電力企業(yè)廠界噪聲監(jiān)測中背景噪聲測量和修正的探討

，，，，，

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

1 背景噪聲的測量

1.1 測量方法研究現(xiàn)狀

按照GB 12348-2008的規(guī)定，測量背景噪聲應(yīng)選擇被測企業(yè)停止對外排放噪聲時(shí)測定[1]，但實(shí)際操作難以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)文獻(xiàn)資料，測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，采取被測聲源停止工作的狀態(tài)下，在原廠界噪聲監(jiān)測點(diǎn)位上測該點(diǎn)的背景噪聲，這樣測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聲源影響且其他聲源與被測聲源測量保持一致的參考點(diǎn)。

3)前兩款條件均無法滿足時(shí)，建議采用廠界監(jiān)測值中的累積百分聲級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，背景聲源發(fā)生變化，監(jiān)測結(jié)果就不具有合理性。

4)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測量時(shí)段與被測聲源測量的時(shí)間長度相同。而在實(shí)際操作中，無法達(dá)到“同時(shí)”的要求，必然存在失準(zhǔn)[3，4]。測量數(shù)據(jù)誤差的唯一原因是背景噪聲實(shí)測誤差[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)或者被測聲源比背景噪聲高10 dB以上，背景噪聲測量噪聲的失準(zhǔn)方可忽略。

1.2 測量方法改進(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，dB(A)；Lw為點(diǎn)聲源的聲功率級，dB(A)；r為點(diǎn)聲源距測點(diǎn)的距離，m。

通過公式(1)可以計(jì)算出隨距離衰減的聲壓級,這種方法可用于背景值干擾較大或測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聲源影響且其他聲源與被測聲源測量保持一致的參考點(diǎn)，它離待測聲源的距離可以參照表1。監(jiān)測點(diǎn)選取后，可以同步測量其噪聲和離聲源距離。查找表1，可得出相應(yīng)的聲壓級，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 測量方法改進(jìn)

1)基于“非同時(shí)性”考慮

當(dāng)無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。同時(shí)，兩者測點(diǎn)應(yīng)選取在不同地方。當(dāng)被測噪聲和背景噪聲值相差在10 dB以內(nèi)時(shí)，監(jiān)測方法改進(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點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在不同地方(下同)；兩者測量時(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，測量時(shí)間應(yīng)取max(Tx，Ts)。

2)基于監(jiān)測指標(biāo)的考慮

除標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Leq，還應(yīng)該測量Lmax、Lmin,來說明廠界噪聲的特性、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)測過程中，生產(chǎn)負(fù)荷需保證在設(shè)計(jì)限制的80%以上[8]。

4)基于測量時(shí)間的考慮

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

圖1 某500 kV送電線路噪聲監(jiān)測示意圖

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)際測量過程中，往往會遇到差值小于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[10]：

表3 聲級差≤3 dB(A)的修正值表

表4 聲級差>3 dB(A)的修正值表

表5 某110 kV變電站廠界噪聲監(jiān)測

備注： 2號、3號測點(diǎn)受建筑施工噪聲影響。

表6 2、3號測點(diǎn)修正后的噪聲值

(3)

式中，T為測量時(shí)間段；LA為瞬間A聲級；Leq為等效聲級。

在等時(shí)間間隔Δt內(nèi)，等效聲級可用公式(4)表示為

Leg=101g(∑100.1/LA)

(4)

通過推導(dǎo)，可求出測量值和背景值之差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)果見表3。

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

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)果見表4。

2.2.3 背景噪聲為非穩(wěn)態(tài)噪聲

被測聲源為非穩(wěn)態(tài)噪聲，測量時(shí)段與被測聲源測量的時(shí)間長度相同。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，非穩(wěn)態(tài)噪聲的測量時(shí)間為20 min,可以使測量結(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)的低聲級平均值作為背景噪聲值來修正。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

被測聲源為穩(wěn)態(tài)噪聲，應(yīng)測量1 min的等效聲級。在噪聲頻譜特性中也可以將重復(fù)出現(xiàn)的低聲級平均值作為背景噪聲值來修正。當(dāng)ΔL小于3 dB(A)時(shí)，可增加測量次數(shù)，然后修正，取差值最小的一組數(shù)據(jù)為測量結(jié)果。同時(shí)，可以用夜間測量代替晝間測量，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號測點(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號測點(diǎn)增加夜間監(jiān)測次數(shù)，通過計(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)過治理后，在差值為3.1～6.5 dB(A)時(shí)，應(yīng)對數(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，如果差值仍然小于3 dB(A)，則應(yīng)重新選擇監(jiān)測時(shí)段，反復(fù)測量[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，無法進(jìn)行測量。可以背景值代替實(shí)際值，并備注說明?；蛘哂檬?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)的低聲級平均值作為背景噪聲值來修正。

4 結(jié) 論

通過上述的分析討論，對于背景噪聲的探討結(jié)論如下。

1)當(dāng)采用常規(guī)方法無法達(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，盡量避免測量值與背景值之差小于3 dB。

3)充分利用頻譜特性曲線來修正背景噪聲值。

4)對于環(huán)境噪聲仲裁監(jiān)測，如果背景值修正后無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，會引起很大爭議，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，從測量人員的監(jiān)測資格、聲級計(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] 中國環(huán)境監(jiān)測總站.《工業(yè)企業(yè)噪聲排放限值及測量方法》討論稿[R].

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

[4] 楊云,王庭佛.關(guān)于噪聲測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)測過程中的問題探討[J].中國環(huán)境監(jiān)測, 2006, 22(2)：34-36.

[6] 彭守禮,楊捷.背景噪聲的測量和用于修正計(jì)算的問題分析及建議[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題的討論[J].中國環(huán)境監(jiān)測,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[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、測量與評價(jià)第1部分:基本參量與評價(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.