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噪声监测报告讲解
实验设计与数据处理
1.题目
时间:
2011/2012-2第13-14周
班级:
09资环转本
姓名:
黄磊
班内序号:
0905506
设计题目:
噪声监测报告
指导教师:
常玉广
2012年5月13日
2.实验目的
环境噪声与人们的生活密切相关,它影响人们的学习、工作和休息。
学校是噪声的敏感区,噪声的增加对教学的影响是明显的。
首先是对学生的影响,频繁出现的噪声会打断学生的听课和思考。
其次教师则需放大嗓门,长此连续下去,教师不堪重负。
再则,若教师为保证较长教学需要而保护嗓子,很多学生则听不清,影响了教学效果。
据调查,有的学生将“听不清”作为不上课的理由。
所以有必要对教学区的环境进行彻底的检测和评估,以保证教学楼有很好的学习氛围。
教学楼的声源主要有学生的谈话声、教学话筒的声音、设备噪声等,形成一个相对稳定的持续噪声环境。
根据教学楼的功能,我们主要关注持续噪声对人在心理和生理上产生的影响,以及背景噪声对学习者的语言干扰度。
持续噪声的人体响应
莱曼(Lehmann)对不同的声级噪声对人体器官的影响进行了综合汇总,并将汇总的结果分为四个“噪声品级”。
第一噪声品级:
L=30dB(A)~65dB(B) ,影响程度仅限于心理的,会造成
(1)不舒适的感觉;
(2)受到干扰的感受;(3)有厌烦的感觉;(4)听到噪声就发火;(5)被噪声激怒;(6)不能集中精力从事脑力劳动;(7)课堂讲课或作报告的信息量降低;(8)工作能力受损,昏昏欲睡。
第二噪声品级:
L=65~90dB(B),心理影响大于第一品级,另外还有植物神经方面的影响,
(1)唾液分泌减少;
(2)胃蠕动的频率及幅度增加;(3)心脏的悸动量减少;(4)血管收缩,动脉末梢的血液阻力增大;(5)脉冲波增加;(6)呼吸加快(新陈代谢加速);(7)脑内液压增高;(8)脑电图频谱中低频增大;(9)大脑皮层功能受到抑制;(10)大脑下皮层功能受到刺激;(11)瞳孔扩大;(12)内分泌系统反应。
第三噪声品级:
L=90~120dB(B),心理影响和植物神经的影响均大于第二品级,此外还有造成不可恢复的听觉机构损害的危险。
第四噪声品级:
L=>120dB(B),经过相当短时间的声冲击之后,就必须考虑到内耳遭受的永久性损伤。
在国家民用建筑室内推荐容许噪声级标准中,对于旅馆餐厅的要求背景噪声在60dB以下。
当噪声达到80dB时,对人的消化系统会产生明显的影响。
噪声的语言干扰度
人的正常谈话声为70dB,当背景噪声增大时,人们就不得不提高声音或缩短谈话距离。
3.实验设计
我们的实验目的是得到教室中的噪声级,并比较不同教室的噪声情况。
经过试测,我们了解到教室声环境具有以下特点:
声级受人数影响大;声源密集,情况复杂,声场具有一定的局部差异——在洗手间处,或距离交谈的人很近的地方,声压级明显大于周围;有较大的随机性,在相同地点,由于附近人员的活动,声级具有较大浮动。
3.1测量条件
声测量的依据为《城市区域环境噪声测量方法》GB∕T14623---93及其附录A《城市区域环境噪声普查方法(补充件)》。
1)天气条件要求在无雨无雪的时间,声级计应保持传声器膜片清洁,风力在三级以上必须加风罩(以避免风噪声的干扰),五级以上大风应停止测量。
2)使用仪器为PSJ-2型声级计或其他普通声级计。
采用A计权Leq声级,记录60秒平均声压级
3)测量时,传声器要求距离地面1.2m,传声器对准声源方向。
3.2测时段的选择
根据《城市区域环境噪声测量方法》GB∕T14623---93的要求,时间分为白天(6:
20—22:
00时)和夜间(22:
00—6:
00)两部分。
白天测量一般选在(8:
00—12:
00时或15:
00—21:
00时)。
监测点
时段
AB区
C区
3C101
平时
上课
10:
15—11:
15
14:
45—15:
45
14:
45—15:
45
18:
45—19:
45
自习
10:
15—11:
15
/
18:
45—19:
45
课间时间
中午休息时间
12:
00—13:
00
/
下午休息时间
16:
45—17:
45
晚上下课后
20:
30—21:
30
双休日
自习
10:
15—11:
15
/
14:
45—15:
45
18:
45—19:
45
根据时段分别做回归分析,然后进行整理填入下表。
组数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
相关系数
回归方程
标准误差
平均数
标准差
从而确立噪声量与时段的相关关系,做出进一步统计
3.3测量仪器
Hs5920噪声监测仪,主测瞬时声级;A声级计权统计,6280D噪声频谱分析仪,按采样时间,自动采样,自动计算,自动打印等效连续声级、最大声级、最小声级、分布声级,采样时间为一分钟,连续测试一小时
3.4测量原理
下面简要介绍A计权Leq声级意义和测量原理,以及混响时间的测量方法和意义。
3.4.1计权声级
人耳对声音的响应不是在所有频率上都是一样的。
下面是人耳对不同频率纯音响应的等响曲线
图1纯音的正常等响线
可以看出,人耳对低频声音的响应不如对中高频段敏感。
A计权声级是参考40phon等响度线,对于不同频段的声压级乘以一个权重因数(权重曲线与40phon等响曲线互补偿),以模拟人耳对低频不敏感的特性。
除A计权声级外,还有参考70phon等响曲线的B计权声级,参考85phon等响曲线的C计权声级等。
不同标度关系如下图
图2声级计和最新推荐的E和SI计权的国际标准化的计权曲线
3.4.2累计百分声级(统计声级)LN
由于环境噪声,如街道、住宅区的噪声,往往呈现不规则且大幅度变动的情况,因此需要用统计的方法,用不同的噪声级出现的概率或累积概率来表示。
定义为:
累计百分声级LN表示某一A声级,且大于此声级的出现概率为N%。
如L5=70dB表示整个测量期间噪声超过70dB的概率占5%。
L10,L95的意义依此类推。
L5相当于峰值平均噪声级,L50相当于平均噪声级,又称中央值,L95相当于背景噪声级(或叫本底噪声级)。
如果测量是按一定时间间隔(例如每5s一次)读取指示值,那么L10表示有10%的数据比它高,L50表示有50%的数据比它高,L90表示有90%的数据比它高。
如果噪声级的统计特性符合正态分布,那么:
Leq=L50+
式中:
d=L10-L90。
如果噪声级的统计特性符合对称正态分布,则L10-L50与L50-L90应该相同。
如不对称则差值不同,差值越大说明分布越不集中。
4.实验记录
按采样时间,自动采样,自动计算,自动打印等效连续声级、最大声级、最小声级、分布声级,采样时间为一分钟,连续测试一小时,并分时段持续监测,最后把数据记录在一张表中进行进一步分析。
5.数据
以AB区为例:
单位:
dB(A)
组数
时间
测量值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10
78.5
78.3
78.1
76.7
76.4
74.5
74.3
74.1
73.8
73.1
11
72.9
72.6
72.4
72.1
72
71.7
71.4
71.3
71.1
71.1
12
71.0
70.8
70.3
70.2
70.1
70.1
70
69.8
69.6
69.3
13
69.3
69.2
69.1
68.9
68.8
68.8
68.8
68.7
68.7
68.6
14
68.5
68.4
68.3
68.2
68.2
68.1
68
68
67.8
67.6
15
67.3
67.1
66.9
66.9
66.8
66.6
66.4
66.3
66.1
65.8
16
65.5
65.4
65.3
65.2
65
64.8
64.7
64.5
64.4
64.2
17
64.1
64
63.8
63.6
63.4
63.2
62.6
62.5
62.3
61.8
18
61.6
61.6
61.6
61.6
61
60.7
60.1
60
59.9
59.5
19
59.1
58.9
57.3
56.9
56.7
54.9
53.2
52.1
50.9
47.2
6.数据分析
用Excel计算描述统计量得:
AB区
平均
66.489
标准误差
0.58709
中位数
67.45
众数
61.6
标准差
5.870899
方差
34.46745
峰度
0.888141
偏度
-0.62956
区域
31.3
最小值
47.2
最大值
78.5
求和
6648.9
观测数
100
最大
(1)
78.5
最小
(1)
47.2
置信度(95.0%)
1.164914
通过Excel做出频数分布:
接收
频率
55
5
60
8
65
23
70
38
75
21
80
5
其他
0
整理得:
噪声大小
频数
<55
5
56-60
8
61-65
23
66-70
38
71-75
21
76-80
5
绘制图表:
因为图表符合正态分布:
L10=73.1dB(A)
L50=67.6dB(A)
L90=59.5dB(A)
Leq=70.7dB(A)
用Excel进行方差分析:
原假设H0时间段对噪声无明显影响
被择假设H1时间段对噪声有影响
方差分析:
单因素方差分析
SUMMARY
组
观测数
求和
平均
方差
行1
10
757.8
75.78
4.235111
行2
10
718.6
71.86
0.411556
行3
10
701.2
70.12
0.259556
行4
10
688.9
68.89
0.054333
行5
10
681.1
68.11
0.074333
行6
10
666.2
66.62
0.219556
行7
10
649
64.9
0.202222
行8
10
631.3
63.13
0.620111
行9
10
607.6
60.76
0.691556
行10
10
547.2
54.72
14.704
方差分析
差异源
SS
df
MS
F
P-value
Fcrit
组间
3219.027
9
357.6697
166.5723
3.95E-52
1.985595
组内
193.251
90
2.147233
总计
3412.278
99
因为P<α(α默认值0.05)拒绝H0
通过方差分析可以清晰的表明时间段对噪声的大小有显著的影响
用Excel对AB区第一组数据回归分析得:
SUMMARYOUTPUT
回归统计
MultipleR
0.977696
RSquare
0.95589
AdjustedRSquare
0.950377
标准误差
1.257589
观测值
10
方差分析
df
SS
MS
F
SignificanceF
回归分析
1
274.1838
274.1838
173.3661
1.05E-06
残差
8
12.65224
1.58153
总计
9
286.836
Coefficients
标准误差
tStat
P-value
Lower95%
Upper95%
下限95.0%
上限95.0%
Intercept
94.21394
2.046621
46.03389
5.48E-11
89.49442
98.93346
89.49442
98.93346
XVariable1
-1.82303
0.138456
-13.1669
1.05E-06
-2.14231
-1.50375
-2.14231
-1.50375
由回归曲分析表噪声和时间段有很显著的线性关系
同理计算得:
AB区
平时上课
10:
15—11:
15
14:
45—15:
45
18:
45—19:
45
L10
73.1
73.2
69.0
L50
67.6
63.9
60.1
L90
59.5
58.1
52.4
Leq
70.7
67.7
64.7
平时自习
10:
15—11:
15
18:
45—19:
45
L10
53.1
51.1
L50
42.9
46.4
L90
38.3
42.3
Leq
46.6
47.7
休息时间
12:
00—13:
00
16:
45—17:
45
20:
30—21:
30
L10
55.0
57.3
55.2
L50
47.8
49.1
48.8
L90
40.5
45.5
44.1
Leq
51.3
51.4
50.9
双休日自习
10:
15—11:
15
14:
45—15:
45
18:
45—19:
45
L10
41.5
51.6
48.5
L50
36.8
41.5
41.6
L90
33.2
37.2
36.4
Leq
37.9
45.0
44.0
C区:
平时上课
14:
45—15:
45
L10
71.2
L50
65.0
L90
58.9
Leq
67.5
平时自习
10:
15—11:
15
18:
45—19:
45
L10
57.9
53.5
L50
49.8
45.9
L90
39.9
40.6
Leq
55.2
48.7
休息时间
12:
00—13:
00
16:
45—17:
45
20:
30—21:
30
L10
49.6
57.3
56.2
L50
37.4
49.1
48.1
L90
34.6
45.5
42.0
Leq
41.2
51.4
51.5
3C101:
平时上课
14:
45—15:
45
L10
71.6
L50
65.3
L90
57.8
Leq
68.5
7.结果
(1)从对照可知,教学楼AB区教室的噪声超标,1分钟内平均持续时间占了20秒。
作为校园教学区,不能不引起重视。
(2)原因:
1规划问题:
过去对规划的重要性认识不足,对规划的长期发展考虑不够。
致使教学楼与干道距离过近(13-17m),隔离带过窄。
2机动车管理问题:
随学校规模的扩大,教师、学生人数的猛增,相应的后勤交通问题突出。
各种机动车涌入校园营利。
车辆太多,车的种类混杂,使噪声剧增。
(3)危害:
噪声的增加对教学的影响是明显的。
首先是对学生的影响,频繁出现的汽车声会打断学生的听课和思考。
其次教师则需放大嗓门,长此连续下去,教师不堪重负。
再则,若教师为保证较长教学需要而保护嗓子,很多学生则听不清,影响了教学效果。
据调查,有的学生将“听不清”作为不上课的理由。
实际自然环境存在着声音“掩蔽效应”,即一个声音对另一个声音形成掩蔽,汽车发动机或喇叭声对教师的声音掩蔽是严重的。
因为低频声对高频声的掩蔽效应强。
创造良好的学习环境,是课堂教学的保证,因此对噪声的治理不能忽视。
(4)建议
教学区的环境在规划时就应处理好,以满足学校的固有要求。
但由于实际情况的演变,在
目前规划基础上,已无法再作较大调整。
在干道与三教学楼的关系及距离已成定局下,限于地
形条件和经济条件,笔者认为:
大力宣传有关法规,强化车辆管理是当务之急。
即从声源上治
理是根本。
从调查上显示,车通行辆数占了50%左右,割草机虽辆数不多,但声级极大,持续时间较长。
因此对车辆的限制是治理的首要。
建议在校园外设停车场,专人管理,并做到:
1割草机在教学时间不准驶入教学区。
2对学校交通车,为不影响师生的生活,可要求其驶过教学区时,禁鸣喇叭,并对发动机作消声处理。
其次,在声音传播上做文章。
加种高大常绿乔木和灌木。
以后规划另辟交通干道。
但笔者认为:
定时限制车辆的通行是少花钱即可办到的治理措施。
3同时,作为在校师生及相关工作人员也应注意,不要在教学区大声喧哗,点点滴滴从自我做起才能创造美好的环境。
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