環(huán)境監(jiān)測第八章噪聲監(jiān)測課件

1、環(huán)境監(jiān)測第八章噪聲監(jiān)測一、聲音與噪聲聲音物體的振動以波的形式在彈性介質(zhì)中進(jìn)行傳播的一種物理現(xiàn)象。分類：樂聲和噪聲噪聲:是指人們在日常生活中所不需要的雜亂無章的使人厭煩并干擾人的正常生活,工作和休息的聲音。如機器的轟鳴聲、各種交通工具的馬達(dá)聲、鳴笛聲、人們的嘈雜聲、各種突發(fā)的聲響等。 環(huán)境噪聲的來源：交通噪聲，包括汽車、火車和飛機等所產(chǎn)生的噪聲；工廠噪聲，如鼓風(fēng)機、汽輪機，織布機和沖床等所產(chǎn)生的噪聲；建筑施工噪聲，像打樁機、挖土機和混凝土攪拌機等發(fā)出的聲音；社會生活噪聲，例如，高音喇叭，收錄機等發(fā)出的過強聲音。 二、聲音的周期、頻率、波長和聲速頻率：聲源在一秒中內(nèi)振動的次數(shù)，記作f。單位為Hz。

2、周期：聲源振動一次所經(jīng)歷的時間，記作T，單位為s。T=1/f。波長：沿聲波傳播方向，振動一個周期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點間距離，記為，單位為m。聲速：聲波每秒在介質(zhì)中傳播的距離，記作c，單位為m/s。聲速與傳播聲音的介質(zhì)和溫度有關(guān)。在空氣中，聲速（c）和溫度（t）的關(guān)系可簡寫為： c = 331.4+0.607t 頻率f、波長和聲速c三者之間的關(guān)系是: c = f 當(dāng)物體在空氣中振動，使周圍空氣發(fā)生疏、密交替變化并向外傳遞，且這種振動頻率在20-20000Hz之間，人耳可以感覺，稱為可聽聲，簡稱聲音，噪聲監(jiān)測的就是這個范圍內(nèi)的聲波。頻率低于20Hz的叫次聲，高于20000Hz

3、的叫超聲，它們作用到人的聽覺器官時不引起聲音的感覺，所以不能聽到。 三、聲功率、聲強和聲壓1. 聲功率（W） 聲功率是指單位時間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。在噪聲監(jiān)測中，聲功率是指聲源總聲功率。單位為W。2. 聲強（I） 聲強是指單位時間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向單位面積的聲能量。單位為 W / m2。3.聲壓（P） 聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。單位為Pa。聲波在空氣中傳播時形成壓縮和稀疏交替變化，所以壓力增值是正負(fù)交替的。但通常講的聲壓是取均方根值，叫有效聲壓，故實際上總是正值，對于球面波和平面波，聲壓與聲強的關(guān)系是： I= P2 / c 式中：-空氣密度，如以標(biāo)

4、準(zhǔn)大氣壓與20的空氣密度和聲速代入，得到c =408 國際單位值,也叫瑞利。稱為空氣對聲波的特性阻抗。四、分貝、聲功率級、聲強級和聲壓級1.分貝 人們?nèi)粘Ｉ钪杏龅降穆曇?，若以聲壓值表示，由于變化范圍非常大，可以達(dá)六個數(shù)量級以上，同時由于人體聽覺對聲信號強弱刺激反應(yīng)不是線性的，而是成對數(shù)比例關(guān)系。所以采用分貝來表達(dá)聲學(xué)量值。 所謂分貝是指兩個相同的物理量（例A1和A0）之比取以10為底的對數(shù)并乘以10（或20）。 N = 10lg(A1/A0) 分貝符號為dB，它是無量綱的。式中A0是基準(zhǔn)量（或參考量），A是被量度量。被量度量和基準(zhǔn)量之比取對數(shù)，這對數(shù)值稱為被量度量的級。亦即用對數(shù)標(biāo)度時，所得

5、到的是比值,它代表被量度量比基準(zhǔn)量高出多少級。2. 聲功率級： Lw =10lg(W/W0) 式中：Lw聲功率級（dB）； W 聲功率（W） W0 基準(zhǔn)聲功率，為10-12 W。3. 聲強級 ： LI = 10lg(I/I0) 式中：LI 聲壓級(dB)；I 聲強（W/m2）； I0 基準(zhǔn)聲強，為10-12 W/m2。4. 聲壓級 ： LP = 20lg(P/P0) 式中： LP 聲壓級（dB）； P 聲壓（Pa）； P0 基準(zhǔn)聲壓，為210-5Pa，該值是對1000HZ聲音人耳剛能聽到的最低聲壓。 9五、噪聲疊加和相減1.噪聲的疊加 兩個以上獨立聲源作用于某一點，產(chǎn)生噪聲的疊加。 聲能量是可

6、以代數(shù)相加的，設(shè)兩個聲源的聲功率分別為W1和W2，那么總聲功率W總 = W1+ W2。而兩個聲源在某點的聲強為I1 和I2 時，疊加后的總聲強 I總 = I1 + I2 。但聲壓不能直接相加。 由于 I1 =P12/c I2 = P22/c 故 P總2 = P12 + P22 又 （P1/ P0）2= 10(Lp1/10) (P2 / P0)2 = 10(Lp2/10) 故總聲壓級： LP =10 lg（P12 + P22）/ P02 =10 lg10(Lp1/10)+10(Lp2/10) 如 LP1= LP2，即兩個聲源的聲壓級相等，則總聲壓級： LP = LP1+ 10lg2 LP1 +

7、3(dB) 也就是說，作用于某一點的兩個聲源聲壓級相等，其合成的總聲壓級比一個聲源的聲壓級增加3dB。 當(dāng)聲壓級不相等時，按上式計算較麻煩?？梢岳脮蠄D7-1查曲線值來計算。方法是：設(shè)LP1 LP2 ,以 LP1 - LP2值按P226圖查得LP ，則總聲壓級 LP總 = LP1 + LP 。不同A 聲級dB 數(shù)的和： 當(dāng)兩個A 聲級數(shù)LPA1 和 LPA2，且LPA1 LPA2時，其和為： L1+2 = 10lg100.1 LpA1 +100.1 LpA2 =10lg100.1 LpA11+ 10-0.1 (LpA1-LpA2) =LpA1 + 10lg 1+ 10-0.1L = LpA1

8、 + L式中：L = LPA1 LPA2 下表為不同的L 與LL01234567891011-1213-1415-1920以上L32.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.30.20.10例 車間內(nèi)有4個聲壓級分別為80、83、91、84分貝的聲源，利用公式法和圖表法計算總聲壓級為多少?2.噪聲級相減噪聲測量中經(jīng)常碰到如何扣除背景噪聲問題，這就是噪聲相減的問題?？梢岳帽尘霸肼曅拚€值來計算。根據(jù)能量疊加法,可導(dǎo)出聲壓級減法的計算公式:LP2 = 10 lg10(LpT/10)-10(Lp1/10) 例 P227 某車床運轉(zhuǎn)時，在相距1米處測得的聲壓級為104分貝，該車

9、床停車時，在同一點測得的環(huán)境背景噪聲為100分貝，求該車床單獨產(chǎn)生的聲壓級。練習(xí)1 車間內(nèi)有4個聲壓級分別為90、93、80、75分貝的聲源，利用公式法和圖表法計算總聲壓級為多少?練習(xí)2 某車床運轉(zhuǎn)時，在相距1米處測得的聲壓級為85分貝，該車床停車時，在同一點測得的環(huán)境背景噪聲為75分貝，求該車床單獨產(chǎn)生的聲壓級。六、響度和響度級1.響度（N） 噪聲對人體的危害與影響，既包括客觀的物理量聲波，又包括主觀的感覺兩個方面，而且與頻率有關(guān)。一般說來，兩個聲壓級相同而頻率不同的聲音聽起來是不一樣響的。 響度是人耳判別聲音由輕到響的強度等級的量。它不僅取決于聲音的強度（如聲壓級），還與它的頻率與波形有關(guān)

10、。其單位是宋，符號N，1 宋的定義為聲壓級為40 dB ，頻率為1000HZ，且來自聽者正前方的平面性波強度。2.響度級（LN）： 其概念是建立在兩個聲音的主觀比較上，其單位是“方”，符號為LN。就是選取1000HZ 的純音作為基準(zhǔn)聲音，任何其它頻率的聲音聽起來與該純音一樣響，則該聲音的響度級就等于這個純音的聲壓級（dB）。 如果某噪聲聽起來與聲壓級為80dB，頻率為1000Hz的純音一樣響，則該噪聲的響度級就是80方 利用與基準(zhǔn)聲音比較的方法，可以得到人耳聽覺頻率范圍內(nèi)一系列響度相等的聲壓級與頻率的關(guān)系曲線，即等響曲線。3.響度與響度級的關(guān)系 根據(jù)大量實驗得到，響度級每改變10方，響度加倍或

11、減半。 例如，響度級30方時響度為0.5宋；響度級40方時響度為1宋；響度級為50 方時響度為2宋，以此類推。它們的關(guān)系可用下列數(shù)學(xué)式表示： 響度級的合成不能直接相加，而響度可以相加。例如：兩個不同頻率而具有60方的聲音，合成后的響度級不是120（方）而是先將響度級換算成響度進(jìn)行合成，然后再換算成響度級。七、計權(quán)聲級 為了能用儀器直接反映人的主觀響度感覺的評價量，有關(guān)人員在噪聲測量儀器聲級計中設(shè)計了一種特殊濾波器，叫計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級，已不再是客觀物理量的聲壓級，而叫計權(quán)聲壓級或計權(quán)聲級，簡稱聲級。通用的有A、B、C和D計權(quán)聲級。A計權(quán)聲級是模擬人耳對55dB以下低強度噪聲的頻

12、率特性；B計權(quán)聲級是模擬55dB到85dB的中等強度噪聲的頻率特性；C計權(quán)聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性；D計權(quán)聲級是對噪聲參量的模擬，專用于飛機噪聲的測量。 計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是一種特殊濾波器，當(dāng)含有各種頻率通過時，它對不同頻率成分的衰減是不一樣的。A、B、C計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的主要差別是在于對低頻成分衰減程度，A衰減最多，B其次，C最少。A、B、C、D計權(quán)的特性曲線.常見環(huán)境噪聲dB(A)八、等效連續(xù)聲級、噪聲污染級和晝夜等效聲級1、等效連續(xù)聲級 用噪聲能量按時間平均的方法來評價噪聲對人的影響，即等效連續(xù)聲級，符號Leq。它是用一個在相同的時間內(nèi)聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級來表示該時間段內(nèi)不穩(wěn)定噪聲的大小。

13、因此，等效連續(xù)聲級反映在聲級不穩(wěn)定的情況下，人實際所接受的噪聲能量的大小，它是一個用來表達(dá)隨時間變化的噪聲的等效量。式中：LPA某時刻的瞬時聲級；T規(guī)定的測量時間。 如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，其累積分布在正態(tài)概率紙上為一直線，則可用近似公式計算：其中L10、L50、L90為累積百分聲級，其定義是：L10測定時間內(nèi)，10%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的平均峰值；L50測定時間內(nèi)，50%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的平均值。L90測定時間內(nèi)，90%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的背景值。 2、噪聲污染級 許多非穩(wěn)態(tài)噪聲，其漲落所引起人的煩惱程度比等能量的穩(wěn)定噪聲要大，而且與噪聲暴露的變化率和平均強

14、度有關(guān)。因此，在等效連續(xù)聲級的基礎(chǔ)上加上一項表示噪聲變化幅度的量，更能反映實際污染程度。通常用這種噪聲污染級評價航空或道路的交通噪聲。其符號為LNP LNP =Leq + K 式中 K常數(shù)，對交通和飛機噪聲取值 2.56； 測定過程中瞬時聲級標(biāo)準(zhǔn)偏差。 式中 Li 測得第i個瞬時A聲級； L所測聲級的算術(shù)平均值； n測得聲級總數(shù)。對許多重要的公共噪聲，噪聲污染級也可寫成 LNP = Leq + d 或 LNP = L50 + d + d2 / 60 式中 d = L10 L903、晝夜等效聲級 同樣的噪聲，晚上比白天更感到吵鬧，也就是說同樣的噪聲晚上干擾更大。為了在評價式中將這一情況考慮進(jìn)去，

15、引出了晝夜等效聲級的概念。以符號Ldn 表示。其表達(dá)式為： 式中 Ld 白天（6：0022：00）的等效聲級； Ln 夜間（22：006：00）的等效噪聲。 為了表明夜間噪聲對人的干擾更大，故計算夜間等效聲級時應(yīng)加上10 dB 的計權(quán)。 噪聲測量技術(shù)的一個重要組成部分就是對測量儀器的操作使用。了解噪聲測量儀器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握儀器的功能和適用場合，學(xué)會儀器的正確使用方法 ，并能判別和排除儀器的常見故障，應(yīng)是監(jiān)測人員所具備的最基本技能。 噪聲測量儀器的測量強度，主要是聲場中的聲壓，至于聲強、聲功率的直接測量較麻煩，故較少直接測量；其次是測量噪聲的特征，即聲壓的各種頻率組成成分。一、聲級計

16、 聲級計也稱噪聲計，它是用來測量噪聲的聲壓計和計權(quán)聲級的最基本的測量儀器，適用于環(huán)境噪聲和各種機器（如風(fēng)機、空壓機、內(nèi)燃機、電動機）噪聲的測量，也可用于建筑聲學(xué)、電聲學(xué)的測量。1.種類：聲級計整機靈敏度是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下測量1000Hz純音所表現(xiàn)出的精度。按其精度可分為四種類型:O型聲級計，是實驗用的標(biāo)準(zhǔn)聲級計；型聲級計，相當(dāng)于精密聲級計；型聲級計和型聲級計作為一般用途的普通聲級計。 按其體積可分便攜式聲級計和袖珍式聲級計。 按其用途可分為一般聲級計、車輛聲級計、脈沖聲級計、積分聲級計和噪聲劑量計等。二、其他噪聲測量儀器：1.聲級頻譜儀2.錄音機3.自動記錄儀4.實時分析儀 噪聲標(biāo)準(zhǔn)的制訂是在大

17、量實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計分析的?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)體現(xiàn)出的科學(xué)性、先進(jìn)性和現(xiàn)實性，在制訂標(biāo)準(zhǔn)時，要盡可能對不同的場所和時間分別加以限制。一、聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3096-2008)二、工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn) (GB 12348-2008)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)企業(yè)和固定設(shè)備廠界環(huán)境噪聲排放限值及其測量方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)企業(yè)噪聲排放的管理、評價及控制。機關(guān)、事業(yè)單位、團(tuán)體等外環(huán)境排放噪聲的單位也按本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。第四節(jié) 噪聲監(jiān)測一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法二、工業(yè)企業(yè)噪聲測量方法一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法：聲環(huán)境功能區(qū)噪聲監(jiān)測1.監(jiān)測目的:評價不同聲環(huán)境功能區(qū)晝間、夜間的聲環(huán)境質(zhì)量，了解功能區(qū)環(huán)境噪聲時空分布特征。 方法：定點監(jiān)測法和普查監(jiān)測法 二 工業(yè)企業(yè)噪聲測量方法(GB 12348-2008) 測點選擇的原則：1）若車間內(nèi)各處A聲級波動小于3dB，則只需在車間擇1- 3 個測點；2）若車間內(nèi)各處聲級波動大于3dB，則應(yīng)按聲級大小，將車間分成若干區(qū)域，任意兩區(qū)域的聲級應(yīng)大于或等于3dB，而每個區(qū)域內(nèi)的聲級波動必 須小于3dB，每個區(qū)域取