人因工程學 第6章_噪聲及振動環(huán)境

1、第六章第六章 噪聲及振動環(huán)境噪聲及振動環(huán)境一、聲音及其度量一、聲音及其度量二、噪聲及其對人的影響二、噪聲及其對人的影響三、噪聲測量及評價標準三、噪聲測量及評價標準四、噪聲控制四、噪聲控制五、振動環(huán)境五、振動環(huán)境六、特殊工作環(huán)境六、特殊工作環(huán)境七、案例：七、案例：高架道路交通噪音和防噪屏設置高架道路交通噪音和防噪屏設置噪音n長期在噪音環(huán)境下，會引起機體內(nèi)分泌功能紊亂。n如果長時間處于噪音環(huán)境中，會刺激人的神經(jīng)系統(tǒng)，使人急躁、易怒，還會引起神經(jīng)衰弱癥候群(如頭痛、頭暈、耳鳴、記憶力衰退等)，影響睡眠造成疲倦，從而使身體激素分泌紊亂。第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量n一、聲音的基本概念一、聲音

2、的基本概念 物體的振動產(chǎn)生聲音，振動發(fā)聲的物體被稱為物體的振動產(chǎn)生聲音，振動發(fā)聲的物體被稱為聲源聲源。 n 聲音的形成是由聲音的形成是由振動的發(fā)生與傳播振動的發(fā)生與傳播這兩個環(huán)節(jié)組成。這兩個環(huán)節(jié)組成。 第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量三個重要的物理量三個重要的物理量n聲音的頻率聲音的頻率n聲音的波長聲音的波長n聲音傳播的速度聲音傳播的速度 第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量 頻頻 率率n聲源每秒鐘振動的次數(shù)稱為頻率，以聲源每秒鐘振動的次數(shù)稱為頻率，以f f表示，單位為赫茲表示，單位為赫茲(Hz)(Hz)。n在聲頻范圍內(nèi)，聲波的頻率愈高，聲音顯得愈尖銳；反之，在聲頻范圍內(nèi)，聲波的頻率愈

3、高，聲音顯得愈尖銳；反之，顯得低沉。顯得低沉。 波長和聲速波長和聲速n聲波在一個波動的周期內(nèi)傳播的距離稱為波長聲波在一個波動的周期內(nèi)傳播的距離稱為波長, ,記作記作,單單位為位為m m。 n聲波在媒介中傳播的速度稱為聲速，用聲波在媒介中傳播的速度稱為聲速，用c c表示，單位為表示，單位為m/sm/s。第一節(jié)第一節(jié) 聲音及其度量聲音及其度量n n式中式中 ，為波長為波長（m m）；）；c c 為聲速（為聲速（m ms s）；f f 為頻率（為頻率（HZHZ）。cf 頻率、波長和聲速之間的關(guān)系頻率、波長和聲速之間的關(guān)系 二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量 （一）聲壓、聲壓級（一）聲壓、聲壓級 聲

4、壓聲壓：聲波在空氣傳播過程中，引起空氣質(zhì)點振動導致空：聲波在空氣傳播過程中，引起空氣質(zhì)點振動導致空氣壓強變化叫聲壓。是表示聲音強弱的物理量，用氣壓強變化叫聲壓。是表示聲音強弱的物理量，用P P表示，單表示，單位是帕（位是帕（PaPa）。）。 普通人們談話聲的聲壓約為普通人們談話聲的聲壓約為2 21010-2-2 Pa Pa7 71010-2-2 Pa Pa 載重汽車行駛產(chǎn)生的聲壓約為載重汽車行駛產(chǎn)生的聲壓約為0.2 Pa 1Pa0.2 Pa 1Pa 鑿巖機約為鑿巖機約為20Pa20Pa，而噴氣飛機附近約為，而噴氣飛機附近約為200 Pa200 Pa630Pa 630Pa 聽閾聲壓聽閾聲壓: :

5、 剛能聽到的聲音的聲壓值。剛能聽到的聲音的聲壓值。 痛閾聲壓痛閾聲壓:感到疼痛的聲音的聲壓值。感到疼痛的聲音的聲壓值。二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量n聲聲 壓壓 級級n為什么引入聲壓級？為什么引入聲壓級？ 聲壓級是聲壓與聲壓級是聲壓與基準聲壓之比的以基準聲壓之比的以1010為底的對數(shù)乘以為底的對數(shù)乘以2020，用符號表示，單位是用符號表示，單位是分貝（分貝（dBdB）。）。0lg20ppLp P0P0為基準聲壓（為基準聲壓（P0=2P0=21010-5-5 Pa Pa 表表6-16-1 各種環(huán)境的聲壓和聲壓級各種環(huán)境的聲壓和聲壓級聲壓聲壓N/mN/m2 2聲壓聲壓級級/dB/dB環(huán)境舉例

6、環(huán)境舉例聲壓聲壓N/mN/m2 2聲壓級聲壓級/dB/dB環(huán)境舉例環(huán)境舉例630630200200636320206.36.32.02.00.630.630.200.2015015014014013013012012011011010010090908080火箭發(fā)射火箭發(fā)射噴氣式飛機附近噴氣式飛機附近開坯鍛錘，鉚釘槍開坯鍛錘，鉚釘槍大型球磨機大型球磨機大型鼓風機附近大型鼓風機附近紡織車間紡織車間汽車喇叭聲汽車喇叭聲公共汽車上公共汽車上0.0630.0630.0200.0200.00630.00630.00200.00200.000630.000630.000200.000200.0000630

7、.0000630.0000200.00002070706060505040403030202010100 0繁華大街上繁華大街上普通說話普通說話微型電機工作時微型電機工作時安靜房間內(nèi)安靜房間內(nèi)輕聲談話輕聲談話樹葉落下的沙沙聲樹葉落下的沙沙聲鄉(xiāng)村安靜夜晚鄉(xiāng)村安靜夜晚剛剛能聽到的聲音剛剛能聽到的聲音二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量n( (二二) )聲壓級合成法則聲壓級合成法則n1 1、聲壓合成法則、聲壓合成法則 若在某點分別測得幾個聲源的聲壓為若在某點分別測得幾個聲源的聲壓為P1P1，P2P2，PnPn，該點，該點總聲壓總聲壓Pt Pt 滿足滿足 n n n

8、（i i= 1= 1，2 2，n n） niitPP122 二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量2 2、聲壓級合成法則、聲壓級合成法則 （i= 1，2，n） niLPtPiL11 . 010lg10 二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量n聲壓級合成法則推導聲壓級合成法則推導:niiniittPtPPPPPPPPL1202012200lg10lg10lg10lg20由聲壓級的定義可知由聲壓級的定義可知20lg10PPLiPi二、聲音的物理度量二、聲音的物理度量n故故:PiLiPP1 . 02010 因此，總聲壓級因此，總聲壓級niLPtPiL11 . 010lg10二、聲音的物理度量二、聲音的物

9、理度量 3 3、求背景聲壓級、求背景聲壓級P Pb b， P Pt t為總聲壓級，為總聲壓級， P Pi i為聲源聲壓級。為聲源聲壓級。n n 根據(jù)聲壓合成法則有根據(jù)聲壓合成法則有: :n 背景聲壓級計算如下背景聲壓級計算如下:222bitPPP)1010lg(101 .01 .0PbptLLPiL第二節(jié)第二節(jié) 噪聲及其對人的影響噪聲及其對人的影響n一、噪聲及其來源一、噪聲及其來源 n工業(yè)噪聲工業(yè)噪聲 n工業(yè)噪聲主要包括空氣動力噪聲、機械噪聲和電磁工業(yè)噪聲主要包括空氣動力噪聲、機械噪聲和電磁噪聲噪聲 n交通噪聲交通噪聲 n交通噪聲主要指的是機動車輛、火車、飛機和船舶交通噪聲主要指的是機動車輛、

10、火車、飛機和船舶噪聲。噪聲。一、噪聲及其來源一、噪聲及其來源n建筑施工噪聲建筑施工噪聲 n建筑施工噪聲聲音強度很高又屬于露天作業(yè)，因此建筑施工噪聲聲音強度很高又屬于露天作業(yè)，因此污染也十分嚴重污染也十分嚴重n社會噪聲社會噪聲n社會噪聲主要指社會活動和家庭生活所引起的噪聲社會噪聲主要指社會活動和家庭生活所引起的噪聲 二、噪聲對聽力的影響二、噪聲對聽力的影響 n噪聲對人們正常生活的影響的主要表現(xiàn)：噪聲對人們正常生活的影響的主要表現(xiàn)：n精力難以集中精力難以集中n情緒焦躁不安情緒焦躁不安n產(chǎn)生心理不愉快產(chǎn)生心理不愉快n影響睡眠質(zhì)量影響睡眠質(zhì)量n妨礙正常語言交流等妨礙正常語言交流等n持續(xù)性的強烈噪聲會使

11、人的聽力受到損害持續(xù)性的強烈噪聲會使人的聽力受到損害 噪聲性耳聾與噪聲的強度、噪聲的頻率及接觸的時間有噪聲性耳聾與噪聲的強度、噪聲的頻率及接觸的時間有關(guān)關(guān) 三、噪聲對其他生理機能的影響三、噪聲對其他生理機能的影響 n對神經(jīng)系統(tǒng)的影響對神經(jīng)系統(tǒng)的影響 n對內(nèi)分泌和心血管系統(tǒng)的影響對內(nèi)分泌和心血管系統(tǒng)的影響 n對消化系統(tǒng)的影響對消化系統(tǒng)的影響 四、噪聲對心理的影響四、噪聲對心理的影響 n噪聲對心理的影響主要是使人產(chǎn)生煩惱、焦急、討厭、噪聲對心理的影響主要是使人產(chǎn)生煩惱、焦急、討厭、生氣等不愉快的情緒生氣等不愉快的情緒 n脈沖噪聲比連續(xù)噪聲的影響更甚，響度越大影響也越脈沖噪聲比連續(xù)噪聲的影響更甚，響

12、度越大影響也越大大 五、噪聲對語言交流的影響五、噪聲對語言交流的影響 聲音的掩蔽效應聲音的掩蔽效應 語言干擾級語言干擾級(SIL)(SIL)是評價是評價噪聲對語言通訊干擾程度的評噪聲對語言通訊干擾程度的評價參量價參量 六、噪聲對作業(yè)能力和工效的影響六、噪聲對作業(yè)能力和工效的影響 n噪聲直接或間接地影響工作效率噪聲直接或間接地影響工作效率 n噪聲干擾對人的腦力勞動的影響噪聲干擾對人的腦力勞動的影響 第三節(jié)第三節(jié) 噪聲測量及評價標準噪聲測量及評價標準 噪聲的測量噪聲的測量 （一）室內(nèi)噪聲的測量（一）室內(nèi)噪聲的測量 圖圖6-36-3為聲級計。測量室內(nèi)為聲級計。測量室內(nèi)噪聲時，將聲級計傳聲器放在操噪聲

13、時，將聲級計傳聲器放在操作人員耳朵處或放在工作面附近，作人員耳朵處或放在工作面附近，選擇若干個測點，進行測量。選擇若干個測點，進行測量。 圖6-3數(shù)字式聲級計 n(1)(1)外形尺寸小于外形尺寸小于30cm30cm的小型設備，測點距其表面的小型設備，測點距其表面30cm30cm左右。左右。n( (2)2)外形尺寸在外形尺寸在30100cm30100cm的中型設備，測點距其表面的中型設備，測點距其表面50cm50cm左右。左右。n( (3)3)外形尺寸大于外形尺寸大于100cm100cm的較大型設備，測點距其表面的較大型設備，測點距其表面100cm100cm左右。左右。n( (4)4)大型或特大

14、型設備，測點距其表面大型或特大型設備，測點距其表面100500cm100500cm左右。左右。 （二）機器設備噪聲的測量（二）機器設備噪聲的測量n測量行駛中的車輛的噪聲，應在平坦開闊的區(qū)間中進測量行駛中的車輛的噪聲，應在平坦開闊的區(qū)間中進行工作。行工作。 測量行駛時車內(nèi)的噪聲，要求車窗緊閉，測點選擇測量行駛時車內(nèi)的噪聲，要求車窗緊閉，測點選擇在車內(nèi)中央且離地在車內(nèi)中央且離地1.2m1.2m處、在司機、乘客的頭部附近，處、在司機、乘客的頭部附近，分別記錄加速、滿載、慣性行駛及制動時的情況。分別記錄加速、滿載、慣性行駛及制動時的情況。 測量行駛時車外的噪聲，測點取距離車體中心線測量行駛時車外的噪聲

15、，測點取距離車體中心線7.57.5米、距地面或軌道上方米、距地面或軌道上方1.2m1.2m高處。高處。 （三）交通車輛噪聲的測量（三）交通車輛噪聲的測量（二）中國噪聲標準（二）中國噪聲標準 我國曾先后公布了多個重要的噪聲標準，如我國曾先后公布了多個重要的噪聲標準，如工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準生標準、城市環(huán)境噪聲標準城市環(huán)境噪聲標準和和機動車輛噪聲標準機動車輛噪聲標準等。等。 20022002年經(jīng)國家衛(wèi)生部正式年經(jīng)國家衛(wèi)生部正式工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準GBZ 1-GBZ 1-20022002中規(guī)定：具有生產(chǎn)性噪聲的車間應盡量遠離其他非噪聲作業(yè)中規(guī)定：具有生產(chǎn)性噪聲的車間應

16、盡量遠離其他非噪聲作業(yè)車間、行政區(qū)和車間、行政區(qū)和生活區(qū)；噪聲較大的設備應盡量將噪聲源與操作人生活區(qū)；噪聲較大的設備應盡量將噪聲源與操作人員隔開；工藝允許遠距離控制的，可設置隔聲操作員隔開；工藝允許遠距離控制的，可設置隔聲操作(控制控制)室。工作室。工作場所操作人員每天連續(xù)接觸噪聲場所操作人員每天連續(xù)接觸噪聲8 8小時，噪聲聲級衛(wèi)生限值為小時，噪聲聲級衛(wèi)生限值為85dB(A)85dB(A)。 第四節(jié)第四節(jié) 噪聲控制噪聲控制n聲源控制聲源控制 n控制噪聲的傳播控制噪聲的傳播n操作者的聽力保護操作者的聽力保護 聲源控制聲源控制 n降低機械噪聲降低機械噪聲 n選擇發(fā)聲小的材料選擇發(fā)聲小的材料 n改變

17、機械傳動方式改變機械傳動方式 n改進設備機械結(jié)構(gòu)改進設備機械結(jié)構(gòu) n降低空氣動力性噪聲降低空氣動力性噪聲 n降低氣流速度n減少壓力脈沖n減少渦流控制噪聲的傳播控制噪聲的傳播 n對工廠各區(qū)域合理布局對工廠各區(qū)域合理布局 n調(diào)整聲源的指向調(diào)整聲源的指向 n充分利用天然地形充分利用天然地形 n采用吸聲、隔聲、消聲等措施采用吸聲、隔聲、消聲等措施 n采用隔振與減振措施采用隔振與減振措施 操作者的聽力保護操作者的聽力保護n使用防聲面罩。第五節(jié)第五節(jié) 振動環(huán)境振動環(huán)境n人體振動特性人體振動特性 n人體對振動頻率的反應人體對振動頻率的反應 n振動對人體的影響振動對人體的影響 n振動對工效的影響振動對工效的影

18、響 n振動的評價振動的評價n振動的測量振動的測量 n振動的控制與防護振動的控制與防護 一、人體振動特性一、人體振動特性 n人體是一個復雜的振動系統(tǒng)，其動力學效應主要由頻率響應和幅人體是一個復雜的振動系統(tǒng)，其動力學效應主要由頻率響應和幅度響應構(gòu)成度響應構(gòu)成 。n人體頻率響應特性分為低頻反應部分和高頻反應部分，其分界點人體頻率響應特性分為低頻反應部分和高頻反應部分，其分界點大致是大致是50 Hz50 Hz 。二、人體對振動頻率的反應二、人體對振動頻率的反應 n人體對低頻反應的主要現(xiàn)象是身體共振。人體對低頻反應的主要現(xiàn)象是身體共振。n振動能量在人體內(nèi)的傳遞率逐漸衰減，其生物效應也相應減弱振動能量在人

19、體內(nèi)的傳遞率逐漸衰減，其生物效應也相應減弱 。三、振動對人體的影響三、振動對人體的影響 n全身振動對人體的影響全身振動對人體的影響 n局部振動對人體的影響局部振動對人體的影響 n振動的心理效應振動的心理效應 全身振動多為低頻大幅度的振動。全身振動多為低頻大幅度的振動。 全身振動能引起前庭器官、內(nèi)分泌系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)全身振動能引起前庭器官、內(nèi)分泌系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和植物神經(jīng)系統(tǒng)等一系列變化，并使人產(chǎn)生疲勞、勞動機能衰退等和植物神經(jīng)系統(tǒng)等一系列變化，并使人產(chǎn)生疲勞、勞動機能衰退等主觀感覺。主觀感覺。 由于人體不同部位和系統(tǒng)有各自的固有頻率，所以當人體承受由于人體不同部位和系統(tǒng)有各自的

20、固有頻率，所以當人體承受的振動頻率接近或等于某一部位的固有頻率時，就會產(chǎn)生共振，共的振動頻率接近或等于某一部位的固有頻率時，就會產(chǎn)生共振，共振使得生理效應增大。如果是重要的器官發(fā)生了共振，則人體的反振使得生理效應增大。如果是重要的器官發(fā)生了共振，則人體的反應最強烈。應最強烈。1.1.全身振動對人體的影響全身振動對人體的影響 局部振動病是長期使用振動工具引起的。局部振動病是長期使用振動工具引起的。 局部振動能引起神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、骨關(guān)節(jié)肌肉運動系統(tǒng)的障局部振動能引起神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、骨關(guān)節(jié)肌肉運動系統(tǒng)的障礙及其他系統(tǒng)不同程度的機能改變。礙及其他系統(tǒng)不同程度的機能改變。 振動的早期影響以神經(jīng)系

21、統(tǒng)受損為主。一般情況下先出現(xiàn)神經(jīng)末振動的早期影響以神經(jīng)系統(tǒng)受損為主。一般情況下先出現(xiàn)神經(jīng)末梢病變（功能受損），繼而發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變（大腦皮層功能簡梢病變（功能受損），繼而發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變（大腦皮層功能簡下降，反應時間延長，血壓不穩(wěn)）。下降，反應時間延長，血壓不穩(wěn)）。 振動對骨骼肌肉系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為肌無力，肌肉疼痛和萎縮。振振動對骨骼肌肉系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為肌無力，肌肉疼痛和萎縮。振動對胃腸功能、婦女月經(jīng)、生理及生殖功能也可能發(fā)生影響。動對胃腸功能、婦女月經(jīng)、生理及生殖功能也可能發(fā)生影響。 2 2局部振動對人體的影響局部振動對人體的影響 振動引起的心理效應主要是感覺不舒適和煩惱，甚至疼痛，進

22、而振動引起的心理效應主要是感覺不舒適和煩惱，甚至疼痛，進而影響工效。影響工效。 不同的振動參數(shù)下人體受振時的主觀感覺不同。不同的振動參數(shù)下人體受振時的主觀感覺不同。 坐姿的人，對坐姿的人，對1 12 Hz2 Hz的輕度振動感覺輕松和舒適；對的輕度振動感覺輕松和舒適；對4 48 Hz8 Hz的的中度振動，感覺十分不適。中度振動，感覺十分不適。 3. 3. 振動的心理效應振動的心理效應四、振動對工效的影響四、振動對工效的影響 n對人體視覺的影響對人體視覺的影響 n對操作反應的影響對操作反應的影響 振動對視覺績效的影響主要有振動對視覺績效的影響主要有兩種情形：兩種情形： 視覺對象處在振動環(huán)境中；視覺

23、對象處在振動環(huán)境中； 觀察者處于振動環(huán)境中觀察者處于振動環(huán)境中。 （1 1）對視覺辨認績效的影響）對視覺辨認績效的影響圖圖6-46-4人受橫向水平振動時的選人受橫向水平振動時的選 擇反應時間擇反應時間 通過手或足操縱控制器以通過手或足操縱控制器以追蹤某一活動目標的追蹤活動追蹤某一活動目標的追蹤活動是比較典型的操作動作。振動是比較典型的操作動作。振動引起操縱界面的運動可使手控引起操縱界面的運動可使手控工效降低，這是由于手、腳和工效降低，這是由于手、腳和人人 機界面的振動，使人們的機界面的振動，使人們的動作不協(xié)調(diào)、操縱誤差大大增動作不協(xié)調(diào)、操縱誤差大大增加。加。 （2 2）對操作動作的影響）對操作

24、動作的影響圖圖6-5垂直振動時人的手眼協(xié)調(diào)的垂直振動時人的手眼協(xié)調(diào)的平均動作時問平均動作時問 （一）振動評價標準（一）振動評價標準 1 1國際標準化組織提出的國際標準化組織提出的“人承受全身振動的評價指南人承受全身振動的評價指南” IS02631- IS02631-19891989（E E） 該標準該標準根據(jù)加速度有效值（根據(jù)加速度有效值（0.10.120m/s20m/s2 2）、振動頻率（）、振動頻率（1/31/3倍頻程倍頻程的中心頻率，的中心頻率，1 180 Hz80 Hz）、振動方向（）、振動方向（Z Z軸向，軸向，X X、Y Y軸向）、接觸振動軸向）、接觸振動持續(xù)時間（持續(xù)時間（1 1

25、分鐘到分鐘到2424小時）這四個小時）這四個振動參數(shù)振動參數(shù)制定了全身振動評價的界限制定了全身振動評價的界限曲線，并依據(jù)參數(shù)曲線，并依據(jù)參數(shù)之間的關(guān)系來評價全身振動對人體的影響。之間的關(guān)系來評價全身振動對人體的影響。五、振動的評價五、振動的評價（一）振動評價標準一）振動評價標準圖圖6-66-6 全身振動允許界限全身振動允許界限 (1) (1)疲勞一工作效率降低界限。疲勞疲勞一工作效率降低界限。疲勞工作效率降低界限是從振動引工作效率降低界限是從振動引起人體疲勞，從而影響其工作效率的角度而確立的。超過這個界限，起人體疲勞，從而影響其工作效率的角度而確立的。超過這個界限，人會產(chǎn)生疲勞，降低工效。圖人

26、會產(chǎn)生疲勞，降低工效。圖6-66-6所示的界限正是疲勞一工作效率降低所示的界限正是疲勞一工作效率降低界限。該界限主要用于勞動環(huán)境振動評價。界限。該界限主要用于勞動環(huán)境振動評價。 (2)(2)舒適性降低界限。舒適性降低界限以不影響人的日?；顒踊蚬ぷ魇孢m性降低界限。舒適性降低界限以不影響人的日?；顒踊蚬ぷ髦械幕緞幼髦械幕緞幼? (如飲食、閱讀或書寫等如飲食、閱讀或書寫等) )為基礎，此界限與保持在振動環(huán)為基礎，此界限與保持在振動環(huán)境下人體的舒適感有關(guān)。它比境下人體的舒適感有關(guān)。它比 疲勞一工作效率降低界限的振動級低疲勞一工作效率降低界限的振動級低10dB10dB，超過這個界限，人可能，超過這個

27、界限，人可能不舒適。該界限較多用于交通工具振動評價。不舒適。該界限較多用于交通工具振動評價。（一）振動評價標準一）振動評價標準 (3) (3)受振極限受振極限( (或健康界限或健康界限) )。受振極限是區(qū)分振動強度對。受振極限是區(qū)分振動強度對人體健康與安全是否有損害的界限。它比疲勞人體健康與安全是否有損害的界限。它比疲勞工作效率降低工作效率降低界限的振動級高界限的振動級高6dB6dB，超過這個界限，會影響人體健康與安全。，超過這個界限，會影響人體健康與安全。（一）振動評價標準一）振動評價標準 GBZl-2002 GBZl-2002工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準中對工作場所的中對工作場

28、所的振動強度規(guī)定如下：局部振動作業(yè)，其接振強度振動強度規(guī)定如下：局部振動作業(yè)，其接振強度4 4小時等小時等能量頻率計權(quán)振動加速度不得超過能量頻率計權(quán)振動加速度不得超過5 5 m/s m/s2 2，接振時間少于，接振時間少于4 4小時可按表小時可按表6-176-17適當放寬。適當放寬。 2 2我國振動控制標準我國振動控制標準表表6-176-17 局部振動強度衛(wèi)生限值局部振動強度衛(wèi)生限值日接振時間日接振時間/h/h衛(wèi)生限值衛(wèi)生限值/(m/s2)/(m/s2)2 24 46 61 12 28 81112122 2我國振動控制標準我國振動控制標準表表6-18 6-18 全身振動強度衛(wèi)生限值全身振動強度

29、衛(wèi)生限值工作日接觸時工作日接觸時間間/h/h衛(wèi)生限值衛(wèi)生限值dB(AdB(A)(m/s2(m/s2)8 81161160.620.624 4120.8120.81.11.12.52.51231231.41.41.01.0127.6127.62.42.40.50.5131.1131.13.63.6六、振動的測量六、振動的測量 n 振動測量是測量振動強度、頻振動測量是測量振動強度、頻 率及不同率及不同 頻率下的加速度頻率下的加速度 n 把聲級計上的電容傳聲器換成振把聲級計上的電容傳聲器換成振 動傳感器，就可以用于振動測量動傳感器，就可以用于振動測量 （1 1）減少和消除振源。這是減少振動最根本的措

30、施。通常采取以下方減少和消除振源。這是減少振動最根本的措施。通常采取以下方法：法： 1 1）隔離振源。隔離振源。 2 2）改進生產(chǎn)工藝，如用液壓、焊接代替鉚接可消除或減少振動。改進生產(chǎn)工藝，如用液壓、焊接代替鉚接可消除或減少振動。 3) 3) 增加設備的阻尼，如采用吸振材料、安裝阻尼器或阻尼環(huán)、附加彈增加設備的阻尼，如采用吸振材料、安裝阻尼器或阻尼環(huán)、附加彈性阻尼材料等，以減輕設備的振動。對于可能引起機械振動的陳舊設備，性阻尼材料等，以減輕設備的振動。對于可能引起機械振動的陳舊設備，應定期檢查、維修或改造。應定期檢查、維修或改造。 4 4）采取隔振、吸振、阻尼等措施來消除或減小振動，阻止振動的

31、傳播，）采取隔振、吸振、阻尼等措施來消除或減小振動，阻止振動的傳播，最大限度地減少振動對人體的不良影響。例如最大限度地減少振動對人體的不良影響。例如設計減振座椅、彈性墊，以設計減振座椅、彈性墊，以緩沖振動對人的影響緩沖振動對人的影響 七、振動的控制與防護七、振動的控制與防護 5) 5) 采用鋼絲彈簧類、橡膠類、軟木類、氈板、空氣彈簧和油壓采用鋼絲彈簧類、橡膠類、軟木類、氈板、空氣彈簧和油壓減振器等多種形式的減振器。減振器等多種形式的減振器。 6) 6) 降低設備減振系統(tǒng)的共振頻率?？赏ㄟ^減少系統(tǒng)剛性系數(shù)或降低設備減振系統(tǒng)的共振頻率?？赏ㄟ^減少系統(tǒng)剛性系數(shù)或增加質(zhì)量來降低共振頻率。例如，風扇、吹

32、風機、泵、空氣壓縮增加質(zhì)量來降低共振頻率。例如，風扇、吹風機、泵、空氣壓縮機等，常用增加質(zhì)量的方法來降低共振頻率。機等，常用增加質(zhì)量的方法來降低共振頻率。 （2 2）個體防護。使用防振手套，在全身振動時使用防振鞋等。）個體防護。使用防振手套，在全身振動時使用防振鞋等。由于防振鞋內(nèi)有由微孔橡膠做成鞋墊，利用其彈性使全身減振。由于防振鞋內(nèi)有由微孔橡膠做成鞋墊，利用其彈性使全身減振。對于坐姿作業(yè)人員，可使用減振座椅、彈性墊，以緩沖振動對人對于坐姿作業(yè)人員，可使用減振座椅、彈性墊，以緩沖振動對人的影響。的影響。 （3 3）限制接觸振動時間。）限制接觸振動時間。七、振動的控制與防護七、振動的控制與防護第

33、六節(jié)第六節(jié) 特殊工作環(huán)境特殊工作環(huán)境n加速度效應加速度效應 n失重效應失重效應n高壓與低壓效應高壓與低壓效應 n電磁場環(huán)境及其對人體的傷害電磁場環(huán)境及其對人體的傷害 加速度效應加速度效應 由于加速度和慣性力的作用，會使物體重量增加，稱為由于加速度和慣性力的作用，會使物體重量增加，稱為“超超重重” 在加速度作用下，機體內(nèi)會出現(xiàn)一系列的變化在加速度作用下，機體內(nèi)會出現(xiàn)一系列的變化 ，在飛行員、，在飛行員、航天員工作中，長時間加速度作用可以很快地導致視覺障礙航天員工作中，長時間加速度作用可以很快地導致視覺障礙 失重效應失重效應 n “失重失重”，就是指人體身體各部分所受到的外力合力等于零，就是指人體

34、身體各部分所受到的外力合力等于零，人處于一種完全飄浮的狀態(tài)。人處于一種完全飄浮的狀態(tài)。 n 失重時人的操作活動不能像地面有重力時那樣進行活動失重時人的操作活動不能像地面有重力時那樣進行活動 高壓與低壓效應高壓與低壓效應n靜水壓力和水下作業(yè)條件靜水壓力和水下作業(yè)條件 n潛水作潛水作業(yè)業(yè) n低壓和缺氧的環(huán)境條件低壓和缺氧的環(huán)境條件 n高空飛行高空飛行(如航空和航天如航空和航天)及登山作業(yè)及登山作業(yè) 電磁場環(huán)境及其對人體的傷害電磁場環(huán)境及其對人體的傷害 n 電磁輻射由電磁發(fā)射引起的。輻射來源分天電磁輻射由電磁發(fā)射引起的。輻射來源分天然輻射和人工輻射然輻射和人工輻射 。n 輻射損傷癥狀：輻射損傷癥狀：

35、 疲乏、惡心、嘔吐、食欲減退、頭痛、眩暈、失眠白疲乏、惡心、嘔吐、食欲減退、頭痛、眩暈、失眠白細胞、紅細胞和血小板顯著減少、腹瀉、便血、皮膚和粘細胞、紅細胞和血小板顯著減少、腹瀉、便血、皮膚和粘膜出血、水腫、毛發(fā)脫落、白內(nèi)障、消化功能紊亂膜出血、水腫、毛發(fā)脫落、白內(nèi)障、消化功能紊亂. 案例案例:高架道路交通噪音和防噪屏設置高架道路交通噪音和防噪屏設置n交通噪聲一直是城市壞境噪聲中的主要來源。交通噪聲一直是城市壞境噪聲中的主要來源。 n在噪聲傳播途徑中把聲音隔絕起來是噪聲控制最有效的方法之在噪聲傳播途徑中把聲音隔絕起來是噪聲控制最有效的方法之 一，防噪屏是最常見的措施。一，防噪屏是最常見的措施。

36、 高架道路上的防噪屏設計高架道路上的防噪屏設計 隔聲屏障的作用和應用隔聲屏障的作用和應用n 隔聲屏障能使聲能衰減，是利用聲波的反射和衍射原理，在隔聲屏障能使聲能衰減，是利用聲波的反射和衍射原理，在板后形成聲影區(qū)，在聲影區(qū)中噪聲可以得到衰減板后形成聲影區(qū)，在聲影區(qū)中噪聲可以得到衰減 n 在上海、深圳及北京等大城市的高架道路兩旁先后建起了不在上海、深圳及北京等大城市的高架道路兩旁先后建起了不同形式和結(jié)構(gòu)的道路隔聲屏。同形式和結(jié)構(gòu)的道路隔聲屏。 案例：案例：冷卻塔的噪聲控制冷卻塔的噪聲控制社會背景：社會背景： 人們長時間處于噪聲刺激中，可導致聽覺、神經(jīng)系統(tǒng)、心肺人們長時間處于噪聲刺激中，可導致聽覺、

37、神經(jīng)系統(tǒng)、心肺功能等不同程度地受到損害。近年來，隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，功能等不同程度地受到損害。近年來，隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，各種建筑設備的噪聲擾民問題逐漸凸顯，特別是冷卻塔因其安裝各種建筑設備的噪聲擾民問題逐漸凸顯，特別是冷卻塔因其安裝位置位置 一般距離居民區(qū)較近而成為投訴最多的噪聲源之一。遺憾的一般距離居民區(qū)較近而成為投訴最多的噪聲源之一。遺憾的是，目前冷卻塔的降噪措施并非行之有效，如聲屏障對于低頻波是，目前冷卻塔的降噪措施并非行之有效，如聲屏障對于低頻波的繞射無能為力，隔聲罩會阻礙氣流流動導致熱濕交換不良，對的繞射無能為力，隔聲罩會阻礙氣流流動導致熱濕交換不良，對寬頻噪聲吸聲效果差等，這

38、使得冷卻塔的噪聲控制日益受到人們寬頻噪聲吸聲效果差等，這使得冷卻塔的噪聲控制日益受到人們的重視。的重視。 原始數(shù)據(jù)測量原始數(shù)據(jù)測量n 該工程位于沈陽某高檔住宅小區(qū)，采用集中供冷方該工程位于沈陽某高檔住宅小區(qū)，采用集中供冷方式，式，2 2 臺方形逆流式冷卻塔安裝在臺方形逆流式冷卻塔安裝在21#21#樓樓( (居民樓居民樓) ) 前的前的空地上空地上( (如圖如圖1 1 所示所示) ) ，每臺風量為，每臺風量為4600 m3 / min 4600 m3 / min ，冷，冷卻水泵的揚程為卻水泵的揚程為6.4 m 6.4 m ，電動機功率為，電動機功率為22 kW 22 kW ，住戶的，住戶的平均平

39、均A A 聲級噪聲為聲級噪聲為64. 2 dB 64. 2 dB ，超過了環(huán)境噪聲標準的規(guī)，超過了環(huán)境噪聲標準的規(guī)定，居民強烈要求治理冷卻塔的噪聲污染。定，居民強烈要求治理冷卻塔的噪聲污染。 A聲級噪聲測量聲級噪聲測量 采用丹麥某公司采用丹麥某公司2238 mediator 2238 mediator 噪聲頻譜分析儀噪聲頻譜分析儀和和TES21350ATES21350A聲級計對冷卻塔風機導流管口、周圍環(huán)境聲級計對冷卻塔風機導流管口、周圍環(huán)境及其住宅小區(qū)本底噪聲進行測量。及其住宅小區(qū)本底噪聲進行測量。 噪聲特性分析噪聲特性分析 1) 1) 距離軸流風機管口距離軸流風機管口( (風機出口處風機出口

40、處)1m)1m處的處的A A聲級噪聲值達到聲級噪聲值達到91 dB ,91 dB ,這是由于空氣在冷卻塔頂導流管內(nèi)產(chǎn)生湍流和摩擦，激這是由于空氣在冷卻塔頂導流管內(nèi)產(chǎn)生湍流和摩擦，激發(fā)的壓力擾動產(chǎn)生噪聲，同時槳葉與空氣作用產(chǎn)生振動向外輻射發(fā)的壓力擾動產(chǎn)生噪聲，同時槳葉與空氣作用產(chǎn)生振動向外輻射噪聲。因此初步判定風機的空氣動力噪聲是主要聲源。噪聲。因此初步判定風機的空氣動力噪聲是主要聲源。 2) 2) 風機的機械噪聲主要是由于風機旋轉(zhuǎn)部件的不平衡導致風機的機械噪聲主要是由于風機旋轉(zhuǎn)部件的不平衡導致結(jié)構(gòu)發(fā)生振動從而引起塔體表面輻射噪聲。由于風機支架與塔體結(jié)構(gòu)發(fā)生振動從而引起塔體表面輻射噪聲。由于風機

41、支架與塔體之間安裝了減振器，機械噪聲不是主要因素。之間安裝了減振器，機械噪聲不是主要因素。 3) 3) 冷卻塔的循環(huán)水經(jīng)填料層自由下落到落水槽所產(chǎn)生沖擊冷卻塔的循環(huán)水經(jīng)填料層自由下落到落水槽所產(chǎn)生沖擊噪聲的強度與落水速度的平方成正比。冷卻塔噪聲能量主要是通噪聲的強度與落水速度的平方成正比。冷卻塔噪聲能量主要是通過軸流風機的進出風口向外傳播的，應在此處作重點降噪處理。過軸流風機的進出風口向外傳播的，應在此處作重點降噪處理。 降噪方案降噪方案 1) 1)在軸流風機出風口設置阻性消聲器，有效阻止噪聲在軸流風機出風口設置阻性消聲器，有效阻止噪聲能量的傳播能量的傳播; ; 2) 2)為保證冷卻塔的散熱，

42、不能對其進行封閉式隔聲處為保證冷卻塔的散熱，不能對其進行封閉式隔聲處理，為此設置組合式聲屏障來阻止下部噪聲能量的傳播理，為此設置組合式聲屏障來阻止下部噪聲能量的傳播; ; 3) 3)為有效減少噪聲聲波的繞射，在冷卻塔底部設置吸為有效減少噪聲聲波的繞射，在冷卻塔底部設置吸聲隔聲組合式聲屏障吸收低頻噪聲聲隔聲組合式聲屏障吸收低頻噪聲; ; 4) 4)在冷卻塔中部設置阻尼隔聲板和寬頻帶組合式吸聲在冷卻塔中部設置阻尼隔聲板和寬頻帶組合式吸聲材料，提高中低頻吸聲效果材料，提高中低頻吸聲效果; ; 5) 5)落水的高頻噪聲用超細玻璃棉材料吸收?？紤]到現(xiàn)落水的高頻噪聲用超細玻璃棉材料吸收?？紤]到現(xiàn)場實際情況

43、，方案中的所有降噪設施都進行了防塵、防潮場實際情況，方案中的所有降噪設施都進行了防塵、防潮處理，同時不影響冷卻塔的通風和散熱功能，如圖處理，同時不影響冷卻塔的通風和散熱功能，如圖2 2 所示。所示。圖圖2 2 降噪方案效果圖降噪方案效果圖降噪方案降噪方案一、組合式聲屏障設計一、組合式聲屏障設計 為保證所有噪聲敏感點都在聲屏障的為保證所有噪聲敏感點都在聲屏障的聲影區(qū)內(nèi)，從而獲得最佳的降噪效果，根據(jù)聲影區(qū)內(nèi)，從而獲得最佳的降噪效果，根據(jù)現(xiàn)場情況和聲學計算，確定聲屏障有效高度現(xiàn)場情況和聲學計算，確定聲屏障有效高度為為3 m3 m。聲屏障采用寬頻帶組合吸聲結(jié)構(gòu)和。聲屏障采用寬頻帶組合吸聲結(jié)構(gòu)和阻尼隔聲

44、板的組合式結(jié)構(gòu)阻尼隔聲板的組合式結(jié)構(gòu) 。阻尼隔聲板主。阻尼隔聲板主要由要由3 3 部分組成部分組成: :隔聲板、阻尼涂層和約束隔聲板、阻尼涂層和約束層層 ，其結(jié)構(gòu)如圖，其結(jié)構(gòu)如圖3 3 所示。采用這種結(jié)構(gòu)不所示。采用這種結(jié)構(gòu)不僅能夠有效阻斷噪聲能量的傳播，而且能夠僅能夠有效阻斷噪聲能量的傳播，而且能夠避免罩板受噪聲聲波激勵出現(xiàn)共振現(xiàn)象。避免罩板受噪聲聲波激勵出現(xiàn)共振現(xiàn)象。 圖圖3 3 阻尼隔音板結(jié)構(gòu)阻尼隔音板結(jié)構(gòu)二、導流消聲器設計二、導流消聲器設計 n 消聲器大致分為消聲器大致分為3 3 類類: :阻性消聲器、抗性消聲器和排空消聲阻性消聲器、抗性消聲器和排空消聲器。其中，阻性消聲器是利用設置在

45、管道內(nèi)的吸聲材料或吸聲器。其中，阻性消聲器是利用設置在管道內(nèi)的吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)使沿管道傳播的噪聲不斷地被吸收，從而達到消聲的目的。結(jié)構(gòu)使沿管道傳播的噪聲不斷地被吸收，從而達到消聲的目的。由于阻性消聲器的阻力較小，各類風機噪聲多以中、高頻為主，由于阻性消聲器的阻力較小，各類風機噪聲多以中、高頻為主，含低頻成分少，而阻性消聲器恰對中高頻噪聲具有較好的消聲含低頻成分少，而阻性消聲器恰對中高頻噪聲具有較好的消聲效果，所以選用阻性消聲器。效果，所以選用阻性消聲器。 n 現(xiàn)有的阻性消聲器包括直管式、復合式、片式、盤式和折現(xiàn)有的阻性消聲器包括直管式、復合式、片式、盤式和折板式等幾種方式，其中片式消聲器具有

46、消聲量大，阻力較小，板式等幾種方式，其中片式消聲器具有消聲量大，阻力較小，導流效果和安裝靈活的特點，因此選擇在風機出口處安裝片式導流效果和安裝靈活的特點，因此選擇在風機出口處安裝片式消聲器。同時，考慮到噪聲特點，在設計時特別選用了寬頻吸消聲器。同時，考慮到噪聲特點，在設計時特別選用了寬頻吸聲材料。聲材料。 消聲片半厚度消聲片半厚度D D 由于冷卻塔的噪聲頻譜帶很寬，而多孔吸聲材料的特由于冷卻塔的噪聲頻譜帶很寬，而多孔吸聲材料的特性是在中、高頻具有很高的吸聲系數(shù)，而對低頻噪聲吸聲性是在中、高頻具有很高的吸聲系數(shù)，而對低頻噪聲吸聲系數(shù)相對較低，如果只用單一的多孔吸聲材料很難達到理系數(shù)相對較低，如果

47、只用單一的多孔吸聲材料很難達到理想的降噪效果，所以在本設計中消聲片選用寬頻帶吸聲結(jié)想的降噪效果，所以在本設計中消聲片選用寬頻帶吸聲結(jié)構(gòu)貼附。根據(jù)共振頻率構(gòu)貼附。根據(jù)共振頻率f fr r(Hz(Hz) )與消聲片半厚度與消聲片半厚度D(mD(m) )相乘為相乘為常數(shù)的關(guān)系，以密度為常數(shù)的關(guān)系，以密度為20 kg/ m3 20 kg/ m3 的超細玻璃棉為例，計的超細玻璃棉為例，計算如下算如下: : f fr r D = 40 (1)D = 40 (1) f fr r = f = f2 2 2 (2)2 (2) 式式(1)(1)，(2) (2) 中中f f2 2 為消聲頻率下限，這里取為消聲頻率下限，這里取125Hz125Hz； 為為f fr r 和和f f2 2 間的倍頻程數(shù)間的倍頻程數(shù),= 4/3,= 4/3。 f fr r = f= f2 2 2 = 125 Hz 2 = 125 Hz 24/ 3 = 315 Hz24/ 3 = 315 Hz 所以消聲片半厚度為所以消聲片半厚度為D = 40 Hz m/315 Hz = 0.