第六章 噪声与振动

1、第六章第六章 噪声与振动环境噪声与振动环境 6.2 噪声及其对人的影响 6.3 噪声测量及评价标准 6.1 声音及其度量 6.4 噪声控制 6.5 振动环境 6.6 特殊工作环境6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量6.1.1 6.1.1 声音的基本概念声音的基本概念（1）声音是物体振动产生的，振动发声的物体被称为声 源。其形成是由振动的发生和传播两个环节组 成。它的物理量主要包括频率、波长和声速。（2）频率声源每秒振动的次数，以f表示，以赫兹（Hz） 为单位。一般情况下，人耳对2020000Hz频率 范围内的声音较敏感，其敏感程度随频率而 变，且存在个体差异。（3）波长和声速 波长()：在

2、一个波动的周期内传播的距离，单位m 声速( c ) ：声波在媒介中传播的速度，单位m/ /s=cf6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量6.1.2 6.1.2 声音的物理度量声音的物理度量（1）声压与声压级 声压(P)声波在空气传播过程中，引起空气质点振动 导致空气压强变化。它表示声音强弱的物理 量,单位Pa。 普通人谈话的声压约为：210-2710-2Pa 载货汽车行驶产生的声压约为：0.21Pa 凿岩机产生的声压约为：20Pa 喷气式飞机附近约为：200630Pa 听阈声压正常人刚刚能听到的最低声压 痛阈声压使人耳产生疼痛感觉的声压6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量 声压级(Lp)

3、声压与基准声压之比的以10为底的对数 乘以20,单位分贝(dB)。 Lp声压级 P声压 P0基准声压020lgpPLP6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量（2）6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量 工程中的工程中的信噪比信噪比实际就是指一个信号与背景噪音的实际就是指一个信号与背景噪音的分贝之差。分贝之差。 6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量（3）频谱分析 频谱不同频率（频段）成分的声波具有不同的强 度，这种频率成分与声强分布的关系，称为声 的频谱。 频谱分析将声源发出的声音按强度按频率顺序展 开，使其成为频率的函数，并考察变化规 律，成为频

4、谱分析。 频程为了便于实际测量和分析，人为地把声频范围 划分为几个小频段，在每个频段中，上限频率 与下限频率之间的距离，成为频程。 6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量6.1.3 6.1.3 人耳对声音的主观感觉人耳对声音的主观感觉（1）声音的响度级和响度 响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量， 以LN表示，单位方(phon)。响度级（方值）等 于该纯音的声压级，即与该声音同样响的 1000Hz的纯音的声压级数。6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量 响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉量，它与人对声音响亮程度的主观感觉成正比，以N表示，单位

5、宋(sone)，并规定1宋为40方。响度级与响度的关系：6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量（2）计权声级 对纯音可以通过测量它的声压级和频率，按等响曲线来确定它的响度级，然后根据方-宋关系确定它的响度。但是，绝大多数的噪声是宽带声音，评价它的响度比较复杂，或者计算求得，或者通过计权网络由仪器直接测定。就声级计而言，设立了A、B、C三种计权网络。 6.1 6.1 声音及其度量声音及其度量（3）等效连续声级 是指某一段时间内的A声级能量平均值，简称等效声级或平均声级，以Leq表示，单位dB(A) 。 （4）统计声级 统计声级的物理定义为达到或大于某一声级的概率，以Ls表示噪音的统计特征符合正

6、太分布，则：。 6.2 6.2 噪声及其对人的影响噪声及其对人的影响6.2.1 6.2.1 噪声及其来源噪声及其来源（1）工业噪声 主要包括空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声。（2）交通噪声 主要是指机动车辆、火车、飞机和船舶的噪声。（3）建筑施工噪声 主要是来自于露天建筑作业，污染十分严重。（4）社会噪声 主要是指社会活动和家庭生活所引起的噪声。6.2 6.2 噪声及其对人的影响噪声及其对人的影响6.2.2 6.2.2 噪声对生理的影响噪声对生理的影响（1）对听力的影响 持续性的强烈噪声会使人的听力受到伤害，通常会引起噪声性耳聋，这与噪声的强度、频率及其接触时间有关。（2）对神经系统的影响 会

7、造成大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调。（3）对内分泌和心血管系统的影响 会导致人体甲状腺机能亢进等症状，同时也心血管系统产生影响：如心跳过速、高血压等。（4）对消化系统的影响 会导致肠胃机能阻滞、消化不良、食欲不振等肠胃疾病。6.2 6.2 噪声及其对人的影响噪声及其对人的影响6.2.3 6.2.3 噪声对心理的影响噪声对心理的影响 噪声对心理的影响主要是使人产生烦恼、焦急、讨厌等情绪。其中脉冲噪声比连续噪声影响更甚。6.2.4 6.2.4 噪声对作业能力和功效的影响噪声对作业能力和功效的影响 噪声直接或间接地影响工作效率，同时也会对人的脑力劳动产生干扰。6.3 6.3 噪声测量及评价标准噪声测量

8、及评价标准6.3.1 6.3.1 噪声的测量噪声的测量（1）室内噪声的测量 声级计是用一定频率和时间计权来测量声压级的仪器。测量室内噪声时，将声级计传声器放在操作人员耳朵处或工作面附近。 （2）机器设备噪声的测量（3）交通车辆噪声的测量 6.3 6.3 噪声测量及评价标准噪声测量及评价标准（2）机器设备噪声的测量 将测点均匀地布置在所测机器的周围，测点数目根据机器设备的大小和发声部位的多少来选择，一般为4-8个。测点布置的高度一般在所测设备的中间处，且要求高于地面0.5m。u 外形尺寸小于30cm的小型设备，测点距其表面30cm左右；u 外形尺寸在30-100cm的中型设备，测点距其表面50c

9、m左右；u 外形尺寸大小100cm的较大型设备，测点距其表面100cm左右；u 大型或特大型设备，测点距其表面100-500cm左右。 （3）交通车辆噪声的测量 测量行驶时车内的噪声，要求车窗紧闭，测点应在车内中央且距地面1.2m。 测量行驶时车外的噪声，测点取距离车体中心线7.5m、距地面或轨道上方1.2m。6.3 6.3 噪声测量及评价标准噪声测量及评价标准6.3.2 6.3.2 噪声评价标准噪声评价标准 噪声标准时噪声控制和保护环境的基本依据，控制标准分为三类：u 基于对作业者的听力保护提供的，以等效连续声级为指标；u 基于降低人们对环境噪声烦恼而提供的，以等效连续声级、统计声级为指标；

10、u 基于改善工作条件、提高效率而提出的，以语言干扰声级为指标。（1）国外标准（2）中国标准6.4 6.4 噪声控制噪声控制6.4.1 6.4.1 声源控制声源控制（1）降低机械噪声 选择发声小的材料 改变传动方式齿轮传动 改进设备机械结构提高箱体刚度、采用小噪声的加 工工艺 （2）降低空气动力性噪声 主要是有气体涡流产生的降低气流速度 6.4 6.4 噪声噪声控制噪声噪声控制6.4.2 6.4.2 控制噪声的传播控制噪声的传播 控制噪声第二个有效办法是阻断和屏蔽噪声的传播： 对工厂各区域合理布局 调整声源的指向二环的隔音罩 充分利用天然地形草坪、绿地等 采用吸声、隔音、消声等措施汽车的排气筒

11、采用隔振与减振措施减振弹簧 6.4.3 6.4.3 操作者听力保护操作者听力保护 美国OSHA规定要求企业对所有噪音量超过50（TWA85dB(A)）的员工提供听力保护设备；噪音量在100以上（TWA=90dB(A)）工人必须戴听力保护设备。听力保护设备有两大类：嵌入型和包被型。 6.5 6.5 振动环境振动环境6.5.1 6.5.1 振动及其分类振动及其分类（1）振动 一个质点或物体沿直线或弧线相对于基准位置作来回运动的形式，称为振动。 （2）振动的分类 振动来源生产性振动与非生产性振动 振动作用于人体部位和传导方式全身振动和局部振动 振动的运动规律正弦振动与随机振动 6.5.2 6.5.2

12、 振动变量振动变量 位移（振幅） 频率 速度 加速度 6.5 6.5 振动环境振动环境6.5.3 6.5.3 振动对人体的影响振动对人体的影响 人体以及身体的各组成部分和器官都有各自的固有频率，并且它们柔性地连在身上，因此它们将以不同的频率振动。器官越大，固有频率越低。下表是一个坐着的人其身体各部分的固有频率： 6.5 6.5 振动环境振动环境（1）受强烈的、长期的全身振动的工人可能患脊椎和周围神经系统疾病。振动频率主要在410Hz 频率时胸部和腹部出现疼痛；在812Hz时发生背痛。头痛、眼睛疲劳以及肠和膀光发炎，通常与1020Hz频率振动有关。（2）局部振动对人体的影响：能引起神经系统、循环

13、系统、骨关节肌肉运动系统障碍等。（3）振动的心理效应：主要是使人感觉不舒适和烦恼，甚至会疼痛。 6.5 6.5 振动环境振动环境6.5.4 6.5.4 振动对工效的影响振动对工效的影响（1）对视觉辨认绩效的影响 视觉对象处在振动环境中：大于2Hz无法跟踪 观察者处于振动环境中：大于4Hz视觉绩效下降（2）对操作动作的影响 u振动对运动绩效的影响与追踪任务的难度、显示器类型及操纵器类型有关。 u使用边侧型操纵器和扶手可比使用传统的安装在中间的驾驶盘减小高达50的由振动引起错误量。 u在垂直方向上的正弦振动的不利影响发生在420Hz内，加速度超过0.20g时，它比无振动的控制状态多出现高达40的追

14、踪错误6.5 6.5 振动环境振动环境6.5.5 6.5.5 振动的评价与控制振动的评价与控制 以振动方向、振动频率、振动加速度有效值和人体受振持续时间这四个最基本的振动参数之间的关系来评价全身振动对人体的影响，出于对舒服程度、任务精通程度和生理安全方面的考虑，它将180Hz频率范围内人体承受的全身振动划分为三种不同的感受界限： 疲劳工作效率降低界限疲劳工作效率降低界限从振动对人体引起疲劳的从振动对人体引起疲劳的感受，从而影响其工作效率的感受，从而影响其工作效率的角度而确立的。角度而确立的。 舒适性降低界限舒适性降低界限以不影响人的日常生活为以不影响人的日常生活为基础。基础。 受振极限（或健康

15、界限）受振极限（或健康界限）区分振动强度对人体健康区分振动强度对人体健康与安全与否的界限。与安全与否的界限。 6.5 6.5 振动环境振动环境（2）振动控制 减少和消除振源隔离振源 改进生产工艺（液压机构） 增加设备的阻尼 采取隔振、吸振、阻尼等措施 采用钢丝弹簧类、橡胶类等减震器 降低设备减振系统的共振频率 个体防护防振手套、减振椅等 限制接触振动时间6.5 6.5 特殊环境特殊环境（1）加速度效应 超重（2）失重效应 失重：人体身体各部分所受到的外力合力等于零 抗重力服装航天运动病（3）高压与低压效应第七章第七章 空气环境空气环境7.1 7.1 空气中的主要污染物及其来源空气中的主要污染物

16、及其来源（1）空气环境中的有害气体 工厂、日常生活用煤、石油等燃料：硫氧化物、氮氧 化物、二氧化碳 交通工具排放尾气：一氧化碳、氮氧化物、碳氢化 物、铅 装修、家具、装修材料：甲醛、氨、苯等有机气体 在一般情况下，粉尘与二氧化硫、一氧化碳和二氧化碳、碳氧化合物，是空气中的主要污染物，其中，粉尘与二氧化硫占40%，一氧化碳占30%，二氧化氮、碳氢化合物及其废气占30%。第七章第七章 空气环境空气环境（2）空气中的其他污染 固体尘粒：碳粒、悬浮颗粒物、飞尘、碳酸钙、氧化 锌、二氧化铝等，其中飘尘是衡量城市空 气环境质量的指标之一。 金属粉尘：铅、汞、铬、镉以及锌、钒、锰、钡等， 其中铅污染毒性较大，在我国十分严重