Chaptre7噪声污染监测 教学目的 ①声音和噪声; ②声音的物理特性和量度 ③噪声的物理量和主观听觉的关系 ④噪声测量仪器 ⑤噪声标准 ⑥噪声监测 教学重点 ①声音的物理特性和量度 ②噪声的物理量和主观听觉的关系 ③噪声标准 ④噪声监测 教学方法 课内安排4个学时,实验教学4个学时 必读教材和参考书页码 教材:330-340:342-359;多媒体课件: 讲授提纲 声音的物理特性和量度、噪声的物理量和主观听觉的关系、噪声标准,城市环境噪声
1 Chaptre7 噪声污染监测 教学目的 ①声音和噪声； ②声音的物理特性和量度； ③噪声的物理量和主观听觉的关系； ④噪声测量仪器； ⑤噪声标准； ⑥噪声监测； 教学重点 ①声音的物理特性和量度； ②噪声的物理量和主观听觉的关系； ③噪声标准； ④噪声监测； 教学方法 课内安排 4 个学时，实验教学 4 个学时。 必读教材和参考书页码 教材：330-340；342-359； 多媒体课件： 讲授提纲 声音的物理特性和量度、噪声的物理量和主观听觉的关系、噪声标准，城市环境噪声
工业企业噪声监测方案、监测方法; 在工业生产过程中,噪声污染和水污染、空气污染、固体废物污染等一样是当代主要的 环境污染之一。但噪声与后者不同,它是物理污染(或称能量污染)。一般情况下它并不致 命,且与声源同时产生同时消失,噪声源分布很广,较难集中处理。由于噪声渗透到人们生 产和生活的各个领域,且能够直接感觉到它的干扰,不象物质污染那样只有产生后果才受 到注意,所以噪声往往是受到抱怨和控告最多的环境污染。 7.1声音和噪声 711.声音和噪声的概念声音的本质是波动。声音是物体的震动以波的形式在弹性介 质中进行传播的一种物理现象。频率在20—20000Hz范围。广义上来讲,人们生活和工 作所不需要的声音叫噪声,从物理现象判断,一切无规律的或随机的声信号叫噪声:有序 声:乐声; 无序声:噪声。 *声音的传媒介质有空气、水和固体;它们分别称为空气声、水声和固体声等。噪声监 测主要讨论空气声。 712.噪声污染的特点 感觉污染:物理污染:有限污染;噪声是一种感觉污染:不带来化学污染物质, 只是由于声能一一人耳朵一一危害;噪声的分布广泛而分散,噪声污染的影响范围是有限 的,传播不远:能量衰减:噪声产生的污染没有后效作用,声源停止,噪声消失,无积累 现象,不留痕迹。转为空气分子无规则运动热能 7.1.3.噪声来源 环境噪声的来源有四种:一是交通噪声,包括汽车、火车和飞机等所产生的噪声;二 是工厂噪声,如鼓风机、汽轮机,织布机和冲床等所产生的噪声;三是建筑施工噪声,象 打桩机、挖土机和混凝土搅拌机等发出的声音;四是社会生活噪声,例如,高音喇叭,收 录机等发出的过强声音 7.14.噪声危害 2
2 工业企业噪声监测方案、监测方法； 在工业生产过程中，噪声污染和水污染、空气污染、固体废物污染等一样是当代主要的 环境污染之一。但噪声与后者不同，它是物理污染(或称能量 污染)。一般情况下它并不致 命，且与声源同时产生同时消失，噪声源分布很广，较难集中处理。由于噪声渗透到人们生 产和生活的各个领域，且能够直接感觉到它 的干扰，不象物质污染那样只有产生后果才受 到注意，所以噪声往往是受到抱怨和控告最多的环境污染。 7．1 声音和噪声 7.1.1．声音和噪声的概念 声音的本质是波动。声音是物体的震动以波的形式在弹性介 质中进行传播的一种物理现象。频率在 20——20000Hz 范围。 广义上来讲，人们生活和工 作所不需要的声音叫噪声，从物理现象判断，一切无规律的或随机的声信号叫噪声； 有序 声： 乐声； 无序声： 噪声。 * 声音的传媒介质有空气、水和固体；它们分别称为空气声、水声和固体声等。噪声监 测主要讨论空气声。 7.1.2．噪声污染的特点 感觉污染； 物理污染； 有限污染； 噪声是一种感觉污染； 不带来化学污染物质， 只是由于声能——人耳朵——危害； 噪声的分布广泛而分散，噪声污染的影响范围是有限 的，传播不远；能量衰减； 噪声产生的污染没有后效作用，声源停止，噪声消失，无积累 现象，不留痕迹。 转为空气分子无规则运动热能。 7.1.3．噪声来源 环境噪声的来源有四种： 一是交通噪声，包括汽车、火车和飞机等所产生的噪声； 二 是工厂噪声，如鼓风机、汽轮机，织布机和冲床等所产生的噪声； 三是建筑施工噪声，象 打桩机、挖土机和混凝土搅拌机等发出的声音； 四是社会生活噪声，例如，高音喇叭，收 录机等发出的过强声音。 7.1.4．噪声危害
干扰人们的睡眠和工作,强噪声会使人听力损失。这种损失是累计性的,在强噪声下工 作一天,只要噪声不是过强(120分贝以上),事后只产生暂时性的听力损失,经过休息 可以恢复:但如果长期在强噪声下工作,每天虽可以恢复,经过一段时间后,就会产生永久 性的听力损失,过强的噪声还能杀伤人体。 ①损伤听力,造成噪声性耳聋。90分贝下20%聋,85分贝下10%耳聋 ②干扰睡眠,影响工作效率。噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到 轻睡的回转,使人熟睡时间缩短;突然的噪声可使人惊醒。一般40dB连续噪声可使10%的 人受影响,70dB连续噪声可使50%的人受影响突然的噪声40dB时,使10%的人惊醒 60dB时,使70%的人惊醒 ③干扰语言通讯 ④影响人的心理变化 ⑤诱发多种疾病噪声→紧张→肾上腺素↑→心率↑,血压↑;噪声→耳腔 前庭→眩晕、恶心、呕吐(晕船);噪声→神经系统→失眠,疲劳,头晕、疼, 记忆力下降。 7.2.声音的物理特性和量度 7.2.1.声音的发生、频率、波长和声速 当物体在空气中振动,使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递,且这种振动频率在 0-20000之间,人耳可以感觉,称为可听声,简称声音。频率低于20Hz的叫次声, 高于20000Hz的叫超声,它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉,所以不能听到 声源在一秒钟内振动的次数叫频率,记作fo。单位为Hz 振动一次所经历的时间叫周期,记作T,单位为s。显然,频率和周期互为倒数,即T=l/fo 沿声波传播方向,振动一个周期所传播的距离,或在波形上相位相同的相邻两点间的距 离作波长,记为A,单位为m
3 干扰人们的睡眠和工作，强噪声会使人听力损失。这种损失是累计性的，在强噪声下工 作一天，只要噪声不是过强（ 120 分贝以上），事后只产生暂时性的听力损失，经过休息 可以恢复；但如果长期在强噪声下工作，每天虽可以恢复，经过一段时间后，就会产生永久 性的听力损失，过强的噪声还能杀伤人体。 ① 损伤听力，造成噪声性耳聋。 90 分贝下 20 ％聋， 85 分贝下 10 ％耳聋 ②干扰睡眠，影响工作效率。 噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到 轻睡的回转，使人熟睡时间缩短；突然的噪声可使人惊醒。一般 40dB 连续噪声可使 10% 的 人受影响， 70dB 连续噪声可使 50% 的人受影响突然的噪声 40dB 时，使 10% 的人惊醒； 60dB 时，使 70% 的人惊醒 ③ 干扰语言通讯 ④ 影响人的心理变化 ⑤ 诱发多种疾病 噪声→紧张→肾上腺素↑→心率↑ , 血压↑ ; 噪声→耳腔 前庭→眩晕、恶心、呕吐（晕船）； 噪声→神经系统→失眠，疲劳，头晕、疼， 记忆力下降。 7．2. 声音的物理特性和量度 7．2. 1．声音的发生、频率、波长和声速 当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递，且这种振动频率在 20 — 20000Hz 之间，人耳可以感觉，称为可听声，简称声音。 频率低于 20Hz 的叫次声， 高于 20000Hz 的叫超声，它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉，所以不能听到。 声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作 f 0 。单位为 Hz。 振动一次所经历的时间叫周期，记作 T，单位为 s 。显然，频率和周期互为倒数，即 T=1/f0 沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距 离作波长，记为λ，单位为 m
一秒时间内声波传播的距离叫声波速度,简称声速,记作c,单位为m/s。频率、波长 和声速三者的关系是: 声速与传播声音的媒质和温度有关。在空气中,声速(c)和温度(t)的关系可简写为: c=331.4+0.607t 常温下,声速约为345m/ 7.2.2.声功率、声强和声压 (一)声功率(W)声功率是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能 量。在噪声监测中,声功率是指声源总声功率。单位为W (二)声强(P)声强是指单位时间内,声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量 单位为W/s2 三声压P)声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声波是空气分子有指向、有节 律的运动。声压单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化,所以压力增值 是正负交替的 通常讲的声压是取均方根值,叫有效声压,故实际上总是正值,对于球面波和平面波 声压与声强的关系是 式中;p—空气密度,如以标准大气压与20c时的空气密度和声速代入,得到p*c=408 国际单位值,也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗 7.2.3.分贝、声功率级、声强级和声压级 (一)分贝人们日常生活中遇到的声音,若以声压值表示,由于变化范围非常大,可以 达六个数量级以上,同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线性的,而是成对数比例
4 一秒时间内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，记作 c，单位为 m／s。频率、波长 和声速三者的关系是： c = f λ 声速与传播声音的媒质和温度有关。在空气中，声速(c)和温度(t)的关系可简写为： c = 331．4 + 0.607 t 常温下，声速约为 345m／s。 7．2. 2．声功率、声强和声压 (一)声功率(W) 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能 量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为 W。 (二)声强(P) 声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。 单位为 W／s 2。 (三)声压(P) 声压是由于声波的存在而引起的压力增值。 声波是空气分子有指向、有节 律的运动。声压单位为 Pa。 声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值 是正负交替的。 通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波， 声压与声强的关系是: I ＝ P 2 / ρ* c 式中；ρ——空气密度，如以标准大气压与 20c 时的空气密度和声速代入，得到 ρ* c = 408 国际单位值，也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗。 7．2. 3．分贝、声功率级、声强级和声压级 (一) 分贝 人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以 达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线性的，而是成对数比例
关系。所以采用分贝来表达声学量值。 所谓分贝是指两个相同的物理量(例且A1和A)之比取以10为底的对数并乘以10或20) N=10 IgA1/ 分贝符号为"dB”,它是无量纲的。在噪声测量中是很重要的参量。式中上A。是基准量 (或参考量),且是被量度量。被量度量和基准量之比取对数,这对数值称为被量度量的“级”。 亦即用对数标度时,所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少“级”。 (二)声功率级 Lw= 10 lg w/wo 式中:L 声功率级(dB);W—声功率(W):Wo—基准声功率,为10W (三)声强级L=10lgI/l 式中:L 声强级(dB)I m声强(W/m2),lo 基准声强,为1012W (四)声压级 =10 Ig P2/Po2=20 Lg P/Po 式中:L 声压级(dB) 声压(Pa):P 基准声压,为2*105Pa, 该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。 7.2.4.噪声的叠加和相减 (一)噪声的叠加 两个以上独立声源作用于某一点,产生噪声的叠加。声能量是可以代数相加的,设两 个声源的声功率分别为W1和W2,那么总声功率:W总=W1+W2a而两个声源在某点 的声强为I1和I2时,叠加后的总声强Ig=I1+h2。但声压不能直接相加
5 关系。所以采用分贝来表达声学量值。 所谓分贝是指两个相同的物理量(例且 A1和 Ao)之比取以 10为底的对数并乘以 10(或 20)。 N = 10 lgA1 / A0 分贝符号为"dB”，它是无量纲的。在噪声测量中是很重要的参量。式中上 A。是基准量 (或参考量)，且是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的“级”。 亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少“级”。 (二) 声功率级 Lw = 10 lg W / W0 式中：Lw —— 声功率级(dB)； W —— 声功率(W)； W0 ——基准声功率，为 10-12W (三) 声强级 LI = 10 lg I / I0 式中: LI —— 声强级(dB) I —— m 声强(W ／ m2 ); I0 —— 基准声强，为 10-12W ／m2 (四) 声压级 Lp = l0 lg P2/P0 2 = 20 Lg P/P0 式中：LP —— 声压级(dB)， P —— 声压(Pa)； Po —— 基准声压，为 2*10-5Pa， 该值是对 1000Hz 声音人耳刚能听到的最低声压。 7．2. 4．噪声的叠加和相减 (一)噪声的叠加 两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。 声能量是可以代数相加的，设两 个声源的声功率分别为 W1 和 W2 ，那么总声功率： W 总 = W1 +W2。而两个声源在某点 的声强为 I1 和 I2 时，叠加后的总声强 I 总＝I1+I2。但声压不能直接相加