噪声的评价和标准.ppt
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1、第三章第三章 噪声的评价和标准噪声的评价和标准噪声对人体的危害和影响包括各个方面。噪声对人体的危害和影响包括各个方面。噪声评价的目的噪声评价的目的是为了有效地提出适合于人们对噪是为了有效地提出适合于人们对噪声反应的主观评价量。声反应的主观评价量。与主观响应相对应的评价量:与主观响应相对应的评价量:(1 1)与人耳听觉特征有关的评价量;)与人耳听觉特征有关的评价量;(2 2)与心理情绪有关的评价量;)与心理情绪有关的评价量;(3 3)与人体健康有关的评价量;)与人体健康有关的评价量;(4 4)与室内人们活动有关的评价量。)与室内人们活动有关的评价量。3.1 噪声的评价量噪声的评价量评价量的建立必
2、须考虑到噪声对人们影响的特点评价量的建立必须考虑到噪声对人们影响的特点。3.1.1 等响曲线、响度级和响度等响曲线、响度级和响度人耳能接受的声波的频率范围从人耳能接受的声波的频率范围从20Hz20kHz,宽,宽达达10个倍频程。个倍频程。在人耳听觉范围以外,低于在人耳听觉范围以外,低于20Hz的声波通常称为的声波通常称为次次声波声波。高于高于20kHz的声波通常称为的声波通常称为超声波超声波。为了定量地确定声音的轻或响的程度,通常采用响度为了定量地确定声音的轻或响的程度,通常采用响度级这一参量。当某一频率的纯音和级这一参量。当某一频率的纯音和1000Hz的纯音听起的纯音听起来同样响时,这时来同
3、样响时,这时1000Hz纯音的声压级就定义为该待纯音的声压级就定义为该待定声音的定声音的响度级响度级。LN,单位为方(单位为方(phon)。)。对各个频率的声音作试听比较,得出达到同样响度级对各个频率的声音作试听比较,得出达到同样响度级时频率和声压级的关系曲线,通常称为时频率和声压级的关系曲线,通常称为等响曲线等响曲线。从等响曲线图上可以看出:从等响曲线图上可以看出:1.在在声声压压级级较较低低时时,人人耳耳对对频频率率为为30004000赫赫的的高高频频声声特特别别敏敏感感,而而对对低低频频声声不不敏敏感感,对对8000赫赫以以上上的的特特高高频频声声也也不不敏敏感感。比比如如,响响度度级级
4、同同样样是是60方方,对对1000赫赫的的声声音音来来说说,声声压压级级是是60分分贝贝,对对30004000赫赫的的声声音音是是52分分贝贝,对对100赫赫的的声声音音是是67分分贝贝;对对8000赫赫以以上上的的特特高高频频声声音音是是66分分贝贝。就就是是说说,它它们们的的声声压压级级虽虽然然不不同同,但但都都在在响响度度级级为为60方方的的一一条条等响曲级上。等响曲级上。2在声压级较低时,频率越低,声压级在声压级较低时,频率越低,声压级(分贝分贝值值)与响度级与响度级(方值方值)的差别就越大。如声压级都的差别就越大。如声压级都是是40分贝时,分贝时,1000赫的声音为赫的声音为40方,
5、方,80赫的声赫的声音则为音则为20方,到了方,到了50Hz时响度级还不到零方时响度级还不到零方(低于听阈线低于听阈线),即人耳是听不见的。,即人耳是听不见的。3在高声压级时,曲线较为平直。这说明声音强度达在高声压级时,曲线较为平直。这说明声音强度达到一定程度后,声压级相同的各频率声音几乎是一样到一定程度后,声压级相同的各频率声音几乎是一样响的,而与频率的关系不大了。日常我们收听广播,响的,而与频率的关系不大了。日常我们收听广播,当收音机的音量开得小时,总感到缺乏低音。当将音当收音机的音量开得小时,总感到缺乏低音。当将音量适当开大后,就感到低音也比较丰富了,其原因就量适当开大后,就感到低音也比
6、较丰富了,其原因就在于当音量增大后在于当音量增大后(即声压级增高了即声压级增高了),人耳对低频和,人耳对低频和对高频的响应近乎平直了。对高频的响应近乎平直了。这使我们注意到:我们不能笼统地讲人耳对低频噪声这使我们注意到:我们不能笼统地讲人耳对低频噪声不太敏感。事实上,当声压级达到一定分贝数不太敏感。事实上,当声压级达到一定分贝数(100分分贝贝)后,即使低频声听起来也是相当响的。因此,平时后,即使低频声听起来也是相当响的。因此,平时说的说的“人耳对低频声不敏感的人耳对低频声不敏感的”说法,只有在声压级说法,只有在声压级较低时才是对的。较低时才是对的。人耳刚能听到的声音,其响度级为零,零方等响曲
7、人耳刚能听到的声音,其响度级为零,零方等响曲线称为线称为听阈听阈,一般低于此曲线的声音人耳无法听到;,一般低于此曲线的声音人耳无法听到;图中最上面的曲线是痛觉的界限,称为图中最上面的曲线是痛觉的界限,称为痛阈痛阈,超过,超过此曲线的声音,人耳感觉到的是痛觉。此曲线的声音,人耳感觉到的是痛觉。响度级仍是一种对数标度单位,并不能线性地表明响度级仍是一种对数标度单位,并不能线性地表明不同响度级之间主观感觉上的轻响程度,与主观感不同响度级之间主观感觉上的轻响程度,与主观感觉的轻响程度成正比的参量为觉的轻响程度成正比的参量为响度响度,N,单位为宋,单位为宋(sone)。其定义为正常听者判断一个声音比响度
8、级)。其定义为正常听者判断一个声音比响度级为为40phon参考声强响的倍数,规定响度级为参考声强响的倍数,规定响度级为40phon时响度为时响度为1sone。3.1.2 斯蒂文斯响度斯蒂文斯响度大多数实际声源产生的声波是宽频带噪声,并且不同大多数实际声源产生的声波是宽频带噪声,并且不同的频率噪声之间还会产生掩蔽效应。斯蒂文斯的频率噪声之间还会产生掩蔽效应。斯蒂文斯(Stevens)和茨维克)和茨维克(Zwicker)对这种复合声的响度对这种复合声的响度注意了掩蔽效应,对带宽掩蔽效应考虑了计权因素,注意了掩蔽效应,对带宽掩蔽效应考虑了计权因素,认为响度指数最大的频带贡献最大,而其他频带由于认为响
9、度指数最大的频带贡献最大,而其他频带由于最大响度指数频带声音的掩蔽,它们对总响度的贡献最大响度指数频带声音的掩蔽,它们对总响度的贡献应乘上一个小于应乘上一个小于1的修正因子。的修正因子。3.1.3 3.1.3 计权声级和计权网络计权声级和计权网络为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感受近似为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感受近似取得一致,通常对不同频率声音的声压级经某一特取得一致,通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权修正后,再叠加计算可得到噪声总的声压定的加权修正后,再叠加计算可得到噪声总的声压级,此声压级称为级,此声压级称为计权声级计权声级。计权网络是近似以人耳对纯音的响度级频率特
10、性而计权网络是近似以人耳对纯音的响度级频率特性而设计的,通常采用的有设计的,通常采用的有A,B,C,DA,B,C,D四种计权网络。四种计权网络。其中其中A计权网络相当于计权网络相当于40phon等响曲线的倒置;等响曲线的倒置;B计权网络相当于计权网络相当于70phon等响曲线的倒置;等响曲线的倒置;C计权网计权网络相当于络相当于100phon等响曲线的倒置。等响曲线的倒置。B、C计权已较计权已较少采用,少采用,D计权网络常用于航空噪声的测量。计权网络常用于航空噪声的测量。A计计权的频率响应与人耳对宽频带的声音的灵敏度相当,权的频率响应与人耳对宽频带的声音的灵敏度相当,目前目前A计权已被所有管理
11、机构和工业部门的管理条计权已被所有管理机构和工业部门的管理条例所普遍采用,成为最广泛应用的评价参量。例所普遍采用,成为最广泛应用的评价参量。3.1.4 等效连续等效连续A声级和昼夜等效声级声级和昼夜等效声级前面讲到的前面讲到的A计权声级对于稳态的宽频带噪声是一计权声级对于稳态的宽频带噪声是一种较好的评价方法,但对于一个声级起伏或不连续种较好的评价方法,但对于一个声级起伏或不连续的噪声,的噪声,A计权声级就很难确切地反映噪声的状况。计权声级就很难确切地反映噪声的状况。而采用噪声能量按时间平均的方法来评价噪声对人而采用噪声能量按时间平均的方法来评价噪声对人的影响更为确切,为此提出了等效连续的影响更
12、为确切,为此提出了等效连续A声级评价声级评价参量。参量。等效连续等效连续A声级声级又称等能量又称等能量A计权声级,它等效于在计权声级,它等效于在相同的时间间隔相同的时间间隔T内与不稳定噪声能量相等的连续内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的稳定噪声的A声级,声级,LAeq,T或或Leq如果测量是在同样的采样时间间隔下,测试得到如果测量是在同样的采样时间间隔下,测试得到一系列一系列A声级数据的序列,则测量时段内的等效声级数据的序列,则测量时段内的等效连续连续A声级也可通过以下表达式计算:声级也可通过以下表达式计算:或或式中:式中:T-总的测量时段总的测量时段,s;LAi-第第i个个A计权声级,计
13、权声级,dB;-采样间隔时间,采样间隔时间,s;N-测试数据个数。测试数据个数。例:某电厂发电机房的操作工人,每天工作例:某电厂发电机房的操作工人,每天工作8h。2h在在机组旁巡回检查,噪声级为机组旁巡回检查,噪声级为105dB,4h在观察室工在观察室工作,室内声级为作,室内声级为75dB,其他时间在,其他时间在65dB以下的环以下的环境工作。求该工人每天接触的噪声级。境工作。求该工人每天接触的噪声级。解:解:由于同样的噪声在白天和夜间对人的影响是不一样由于同样的噪声在白天和夜间对人的影响是不一样的,而等效连续的,而等效连续A声级评价量并不能反应人对噪声主声级评价量并不能反应人对噪声主观反应的
14、这一特点。为了考虑噪声在夜间对人们烦观反应的这一特点。为了考虑噪声在夜间对人们烦恼的增加,规定在夜间测得的所有声级均加上恼的增加,规定在夜间测得的所有声级均加上10dB(A计权)作为修正值,再计算昼夜噪声能量的加权计权)作为修正值,再计算昼夜噪声能量的加权平均,由此构成平均,由此构成昼夜等效声级昼夜等效声级这一评价参量,这一评价参量,Ldn。昼夜等效声级主要预计人们昼夜长期暴露在噪声环昼夜等效声级主要预计人们昼夜长期暴露在噪声环境中所受的影响。境中所受的影响。3.1.5 累计百分数声级累计百分数声级在现实生活中经常碰到的是非稳态噪声,等效连在现实生活中经常碰到的是非稳态噪声,等效连续续A声级可
15、用来反映噪声对人影响的大小,但噪声级可用来反映噪声对人影响的大小,但噪声的随机起伏程度却没有表达出来。声的随机起伏程度却没有表达出来。这种起伏可用噪声出现的时间概率或累计概率来这种起伏可用噪声出现的时间概率或累计概率来表示,目前采用的评价量为表示,目前采用的评价量为累计百分数声级累计百分数声级Ln。它它表示在测量时间内高于表示在测量时间内高于Ln声级所占的时间为声级所占的时间为n%。通常认为,通常认为,L90相当于本底噪声级,相当于本底噪声级,L50相当于中值相当于中值噪声级,噪声级,L10相当于峰值噪声级相当于峰值噪声级。3.1.6 更佳噪声标准(更佳噪声标准(PNC)曲线和噪声评价数()曲
16、线和噪声评价数(NR)曲线曲线在评价噪声对室内语言及舒适度的影响时,以语言在评价噪声对室内语言及舒适度的影响时,以语言干扰级和响度级为基础,美国著名声学专家干扰级和响度级为基础,美国著名声学专家Beranek提出了噪声标准曲线,即提出了噪声标准曲线,即NC曲线。经实践使用发现曲线。经实践使用发现NC曲线有些频率与实际情况有差异,经过修正,提曲线有些频率与实际情况有差异,经过修正,提出了更佳噪声标准曲线,即出了更佳噪声标准曲线,即PNC曲线曲线。将测得的噪声各倍频带的声压级与图中声压级相比将测得的噪声各倍频带的声压级与图中声压级相比较,就可得出各倍频带声压级所对应的较,就可得出各倍频带声压级所对
17、应的PNC曲线号曲线号数,其中数,其中最大号数即为所测环境的噪声评价值最大号数即为所测环境的噪声评价值。PNC曲线适用于室内活动场所稳态噪声的评价,曲线适用于室内活动场所稳态噪声的评价,以及有特别噪声环境要求的场所的设计。以及有特别噪声环境要求的场所的设计。对于室内噪声的评价,除了可以用对于室内噪声的评价,除了可以用PNC曲线来曲线来评价外,也可以采用噪声评价数曲线,即评价外,也可以采用噪声评价数曲线,即NR评价曲线。评价曲线。NR评价曲线也可用于对外界噪声评价曲线也可用于对外界噪声的评价。的评价。求求NR值的方法为:值的方法为:(1)将测得噪声的各倍频带声压级与图)将测得噪声的各倍频带声压级
18、与图3-5上的上的曲线进行比较,得出各倍频带的曲线进行比较,得出各倍频带的NRi值;值;(2)取其中的最大)取其中的最大NRm值(取整数);值(取整数);(3)将最大值)将最大值NRm加加1即得所求环境的即得所求环境的NR值。值。3.1.7 噪度和感觉噪声级噪度和感觉噪声级噪声对人的干扰程度的评价涉及到心理因素。一般噪声对人的干扰程度的评价涉及到心理因素。一般认为,高频噪声比同样响的低频噪声更认为,高频噪声比同样响的低频噪声更“吵闹吵闹”;噪声涨落程度大的噪声比涨落小的更噪声涨落程度大的噪声比涨落小的更“吵闹吵闹”;声;声源位置观察不到的声音比位置确定的噪声更源位置观察不到的声音比位置确定的噪
19、声更“吵闹吵闹”;夜间出现的噪声比白天出现的同样的噪声更;夜间出现的噪声比白天出现的同样的噪声更“吵闹吵闹”。与人们主观判断噪声的。与人们主观判断噪声的“吵闹吵闹”程度成比程度成比例的数值量称为例的数值量称为噪度噪度,用,用Na表示,单位为呐(表示,单位为呐(noy)。)。定义在中心频率为定义在中心频率为1kHz的倍频带上,声压级为的倍频带上,声压级为40dB的噪声的噪度为的噪声的噪度为1noy。将噪度转换成分贝指标,称为将噪度转换成分贝指标,称为感觉噪声级感觉噪声级,用,用LPN表示,单位为表示,单位为dB。当感觉噪声呐值每增加。当感觉噪声呐值每增加1倍,感倍,感觉噪声级增加觉噪声级增加10
20、dB。3.1.8 计权等效连续感觉噪声级计权等效连续感觉噪声级在航空噪声评价中,对在一段监测时间内飞行事件在航空噪声评价中,对在一段监测时间内飞行事件噪声的评价采用计权等效连续感觉噪声级噪声的评价采用计权等效连续感觉噪声级LWECPN。它考虑了一段监测时间内通过一固定点的飞行引起它考虑了一段监测时间内通过一固定点的飞行引起的总噪声级,同时也考虑了不同时间内飞行所造成的总噪声级,同时也考虑了不同时间内飞行所造成的不同社会影响。的不同社会影响。3.1.9 交通噪声指数交通噪声指数交通噪声指数交通噪声指数TNI是城市道路交通噪声评价的一个是城市道路交通噪声评价的一个重要参量,其定义为:重要参量,其定
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