人因工程《第6章-噪声及振动环境》

什么是频谱分析？
将声源发出的声音强度按频率顺序展开，使其成为 频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。
（三）频谱分析
什么是频程？ 为了便于实际测量和分析，人为地把声频范围划 分为几个小的频段，在每一个频段中，上限频率 与下限频率之间的距离称为频程，它以上限频率 和下限频率之比的对数表示，此对数通常以2为 底。
表6-4 几种常见声源的A 声级
A声级/dB
20～30 40～60 60～70
80 90 100－110
声源
轻声耳语 普通办公室内 普通交谈声，小型空调机 大声交谈，收音机，较吵的街道 空压机站，泵房，嘈杂的街道 织布机，电锯，砂轮机，大鼓风机
（三）等效连续声级
等效连续声级是指某一段时间内的A声级 能量平均值，简称等效声级或平均声级，
称声级。 为使噪声测量结果与人对噪声的主观感觉量一致，
通常在声学测量仪器中，引入一种模拟人耳听 觉在不同频率上的不同感受特性的计权网络， 对被测噪声进行测量。通过计权网络测得的声 压级称为计权声级，简称声级。它是在人耳可 听范围内按特定频率计权而合成的声压级。
（二）计 权 声 级
频率计权电网络
在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定的频率计 权电网络，使接收的声音按不同程度进行频率滤波，以模拟人 耳的响度感觉特性。一般设置A、B 和C 三种计权网络，
二、噪声评价标准
以等效连续声级为指标 以等效连续声级、统计声级为指标 以语言干扰声级为指标
二、噪声评价标准
(一)国外噪声标准
听力保护的噪声标准（A声级） 环境噪声标准
(二)中国噪声标准
1.国外听力保护的噪声标准（A声级）
表6-5 听力保护的噪声标准（A声级）
每个工作日 允许工作时
倍频程
表6-3 倍频程的频率范围
中心频率 /Hz
31.5
63
125
250
500
频率范围 /Hz
22.5～ 45
45～90 90～180 180～354 354～707
中心频率/ Hz
1000
2000
4000
8000
16000
频率范围 /Hz
707～ 1414
1414～ 2828～
2828
5656
5656～ 11212
11212～ 22424
（三）频谱分析
n log2
f1 f2
或
f1 2n f2
式中 n 为倍频程数。 f1为上限频率， f2为下限频率
（三）频谱分析
频谱图 各频率成分与能量分布关系的图形称为
频谱图
以频率为横坐标，以声压级(或声功率级) 为纵坐标进行绘图，如图所示。
三、人耳对声音的主观感觉
四、噪声对心理的影响
噪声对心理的影响主要是使人产生烦恼、 焦急、讨厌、生气等不愉快的情绪
脉冲噪声比连续噪声的影响更甚，响度 越大影响也越大
五、噪声对语言交流的影响
声音的掩蔽效应
语言干扰级(SIL)是评价噪声对语言通讯 干扰程度的评价参量
六、噪声对作业能力和工效的影响
噪声直接或间接地影响工作效率
表6-10 工作地点噪声声级的卫生标准
日接触噪声时间/h
卫生限值/dB(A)
8
85
4
88
2
91
1
94
1/2
97
1/4
100
噪声干扰对人的脑力劳动的影响
第三节 噪声测量及评价标准
噪声的测量
（一）室内噪声的测量
图6-3为声级计。测量室内噪 声时，将声级计传声器放在 操作人员耳朵处或放在工作 面附近，选择若干个测点， 进行测量。
若噪声有明显变化或出现间隙， 则还应测量等效连续声级。
图6-3数字式声级计
（二）机器设备噪声的测量
2.国外环境噪声标准
表6-8 室内噪声标准修正表
窗户条件
修正值/dB(A)
开窗
-10
单层窗
-15
双层窗
-20
2.国外环境噪声标准
表6-9 非住宅区室内噪声标准
场所
修正值/dB(A)
办公室、商店、小餐厅、 会议室
大餐厅、带打字机的办公 室、体育馆
大的打字机室 车间(根据不同用途)
35 45 55 45～75
在声频范围内，声波的频率愈高，声音 显得愈尖锐；反之，显得低沉。
第一节 声音及其度量
波长和声速
声波在一个波动的周期内传播的距离称 为波长，记作λ, 单位为m。
声波在媒介中传播的速度称为声速，用c 表示，单位为m/s。
cf
第一节 声音及其度量
频率、波长和声速之间的关系
cf
声压 N/m2
声压级 /dB
环境举例
火箭发射 喷气式飞机附近 开坯锻锤，铆钉枪 大型球磨机 大型鼓风机附近 纺织车间 汽车喇叭声 公共汽车上
0.063
70
0.020
60
0.0063
50
0.0020
40
0.00063 30
0.00020 20
0.000063 10
0.000020 0
繁华大街上 普通说话 微型电机工作时 安静房间内 轻声谈话 树叶落下的沙沙声 乡村安静夜晚 刚刚能听到的声音
L50

d2 60
d L10 L90
第二节 噪声及其对人的影响
一、噪声及其来源
工业噪声 工业噪声主要包括空气动力噪声、机械噪声和
电磁噪声
交通噪声 交通噪声主要指的是机动车辆、火车、飞机和
船舶噪声。
一、噪声及其来源
建筑施工噪声 建筑施工噪声为声速（m／ s）；f 为频率（HZ）。
二、声音的物理度量
（一）声压、声压级
声波在空气传播过程中，引起空气质点 振动导致空气压强变化叫声压。
声压是表示声音强弱的物理量，用P表示， 单位是帕（Pa）。
二、声音的物理度量
声 压 级
通常用对数值来度量声压，称为声压级。
作业，因此污染也十分严重
社会噪声 社会噪声主要指社会活动和家庭生活所
引起的噪声
二、噪声对听力的影响
噪声对人们正常生活的影响的主要表现
持续性的强烈噪声会使人的听力受到损 害
噪声性耳聋与噪声的强度、噪声的频率 及接触的时间有关
三、噪声对其他生理机能的影响
对神经系统的影响 对内分泌和心血管系统的影响 对消化系统的影响
二、声音的物理度量
（二）声压级表达式
p L p 20 lg p0
式中，为声压级（dB）；P 为声压 （Pa）； P0为基准声压（P0=2×105 Pa）。
二、声音的物理度量
声压级合成法则 在实际噪声环境中，往往有多个声源同时存在，
几个不同的声源同时作用在声场中同一点上， 它们产生的总声压可以通过能量合成的原则进 行计算。
（二）中国噪声标准
我国曾先后公布了多个重要的噪声标准，如《工 业企业噪声卫生标准》、《城市环境噪声标准》 和《机动车辆噪声标准》等。
2002年经国家卫生部正式《工业企业设计卫生 标准》GBZ 1-2002中规定：具有生产性噪声的 车间应尽量远离其他非噪声作业车间、行政区和 生活区；噪声较大的设备应尽量将噪声源与操作 人员隔开；工艺允许远距离控制的，可设置隔声 操作(控制)室。工作场所操作人员每天连续接触 噪声8小时，噪声声级卫生限值为85dB(A)。
响度与响度级的关系式为
LN 40 33.22 lg N
总响度
Nt Nm F( Nt Nm)
式中，为总响度指数（宋）；为各频带 中响度指数最大者；为所有频带的响度 指数之和； 为倍频程选择系数。对倍 频程，=0.3；对1/3倍频程，=0.15。
（二）计 权 声 级
声级 通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简
其中
A 计权网络是模拟人耳对40 方纯音的响应，当信号通过时， 其低频段（500Hz 以下）的声音有较大的衰减； B 计权网络是模拟人耳对70 方纯音的响应，它使接收、通过 的低频声音有一定的衰减；
C 计权网络是模拟人耳对100 方纯音的响应，在整个可听频 率范围内有近乎平直的特性。使所有频率的声音近乎平直通过。
声压级是声压与基准声压之比的以10为底 的对数乘以20，用符号 表示，单位是分 贝（dB）。
二、声音的物理度量
声压 N/m2
630 200 63 20 6.3 2.0 0.63 0.20
声压 级 /dB
150 140 130 120 110 100 90 80
表6-1 各种环境的声压和声压级
环境举例
（二）计 权 声 级
A、B、C声级
不同计权网络测量的结果，分别标以dB（A）、 dB（B）或dB（C），称为A 声级、B声级声级。
原来规定70dB以下用A声级计，70～90 dB用B声 级计，90 dB以上用C声级计。后来研究表明，无 论声强多大，A声级都能较好地反映人耳的响应特 征，所以，如无特殊说明，基本都用A声级表示噪 声评价指标。表6-4 为几种常见声源的A 声级。
表6-6 不同时间环境噪声标准修正表
时间
修正值/dB(A)
白天 晚上 深夜
0
-5 －10～－15
2.国外环境噪声标准
表6-7 不同地区环境噪声标准修正表
地区
乡村住宅、医院疗养区 郊区住宅、小马路 市区 工商业和交通混合区 城市中心 工业地区
修正值/dB(A)
0 ＋5 ＋10 ＋15 ＋20 ＋25
声音的响度级与响度 计权声级 等效连续声级 统计声级
（一）声音的响度级与响度
响度级是人们对噪声进行主观评价的一 个基本量，用LN表示，单位为方(phon)