噪声


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噪声


影响人们工作学习休息的声音都称为噪声。对噪声的感受因各人的感觉、习惯等而不同,因此噪声有时是一个主观的感受。一般来说人们将影响人的交谈或思考的环境声音称为噪声。



噪声(noise)


噪声zàoshēng

即噪音。是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。

噪声是一种主观评价标准,即一切影响他人的声音均为噪声,无论是音乐或者机械声等等。

从环境保护的角度看,凡是影响人们正常学习,工作和休息的声音凡是人们在某些场合“不需要的声音”,都统称为噪声。如机器的轰鸣声,各种交通工具的马达声、鸣笛声,人的嘈杂声及各种突发的声响等,均称为噪声。

从物理角度看,噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。

噪声污染属于感觉公害,它与人们的主观意愿有关,与人们的生活状态有关,因而它具有与其他公害不同的特点。

噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。

我们国家制定的《中华人民共和国环境噪声污染防治法》中把超过国家规定的环境噪声排放标准,并干扰他人正常生活、工作和学习的现象称为环境噪声污染。声音的分贝是声压级单位,记为dB。用于表示声音的大小。《中华人民共和国城市区域噪声标准》中则明确规定了城市五类区域的环境噪声最高限值:

疗养区、高级别墅区、高级宾馆区,昼间50dB、夜间40dB;以居住、文教机关为主的区域,昼间55dB、夜间45dB;居住、商业、工业混杂区,昼间60dB、夜间50dB;工业区,昼间65dB、夜间55dB;城市中的道路交通干线道路、内河航道、铁路主、次干线两侧区域,昼间70dB、夜间55dB,(夜间指22点到次日晨6点)。

按照国家标准规定,住宅区的噪音,白天不能超过50分贝,夜间应低于45分贝,若超过这个标准,便会对人体产生危害。那么,室内环境中的噪声标准是多少呢?国家《城市区域环境噪声测量方法》中第5条4款规定,在室内进行噪声测量时,室内噪声限值低于所在区域标准值10dB。

噪声分类


噪声主要分为加性噪声和乘性噪声。

1)加性噪声叠加在语音信号波形上,用下式表示:

加性噪声表示:

其中x(i)表示含噪语音信号,s(i) 表示语音信号,n(i) 表示噪声信号。

2)乘积性噪声又称为卷积噪声,乘积性噪声可以通过同态变换成为加性噪声。

在对噪声进行讨论时,一般取加性噪声进行处理与研究。

城市环境噪声的来源


现代城市中环境噪声有四种主要来源:

交通噪声

主要指的是机动车辆、飞机、火车和轮船等交通工具在运行时发出的噪声。这些噪声的噪声源是流动的,干扰范围大。

工业噪声

主要指工业生产劳动中产生的噪声。主要来自机器和高速运转设备。

建筑施工噪声

主要指建筑施工现场产生的噪声。在施工中要大量使用各种动力机械,要进行挖掘、打洞、搅拌,要频繁地运输材料和构件,从而产生大量噪声。

等效声级施工阶段噪声不得超过下列限值:

1.推土机,挖掘机,装载机等,昼间不超过(A)75分贝,夜间不超过(A)55分贝

2.各种打桩机等,昼间不超过85分贝,否则禁止施工.

3.混凝土搅拌机,振捣棒,电锯等,昼间不超过70分贝,夜间不超过55分贝

4.装修,吊车,升降机等昼间不超过65分贝,夜间不超过55分贝.

以上计权声级均为A级.

社会生活噪声

主要指人们在商业交易、体育比赛、游行集会、娱乐场所等各种社会活动中产生的喧闹声,以及收录机、电视机、洗衣机等各种家电的嘈杂声,这类噪声一般在80分贝以下。如洗衣机、缝纫机噪声为50--80分贝,电风扇的噪声为30~65分贝,空调机、电视机为70分贝。

噪声控制基本途径


在我国,有关标准规定,住宅区噪声,白天不能超过55分贝,夜间应低于45分贝。世界上一些城市颁布了对交通运输所产生噪声的限制。为了防止噪音,我国著名声学家马大猷教授曾总结和研究了国内外现有各类噪音的危害和标准,提出了三条建议:

①为了保护人们的听力和身体健康,噪音的允许值在 75~90 分贝。

②保障交谈和通讯联络,环境噪音的允许值在 45~60 分贝。

③对于睡眠时间建议在 35~50 分贝。

补充:

①30~40分贝是理想的安静环境。

②70分贝会影响谈话。

③长期生活在90分贝以上的环境中,听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病。

④如果突然暴露在高达150分贝的噪声中,轻者鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力;重者则会引发心脏共振,导致死亡。

相关报道


中国网隔音耳塞深度调查 : 五招选好防噪音睡眠耳塞

最近,一则在微博疯传的创意广告短片,让很多网友都认识了零听耳塞这个品牌,也同时让很多睡眠受噪音困扰的人关注到隔音耳塞这个品类。记者通过一个星期时间对耳塞这个新产品品类的深入调查,总结出以下经验便于消费者挑选适合的产品。

隔音耳塞(防噪音耳塞)这个产品最早源于国外,目前在欧美等地均是每家每户均有配备的日用产品,药房商超均有销售。主流的是采用慢回弹材质及工艺制作的海绵耳塞,而这类耳塞也分为两类:一是劳保产品,即生产车间工人保护听力的用品;另一类是专门针对民用市场的睡眠用耳塞。

而在过去的十年间,国内耳塞主流消费的品牌都是一些劳保型品牌,如美国的3M耳塞、法国的巴固耳塞等。由于耳塞最早就是通过工厂的渠道进入国内,国人对耳塞的认知也从是劳保品开始的,所以就顺其自然地把这类耳塞用于一般生活或睡眠。这类型的产品由于需每天更换致使需求量非常大,但工厂又要求压缩成本,所以一般质量都比较粗糙。它们适用于短时间使用,而且有些耳塞的质地比较硬,长期使用会对耳道造成伤害。此外,长期佩戴这类耳塞也容易滋生细菌,有可能会造成耳道红肿或发炎过敏等问题。因此这类型的产品是满足不了民用日常睡眠需求的。

记者在数据库中寻找到不少的相关新闻,大多是关于校园内宿舍噪音较大、或是居住小区噪音问题严重致使隔音耳塞热销的新闻,而耳塞使用的安全问题还是受到较大争议的。

直到近几年,民用耳塞在国内才开始稍有起步。根据记者在市场上的调查,零听抗噪卫士是目前民用市场份额占比最大的一款隔音耳塞,占比大概是80%左右,而且也是唯一一款在大型连锁药房(中联、万泽等)进行全国性销售的隔音耳塞。深圳蔡屋围中联药房的店员王小姐介绍,零听耳塞在药房内的询问度是比较高的,因为所处的城中村夜间噪音比较大,前段时间正值零听的广告热播和高考,使得很多顾客直接到药店里咨询,而且买过的人大多都会回头再购买,这个单品的销售也在逐月倍增。“毕竟零听耳塞在舒适度、隔音度和耐用性这三点都做得比较出色,而且是正规药房出售的,有完整的质检报告,顾客觉得比在网上买更要有保障些。”

另一方面,随着近几年网购行业发展的爆炸性增长,使得各种稀有需求品的影响力及普及率大大提升。而民用耳塞正是其中之一。淘宝网皇冠卖家李先生告诉记者,近两年顾客对民用耳塞的认知已经提高了很多,像3M、巴固这类型的劳保产品的销售额已经逐渐被类似于零听这类民用耳塞所代替,而且品牌也越来越多。与此同时,他介绍说淘宝网整个隔音耳塞分类的销售量每年都在成倍增长,现在已达每日将近十万的销售额。可见国内对于隔音耳塞的需求还是很旺盛的。

而对于民用耳塞的鉴别,记者采访了几十位资深的行业专家、销售商及长期使用耳塞的用户,总结出最重要的几个指标如下:

1. 抗噪性能:并非密度高的耳塞抗噪性能就好,最主要的指标是所选用的材质及配方。

2. 柔软度:决定了长期佩戴耳塞的舒适度,一般而言这个指标和抗噪性能是矛盾的,但专业的睡眠耳塞应该要结合柔软及抗噪两项指标。

3. 耐用性:耳塞的使用寿命,劳保型耳塞大多是一次性产品,而睡眠耳塞是允许长期安全使用的;

4. 安全指标:如是否经过合法的检验机构检测,是否在正规渠道有售,是否国内合法销售的产品,抗菌性能如何等;

5. 耳塞形状:决定了耳塞与耳道内壁的贴合度、乃至隔音效果及舒适性。某些品牌的耳塞由于是国外的产品,形状大小并不一定适合国人使用。

此外,耳塞的慢回弹速度其实只决定了耳塞是否容易佩戴入耳,该指标针对的是首次使用耳塞的顾客。长期耳塞的人一般都比较熟悉佩戴方式,慢回弹速度一般都不会影响其佩戴。

噪音控制的内容


我国心理学界认为,控制噪音环境,除了考虑人的因素之外,还须兼顾经济和技术上的可行性。充分的噪音控制,必须考虑噪音源、传音途径、受音者所组成的整个系统。控制噪音的措施可以针对上述三个部分或其中任何一个部分。噪音控制的内容包括:

控制噪声源

降低声源噪音,工业、交通运输业可以选用低噪音的生产设备和改进生产工艺,或者改变噪音源的运动方式(如用阻尼、隔振等措施降低固体发声体的振动)。

阻断噪声传播

在传音途径上降低噪音,控制噪音的传播,改变声源已经发出的噪音传播途径,如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施,以及合理规划城市和建筑布局等。

在人耳处减弱噪声

受音者或受音器官的噪音防护,在声源和传播途径上无法采取措施,或采取的声学措施仍不能达到预期效果时,就需要对受音者或受音器官采取防护措施,如长期职业性噪音暴露的工人可以戴耳塞 、耳罩或头盔等护耳器

噪音控制在技术上虽然现在已经成熟,但由于现代工业、交通运输业规模很大,要采取噪音控制的企业和场所为数甚多,因此在防止噪音问题上,必须从技术、经济和效果等方面进行综合权衡。当然,具体问题应当具体分析。在控制室外、设计室、车间或职工长期工作的地方,噪音的强度要低;库房或少有人去车间或空旷地方,噪音稍高一些也是可以的。总之,对待不同时间、不同地点、不同性质与不同持续时间的噪音,应有一定的区别。

噪声对人的危害


随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展,以及人口密度的增加,家庭设施(音响、空调、电视机等)的增多,环境噪声日益严重,它已成为污染人类社会环境的一大公害。噪声具有局部性暂时性多发性的特点。噪声不仅会影响听力,而且还对人的心血管系统、神经系统、内分泌系统产生不利影响,所以有人称噪声为“致人死命的慢性毒药”。噪声给人带来生理上和心理上的危害主要有以下几方面:

干扰休息和睡眠、影响工作效率

①干扰休息和睡眠。休息和睡眠是人们消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件。但噪声使人不得安宁,难以休息和入睡。当人辗转不能入睡时,便会心态紧张,呼吸急促,脉搏跳动加剧,大脑兴奋不止,第二天就会感到疲倦,或四肢无力。从而影响到工作和学习,久而久之,就会得神经衰弱症,表现为失眠、耳鸣、疲劳。人进入睡眠之后,即使是40-50分贝较轻的噪声干扰,也会从熟睡状态变成半熟睡状态。人在熟睡状态时,大脑活动是缓慢而有规律的,能够得到充分的休息;而半熟睡状态时,大脑仍处于紧张、活跃的阶段,这就会使人得不到充分的休息和体力的恢复。

②使工作效率降低。研究发现,噪声超过85分贝,会使人感到心烦意乱,人们会感觉到吵闹,因而无法专心地工作,结果会导致工作效率降低。

损伤听觉、视觉器官

我们都有这样的经验,从飞机里下来或从锻压车间出来,耳朵总是嗡嗡作响,甚至听不清对方说话的声音,过一会儿才会恢复。这种现象叫做听觉疲劳,是人体听觉器官对外界环境的一种保护性反应。如果人长时间遭受强烈噪声作用,听力就会减弱,进而导致听觉器官的器质性损伤,造成听力下降。

①损害心血管。噪声是心血管疾病的危险因子,噪声会加速心脏衰老,增加心肌梗塞发病率。医学专家经人体和动物实验证明,长期接触噪声可使体内肾上腺分泌增加,从而使血压上升,在平均70分贝的噪声中长期生活的人,可使其心肌梗塞发病率增加30%左右,特别是夜间噪音会使发病率更高。调查发现,生活在高速公路旁的居民,心肌梗塞率增加了30%左右。调查1101名纺织女工,高血压发病率为 7.2%,其中接触强度达100 分贝噪声者,高血压发病率达15.2%。

②强的噪声可以引起耳部的不适,如耳鸣、耳痛、听力损伤。据测定,超过115 分贝的噪声还会造成耳聋。据临床医学统计,若在80分贝以上噪音环境中生活,造成耳聋者可达50%。医学专家研究认为,家庭噪音是造成儿童聋哑的病因之一。噪声对儿童身心健康危害更大。因儿童发育尚未成熟,各组织器官十分娇嫩和脆弱,不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子,噪声均可损伤听觉器官,使听力减退或丧失。据统计,当今世界上有7000多万耳聋者,其中相当部分是由噪声所致。专家研究已经证明,家庭室内噪音是造成儿童聋哑的主要原因,若在85分贝以上噪声中生活,耳聋者可达5 %。

③噪声对视力的损害。人们只知道噪声影响听力,其实噪声还影响视力。试验表明:当噪声强度达到90分贝时,人的视觉细胞敏感性下降,识别弱光反应时间延长;噪声达到95分贝时,有40%的人瞳孔放大,视模糊;而噪声达到115 贝时,多数人的眼球对光亮度的适应都有不同程度的减弱。所以长时间处于噪声环境中的人很容易发生眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。同时,噪声还会使色觉、视野发生异常。调查发现噪声对红、蓝、白三色视野缩小80%。

对人体的生理影响

噪声是一种恶性刺激物,长期作用于人的中枢神经系统,可使大脑皮层的兴奋和抑制失调,条件反射异常,出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力减退、注意力不集中等症状,严重者可产生精神错乱。这种症状,药物治疗疗效很差,但当脱离噪声环境时,症状就会明显好转。噪声可引起植物神经系统功能紊乱,表现在血压升高或降低,心率改变,心脏病加剧。噪声会使人唾液、胃液分泌减少,胃酸降低,胃蠕动减弱,食欲不振,引起胃溃疡。噪声对人的内分泌机能也会产生影响,如:导致女性性机能紊乱,月经失调,流产率增加等。噪声对儿童的智力发育也有不利影响,据调查,3岁前儿童生活在75分贝的噪声环境里,他们的心脑功能发育都会受到不同程度的损害,在噪声环境下生活的儿童,智力发育水平要比安静条件下的儿童低20%。噪声对人的心理影响主要是使人烦恼、激动、易怒,甚至失去理智。此外,噪声还对动物、建筑物有损害,在噪声下的植物也生长不好,有的甚至死亡。

①损害心血管。噪声是心血管疾病的危险因子,噪声会加速心脏衰老,增加心肌梗塞发病率。医学专家经人体和动物实验证明,长期接触噪声可使体内肾上腺分泌增加,从而使血压上升,在平均70分贝的噪声中长期生活的人,可使其心肌梗塞发病率增加30%左右,特别是夜间噪音会使发病率更高。调查发现,生活在高速公路旁的居民,心肌梗塞率增加了30%左右。调查1101名纺织女工,高血压发病率为 7.2%,其中接触强度达100 分贝噪声者,高血压发病率达15.2%。

②对女性生理机能的损害。女性受噪声的威胁,还可以有月经失调、流产及早产等,如导致女性性机能紊乱,月经失调,流产率增加等。专家们曾在哈尔滨、北京和长春等7 个地区经过为期3 年的系统调查,结果发现噪声不仅能使女工患噪声聋,且对女工的月经和生育均有不良影响。另外可导致孕妇流产、早产,甚至可致畸胎。国外曾对某个地区的孕妇普遍发生流产和早产作了调查,结果发现她们居住在一个飞机场的周围,祸首正是那飞起降落的飞机所产生的巨大噪声。

③噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。高噪声的工作环境,可使人出现头晕、头痛、失眠、多梦、全身乏力、记忆力减退以及恐惧、易怒、自卑甚至精神错乱。在日本,曾有过因为受不了火车噪声的刺激而精神错乱,最后自杀的例子。

噪声的利用


噪声一向为人们所厌恶。但是,随着现代科学技术的发展,人们也能利用噪声造福人类。

利用噪声除草

科学家发现,不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理,人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发,这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草,用“欲擒故纵”的妙策,保证作物的顺利生长。

利用噪声发电

噪声是一种能量的污染,比如噪声达到160 dB的喷气式飞机,其声功率约为10000 W;噪声达140 dB的大型鼓风机,其声功率约为100 W。“聚沙可成塔”,这自然引起新能源开发者的兴趣。科学家发现人造铌酸锂具有在高频高温下将声能转变成电能的特殊功能。科学家还发现,当声波遇到屏障时,声能会转化为电能,英国的学者就是根据这一原理,设计制造了鼓膜式声波接收器,将接收器与能够增大声能、集聚能量的共鸣器连接,当从共鸣器来的声能作用于声电转换器时,就能发出电来.看来,利用环境噪声发电已指日可待。

利用噪声来制冷

大家都知道,电冰箱能制冷,但令人鼓舞的是,目前世界上正在开发一种新的制冷技术,即利用微弱的声振动来制冷的新技术,第一台样机已在美国试制成功。在一个结构异常简单,直径不足1 m的圆筒里叠放着几片起传热作用的玻璃纤维板,筒内充满氦气或其他气体。筒的一端封死,另一端用有弹性的隔膜密闭,隔膜上的一根导线与磁铁式音圈连接,形成一个微传声器,声波作用于隔膜,引起来回振动,进而改变筒内气体的压力。由于气体压缩时变热,膨胀时冷却,这样制冷就开始了,不难设想,今后的住宅、厂房等建筑物如能加以考虑这些因素,即可一举降伏噪声这一无形的祸害,为住宅、厂房等建筑物降温消暑。

利用噪声除尘

美国科研人员研制出一种功率为2 kW的除尘报警器,它能发出频率2000 Hz、声强为160 dB的噪声,这种装置可以用于烟囱除尘,控制高温、高压、高腐蚀环境中的尘粒和大气污染。

利用噪声克敌

利用噪音还可以制服顽敌,目前已研制出一种“噪音弹”,能在爆炸间释放出大量噪音波,麻痹人的中枢神经系统,使人暂时昏迷,该弹可用于对付恐怖分子,特别是劫机犯等。

利用噪声诊病

美妙、悦耳的音乐能治病,这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢?最近,科学家制成一种激光听力诊断装置,它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时,它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声,振动耳膜,然后微型电脑就会根据回声,把耳膜功能的数据显示出来,供医生诊断。它测试迅速,不会损伤耳膜,没有痛感,特别适合儿童使用。此外,还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。

利用噪声有源消声

通常所采用的三种降噪措施,即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪,都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声,人们发明了“有源消声”这一技术。它的原理是:所有的声音都由一定的频谱组成,如果可以找到一种声音,其频谱与所要消除的噪声完全一样,只是相位刚好相反(相差180),就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是:从噪声源本身着手,设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来,有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。

电路的噪声


对于电子线路中所标称的噪声,可以概括地认为,它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号,称为噪声。但是,一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关,因而,后来人们逐步扩大了噪声概念。例如,把造成视屏幕有白班呀条纹的那些电子信号也称为噪声。可能以说,电路中除目的的信号以外的一切信号,不管它对电路是否造成影响,都可称为噪声。例如,电源电压中的纹波或自激振荡,可对电路造成不良影响,使音响装置发出交流声或导致电路误动作,但有时也许并不导致上述后果。对于这种纹波或振荡,都应称为电路的一种噪声。又有某一频率的无线电波信号,对需要接收这种信号的接收机来讲,它是正常的目的信号,而对另一接收机它就是一种非目的信号,即是噪声。在电子学中常使用干扰这个术语,有时会与噪声的概念相混淆,其实,是有区别的。噪声是一种电子信号,而干扰是指的某种效应,是由于噪声原因对电路造成的一种不良反应。而电路中存在着噪声,却不一定就有干扰。在数字电路中。往往可以用示波器观察到在正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲是所不期望的,而是一种噪声。但由于电路特性关系,这些小尖峰脉冲还不致于使数字电路的逻辑受到影响而发生混乱,所以可以认为是没有干扰。

当一个噪声电压大到足以使电路受到干扰时,该噪声电压就称为干扰电压。而一个电路或一个器件,当它还能保持正常工作时所加的最大噪声电压,称为该电路或器件的抗干扰容限或抗扰度。一般说来,噪声很难消除,但可以设法降低噪声的强度或提高电路的抗扰度,以使噪声不致于形成干扰。

英语文献


In common use, the word noise means unwanted sound or noise pollution. In electronics noise can refer to the electronic signal corresponding to acoustic noise (in an audio system) or the electronic signal corresponding to the (visual) noise commonly seen as ''snow'' on a degraded television or video image. In signal processing or computing it can be considered data without meaning; that is, data that is not being used to transmit a signal, but is simply produced as an unwanted by-product of other activities. In Information Theory, however, noise is still considered to be information. In a broader sense, film grain or even advertisements in web pages can be considered noise.

Noise can block, distort, or change/interfere with the meaning of a message in both human and electronic communication.

In many of these areas, the special case of thermal noise arises, which sets a fundamental lower limit to what can be measured or signaled and is related to basic physical processes at the molecular level described by well-established thermodynamics considerations, some of which are expressible by relatively well known simple formulae.

著名噪声公害事件


1981年,在美国举行的一次现代派露天音乐会上,当震耳欲聋的音乐声响起后,有300多名听众突然失去知觉,昏迷不醒,100辆救护车到达现场抢救。

1959年,美国有10个人“自愿”做噪声实验。当实验用飞机从10名实验者头上10-12米的高度飞过后,有6人当场死亡,4人数小时后死亡。验尸证明10人都死于噪声引起的脑出血。可见这个“声学武器”的威力之大。

1960年11月,日本广岛市的一男子被附近工厂发出的噪声折磨得烦恼万分,以致最后刺杀了工厂主。无独有偶,1961年7月,一名日本青年从新泻来到东京找工作,由于住在铁路附近,日夜被频繁过往的客货车的噪声折磨,患了失眠症,不堪忍受痛苦,终于自杀身亡。

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