噪聲生理效應

噪聲引起人體的生理反應。噪聲是航空航天環境因素之一，對人體造成一定的生理影響。影響的程度與噪聲的聲級、頻譜和作用時間以及個體靈敏性等因素有關。主要的噪聲源是飛機發動機噪聲和飛機附面層空氣湍流造成的空氣動力噪聲。不同種類的飛機產生的噪聲聲級、頻譜有很大差別。航天員較易感到的噪聲有兩類：發動機系統的噪聲主要是寬頻的，低頻部分聲壓稍高；另一類是太空飛行器通過稠密大氣層邊緣氣渦造成的空氣動力噪聲，這類噪聲也是寬頻帶的，但以高頻部分為主。

基本介紹

• 中文名：噪聲生理效應
• 外文名：Physiological effects of noise
• 類型：生理反應
•  形式：以高頻部分為主

飛機噪聲

噴氣飛機座艙是密封的，艙內噪聲較低。大型民航噴氣飛機以巡航速度飛行時艙內的總聲壓級：四發動機的旅客機一般為75～85分貝，寬體機為72～84分貝。螺旋槳飛機和直升機飛行時艙內噪聲壓級為100～110分貝。在頻率分布上，螺旋槳飛機和直升機以低頻為主，聲能主要集中在500赫以下的頻區。噴氣飛機的頻率分布很廣泛，聲能分布在20～1000赫頻區。

噪聲影響

噪聲級為30～40分貝是比較安靜的正常環境；超過50分貝就會影響睡眠和休息。由於休息不足，疲勞不能消除，正常生理功能會受到一定的影響；70分貝以上干擾談話，造成心煩意亂，精神不集中，影響工作效率，甚至發生事故；長期工作或生活在90分貝以上的噪聲環境，會嚴重影響聽力和導致其他疾病的發生。

聽力損傷有急性和慢性之分。接觸較強噪聲，會出現耳鳴、聽力下降，只要時間不長，一旦離開噪聲環境後，很快就能恢復正常，稱為聽覺適應。這種暫時性的聽力下降仍屬於生理範圍，但可能發展成噪聲性耳聾。如果繼續接觸強噪聲，聽覺疲勞不能得到恢復，聽力持續下降，就會造成噪聲性聽力損失，成為病理性改變。這種症狀在早期表現為高頻段聽力下降。但在這個階段，患者主觀上並無異常感覺，語言聽力也無影響，稱為聽力損傷。病程如進一步發展，聽力曲線將繼續下降，聽力下降平均超過25分貝時，將出現語言聽力異常，主觀上感覺會話有困難，稱為噪聲性耳聾。

噪聲除損害聽覺外，也影響其他系統。神經系統表現為以頭痛和睡眠障礙為主的神經衰弱症狀群，腦電圖有改變（如節律改變，波輻低，指數下降），植物神經功能紊亂等；心血管系統出現血壓不穩（大多數增高），心率加快，心電圖有改變（竇性心率不齊，缺血型改變）；胃腸系統出現胃液分泌減少，蠕動減慢，食慾下降；內分泌系統表現為甲狀腺機能亢進，腎上腺皮質功能增強，性機能紊亂，月經失調等。

太空飛行器噪聲

這兩類噪聲出現在太空飛行器主動段和返回段。載人飛船噪聲的總聲壓在起飛後大約60秒時達到最大。飛船外部聲壓可達158分貝，飛船座艙內聲壓達125分貝，航天員頭盔內耳邊的聲壓為 108分貝。這一段噪聲是特別需要防護的。太空飛行器軌道運行段，由於周圍沒有大氣傳聲，故沒有外界噪聲。主要噪聲源來自艙內生命保障系統，其總聲壓級約為60～75分貝。火箭發動機與航空發動機的噪聲頻譜不同。航空噴氣發動機噪聲在高頻區域有最大的強度，而火箭發動機的最大噪聲強度則在低頻區域。60分貝以下的噪聲除了干擾作用外，一般不傷害人體，更強的噪聲則對人體產生一定的傷害作用。噪聲對聽覺的傷害是使聽力受到暫時的或較長時間的破壞，終至永久性損失。噴氣飛機飛行員每次飛行後出現輕微的暫時的聽力損失。飛行4～5年後，出現輕度永久性聽力損失。螺旋槳飛機和直升機的飛行員通常在飛行早期可能出現永久性聽力損失。航天員在主動段和返回段的飛行中，短時間的低頻噪聲導致暫時性聽力損失。軌道飛行段長時間中等強度的噪聲主要干擾睡眠，有時會引起煩躁和工作效率下降。

噪聲的危害

對聽力的影響

長期在強噪聲環境下工作，人的聽力將會受到影響，甚至損傷而失聰。據國際ISO組織統計，在不同噪聲環境下工作40年後耳聾發病率情況如表4-5-1所示。由表可見，80 dB以下工作不致耳聾，80 dB以上，每增如5 dB噪聲性發病率增加10%。

表4-5-1 工作40年後噪聲性耳聾發病率

噪聲強度（dB） 80 85 90 95 100

耳聾發病率（%） 0 10 21 29 41

對心理的影響

噪聲對人的心理影響主要表現為，吵鬧的噪聲使人厭惡、煩惱，精神不集中，影響工作效率，妨礙休息和睡眠等。在強噪聲環境下，容易掩蓋危險信號，分散人的注意力，發生工傷事故。據世界衛生組織估計，美國每年由於噪聲的影響而帶來的工傷事故、怠工和低效率所造成的經濟損失將近40億美元。

對生理的影響

如果人們暴露在140~160 dB的高強度噪聲下，就會使聽覺器官發生急性外傷，引起鼓膜破裂流血，螺旋體從基底急性剝離，雙耳完全失聰。長期在強噪聲下工作的工人，除了耳聾外，還有頭昏、頭疼、神經衰弱、消化不良等症狀，往往導致高血壓和心血管病。噪聲還會使少年兒童的智力發展緩慢，對胎兒也會造成危害。

噪聲對睡眠的影響

噪聲影響睡眠的質量和數量。連續噪聲可以加快熟睡到淺睡的迴轉，使人熟睡的時間縮短，突然的噪聲可使人驚醒。一般40 dB的連續噪聲可使10%的人受到影響，70 dB時可使60%的人受影響，突然噪聲達40 dB時，使10%的人驚醒，60dB時，使70%的人驚醒。

對交談、工作思考的影響

噪聲能掩蔽談話聲音而影響正常交談、通訊，也能掩蔽警報信號，影響安全。噪聲對交談的干擾實驗結果如表4-5-3所示。

表4-5-3 ；噪聲對交談的影響

噪聲環境（dB） 45 55 65 75 85

主觀反映 ；安靜 稍吵 吵 ；很吵 ；太吵

正常講話距離（m） 10 3.5 1.2 0.3 0.1

通訊質量 ；很好 好 較困難 困難 不可能

危害與控制

隨著汽車工業的迅速發展，人們對於汽車的舒適性和振動噪聲控制的要求越來越嚴格。據國外有關資料表明，城市噪聲的70%來源於交通噪聲，而交通噪聲主要是汽車噪聲。它嚴重地污染著城市環境，影響著人們的生活、工作和健康。所以噪聲的控制，不僅關係到乘坐舒適性，而且還關係到環境保護。然而一切噪聲又源於振動，振動能夠引起某些部件的早期疲勞損壞，從而降低汽車的使用壽命；過高的噪聲既能損害駕駛員的聽力，還會使駕駛員迅速疲勞，從而對汽車行駛安全性構成了極大的威脅。所以噪聲控制，也關係到汽車的耐久性和安全性。因此振動、噪聲和舒適性這三者是密切相關的，既要減小振動，降低噪聲，又要提高乘坐舒適性，保證產品的經濟性，使汽車噪聲控制在標準範圍之內。

1　噪聲的種類

產生汽車噪聲的主要因素是空氣動力、機械傳動、電磁三部分。從結構上可分為發動機（即燃燒噪聲），底盤噪聲（即傳動系噪聲、各部件的連線配合引起的噪聲），電器設備噪聲（冷卻風扇噪聲、汽車發電機噪聲），車身噪聲（如車身結構、造型及附屬檔案的安裝不合理引起的噪聲）。其中發動機噪聲占汽車噪聲的二分之一以上，包括進氣噪聲和本體噪聲（如發動機振動，配氣軸的轉動，進、排氣門開關等引起的噪聲）。因此發動機的減振、降噪成為汽車噪聲控制的關鍵。

此外，汽車輪胎在高速行駛時，也會引起較大的噪聲。這是由於輪胎在地面流動時，位於花紋槽中的空氣被地面擠出與重新吸入過程所引起的泵氣聲，以及輪胎花紋與路面的撞擊聲。

2　噪聲要求

歐洲的法規規定，從1996年10月起，客車的外部噪聲必須從77dBA降到74dBA，減少了一半噪聲能量，到本世紀末進一步降低到71dBA。日本的法規規定，小型汽車在今後十年內噪聲標準控制在76dBA以下。國內的一些大城市也計畫在2010年交通幹線的噪聲平均值控制在70dBA以內。而據國內目前有關資料表明，國內的大客車的噪聲許可值則不得超過82dBA，輕型載貨車為83.5dBA。由此可見，中國在車輛噪聲控制方面還得狠下工夫。

3　噪聲評價

噪聲評價指標主要是指車內、外的噪聲值和振動適應性。評價方法可分為主觀評價和客觀評價。影響汽車噪聲主觀評價的主要因素是舒適性、響度和確定性，例如可以利用語義微分法進行主觀評價。在客觀評價時，可以採用PCNM噪聲測量裝置測量試驗進行分析；此外模擬技術中的有限元法（FEM）和邊界元法（BEM）也被廣泛套用。

4　噪聲的控制

根據噪聲產生和傳播的機理，可以把噪聲控制技術分為以下三類：一是對噪聲源的控制，二是對噪聲傳播途徑的控制，三是對噪聲接受者的保護。其中對噪聲源的控制是最根本、最直接的措施，包括降低噪聲的激振力及降低發動機部位對激振力的回響等，即改造振源和聲源。但是對噪聲源難以進行控制時，就需要在噪聲的傳播途徑中採取措施，例如吸聲、隔聲、消聲、減振及隔振等措施。汽車的減振降噪水平與整車的動力性、經濟性、可靠性及強度、剛度、質量、製造成本和使用密切相關。

⒋1　發動機的振動與噪聲

降低發動機噪聲是汽車噪聲控制的重點。發動機是產生振動和噪聲的根源。發動機的噪聲是由燃料燃燒，配氣機構、正時齒輪及活塞的敲擊噪聲等合成的。

發動機本體噪聲

降低發動機本體噪聲就要改造振源和聲源，包括用有限元法等方法分析設計發動機，選用柔和的燃燒工作過程，提高機體的結構剛度，採用嚴密的配合間隙，降低汽缸蓋噪聲。例如在油底殼上增設加強筋和橫隔板，以提高油底殼的剛度，減少振動噪聲。另外，給發動機塗阻尼材料也是一個有效的辦法。阻尼材料能把動能轉變成熱能。進行阻尼處理的原理就是將一種阻尼材料與零件結合成一體來消耗振動能量。它有以下幾種結構：自由阻尼層結構、間隔自由阻尼層結構、約束阻尼層結構和間隔約束阻尼層結構。它的採用明顯地減少了共振的幅度，加快了自由振動的衰減，降低各個零件的傳振能力，增加了零件在臨界頻率以上的隔振能力。

噪聲防護

通信耳罩和密閉保護頭盔是飛行員良好的噪聲防護裝具。直升機上其他乘員一般採用耳罩或耳塞即可得到滿意的防護效果。航天員佩戴的航天頭盔和通信帽在上升段和返回段125分貝的艙內噪聲環境中，能保護聽力不受損失，保持清晰的語言通信。

現狀與治理

城市噪聲污染現狀

市民投訴量增加、城市噪聲進入“兩會”議題……種種跡象表明，北京在全力追趕現代文明的進程中已經意識到，應該讓城市安靜而有序地運轉。

北京市勞動保護科學研究所噪聲與振動控制技術中心主任柳至和說，過去中國城市將環境污染的注意力較多集中在治理水、氣、垃圾的污染上，往往忽視聲污染。現在，越來越多的人認識到，噪聲同樣危害人類健康，是誘發疾病的一個原因。安靜已經成為市民的一個幸福指數。

據悉，噪聲可以引起神經系統以及心血管系統的疾病，還會使人精力不集中，工作效率下降，甚至導致情緒暴躁、易怒。柳至和告訴記者，家住大鐘寺某小區的一位母親曾對他說，無論白天晚上，只要附近城鐵列車通過響起隆隆聲，她那不滿周歲的嬰兒便啼哭不止。

城市噪聲治理現狀

然而，與國外不少城市相比，北京無論在治理噪聲的資金技術投入、還是觀念轉變上都比較落後。

據介紹，德國十分注重運用科技手段消除城市噪音。德國交通部門規定，所有汽車特別是大型公車和運輸卡車的發動機，必須配備機艙隔音降噪裝置。在德國城市中，許多住宅密集區的道路大量採用特殊的降噪音材料，在交通頻繁地段還安裝隔音屏。德國鄰近住宅區的高速公路旁和城市交通密集地段都栽種很多樹木，特別是除噪效果好的泡桐、水杉、龍柏、槐樹等。

柳至和告訴記者，近幾年北京每年治理水和大氣的資金有幾十億元，但用於治理聲污染的經費卻只有四五千萬，資金支持相對薄弱。另外，治理噪聲的手段也比較單一，主要是在交通噪聲污染嚴重的道路兩側設定隔聲屏。先進的噪聲控制技術還有待進一步開發。

“當然，市民的一些不文明習慣，如在公共場所大聲喧譁也往往是噪聲產生的源頭之一。現在市民開始對聲環境提出要求，這是社會文明程度提升的表現。但反過來，城市噪音的消除也有賴於市民公眾意識的提高。”沈夢培說。

在本屆“兩會”上，政協委員郭理指出，隨著人們生活品質日益提高，市民對城市的聲環境也提出了越來越高的要求。治理噪聲污染已經成為北京維護市民健康、淨化城市環境、提升現代文明的一項重要工作。