的工艺和设备代替高噪声的工艺和设备;
如仍达不到要求,则应采用隔声、消声、吸声、隔振以及综合控制等噪声控制措施。
工业企业噪声控制设计,应对生产工艺、操作维修、降噪效果进行综合分析,积极采用行之有效的新技术、新材料、新方法,以降低成本,提高效能,力求获得最佳的经济效益。
对于少数生产车间及作业场所,如采取相应噪声控制措施后其噪声级仍不能达到噪声控制设计标准时,则应采取个人防护措施。
对这类生产车间及作业场所,噪声控制设计应根据车间的噪声级以及所采取的个人防护装置的插入损失值进行。
工业企业噪声控制设计,除执行本规范规定外,尚应符合国家现行的其它有关标准规范的规定
工业企业厂区内各类地点的噪声A声级,按照地点类别的不同,不得超过表中所列的噪声限制值。
工业企业厂区内各类地点噪声标准表
序号
地点类别
噪声限制(dB)
生产车间及作业场所(每天连续接触噪声8小时)
高噪声车间设置的值班室、观察室、休息室(室内背景噪声级)
无电话通讯要求时
75
有电话通讯要求时
精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房(正常工作状态)
车间所属办公室、实验室、设计室(室内背景噪声级)
5
主控制室、集中控制室、通讯室、电话总机室、消防值班室(室内背景噪声级)
6
厂部所属办公室、会议室、设计室、中心实验室(包括试验、化验、计量室)(室内背景噪声级)
7
医务室、教室、哺乳室、托儿所、工人值班宿舍(室内背景噪声级)
注:
①本表所列的噪声级,均应按现行的国家标准测量确定。
②对于工人每天接触噪声不足8小时的场合,可根据实际接触噪声的时间,按接触时间减半噪声限制值增加3dB的原则,确定其噪声限制值。
③本表所列的室内背景噪声级,系在室内无声源发声的条件下,从室外经由墙、门、窗(门窗启闭状况为常规状况)传入室内的室内平均噪声级。
工业企业由厂内声源辐射至厂界的噪声A声级,按照毗邻区域类别的不同,以及昼夜时间的不同,不得超过下表中所列的噪声限制值。
厂界噪声限制值(dB)表
厂界毗邻区域的环境类别
特殊住宅区
居民、文教区
一类混合区
商业中心区、二类混合区
工业集中区
交通干线道路两侧
①本表所列的厂界噪声级,应按现行的国家标准测量确定。
②当工业企业厂外受该厂辐射噪声危害的区域同厂界间存在缓冲地域时(如街道、农田、水面、林带等),表中所列厂界噪声限制值可作为缓冲地域外缘的噪声限制值处理。
凡拟作缓冲地域处理时,应充分考虑该地域未来的变化。
12.3噪声的测量
12.3.1噪声的测量仪器
目前使用的测量仪器主要有声级计、频谱仪、计算机控制的测量仪等。
12.3.2噪声测量方法
参照有关监测方法标准进行。
第七章噪声污染监测
7.1概述
7.1.1噪声的概念
这些为人们生活和工作所不需要的声音叫噪声,从物理现象判断,一切无规律的或随机的声信号叫噪声;
噪声的判断还与人们的主观感觉和心理因素有关,即一切不希望存在的干扰声都叫噪声。
7.1.2噪声的分类
按机理分可分三类:
空气动力性噪声、机械性噪声、电磁性噪声。
按来源分可分五类:
交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声、自然噪声。
7.1.3环境噪声的主要特征
(1)噪声是感觉公害。
(2)噪声具有局限性和分散性
7.1.4噪声的危害
干扰人们的睡眠和工作,强噪声会使人听力损失。
这种损失是累计性的,在强噪声下工作一天,只要噪声不是过强(120分贝以上),事后只产生暂时性的听力损失,经过休息可以恢复;
但如果长期在强噪声下工作,每天虽可以恢复,经过一段时间后,就会产生永久性的听力损失,过强的噪声还能杀伤人体。
①损伤听力,造成噪声性耳聋。
90分贝下20%聋,85分贝下10%耳聋
②干扰睡眠,影响工作效率。
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
③干扰语言通讯
④影响人的心理变化
⑤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。
7.1.5噪声监测参数及其分析
7.1.5.1声功率、声强、声压
(1)声功率(W)
声功率是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。
在噪声监测中,声功率是指声源总声功率。
单位为W。
(2)声强(I)
声强是指单位时间内,声波通过垂直于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。
单位为Pa。
声压与声强的关系是:
I=P2/ρc
7.1.5.2分贝、声功率级、声强级和声压级
(1)分贝
人们日常生活中遇到的声音,若以声压值表示,由于变化范围非常大,可以达六个数量级以上,同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的,而是成对数比例关系。
所以采用分贝来表达声学量值。
所谓分贝是指两个相同的物理量(例A1和A0)之比取以10为底的对数并乘以10(或20)。
N=10lg(A1/A0)
分贝符号为"
dB"
,它是无量纲的。
式中A0是基准量(或参考量),A是被量度量。
被量度量和基准量之比取对数,这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”。
(2)声功率级
Lw=10lg(W/W0)
Lw——声功率级(dB);
W——声功率(W);
W0——基准声功率,为10-12W。
(3)声强级
LI=10lg(I/I0)
LI——声压级(dB);
I
——声强(W/m2);
I0——基准声强,为10-12W/m2。
(4)声压级
LP=20lg(P/P0)
LP——声压级(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。
7.1.5.3噪声的叠加
两个以上独立声源作用于某一点,产生噪声的叠加。
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。
但声压不能直接相加。
由于I1=P12/ρc
I2=P22/ρc
故P总2=P12+P22
又(P1/P0)2=10(Lp1/10)
(P2/P0)2=10(Lp2/10)
故总声压级:
LP=10lg[(P12+P22)/P02]
=10lg[10(Lp1/10)+10(Lp2/10)]
如LP1=LP2,即两个声源的声压级相等,则总声压级:
LP=LP1+10lg2
≈LP1+3(dB)
也就是说,作用于某一点的两个声源声压级相等,其合成的总声压级比一个声源的声压级增加3dB。
当声压级不相等时,按上式计算较麻烦。
可以利用书上图7-1查曲线值来计算。
方法是:
设LP1>
LP2,以LP1-LP2值按图查得ΔLP,则总声压级LP总=LP1+ΔLP。
7.1.5.4响度和响度级
(1)响度(N)
响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念,它不仅取决于声音的强度(如声压级),还与它的频率及波形有关。
响度的单位为“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。
如果另一个声音听起来比1宋的声音大n倍,即该声音的响度为n宋。
(2)响度级(LN)
响度级是建立在两个声音主观比较的基础上,选择1000Hz的纯音作基准音,若某一噪声听起来与该纯音一样响,则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级(dB)。
响度级用LN表示,单位是“方”。
如果某噪声听起来与声压级为80dB,频率为1000Hz的纯音一样响,则该噪声的响度级就是80方。
(3)响度与响度级的关系
根据大量的实验得到,响度级每改变10方,响度加倍或减半。
它们的关系可用下列数学式表示:
N=2[(LN-40)/10]或LN=40+33lgN
注意,响度级的合成不能直接相加,而响度可以相加。
应先将各响度级换算成响度进行合成,然后再换算成响度级。
7.1.5.5计权声级
为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量,有关人员在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器,叫计权网络。
通过计权网络测得的声压级,已不再是客观物理量的声压级,而叫计权声压级或计权声级,简称声级。
通用的有A、B、C和D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55dB到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。
7.1.5.6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
A计权声级能够较好地反映人耳对噪声的强度与频率的主观感觉,因此对一个连续的稳态噪声,它是一种较好的评价方法,但对一个起伏的或不连续的噪声,A计权声级就显得不合适了。
例如,交通噪声随车流量和种类而变化;
又如,一台机器工作时其声级是稳定的,但由于它是间歇地工作,与另一台声级相同但连续工作的机器对人的影响就不一样。
因此提出了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,即等效连续声级,符号“Leq”或“LAeq.T”。
它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的大小。
例如,有两台声级为85dB的机器,第一台连续工作8小时,第二台间歇工作,其有效工作时间之和为4小时。
显然作用于操作工人的平均能量是前者比后者大一倍,即大3dB。
因此,等效连续声级反映在声级不稳定的情况下,人实际所接受的噪声能量的大小,它是一个用来表达随时间变化的噪声的等效量。
LPA——某时刻t的瞬时A声级(dB);
T——规定的测量时间(s)。
如果数据符合正态分布,其累积分布在正态概率纸上为一直线,则可用下面近似公式计算:
LAeq.T≈L50+d2/60,d=L10-L90
其中L10,L50,L90为累积百分声级,其定义是:
L10——测量时间内,10%的时间超过的噪声级,相当于噪声的平均峰值。
L50——测量时间内,50%的时间超过的噪声级,相当于噪声的平均值。
L90——测量时间内,90%的时间超过的噪声级,相当于噪声的背景值。
累积百分声级L10、L50、和L90的计算方法有两种:
其一是在正态概率纸上画出累积分布曲线,然后从图中求得;
另一种简便方法是将测定的一组数据(例如100个),从大到小排列,第10个数据即为L10,第50个数据即为L50,第90个数据即为L90。
(二)噪声污染级
许多非稳态噪声的实践表明,涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大,并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。
经实验证明,在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量,更能反映实际污染程度。
用这种噪声污染级评价航空或道路的交通噪声比较恰当。
故噪声污染级(LNP)公式为:
LNP=Leq+Kσ
K——常数,对交通和飞机噪声取2.56;
σ——测定过程中瞬时声级的标准偏差。
(三)昼夜等效声级
也称日夜平均声级,符号“Ldn”。
用来表达社会噪声昼夜间的变化情况,表达式为:
Ldn=10lg{[16×
100.1Ld+8×
100.1(Ln+10)]/24}
式中:
Ld——白天的等效声级,时间从6∶00-22∶00,共16个小时;
Ln——夜间的等效声级,时间从22∶00-第二天的6∶00,共8个小时。
为表明夜间噪声对人的烦扰更大,故计算夜间等效声级这一项时应加上10dB的计权。
7.1.5.7噪声的频谱分析
略。
7.2噪声监测
7.2.1噪声测量仪器
7.2.1.1声级计
声级计也称噪声计,它是用来测量噪声的声压计和计权声级的最基本的测量仪器,适用于环境噪声和各种机器(如风机、空压机、内燃机、电动机)噪声的测量,也可用于建筑声学、电声学的测量。
(1)工作原理声级计主要由传声器、放大器、衰减器、计权网络、电表电路及电源等部分组成。
其工作原理是:
声压大小经传声器后转换成电压信号,此信号经前置放大器放大后,最后从显示仪上指示出声压级的分贝数值。
(2)分类
声级计整机灵敏度是指在标准条件下测量1000Hz纯音所表现出的精度。
按其精度可分为四种类型,即O型声级计,是实验用的标准声级计;
Ⅰ型声级计,相当于精密声级计;
Ⅱ型声级计和Ⅲ型声级计作为一般用途的普通声级计。
国产声级计有ND-2
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