2.3噪声的评价和标准

1第二章噪声污染及其控制第一节概述第二节声学基础第三节噪声的评价和标准第四节噪声控制技术——吸声第五节噪声控制技术——隔声第六节噪声控制技术——消声第七节有源噪声控制简介2第二章噪声污染及其控制第三节噪声的评价和标准噪声的评价量和评价方法一环境噪声标准二3噪声的评价量和评价方法一各种不同的噪声有各自的物理特性，人对噪声的反感程度因环境和时间不同，因而对噪声控制的标准亦不同。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。本节主要介绍几种最基本和常用的评价量。4（一）响度、等响曲线和响度级（二）A声级和等效连续A声级（三）昼夜等效声级（四）统计声级（五）更佳噪声标准（PNC）曲线（六）噪声评价数（NR）曲线噪声的评价量和评价方法一5（一）响度、等响曲线和响度级声频声压次声…20Hz～20kHz…超声（可听阈）2×10-5Pa～20Pa（痛阈）可听范围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。描述声音大小的主观感觉量？6响度级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）。NL响度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（大约相当于0.3m距离处耳语的响度）。3sone的声音比1sone的声音响3倍。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。N78等响曲线图2-10等响曲线（鲁滨逊和达逊测试、统计--f关系曲线）NLpL响度级声压级频率听阈曲线痛阈曲线等响曲线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，虚线上的点表明人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。120phon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。9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。讨论10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，70phon→8sone。据此，建立起的响度与响度级的关系式讨论11响度与响度级的关系式为或(2-94)响度不能直接测量，而通过计算得到。(40)/102NLN24010logNLNNNL斯蒂文斯-茨维克法计算总响度步骤：（1）测出噪声的倍频带声压级；（2）由图2-11查出响度指数；（3）按式（2-95）计算总响度。12图2-11等响指数线13总响度计算公式（2-95）式中——噪声的总响度，sone；——某频率和声压级对应的响度指数，sone；——中最大的一个响度指数，sone；——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。maxmax()tiNNFNNtNiNmaxNFiN14响度下降百分率(2-96)式中、——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121100%NNN1N2N15例题：已知测得倍频带声压级，求响度及响度级中心频率/Hz631252505001000200040008000声压级LP/dB7681787175768159响度N/sone总响度N/sone响度级LN/phon求解：maxmax()=250.39325=45.5sonetiNNFNN（）中心频率/Hz631252505001000200040008000声压级LP/dB7681787175768159响度N/sone5101081215258总响度N/sone16（二）A声级和等效连续A声级1.A声级2.等效连续A声级17A、B、C计权网络分别模拟人耳对40phon、70phon、100phon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。声级是一个单一的数值，可以直接测量。1.A声级（A计权声级）18A、B、C计权网络的频率响应特性如图2-12所示。A、B、C计权值与频率的关系见表2-6。各频率下的声级等于相应频率的声压级加计权值。1.A声级（A计权声级）图2-12A、B、C计权网络的频率响应19频率/HzA计权/dBB计权/dBC计权/dB1012.516202531.540506380100125160200250315400500630800100012501600200025003150400050006300800010000125001600020000-70.4-63.4-56.7-50.5-44.7-39.4-34.6-30.2-26.2-22.5-19.1-16.1-13.4-10.9-8.6-6.6-4.8-3.2-1.9-0.80+0.6+1.0+1.2+1.2+1.2+1.0+0.5-0.1-1.1-2.5-4.3-6.6-9.3-38.2-33.2-28.5-24.2-20.4-17.1-14.2-11.6-9.3-7.4-5.6-4.2-3.0-2.0-1.3-0.8-0.5-0.3-0.10000-0.1-0.2-0.4-0.7-1.2-1.9-2.9-4.3-6.1-8.4-11.1-14.3-11.2-8.5-6.2-4.4-3.0-2.0-1.3-0.8-0.5-0.3-0.2-0.1000000000-0.1-0.2-0.3-0.5-0.8-1.3-2.0-3.0-4.4-6.2-8.5-11.2表2︱6由平直响应到A、B和C计权的声级转换表20例题：已知测得倍频带声压级，求A计权声级。中心频率/Hz631252505001000200040008000频带声压级LP/dB6573768580786260计权修正值/dB-26.2-16.1-8.6-3.20+1.2+1.0-1.1修正后频带声压级/dB38.856.967.481.88079.26358.9各声级叠加/dB略略略84.079.2略略总的A计权修正值/dB85.221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声级测量值连续（2-97）式中——等效连续A声级，dB（A）；——噪声暴露时间，h或min；——时间t内的A声级，dB（A）。0.10110lg10AtLeqLdtT2.等效连续A声级ALeqLtAL22计算公式2：A声级测量值非连续离散（2-98）式中——第段时间，h或min；——时段内的A声级，dB（A）。对于等时间间隔取样，若时间划分的段数为，则有(2-99)AL2.等效连续A声级0.1110lg10AiLeqiiiiLttitiAiL0.1110lg[10]AiNLeqiLNitN23计算公式3：工业噪声测量中的计算方法把一个工作日(8h)的A声级从小到大分段排列；略去78dB（A）以下的声级，第1段规定用中心声级80dB（A）代替78～82dB（A），其余各段依此类推，相邻段中心声级相差5dB（A）。段数与相应的中心声级和暴露时间见表2-7。12(10)8010lg[]480nnneqtL段数n123456声级范围/dBA78～8283～8788～9293～9798～102103～107中心声级/dBA80859095100105暴露时间/mint1t2t3t4t5t6一天的等效声级可近似计算为（2-100）表2-7各段中心声级和暴露时间24【例2-5】某工人一天工作8h，受噪声的影响状况如下：每小时4次噪声达102dB（A），每次持续6min；1次达106dB（A），持续时间1min，其余时间仅受背景噪声79dBA影响。求该工人一天接触噪声的等效声级。6188mint14801928280mint5648192mint115161222453.210lg(1028010192108)53.210lg(2.210)96.7()eqLdBA解：查表2-7得102dB（A）的段数n=5,又106dB（A)的段数n=6,又79dB(A)的段数n=1,又所以25（三）昼夜等效声级表示一昼夜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，夜间等效声级为，则定义昼夜等效声级为考虑到噪声在夜间要比昼间更吵人，故计算时22:00至次日晨6:00时，需要将夜间等效声级加上10dB后再计算(2-101)dnLdLnL0.1100.1110lg161081024ndLLdnLdL26中华人民共和国环境噪声污染防治法第六十三条：（四）“夜间”是指晚二十二点至晨六点之间的期间。计8h声环境质量标准GB3096-2008夜：22:00～06:00，计8h声环境测量方法GB/T3222-94昼夜时间的划分，依据地区和季节的不同按照当地习惯划分。建筑施工场界噪声测量方法GB12524-90时间的划分依据当地人民政府决定。27（四）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。意义：表示在测量时间内高于声级所占的时间为。例如xL%xdBA，整个测量时间内噪声级高于70dBA的时间占10%；dBA，整个测量时间内噪声级高于75dBA的时间占50%；dBA，整个测量时间内噪声级高于50dBA的时间占90%。7010L7550L5090LxL28背景噪声：整个测量时间内噪声级高于的时间占90%。中间值噪声：整个测量时间内噪声级高于的时间占50%。峰值噪声：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。50L10L90L50L10L90L29统计声级一般只用于有较好正态分布的噪声评价。符合正态分布的噪声统计声级与等效连续A声级之间有近似关系为25060eqdLL其中，1090dLLeqL(2-102)30统计声级的标准偏差为式中——所有声级的算术平均值；——第i个声级；——测得声级的总个数。等效声级的标准偏差为211()1niiLLn(2-103)LiLn16841()2LL(2-104)31标准偏差是反映一组测量数据离散程度的统计指标。是指统计结果在某一个时段内误差上下波动的幅度。是正态分布的重要参数之一。是测量变动的统计测算法。用以衡量数据值偏离算术平均值的程度。反映一组数据集的离散程度。平均数相同的，标准差未必相同，标准偏差越小，这些值偏离平均值就越少，反之亦然。32（五）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