第六章-工作环境(噪声及振动)

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 计权网络是对强度在55dB以下噪音的频率特性的 模拟（相当于模拟人耳对40 方纯音的响度) B 计权网络是对55~85dB中等强度噪音的频率特性的 模拟（相当于模拟人耳对70 方纯音的响度)
C 计权网络是对85dB以上噪音的频率特性的模拟 （相当于模拟人耳对100 方纯音的响度）
三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减
程度，A衰减最多，B次之，C最少。A计权声
级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因
此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，
B、C已逐渐不用。
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、C声级。 近年来研究表明，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。 当人们遇到的噪音是起伏的不连续的噪音时，用等 效连续声级评价。 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)
永久性听力损伤：永久的听阈漂移成为永久性听力 损伤，即耳聋。根据国际标准化组织（ISO） 1964年的规定，500Hz、1Hz、2Hz三个频率的 平均听力损失超过25dB称为噪声性耳聋。长期在 噪声环境中工作产生的听觉疲劳不能及时恢复导致 永久性听阈位移，当听阈位移达25-40dB时为轻 度耳聋；当听阈位移达40-55dB时为中度耳聋； 当听阈位移达55-70dB是为显著耳聋；当听阈位 移为70-90dB时为严重耳聋；当听阈位移为90dB 以上为极端耳聋。
导致烦躁：经验告诉我们，许多噪声会影响人们的 情绪。
(3)对工作绩效的影响
噪声对体力劳动的影响很小，但对那些需要集 中精神思考和反应的脑力劳动来说，吵闹的环境比 安静的环境要艰难得多。 归纳起来，噪声对绩效的负面影响包括以下三 个方面： 第一、打扰复杂的脑力活动，影响需要较高技能和 信息阐述等活动的特定绩效。 第二、使得学习某些技巧变得更加困难。 第三、断断续续的或者意外的高强度噪声（90 dB 以上）会损害脑力劳动的绩效。
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。

f1 n log 2 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 n=1 为1个倍频程；n=1/3为1/3倍频程
正常人耳刚能听到的最低声压称为听阈声压，使人耳产生 疼痛感觉的声压称痛阈声压。
（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。 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。
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
二、噪声及其对人的影响
噪声：最简单的定义就是人们不想听到的让人 烦躁的一切声音

（3）交通车辆噪声的测量
90-95
80
120或以下
在各种工作场所的噪声级
场所或机器 在软质纤维制造厂 纺纱机旁 纺纱间 织机旁 纺织间 在软饮料制造厂 在混合车间 在清洗检查点 在自动封铅机旁 在罐装机旁 等效噪声级Leq，以dB（A） 表示 95 90 95 95 95 100 100 95
办公场所常用的噪声级
办公室类型 非常安静的小办公室 和制图室 大而安静的办公室 大而嘈杂的办公室 平均等效噪声级Leq，以dB （A）表示 40-45 46-52 53-60
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 的纯音作基准音，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。
等响度曲线
声音的响度
办公室设备的噪声水平
设备
点阵轮式打印机 基本噪声 峰值噪声 加罩点阵打印机 峰值噪声
噪声释放 ，以dB（A）表示 73-75 80-82
61-62
喷墨打印机
基本噪声 峰值噪声 镭射打印机 57-59 60-62 基本测不出噪声
显示器的冷却扇
老式打字机 现代电子打字机 相对放置的两个电子打字机 复印机
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。
倍频程通常用它的几何中心频率f0代表，中心 频率与上、下限频率之间的关系为：
f0是一个频率，代表一个倍频程的频率范围。
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 31.5 22.5～ 45 1000 63 45～90 2000 125 90～180 4000 250 180～354 8000 500 354～707 16000
1、噪声的来源
（1）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
（2）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。
3）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
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
工业噪声的峰值，以 dB（A）表示
频率范围 /Hz
707～ 1414
1414～ 2828
2828～ 5656
Байду номын сангаас
5656～ 11212
11212～ 22424
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。
（2）人耳对声音的主观感觉
人耳对声音大小的主观感觉不仅与声压有关， 而且与声音频率有关。人耳对高频声音感觉比较灵 敏，对低频声音感觉比较迟钝。声压或声压级只能 表示声音在物理上的强弱，不能表征人对声音的主 观感觉，即对于不同频率的声音，尽管声压级相同， 但人耳的主观感觉是不一样的 。因此，必须建立评 价人耳对声音的主观量度的物理量。
(4）办公室的噪声影响
对噪声来源的调查问卷统计
交谈
5 4 3 2 1 0% 3% 10% 20% 回答 30% 40% 50% 7% 19% 25% 46%
办公设备
电话 来回走动 外部噪音
（5）噪声对语言交流的影响
在工作场所进行语言交流，一个声音由于其他声音的 干扰而使听觉发生困难，需要提高声音的强度才能产 生听觉，这种现象称为声音的掩蔽效应。 语言干扰级是评价噪声对语言通讯干扰程度的评价参 量，国际标准化组织最新规定： 500HZ,1000HZ ,2000Hz、4000 Hz为中心频率的4个声 压级的算数平均值定义为语言干扰级。
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 . 响度以N表示，单位为宋(song） 响度与响度级的关系式为
LN 40 33.22lg N
响度与声音的频率和强度有关，当声压级一定时， 频率越高，人耳感觉越响；而当频率一定时，声 压级越高，人耳感觉越响。
工作环境 （噪声及振动）
一、声音及其度量
主 要 内 容
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
一、声音的性质及度量
1、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。 没有振动就没有声音,没有介质来传播 振动也听不到声音. 声音的频率、声音的波长、声音传播的速度是 描述声波的三个重要的物理量。
来源
来福枪射击、引擎测试椅 气动钻孔锤 气动凿子 振动筛、手锯、压缩空气铆钉机、电 锯、压缩空气锤 磨粉机和纺织机、横剖锯、压印机、 锅炉房、纺织间
噪声级，SPL，dB （A） 130
120 115-120 105-115 100-105
电动马达、旋转压榨机、绕线机、锯 木机、排字房、灌瓶机 工具维修机 喷气发动机
（1）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）。人耳能感受到的频率是 20~20000HZ。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。 （2）波长 声波在媒介中一个波动的周期内传播的距离称 为波长，记作λ, 单位为m。 （3）声速 声波在媒介中传播的速度称为声速，用c表示， 单位为m/s。
为了适用如此广泛的声压范围，人们引入了一个 对数来衡量声压——声压级（SPL），其单位为分贝 （dB）。
声压级指声压与该基准声压之比的以10为底 的对数乘以20。声压级用听力的最低极限 2×10-5Pa为基准声压。其表达式为：
P SPLdB 20lg Po
式中，SPL dB 代表声压级，单位为分贝 （dB）；P为声压，单位为Pa；P0为基准声 压，即2×10-5Pa 。
数字式声级计
（2）机器设备噪声的测量
测量机器设备噪声时，将测点均匀地布置在所测机器 周围，一般为4~8个，测点布置高度一般在所测设备的 中间处。
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。
30-60
大约70 大约60 68-73 55-70
2、噪声的影响
(1)对听力的影响 强烈而重复的剧烈的声音刺激可以导致听力下降 听力损伤的类型： 暂时性听力损伤：（或者叫听觉疲劳）。当遭受 强烈的声音刺激之后，人们常常会感觉听力暂时 下降了，在停止接触噪音声后，听觉的恢复可从 几分钟延长到几小时甚至几十小时。这种现象特 征是暂时的听域漂移或听觉疲劳。 爆发性耳聋：当声压很大时（如爆炸、炮击）， 鼓膜内外产生较大压差，导致鼓膜破裂，双耳 完全失聪，这种情况的耳聋称为爆发性耳聋。
与年龄有关的听力损失
不同年龄的人的平均听力损失情况
年龄 平均听力损失
50岁
60岁 70岁
10db
25 db 35 db
（2）噪声对生理和心理影响
噪声会导致如下生理影响：血压升高、心跳加快、 使皮肤血管收缩、新陈代谢加快、降低消化能力和 加大肌肉张力等。 噪声环境会对睡眠造成如下影响：严重缩减睡眠的 整体时间、减少深度睡眠时间、增加醒着或者轻度 睡眠的时间、增加被唤醒的次数、延长进入睡眠的 时间。
频率、波长和声速之间的关系
cf
2、声音的度量
（1）声压和声压级
声压指媒介中有声波存在时的压力与没有声波 存在时的静压之差。它是表示声音强弱的物理量。
声压的物理单位是Pa。一个健康的人可以感知 到的最微弱的声音是2×10-5Pa。2×10-5Pa的压力 波很低，只能引起内耳耳膜的不足一个原子直径的 偏移。耳朵同样可以忍受最高至20Pa的声压。
谈话声压级比语言干扰级低10dB,就完全听不清。 噪声对信号的掩蔽作用，常给生产带来不良结果。
三、噪声测量及评价标准
1、 噪声的测量
（1）室内噪声的测量 测量噪声用声级计。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。