第三四章机械振动与噪声

1、环境噪声控制工程Chapter 3 噪声源的测量声级计实时频谱分析仪o声强测量o声功率测量小型声强仪小型声强仪双通道快速傅里叶变换分析仪双通道快速傅里叶变换分析仪数字滤波技术数字滤波技术混响室法混响室法消声室法消声室法现场测量方法现场测量方法Chapter 4 噪声的评价和监测 o4.1 噪声的评价量 o4.2 环境噪声的评价标准与法规o4.3环境噪声监测方法4.1 噪声的评价量n不同频率的声音对人的影响不同；n噪声出现的时间不同对人的影响不同；n同样的声音对不同心理和生理特征的人群反应不同；n。4.1 噪声的评价量o4.1.1 响度和响度级o4.1.2 计权声级o4.1.3 等效连续等效连续

2、A声级声级o4.1.4 反映噪声对语言交流干扰程度的量o4.1.5 针对室内噪声的评价量o4.1.6 与烦恼程度有关的评价量o4.1.7 噪声冲击指数4.1.1 响度和响度级o1.纯音：纯音：响度级：当某一频率的纯音与1000Hz的纯音听起来同样响时，这时1000Hz纯音的声压级就定义为该声音的响度级。响度级的符号为LN，单位为方(phon）。o2.等响曲线等响曲线：对各个频率的声音作试听比较，得到达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线，通常称为等响曲线等响曲线。 图4-1 4-1 纯音标准等响曲线(phon)3. 响度响度响度是与主观感觉轻响程度成正比的参量，符号为N，单位是“宋” (son

3、e)。规定响度级为40 phon时响度为1sone ，正常听者判断一个纯音比响度级为40 phon参考声强响的倍数称为该纯音的响度。响度级每增加10 phon，响度增加1倍，二者的关系：NLN2log1040)40(1 .02NLN4.宽频带噪声：斯蒂文斯响度斯蒂文斯响度对宽频带的噪声考虑了计权因素：响度指数最大的频带贡献最大，而其他频带由于最大响度指数频带声音的掩蔽效应，他们对总响度的贡献应乘上一个小于1的修正因子。频带与修正因子的关系频带宽度倍频带1/2倍频带1/3倍频带修正因子F0.300.200.15图图4-2 斯蒂文斯等响度指数曲线斯蒂文斯等响度指数曲线斯蒂文斯响度计算方法：斯蒂文斯

4、响度计算方法：测出频带声压级；从图上查出各频带声压级对应的响度指数，相加；取其中最大值，将其从响度指数总和中扣除，乘以频带修正因子F，最后与最大值相加即得响度指数；maxmax1niiNNFNN240 10logNLN 例题例题 中心频率中心频率/Hz631252505001000200040008000声压级声压级/dB7681787175768159响度指数响度指数/sone5101081215258N = 25sone + 0.3*(93-25)sone = 45.4sone（95phon） 4.1.2 计权声级4.1.2 计权声级o1.计权声级计权声级： 通常对不同频率声音的声压级经某

5、一特定的加权修正后，再叠加计算可得到噪声的总声压级，此声压级称为计权声级。o2.计权网络计权网络： 是近似以人耳对纯音响度的频率特性而设计的。 国际电工委员会规定了四种计权网络： A、B、C、DApApLLL见表见表4-1例题例题中心频率中心频率/Hz31.5631252505001000200040008000频带声压级频带声压级/dB606573768580786260A计权修正计权修正/ dB-39.4-26.2-16.1-8.6-3.20+1.2+1.0-1.1修正后修正后/ dB20.638.856.967.481.88079.263.058.9叠加后叠加后A声声级级/ dB85.2

6、14.1.3 等效连续等效连续A声级声级 2121)(1 . 01220212101lg10)(1lg10tttLttAeqdtttdtptpttLpA定义：等效于在相同的时间间隔T内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级。在同样采样时间间隔下：0.11110lg10()AiNLeqiLdBN 例题例题：90、85、7586.5dB0.11110lg(10)pAiNLeqiiLT例题例题o某车间中，工作人员在一个工作日内（某车间中，工作人员在一个工作日内（8h）噪声）噪声累积的暴露时间分别为累积的暴露时间分别为90dB(A)计计4h，75dB (A)计计2h，100dB (A)计计2h ，

7、求该车间的等效连续，求该车间的等效连续A声级。声级。Leq(A)=94.8dB昼夜等效声级昼夜等效声级（例题）（例题）oL Ld d: : 昼间（昼间（6:00-22:00)6:00-22:00)测得的噪声平均测得的噪声平均A A声级；声级；oL Ln n: : 夜间（夜间（22:00-22:00-次日次日6:00)6:00)测得的噪声平均测得的噪声平均A A声级。声级。0.10.1(10)2110lg101033dnLLdnL累积百分数声级累积百分数声级Lno定义：它表示在测量时间内高于Ln声级所占的时间为n%。 L10=85dB:峰值噪声级；L90=60dB:本底噪声级；L50:中值噪声级

8、。60)(2901050LLLLeq例题例题等时间间隔测量了等时间间隔测量了100个噪声数据，从大到小排个噪声数据，从大到小排列如下：列如下：95、94.8、94.5、93.2、93、92.8、92.6、91.7、90.9、90、89、88 75 65 60。求：峰值噪声级求：峰值噪声级L10和本底噪声级和本底噪声级L90小 结o学会使用噪声测量仪器；o掌握响度和响度级、史蒂文斯响度的计算o重点掌握dB(A) 、Leq的计算o了解昼夜等效声级及其计算o理解累积百分数声级的含义4.1.4 室内噪声的评价量室内噪声的评价量o1.噪声标准曲线:噪声标准（NC）曲线更佳噪声标准（PNC）曲线 适于室内

9、活动场所稳态噪声的评价，以及有特别噪声环境要求的场所的设计。计算方法：o测得的噪声各频带的声压级；o将各频带的声压级与图中声压级比较既可以得到各频带对应的PNC曲线号数；o其中最大号数即为所测环境的噪声评价值 。更佳噪声标准（更佳噪声标准（PNC）曲线）曲线中心频率中心频率/Hz31.5631252505001000200040008000频带声压级频带声压级/dB554643374035302824 例题例题 PNC号号152025253535353530o2.噪声评价数(NR)曲线（室内外均适用）噪声评价数： 将1000Hz倍频带声压级值作为噪声评价数NR。其他63Hz-8000Hz倍频带

10、的声压级和NR的关系也可由下式计算：ipibNRaL求NR值的步骤：o测得噪声各频带的声压级；o将测得的噪声各频带的声压级与图中声压级比较既可以得到各频带的NR值；o取其中最大的NR值（取整数）；o将最大值加1即为所测环境的NR值。4.1.5 与烦恼程度有关的评价量o1.噪度和感觉噪声级噪度（Nn）：定义在中心频率为1kHz的倍频带上，声压级为40dB的噪声的噪度为1呐 (noy)。感觉噪声级LPN：LPN=40+10log2Nn 噪度增加1倍， LPN增加10dB等噪度曲线克雷特（Kryter）与人们主观判断的噪声“吵闹”程度成比例的量13PNpALL复合噪声总噪度的计算方法：n测得噪声各频

11、带声压级；n查出各频带对应的噪度；n取其中最大值，将其从噪度总和中扣除，乘以频带计权因子F，最后与最大值相加即得。等噪度曲线maxmax1nnnniniNNFNN感觉噪声级感觉噪声级/dB/dBF:倍频程为1，1/3倍频程为1/2计权等效连续感觉噪声级(LWECPN)1310lg1001 . 0NiLEPNiTPNL用于航空噪声评价中，对一段监测时间内飞行事件噪声的评价。等效感觉噪声级（ L LEPNEPN ）：在感觉噪声级（LPN）的基础上，对持续时间和可闻纯音或离散频率修正后，得到的量。计权等效连续感觉噪声级(LWECPN)12310()39.4WECPNEPNLLNNN（ LEPN ）：

12、N次飞行的等效感觉噪声级能量平均值，dB。N1：白天飞行次数， N2：傍晚飞行次数，N3：夜间飞行次数。2. 交通噪声指数(TNI)定义：定义：30)(4909010LLLTNI考虑到噪声气候的范围，本底噪声情况。只适用于机动车辆噪声对周围环境干扰的评价，而且限于车流量较多及附近无固定声源的环境。3. 噪声污染级噪声污染级也是用以评价噪声对人的烦恼程度的一种评价量，它既包含了对噪声能量的评价，同时也包含了噪声涨落的影响。KLLeqNPniiLLn12)(112.562.56瞬时声级标准偏差瞬时声级标准偏差对于随机分布的噪声，噪声污染级和等效连续声级或累计百分数声级之间，有如下关系：)(9010

13、LLLLeqNP29010901050)(601)(LLLLLLNP4.1.6 反映噪声对语言交流干扰程度的量o1.语言清晰度: 音节清晰度S: 经过实验测得听者对音节所做出的正确响应与发送的音节总数之比的百分数。语言清晰度指数（AI）： 若该音节为有意义的语言单位，则称为语言可懂度，即语言清晰度指数AI，表示一个正常的语言信号能为听者听懂的百分数。o语言清晰度指数与声音的频率有关；o语言清晰度指数与背景噪声有关；o语言清晰度指数与对话者之间的距离有关。2.语言干扰级语言干扰级:语言干扰级（SIL）： 是对语言清晰度指数AI的简化，它是中心频率6004 800Hz的4个倍频程频带声压级的算术平

14、均值。更佳语言干扰级（PSIL）： 利用500、1 000、2 000Hz为中心频率的3个倍频程频带的平均声压级来表示语言干扰级，称为更佳语言干扰级PSIL。3 SILPSIL表表4-54-54.1.7 噪声冲击指数o噪声冲击总计权人口数TWP：)()(dnidniLPLWTWPPi(Ldn)：全年或某段时间内受第i 等级昼夜等效声级范围内影响的人口数；W i(Ldn)：第i 等级昼夜等效声级的计权因子（表4-4）。o噪声冲击指数NNI：每个人受到的噪声冲击程度)(dniLPTWPNNI可用作对声环境质量的评价及不同环境的相互比较；可供城市规划布局中考虑噪声对环境的影响。4.2 4.2 环境噪

15、声的评价标准与法规环境噪声的评价标准与法规o4.2.1 环境噪声污染防治法o4.2.2 环境噪声标准4.2.1 环境噪声污染防治法中华人民共和国环境噪声污染防治法1996年10月第八届全国人民代表大会通过 内容：八章六十四条4.2.1 环境噪声污染防治法第一章 总则立法目的：保护和改善人们的生活环境，保障人体健康，促进经济和社会的发展，是制定各类噪声标准的基础。4.2.1 环境噪声污染防治法内容：第二章 环境噪声污染防治的监督管理第三章 工业噪声污染防治第四章 建筑施工噪声污染防治第五章 交通运输噪声污染防治第六章 社会生活噪声污染防治第七章 法律责任第八章 附则4.2.2 环境噪声标准o1.

16、 产品噪声标准o2. 噪声排放标准o3. 环境质量标准1.产品噪声标准a.汽车定置噪声b.地铁车辆噪声标准1.产品噪声标准a.汽车定置噪声汽车定置：汽车不行驶，发动机处于空载运转状态。反映了车辆的排气噪声和发动机噪声情况。汽车定置噪声限值对城市道路允许行驶的在用汽车规定了定置噪声的限值。各类车辆定置噪声A声级限值(dB)车辆类型燃料种类1998年1月1日前出厂1998年1月1日后出厂轿车汽油8785微型客车、货车汽油9088轻型客车、货车、越野车汽油 n4300r/min柴油9497100929598中、大型客车、货车汽油柴油9710395101大型货车额定功率N147kW1011059910

17、3b.地铁车辆噪声标准地点等级地面线路测量地下线路测量一级7484司机室二级三级77888790客室一级二级三级767982868992地铁电动车组司机室和客室内允许的噪声级（LPA）(dB)2. 噪声排放标准a.各类厂界噪声标准b.建筑施工厂界噪声限值c.铁路及机场周围环境噪声标准2. 噪声排放标准a.各类厂界噪声标准等级昼间夜间5545605065557055类标准适用于以居住、文教机关为主的区域；类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区；类标准适用于工业区；类标准适用于交通干线两侧的区域。b.建筑施工厂界噪声限值不同施工阶段作业的厂界噪声限值（等效声级Leq)施工阶段主要噪声源昼间

18、噪声限值夜间噪声限值土石方推土机、挖掘机、装载机7555打桩各种打桩机85禁止施工结构混凝土搅拌机、振捣棒、电锯等7055装修吊车、升降机6555c.铁路及机场周围环境噪声标准o铁路边界噪声限值及测量方法o机场周围飞机噪声环境标准适用区域标准值LWECPN(dB)一类区域70二类区域75机场周围飞机噪声标准值及适用区域 注：一类区域：特殊区域居住区；居住、文教区。 二类区域：除一类以外的生活区。 a.工业企业噪声卫生标准b.室内环境噪声允许标准c.城市区域环境噪声标准3. 环境质量标准a.工业企业噪声卫生标准工业企业厂区内各类地点的噪声标准（A计权声级dB）序号地点类别噪声限值1生产车间及作业

19、场所（工人每天连续接触噪声8h）902高噪声车间设置的值班室、 无电话通话要求时观察室、休息室 有电话通话要求时 75703精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房704车间所属办公室、实验室、设计室（室内背景噪声级）705主控制室、集中控制室、通讯室、电话总机室、消防值班室（室内背景噪声级）606厂部所属办公室、会议室、设计室、中心实验室（包括试验、化验、计量室）（室内背景噪声级）607医务室、教室、哺乳室、托儿所、工人值班室（室内背景噪声级）55a.工业企业噪声卫生标准 车间内部容许噪声级（A计权声级dB）每个工作日噪声暴露时间（h）84211/21/41/81/16允许噪声级(dB)

20、90939699102105108111最高噪声级115我国民用建筑室内允许噪声级我国民用建筑室内允许噪声级建筑物类型建筑物类型房间功能或要求房间功能或要求 允许噪声级允许噪声级L LpApA ( (dB)dB)特级特级一级一级二级二级三级三级医院医院病房、休息室病房、休息室门诊室门诊室手术室手术室测听室测听室-404055554545252545455555454525255050606050503030住宅住宅卧室、书房卧室、书房起居室起居室-404045454545505050505050学校学校有特殊安静要求有特殊安静要求一般教室一般教室无特殊安静要求无特殊安静要求-4040-5050

21、-5050旅馆旅馆客房客房会议室会议室多用途大厅多用途大厅办公室办公室餐厅、宴会厅餐厅、宴会厅35354040404045455050404045454545505055554545505050505555606055555050-5555-b.室内环境噪声允许标准c.城市区域环境噪声标准o城市各类区域环境噪声最高限值（等效声级Leq）等级昼间夜间0504015545260503655547055思考题思考题o某发电机房工人一个工作日内（某发电机房工人一个工作日内（8h）暴露于）暴露于A声级声级92dB噪声中噪声中4h，98dB噪声中噪声中24min，其余时间均在噪声为，其余时间均在噪声为76

22、dB的环境中，噪声环境的环境中，噪声环境是否符合工厂企业噪声卫生标准？是否符合工厂企业噪声卫生标准？o某一工作人员在噪声环境中的暴露时间分别为：某一工作人员在噪声环境中的暴露时间分别为：93dB (A)计计3h，90dB (A)计计4h，85dB (A)计计1h ，噪声环境是否符合工厂企业噪声卫，噪声环境是否符合工厂企业噪声卫生标准？生标准？Leq(A)=90.5dB噪声暴露率噪声暴露率D=1.375小小 结结o熟悉室内噪声评价量熟悉室内噪声评价量o熟悉噪度、感觉噪声级、计权等效连续感觉噪声级熟悉噪度、感觉噪声级、计权等效连续感觉噪声级o了解语言干扰级、更佳语言干扰级了解语言干扰级、更佳语言干

23、扰级o熟悉各噪声评价量的适用范围熟悉各噪声评价量的适用范围o了解相关评价标准和法规了解相关评价标准和法规4.3 环境噪声监测与评价o4.3.1 城市区域环境噪声测量o4.3.2 工业企业噪声测量o4.3.3 交通噪声测量o4.3.4 环境噪声评价60dB4.3.1城市区域环境噪声测量城市区域环境噪声测量1.1.网格测量法网格测量法o网格完全覆盖被普查的区域；o有效网格总数应多于100个；o每个网格中心为测点，测点一般为户外，昼夜测量；o每次每个测点测量10min的等效声级。(1)全部网格中心测点的Leq作算术平均（标准偏差），代表该功能区的总体环境噪声水平；(2)统计不同噪声水平下网格面积的百

24、分比，反映该区域噪声污染情况；(3)分析昼夜间噪声达标情况；(4)估算受影响的人口数（NNI）；(5)用不同颜色或阴影线将噪声值进行分档，绘制在网格图上，反映该区域噪声空间分布规律。北京市噪声分布图北京市噪声分布图深圳某地区噪声分布图深圳某地区噪声分布图4.3.1城市区域环境噪声测量2. 2. 定点监测法定点监测法测点选择：测点选择：选择能代表各类功能区的测点1个或几个，每日进行24h连续监测，测量每小时的Leq，每次测量的位置、高度保持不变。结果：结果：噪声污染的时间分布规律SSLLinii14.3.2 工业企业噪声测量n生产环境噪声测量生产环境噪声测量n机器噪声的现场测量机器噪声的现场测量

25、n厂界噪声测量厂界噪声测量生产环境噪声测量o测量内容：测量内容： 稳态噪声、非稳态噪声、间断性噪声稳态噪声、非稳态噪声、间断性噪声o测量方法：测量方法： 根据工作位置和声级分布确定测点，每个测量区域声根据工作位置和声级分布确定测点，每个测量区域声级差小于级差小于3dB3dB，传声器置于工作人员耳朵附近。，传声器置于工作人员耳朵附近。o测量条件：测量条件： 减少气流、电磁场、温度和湿度等因素的影响。减少气流、电磁场、温度和湿度等因素的影响。机器噪声的现场测量o测量内容： 机器设备噪声o测点选择： 根据机器的外形尺寸选择； 尽可能接近机器声源，选择4-8个。o测量条件： 避免或减少环境背景噪声的影响； 减少环境反射面的影响等。厂界噪声测量o测量条件： 无雨、雪的气候下进行， 风力5m/s停止测量。o测量内容： 稳态噪声、周期性噪声和非稳态噪声o测点选择： 厂界外1m，高1.2m，1m内无反射面； 根据企业大小确定测点个数，考虑敏感建筑物。o昼