十三噪音及其防制PPT课件.ppt

第十三章噪音及其防制 13 1噪音之測量13 2噪音之效應13 3噪音之防制 1 依勞委會之解釋 噪音係聲音之一種 凡不規則不協調的音波在同一時間存在 使人感到厭煩者即稱之為噪音 依據民國72年5月行政院公布之噪音管制法第二條 本法所謂噪音 指發生之聲音超過管制標準而言 也就是說 聲音只要超過管制標準 不管是否悅耳 都是噪音 2 13 1噪音之測量 13 1 1響度之測量13 1 2響度的心理物理指標13 1 3等量聲壓位準 3 13 1 1響度之測量 聲音是一種波動現象 是由於音源的震動而引起附近空氣分子的移動 將能量向外擴散傳送形成壓力波 音源每單位時間振動之次數稱為頻率 通常以每秒振動的次數 cps 或稱赫茲 Hz 來表示 聲音可藉由各種物質向外傳播 但其傳播速度隨介質不同而有差異 表13 1即為室溫時聲音在各類介質中傳播之速度 4 5 13 1 1響度之測量 表示音量大小的單位為分貝 decibel dB 它是一種聲壓水準 SoundPressureLevel SPL 1dB大約為人類耳朵剛好可以聽到的聲音強度 而120dB則會造成耳痛 6 13 1 1響度之測量 由於dB之計量為對數值 因此 計算環境噪音時 不同噪音源的dB值不能直接以算術方法加減乘除 表13 2為經過換算後 決定二噪音測定值合成以後的大約分貝數 例如100dB與90dB二噪音源合成時 其相差為10dB 查表13 2得知為0 4 合成後之噪音強度即為 100dB 0 4dB 100 4dB 7 8 13 1 1響度之測量 二個以上噪音源合成時 應由最高的二音先行計算 所得結果再與其餘音源中之最高分貝者計算 依此類推 直至完成 例如三個噪音源 其強度依序為100dB 94dB 93dB 合成以後之噪音強度為101 6dB 算法如下 100 94 6查表得1 0100 1 0 101101 93 8查表得0 6101 0 6 101 6 dB 9 13 1 2響度的心理物理指標 phons 1933年Fletcher與Munson發展出一種表示響度的方法 稱為等響曲線 equal loudnesscontours 他們呈現給受試者不同頻率與強度的聲音組合 要求受試者來決定那些組合的響度相同 然後把結果畫成等響曲線 10 13 1 2響度的心理物理指標 圖13 2上的每一條線都表示 與1000Hz下某一強度 dB 感覺到相同響度的其他頻率與強度組合 例如 50Hz下62dB的響度感覺大約與1000Hz40dB時的響度相同 phons 來自德文 也可以用來表示聲音的響度水準 loudnesslevel 這個單位雖與dB都是表示聲音強度的 但dB為物理性的單位 phons則為心理性的單位 phon的定義為相當於1000Hz時同響度的dB數 例如1000Hz下40dB即為40phons 而50Hz下62dB亦相當於此一響度 故也是40phons 11 12 13 1 2響度的心理物理指標 sones phons可以表達的是不同聲音的主觀相等性 但不能表達不同聲音之間相對的主觀響度 relativesubjectiveloundness 因此 為了比較的目的 必須要有另一種衡量單位 Fletcher與Munson發展出一種響度的比率量表 Stevens 1936 將這量表的單位訂為 sone 13 13 1 2響度的心理物理指標 1sone定義為1 000Hz下的40dB 即40phons 的響度 若響度為其2倍 即為2sones 3倍即為3sones 一半即為0 5sones 以sone來表示響度與dB之比較 如表13 3 14 15 13 1 2響度的心理物理指標 phon與sone之間的關係如下 40phons等於1sone 每增加10phons時 sone增加一倍 例如 50phons 2sones60phons 4sones70phons 8sones30phons 0 5sones20phons 0 25sones以公式表示如p471 16 13 1 2響度的心理物理指標 其他衡量單位 當測量複雜性噪音時 即含有連續性波帶的聲音 僅從噪音計得到單一的數值常不足以達到分析的目的 應該要依照頻率分布來測量聲壓 而頻率的分布 在工業噪音研究上最廣泛應用的是八度音階波帶或八音帶 octavebands 之分法 即依中央頻率為63 125 250 500 1000 2000 4000 8000Hz區分為八個音階波帶 17 13 1 3等量聲壓位準 噪音的強度常隨時變化 環保單位對於環境噪音的最佳評估是 累積 的噪音影響 即長期平均音量 所謂等量聲壓位準 equivalentsoundlevel 即為不定或變化噪音的長期平均音量 相當於某一定聲壓位準噪音在某時期所傳送給承受者相同數量的聲能 acousticenergy Leq的大小與期間長短以及在此期間聲音如何發生有關 18 13 2噪音之效應 13 2 1噪音與聽力喪失13 2 2噪音的生理效應13 2 3噪音對作業績效之影響13 2 4噪音容忍極限 19 13 2 1噪音與聽力喪失 傳導性耳聾 conductiondeafness 神經性耳聾 nervedeafness 中樞性耳聾 centraldeafness 20 13 2 1噪音與聽力喪失 聽力喪失 可用聽力計 audiometers 加以測量 由圖13 5可以發現 隨著年紀的增加 純音聽閾值有非常明顯的降低 且在高頻率時 聽力的喪失較為嚴重 再者 男性之聽力喪失要比女性為大 聽力喪失依其恢復性可分為兩種 當聽力喪失在離開噪音環境一段時間後可以恢復者 稱為暫時性聽閾移轉 TemporaryThresholdShift TTS2 若長期處於噪音環境下 纖毛細胞受到長期刺激而呈永久性損壞時 稱為永久性聽閾移轉 PermanentThresholdShift PTS 21 22 13 2 1噪音與聽力喪失 因為暫時性聽閾移轉會慢慢復原 所以應該在曝露噪音後一固定時間內進行測量 才能加以比較 習慣上是在曝露結果後2分鐘時測量 此時聽閾值的變動 吾人稱之為2分鐘時暫時性聽閾移轉 簡稱TTS2 temporarythresholdshiftat2min 23 13 2 1噪音與聽力喪失 不論曝露的持續時間如何 有些噪音音量卻不會產生任何可量度的TTS2 這些聲壓位準涉及噪音之對聽力是否具有危害性效應問題 而可界定為 有效安靜 effectivequiet TTS2與噪音頻率之間的關係比較奇特 最大的聽閾移轉並非發生在其所曝露的頻率 而是發生在比其更高的頻率處 暫時性聽閾移轉後 其恢復也不是一件單純的事 係TTS2視本身大小而定 24 13 2 1噪音與聽力喪失 TTS2的恢復比形成需要較長的時間 每個人在同樣噪音下之TTS2 具有相當大的個別差異 當連續曝露於強大噪音之下 永久性聽閾移轉 PTS 或稱噪音誘發性永久性聽閾移轉 Noise inducedPermanentThresholdShifts NIPTS 就會漸漸顯現 美國工業衛生協會彙總了多篇研究 繪出了工作環境中噪音強度與人們受到聽力喪失的比率 如圖13 7所示 此處所謂聽力喪失係指在500 1 000 2 000Hz的頻率處 其平均聽閾移轉超過15dB 25 26 13 2 1噪音與聽力喪失 在圖13 7中顯示噪音強度在85dB以下時 罹患聽力喪失者的比率只比一般人高出一點點而已 但噪音強度超過85dB時 除了年輕人 20 29歲組群 以外 其他年齡層的人罹患聽力傷害者的比率都有急劇上升的現象 而這些年輕人不久也將面臨同樣的命運 由此可知 噪音管制的標準宜訂在85dB以下 27 13 2 1噪音與聽力喪失 非連續性的噪音對聽力的影響則又如何 所謂非連續性噪音包括 1 間歇性穩定噪音 intermittentbutsteadynoise 如機器的短暫 間歇性操作 2 撞擊性噪音 impactnoise 例如鍛造時之落鎚打擊 3 瞬發性噪音 impulsivenoise 例如槍枝射擊時 28 13 2 1噪音與聽力喪失 在這類噪音之下 聽力會逐漸受到傷害 但由於強度 頻譜複雜度 頻率特性 曝露久暫 個人敏感度和其他因素的差異 使吾人無法對這類噪音的影響作簡單而妥適的說明 30 13 2 2噪音的生理反應 永久性的聽力喪失 自然是因為耳朵的機轉受到了生理傷害所致 一個突如其來的強大噪音 可以引起驚嚇反應 startleresponse 使人肌肉收縮 眨眼 頭部反射急動 如果噪音只在短時間出現 其所引起的生理反應通常不被認為是一種病理現象 但是若長期曝露於95dB或更高的音量之下 由於累積的結果 就可能產生真正的病理症狀 31 13 2 2噪音的生理反應 這類長期效應經常與心臟血管系統和腸胃系統有關 其症狀有高血壓 胃或十二指腸發炎或潰瘍等 Gulian 1974 彙總一些歐洲的研究結果 發現在高噪音下的工作者常有過敏 頭痛 疲勞 睡不好覺 心痛等現象 此處又再度顯示 當噪音超過95dBA 曝露時間超過十年時 情形顯然較為嚴重 32 13 2 2噪音的生理反應 噪音還會惹人厭煩且影響睡眠 特別是病人或較為敏感的人更易遭受干擾 由於無法入睡或睡不安寧 導致自主神經系統無法充分的休息 而有情緒困擾 精神障礙等現象 再者 噪音也會造成甲狀腺 內分泌 性功能的失調或障礙 對生長發育也有明顯的影響 33 13 2 3噪音對作業績效之影響 對於需要高度知覺或資訊處理工作 噪音就有顯著不良影響 Eschenbrenner 1981 Broadbent 1970 則指出了噪音的三種明顯影響 1 信心增加 increasedconfidence 2 注意集匯 funnelingofattention 3 績效缺口 performancegaps 34 13 2 3噪音對作業績效之影響 由於噪音的遮蔽效應 maskingeffect 會造成語言交談困難 或者干擾到與工作有關的聲響線索之偵檢 因此會使工作績效降低 更可能由於噪音之遮蔽而導致意外災害之發生 因為強大的噪音使得警告信號收聽不到而未能採取防範措施 以致產生意外災害 35 13 2 3噪音對作業績效之影響 Poulton 1978 主張噪音對作業績效的已知效應 都可以藉下列四個決定因素來解釋 1 遮蔽了與工作有關的聲響線索和內在語言思考 2 注意力分散 3 在噪音發生之初可增進有益的激奮狀態 arousal 然後逐漸減少 而噪音停止之初則又降至正常水準之下 4 從吵雜時作業績效到安靜時作業績效的正遷移或負遷移現象 36 13 2 4噪音容忍極限 連續性噪音 美國勞工部職業安全與衛生局 OSHA 在1983年建立了一套用在工廠中的噪音曝露容許標準 此一標準以容許曝露的時間長短來表示 如表13 5 OSHA以噪音曝量 noisedose 的概念 對於二種以上不同聲壓不同期間的噪音曝露 訂出一套合成的計算法 在80dBA或以上的任何聲壓 37 38 13 2 4噪音容忍極限 位準的噪音曝露 將使聽者承受部分曝量 partialdose 低於80dBA以下者 在訂算曝量時可以忽視 其計算方式如下 39 13 2 4噪音容忍極限 總計或每日噪音曝量 dailynoisedose 即為所有部分曝量之總和 其值可由表13 6轉換為 8小時時間加權平均聲壓位準 8htime weightedaveragesoundlevel TWA 當每日噪音曝量達50 TWA85dBA 時稱為行動位準 actionlevel 表示此時雇主必須採取一些有效的聽力保護計畫 如曝露監測 聽力測試 聽力保護 員工訓練和保存紀錄等 如表13 6 40 13 2 4噪音容忍極限 若每日噪音曝量達100 TWA為90dBA 時 稱為容許曝露位準 permissibleexposurelevel 此時雇主必須以工程上或行政上的措施減少噪音曝露 假如一位工人在一天中的噪音曝露情形如下 95dBA3 5小時105dBA0 5小時85dBA4小時 41 42 13 2 4噪音容忍極限 如此的噪音曝露 個別而言都在OSHA的標準以內 但總噪音曝量為 查表13 6 得TWA約為93 5dBA 然而表13 5中8小時容許之噪音位準為90dBA 故已超過容許之標準 43 13 2 4噪音容忍極限 瞬發性噪音 impulsenoise OSHA界定瞬發性噪音為 一波聲音其上升至尖峰強度的時間不超過35ms 且聲壓位準在尖峰以下20dB的持續時間不超過500ms 44 13 2 4噪音容忍極限 超低頻噪音 infrasonicnoise 此種噪音其頻率低於可聽音域以下 一般指低於20Hz 目前並沒有任何國家或國際性的標準規定容許曝露極限 超音波噪音 ultrasonicnoise 此種噪音其頻率高於可聽音域以上 一般指高於20 000Hz者 Action 1983 探討有關文獻 發現所建議的標準都很類似 在20 000Hz或以上