第2章 噪声评价与标准

第二章噪声评价与噪声标准噪声评价主观评价客观评价声压级人耳特征（*）声强级人体健康心理情绪统计声级（*）专项评价响度、响度级计权声级（ABCD)噪度、感觉噪度噪声污染级噪声剂量、噪声评价数（NR）室内活动语言干扰级、噪声掩蔽等效连续A声级累计百分数声级交通噪声指数第一节响度级与响度本节内容要点：1。响度级与等响曲线；2。响度；3。响度指数与斯蒂文斯（Stevens）响度一、响度级与等效曲线1.响度级概念主观现象：同是80dB/100Hz和80dB/1000Hz声音听起来不一样响对于单一频率的纯音，与1000Hz的纯音进行比较，当两者听起来一样响时，那么1000Hz的纯音的声级（分贝数值）即为与之比较的纯音的响度级。响度级：用LN表示，单位：方（phon）一、响度级与等效曲线2.等响曲线以频率为横坐标，声级为纵坐标，将该坐标系中不同频率不同声级而响度相同的各点连接起来，形成一系列曲线，称为等响曲线。说明：（1）1956年D.W.鲁宾森和R.S.达德森测得的等响曲线，1961年被国际标准化组织（ISO）所接受(ISO/R226-1961)。（2）2000年后，重新绘制了更倾向于亚洲人的等响曲线。但尚未得到推广。声强级频率等响曲线一、响度级与等效曲线等响曲线说明：a.人耳最敏感的声音为1000Hz～4000Hz，尤其是3000Hz～4000Hz；人耳对低频和高频声音不敏感。b.最早，人们认为1000Hz、2×10-5Pa是人所能听到的最小声音，即听阈声压，并将其作为参考声压，其响度级为0方。后经准确测量和人群统计平均，确定人耳所能听到的声音不是0方，而是4.2方，所以人耳听阈为4.2方（见首都经济贸易大学张沛商、姜亢《噪声控制工程》）。这一点与等响曲线图是一致的。相反，洪宗辉《环境噪声控制工程》P39有错误。c.是否因上述错误变更基准参考声压？不必，基准参考声压仍为2×10-5Pa，只要改正听阈就行了。二、响度问题：响度级解决了人耳对不同频率声音感受程度问题，但没有解决人耳声音感受强弱的“倍数关系”问题，为此，引入“响度”。响度定义：40方的声音其响度为1宋（sone），响度级每增加10方（phon）,响度增加1倍。响度用N表示，与响度级关系：NLNNNLNlg2.3340log104022)40(1.0128宋40方30方20方10方0方50方60方70方80方90方100方110方120方256宋2宋32宋64宋1宋8宋16宋4宋1/4宋1/2宋1/16宋1/8宋响度级与响度关系三、响度指数与斯蒂文斯（Stevens）响度问题：响度级和响度解决了人耳对单频率纯音的强弱感受问题，对连续声谱的人耳感受如何解决?1.响度指数1967年，Stevens为解决上述问题提出响度指数概念。所谓响度指数就是倍频程的响度，单位：宋sone。Stevens等响度指数曲线：以倍频程中心频率为纵坐标，声级为纵坐标，把频程中心频率不同、声级不同但响度指数相同的点用折线连接起来，形成一系列折线，称为Stevens等响度指数曲线。1kHz倍频程当声级为70dB时，该频程的的斯蒂文斯响度指数为8宋；2kHz倍频程当声级为80dB时，该频程的斯蒂文斯响度指数约为17宋。2.斯蒂文斯（Stevens）响度所解决的问题：在考虑各个频程相互屏蔽的基础上，将各个频程的响度指数叠加为一个等效响度。)(1nimimSSFSSS——斯蒂文斯（Stevens）响度（单位：宋）Sm——各频程中最大响度指数Si——各频程响度指数F——由倍频程带宽决定的修正因子1/1倍频程：F=0.301/2倍频程：F=0.201/3倍频程：F=0.15计算公式：2.斯蒂文斯（Stevens）响度例题：测得某声音的倍频程频谱如下表：①绘倍频程频谱图；②计算该声音斯蒂文斯响度；③计算响度级。解：①略②查Stevens等响度指数曲线，得各个频带得响度指数如下：中心频（Hz）631252505001k2k4k8k声级（dB）76817871757681591/1倍频程，修正因子F=0.3；Sm=25sone)(4.45)(1soneSSFSSnimim＝中心频（Hz）631252505001k2k4k8k响度指数（sone）5101081215258③响度级)(954.45lg2.3340lg2.3340log10402phonSLSN第二节A、B、C、D计权声级一、计权声级概述1.计权声级概念对倍频程频谱，考虑人耳对不同频率声音敏感程度不同，分别对各个频程声级进行修正，并按声级加法将各频程修正后声级叠加，称计权声级。计权声级更符合人耳听觉习惯。国际电工委员会提出四种计权声级：A计权声级——按40方等响曲线倒置修正B计权声级——按70方等响曲线倒置修正C计权声级——按100方等响曲线倒置修正D计权声级——航空噪声计权测量声强级频率二、A计权声级1.A计权声级修正值计权修正值曲线近似于响度级为40方等响曲线的倒置(以40dB水平线为轴).-26.2dB63Hz二、A计权声级(续)A计权修正值中心频率f0(Hz)修正值(dB)中心频率f0(Hz)修正值(dB)31.5-39.41000063-26.220001.2125-16.140001.0250-8.68000-1.1500-3.216000-6.6注：1000Hz频率（或频带）修正值为0二、A计权声级(续)2.A计权声级具体修正方法①测量各倍频程声级Li，即获取倍频程频谱；②查表或查图找出各频程A计权修正值ΔLi，对各频程声级进行修正(Li+ΔLi)；③将修正后的各频程声级按声级加法叠加，求总声级，即为A计权声级.记做：LA,单位：dB(A).niLLAiiL1)(1.010lg10＋二、A计权声级(续)例：某车床倍频程频谱如下，计算其A计权声级LA?中心频率（Hz）631252505001K2K4K8K声级Li（dB）7982869087817169解：查表可得各频程A计权修正量，并计算各频程修正后声级如下表：中心频率（Hz）631252505001K2K4K8K声级Li（dB）7982869087817169A计权修正值（dB）-26.2-16.1-8.6-3.201.21.0-1.1修正后声级（dB）52.865.977.486.88782.27267.9二、A计权声级(续))(911010lg1010lg109.651.08.521.01)(1.0AdBLniLLAii）（＝＋例（续）：A计权声级说明：a.A计权声级是按40方等响曲线进行计权修正，所以对55方以上的声音，其修正偏差较大，应由B计权或C计权声级修正，但实际声学测量中，55方以上声音仍用A计权声级测量评价，原因是可A声级仍能较好的反映人耳听觉特性，且可避免多个修正方法的测量结果不一致。所以A计权声级是目前采用最广的一种噪声评价方法。b.A计权修正方法可在仪表中制成A计权修正网络，直接给出修正结果。c.计权声级不能反映频谱特性，同一测量结果，频谱可差别很大。二、B计权声级1.B计权声级修正值计权修正值曲线近似于响度级为70方等响曲线的倒置(以70dB水平线为轴).-17.1dB31.5Hz二、B计权声级(续)B计权修正值中心频率f0(Hz)修正值(dB)中心频率f0(Hz)修正值(dB)31.5-17.11000063-9.32000-0.1125-4.24000-0.7250-1.38000-2.9500-0.316000-8.4注：1000Hz频率（或频带）修正值为0计权声级与Stevens响度的关系相同点：都是根据人耳听觉特性对声音的评价，建立在纯音的等响曲线基础之上对各个频带声级修正后叠加。不同点：①修正值取法不同：Stevens响度每个频带不同声级给出不同的修正；而计权声级对每个频带给出固定修正量；②各频带声级修正后叠加方法不同:Stevens响度突出最大声级频带贡献，兼顾其对其它频带的掩蔽效应；而计权声级直接采用声级加法进行叠加。③计权声级易于产品化，制成计权网络集成电路，应用更为广泛。第三节统计声级一、等效连续A声级（LAeq）1.等效连续A声级概念对不稳定或断续噪声，如果其在一段时间内作用于人耳的能量与一稳定声音相同，那么稳定声音的A计权声级即为不稳定噪声在该时间段内的等效连续A声级，是声音对时间平均效果，属统计声级一种。记为：LAeq注：LAeq实质上是声能的A计权时间平均值。2.等效连续A声级计算(1)连续变化声级21)(1.012101lg10tttLAeqdtttLA(2)断续或分段稳定噪声niiLAeqAiTL11.0101lg10niiT1其中(3)等间隔采样NiLAeqAiNL11.0101lg10例题1：对车间进行8小时噪声监测，有4小时为82dBA,3小时为75dBA,1小时为90dBA,求该工作日内等效连续A声级。解：)(4.92)110310410(81lg10101lg10901.0751.0821.0311.0AdBTLiiLAeqAi＝例题2：对车间进行35分钟噪声监测，每5分钟测一声级，测量结果如下表，求在此35分钟的等效连续A声级LAeq。数据序号12345678LAi(dBA)8185948876706572解：dBALiLAeqAi6.86)10101010(81lg101081lg10881.0941.0851.0811.0811.0例题3：对车间进行8小时噪声监测，每5分钟测一声级，共获得96个采用数据，具体结果如下表，求在此工作日内等效连续A声级LAeq。采样数值LAi(dBA)7578839095样值出现次数1218301614解：0.110.1750.1780.1830.1900.195110lg(10)110lg(1210181030101610201096()AiNLeqAiLNxxdBA二、累计百分数声级问题：等效连续A声级LAeq对非稳定噪声的平均效果进行了描述，但不能对噪声起伏程度不能体现。1.累计百分数声级定义对波动噪声进行监测统计，有n%的时间超过某一声级,则把该声级称作累计百分数声级Ln。如：L30=73dB(A),表示在统计时间内，有30％的时间超过73dB(A)二、累计百分数声级2.典型累计百分数声级通常用L10、L50、L90三个累计百分数声级一起来反映统计时间内噪声的起伏情况。L10——相当于噪声的峰值L50——相当于噪声的中间值L90——相当于本底噪声210905060eqALLLL第四节噪声评价数（NR值）一、问题：A计权声级不能反映噪声的频谱特性，A计权声级相同，但听起来的感觉及对人的影响差别较大。如，同是100dBA，电锯声（高频）听起来很刺耳，鼓风机（中低频）听起来很沉闷。二、噪声评价数（NR值）与噪声评价曲线1.频程的噪声评价数（NRi)考虑噪声频率信息对听力、语言干扰及烦恼程度这3方面的综合影响，首先分别给出各个频程（频率信息）噪声评价数（NR值）2.噪声评价曲线（NR曲线）频程不同、声级不同而NR数相同的点构成的一系列曲线。iiiiLabNR各频程声级与其NR数的关系:1()iiiiNRLab3.声音的噪声评价数（NR值）找出各个的频程的噪声评价数NRi（取整数），其中最大的一个NRim即为该噪声的评价数NR.4.噪声评价数（NR值）与A计权声级的关系LA≥70dBA：LA≈NR+5或NR≈LA-5LA＜70dBA：LA≈0.8NR+18理解：例如当NR值为80时，其LA不会超过85dBA.第五节其他噪声评价方法一、噪度1.概念：评价噪声“吵闹”程度的主观评价量，也称感觉噪度。中心频率为1000Hz的频程，其声级为40dB时，其噪度定义为1呐（n