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主  題:噪音與震動

發佈單位:網站管理員

發佈日期:2010-11-20

詳細內容:

噪音(Noise)
聲音為一種震動,也是一種能量,聲音之幾種特性為響度(intensity)、音壓(pressure)、頻率(frequency)及時間之長短(duration)等。以上數種因素,對聽覺的影響很重要。因為響度愈大則噪音愈大,高頻率之噪音比低頻率之噪音對聽力之損害更嚴重。噪音時間愈長,也愈加深了對人體聽覺機構的損害。如能仔細的了解噪音之特性,即可知道如何去控制噪音或保護聽力。音壓或響度是與距離平方成反比。高頻率比較容易被纖維、海綿及柔軟之物質所吸收,再者若能限制噪音暴露之時間,則對聽力之維護大有助益。
表示噪音的響度,是以分貝(dB)為單位。人類耳朵在寂靜環境中,所能感覺出來最小的音壓為每平方厘米0.0002達因(dyne/cm2),以此定為音響的基準O dB。為了避免用太大之數目,去評價聲音之強度、響度與音壓的關係,是以對數方式來計算的。其公式如下:
dB = 20 1og P1/P0
P1為現存聲音的音壓,P0乃聲音之基準壓力,0.0002 dyne/ cm2。
因為分貝是對數單位,不能以算術的方式來加減。事實上,如果聲音的強度加倍,則僅增加三個分貝的響度,而不是加倍。音壓每增加十倍,分貝數則增加二十。音壓增加一百倍,分貝數則增加四十。舉例說,機器產生90分貝的噪音,若再加一部同樣聲響的機器,則噪音為93分貝,而不是180分貝88分貝與85分貝��從數字上看,相差不多,但實際上音壓前者為後者的一倍。在分貝表上,零是發生聽覺的起點,耳語聲約30分貝,安靜的大辦公室約50分貝,交談約60分貝,火車生約90至l00分貝,120分貝乃產生痛覺的起點,噴射機約140分貝。
頻率是單位時間內音壓振動之次數,通常以赫(Hertz, Hz)為單位,即每秒多少週期(cycle per second, cps)。通常噪音包括多種的頻率,每一種音源之頻率,將影響整個聲音之音壓及響度。人耳所能聽到之頻率為20至15000赫,對中、高頻率之聽覺能力,往往隨年齡之增加而遞減,但長期暴露於噪音環境之人,其聽力衰減往往超過因年齡老化所導致的失聰,換句話說,此乃拜噪音之賜。
噪音之測定,可用音量表(sound level meter)為之,音量表僅記錄所有的音量,而無法了解噪音之組成頻率。人耳對不同頻率的聲音,有不同的反應,在精神上或心理上有不同的影響,所以了解噪音的成分是很重要的。用音量表附加音階分析儀(octave band analyzer),可測出人耳所感受到噪音中各種成分(頻率)之響度。此兩種儀器,可用以檢查噪音,收集聽力防護資料之用,對環境中噪音程度的評價,極為實用。工作環境中超過85分貝的噪音,認為是對聽力有害的。
關於噪音管制之問題,首需了解噪音之來源,聲音傳導之路徑,爾復始能針對個人之感受,提供必要之保護。在空軍,可能對人員具有潛在噪音危害之來源,有發動機試車廠、飛行線、靶場、飛機修護廠、飛彈發射作業等地。至於聲音傳導之路徑,如噴射機,其聲音強度之最高值,位於機身後方45度左右。另外與聲源距離,每增加一倍時,聲音之響度約減6分貝(如距音源100呎處,聲音強度為100分貝,則可推得50呎處為106分貝,或200呎處為94分貝)。在大氣中,聲音強度之衰減,受許多因素之影響,諸如風、氣溫、聲之反射、地形與地物等。環境噪音之控制,不外乎在聲源處減低噪音之程度,如用消聲器、減震座、分離器等方法,至於對聲音傳導徑路之控制,可使用擋牆、吸震座架等方式,如以上二種方式,尚不能達到理想的效果,則個人防護裝備,如耳塞、耳罩至為重要。從事試車、開車、飛行線維護、武器試驗或發射場等噪音極大場所之工作人員,均須配戴適合之護耳器,以免長期暴露於噪音之環境,而喪失聽覺。
飛機噪音(Aircraft Noise)
噪音是一種不愉快的音響,凡是生理上或心理上覺得不悅耳、不舒服的聲音均屬之。雖然飛行本身是一種樂趣,若吾人對噪音一無所知,未加預防,則所付的代價未免太高了,很可能將來耳朵會變成永久性的失聰。
航空工程師從音源方面來尋求改善飛機之噪音,在噴射引擎或活塞引擎的廢氣出口處,裝置滅音設備,雖犧牲部分的馬力,但可有效的減低噪音程度。螺旋槳葉是噪音第二主要的來源,當槳葉尖端,轉動速度接近一馬赫時,產生了最大的音響。靠著減低轉速,可使噪音降低,當然這也會影響到飛機的推進力。另外噴射機飛行時,因氣流所生的噪音是難免的,愈在低空音響愈大。隨高度上升,空氣稀薄,外界阻力減低,噪音也隨之變小。直升機的駕駛艙,一般隔音不良,則由引擎、槳葉及旋轉傳動系統,而來的強大噪音,更使人受不了。
噪音對聽力的影響,主要在於長期之暴露。至於短期的暴露,如飛行後暫時性的聽力障礙,乃屬可逆性之反應。但對漸進性的聽力衰減,是必須防護的。關於聽力的損失,沒有一定的原則。即使同一噪音強度、相等的暴露時間,但因個別差異性極大,每人表現的結果亦不一致。一般經過數小時的飛行,將會感受輕微聽力的損失,在休息一兩小時後,就可恢復。噴射引擎產生較強的噪音,有時在數分鐘內,就可造成急遽聽力疲乏,聽力在此種狀況,可能須要數時到數天的光景,才能完全復原。某些嚴重的病例,甚至於可產生永久性的失聰。
噪音對人體的影響,包括厭煩、疲倦、干擾說話、聽力損失等結果,此決定於噪音的頻率與強度。響度相同時,高頻率比低頻率的噪音危害性要大。活塞式引擎,主要產生低頻率的噪音,較噴射引擎,同時產生高中低各種頻率的噪音易於忍受。所幸的,在巡航高度飛行時,駕駛艙內的噪音,約為90分貝左右,尚屬可忍受強度的範圍。這種長期暴露於穩定性噪音環境的飛行人員;若不注意防護,幾年下來,往往將造成聽力的損傷。
飛機噪音的組成中,以高頻率的噪音最具傷害性,易使內耳纖毛細胞造成短暫性或長久性之損傷。長期暴露的結果,最後導致無法治癒的耳聾。吾人可以利用個人防護具,如耳塞及耳罩等,以減低噪音之危害。這些防護具降低高頻率的噪音,但對交談、導航等卻無影響。永久性聽力的衰減,可靠聽力計(audiogram)檢查得知。噪音首先影響高頻率(4000至6000Hz)的聽力,但在一般講話對談時卻不覺得聽力受損,因而常使人忽視了噪音的威力。除非經過聽力計特殊的檢查,才能發現噪音早期的影響。此時若無保護措施預加防範,這種聽力損失,終將移至說話的頻率(500至2000 Hz),而造成永久性失聰的結果。耳朵暴露於高音量之噪音一段足夠時間後,就可能產生失聰現象,但受下列因素之影響:
(l)個人之感受性
(2)聲音的總能量
(3)聲音的頻率
(4)噪音的特性
(5)每天暴露的時間
(6)在噪音環境工作之總年數
隨著年齡的增加,某些程度聽力的降低,經聽力檢查後可被發現,此屬生理老化現象,無須緊張。重覆聽力檢查的結果,若顯示過度或過快的聽力損失,就須特別的留意,是否由於環境噪音所導致。下列簡單的原則,有助於聽力之維護。
1. 保護自己,避開任何可導致耳痛的噪音,此乃損傷內耳感音細胞開始的信號。
2. 避免暴露於各種不必要的噪音,特別屬於純音的導航信號,耳機內極響的雜音;轉低擴音器的音量,或耳機的響度,均有所助益。
3. 盡可能使用耳塞、耳罩,事實上在噪音的環境中,耳塞將促進吾人之聽力,而無損其正確性。一般耳塞或耳罩,將減低噪音的響度25分貝,若合併使用,可降低35分貝左右。
4. 牽涉到噪音環境的工作人員,派職前應檢查聽力,以後並須定期體檢。如發現聽力減退,即應調整工作,同時改善設施,並對其他員工,加強聽力之維護工作。
振動(Vibration)
飛行時,發動機不但製造噪音,並產生振動。振動使人體感覺不舒適,影響到工作的進行與效率,且易產生疲勞感,甚至可危害到安全與健康。一般說身體振動可分為兩大類,一為局部性振動,如在工廠中用氣鑽等工具,所導致的手、肩部震動屬之。另一為全身性震動,經足、臂或背部,將振動傳遞至全身,此型振動與飛行有關。振動可由引擎、亂流、音波等引起,另外飛行任務與作業種類,如低空高速飛行,為了避免地面雷達的搜尋、雷雨中飛行、彈射逃生跳傘或遇晴空亂流,都是影響振動的主因。特別在座艙溫度、濕度控制不良時,濕、熱與振動三重的壓力,常造成飛行操作上額外的負荷,易呈疲勞與暈機等現象。
振動之頻率,決定於振波之長短,人體能感受最快之振動頻率為1200Hz,振幅用以表示振動之強弱,超過0.05吋之振幅,會使人感到不適。振幅愈大引起眼球之震顫愈劇,愈影響視力。另外,振動可加速呼吸頻率,使通氣量增加,同時為對抗振動,肌肉之緊張性因而加強,使得耗氧量隨之增加。振動之生理影響,取決於振動之頻率,2至12Hz的振頻易引起人體內臟的共振。2至20Hz的振頻造成眼睛的震顫,45至125Hz振頻的氣鑽式工具可引起末梢動脈血管的病變(Raynaud’s phenomenon),使手足變得蒼白,對冷過度的敏感。
預防振動的方法,不外改變飛行作業的形式,或技術性的防震措施,如隔絕、固定等方式,均可減低振動之程度,降低暴露的時間,亦可減少振動的影響。