噪声生理效应
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噪声生理效应 physiological effect of noise
解释噪声引起人体的生理反应。噪声是航空航天环境因素之一，对人体造成一定的生理影响。影响的程度与噪声的声级、频谱和作用时间以及个体灵敏性等因素有关。
飞机噪声主要的噪声源是飞机发动机噪声和飞机附面层空气湍流造成的空气动力噪声。不同种类的飞机产生的噪声声级、频谱有很大差别。喷气飞机座舱是密封的，舱内噪声较低。大型民航喷气飞机以巡航速度飞行时舱内的总声压级：四发动机的旅客机一般为75～85分贝，宽体机为72～84分贝。螺旋桨飞机和直升机飞行时舱内噪声压级为100～110分贝。在频率分布上，螺旋桨飞机和直升机以低频为主,声能主要集中在500赫以下的频区。喷气飞机的频率分布很广泛，声能分布在20～1000赫频区。
航天器噪声航天员较易感到的噪声有两类：发动机系统的噪声主要是宽频的，低频部分声压稍高；另一类是航天器通过稠密大气层边缘气涡造成的空气动力噪声，这类噪声也是宽频带的，但以高频部分为主。这两类噪声出现在航天器主动段和返回段。载人飞船噪声的总声压在起飞后大约60秒时达到最大。飞船外部声压可达158分贝，飞船座舱内声压达125分贝，航天员头盔内耳边的声压为 108分贝。这一段噪声是特别需要防护的。航天器轨道运行段，由于周围没有大气传声，故没有外界噪声。主要噪声源来自舱内生命保障系统，其总声压级约为60～75分贝。火箭发动机与航空发动机的噪声频谱不同。航空喷气发动机噪声在高频区域有最大的强度，而火箭发动机的最大噪声强度则在低频区域。 60分贝以下的噪声除了干扰作用外,一般不伤害人体,更强的噪声则对人体产生一定的伤害作用。噪声对听觉的伤害是使听力受到暂时的或较长时间的破坏，终至永久性损失。喷气飞机飞行员每次飞行后出现轻微的暂时的听力损失。飞行4～5年后，出现轻度永久性听力损失。螺旋桨飞机和直升机的飞行员通常在飞行早期可能出现永久性听力损失。航天员在主动段和返回段的飞行中，短时间的低频噪声导致暂时性听力损失。轨道飞行段长时间中等强度的噪声主要干扰睡眠，有时会引起烦躁和工作效率下降。
噪声污染对人体健康的影响噪声级为30～40分贝是比较安静的正常环境；超过50分贝就会影响睡眠和休息。由于休息不足，疲劳不能消除，正常生理功能会受到一定的影响；70分贝以上干扰谈话，造成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率，甚至发生事故；长期工作或生活在90分贝以上的噪声环境，会严重影响听力和导致其他疾病的发生。
听力损伤有急性和慢性之分。接触较强噪声，会出现耳鸣、听力下降，只要时间不长，一旦离开噪声环境后，很快就能恢复正常，称为听觉适应。如果接触强噪声的时间较长，听力下降比较明显，则离开噪声环境后，就需要几小时，甚至十几到二十几小时的时间，才能恢复正常，称为听觉疲劳。这种暂时性的听力下降仍属于生理范围，但可能发展成噪声性耳聋。如果继续接触强噪声，听觉疲劳不能得到恢复，听力持续下降，就会造成噪声性听力损失，成为病理性改变。这种症状在早期表现为高频段听力下降。但在这个阶段，患者主观上并无异常感觉，语言听力也无影响，称为听力损伤。病程如进一步发展，听力曲线将继续下降，听力下降平均超过25分贝时，将出现语言听力异常，主观上感觉会话有困难，称为噪声性耳聋。此外，强大的声暴，如爆炸声和枪炮声，能造成急性暴震性耳聋，出现鼓膜破裂，中耳小听骨错位，韧带撕裂，出血，听力部分或完全丧失。主观症状有耳痛、眩晕、头痛、恶心及呕吐等。
噪声除损害听觉外，也影响其他系统。神经系统表现为以头痛和睡眠障碍为主的神经衰弱症状群，脑电图有改变(如节律改变，波辐低，指数下降)，植物神经功能紊乱等；心血管系统出现血压不稳(大多数增高)，心率加快，心电图有改变(窦性心率不齐，缺血型改变)；胃肠系统出现胃液分泌减少，蠕动减慢，食欲下降；内分泌系统表现为甲状腺机能亢进，肾上腺皮质功能增强，性机能紊乱，月经失调等。
噪声的危害1、对听力的影响
长期在强噪声环境下工作，人的听力将会受到影响，甚至损伤而失聪。据国际ISO组织统计，在不同噪声环境下工作40年后耳聋发病率情况如表4-5-1所示。由表可见，80 dB以下工作不致耳聋，80 dB以上，每增如5 dB噪声性发病率增加10%。
表4-5-1 工作40年后噪声性耳聋发病率
噪声强度（dB） 80 85 90 95 100
耳聋发病率（%） 0 10 21 29 41
2、对心理的影响
噪声对人的心理影响主要表现为，吵闹的噪声使人厌恶、烦恼，精神不集中，影响工作效率，妨碍休息和睡眠等。在强噪声环境下，容易掩盖危险信号，分散人的注意力，发生工伤事故。据世界卫生组织估计，美国每年由于噪声的影响而带来的工伤事故、怠工和低效率所造成的经济损失将近40亿美元。
3、对生理的影响
如果人们暴露在140~160 dB的高强度噪声下，就会使听觉器官发生急性外伤，引起鼓膜破裂流血，螺旋体从基底急性剥离，双耳完全失聪。长期在强噪声下工作的工人，除了耳聋外，还有头昏、头疼、神经衰弱、消化不良等症状，往往导致高血压和心血管病。噪声还会使少年儿童的智力发展缓慢，对胎儿也会造成危害。
4、噪声对睡眠的影响
噪声影响睡眠的质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到浅睡的回转，使人熟睡的时间缩短，突然的噪声可使人惊醒。一般40 dB的连续噪声可使10%的人受到影响，70 dB时可使60%的人受影响，突然噪声达40 dB时，使10%的人惊醒，60dB时，使70%的人惊醒。
5、对交谈、工作思考的影响
噪声能掩蔽谈话声音而影响正常交谈、通讯，也能掩蔽警报信号，影响安全。噪声对交谈的干扰实验结果如表4-5-3所示。
表4-5-3 噪声对交谈的影响
噪声环境（dB） 45 55 65 75 85
主观反映 安静 稍吵 吵 很吵 太吵
正常讲话距离（m） 10 3.5 1.2 0.3 0.1
通讯质量 很好 好 较困难 困难 不可能
车辆噪声污染的危害与控制随着汽车工业的迅速发展，人们对于汽车的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。据国外有关资料表明，城市噪声的70%来源于交通噪声，而交通噪声主要是汽车噪声。它严重地污染着城市环境，影响着人们的生活、工作和健康。所以噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，而且还关系到环境保护。然而一切噪声又源于振动，振动能够引起某些部件的早期疲劳损坏，从而降低汽车的使用寿命；过高的噪声既能损害驾驶员的听力，还会使驾驶员迅速疲劳，从而对汽车行驶安全性构成了极大的威胁。所以噪声控制，也关系到汽车的耐久性和安全性。因此振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的，既要减小振动，降低噪声，又要提高乘坐舒适性，保证产品的经济性，使汽车噪声控制在标准范围之内。
1噪声的种类
产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。从结构上可分为发动机(即燃烧噪声)，底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声)，电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声)，车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声)。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上，包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动，配气轴的转动，进、排气门开关等引起的噪声)。因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。
此外，汽车轮胎在高速行驶时，也会引起较大的噪声。这是由于轮胎在地面流动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。
2噪声要求
欧洲的法规规定，从1996年10月起，客车的外部噪声必须从77dBA降到74dBA，减少了一半噪声能量，到本世纪末进一步降低到71dBA。日本的法规规定，小型汽车在今后十年内噪声标准控制在76dBA以下。国内的一些大城市也计划在2010年交通干线的噪声平均值控制在70dBA以内。而据国内目前有关资料表明，国内的大客车的噪声许可值则不得超过82dBA，轻型载货车为83.5dBA。由此可见，我国在车辆噪声控制方面还得狠下工夫。
3噪声评价
噪声评价指标主要是指车内、外的噪声值和振动适应性。评价方法可分为主观评价和客观评价。影响汽车噪声主观评价的主要因素是舒适性、响度和确定性，例如可以利用语义微分法进行主观评价。在客观评价时，可以采用PCNM噪声测量装置测量试验进行分析；此外模拟技术中的有限元法(FEM)和边界元法(BEM)也被广泛应用。
4噪声的控制
根据噪声产生和传播的机理，可以把噪声控制技术分为以下三类：一是对噪声源的控制，二是对噪声传播途径的控制，三是对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，包括降低噪声的激振力及降低发动机部位对激振力的响应等，即改造振源和声源。但是对噪声源难以进行控制时，就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声、减振及隔振等措施。汽车的减振降噪水平与整车的动力性、经济性、可靠性及强度、刚度、质量、制造成本和使用密切相关。
4.1发动机的振动与噪声
降低发动机噪声是汽车噪声控制的重点。发动机是产生振动和噪声的根源。发动机的噪声是由燃料燃烧，配气机构、正时齿轮及活塞的敲击噪声等合成的。
(1)发动机本体噪声
降低发动机本体噪声就要改造振源和声源，包括用有限元法等方法分析设计发动机，选用柔和的燃烧工作过程，提高机体的结构刚度，采用严密的配合间隙，降低汽缸盖噪声。例如在油底壳上增设加强筋和横隔板，以提高油底壳的刚度，减少振动噪声。另外，给发动机涂阻尼材料也是一个有效的办法。阻尼材料能把动能转变成热能。进行阻尼处理的原理就是将一种阻尼材料与零件结合成一体来消耗振动能量。它有以下几种结构：自由阻尼层结构、间隔自由阻尼层结构、约束阻尼层结构和间隔约束阻尼层结构。它的采用明显地减少了共振的幅度，加快了自由振动的衰减，降低各个零件的传振能力，增加了零件在临界频率以上的隔振能力。
噪声防护通信耳罩和密闭保护头盔是飞行员良好的噪声防护装具。直升机上其他乘员一般采用耳罩或耳塞即可得到满意的防护效果。航天员佩戴的航天头盔和通信帽在上升段和返回段125分贝的舱内噪声环境中,能保护听力不受损失，保持清晰的语言通信。
搬掉现代文明的绊脚石 ——噪声市民投诉量增加、城市噪声进入“两会”议题……种种迹象表明，北京在全力追赶现代文明的进程中已经意识到，应该让城市安静而有序地运转。
北京市劳动保护科学研究所噪声与振动控制技术中心主任柳至和说，过去我国城市将环境污染的注意力较多集中在治理水、气、垃圾的污染上，往往忽视声污染。现在，越来越多的人认识到，噪声同样危害人类健康，是诱发疾病的一个原因。安静已经成为市民的一个幸福指数。
据悉，噪声可以引起神经系统以及心血管系统的疾病，还会使人精力不集中，工作效率下降，甚至导致情绪暴躁、易怒。柳至和告诉记者，家住大钟寺某小区的一位母亲曾对他说，无论白天晚上，只要附近城铁列车通过响起隆隆声，她那不满周岁的婴儿便啼哭不止。
然而，与国外不少城市相比，北京无论在治理噪声的资金技术投入、还是观念转变上都比较落后。
据介绍，德国十分注重运用科技手段消除城市噪音。德国交通部门规定，所有汽车特别是大型公交车和运输卡车的发动机，必须配备机舱隔音降噪装置。在德国城市中，许多住宅密集区的道路大量采用特殊的降噪音材料，在交通频繁地段还安装隔音屏。德国邻近住宅区的高速公路旁和城市交通密集地段都栽种很多树木，特别是除噪效果好的泡桐、水杉、龙柏、槐树等。
柳至和告诉记者，近几年北京每年治理水和大气的资金有几十亿元，但用于治理声污染的经费却只有四五千万，资金支持相对薄弱。另外，治理噪声的手段也比较单一，主要是在交通噪声污染严重的道路两侧设置隔声屏。先进的噪声控制技术还有待进一步开发。
“当然，市民的一些不文明习惯，如在公共场所大声喧哗也往往是噪声产生的源头之一。现在市民开始对声环境提出要求，这是社会文明程度提升的表现。但反过来，城市噪音的消除也有赖于市民公众意识的提高。”沈梦培说。
在本届“两会”上，政协委员郭理指出，随着人们生活品质日益提高，市民对城市的声环境也提出了越来越高的要求。治理噪声污染已经成为北京维护市民健康、净化城市环境、提升现代文明的一项重要工作。