環(huán)境監(jiān)測(cè)第八章噪聲監(jiān)測(cè)課件

1、環(huán)境監(jiān)測(cè)第八章噪聲監(jiān)測(cè)一、聲音與噪聲聲音物體的振動(dòng)以波的形式在彈性介質(zhì)中進(jìn)行傳播的一種物理現(xiàn)象。分類：樂聲和噪聲噪聲:是指人們?cè)谌粘Ｉ钪兴恍枰碾s亂無(wú)章的使人厭煩并干擾人的正常生活,工作和休息的聲音。如機(jī)器的轟鳴聲、各種交通工具的馬達(dá)聲、鳴笛聲、人們的嘈雜聲、各種突發(fā)的聲響等。 環(huán)境噪聲的來(lái)源：交通噪聲，包括汽車、火車和飛機(jī)等所產(chǎn)生的噪聲；工廠噪聲，如鼓風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)，織布機(jī)和沖床等所產(chǎn)生的噪聲；建筑施工噪聲，像打樁機(jī)、挖土機(jī)和混凝土攪拌機(jī)等發(fā)出的聲音；社會(huì)生活噪聲，例如，高音喇叭，收錄機(jī)等發(fā)出的過強(qiáng)聲音。 二、聲音的周期、頻率、波長(zhǎng)和聲速頻率：聲源在一秒中內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，記作f。單位為Hz。

2、周期：聲源振動(dòng)一次所經(jīng)歷的時(shí)間，記作T，單位為s。T=1/f。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)間距離，記為，單位為m。聲速：聲波每秒在介質(zhì)中傳播的距離，記作c，單位為m/s。聲速與傳播聲音的介質(zhì)和溫度有關(guān)。在空氣中，聲速（c）和溫度（t）的關(guān)系可簡(jiǎn)寫為： c = 331.4+0.607t 頻率f、波長(zhǎng)和聲速c三者之間的關(guān)系是: c = f 當(dāng)物體在空氣中振動(dòng)，使周圍空氣發(fā)生疏、密交替變化并向外傳遞，且這種振動(dòng)頻率在20-20000Hz之間，人耳可以感覺，稱為可聽聲，簡(jiǎn)稱聲音，噪聲監(jiān)測(cè)的就是這個(gè)范圍內(nèi)的聲波。頻率低于20Hz的叫次聲，高于20000Hz

3、的叫超聲，它們作用到人的聽覺器官時(shí)不引起聲音的感覺，所以不能聽到。 三、聲功率、聲強(qiáng)和聲壓1. 聲功率（W） 聲功率是指單位時(shí)間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。在噪聲監(jiān)測(cè)中，聲功率是指聲源總聲功率。單位為W。2. 聲強(qiáng)（I） 聲強(qiáng)是指單位時(shí)間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向單位面積的聲能量。單位為 W / m2。3.聲壓（P） 聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。單位為Pa。聲波在空氣中傳播時(shí)形成壓縮和稀疏交替變化，所以壓力增值是正負(fù)交替的。但通常講的聲壓是取均方根值，叫有效聲壓，故實(shí)際上總是正值，對(duì)于球面波和平面波，聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系是： I= P2 / c 式中：-空氣密度，如以標(biāo)

4、準(zhǔn)大氣壓與20的空氣密度和聲速代入，得到c =408 國(guó)際單位值,也叫瑞利。稱為空氣對(duì)聲波的特性阻抗。四、分貝、聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲壓級(jí)1.分貝 人們?nèi)粘Ｉ钪杏龅降穆曇?，若以聲壓值表示，由于變化范圍非常大，可以達(dá)六個(gè)數(shù)量級(jí)以上，同時(shí)由于人體聽覺對(duì)聲信號(hào)強(qiáng)弱刺激反應(yīng)不是線性的，而是成對(duì)數(shù)比例關(guān)系。所以采用分貝來(lái)表達(dá)聲學(xué)量值。 所謂分貝是指兩個(gè)相同的物理量（例A1和A0）之比取以10為底的對(duì)數(shù)并乘以10（或20）。 N = 10lg(A1/A0) 分貝符號(hào)為dB，它是無(wú)量綱的。式中A0是基準(zhǔn)量（或參考量），A是被量度量。被量度量和基準(zhǔn)量之比取對(duì)數(shù)，這對(duì)數(shù)值稱為被量度量的級(jí)。亦即用對(duì)數(shù)標(biāo)度時(shí)，所得

5、到的是比值,它代表被量度量比基準(zhǔn)量高出多少級(jí)。2. 聲功率級(jí)： Lw =10lg(W/W0) 式中：Lw聲功率級(jí)（dB）； W 聲功率（W） W0 基準(zhǔn)聲功率，為10-12 W。3. 聲強(qiáng)級(jí) ： LI = 10lg(I/I0) 式中：LI 聲壓級(jí)(dB)；I 聲強(qiáng)（W/m2）； I0 基準(zhǔn)聲強(qiáng)，為10-12 W/m2。4. 聲壓級(jí) ： LP = 20lg(P/P0) 式中： LP 聲壓級(jí)（dB）； P 聲壓（Pa）； P0 基準(zhǔn)聲壓，為210-5Pa，該值是對(duì)1000HZ聲音人耳剛能聽到的最低聲壓。 9五、噪聲疊加和相減1.噪聲的疊加 兩個(gè)以上獨(dú)立聲源作用于某一點(diǎn)，產(chǎn)生噪聲的疊加。 聲能量是可

6、以代數(shù)相加的，設(shè)兩個(gè)聲源的聲功率分別為W1和W2，那么總聲功率W總 = W1+ W2。而兩個(gè)聲源在某點(diǎn)的聲強(qiáng)為I1 和I2 時(shí)，疊加后的總聲強(qiáng) I總 = I1 + I2 。但聲壓不能直接相加。 由于 I1 =P12/c I2 = P22/c 故 P總2 = P12 + P22 又 （P1/ P0）2= 10(Lp1/10) (P2 / P0)2 = 10(Lp2/10) 故總聲壓級(jí)： LP =10 lg（P12 + P22）/ P02 =10 lg10(Lp1/10)+10(Lp2/10) 如 LP1= LP2，即兩個(gè)聲源的聲壓級(jí)相等，則總聲壓級(jí)： LP = LP1+ 10lg2 LP1 +

7、3(dB) 也就是說(shuō)，作用于某一點(diǎn)的兩個(gè)聲源聲壓級(jí)相等，其合成的總聲壓級(jí)比一個(gè)聲源的聲壓級(jí)增加3dB。 當(dāng)聲壓級(jí)不相等時(shí)，按上式計(jì)算較麻煩?？梢岳脮蠄D7-1查曲線值來(lái)計(jì)算。方法是：設(shè)LP1 LP2 ,以 LP1 - LP2值按P226圖查得LP ，則總聲壓級(jí) LP總 = LP1 + LP 。不同A 聲級(jí)dB 數(shù)的和： 當(dāng)兩個(gè)A 聲級(jí)數(shù)LPA1 和 LPA2，且LPA1 LPA2時(shí)，其和為： L1+2 = 10lg100.1 LpA1 +100.1 LpA2 =10lg100.1 LpA11+ 10-0.1 (LpA1-LpA2) =LpA1 + 10lg 1+ 10-0.1L = LpA1

8、 + L式中：L = LPA1 LPA2 下表為不同的L 與LL01234567891011-1213-1415-1920以上L32.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.30.20.10例 車間內(nèi)有4個(gè)聲壓級(jí)分別為80、83、91、84分貝的聲源，利用公式法和圖表法計(jì)算總聲壓級(jí)為多少?2.噪聲級(jí)相減噪聲測(cè)量中經(jīng)常碰到如何扣除背景噪聲問題，這就是噪聲相減的問題?？梢岳帽尘霸肼曅拚€值來(lái)計(jì)算。根據(jù)能量疊加法,可導(dǎo)出聲壓級(jí)減法的計(jì)算公式:LP2 = 10 lg10(LpT/10)-10(Lp1/10) 例 P227 某車床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在相距1米處測(cè)得的聲壓級(jí)為104分貝，該車

9、床停車時(shí)，在同一點(diǎn)測(cè)得的環(huán)境背景噪聲為100分貝，求該車床單獨(dú)產(chǎn)生的聲壓級(jí)。練習(xí)1 車間內(nèi)有4個(gè)聲壓級(jí)分別為90、93、80、75分貝的聲源，利用公式法和圖表法計(jì)算總聲壓級(jí)為多少?練習(xí)2 某車床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在相距1米處測(cè)得的聲壓級(jí)為85分貝，該車床停車時(shí)，在同一點(diǎn)測(cè)得的環(huán)境背景噪聲為75分貝，求該車床單獨(dú)產(chǎn)生的聲壓級(jí)。六、響度和響度級(jí)1.響度（N） 噪聲對(duì)人體的危害與影響，既包括客觀的物理量聲波，又包括主觀的感覺兩個(gè)方面，而且與頻率有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，兩個(gè)聲壓級(jí)相同而頻率不同的聲音聽起來(lái)是不一樣響的。 響度是人耳判別聲音由輕到響的強(qiáng)度等級(jí)的量。它不僅取決于聲音的強(qiáng)度（如聲壓級(jí)），還與它的頻率與波形有關(guān)

10、。其單位是宋，符號(hào)N，1 宋的定義為聲壓級(jí)為40 dB ，頻率為1000HZ，且來(lái)自聽者正前方的平面性波強(qiáng)度。2.響度級(jí)（LN）： 其概念是建立在兩個(gè)聲音的主觀比較上，其單位是“方”，符號(hào)為L(zhǎng)N。就是選取1000HZ 的純音作為基準(zhǔn)聲音，任何其它頻率的聲音聽起來(lái)與該純音一樣響，則該聲音的響度級(jí)就等于這個(gè)純音的聲壓級(jí)（dB）。 如果某噪聲聽起來(lái)與聲壓級(jí)為80dB，頻率為1000Hz的純音一樣響，則該噪聲的響度級(jí)就是80方 利用與基準(zhǔn)聲音比較的方法，可以得到人耳聽覺頻率范圍內(nèi)一系列響度相等的聲壓級(jí)與頻率的關(guān)系曲線，即等響曲線。3.響度與響度級(jí)的關(guān)系 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

11、減半。 例如，響度級(jí)30方時(shí)響度為0.5宋；響度級(jí)40方時(shí)響度為1宋；響度級(jí)為50 方時(shí)響度為2宋，以此類推。它們的關(guān)系可用下列數(shù)學(xué)式表示： 響度級(jí)的合成不能直接相加，而響度可以相加。例如：兩個(gè)不同頻率而具有60方的聲音，合成后的響度級(jí)不是120（方）而是先將響度級(jí)換算成響度進(jìn)行合成，然后再換算成響度級(jí)。七、計(jì)權(quán)聲級(jí) 為了能用儀器直接反映人的主觀響度感覺的評(píng)價(jià)量，有關(guān)人員在噪聲測(cè)量?jī)x器聲級(jí)計(jì)中設(shè)計(jì)了一種特殊濾波器，叫計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)，已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)，而叫計(jì)權(quán)聲壓級(jí)或計(jì)權(quán)聲級(jí)，簡(jiǎn)稱聲級(jí)。通用的有A、B、C和D計(jì)權(quán)聲級(jí)。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

12、率特性；B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬55dB到85dB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。 計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是一種特殊濾波器，當(dāng)含有各種頻率通過時(shí)，它對(duì)不同頻率成分的衰減是不一樣的。A、B、C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的主要差別是在于對(duì)低頻成分衰減程度，A衰減最多，B其次，C最少。A、B、C、D計(jì)權(quán)的特性曲線.常見環(huán)境噪聲dB(A)八、等效連續(xù)聲級(jí)、噪聲污染級(jí)和晝夜等效聲級(jí)1、等效連續(xù)聲級(jí) 用噪聲能量按時(shí)間平均的方法來(lái)評(píng)價(jià)噪聲對(duì)人的影響，即等效連續(xù)聲級(jí)，符號(hào)Leq。它是用一個(gè)在相同的時(shí)間內(nèi)聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級(jí)來(lái)表示該時(shí)間段內(nèi)不穩(wěn)定噪聲的大小。

13、因此，等效連續(xù)聲級(jí)反映在聲級(jí)不穩(wěn)定的情況下，人實(shí)際所接受的噪聲能量的大小，它是一個(gè)用來(lái)表達(dá)隨時(shí)間變化的噪聲的等效量。式中：LPA某時(shí)刻的瞬時(shí)聲級(jí)；T規(guī)定的測(cè)量時(shí)間。 如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，其累積分布在正態(tài)概率紙上為一直線，則可用近似公式計(jì)算：其中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)定時(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)定時(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、噪聲污染級(jí) 許多非穩(wěn)態(tài)噪聲，其漲落所引起人的煩惱程度比等能量的穩(wěn)定噪聲要大，而且與噪聲暴露的變化率和平均強(qiáng)

14、度有關(guān)。因此，在等效連續(xù)聲級(jí)的基礎(chǔ)上加上一項(xiàng)表示噪聲變化幅度的量，更能反映實(shí)際污染程度。通常用這種噪聲污染級(jí)評(píng)價(jià)航空或道路的交通噪聲。其符號(hào)為L(zhǎng)NP LNP =Leq + K 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)標(biāo)準(zhǔn)偏差。 式中 Li 測(cè)得第i個(gè)瞬時(shí)A聲級(jí)； L所測(cè)聲級(jí)的算術(shù)平均值； n測(cè)得聲級(jí)總數(shù)。對(duì)許多重要的公共噪聲，噪聲污染級(jí)也可寫成 LNP = Leq + d 或 LNP = L50 + d + d2 / 60 式中 d = L10 L903、晝夜等效聲級(jí) 同樣的噪聲，晚上比白天更感到吵鬧，也就是說(shuō)同樣的噪聲晚上干擾更大。為了在評(píng)價(jià)式中將這一情況考慮進(jìn)去，

15、引出了晝夜等效聲級(jí)的概念。以符號(hào)Ldn 表示。其表達(dá)式為： 式中 Ld 白天（6：0022：00）的等效聲級(jí)； Ln 夜間（22：006：00）的等效噪聲。 為了表明夜間噪聲對(duì)人的干擾更大，故計(jì)算夜間等效聲級(jí)時(shí)應(yīng)加上10 dB 的計(jì)權(quán)。 噪聲測(cè)量技術(shù)的一個(gè)重要組成部分就是對(duì)測(cè)量?jī)x器的操作使用。了解噪聲測(cè)量?jī)x器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握儀器的功能和適用場(chǎng)合，學(xué)會(huì)儀器的正確使用方法 ，并能判別和排除儀器的常見故障，應(yīng)是監(jiān)測(cè)人員所具備的最基本技能。 噪聲測(cè)量?jī)x器的測(cè)量強(qiáng)度，主要是聲場(chǎng)中的聲壓，至于聲強(qiáng)、聲功率的直接測(cè)量較麻煩，故較少直接測(cè)量；其次是測(cè)量噪聲的特征，即聲壓的各種頻率組成成分。一、聲級(jí)計(jì)

16、 聲級(jí)計(jì)也稱噪聲計(jì)，它是用來(lái)測(cè)量噪聲的聲壓計(jì)和計(jì)權(quán)聲級(jí)的最基本的測(cè)量?jī)x器，適用于環(huán)境噪聲和各種機(jī)器（如風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)）噪聲的測(cè)量，也可用于建筑聲學(xué)、電聲學(xué)的測(cè)量。1.種類：聲級(jí)計(jì)整機(jī)靈敏度是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量1000Hz純音所表現(xiàn)出的精度。按其精度可分為四種類型:O型聲級(jí)計(jì)，是實(shí)驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)聲級(jí)計(jì)；型聲級(jí)計(jì)，相當(dāng)于精密聲級(jí)計(jì)；型聲級(jí)計(jì)和型聲級(jí)計(jì)作為一般用途的普通聲級(jí)計(jì)。 按其體積可分便攜式聲級(jí)計(jì)和袖珍式聲級(jí)計(jì)。 按其用途可分為一般聲級(jí)計(jì)、車輛聲級(jí)計(jì)、脈沖聲級(jí)計(jì)、積分聲級(jí)計(jì)和噪聲劑量計(jì)等。二、其他噪聲測(cè)量?jī)x器：1.聲級(jí)頻譜儀2.錄音機(jī)3.自動(dòng)記錄儀4.實(shí)時(shí)分析儀 噪聲標(biāo)準(zhǔn)的制訂是在大

17、量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)體現(xiàn)出的科學(xué)性、先進(jìn)性和現(xiàn)實(shí)性，在制訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要盡可能對(duì)不同的場(chǎng)所和時(shí)間分別加以限制。一、聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3096-2008)二、工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn) (GB 12348-2008)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)企業(yè)和固定設(shè)備廠界環(huán)境噪聲排放限值及其測(cè)量方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)企業(yè)噪聲排放的管理、評(píng)價(jià)及控制。機(jī)關(guān)、事業(yè)單位、團(tuán)體等外環(huán)境排放噪聲的單位也按本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。第四節(jié) 噪聲監(jiān)測(cè)一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)方法二、工業(yè)企業(yè)噪聲測(cè)量方法一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)方法：聲環(huán)境功能區(qū)噪聲監(jiān)測(cè)1.監(jiān)測(cè)目的:評(píng)價(jià)不同聲環(huán)境功能區(qū)晝間、夜間的聲環(huán)境質(zhì)量，了解功能區(qū)環(huán)境噪聲時(shí)空分布特征。 方法：定點(diǎn)監(jiān)測(cè)法和普查監(jiān)測(cè)法 二 工業(yè)企業(yè)噪聲測(cè)量方法(GB 12348-2008) 測(cè)點(diǎn)選擇的原則：1）若車間內(nèi)各處A聲級(jí)波動(dòng)小于3dB，則只需在車間擇1- 3 個(gè)測(cè)點(diǎn)；2）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，任意兩區(qū)域的聲級(jí)應(yīng)大于或等于3dB，而每個(gè)區(qū)域內(nèi)的聲級(jí)波動(dòng)必 須小于3dB，每個(gè)區(qū)域取