普通工业安全卫生噪声的污染与治理

第二节噪声的污染与治理

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噪声是指人们在生产和生活中一切令人不快或不需要的声音。噪声除去令人烦躁外，还会降低工作效率，特别是需要注意力高度集中的工作，噪声的破坏作用会更大。在工业中，噪声会妨碍通讯，干扰警报讯号的接收，进而会诱发各类工业事故。人长期暴露在声频范围广泛的噪声中，会损伤听觉神经，甚至造成职业性失聪。为便于理解噪声的危害，首先介绍声音的物理量度。

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一、声音的物理量度

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声音是振源发生的振动，在周围介质中传播，引起听觉器官或其他接受器反应而产生的。振源、介质、接受器是构成声音的三个基本要素。对声音的物理量度主要是音调的高低和声响的强弱。频率是音调高低的客观量度，而声压、声强、声功率和响度则反映出声响的强弱。

1．频率

频率是指物体或介质每秒(单位时间)发生振动的次数，单位是Hz(赫兹)。频率越高，声音的音调也越高。正常人耳可听到的声音的频率范围在20～20000 Hz之间。高于20000 Hz的称为超声，低于20 Hz的称为次声，超声和次声入耳都听不到。一般语言频率在250～3000 Hz之间。频率(f)可由波速和波长求出，即

f＝υ/λ(Hz) (8—1)

式中υ为波速，m·s－1；λ为波长，m。

2．声压和声压级

声压是介质因声波在其中传播而引起的压力扰动，声压的单位是N ·m －2。正常人耳刚能听到的声音的声压为2×10－5N ·m －2，震耳欲聋的声音的

声压为20 N ·m －2，后者与前者之比为106，两者相差百万倍。在这么大的

声压范围内，用声压值来表示声音的强弱极不方便，于是引出了声压级的量来衡量。以听阈声压为基准声压，实测声压与基准声压之比平方的对数，称为声压级，单位是B(贝尔)，通常以其值的1／10即dB(分贝)作为度量单位。声压级Lp 的计算公式为

20)lg(10p p L p =(dB) (8—2)

式中 p 为实测声压，N ·m －2；p0＝2×10－5N ·m －2，为基准声压，即1000Hz 纯音的听阈声压。

由式(8—2)可以看出，分贝值表示的是声压平方的对数值，因此，其值不能按算术加和法运算。在计算两个声音迭加的声压级时，不能声压迭加，只能是声压的平方迭加。例如计算声压分别为p 1和p 2的两个声音迭加

的声压级，可有

)lg(10202221p p p L p +=(dB)

3．声强和声强级

声强是指单位时间内，在垂直于声传播方向的单位面积上通过的声能量，其单位是W ·m －2。以听阈声强值10－12W ·m －2为基准声强，声强级L I 定义为

0lg 10I I

L I =(dB) (8—3)

式中 I 为实测声强，W ·m －2；J 。为基准声强，10－12W ·m －2。

4．声功率和声功率级

声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声能量，单位是W 。以10－12W 为基准声功率，声功率级Lw 可定义为

0lg 10ωω

=W L (dB) (8—4)

式中 ω为实测声功率，W ；ω0为基准声功率，10－12W 。

5．响度和响度级

响度是人耳对外界声音强弱的主观感觉。响度与声压级有关，与声音频率高低也有密切关系。根据人耳对高频声敏感，对低频声不敏感的特点，仿照声压级的概念，可引出与频率有关的响度级，来描述人耳主观感觉的声音的量。响度级用L L 来表示，单位是Phon(方)。选取频率为1000 Hz

的纯音作为基准声音，如果某声音听起来与这个纯音一样响，则该声音响度级的Phon 值就等于这个纯音声压级的dB 值。

由于响度级是以对数值表示的，所以在声响感觉上80 Phon 并不比40Phon 响一倍。通常，声压级每增加10dB 感觉响一倍，这样又规定了响度，直接表示感觉的绝对量。响度的单位是S(宋)，用S 表示。定义40 Phon 为1S ，每增加10Phon ，响度值增加一倍。响度级与响度有以下关系

L L ＝40+33．3 lgS (8—5)

利用与基准声音的比较，可以得到整个可听范围的纯音的响度级。人耳对高频声特别是2000～5000 Hz 的声音最为敏感，对低频声音则不敏感。在声学测量仪中，设置A 、B 、C 、D 四个计权网络，对接受的声音按其频率有不同的衰减。C 网络是在整个可听频率范围内，有近乎平直的响应，对可听声的所有频率都基本不衰减，一般可代表总声压级。B 网络是模拟

人耳对70 Phon纯音的响应，对500 Hz以下的低频段有一定的衰减。A网络是模拟人耳对40Phon纯音的响应，对低频段有较大的衰减，而对高频段则敏感，这正好与人耳对噪声的感觉一样。因此在噪声测量中，就用A 网络测得的声压级表示噪声的大小，叫做A声级，记作dB(A)。

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二、噪声的分类与频谱分析

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1．噪声分类

噪声是由不同振幅和频率组成的不协调的嘈杂声。噪声有多种分类方法。按照频率特征和声强随时间变化的特点，噪声可有以下几种类型。

(1)连续宽频带噪声，如一般机械车间频率范围很宽的噪声；

(2)连续窄频带噪声，如圆锯、刨床等声能集中在较窄频率范围的噪声；

(3)冲击噪声，如锻造、锤击等短促的连续冲击噪声，以及铆接、清渣等的反复冲击噪声；

(4)间歇噪声，如飞机、交通、排气等产生的噪声。

为了分析各种噪声的频率组成和相应的强度，通常用声压级随频率变化的图形来表示，称作频谱图。噪声根据其频谱特征可分为以下几种类型。

(1)低频噪声频谱中最高声压级分布在350 Hz以下；

(2)中频噪声频率中最高声压级分布在350～1000 Hz之间；

(3)高频噪声频谱中最高声压级分布在1000 Hz以上。

2．噪声频谱分析

工业上的机械噪声，由于声能连续地分布在广泛的频率范围内，形成