電力企業(yè)廠界噪聲監(jiān)測(cè)中背景噪聲測(cè)量和修正的探討

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( 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院，四川 成都 610072)

0 前 言

在環(huán)境糾紛監(jiān)測(cè)、環(huán)保設(shè)施竣工驗(yàn)收、噪聲管理監(jiān)測(cè)中，廠界噪聲的測(cè)量不可忽略，而其中背景值的測(cè)量和修正至關(guān)重要。盡管GB 12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)背景噪聲的處理較為嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范，但在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中仍存在一些無(wú)法解決的問(wèn)題。下面將結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)背景噪聲的測(cè)量和修正進(jìn)行研究探討，提出了解決方案。

1 背景噪聲的測(cè)量

1.1 測(cè)量方法研究現(xiàn)狀

按照GB 12348-2008的規(guī)定，測(cè)量背景噪聲應(yīng)選擇被測(cè)企業(yè)停止對(duì)外排放噪聲時(shí)測(cè)定[1]，但實(shí)際操作難以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)文獻(xiàn)資料，測(cè)量背景噪聲主要有以下幾種方法[2]。

1)廠界外環(huán)境受穩(wěn)態(tài)噪聲源影響，采取被測(cè)聲源停止工作的狀態(tài)下，在原廠界噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位上測(cè)該點(diǎn)的背景噪聲，這樣測(cè)出的背景噪聲是最真實(shí)的。但這種方法需要其他聲源改變不太大才行，同時(shí)背景值靠人為判斷和測(cè)定，不夠合理和客觀。

2)廠界外環(huán)境受非穩(wěn)態(tài)噪聲源影響，可在附近尋找不受被測(cè)聲源影響且其他聲源與被測(cè)聲源測(cè)量保持一致的參考點(diǎn)。

3)前兩款條件均無(wú)法滿足時(shí)，建議采用廠界監(jiān)測(cè)值中的累積百分聲級(jí)L90為該點(diǎn)的噪聲背景值。但這種方法如果項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)，背景聲源發(fā)生變化，監(jiān)測(cè)結(jié)果就不具有合理性。

4)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測(cè)量時(shí)段與被測(cè)聲源測(cè)量的時(shí)間長(zhǎng)度相同。而在實(shí)際操作中，無(wú)法達(dá)到“同時(shí)”的要求，必然存在失準(zhǔn)[3，4]。測(cè)量數(shù)據(jù)誤差的唯一原因是背景噪聲實(shí)測(cè)誤差[5]，而“非同時(shí)性”占有主導(dǎo)地位。研究表明，只有當(dāng)背景噪聲為穩(wěn)態(tài)；起伏值在10 dB之內(nèi)或者被測(cè)聲源比背景噪聲高10 dB以上，背景噪聲測(cè)量噪聲的失準(zhǔn)方可忽略。

1.2 測(cè)量方法改進(jìn)的研究

1.2.1 點(diǎn)聲源隨距離衰減模型

如果上述方法均不能滿足監(jiān)測(cè)結(jié)果要求，可考慮點(diǎn)聲源隨距離衰減模型，當(dāng)距廠界外1 m 時(shí)[6]為

Lρ=Lω-20lgr-8

(1)

式中，Lp為距離點(diǎn)聲源r米處的聲壓級(jí)，dB(A)；Lw為點(diǎn)聲源的聲功率級(jí)，dB(A)；r為點(diǎn)聲源距測(cè)點(diǎn)的距離，m。

通過(guò)公式(1)可以計(jì)算出隨距離衰減的聲壓級(jí),這種方法可用于背景值干擾較大或測(cè)量值與背景值相近且小于3 dB(A)的情況。計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 噪聲隨距離衰減值

當(dāng)廠界外環(huán)境受非穩(wěn)態(tài)噪聲源影響，可在附近尋找不受被測(cè)聲源影響且其他聲源與被測(cè)聲源測(cè)量保持一致的參考點(diǎn)，它離待測(cè)聲源的距離可以參照表1。監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取后，可以同步測(cè)量其噪聲和離聲源距離。查找表1，可得出相應(yīng)的聲壓級(jí)，即為該點(diǎn)的背景噪聲。如在圖1中，已知Lp(1 m)=50 dB,Lw=58 dB。當(dāng)r=9 m,Lp(10 m)=30 dB。

1.2.2 測(cè)量方法改進(jìn)

1)基于“非同時(shí)性”考慮

當(dāng)無(wú)法分清廠界噪聲和背景噪聲各自的貢獻(xiàn)時(shí)，應(yīng)同步監(jiān)測(cè)。同時(shí)，兩者測(cè)點(diǎn)應(yīng)選取在不同地方。當(dāng)被測(cè)噪聲和背景噪聲值相差在10 dB以內(nèi)時(shí)，監(jiān)測(cè)方法改進(jìn)如下[7]。

若背景噪聲為周期性噪聲(周期為T1)時(shí)為

①當(dāng)排放噪聲為穩(wěn)態(tài)噪聲，背景噪聲和排放噪聲測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在不同地方(下同)；兩者測(cè)量時(shí)間應(yīng)大于T1；

②當(dāng)排放噪聲為周期性噪聲(周期為T2)，測(cè)量時(shí)間應(yīng)取max(T1，T2)；

③當(dāng)排放噪聲為隨機(jī)噪聲Tx，測(cè)量時(shí)間應(yīng)取max(T1，Tx)。

若背景噪聲為隨機(jī)噪聲(周期為Ts)時(shí)為

①當(dāng)排放噪聲為穩(wěn)態(tài)噪聲，兩者測(cè)量時(shí)間應(yīng)取Ts。Ts的時(shí)間應(yīng)遵循GB 12348-2008。

②當(dāng)排放噪聲為周期性噪聲(周期為T3)，測(cè)量時(shí)間應(yīng)取max(Ts，T3)；

③當(dāng)排放噪聲為隨機(jī)噪聲Tx，測(cè)量時(shí)間應(yīng)取max(Tx，Ts)。

2)基于監(jiān)測(cè)指標(biāo)的考慮

除標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Leq，還應(yīng)該測(cè)量Lmax、Lmin,來(lái)說(shuō)明廠界噪聲的特性、波動(dòng)情況、穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)噪聲。

3)基于生產(chǎn)負(fù)荷、運(yùn)行工況的考慮

生產(chǎn)負(fù)荷越大、設(shè)備運(yùn)行數(shù)量越多，則廠界噪聲越大。在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中，生產(chǎn)負(fù)荷需保證在設(shè)計(jì)限制的80%以上[8]。

4)基于測(cè)量時(shí)間的考慮

對(duì)于廠界穩(wěn)態(tài)噪聲，測(cè)量時(shí)間為1 min；對(duì)于周期性噪聲，測(cè)量時(shí)間為整個(gè)周期；對(duì)于施工場(chǎng)界噪聲，測(cè)量時(shí)間為20 min[9]。

圖1 某500 kV送電線路噪聲監(jiān)測(cè)示意圖

2 背景噪聲的修正

按照GB 12348-2008，背景噪聲修正值表見(jiàn)表2。

表2只分析了差值大于3 dB(A)時(shí)的情況，而且只能為整數(shù)，而在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，往往會(huì)遇到差值小于3 dB(A)或者是小數(shù)的情況。

表2 背景值修正表

2.1 修正理論

等效聲級(jí)[10]：

表3 聲級(jí)差≤3 dB(A)的修正值表

表4 聲級(jí)差>3 dB(A)的修正值表

表5 某110 kV變電站廠界噪聲監(jiān)測(cè)

備注： 2號(hào)、3號(hào)測(cè)點(diǎn)受建筑施工噪聲影響。

表6 2、3號(hào)測(cè)點(diǎn)修正后的噪聲值

(3)

式中，T為測(cè)量時(shí)間段；LA為瞬間A聲級(jí)；Leq為等效聲級(jí)。

在等時(shí)間間隔Δt內(nèi)，等效聲級(jí)可用公式(4)表示為

Leg=101g(∑100.1/LA)

(4)

通過(guò)推導(dǎo)，可求出測(cè)量值和背景值之差ΔL與修正值β之間的關(guān)系為

ΔL=-101g(1-10-0.1β)

(5)

2.2 差值的幾種不同情況

2.2.1 差值小于3 dB(A)的情況

通過(guò)公式(5)可以求出差值與修正值之間的關(guān)系，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3可以看出，當(dāng)差值為3 dB(A)時(shí)，待測(cè)噪聲和背景噪聲實(shí)際上相等。當(dāng)待測(cè)噪聲值和背景噪聲值之差小于3 dB(A)時(shí)，待測(cè)噪聲值比背景噪聲值要低，其修正值只能用小于測(cè)量值3來(lái)定性表示。

2.2.2 差值為3.1～3.9；5.0～5.9；6.1～6.9的情況

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

2.2.3 背景噪聲為非穩(wěn)態(tài)噪聲

被測(cè)聲源為非穩(wěn)態(tài)噪聲，測(cè)量時(shí)段與被測(cè)聲源測(cè)量的時(shí)間長(zhǎng)度相同。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，非穩(wěn)態(tài)噪聲的測(cè)量時(shí)間為20 min,可以使測(cè)量結(jié)果的抽樣誤差小于0.5 dB(A)，滿足精度的要求[11]，同時(shí)在噪聲頻譜特性中可以將重復(fù)出現(xiàn)的低聲級(jí)平均值作為背景噪聲值來(lái)修正。如圖2所示。

圖2 噪聲頻譜特性

2.2.4 背景噪聲為穩(wěn)態(tài)噪聲

被測(cè)聲源為穩(wěn)態(tài)噪聲，應(yīng)測(cè)量1 min的等效聲級(jí)。在噪聲頻譜特性中也可以將重復(fù)出現(xiàn)的低聲級(jí)平均值作為背景噪聲值來(lái)修正。當(dāng)ΔL小于3 dB(A)時(shí)，可增加測(cè)量次數(shù)，然后修正，取差值最小的一組數(shù)據(jù)為測(cè)量結(jié)果。同時(shí)，可以用夜間測(cè)量代替晝間測(cè)量，減少背景噪聲的影響，使差值大于3 dB(A)。舉例如下，表5為某110 kV變電站廠界噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果。

由于工況在一定的情況下變壓器噪聲為穩(wěn)態(tài)噪聲。在表5中，2、3號(hào)測(cè)點(diǎn)受建筑施工噪聲影響，導(dǎo)致背景噪聲偏大，使得ΔL小于3 dB(A)。因此在2、3號(hào)測(cè)點(diǎn)增加夜間監(jiān)測(cè)次數(shù)，通過(guò)計(jì)算得出修正后的噪聲值如表6所示。

3 分析討論

差值不同，背景噪聲對(duì)環(huán)境的影響表現(xiàn)出的差異性較大。

1)當(dāng)差值大于10 dB(A)時(shí)，主要出現(xiàn)在建筑施工噪聲和未經(jīng)治理的噪聲源中。這種情況不做修正，測(cè)量值即為實(shí)際值。

2)當(dāng)差值為3 dB(A)～10 dB(A)時(shí)，這種情況出現(xiàn)在噪聲源不強(qiáng)或噪聲源經(jīng)過(guò)治理后，在差值為3.1～6.5 dB(A)時(shí)，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修約后查表或直接采用公式計(jì)算，其他情況則按表1修定。

3)當(dāng)差值小于3 dB(A)時(shí)，應(yīng)重新監(jiān)測(cè)，如果差值仍然小于3 dB(A)，則應(yīng)重新選擇監(jiān)測(cè)時(shí)段，反復(fù)測(cè)量[12]。如果這樣難以加大ΔL，背景噪聲的修正值只能定性表示，作為實(shí)際值的上限參考值如果超標(biāo)，則視為背景值太高，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。可以背景值代替實(shí)際值，并備注說(shuō)明。或者用式(5)計(jì)算。

4)當(dāng)背景噪聲為非穩(wěn)態(tài)噪聲或穩(wěn)態(tài)噪聲時(shí)，在頻譜特征曲線中可以將重復(fù)出現(xiàn)的低聲級(jí)平均值作為背景噪聲值來(lái)修正。

4 結(jié) 論

通過(guò)上述的分析討論，對(duì)于背景噪聲的探討結(jié)論如下。

1)當(dāng)采用常規(guī)方法無(wú)法達(dá)到背景噪聲的精度要求時(shí)，可考慮點(diǎn)聲源隨距離衰減模型或?qū)⒈O(jiān)測(cè)方法改進(jìn)，盡量滿足標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的“同時(shí)”要求。

2)當(dāng)差值小于3 dB時(shí)，應(yīng)采取措施降低背景噪聲，盡量避免測(cè)量值與背景值之差小于3 dB。

3)充分利用頻譜特性曲線來(lái)修正背景噪聲值。

4)對(duì)于環(huán)境噪聲仲裁監(jiān)測(cè)，如果背景值修正后無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)引起很大爭(zhēng)議，因此建議相關(guān)部門重新修訂標(biāo)準(zhǔn)，使其更具有科學(xué)性、實(shí)踐性、可操作性。

5)規(guī)范廠界噪聲的監(jiān)測(cè)，從測(cè)量人員的監(jiān)測(cè)資格、聲級(jí)計(jì)的計(jì)量檢定合格、操作規(guī)范性嚴(yán)格把關(guān)，使數(shù)據(jù)具有真實(shí)性和代表性。

[1] GB 12348-2008，工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.《工業(yè)企業(yè)噪聲排放限值及測(cè)量方法》討論稿[R].

[3] 金慶先.背景噪聲在邊界噪聲測(cè)量中的影響及修正[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2000，16(2)：110.

[4] 楊云,王庭佛.關(guān)于噪聲測(cè)試中背景噪聲修正方法的探討[J].噪聲與振動(dòng)控制,2000(1):24-26.

[5] 戴建紅.工業(yè)企業(yè)廠界噪聲監(jiān)測(cè)過(guò)程中的問(wèn)題探討[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2006, 22(2)：34-36.

[6] 彭守禮,楊捷.背景噪聲的測(cè)量和用于修正計(jì)算的問(wèn)題分析及建議[J].環(huán)境導(dǎo)報(bào), 1997, 14 (5):17-19.

[7] 徐建平，翁祖峰.廠界噪聲背景值修正[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2005,17(6):46.

[8] 林漢杰,方俊雄.廠界噪聲背景值修正問(wèn)題的討論[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2001,17(2):54-56.

[9] 敖春.如何實(shí)施工業(yè)企業(yè)廠界噪聲的規(guī)范性監(jiān)測(cè)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2003,26(B12)：10-11.

[10] GB/T 3222.11-2006,聲學(xué)環(huán)境噪聲的描述、測(cè)量與評(píng)價(jià)第1部分:基本參量與評(píng)價(jià)方法[S].

[11] ISO1996)1:2003,Acoustics-Description, Measure-ment and Assessment of Environmental Noise,Part 1: Basic Quantities and Assessment Procedures [S].

[12] 馬大猷.噪聲控制學(xué)[M].北京:北京科學(xué)出版社,1987.