噪声的评价量和评价方法

2017-11-17 15:41| 发布者: weixin| 查看: 1506| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 不同频率的声音对人的影响不同;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。

　　不同频率的声音对人的影响不同;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。因此要根据不同情况，拟订不同的噪声评价量，以制订不同的噪声评价标准。国际上已提出数十种噪声评价量或评价指标。下面主要介绍几种最基本和常用的评价量。

　　1. 响度、等响曲线和响度级
　　人耳对强度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。

　　响度N：
　　    · 描述声音大小的主观感觉量，“宋”(sone)
　　    · 定义：1000Hz纯音声压级为40dB时的响度为1sone。

　　响度级LN：
　　    · 定义：以频率1000Hz纯音的声压级40dB为基准音，调节1000Hz纯音的声压级，使大量受试者判断，若某声源的噪声听起来与该纯音一样响亮，则该噪声的响度级就等于该纯音的声压级值。
　　    · 单位：“方”(phon)。

　　利用与基准音相比较的方法，可以得到整个可听频率范围纯音的响度级。

　　等响曲线

　　    · 等响曲线是相等响度声音对应点的连线，相当于声压级、频率不同，但响度级相同的声音。
　　    · 各曲线上的数字表示声音的响度级，即和这个声音同样响的1000Hz纯音的声压级。
　　    · 零方响度级曲线(虚线)是听阈曲线，虚线上的点表明入耳刚能听到声音的频率和声压级，低于虚线的点所表示的一定频率和声压级的声音都听不到。120 phon曲线是痛阈曲线。
　　    · 任一曲线低频区声压级高，高频区声压级低，说明人耳对低频声不敏感，对高频声敏感。
　　    · 声压级高于100dB，等响曲线渐平缓，说明人耳分辨高、低频声音的能力变差，此时声音的响度级与频率关系已不大，主要决定于声压级。

　　响度与响度级
　　    · 响度较好地表征了人对噪声主观反映的感觉;
　　    · 人可以感受到的响度有一个很大的范围;
　　    · 类比声压与声压级的处理方法，用响度级表示响度值随声压级和频率的变化关系。

　　响度与响度级的量化关系：
　　    · 通过对许多听力正常人的测试统计，定义以响度级为40phon的响度为参考，响度每增减一倍，响度级就增减10phon。
　　    · 即设响度级为40phon时的响度为1sone，那么响度级为50phon的响度则为2sone，响度级为60phon的响度则为4sone。
　　    · 据此，建立起的响度与响度级的关系式

　　或

　　    · 响度不能直接测量，而通过计算得到。
　　    · 非纯音状况;
　　    · 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叫做噪声掩蔽。

　　斯蒂文斯-茨维克法计算总响度步骤：
　　a、测出噪声的倍频带声压级;

　　b、按式(2)计算总响度;

　　c、由图2查出响度指数。

　　总响度计算公式(2)

　　式中：
　　Nt—— 噪声的总响度，sone;
　　Ni—— 某频率和声压级对应的响度指数，sone;
　　Nmax—— N中最大的一个响度指数，sone;
　　F—— 计权因子，与频带宽有关，对于倍频程=0.3;1/2倍频程=0.2;1/3倍频程=0.15。

　　图2 等响指数线

　　响度下降百分率

　　式中N1、N2——分别表示噪声治理前和治理后的响度，sone。

　　有时利用响度下降百分率来衡量噪声治理的效果。

　　例：某计算机房采用方式进行吸声降噪，治理前后的倍频程声压级测试数据见表，试求治理前后机房内的总响度、总响度级及总响度降低的百分数?

　　总响度：

　　响度级：

　　治理前：48.85 song 48.85 phon

　　治理后：26.19 song 87.2 phon

　　46.3%

　　2. 计权声级

　　(1)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。

　　(2)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、B、C计权网络分别模拟人耳对40、70、100 phon纯音的响应，称为A声级、B声级和C声级，记作dB(A)、dB(B)、dB(C)。
　　 · A声级能较好地反映稳态宽频带噪声，国际公认用A声级作为保护听力和健康、以及环境噪声的评价量。

　　3. 等效连续A声级
　　定义：某时段内的非稳态噪声的A声级，用能量平均的方法，以一个连续不变的A声级来表示该时段内噪声的声级。

　　计算公式1：A声级测量值LA连续(4)

　　式中
　　Leq——等效连续A声级，dB(A);
　　t——噪声暴露时间，h或min;
　　LA——时间t内的A声级，dB(A)。

　　计算公式2：对于等时间间隔取样，若时间划分的段数为N，则有

　　4. 昼夜等效声级
　　标示一昼夜24h噪声的等效作用，用来评价区域环境噪声。

　　若昼间等效声级为Ld，夜间等效声级为Ln，则定义昼夜等效声级Ldn为(2-101)

　　由于人们对夜间噪声比较敏感，因此对在夜里22:00至次日晨6:00时出现的声级，均以比实际声级高出10dB来处理。

　　5. 统计声级
　　等效连续声级不能表达出噪声随机的起伏程度，为了描述噪声随时间的变化特性，在噪声评价中采用累积概率来表示，称为统计声级(或累积百分声级)，记作Lx 。

　　意义：表示在测量时间内高于Lx声级所占的时间为x%。例如

　　    · L10=70 dBA，整个测量时间内噪声级高于70dBA的时间占10%;
　　    · L10=75 dBA，整个测量时间内噪声级高于75dBA的时间占50%;
　　    · L10=50 dBA，整个测量时间内噪声级高于50dBA的时间占90%。

　　背景噪声L90;中间值噪声L50;

　　峰值噪声L10：整个测量时间内噪声级高于的时间占10%。用于评价涨落较大的噪声时相关性较好，美国联邦公路局作为公路设计噪声限值的评价量。

　　统计声级一般只用于有较好正态分布的噪声评价。

　　6. 更佳噪声标准(PNC)曲线
　　NC曲线：美国著名声学专家 Beranak以语言干扰级和响度级为基础，提出室内噪声标准曲线。

　　更佳噪声标准(PNC)曲线：修正NC曲线频率与实际情况的差异(图2-13)。

　　图2-13 PNC曲线

　　讨论：
　　PNC曲线的代号为曲线通过中心频率1000Hz时的声压级数值，如PNC-45曲线，表示这条曲线在1kHz处的声压级为45dB。

　　评价方法是将测得的噪声各倍频带的声压级与图中曲线上的声压级作比较，得出对应的PNC曲线号，其中最大的PNC号为评价值。

　　PNC曲线常用作室内噪声控制设计标准。

　　表2-8是一些环境下PNC曲线的推荐值。

　　表2-8 各种环境的PNC曲线推荐值

　　7. 噪声评价数(NR)曲线(图2-14)

　　评价室内噪声，考虑了高频噪声比低频噪声对人的影响更大，可弥补A声级反映频率特性的不足。

　　以1kHz倍频带声压级值作为噪声评价数NR，其噪声级范围是0～130dB，频率范围是31.5～8000Hz内9个倍频程。每条曲线上的NR值为曲线通过中心频率1000Hz的声压级数值。

　　环境噪声标准

　　环境噪声标准制定依据
　　    · 考虑在不同环境场所对各类人群的保护;
　　    · 防止噪声的污染危害;
　　    · 兼顾目前的技术条件、经济的合理性。

　　依据以上原则，规定噪声排放的允许限值，形成环境噪声标准。

　　1. 产品噪声标准
　　a、汽车定置噪声
　　b、地铁车辆噪声标准

　　汽车定置噪声
　　    · 汽车定置：汽车不行驶，发动机处于空载运转状态。
　　    · 反映了车辆的排气噪声和发动机噪声情况。
　　    · 《汽车定置噪声限值》对城市道路允许行驶的在用汽车规定了定置噪声的限值。

　　各类车辆定置噪声A声级限值(dB)

　　地铁车辆噪声标准

　　地铁电动车组司机室和客室内允许的噪声级(LPA)(dB)

　　2. 噪声排放标准
　　a、各类厂界噪声标准
　　b、建筑施工厂界噪声限值
　　c、铁路及机场周围环境噪声标准

　　《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)

　　定四类标准的适用范围为：
　　    · Ⅰ类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。
　　    · Ⅱ类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区。
　　    · Ⅲ类标准适用于工业区。
　　    · Ⅳ类标准适用于交通干线道路两侧区域。

　　《建筑施工场界噪声标准》(GB12523-90)

　　铁路及机场周围环境噪声标准
　　 · 铁路边界噪声限值及测量方法
　　 · 机场周围飞机噪声环境标准

　　机场周围飞机噪声标准值及适用区域

　　注：
　　 · 一类区域：特殊区域居住区;居住、文教区。
　　 · 二类区域：除一类以外的生活区。

　　3. 环境质量标准
　　a、业企业噪声卫生标准
　　b、室内环境噪声允许标准
　　c、城市区域环境噪声标准

　　工业企业噪声卫生标准

　　工业企业厂区内各类地点的噪声标准(A计权声级dB)

　　室内环境噪声标准
　　(1)国际标准化组织(ISO)的环境噪声标准
　　规定住宅区室内环境噪声的容许声级为34～45dB，并根据不同时间、不同地区等条件进行修正，其修正值该标准亦做了规定。

　　(2)我国民用建筑室内噪声标准
　　我国民用建筑室内允许噪声级如表2-10所示。

　　表我国民用建筑室内允许噪声级

　　我国城市区域环境噪声标准(GB3096—93)

　　五类标准的适用区域为：
　　0、类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。
　　1、类标准适用于居住、文教机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行该类标准。
　　2、类标准适用于居住、商业、工业混杂区。
　　3、类标准适用于工业区。
　　4、类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域，穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声限值(指不通过列车时的噪声水平)也执行该类标准。

　　另外，夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15dBA。

　　来源：本文摘录自百度文库yangpu1987于2010-12-22分享《噪声的评价和标准》PPT讲义

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