1、第二节第二节 噪声的度量、评价和控制标准 1 声音的产生和传播 2 声波的描述 3 噪声的评价 4环境噪声的评价标准与法规 1 声音的产生和传播 1.1 声音的产生 1.2 声音的传播 1.1 声音的产生? 物体的振动是产生声音的根源。 声源: 我们把产生声音的振动物体称作声源。 声源的振动声源的振动 弹性媒介弹性媒介振动振动 声波声波 空气、固体、空气、固体、 液体液体 1.2 声音的传播 声波:向前推进着的空气振动。 声场:有声波传播的空间叫声场。 声音传播的实质: 声音传播是指物体振动形式的传播。 空气空气 纵波纵波 声波声波 固体、液体固体、液体 纵波、横波纵波、横波 弹性媒介弹性媒介
2、 声波的传播类型声波的传播类型 纵波波形特点:各质点的振动方向与波的传播方向相纵波波形特点:各质点的振动方向与波的传播方向相 互平行的波疏互平行的波疏( (疏部疏部) )密密( (密部密部) )相间相间 横波:质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波波形横波:质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波波形 横波波形特点:凹凸相间横波波形特点:凹凸相间 波传递特点: 质点不随波而迁移 波传递振动形式 波是能量传递的一种形式 2 声波的描述 2.1 描述声波的基本物理量 2.2 声音的物理量度 2.3 声波的类型声波的类型 2.1 描述声波的基本物理量 波长波长 =c/f 米米 (m) 周期周期 T 秒秒
3、(s) 频率频率 f =1/T 赫兹赫兹 (Hz) 声速声速 c 米每秒(米每秒(m/s) 空气中空气中 c=331.45+0.61t 340 m/s 2.1 描述声波的基本物理量 1.1.周期: 质点振动每往复一次所需要的时间,单位为秒(s)。 2 2.声波频率: 一秒钟内媒质质点振动的次数,单位为赫兹(Hz)。 频率范围 (Hz) 20000 声音 次 2000 超 低频声 中频声 高频 定义 声 音频声 声 2.1 描述声波的基本物理量 3.波长: 声波两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距 离叫做波长,或者说声源每振动一次,声波 的传播距离。 cT f c Tf1 3.波长: 2.1 描述
4、声波的基本物理量 媒质 名称 空气 水 混凝 土 玻璃 铁 铅 软木 硬木 声速 344 1372 3048 3653 5182 1219 3353 4267 表 21.1 时声速近似值(m/s) 4.声速:声音在媒质中传播的速度。 在一定的媒质中,声速会随环境的温度有一些微小变化。 c=331.45+0.61t。通常取常数通常取常数340 m/s。 媒质中的声速取决于该媒质的弹性和密度,是媒质特性的函数。 (一)、声功率、声强和声压(p10) (二)、分贝、声功率级、声强级和声压级 (三)、噪声的叠加和相减 (四)、 频谱和频程 2.2 声波的物理量度声波的物理量度 1.声功率(声功率(W)
5、 声功率是指单位时间内,声源辐射出来的总声能。 在噪声监测中,声功率是指声源总声功率,单位为W。 声功率可用于鉴定各种声源。 (一)、声功率、声强和声压 通用语言与若干乐器输出声功率值 声源 峰值功率 男生会话 210-3 女生会话 410-3 单簧管 510-2 低音提琴 1610-2 钢琴 2710-2 管乐器 3110-2 37in36in的低音鼓 25.0 75件乐器的交响乐 70100 2.声强(声强(I) 声强是指单位时间内,声波通过垂直于声 波传播方向单位面积的声能量,单位为W/s2。 声功率与声强的关系 S W I 球面辐射时: 2 4 r W I 波阵面面积 3.声压(声压(
6、p) 声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声波是空气 分子有指向、有节律的运动。声压单位为Pa。 )( 0 PPp 静态压强 声音种类 声压 声音种类 声压 正常人耳能 听到最弱声 2X10-5 织布车间 2 普通说话声 (1m远处) 2X10-2 柴油发动机、球 磨机 20 公共汽车内 0.2 喷气飞机起飞 200 a.日常生活中声音的声压数据 (Pa) 特性阻抗 声压与声强的关系 c P I 2 介质密度 声波在该介 质中的传播 速度 (二)、声功率级、声强级和声压级 1.1.级的概念级的概念 首先选定基准量(或参考量),对被量度量和 基准量之比取对数,该对数值称为被量度量的 “级”,它
7、代表被量度量比基准量高出多少“级” 。 思考:为什么要引入级? 贝尔贝尔是指两个相同的物理量(如A1和A0)之比取以10 为底的对数。 由于贝尔是一个相当大的单位,为了方便起见,又将 其分成10个小单位,此小单位称为分贝(decibel,dB)。 分贝分贝是指两个相同的物理量(如A1和A0)之比取以10 为底的对数并乘以10(或20)。是噪声测量中很重要的参 量。 0 1 lg10 A A N 0 1 lg A A N 声功率级常用LW表示,定义为:该声音的声功率与参 考声功率的比值取以10为底的对数再乘10,即: 式中:LW声功率级,dB; W声功率,W; W0基准声功率,为10-12W。
8、0 lg10 W W L W 2.2.声功率级声功率级 WW 12 0 10 12 10 lg10 W Lw 声强级常用LI表示,定义为:该声音的声强与参考声强 的比值取以10为底的对数再乘10,即: 式中:LI声强级,dB; I声强,W/m2; I0基准声强,在空气中取10-12W/m2。 0 lg10 I I LI 3.3.声强级声强级 212 0 10mWI 12 10 lg10 I LI 4.4.声压级声压级 声压级常用Lp表示,定义为:该声音的声压与参 考声压的比值取以10为底的对数再乘20,即: 式中:Lp声压级,dB;单位:分贝 p声压,Pa; p0基准声压。 在空气中规定p0为
9、2105Pa,该值是正常青 年人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。 0 2 0 2 lg20lg10 p p p p Lp a pp 5 0 102 例题例题 计算在公共汽车内和飞机强力发动机旁的声压级。计算在公共汽车内和飞机强力发动机旁的声压级。 已知:公共汽车内的声压为已知:公共汽车内的声压为0.2Pa0.2Pa,飞机强力发动机,飞机强力发动机 旁的声压为旁的声压为200Pa200Pa。 解:解:Lp=20lg p/p0 Lp1 = 20lg ( 0.2/210-5 ) = 80(dB) (公共汽车内的声压级)(公共汽车内的声压级) Lp2 = 20lg ( 200/210-5 )
10、= 140(dB) (飞机强力发动机旁的声压级)(飞机强力发动机旁的声压级) 声功率级和声强级的关系: S W I 0 lg10 I I LI 0 0 000 0 0 lg10lg10lg10lg10 IS W W W WIS WW IS W LI SLL wI lg10 0 lg10 I I LI c c P P cP cP LI 00 000 2 0 2 lg10lg20lg10 c P I 2 c LL pI 400 lg10 声压级和声强级的关系: 三者之间的关系:三者之间的关系: 物理量物理量 符号符号 单位单位 级级 之间的关系之间的关系 声压声压 p Pa 声强声强 I w/m2
11、 声功率声功率 w w c LL pI 400 lg10 SLL wI lg10 (三)、噪声的叠加和相减(三)、噪声的叠加和相减 1.1.噪声的叠加噪声的叠加 声能量是可以代数相加的, (1)(1)声功率声功率( (级级) )和声强和声强( (级级) )的叠加的叠加 W总=W1+W2; LW总= LW1+LW2 I总=I1+I2。 LI总= LI1+LI2 物理量物理量的加减的加减 (2)(2)声压(级)能不能直接相加? 声压级叠加公式: 2 0 2 2 2 1 lg10 p pp Lp )1010lg(10 1010 21pp LL 当n个声源发生干涉时: n i L p i p T L
12、1 1.0 10lg10 2 2 2 1 ppp 声压叠加公式: 例1:在某点测得几个噪声源单独存在时的声压级分别 为84dB、87 dB、90 dB、95 dB、96 dB、91 dB、85 dB、 80 dB,求这几个噪声源同时存在时该点的总声压级是 多少? 解:由 dB Lpt 2 .100 1010101010101010lg10 0 . 85 . 81 . 96 . 95 . 90 . 97 . 84 . 8 n i L p i p T L 1 1.0 10lg10 声压级的叠加方法一:利用公式计算 例2:有一声源,在某一点测得各中心频率的声 压级如下,求该点的总声压级? 解:由 得
13、 n 1i L1 . 0 p i p T 10lg10L dB9710101010101010lg10L 4 . 85 . 90 . 98 . 80 . 87 . 70 . 7 pt 当n个声源声压级相等时: 例: 有7台机器工作时,每台在某测点处 的声压级都是92dB,求该点的总声压级。 解:根据式有 Lp(92+101g7)dB100.5dB 声压级的叠加方法二:利用图表计算: 图图 两噪声源的叠加曲线两噪声源的叠加曲线 Lp1Lp2 /dB Lp /dB 例 两声源作用于某一点得声压级分别为Lp1= 96 dB,Lp2=93 dB, 由于Lp1Lp2=3 dB,查曲线得 Lp= 1.8
14、dB,因此Lp总96 dB +1.8 dB97.8 dB。 例如,有8个声源作用于一点,声压级分别为 70、 75、82、90、93、95、100dB,它们合成的总声压 级可以任意次序查图,两两叠加而得。任选两种叠 加次序如下: 掌握了两个声源的叠加,就可以推广到多声源 的叠加,只需逐次两两叠加即可,而与叠加次序无 关。 例题:某车间有例题:某车间有5台机器,在某位置测得这台机器,在某位置测得这5台机器的台机器的 声压级分别为声压级分别为95、92、90、86、80dB,试求这,试求这5台机台机 器在这一位置的总声压级是多少?器在这一位置的总声压级是多少? 解解: L1 L2 = 95 92
15、=3 dB L =1.8 dB LC1= 95+1.8 = 96.8 dB L1 L2 = 96.8 90 =6.8dB 7dB L = 0.8 dB Lc2 = 96.8 + 0.8 =97.6 dB L1 L2 = 97.6 86 =11.6 dB 12dB L = 0.3 dB Lc3 = 97.6 + 0.3 =97.9 dB L1 L2 = 97.9 80 =17.9 dB L 0 所以:所以:Lc = 97.9 dB 2.噪声的相减 S p B p T LL p L 1 . 01 . 0 1010lg10 B p T p S LL p L 1 . 01 . 0 1010lg10 仪
16、器测 的噪声 声源真 实噪声 背景 噪声 背景噪声:是指声源停止发声后、环境的声压级大小。 所以在背景噪声的环境里,被测对象的声压级是不能直 接测出的,只能出仪器测到的合成声压级减去背景噪声 得到。求噪声级差应按照能量相减的原则。 2.噪声的相减: STS ppp LLL BT pp LL B p S L p L 1 . 0 101lg10 例1 两台机器工作时,在某点测得声压级为80 dB,其中一台停止工作后,在该点测得的声压级 为76dB,求停止工作的机器时在该点的声压级。 解:已知Lp80dB,LpB=76dB. 由式 S p T pL L pB L 1 . 0 1 . 0 1010lg
17、10 得: =77.8 76*1 . 080*1 . 0 1010lg10 pB L 图图 背景噪声修正曲线背景噪声修正曲线 LpLp1/dB Lp/dB 利用图表计算: 2.噪声的相减噪声的相减 例为测定某车间中一台机器的噪声大小, 从声级计上测得声级为104 dB,当机器停止工 作,测得背景噪声为100dB,求该机器噪声的实 际大小。 解:由题可知104dB是指机器噪声和背景噪声之 和(Lp),而背景噪声是100 dB (Lp1)。 LpLp1=4 dB,从图中可查得相应Lp2.2 dB , 因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp-Lp =101.8 dB。 (四).频程和频谱: 频率范围(
18、Hz) 20000 声音 次 2000 超 低频声 中频声 高频 定义 声 音频声 声 1.实际生活中的声音很少是单个频率的纯音,一般多是由多个频率组合而 成的复合声。 声音的高低不同,可以说它音调不同。 2.音调音调是入耳对声音的主观感受,客观上决定于声源振动频率,频率频率是描 述声音特性的主要参数之一,要控制噪声必须要研究声音频率的分布情况。 3.在噪声控制中,研究的噪声主要是可听声,可听声的频率是从20Hz到 20000Hz,其变化范围达1000倍,如果将机器所发出噪声的每一个频率及 其对应的声压(或声压级等)都一一分析出来,虽然技术上还可办得到,但 个方便也不实用。为此引入频程或频带。
19、 (四).频程和频谱: 4. 频程: 为方便起见,通常将宽广的音频变化范围划分 为若干个较小的频段,称为频段或频程。 带宽 倍频程(n1)和13倍频程(n=13)的带宽分别为: n f f 2 1 2 12 fff ff n n ) 2 1 2( 线谱:线谱:是由一些离散频率的声音组成,在频谱图是一系列 不连续的竖直线段,一些乐器发出的声音属于线状谱乐器发出的声音属于线状谱; (周期振动的声源) 连续谱:连续谱:一定频率范围内含有连续频率成分的谱,在频谱 图中是一条连续的曲线,大部分噪声都是连续谱大部分噪声都是连续谱; 混合谱混合谱(复合谱)是连续频率成分和离散频率成分组成。 在噪声控制中频谱
20、图中声压级比较突出的部分及其所对 应的频率是重点控制目标重点控制目标。 5.频谱图: 以频率为横轴,以声压为纵轴,绘出的图叫声音 的频谱图。 常见噪声的频谱图 小结: 主要介绍声波的描述(噪声的基础) 要掌握的内容: 声压(级)、声功率(级)和声强(级) 的概念和相互关系。 噪声的叠加和相减的计算方法。 2.3 声波的类型 波阵面:是指空间同一时刻相位相同的各点的轨迹 曲线。 根据波振面的形状波振面的形状可将声波分为不同的类型。 声线:常称为声射线,就是子声源发出的代表能能 量传播方向量传播方向的直线,在各向同性的媒质中,声线 是代表波的传播方向且处处与波阵面垂直的直线。 2.3 声波的类型
21、1.平面声波: 声波的波阵面是垂直于传播方向的一系列平 面时,称其为平面声波。(理想声波) 1.平面声波: 声线: 相互平行的一系列直线。 2.球面声波:与声音传播方向垂直的波阵面成球形的声波。 以点声源点声源为球心, 以任何r值为半径的球面 上声波的相位相同。 点声源:取决于声源的尺度声源的尺度与声波波长的相声波波长的相 对尺度对尺度,当声源的尺度比它所辐射的声波波 长小得多时。所以往往一个尺度较大的声源 在低频时可按点声源考虑,中高频不可以。 2.球面声波: 声线: 是由点声源发出的半径线。 波阵面:是以任何值为半径的球面。 3.柱面声波: 波阵面为同轴圆柱面的声波称为柱面声波。 设想在无
22、限均匀媒质里有一无限长的均匀线声源, 它所产生的波就是理想的柱面声波。 在柱面声波中在柱面声波中,声压振幅沿轴向分布轴向分布是均匀的;沿沿 径向径向与距轴距离的平方根成反比。其径向声强与离轴的 距离的一次方成反比。交通繁忙的公路上,汽车往往连 成一条线行驶,这些汽车可认为是线声源,所辐射的噪 声就是柱面波。 2.3声波的类型 声波的类型 类型 波阵面 声线 声源类型 平面声波 垂直于传播方 向的平面 相互平行 的直线 平面声源 球面声波 以任何值为 半径的球面 由声源发出的 半径线 点声源 柱面声波 同轴圆柱面 线声源发出的 半径向线 线声源 3 噪声的评价 噪声评价的目的: 为了有效地提出适
23、合于人们对噪声反应的 主观评价量。由于噪声变化特性的差异以 及人们对噪声主观反应的复杂性,使得对 噪声的评价较为复杂。 噪声的评价量 噪声的评价量的建立原则: 不同频率的声音对人的影响不同; 噪声涨落对人的影响存在差异,(涨落大的噪 声及脉冲噪声比稳态噪声更能引起人的烦恼) 噪声出现的时间不同对人的影响不同; 同样的声音对不同心理和生理特征的人群反应 不同;。 噪声的评价量 评价量的分类: 从评价量的使用频率上有主、次之分; 从评价量的使用范围上,从评价量的使用范围上,有一般城市公共噪声评 价、道路交通噪声评价、航空噪声评价等; 从评价的噪声特征分类从评价的噪声特征分类,有的重点在噪声频谱,
24、有的在噪声涨落程度,暴露时间等方面:如总声压 级、计权声级、响度级等是与噪声频谱直接相关的; 累积百分数声级、交通噪声指数等是与噪声涨落程 度直接相关的量。 3 噪声的评价量 3.1 响度和响度级 3.2 计权声级 3.3 等效连续A声级 3.4 昼夜等效声级 3.5 累积百分数声级 3.6 与烦恼程度有关的评价量 3.7 反映噪声对语言交流干扰程度的量 3.8 针对室内噪声的评价量 3.9 噪声冲击指数 3.10 噪声的掩蔽作用 人能听见频率范围为20 Hz20kHz;在声压方 面人耳的可听范围大致为2x10-520Pa,其上 下限分别称为可听阈可听阈和痛阈痛阈。试验和调查表明, 人耳对强度
25、相同而频率不同的声音有不同的响度 感觉,即对于相同声压级但频率不同的声音,人 耳听起来是不一样响的。 同样是60dB的两种声音,但一个频率为100Hz, 而另一个为1000Hz,人耳听起来1000Hz要比 100Hz的声音响。要使频率为100Hz的声音听起来 和频率为1000Hz、60dB声音同样响,则其声压级 要达到67dB。 3.1 响度和响度级 1.纯音的响度和响度级 a.响度级:当某一频率的纯音与1000Hz的纯音听 起来同样响时,这时1000Hz纯音的声压级就定义 为该声音的响度级。响度级的符号为LN,单位为 方(phon)。 b.响度:响度:是用来描述声音大小的主观感觉量。 响度是
26、与主观感觉成正比的参量,符号为N, 单位是“宋” (sone)。 正常听者判断一个声音比响度级为40 phon 参考声强响的倍数,规定响度级为40 phon时响 度为1sone。比1sone响几倍就是几sone。 响度N和响度级LN的关系:根据大量实验得到,响 度级每改变10方,响度加倍或减半。 或 响度级的合成不能直接相加,而响度可以相加。 例例1:两个不同频率而都具有:两个不同频率而都具有60方的声音合成,响度方的声音合成,响度 级为多少?级为多少? NLN 2 log1040 )40(1 . 0 2 N L N NLNlg3340 解:解:LN=60(方),(方), N=4(宋)(宋)
27、响度合成响度合成 4 + 4 = 8 (宋),(宋), N=8,LN = 40+ 33lg8=70 (方)(方) 图1.5 等响曲线 c.等响曲线等响曲线: 对各个频率的声音作试听比较,得到达到同样响度的频 率与声压级的关系曲线,通常称为等响曲线。 从等响曲线上可以看出以下内容: 由等响曲线可以得出各个频率的声音在不同的声压 级时,人们主观感觉出的响度级是多少。 声压级小和频率低的声音,其声压级与响度级之值 相差也越大。例如50dB声压级、60Hz的响度级为 25Phon,500Hz时则为54phon,1000Hz时为50Phon。 等响曲线反映了人耳对高频声敏感的特性,特别对 于3000一4
28、000Hz的声音特别灵敏。 在高声压级时,曲线较为平坦。 d.复音的响度和响度级(斯蒂文斯响度) 大多数实际声源产生的声波是宽频带的噪声。 纯音的响度和响度级忽视了复音各个频率间的 掩蔽效应。 一般在噪声强度较大的频带附近,对于比其频 率高的频带产生的掩蔽要比低频带的作用大的 多。 噪声掩蔽:由于噪声的存在,降低了人耳对另外一种声 音听觉的灵敏度,使听阈发生迁移的现象。 掩蔽值:听阈提高的分贝数。 4.斯蒂文斯响度斯蒂文斯响度 对宽频带的噪声考虑了计权因素: 响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效应,他们对总响度的贡献应乘 上一个小于1的修正因子。 频带与修正
29、因子的关系 频带宽度 倍频带 1/2倍频带 1/3倍频带 修正因子F 0.30 0.20 0.15 图图1.6 斯蒂文斯响度指数曲线斯蒂文斯响度指数曲线 斯蒂文斯响度计算方法:斯蒂文斯响度计算方法: 测出频带声压级; 从图上查出各频带声压级 应的响度指数; 取其中最大值,将其从响 度指数总和中扣除,乘以 频带修正因子F,最后与最 大值相加即得响度指数; m n i im SSFSS 1 SLN 2 log1040 3.2 计权声级 由等响曲线可以看出,人耳对于不同频率的声波反应 的敏感程度是不一样的。人耳对于高频声音,特别是 频率在1000-5000Hz 之间的声音比较敏感;而对于 低频声音,
30、特别是对100Hz 以下的声音不敏感。即声 压级相同的声音会因为频率的不同而产生不一样的主 观感觉。 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 声压级称为计权声级。 3.2 计权声级 1.计权声级计权声级: 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的总声压级,此声压 级称为计权声级。 ApAp LLL 其中A计权网络相当于40phon等响曲线的倒置;B计 权网络相当于70phon等响曲线的倒置,C计权网络相当于 100phon曲线的倒置。其中,B 、C计权已较少
31、被采用,D 计权网络常用于航空噪声的测量。 2.计权网络计权网络: 是近似以人耳对纯音的响度即频率特性而设计的。 国际电工委员会规定了四种计权网络: A、B、C、D A计权的频率响应与人耳对宽频带的声音 的灵敏度相当,目前, A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。 A声级能较好地代表人耳,声级能较好地代表人耳, 故经常使用的故经常使用的 是是A声级。声级。 中心 频率 /Hz 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 频带 声压 级/dB 60 65 73 76 85 80 78 62 60 A计权 修正 (查 表) -39.
32、4 -26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0 +1.2 +1.0 -1.1 修正 后频 带声 压级 20.6 38.8 56.9 67.4 81.8 80 79.2 63 58.9 各声 压级 叠加 略 略 略 略 84.0 79.2 略 略 总的A 计权 声级 85.2 从倍频带声压级计算A计权声级 A计权声级能较好地反映人耳对噪声强度和频 率的主观感觉。因此对连续而稳定的噪声,是一种 较好的评价方法。不适于起伏,不连续噪声,或暴 露在不同时间内的噪声。 为了评价这种噪声,人们提出将一定时间内不 连续噪声的能量,用总工作时间进行平均的方法来 评价噪声对人的影响。用这种方法计算出来的声级
33、 叫等效声级或等效连续A声级、用L eq表示,单位 为dB(A)。 等效声级实际上是反映按能量平均的A声级;它能 反映在A声级不稳定的情况下,人们实际所接受噪 声的能量大小。 3.3 等效连续等效连续A声级声级 2 1 2 1 )(1 . 0 12 2 0 2 12 10 1 lg10 )(1 lg10 t t tL t t A eq dt tt dt p tp tt L pA 等效于在相同的时间间隔T内与不稳定噪声 能量相等的连续稳定噪声的A声级。 在同样的采样时间间隔下: 2 1 )(1 . 0 1 1 . 0 10 1 lg1010 1 lg10 t t tL N i i L eq dt
34、 NT L pA i A 已知不同监测数据所占的采样时间百分数或 数据百分数: N i i L eq i A L 1 1.0 10lg10 如果声级的统计分布符合正态分布: 60 )( 2 9010 50 LL LLeq 2 50115. 0 LLeq 数据处理:数据处理: 对于稳态噪声对于稳态噪声,其中测得的其中测得的A声级就是该车间的等效连声级就是该车间的等效连 续续A声级声级。 对于非稳态噪声对于非稳态噪声: 分段:每一区域分段:每一区域A声级由小到大排列声级由小到大排列,每段相差每段相差5dB(A), 每段以中心声级表示每段以中心声级表示。中心声级和代表的声级范围分别为:中心声级和代表
35、的声级范围分别为: 807882dB(A), 858387dB(A), 908892dB(A), 959397dB(A), 10098102dB(A), 105103107dB(A), 110108112dB(A), 115113117dB(A), 120118122dB(A), 125dB(A)123127dB(A) 一天的等效连续声级计算:一天的等效连续声级计算: Leq= 80 + 10 lg 10(n-1)/2 Tn/480 n:段数:段数 Tn :第:第n段声级一天内暴露时间段声级一天内暴露时间,min。 中心中心 声级声级 80 85 90 95 100 105 110 115 1
36、20 125 段数段数 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 暴露暴露 时间时间 Tn/ min T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 中心声级对应的段数中心声级对应的段数 例例2 2:经测量:经测量,某车间一天某车间一天8 8h h内的噪声为内的噪声为100100dB(A)dB(A)的噪的噪 声暴露时间为声暴露时间为4 4h,h,9090dB(A)dB(A)的噪声暴露时间为的噪声暴露时间为2 2h,h,8080dB(A)dB(A) 的噪声暴露时间的噪声暴露时间2 2h h,试求一天内的等效连续试求一天内的等效连续A A声级为多声级为多 少少? 解:解: Leq
37、= 80 + 10 lg 1010( (5 5- -1 1)/ )/2 2 240 + 1010( (3 3- -1 1)/ )/2 2 120+ + 1010( (1 1- -1 1)/ )/2 2 120 /480480 = 80 + 10 lg ( 1002400+10120+1120 )/480480 =80 + 10 lg53 = =9797dB(A)dB(A) 1 2 10 8010lg 480 n n eq T L 例例3 3:某工人一天工作:某工人一天工作8 8h h, 8 8h h内有内有2 2h h接触噪声为接触噪声为8282dB(A),dB(A), 3 3h h接触噪声为
38、接触噪声为8686dB(A),dB(A), 2 2h h接触噪声为接触噪声为9494dB(A),dB(A), 1 1h h接触噪接触噪 声为声为102102dB(A),dB(A), 试计算一天试计算一天8 8h h内的等效连续内的等效连续A A声级为多少声级为多少? 解:已知声级中对应的中心声级为:解:已知声级中对应的中心声级为: 8282dB(A),dB(A), 8686dB(A),dB(A), 9494dB(A),dB(A), 102102dB(A),dB(A), 见前面见前面 8080dB(A),dB(A), 8585dB(A),dB(A), 9595dB(A),dB(A), 10010
39、0dB(A),dB(A), Leq= 80 + 10 lg 1010(n (n- -1 1)/)/2 2. .T T n n/ /480480 Leq= 80 + 10 lg 1010( (5 5- -1 1)/ )/2 2 60 + 1010( (4 4- -1 1)/ )/2 2 120 + + 1010( (2 2- -1 1)/ )/2 2 180 + + 1010( (1 1- -1 1)/ )/2 2 120 /480480 = =9393. .4 4dB(A)dB(A) 3.4 昼夜等效声级昼夜等效声级 Ld: 昼间(07:00-22:00)测得的噪声能量 平均A声级(共15个小
40、时); Ln: 夜间(22:00-07:00)测得的噪声能量 平均A声级(共9个小时)。 )10(1 . 01 . 0 10 8 3 10 8 5 lg10 ndLL dn L 某小区昼间声压级为60dB,夜间声压级为45dB, 小区昼夜等效声级为( )。 解: =58.7dB )1045(1 . 060*1 . 0 10 8 3 10 8 5 lg10 dn L 3.5累积百分数声级累积百分数声级 定义:它表示在测量时间内高于Ln 声级所占的时间为n%。 L90:本底噪声级; L50:中值噪声级; L10:峰值噪声级。 60 )( 2 9010 50 LL LLeq 3.6 与烦恼程度有关的
41、评价量 1.噪度和感觉噪声级 噪度(Na):与人们主观判断噪声的吵闹程度成 比例的数值表征量称为噪度 。 在中心频率为1 kHz的倍频带上,声压级为 40dB的噪声的噪度为1呐 (noy)。 等感觉噪度曲线: 复合噪声总的感觉噪度的计 算方法: 测得的噪声各频带的声压 级; 从图中查出各频带对应的感 觉噪度值; 取其中最大值,将其从噪度 总和中扣除,乘以频带修正 因子F,最后与最大值相加即 得。 等感觉噪度曲线 m n i ima NNFNN 1 1. 噪度和感觉噪声级 感觉噪声级(LPN): 将噪度转换成分贝指标,称为感觉噪声级。 aPN NL 2 log1040 13 APN LL aPN
42、 NLlg3340 感觉噪度计算感觉噪度级比较复杂,近似 用D计权和A计权计算。 7 DPN LL 计权等效连续感觉噪声级(LWECPN) 1310lg10 0 1 . 0 N i L EPN i TPN L 用于航空噪声评价中,对一段监测时间内飞 行事件噪声的评价。 有效感觉噪声级( L LEPN EPN ): 在感觉噪声级( LPN )的基础上,对持续时间和可闻纯音 及频率修正后,得到的量。 LTPN 为感觉噪声级LPN经纯音修正后的声级 计权等效连续感觉噪声级(LWECPN) 4 .39)(10 321 NNNLL EPNWECPN ( LEPN ):N次飞行的有效感觉噪声级能量 平均值
43、。 N1:白天飞行次数, N2:傍晚飞行次数, N3:夜间飞行次数。 2. 交通噪声指数(TNI) 定义:定义: 30)(4 909010 LLLTNI 考虑到噪声气候的范围,本底噪声情况。 只适用于机动车辆噪声对周围环境干扰的 评价,而且限于车流量较多及附近无固定 声源的环境。 3. 噪声污染级(LNP) 噪声污染级也是用以评价噪声对人的烦恼程度的一 种评价量,它既包含了对噪声能量的评价,同时也 包含了噪声涨落的影响。 KLL eqNP n i i LL n 1 2 )( 1 1 式中:K常数,对交通和飞机噪声取值2.56; 测定过程中瞬时声级的标准偏差。 式中:LpAi 测得第i个瞬时A声
44、级; 所测声级的算术平均值; n 测得总数。 Ap L 3. 噪声污染级 对于随机分布的噪声,噪声污染级和等效连续 声级或累计百分数声级之间,有如下关系: )( 9010 LLLL eqNP 2 9010901050 )( 60 1 )(LLLLLLNP 3.7 反映噪声对语言交流干扰程度的量 1.语言清晰度: 音节清晰度S: 经过实验测得听者对音节所做出的正确响应 与发送的音节总数之比的百分数。 语言清晰度指数(AI): 若该音节为有意义的语言单位,则称为语言 可懂度,即语言清晰度指数AI,表示一个 正常的语言信号能为听者听懂的百分数。 语言清晰度指 数与声音的频 率有关; 语言清晰度指 数
45、与背景噪声 有关; 语言清晰度指 数与对话者之 间的距离有关。 2.语言干扰级语言干扰级: 语言干扰级(SIL): 是对语言清晰度指数AI的简化,它是中心频率6004 800Hz的6个倍频带声压级的算术平均值。 更佳语言干扰级(PSIL): 利用500、1 000、2 000Hz为中心频率的三个倍频带的平 均声压级来表示语言干扰级,称为更佳语言干扰级 PSIL。 3 SILPSIL 更佳语言干扰级表 讲话者与 听者间的 距离/m PSIL/dB 声音正常 声音提高 声音很响 非常响 0.15 74 80 86 92 0.30 68 74 80 86 0.60 62 68 74 80 1.20
46、56 62 68 74 1.80 52 58 64 70 3.70 46 52 58 64 3.8 室内噪声的评价量室内噪声的评价量 1.噪声标准曲线: 噪声标准(NC)曲线 更佳噪声标准(PNC)曲线 适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。 计算方法: 测得的噪声各频带 的声压级; 将各频带的声压级 与图中声压级比较 既可以得到各频带 对应的PNC曲线号 数; 其中最大号数即为 所测环境的噪声评 价值 。 更佳噪声标准(PNC)曲线 3.8室内噪声的评价量 2.噪声评价数(NR)曲线 噪声评价数: 将1000Hz倍频带声压级值作为噪声评价数 NR。 其他63H
47、z-8000Hz倍频带的声压级和NR的关 系也可由下式计算: pii bLaNR 求NR值的步骤: 测得的噪声各频带 的声压级; 将测得的噪声各频 带的声压级与图中 声压级比较既可以 得到各频带的NR值; 取其中最大的NR值 (取整数); 将最大值加1即为 所测环境的NR值。 噪声冲击: 噪声对某区域内人员在社会生活 各个方面产生的总影响。 “冲击”是在20世纪60年代开始为许多国 家使用的,用以衡量某一新的措施、计划、 产品或程序对于环境的影响。20世纪70年代 逐渐推广,应用于声学环境质量的评价,也 用于比较两个地区或两种噪声污染状况。 3.9 噪声冲击指数 3.9 噪声冲击指数 噪声冲击
48、总计权人口数总计权人口数TWP: )()( dnidni LPLWTWP Pi(Ldn):全年或某段时间内受第i 等级昼夜等效声级 范围内影响的人口数; W i(Ldn):第i 等级声级的计权因子。 3.9 噪声冲击指数 噪声冲击指数NNI: 每个人受到的冲击强度。 )( dni LP TWP NNI 可用作对声环境质量的评价及不同环境的相互比较; 可供城市规划布局中考虑噪声对环境的影响,并由 此作出选择。 3.10 噪声的掩蔽作用 由于噪声的存在,通常会降低人耳对另外声音的听 觉灵敏度,并使听阈推移,这种现象称之为掩蔽。 定量地讲,掩蔽是由于噪声干扰,听觉对于所听声 音的闻阈提高的分贝数。
49、噪声对纯音的掩蔽:频率相近、声压级高。 噪声对语言的掩蔽:干扰集中在500、1k、2k 剩余掩蔽:人耳听觉由于噪声的掩蔽会使听觉灵敏 度下降,并且当噪声源停止后的很短一段时间内, 仍然保持听觉灵敏度下降的情况。 4 环境噪声的评价标准与法规 4.1 环境噪声污染防治法 4.2 环境噪声标准 4.1 环境噪声污染防治法 中华人民共和国环境噪声污染防治法 1996年10月第八届全国人民代表大会通过 内容:八章六十四条,对以下几方面作出具体规定: 污染防治的监督管理、 工业噪声污染防治、 建筑施工噪声污染防治、 交通运输噪声污染防治、 社会生活噪声污染防治, 并对违反其中各条规定所应受的处罚及所应承
50、担的法 律责任作出明确规定。 4.1 环境噪声污染防治法 第一章 总则 立法目的: 保护和改善人们的生活环境,保障人体健 康,促进经济和社会的发展。 是制定各类噪声标准的基础。 环境噪声及环境噪声污染含义 适用范围 环境噪声及环境噪声污染含义 本法所称环境噪声,是指在工业生产、建筑施 工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围 生活环境的声音。 本法所称环境噪声污染,是指所产生的环境噪 声超过国家规定的环境噪声排放标准,并干扰 他人正常生活、工作和学习的现象。 适用范围:本法适用于中华人民共和国领域内 环境噪声污染的防治。因从事本职生产、经营 工作受到噪声危害的防治,不适用本法。 4.1 环境噪