第六章-噪音及振動環(huán)境

第六章噪音及振動環(huán)境

1聲音及其度量2噪音對人的影響3噪音測量及評價標(biāo)準(zhǔn)4噪音控制5振動環(huán)境6特殊工作環(huán)境主要內(nèi)容6.1聲音及其度量一、聲音的基本概念

1、頻率ｆ（HZ）2、波長λ（m）3、聲速с（m/s）

6.1聲音及其度量1、聲壓聲波在空氣傳播中，引起空氣壓強的變化量（壓強增量），單位Pa。2、聲壓級聲壓級Lp是表示聲壓強度相對大小的指標(biāo)，聲壓P與基準(zhǔn)聲壓P0（2×10-5Pa）之比的常用對數(shù)的20倍。即Lp=20lgP/P0聲壓級的單位是分貝，用dB表示。二、聲音的物理度量6.1聲音及其度量表6-1各種環(huán)境的聲壓和聲壓級聲壓N/m2聲壓級/dB環(huán)境舉例聲壓N/m2聲壓級/dB環(huán)境舉例63020063206.32.00.630.201501401301201101009080火箭發(fā)射噴氣式飛機附近開坯鍛錘，鉚釘槍大型球磨機大型鼓風(fēng)機附近紡織車間汽車喇叭聲公共汽車上0.0630.0200.00630.00200.000630.000200.0000630.000020706050403020100繁華大街上普通說話微型電機工作時安靜房間內(nèi)輕聲談話樹葉落下的沙沙聲鄉(xiāng)村安靜夜晚剛剛能聽到的聲音痛閾聲壓聽閾聲壓3、響度級與響度

響度級是人們對噪音進行主觀評價的基本量。以1000HZ的純音作基準(zhǔn)，與之一樣響的聲音，無論其聲壓級和頻率，它的響度級為1000HZ的純音的聲壓級LN。單位為方（phon）6.1聲音及其度量根據(jù)不同頻率、不同的聲壓可繪制等響度曲線。圖2等響度曲線6.1聲音及其度量響度N與響度級LN的關(guān)系：LN=40+10log2N響度與聲音的頻率和強度有關(guān)，當(dāng)聲壓級一定時，頻率越高，響度越大，當(dāng)頻率一定時，聲壓級越高，響度越大。響度與人的主觀感受成正比。4、計權(quán)聲級通過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級稱為計權(quán)聲級，簡稱聲級。它是模擬人耳聽覺在不同頻率不同感受特性，能反映人對噪聲的主觀感受。一般設(shè)置A、B和C三種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。表6－4幾種常見聲源的A聲級

6.1聲音及其度量A聲級/dB聲

源20～3040～6060～708090100－110輕聲耳語普通辦公室內(nèi)普通交談聲，小型空調(diào)機大聲交談，收音機，較吵的街道空壓機站，泵房，嘈雜的街道

織布機，電鋸，砂輪機，大鼓風(fēng)機5、等效連續(xù)聲級是指某一時間內(nèi)的聲級能量的平均值，可用積分聲級計測量。6、統(tǒng)計聲級

當(dāng)環(huán)境噪聲大小變化不規(guī)則且變動幅度大，需要用不同的噪聲級出現(xiàn)的概率對其進行度量，用Ls表示。6.1聲音及其度量6.2噪聲及對人的影響

一、噪聲來源

1、工業(yè)噪聲

空氣動力噪聲、機械噪聲和電磁噪聲。

2、交通噪聲3、建筑施工噪聲

4、社會噪聲二、噪聲對人的影響

1、噪聲對聽力的影響持續(xù)性的強烈噪聲會使人的聽力損害。

2、噪聲對生理機能影響對神經(jīng)系統(tǒng)的影響；對內(nèi)分泌和心血管系統(tǒng)的影響；對消化系統(tǒng)的影響。3、噪聲對心理影響產(chǎn)生煩惱、焦急、討厭、生氣等不愉快的情緒。6.2噪聲及對人的影響

4、噪聲對語言交流影響（噪聲對信號的掩蔽作用）

6.2噪聲及對人的影響

圖3環(huán)境噪聲對語言交流的影響5、噪聲對作業(yè)能力和工效影響

注意力不集中，反應(yīng)時間延長，遺漏和錯誤增加，總的效率降低，特別對需要保持緊張注意的作業(yè)如檢查、檢驗、監(jiān)視控制作業(yè)，噪聲影響更大。6.2噪聲及對人的影響

6.3噪聲的測量及評價標(biāo)準(zhǔn)

一、噪聲的測量

1、室內(nèi)噪聲的測量圖3為聲級計，測量室內(nèi)噪聲時，將聲級計放在操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。若噪聲有明顯變化或出現(xiàn)間隙，則還應(yīng)測量等效連續(xù)聲級。圖4數(shù)字式聲級計6.3噪聲的測量及評價標(biāo)準(zhǔn)2、機器設(shè)備噪聲的測量（1）外形尺寸小于30cm的小型設(shè)備，測點距其表面30cm左右。（2）外形尺寸在30～100cm的中型設(shè)備，測點距其表面50cm左右。（3）外形尺寸大于100cm的較大型設(shè)備，測點距其表面100cm左右。（4）大型或特大型設(shè)備，測點距其表面100～500cm左右。6.3噪聲的測量及評價標(biāo)準(zhǔn)3、交通車輛噪聲的測量測量行駛時車內(nèi)的噪聲，要求車窗緊閉，測點選擇在車內(nèi)中央且離地1.2m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。測量行駛時車外的噪聲，測點取距離車體中心線7.5米、距地面或軌道上方1.2m高處。

二、噪聲評價標(biāo)準(zhǔn)

1、控制標(biāo)準(zhǔn)分類基于對作業(yè)者的聽力保護提出，以等效連續(xù)聲級為指標(biāo)。降低對環(huán)境聲煩惱度而提出，以等效連續(xù)聲級、統(tǒng)計聲級為指標(biāo)?；诟纳乒ぷ鳁l件、提高效率而提出的，以語言干擾聲級為指標(biāo)。6.3噪聲的測量及評價標(biāo)準(zhǔn)3、我國噪聲標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《城市環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》和《機動車輛噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1-2002表6-10工作地噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)日接觸噪聲時間/h衛(wèi)生限值84211/21/41/88588919497100103最高不超過115/dB(A)6.3噪聲的測量及評價標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場測定噪聲，確定噪聲源、噪聲特性（如強度、頻譜等）；根據(jù)有關(guān)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)確定該現(xiàn)場可容許的噪聲水平；根據(jù)測得的結(jié)果與容許值之差確定降噪量。

制定技術(shù)上、經(jīng)濟上合理效果明顯的噪聲控制方案；貫徹控制方案的實施；現(xiàn)場重新評估，以確定控制噪聲的效果。6.4噪聲的控制

一、噪聲控制的步驟

二、聲源的控制

1、降低機械噪聲選擇發(fā)聲小的材料；改變傳動方式；改進設(shè)備機械結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備的剛度。

2、降低空氣動力特性噪聲降低氣流速度；減少壓力脈沖；減少渦流。6.4噪聲的控制

三、控制噪聲的傳播

1、對工廠各區(qū)域合理的布局;2、調(diào)整聲源出口的指向;3、充分利用天然地形，吸收噪聲，限制傳播;4、采取吸聲、隔聲、消聲等措施。5、采取隔振與減振措施。6.4噪聲的控制五、音樂調(diào)節(jié)好的車間音樂能使環(huán)境產(chǎn)生歡樂的氣氛，減輕噪音干擾，驅(qū)除疲勞感單調(diào)感，提高生產(chǎn)效率。四、操作者的聽力保護使用個人防聲用具：耳塞、耳罩、防噪聲帽等。6.5振動環(huán)境

一、振動及其分類

類型非生產(chǎn)性振動生產(chǎn)性振動行駛的飛機、火車等全身振動局部振動6.5振動環(huán)境二、振動變量1、振幅2、頻率3、速度4、加速度加速度表明對人體沖擊的大??；頻率是尋找震源、分析振動的重要依據(jù)。振動的方向以心臟為正交系統(tǒng)的源點指向X,Y,Z。振動常用加速度級，是振動加速度與基準(zhǔn)加速度之比的對數(shù)乘以20。圖5振動的方向6.5振動環(huán)境三、振動對人體的影響1、全身振動對人體的影響全身振動為低頻大幅度振動，使人產(chǎn)生共振，引起操作者產(chǎn)生疲勞、勞動機能衰退等。圖6人體各部分的固有頻率參考值6.5振動環(huán)境2、局部振動（振動工具引起）引起肌無力，肌肉疼痛和萎縮等，對手指造成很大的傷害如麻木、疼痛、對寒冷敏感等現(xiàn)象（白指?。?、振動的心理效應(yīng)主要是感覺不舒服和煩惱，甚至疼痛，進而引起工效的降低。五、振動對工效的影響1、對視覺辨認績效的影響（1）視覺對象處于振動環(huán)境取決于振動頻率和強度低于1Hz時，可以追蹤目標(biāo)，但很快疲勞。高于1Hz以后人眼難以追蹤，績效降低很快。（2）觀察者處于振動環(huán)境低于4Hz時，績效比較好。高于4Hz視覺績效顯著下降。6.5振動環(huán)境6.5振動環(huán)境2、對操作動作的影響振動引起操作界面的運動使操作者的動作不協(xié)調(diào)，誤差次數(shù)增加，工效降低。一般垂直振動的頻率在4－8Hz之內(nèi)，前后在1－2Hz之內(nèi)，操作誤差最大。圖7垂直振動時人的手眼協(xié)調(diào)的平均動作時間6.5振動環(huán)境六、振動的評價與控制1、國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出的“人承受全身振動的評價指南”[IS02631-1989（E）]。

該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)加速度有效值、振動頻率（1/3倍頻）、振動方向、接觸振動持續(xù)時間這四個振動參數(shù)制定了全身振動評價的界限曲線。圖8全身振動允許界限

6.5振動環(huán)境衛(wèi)生限值/（m/s2）日接振時間/h2～41～2≤168122、我國的振動控制標(biāo)準(zhǔn)GBZ1-2002《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》對工作場所的振動強度的規(guī)定：局部振動作業(yè)，其接振強度4小時等能量頻率計權(quán)振動加速度不得超過5m/s2，接振時間少于4小時可按表6-17適當(dāng)放寬。

表6-15局部振動強度的衛(wèi)生限值表6-16全身振動強度的衛(wèi)生限值dB(A）日接振時間/h842.5116120.8123衛(wèi)生限值m/s21.00.5127.6131.10.621.11.42.43.66.5振動環(huán)境6.5振動環(huán)境2、振動控制控制振動的措施：（1）減少和消除震源;隔離震源；改進生產(chǎn)工藝；增加設(shè)備的阻尼；采取隔振、吸振、阻尼等措施，阻止振動的傳播；降低設(shè)備的共振頻率。（2）個體防護;（3）限制接觸時間。案例1:高架道路交通噪音和防噪屏設(shè)置交通噪聲一直是城市壞境噪聲中的主要來源。道路交通的噪聲達到67～74dB。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。案例1:高架道路交通噪音和防噪屏設(shè)置圖9高架道路防噪屏案例2:駕駛員座椅分析人體的振動特性人體是一個彈性系統(tǒng)（固有頻率）。在正常重力環(huán)境中，人體對于垂直方向的振動能量的傳遞率以4-8Hz為最大；然后是10-12Hz；20-25Hz。此時導(dǎo)致操作誤差，中樞機能降低，容易疲勞，注意力分散，最終導(dǎo)致工作效率低。案例2:駕駛員座椅分析對駕駛員來說，上下振動的敏感頻率在4－8Hz之內(nèi)，前后在1－2Hz之內(nèi)。評價方法是依照GB4970-85和ISO2631－78，采用1/3倍頻程加速度均方根值，通過“疲勞－工效降低界限”和“舒適性降低界限”查到相應(yīng)允許暴露時間Tfd和Tcd來評價，用總的加權(quán)均方根值作為輔助評價指標(biāo)。

案例2:駕駛員座椅分析乘坐舒適性評價的一般流程案例2:駕駛員座椅分析座椅系統(tǒng)的幾何模型和動力學(xué)模型

案例2:駕駛員座椅分析人體模型

座椅

動力學(xué)模型

案例2:駕駛員座椅分析仿真與分析根據(jù)ADAMS動力學(xué)分析，可以得到人體的各向加速度時域與頻域譜線，對結(jié)果進行分析，可以作出舒適性評價；得到動態(tài)特性參數(shù)對人體舒適性的影響，為選擇