第6章 噪声及振动环境
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2
（i= 1，2，„，n）
n
2
i 1
二、声音的物理度量
2、声压级合成法则
0.1L Pi LPt 10 lg 10 i 1
n
（i= 1，2，…，n）
二、声音的物理度量
声压级合成法则推导:
2
Pt Pt LPt 20 lg 10 lg 10 lg i 1 2 P P P0 0 0
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
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。
（三）频谱分析
f1 n log 2 f2
或
f1 2n f2
式中 n 为倍频程数。 f 为上限频率， f 为下限频率
1
2
中心频率为
f0
f1 f 2
倍频程
表6-3 倍频程的频率范围
中心频率 /Hz 频率范围 /Hz 中心频率/ Hz 频率范围 /Hz 31.5 22.5～ 45 1000 707～ 1414 63 125 250 500
N t N m F ( N t N m )
式中，Nt为总响度指数（宋）；Nm为各频带中响度指数最大者； 为所有频带的响度指数之和；F为倍频程选择系数。对倍频程 F=0.3；对1/3倍频程 F=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。
90 93 97 99 102 115（最高限）
2.国外环境噪声标准
1971年ISO提出的ISORl996环境噪声标准是：住宅区室外噪声 标准为35～45dB(A)。不同时间应按表6-6修正，不同地区按表67修正，室内按表6-8修正。非住宅区的室内噪声标准见表6-9 。
d Leq L50 60
2
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
建筑施工噪声声音强度很高又属于露天作业，因此污染也十分严重
1 T 0.1LPA (t ) Leq 10 lg 10 dt T 0
式中，LPA(t)为瞬间A声级（dB(A)）;T为总测量时间（s） 。
（四）统计声级
统计声级的物理定义为达到或大于某一声级的概率，用符号Ls表 示。如L10=70dB表示整个测量期间噪声大于等于70dB的概率为 10%。L10相当于峰值平均声级，L50相当于平均声级，L90相当于 背景声级。 如果噪声的统计特征符合正态分布，则
（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。
图6-3数字式声级计
（二）机器设备噪声的测量
(1)外形尺寸小于30cm的小型设备，测点距其表面30cm左右。
(2)外形尺寸在30~100cm的中型设备，测点距其表面50cm左右。
(3)外形尺寸大于100cm的较大型设备，测点距其表面100cm左右。 (4)大型或特大型设备，测点距其表面100~500cm左右。
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
SIL
Lp 500 Lp1000 Lp 2000 Lp 4000 4
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
声压级 为什么引入声压级？
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）。
p L p 20 lg p0
P0为基准声压（P0=2×10-5 Pa）
二、声音的物理度量
表6-1 各种环境的声压和声压级
声压 N/m2
630 200 63 20 6.3 2.0 0.63 0.20
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，用符号Leq表示，单位是dB(A)
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 作时间/h 8 4 2 1 1/2 1/4 ISO（1971年） 允许噪声级 /dB(A)美国政府 （1969年） 90 95 100 105 110 115 美国工业卫生 医师协会 （1977年） 85 90 95 100 105 110
第六章 噪声及振动环境
一、声音及其度量 二、噪声及其对人的影响 三、噪声测量及评价标准
四、噪声控制
五、振动环境 六、特殊工作环境
七、案例：1.高架道路交通噪音和防噪屏设置
2.冷却塔的噪声控制
第一节 声音及其度量
一、声音的基本概念
物体的振动产生声音，振动发声的物体被称为声源。
声音的形成是由振动的发生与传播这两个环节组成。
等响度曲线
声音的响度
声音的响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉量，它与人对声 音响亮程度的主观感觉成正比 . 响度与响度级的关系式为
N 2
或
0.1 N -40） （L
LN 40 33.22 lg N
总 响 度
对于复合音的总响度，美国科学家史蒂文斯提出了用倍频程声压 级计算响度的方法。
（三）交通车辆噪声的测量
交通车辆噪声的测量
测量行驶中的车辆的噪声，应在平坦开阔的区间中进行工作。
测量行驶时车内的噪声，要求车窗紧闭，测点选择在车内中 央且离地1.2m处、在司机、乘客的头部附近，分别记录加速、满 载、惯性行驶及制动时的情况。
测量行驶时车外的噪声，测点取距离车体中心线7.5米、距地 面或轨道上方1.2m高处。
（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， 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。
二、声音的物理度量
3、求背景声压级Pb， Pt为总声压级， Pi为声源声压级。
根据声压合成法则有:
Pt Pi P
2 2
0.1L pt
2 b
声源声压级计算如下:
LPi 10 lg(10
10
0.1L Pb
)
（三）频谱分析
什么是频谱？
各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同频率的声音 复合而成。具有不同频率(或频段)成分的声波具有不同的能量，这 种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。
三、人耳对声音的主观感觉
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) 选取1000Hz的纯音做基准音，凡是听起来和该纯音一样响的 声音，不论其声压级和频率是多少，它的响度级(方值)就等于该 纯音的声压级数，即与该声音同样响度的1000赫兹纯音的声压级。
声压 级 /dB 150 140 130 120 110 100 90 80
环境举例
声压 N/m2
声压级 /dB
环境举例
Leabharlann Baidu
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 0.020 0.0063 0.0020 0.00063 0.00020 0.000063 0.000020
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。
70 60 50 40 30 20 10 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
二、声音的物理度量
(二)声压级合成法则
1、声压合成法则
若在某点分别测得几个声源的声压为P1，P2，„，Pn，该点 总声压Pt 满足
Pt Pi
由声压级的定义可知
Pi 2
n
Pi 10 lg P i 1 0
n
2
Pi LPi 10 lg P 0
2
二、声音的物理度量
故:
Pi 0.1 L Pi 10 P 0
因此，总声压级
2
n 0.1LPi LPt 10 lg 10 i 1
声波在媒介中传播的速度称为声速，用c表示，单位为m/s。
第一节 声音及其度量
频率、波长和声速之间的关系
cf
式中 ，λ为波长（m）；c 为声速（m／s）；f 为频率（HZ）。
二、声音的物理度量
（一）声压、声压级
声压：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。是 表示声音强弱的物理量，用P表示，单位是帕（Pa）。 普通人们谈话声的声压约为2×10-2 Pa～7×10-2 Pa 载重汽车行驶产生的声压约为0.2 Pa ~1Pa 凿岩机约为20Pa，而喷气飞机附近约为200 Pa～630Pa 听阈声压: 刚能听到的声音的声压值。 痛阈声压:感到疼痛的声音的声压值。
45～90
2000 1414～ 2828
90～180
4000 2828～ 5656
180～354
8000 5656～ 11212
354～707
16000 11212～ 22424
（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。
第一节 声音及其度量
三个重要的物理量
声音的频率 声音的波长 声音传播的速度
第一节 声音及其度量
频
率
声源每秒钟振动的次数称为频率，以f表示，单位为赫兹(Hz)。 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。
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。
（i= 1，2，„，n）
n
2
i 1
二、声音的物理度量
2、声压级合成法则
0.1L Pi LPt 10 lg 10 i 1
n
（i= 1，2，…，n）
二、声音的物理度量
声压级合成法则推导:
2
Pt Pt LPt 20 lg 10 lg 10 lg i 1 2 P P P0 0 0
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
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。
（三）频谱分析
f1 n log 2 f2
或
f1 2n f2
式中 n 为倍频程数。 f 为上限频率， f 为下限频率
1
2
中心频率为
f0
f1 f 2
倍频程
表6-3 倍频程的频率范围
中心频率 /Hz 频率范围 /Hz 中心频率/ Hz 频率范围 /Hz 31.5 22.5～ 45 1000 707～ 1414 63 125 250 500
N t N m F ( N t N m )
式中，Nt为总响度指数（宋）；Nm为各频带中响度指数最大者； 为所有频带的响度指数之和；F为倍频程选择系数。对倍频程 F=0.3；对1/3倍频程 F=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。
90 93 97 99 102 115（最高限）
2.国外环境噪声标准
1971年ISO提出的ISORl996环境噪声标准是：住宅区室外噪声 标准为35～45dB(A)。不同时间应按表6-6修正，不同地区按表67修正，室内按表6-8修正。非住宅区的室内噪声标准见表6-9 。
d Leq L50 60
2
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
建筑施工噪声声音强度很高又属于露天作业，因此污染也十分严重
1 T 0.1LPA (t ) Leq 10 lg 10 dt T 0
式中，LPA(t)为瞬间A声级（dB(A)）;T为总测量时间（s） 。
（四）统计声级
统计声级的物理定义为达到或大于某一声级的概率，用符号Ls表 示。如L10=70dB表示整个测量期间噪声大于等于70dB的概率为 10%。L10相当于峰值平均声级，L50相当于平均声级，L90相当于 背景声级。 如果噪声的统计特征符合正态分布，则
（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。
图6-3数字式声级计
（二）机器设备噪声的测量
(1)外形尺寸小于30cm的小型设备，测点距其表面30cm左右。
(2)外形尺寸在30~100cm的中型设备，测点距其表面50cm左右。
(3)外形尺寸大于100cm的较大型设备，测点距其表面100cm左右。 (4)大型或特大型设备，测点距其表面100~500cm左右。
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
SIL
Lp 500 Lp1000 Lp 2000 Lp 4000 4
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
声压级 为什么引入声压级？
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）。
p L p 20 lg p0
P0为基准声压（P0=2×10-5 Pa）
二、声音的物理度量
表6-1 各种环境的声压和声压级
声压 N/m2
630 200 63 20 6.3 2.0 0.63 0.20
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，用符号Leq表示，单位是dB(A)
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 作时间/h 8 4 2 1 1/2 1/4 ISO（1971年） 允许噪声级 /dB(A)美国政府 （1969年） 90 95 100 105 110 115 美国工业卫生 医师协会 （1977年） 85 90 95 100 105 110
第六章 噪声及振动环境
一、声音及其度量 二、噪声及其对人的影响 三、噪声测量及评价标准
四、噪声控制
五、振动环境 六、特殊工作环境
七、案例：1.高架道路交通噪音和防噪屏设置
2.冷却塔的噪声控制
第一节 声音及其度量
一、声音的基本概念
物体的振动产生声音，振动发声的物体被称为声源。
声音的形成是由振动的发生与传播这两个环节组成。
等响度曲线
声音的响度
声音的响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉量，它与人对声 音响亮程度的主观感觉成正比 . 响度与响度级的关系式为
N 2
或
0.1 N -40） （L
LN 40 33.22 lg N
总 响 度
对于复合音的总响度，美国科学家史蒂文斯提出了用倍频程声压 级计算响度的方法。
（三）交通车辆噪声的测量
交通车辆噪声的测量
测量行驶中的车辆的噪声，应在平坦开阔的区间中进行工作。
测量行驶时车内的噪声，要求车窗紧闭，测点选择在车内中 央且离地1.2m处、在司机、乘客的头部附近，分别记录加速、满 载、惯性行驶及制动时的情况。
测量行驶时车外的噪声，测点取距离车体中心线7.5米、距地 面或轨道上方1.2m高处。
（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， 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。
二、声音的物理度量
3、求背景声压级Pb， Pt为总声压级， Pi为声源声压级。
根据声压合成法则有:
Pt Pi P
2 2
0.1L pt
2 b
声源声压级计算如下:
LPi 10 lg(10
10
0.1L Pb
)
（三）频谱分析
什么是频谱？
各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同频率的声音 复合而成。具有不同频率(或频段)成分的声波具有不同的能量，这 种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。
三、人耳对声音的主观感觉
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) 选取1000Hz的纯音做基准音，凡是听起来和该纯音一样响的 声音，不论其声压级和频率是多少，它的响度级(方值)就等于该 纯音的声压级数，即与该声音同样响度的1000赫兹纯音的声压级。
声压 级 /dB 150 140 130 120 110 100 90 80
环境举例
声压 N/m2
声压级 /dB
环境举例
Leabharlann Baidu
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 0.020 0.0063 0.0020 0.00063 0.00020 0.000063 0.000020
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。
70 60 50 40 30 20 10 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
二、声音的物理度量
(二)声压级合成法则
1、声压合成法则
若在某点分别测得几个声源的声压为P1，P2，„，Pn，该点 总声压Pt 满足
Pt Pi
由声压级的定义可知
Pi 2
n
Pi 10 lg P i 1 0
n
2
Pi LPi 10 lg P 0
2
二、声音的物理度量
故:
Pi 0.1 L Pi 10 P 0
因此，总声压级
2
n 0.1LPi LPt 10 lg 10 i 1
声波在媒介中传播的速度称为声速，用c表示，单位为m/s。
第一节 声音及其度量
频率、波长和声速之间的关系
cf
式中 ，λ为波长（m）；c 为声速（m／s）；f 为频率（HZ）。
二、声音的物理度量
（一）声压、声压级
声压：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。是 表示声音强弱的物理量，用P表示，单位是帕（Pa）。 普通人们谈话声的声压约为2×10-2 Pa～7×10-2 Pa 载重汽车行驶产生的声压约为0.2 Pa ~1Pa 凿岩机约为20Pa，而喷气飞机附近约为200 Pa～630Pa 听阈声压: 刚能听到的声音的声压值。 痛阈声压:感到疼痛的声音的声压值。
45～90
2000 1414～ 2828
90～180
4000 2828～ 5656
180～354
8000 5656～ 11212
354～707
16000 11212～ 22424
（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。
第一节 声音及其度量
三个重要的物理量
声音的频率 声音的波长 声音传播的速度
第一节 声音及其度量
频
率
声源每秒钟振动的次数称为频率，以f表示，单位为赫兹(Hz)。 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。
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。