PAGEPAGE1Chaptre7噪聲污染監測教學目的①聲音和噪聲；②聲音的物理特性和量度；③噪聲的物理量和主觀聽覺的關系；④噪聲測量儀器；⑤噪聲標準；⑥噪聲監測；教學重點①聲音的物理特性和量度；②噪聲的物理量和主觀聽覺的關系；③噪聲標準；④噪聲監測；教學方法課內安排4個學時，實驗教學4個學時。

必讀教材和參考書頁碼教材：330-340；342-359；多媒體課件：講授提綱聲音的物理特性和量度、噪聲的物理量和主觀聽覺的關系、噪聲標準，城市環境噪聲、工業企業噪聲監測方案、監測方法；

在工業生產過程中，噪聲污染和水污染、空氣污染、固體廢物污染等一樣是當代主要的環境污染之一。但噪聲與后者不同，它是物理污染(或稱能量污染)。一般情況下它并不致命，且與聲源同時產生同時消失，噪聲源分布很廣，較難集中處理。由于噪聲滲透到人們生產和生活的各個領域，且能夠直接感覺到它的干擾，不象物質污染那樣只有產生后果才受到注意，所以噪聲往往是受到抱怨和控告最多的環境污染。

7．1聲音和噪聲

7.1.1．聲音和噪聲的概念聲音的本質是波動。聲音是物體的震動以波的形式在彈性介質中進行傳播的一種物理現象。頻率在20——20000Hz范圍。廣義上來講，人們生活和工作所不需要的聲音叫噪聲，從物理現象判斷，一切無規律的或隨機的聲信號叫噪聲；有序聲：樂聲；

無序聲：噪聲。

*聲音的傳媒介質有空氣、水和固體；它們分別稱為空氣聲、水聲和固體聲等。噪聲監測主要討論空氣聲。

7.1.2．噪聲污染的特點

感覺污染；

物理污染；有限污染；噪聲是一種感覺污染；不帶來化學污染物質，只是由于聲能——人耳朵——危害；噪聲的分布廣泛而分散，噪聲污染的影響范圍是有限的，傳播不遠；能量衰減；噪聲產生的污染沒有后效作用，聲源停止，噪聲消失，無積累現象，不留痕跡。轉為空氣分子無規則運動熱能。

7.1.3．噪聲來源

環境噪聲的來源有四種：一是交通噪聲，包括汽車、火車和飛機等所產生的噪聲；二是工廠噪聲，如鼓風機、汽輪機，織布機和沖床等所產生的噪聲；三是建筑施工噪聲，象打樁機、挖土機和混凝土攪拌機等發出的聲音；四是社會生活噪聲，例如，高音喇叭，收錄機等發出的過強聲音。

7.1.4．噪聲危害干擾人們的睡眠和工作，強噪聲會使人聽力損失。這種損失是累計性的，在強噪聲下工作一天，只要噪聲不是過強（120分貝以上），事后只產生暫時性的聽力損失，經過休息可以恢復；但如果長期在強噪聲下工作，每天雖可以恢復，經過一段時間后，就會產生永久性的聽力損失，過強的噪聲還能殺傷人體。①損傷聽力，造成噪聲性耳聾。90分貝下20％聾，85分貝下10％耳聾②干擾睡眠，影響工作效率。噪聲會影響人的睡眠質量和數量。連續噪聲可以加快熟睡到輕睡的回轉，使人熟睡時間縮短；突然的噪聲可使人驚醒。一般40dB連續噪聲可使10%的人受影響，70dB連續噪聲可使50%的人受影響突然的噪聲40dB時，使10%的人驚醒；60dB時，使70%的人驚醒③干擾語言通訊④影響人的心理變化⑤誘發多種疾病噪聲→緊張→腎上腺素↑→心率↑,血壓↑;噪聲→耳腔前庭→眩暈、惡心、嘔吐（暈船）；噪聲→神經系統→失眠，疲勞，頭暈、疼，記憶力下降。7．2.

聲音的物理特性和量度

7．2.

1．聲音的發生、頻率、波長和聲速

當物體在空氣中振動，使周圍空氣發生疏、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。頻率低于20Hz的叫次聲，高于20000Hz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。

聲源在一秒鐘內振動的次數叫頻率，記作f0。單位為Hz。

振動一次所經歷的時間叫周期，記作T，單位為s。顯然，頻率和周期互為倒數，即T=1/f0

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的距離作波長，記為λ，單位為m。

一秒時間內聲波傳播的距離叫聲波速度，簡稱聲速，記作c，單位為m／s。頻率、波長和聲速三者的關系是：

c=fλ

聲速與傳播聲音的媒質和溫度有關。在空氣中，聲速(c)和溫度(t)的關系可簡寫為：

c=

331．4+0.607t常溫下，聲速約為345m／s。

7．2.

2．聲功率、聲強和聲壓

(一)聲功率(W)聲功率是指單位時間內，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。在噪聲監測中，聲功率是指聲源總聲功率。單位為W。

(二)聲強(P)聲強是指單位時間內，聲波通過垂直于聲波傳播方向單位面積的聲能量。單位為W／s2。

(三)聲壓(P)聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。聲波是空氣分子有指向、有節律的運動。聲壓單位為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交替的。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，聲壓與聲強的關系是:

I＝P2/ρ*c式中；ρ——空氣密度，如以標準大氣壓與20c時的空氣密度和聲速代入，得到ρ*c=408國際單位值，也叫瑞利。稱為空氣對聲波的特性阻抗。

7．2.

3．分貝、聲功率級、聲強級和聲壓級

(一)

分貝人們日常生活中遇到的聲音，若以聲壓值表示，由于變化范圍非常大，可以達六個數量級以上，同時由于人體聽覺對聲信號強弱刺激反應不是線性的，而是成對數比例關系。所以采用分貝來表達聲學量值。

所謂分貝是指兩個相同的物理量(例且A1和Ao)之比取以10為底的對數并乘以10(或20)。

N=10lgA1/A0分貝符號為"dB”，它是無量綱的。在噪聲測量中是很重要的參量。式中上A。是基準量(或參考量)，且是被量度量。被量度量和基準量之比取對數，這對數值稱為被量度量的“級”。亦即用對數標度時，所得到的是比值，它代表被量度量比基準量高出多少“級”。(二)

聲功率級

Lw=

10lgW/W0

式中：Lw——聲功率級(dB)；

W——

聲功率(W)；

W0——基準聲功率，為10-12W

(三)

聲強級

LI=10lgI/I0

式中:

LI——聲強級(dB)I

——

m聲強(W／m2);I0——基準聲強，為10-12W／m2

(四)

聲壓級

Lp=l0

lgP2/P02=20LgP/P0式中：LP

——聲壓級(dB)，

P

——聲壓(Pa)；

Po

——基準聲壓，為2*10-5Pa，該值是對1000Hz聲音人耳剛能聽到的最低聲壓。

7．2.

4．噪聲的疊加和相減

(一)噪聲的疊加

兩個以上獨立聲源作用于某一點，產生噪聲的疊加。

聲能量是可以代數相加的，設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/PC，I2=P22/PC故

P總=√P12+P22

又

(Pl／P0)2=10LP1/10

(P2／Po)2=l0LP2/10故總聲壓級：

Lp

=10lg((P12+p22)/P02)

=10lg(10Lp1/10+10Lp2/10)如LP1=LP2，即兩個聲源的聲壓級相等，則總聲壓級：

LP=LP1+10lg2

≈LP1+3(dB)計算說明，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3dB。當聲壓級不相等時，按上式計算較麻煩。可以利用圖表曲線值來計算。

方法是：設LP1>LP2，以上LP1—LP2值按圖查得△LP（P352表），則總聲壓級LP總＝LP1+△LP。當L1≠L2時，求L1+2可查分貝和增值表，求合成聲壓級。表L1≠L2時，求L1+2可查分貝和增值表L1-L20123456789101112△L3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.30.3

注：L1-L2=13

△L=0.3；L1-L2=14

△L=0.2；L1-L2=15以上△L=0。例

兩聲源作用于某一點的聲壓級分別為LP1=96dB。LP2=93dB。由于LP1-LP2＝3dB，查曲線得△Lp=1.8dB，固此Lp總＝96+1.8=97.8dB。

由圖可知，兩個噪聲相加，總聲壓級不會比其中任一個大3分貝以上，而兩個聲壓級相差10分貝以上時，疊加增量可忽略不計。掌握了兩個聲源的疊加，就可以推廣到多聲源的疊加，只需逐次兩兩疊加即可，而與疊加次序無關。

例如，有八個聲源作用于一點，聲壓級分別為70、75、82、90、93、95、l00dB，它們合成的總聲壓級可以任意次序查圖7—1的曲線兩兩疊加而得，任選兩種疊加次序疊加或者利用表進行計算。

應該指出，根據彼的疊加原理，若是兩個相同頻率的單頻聲源疊加，會產生干涉現象，即需考慮疊加點各自的相位，不過這種情況在環境噪聲中幾乎不會遇到。

(二)噪聲的相減

噪聲測量中經常碰到如何扣除背景噪聲問題，這就是噪聲相減的問題。通常是指噪聲源的聲級比背景噪聲高，但由于后者的存在使測量讀數增高，需要減去背景噪聲。

例

為測定某車間中一臺機器的噪聲大小，從聲級計上測得聲級為104dB，當機器停止工作：測得背景噪聲為100dB，求該機器噪聲的實際大小。解；由題可知104dB是指機器噪聲和背景噪聲之和(Lp)，而背景噪聲是l00dB(Lp1)。

LP–LP1＝4dB，從圖7—2中可查得相應之△Lp=2.2dB，因此該機器的實際噪聲聲級LP2為：LP2=LP-△LP

=101.8dB。7．3.

噪聲的物理量和主觀聽覺的關系

從噪聲的定義可知：它包括客觀的物理現象(聲波)和主觀感覺兩個方面。但最后判別噪聲的是人耳。所以確定噪聲的物理量和主觀聽覺的關系十分重要。不過這種關系相當復雜，固為主觀感覺牽涉到復雜的生理機構和心理因素。這類工作是用統計方法在實驗基礎上進行研究的。

7.3.1響度和響度級

1．響度(N)人的聽覺與聲音的頻率有非常密切的關系，一般來說兩個聲壓相等而頻率不相同的純音聽起來是不一樣響的。響度是入耳判別聲音由輕到響的強度等級概念，它不僅取決于聲音的強(如聲壓級)，還與它的頻率及波形有關。響度的單位叫“宋”，1宋的定義為聲壓級為40dB，頻率為1000HZ，且來自聽者正前方的平面波形的強度。如果另一個聲音聽起來比這個大n倍，即聲音的響度為宋。

2，響度級(LN)

響度級的概念也是建立在兩個聲音的主觀比較上的。定義1000Hz純音聲壓圾的分貝值響度級的數值，任何其他頻率的聲音，當調節1000Hz純音的強度使之與這聲音一樣響時，則這1000Hz純音的聲壓級分貝值就定為這一聲音的響度級值。響度級的單位叫“方”。

利用與基準聲音比較的方法，可以得到入耳聽覺頻率范圍內一系列響度相等的聲壓級與頻率的關系曲線，即等響曲線，該曲線為國際標準化組織所采用，所以又稱ISO等響曲線。

等響曲線中同一曲線上不同頻率的聲音，聽起來感覺一樣響，而聲壓級是不同的。從曲線形狀可知，人耳對1000-4000Hz的聲音最敏感。對低于或高于這一頻率范圍的聲音，靈敏度隨頻率的降低或升高而下降。例如，一個聲壓級為80dB的20Hz純音，它的響度級只有20方，因為它與20dB的1000Hz純音位于同一條曲線上，同理，與它們一樣響的1萬赫純音聲壓級為30分貝。

3．響度與響度級的關系：根據大量實驗得到，響度級每改變10方，響度加倍或減半。例如，響度級20方時響度為0.5宋；響度級40方時響度為l宋；響度級為50方時響度為2宋，以此類推。它們的關系可用下列數學式表示；

N=2((LN-400)/10))

或

LN=40+33.2lgN

響度級的合成不能直接相加，而響度可以相加。例如：兩個不同頻率而都具有60方的聲音，合成后的響度級不是60+60＝120(方)，而是先將響度級換算成響度進行合成，然后再換算成響度級。本例中等響曲線60方相當于響度4宋，所以兩個聲音響度合成為4+4＝8(宋)，而8宋按數學計算可知為70方，因此兩個響度級為60方的聲音合成后的總響度級為70方。

7.3.2計權聲級

上面所討論的是指純音(或狹頻帶信號)的聲壓級和主觀聽覺之間的關系，但實際上聲源所發射的聲音幾乎都包含很廣的頻率范圍。為了能用儀器直接反映人的主觀響度感覺的評價量，有關人員在噪聲測量儀器——聲級計中設計了一種特殊濾波器，叫計權網絡。通過計權網絡測得的聲壓級，已不再是客觀物理量的聲壓級，而叫計權聲壓級或計權聲級，簡稱聲級。通用的有A、B、C和D計權聲級。A、B、C和D計權聲級：

A計權聲級是模擬人耳對55dB以下低強度噪聲的頻率特性；B計權聲級是模擬55dB到85dB的中等強度噪聲的頻率特性；C計權聲級模擬高強度噪聲的頻率特性；D計權聲級是對噪聲參量的模擬，專用于飛機噪聲的測量。計權網絡是一種特殊濾波器，當含有各種頻率的聲波通過時，它對不同頻率成分的衰減是不一樣的。A、B、C計權網絡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計權的特性曲線頻率特性，其中A、B，C三條曲線分別近似于40方、70方和10方三條等響曲線的倒轉。

A、B、C、D級權特性曲線特性是以1000Hz為參考計算衰減的，因此以上曲線均重合于1000Hz，后來實踐證明，A計權聲及表征人耳主觀聽覺較好，故近年來B和C計權聲級較少應用。A計權聲級以Lpa或LA表示，其單位用dB(A)表示。

A、B、C、D計權特性曲線圖參閱相關文獻。

7.3.3等效連續聲級、噪聲污染級和晝夜等效聲級

(一)等效連續聲級A計權聲級能夠較好地反映入耳對噪聲的強度與頻率的主觀感覺，因此對一個連續的穩態噪聲，它是一種較好的評價方法，但對一個起伏的或不連續的噪聲，A計權聲級就顯得不合適了。例如，交通噪聲隨車輛流量和種類而變化；又如，一臺機器工作時其聲級是穩定的，但由于它是間歇地工作，與另一臺聲級相同但連續工作的機器對人的影響就不一樣。因此提出了一個用噪聲能量按時間平均方法來評價噪聲對人影響的問題，即等效連續聲級，符號“Leq”或“LAeq·T”。等效連續聲級用一個相同時間內聲能與之相等的連續穩定的A聲級宋表示該段時間內的噪聲的大小。例如，有兩臺聲級為85dB的機器，第一臺連續工作8小時，第二臺間歇工作，其有效工作時間之和為4小時。顯然作用于操作工人的平均能量是前者比后者大一倍，即大3dB。因此，等效連續聲級反映在聲級不穩定的情況下，人實際所接受的噪聲能量的大小，它是一個用來表達隨時間變化的噪聲的等效量。

LAeq*T=10lg［1/T｜0T

100.1LPAdt］

式中：LPA——某時刻t的瞬時A聲級<dB);T——規定的測量時間(s)。

如果數據符合正態分布，其累積分布在正態概率紙上為一直線，則可用下面近似公式計算：

LAeq*T≈L50+d2/60,

d=L10-L90

其中L10,L50,L90為累積百分聲級，其定義是：

L10——測定時間內，10％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均峰值。

L50——測量時間內，50％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均值。

L90——測量時間內，90％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的背景值。

累積百分聲級L10,L50和L90的計算方法有兩種；其一是在正態概率紙上畫出累積分布曲線然后從圖中求得；另一種簡便方法是將測定的——組數據(例如100個)，從大到小排列，第10個數即為L10,第50個數據為L50，第90個數據即為L90。

(二)噪聲污染級

許多非穩態噪聲的實踐表明，漲落的噪聲所引起人的煩惱程度比等能量的穩態噪聲要大，并且與噪聲暴露的變化率和平均強度有關。試驗證明，在等效連續聲級的基礎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。用這種噪聲污染級評價航空或道路的交通噪聲比較恰當當。噪聲污染級(LNP)公式為：

LNP=Leq+Kσ式中：K——常數，對交通和飛機噪聲取值2.56；σ——測定過程中瞬時聲級的標準偏差。

σ=√1/(n-1)∑(LPA-LPAi)2式中；LPAi——測得第i個瞬時A聲級；LPA——所測聲級的算術平均值，即LPA＝1/n∑LPAi；N——測得總數

對于許多重要的公共噪聲，噪聲污染級也可寫成：

上LNP＝Leq

+

d

或

LNP＝L50+(d2／60)+d式中：d=L10-L90

(三)晝夜等效聲級

考慮到夜間噪聲具有更大的煩擾程度，故提出一個新的評價指標——晝夜等效聲級(也稱日夜平均聲級)，符號“Ldn”。它是表達社會噪聲——晝夜間的變化情況；晝夜等效聲級表達式為：

Ldn=10lg［(16*100.1Ld

+8*100.1(Ln+10))/24］式中：Ld——白天的等效聲級，時間是從6：00--22；00，共16個小時，

Ln——夜間的等效聲級，時間是從22：oo至第二天的6：00，共8個小時。

晝間和夜間的時間，可依地區和季節不同而稍有變更。

為了表明夜間噪聲對人的煩擾更大，故計算夜間等效聲級這一項時應加上l0dB的計權，

為了表征噪聲的物理量和主觀聽覺的關系，除了上述評價指標外，還有語言干擾級(SIL)，感覺噪聲級(PNL)，交通噪聲指數(TN1)和噪聲次數指數(NN1)等。

7.3.4噪聲的頻譜分析

一般聲源所發出的聲音，不會是單一頻率的純音，而是由許許多多不同頻率，不同強度的純音組合而成。將噪聲的強度(聲壓級)按頻率順序展開，使噪聲的強度成為頻率的函數，并考查其波形，叫做噪聲的頻率分析(或頻譜分析)。研究噪聲的頻譜分析很重要，它能深入了解噪聲聲源的特性，幫助尋找主要的噪聲污染源，井為噪聲控制提供依據。

頻譜分析的方法是使噪聲信號通過一定帶寬的濾波器，通帶越窄，頻率展開越詳細；反之通帶越寬，展開越粗略。以頻率為橫坐標，相應的強度(例聲壓級)為縱坐標作圖。經過濾波后各通帶對應的聲壓級的包絡線<即輪廓)叫噪聲頻譜。通過實測噪聲繪制噪聲頻譜圖。

濾波器有等帶寬濾波器、等百分比帶寬濾波器和等比帶寬濾波器。等帶寬濾波器是指任何頻段上的濾波，通帶都是固定的頻率間隔，即含有相等的頻率數；等百分比帶寬濾波具有固定的中心頻率百分數間隔，故它所含的頻率數隨濾波通帶的頻率升高而增加，例如，等百分比為3％的濾波器，100Hz的通帶為100土3Hz；1000Hz的通帶為1000+30Hz，而10000Hz的通帶為10000±300Hz。噪聲監測中所用的濾波器是等比帶寬濾波器，它是指濾波器的上、下截止頻(f2和f1)之比以2為底的對數為某一常數，常用的有倍頻程濾波器和1／3倍頻程濾波器等。它們的具體定義是：

1倍頻程：

10log2f2./f1=1;1／3倍頻程：

log2f2/f1

=

1/3

其通式為：

f2/f1=2n

1倍頻程常簡稱為倍頻程，在音樂上稱為一個八度，是最常用的。表7—4列出了1倍頻程濾波器最常用的中心頻率值(fm)以及上、下截止頻率。這是經國際標準化認定并作為各國濾波器產品的標準值。(參見多媒體課件)

中心頻率(fm)的定義是：

fm

=

√f2·f17．4

噪聲測量儀器

噪聲測量儀器的測量內容有噪聲的強度，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。

噪聲測量儀器主要有；聲級計、聲頻頻譜儀、記錄儀、錄音機和實時分析儀器。

7.4.1聲級計

聲級計是最基本的噪聲測量儀器，它是一種電子儀器，但又不同于電壓表等客觀電子儀表在把聲信號轉換成電信號時，可以模擬入耳對聲波反應速度的時間特性，對高低頻有不同靈敏的頻率特性以及不同響度時改變頻率特性的強度特性。因此，聲級計是一種主觀性的電子儀器。

(—)聲級計的工作原理

聲級計的工作原理圖7—6。聲壓由傳聲器膜片接收后，將聲壓信號轉換成電信號，經前置放大器作阻抗交換后送到輸入衰減器，由于表頭指示范圍一般只有20dB，而聲音范圍變化可高達140dB，甚至到更高，所以必須使用衰減器來衰減較強的信號。再由輸入放大器進行定量放大。放大后的信號由計權網絡進行計權，它的設計是模擬人耳對不同頻率有不同靈敏度的聽覺響應。在計權網絡處外接濾波器，這樣可做頻譜分析。輸出的信號由輸出衰減器減到額定值，隨即送到輸出放大器放大使信號達到相應的功率輸出，輸出信號經RMS檢波后(均方根檢波電路)送出有效值電壓，推動電表，顯示所測的聲壓級分貝值。

(二)聲級計的分類

聲級計整機靈敏度是指在標準條件下測量1000Hz純音所表現出的精度。根據該精度聲級計可分為兩類：一類是普通聲級計，它對傳聲器要求不太高。動態范圍和頻響平直范圍較狹，一般不與帶通濾波器相聯用；一類是精密聲級計，其傳聲器要求頻響寬，靈敏度高，長期穩定性好，且能與各種帶通濾波器配合使用，放大器輸出可直接和電干計錄器、錄音機相聯接，可將噪聲訊號顯示或貯存起來。如將精密聲級計的傳聲器取下，換以輸入轉換器并接加速度計就成為振動計可作振動測量。近年來有人又將聲級計分為四類，即：0型、l型、2型和3型。它們的精度分別為±0.4dB、土0.7dB、土1.0dB和上1.5dB。儀器上有阻尼開關能反映人耳聽覺動態特性，快擋“F”用于測量起伏不大的穩定噪聲。如噪聲起伏超過4dB可利用慢擋“s”，有的儀器還有讀取脈沖噪聲的“脈沖”檔。聲級計的示值表頭刻度方式，通常采用由-5(或-10)到0，以及0到10，跨度共15(或20)dB。例如ND10為普通指針式聲級計；目前廣泛應用數字式聲級計。ND10聲級計組成：1.測試傳聲；2.前置級；3.分貝拔盤；4.快慢(F、S)開關；5.按鍵；6.輸出插孔，7.十10dB按鈕；8.靈敏度調節孔；

7.4.2其他噪聲測量儀器

(一)聲級頻譜儀

噪聲測量中如需進行頻譜分析，通常在精密聲級配用倍頻程濾波器。根據規定需要使十檔，即中心頻率為31.5、63、125、250、500、1K、2K、4K、8K、16K。

(二)錄音機

有些噪聲現場，由于某些原因不能當場進行分析，需要儲備噪聲信號，然后帶回實驗室分析，這就需要錄音機；測量用的錄音機不同于家用錄音機，其性能要求高得多。它要求頻率范圍：一般為20一15000Hz，失真小(小于3％)，信噪比大(35dB以上)，此外，還要求頻響特性盡可能平直，動態范圍大等。

(三)記錄儀

記錄儀是將測量的噪聲聲頻信號隨時間變化記錄下來，從而對環境噪聲作出準確評價，記錄儀能將交變的聲譜電信號作對數轉換，整流后將噪聲的峰值，均方根值(有效值)和平均值表示出來。

(四)實時分析儀

實時分析儀是一種數字式譜線顯示儀，能把測量范圍的輸入信號在短時間內同時反映在一系列信號通道示屏上，通常用于較高要求的研究、測量。目前使用尚不普遍。

7．5

噪聲標準

噪聲對人的影響與聲源的物理特性、暴露時間和個體差異等因素有關。噪聲標準的制訂是在大量實驗基礎上進行統計分析的，主要考慮因素：保護聽力；噪聲對人體健康的影響；人們對噪聲的主觀煩惱度和目前的經濟、拄術條件等方面；對不同的場所和時間分別加以限制。即同時考慮標準的科學性、先進性和現實性。從保護聽力而言，一般認為每天8小時長期工作在80dB以下聽力不會損失，而聲級分別85dB和90dB環境中工作30年，根據國際標準化組織(1SO)的調查，耳聾的可能性分別為8%和18％。在聲級70dB環境中，談話就感到困難。而干擾睡眠和休息的噪聲級閥值白天為50dB，夜間為45dB，

環境噪聲標準制訂的依據是環境基本噪聲。各國大都參考ISO推薦的基數(例如睡眠為30dB)；根據不同時間、不同地區和室內噪聲受室外噪聲影響的修正值以及本國具體情況來制訂(見表7—4、表7—5和表7—6)。我國城市區域環境噪聲標準(GB3096—93)摘錄于表7—7。區域環境噪聲標準表7—7：表中“特殊住宅區”是指特別需要安靜的住宅區；“居民、文教區”是指純居民區和文教、機關區；“一類混合區”是指一般商業與居民混合區；“二類混合區”是指工業、商業、少量交通與居民混和區；“商業中心區”是指商業集中的繁華地區；“工業集中區”是指在一個城市或區域內規劃明確確定的工業區；“交通干線道路兩側”是指車輛流量每小時100輛以上的道路兩側。

上述標準值指戶外允許噪聲級，測量點選在受影響的居住或工作建筑物外lm，傳聲器高于地面1.2m以上的噪聲影響敏感處(例如窗外lm處)。當必須在室內測量，則標準值應低于所在區域10dB(A)。夜間頻繁出現的噪聲(如風機等)，其峰值不準超過標準值10dB(A)，夜間偶爾出顯的噪聲(如短促鳴笛聲)其峰值不準超過標準值15dB(A)。

我國工業企業噪聲標準見表7—8和表7—9。由于接觸噪聲時間與允許聲級相聯系，故而定義實際噪聲暴露時間(T實)除以容許暴露時間(T)之比為噪聲劑量(D)：

D=T實/T0如果噪聲劑量大于1，則在場工作人員所接受的噪聲已超過安全標準。通常每天所接受的噪聲往往不是某一固定聲級，這時噪聲劑量應按具體聲級和相應的暴露時間進行計算，即：

D=T實1/T1+T實2/T2+T實3/T3+T實3/T3+…例

某工人在車床上工作，8小時定額生產140個零件，每個零件加工2分鐘，車床工作時聲級為93dB(A)，試計算噪聲劑量(D)，并以現有企業標準評價是否超過安全標準?

解；總暴露時間為

T=2分鐘*140=280分鐘

即

4.67小時

從表7—8可知：

T=4小時，故

D=4.67/4≈1．17

結論是工作噪聲環境巳超過噪聲安全標準。我國機動車輛允許噪聲標準見表7—10。

機場周圍飛機噪聲標準(GB9660—88)標準值見表7—11。

“一類區域”指特殊住宅區，居住、文教區，“二類區域”指除一類區域以外的生活區。

內河船舶噪聲級規定參見(GB5980—86)；海洋船舶噪聲級規定參見(GB5979—86)；

在測定城市噪聲污染分布情況后可在城市地圖上用不同顏色或陰影線表示的噪聲帶畫出，

每一噪聲帶代表一個噪聲等級，每級相差5dB。

7．6

噪聲監測

關于噪聲的測量方法，目前國際標準化組織和各國都有測量規范，除了一般方法外，對許多機器設備，車輛、船舶和城市環境等均有相應的測量方法。

7.6.1城市環境噪聲監測方法

城市環境噪聲監測包括：城市區域環境噪聲監測、城市交通噪聲監測、城市環境噪聲長期監測和城市環境中擾民噪聲源的調查測試等。基本測量儀器為精密聲級計或普通聲級計。儀器使用前應按規定進行校準，檢查電池電壓，測量后要求復校一次，前后靈敏度不大于2dB，如有條件也可使用錄音機記錄器等。

(一)城市區域環境噪聲監測

城市區域環境噪聲監測區域劃分：

將要普查測量的城市劃分成等距離網格(例如500m*500m)，測量點設在每個網格中心，若中心點的位置不宜測量(如房頂、污溝、禁區等)，可移到旁邊能夠測量的位置。網格數不應少于100個。區域環境噪聲監測條件：

測量時一般應選在無雨、無雪時(特殊情況例外)，聲級計應加風罩以避免風噪聲干擾，同時也可保持傳聲器清潔。四級以上大風天氣應停止測量。

聲級計可以手持或固定在三角架上，傳聲器離地面高1.2m。如果儀器放在車內，則要求傳聲器伸出車外一定距離，盡量避免車體反射的影響，與地面距離仍保持1.2m左右。如固定在車頂上要加以注明，手持聲級計應使人體與傳聲器距離0.5m以上。

測量的量是一定時間間隔(通常為5秒)的A聲級瞬時值，動態特性選擇慢響應。

測量時間段：分為白天(6:00-22:00時)和夜間(22:00-6:00時)兩部分。白天測量一般選在8:00-12:00時或14:00-18:00時；夜間一般選在22:00-5:00時，隨著地區和季節不同，上述時間可以稍作更動。

按上述規定在每一個測量點，連續讀取100個數據(當噪聲漲落較大時應取200個數據)代表該點的噪聲分布，白天和夜間分別測量，測量的同時要判斷和記錄周圍聲學環境，如主要噪聲來源等。

由于環境噪聲是隨時間而起伏的無規噪聲，因此測量數據用統計值或等效聲級表示，即將測定數據按本章第三節有關公式計算L10、L50、L90、Leq的算術于均值（L）和最大值以及標準偏差，(σ)，把全市網點值列表，以使各城市之間比較，測量結果也可以用區域噪聲污染圖來表示。以Leq值每5分貝為一等級(如56—6l；61—65；66—70；…)，白天和夜間可分別繪制，也可以繪制晝夜等效聲級圖。

(二)城市交通噪聲監測

在每兩個交通路口之間的交通線上選擇一個測點，測點在馬路邊人行道上，離馬路20cm，這樣點可代表兩個路口之間的該段道路的交通噪聲。測量時每隔5秒記一個瞬時A聲級(慢響應)，連續記錄200個數據。測量的同時記錄交通流量(機動車)。

將200個數據從小到大排列，第20個數為L90，第100個數為L50，，第180個數為L10。并計算Leq，因為交通噪聲基本符合正態分布，故可用：

Leq≈L50+d2/60，

d＝L10-L90

評價量為Leq或L10，將每個測點L10按5dB一擋分級(方法同前)，以不同顏色或不同陰影線畫出每段馬路的噪聲值，即得到城市交通噪聲污染分布圖。全市測量結果應得出全市交通干線Leq、L10、L50、L90的平均值(1)和最大值，以及標準偏差，以作為城市間比較。

L=1/L∑LKlK式中：l——全市干線總長度(km)：LK——所測K段干線的聲級Leq(或L10)；lK——所測第K段干線的長度(km)。

例

下面是一份噪聲測量記錄，試計算L10、L50、L90，Leq、LNP。

環境噪聲測量記錄(P349)求L10、Leq、LNP、L50、L90。

解法一：

1.將測量數據填入環境噪聲(區域、交通)測量數據表(P350)；

分別求出Ni、∑Ni、Lm、L＇i；2．Li為測量的A聲級瞬時值，Ni為Li的個數，用劃“正”宇統計。例如55dB(A)出現3次，故在該項Ni處填“下”；57dB(A)出現2次，在該項Ni處填“下”……。然后在Ni處分別填“3”和“2”…。

3．累計一項填法為，聲級從小往大累計填寫，例55dB(A)共出現3次，故填“3”，56dB(A)未出現，此處仍填“3”，因為56dB(A)以下共出現3次，57dB(A)出現2次，故累計數填3+2+5，依次類推。這樣在累計數分別為10、50、90處的分貝值分別為L90、L50、L10，此處為59、66和70。

4.L＇i=Ll+10lgNi

(用于Leq計算過程)

P352

10lgNi

計

算

表

Li=55dB(A)

Ni=3

L＇i≈55+5=60dB(A)

Li數值共有；60、60、64、59、68、66、71、66，70、75、76、75、78.8、77、81、77、72、73、74、76、805．Lm略算：將各L′i按噪聲疊加原理相加所得數值，方法可用圖7—1或下表。

按上法計算得Li≈88.4dB

6．Leq計算：Leq=Lm-10lg∑Ni

區域計算：Leq=Lm-20(100個數據)

交通噪聲：Leq=Lm-23(200個數據)

本題為

Leq=88.4—20

=68.4(dB)

解法二：

1.用唱名法在下面表格統計不同聲級出現的頻率(上面一行)，然后將頻數從最高位聲級向低位聲級累計相加，并填寫在相應格內(下面一行)。

2.在正態概率紙上以橫坐標為聲級，縱坐標為累積百分數(本例測定值為100次累積頻數等于累積百分數)畫出累積分布曲線圖(圖7-4)，如符合正態分布(例交通噪聲等)應為一直線，從圖中可查得相應的L10、L50、L90，分別為71、66、59dB(A)。

3．按公式：Leq=L50+d2/60

LNP=Leq+d計算

d=L10-L90=71-59=12

Leq=66+122/60=68.4(dB)

LNP=68.4+12=80．4(dB)

7.6.2工業企業噪聲監測方法

測量工業企業噪聲時，傳聲器的位置應在操作人員的耳朵位置，但人需離開。

測點選擇的原則：若車間內各處A聲級波動小于3dB，則只需在車間內選擇1-3個測點；若車間內各處聲級波動大于3dB，則應按聲級大小，將車間分成若干區域，任意兩區域的聲級應大于或等于3dB，而每個區域內的聲級波動必須小于3dB，每個區域取1-3個測點。這些區域必須包括所有工人為觀察或管理生產過程而經常工作、活動的地點和范圍。

如為穩態噪聲則測量A聲級，記為dB(A)，如為不穩態噪聲，測量等效連續A聲級或測量不同A聲級下的暴露時間，計算等效連續A聲級。測量時使用慢擋，取平均讀數。

測量時要注意減少環境因素對測量結果的影響，如應注意避免或減少氣流、電磁場、溫度和濕度等因素對測量結果的影響。

測量結果記錄于工業企業噪聲測量記錄表和等效連續聲級記錄表。在等效連續聲級記錄表中，測量的A聲級的暴露時間必須填入對應的中心聲級下面，以便計算。如78--82dB(A)的暴露時間填在中心聲級80之下，83--87dB(A)的暴露時間填在中心聲級85之下。

7.6.3機動車輛噪聲測量方法

機動車輛包括各類型汽車、摩托車、輪式拖拉機等。機動車輛所發出的噪聲是流動聲源，故影響面很廣，在城市環境噪聲中以交通運輸噪聲最突出。我國機動車輛噪聲測量方法(GBl496—79)和摩托車噪聲測量方法(GB5467—85)簡要摘錄如下；

(一)車外噪聲測量

1．測量條件

(1)測量場地應平坦而空曠，在測試中心以50m為半徑的范圍內，不應有大的反射物，如建筑物、圍墻等；

(2)測試場地跑道應有100m以上平直、干燥的瀝青路面或混凝土路面，路面坡度不超過0.5％；

(3)本底噪聲(包括風噪聲)應比所測車輛噪聲低10dB，并保證測量不被偶然的其他聲源所干擾；

(4)為避免風的噪聲干擾，可采用防風罩，但應注意防風罩對聲級計靈敏度的影響；

(5)聲級計附近除讀表者外，不應有其他人員，如不可缺少時，則必須在讀表者背后；

(6)被測車輛不載重。測量時發動機應處于正常使用溫度。若車輛帶有其他輔助設備亦是噪聲源，測量時是否開動，應按正常使用情況而定。

2．測量場地及測點位置

(1)測量場地的形式，見示意圖7—5和圖7—6。

(2)測試話筒位于20m跑道中心點O兩側，各距中線7.5m，距地面高度1.2m，用三角架固定，話筒平行于路面，其軸線垂直于車輛行駛方向。

3．加速行駛，車外噪聲測量方法

(1)車輛須按下列規定條件穩定地到達始端線：

行駛擋位；前進擋位為4擋以上的車輛用第三擋；擋位為4擋或4擋以下的用第二擋；發動機轉速為發動機額定轉速的3／4。如果此時車速超過

50km／h，那么車輛應以50km／h的車速穩定地到達始端線；拖拉機以最高擋位，最高車速的3／4穩定地到達始端線；

對于自動換擋車輛，使用在試驗區間加速最快的擋位；

在無轉速表時，可以控制車速進入測量區，即以所定擋位所能達到最高車速的3／4穩定地到達始端線。

(2)從車輛前端到達始端線開始，立即將油門踏板踏到底，直線加速行駛，當車輛后端到達終端線時，立即停上加速。車輛后墻不包括拖車以及和拖車聯結的部分。

本測量要求被測車輛在后半區域發動機達到最高轉速。如果車輛達不到這個要求，可延長OC距離為15m，如仍達不到這個要求，車輛使用擋位要降低一擋。

(3)聲級計用“A”計權網絡，“快擋”進行測量，讀取車輛駛過時的聲級計表示的最大讀數。

(4)同樣的測量往返進行二次，車輛同側兩次測量結果之差不應大于2dB。并把測量結果記入入車外噪聲紀錄表，取每測二次聲級的平均值中最大值即為被測車輛的最大噪聲級，若只用一個聲級計測量，同樣的測量應進行四次，即每側測量二次。

4．勻速行駛，車外噪聲測量方法(1)車輛用直接擋位，油門保持穩定，以50km／h的車速勻速通過測