第三章_噪声的评价和标准

声压级
68 76 88 84
82 80 88
响度指数 4.3 8.8 23.0 21.4 23.0 24.7
声压级
67 71 73 74
72 71 76
响度指数 4.0 6.6 8.8 11.1 11.8 13.5
总响度： Nt Nmax F( Ni Nmax )
响度级： LN 40 10 log2 N
间为 x% 。例如
L10 d7B0 A，整个测量时间内噪声级高于70dBA的时间占10%； L50 d75BA，整个测量时间内噪声级高于75dBA的时间占50%； L90 d50BA，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。
相对 湿度
传播距 离，m
对于不同温度，可采用下式来估算：
Aa (T ,)
Aa (20C,) 1 Tf
β=4×10-6
与20℃相差 的摄氏温度
3. 其它原因引起的衰减
地面吸收的附加衰减：
当地面是非刚性表面时：地面吸收将会对声传播 产生附加衰减，但短距离（30-50m）其衰减可以忽略， 而在70m以上应予以考虑。
sone。
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。
10lg[ 1 T
N
100.1LAi i ]
i
10lg[ 1
N
100.1LAi ]
Ni
（四）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 Ld ，夜间等效声级为 Ln ，
则定义昼夜等效声级 Ldn为
Ldn
10
lg
1 24
16
100.1Ld
8
100.1
计算公式1：A声级测量值 LA 连续
Leq
10lg
1 T
t100.1LA dt
0
（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）。
2.等效连续A声级
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
Leq
压级，dB。
由于：
LW
10 lg W W0
LI
LW
10 lg
W0 I0S
将W0=10-12 W、I0=10-12 W代入式中便得到：
LI LW 10 lg S
Lp
LI
10 lg
400
c
LW
10 lg
S
10 lg
400
c
(2) 线声源辐射
线声源辐射的噪声，一般为道路交通噪声。
设线声源长 l，声源到测点距离为 ,r当0 声源为无限长 线声源时（即 ≤r0 ）l ，/ 有
式中 Nt —— 噪声的总响度，sone；
—N—i 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； N—max— 计权N因i 子，与频带宽有关，对于倍频程＝ 0.3；F 1/2倍频程＝0.2；1/3倍频程＝0.15。
2
图 等 响 指 数 线
响度下降百分率
N1 N2 100%
声压级 响度级
痛阈曲线
等
响
等响曲线
曲
线
听阈曲线
等响曲线是相等响度声音对应点的连线，相当于声压频级率、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。
L 零方响度级曲线(虚线)是听阈曲线，虚线上的点表图明入1耳刚等能响听到曲声线音的频率和声N 压级L，p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
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
响度 N与响度级 LN 的关系式为
N 2(LN 40)/10
或 LN 40 10 log2 N （1）
响度不能直接测量，而通过计算得到。
国际上已提出数十种噪声评价量或评价指标。
本章主要介绍几种最基本和常用的评价量。
一 噪声的评价量和评价方法
（一）响度、等响曲线和响度级 （二）计权声级 （三）A声级和等效连续A声级 （四）昼夜等效声级 （五）统计声级 （六）更佳噪声标准（PNC）曲线 （七）噪声评价数（NR）曲线
（一）响度、等响曲线和响度级
声频
次声…20Hz ～ 20kHz…超声
可听范围
声压 （可听阈）2×10-5Pa～20Pa （痛阈）
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
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１
讨论
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： （1）测出噪声的倍频带声压级； （2）按式（2）计算总响度； （3）由图2查出响度指数。
总响度计算公式
Nt Nmax F( Ni Nmax ) （2）
Ad LP,r2 LP,r1 (LW 10 lg S2 ) (LW 10 lg S1) 10 lg S2
S1
(1) 点声源辐射
对点声源辐射的球面波或半球面波的扩散 衰减，声压随距离衰减的关系式为
S 4(2) r2
Lp2
Lp1
20 lg
r2 r1
式中，Lp、1 L—p2—分别为离声源 、r1处的r2 声
空气中相邻质点运动速度不同而产生粘滞力；
(2) 热弛豫声能耗散
声波扰动，使空气分子的平动能、转动能和振 动能三种能量平衡破坏，建立新的平衡，声能 被耗散。此过程称为热弛豫过程。
对于噪声控制工程，可以采用下面的半经 验公式来估算空气吸收衰减。在20℃时：
声波频 率 Hz
Aa
7.4
f 2d
10 8
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。
治理前：48.85 song 48.85 phon 治理后：26.19 song 87.2 phon 46.3%
（二）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。
LAp Lp LA '
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
声屏障的附加衰减与声源及接收点相对屏 障的位置、声屏障的高度及结构以及声波的频 率密切相关。
第三章 噪声的评价和标准
一 噪声的评价量和评价方法 二 环境噪声标准
一 噪声的评价量和评价方法
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。。。。。 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。
Ln
10
(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，
（五）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
Lp2
Lp1
10 lg
r2 r1
当 r0＞ l /时，将线声源视为点声源。
（3）声源的指向性
声源的指向性：声源发出的声波，在各个方向 上的声压分布并不一定相同，这种随方向分布 的不均匀性，称为声源的指向性。
指向性因数：在离声源中心不同距离处，测量
球面上各点的声强，求得所有方向上的平均声
强，将某一方向上得声强与其相比就是该方向
统计声级一般只用于有较好正态分布的噪声评价。
Leq
L50
(L10
L90 )2 60
（六）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）。
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。
（三）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。
于声压级。
讨论
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
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。
声源类型 辐射特性
点声源 无指向性 线声源 有一定的指向性 声偶极子 有很强的方向性 平面声源 复杂的指向性分
布
声压空 间分布
均匀
不均匀
辐射效率 高 低
2. 空气吸收引起的衰减
声波在空气中传播衰减的原因 (1) 声能转变为热能
空气压缩和膨胀，温度相应升高和降低，产生 温度梯度，以热传导方式发生热交换；
声波的扩散衰减与声源的形状有关。 (1) 点声源辐射 (2) 线声源辐射
根据声强的定义：
I W /S
波阵面面积为S处的声强级可表示为：
LI
10 lg
I I0
10 lg
W SI0
10
lg
WW0 W0I 0 S
W 10 lg
W0
10 lg
W0 I0S
LW
10 lg S
因此从S1处传播到S2处时的发散衰减可表示为：
的指向性因数：
R
I I
考虑到声源的指向性，需要对声压级的计算 公式进Fra Baidu bibliotek修正，自由声场中在某一方向θ上 的声压级公式可表示为：
Lp LW 10 lg S DI
LW 10 lg 4 r2 DI
LW 20 lg r DI 11
DI是指指向性因
数，DI 10lg R
几种典型声源的辐射特性
下垫面
声波由空气投射到疏松地面大部分能量通过土壤孔隙
传播并衰减。
刚性表面，如水泥地面对声波的衰减较小。
植被
植被种类、高度、位置、配置、林带宽等密切相关。 树木越密、枝叶越茂盛、声波频率越高，衰减越明显。 阔叶或针叶树林对噪声的衰减量约1～5dB/10 m。
屏障物
声波传播途径中遇到屏障和建筑物发生反射，噪声衰减。 空气中的尘粒、雾、雨、雪对声波的散射引起声能衰减。
四 噪声在传播中的衰减
声波在实际媒质中传播时，由于扩散、吸 收、散射等原因，随离开声源的距离增加， 声音逐渐减弱。 1. 扩散引起的衰减
2. 空气吸收引起的衰减
3. 其它原因引起的衰减
1. 扩散引起的衰减
扩散衰减：声源辐射噪声时，声波传播， 波阵面随距离增加而增大，声强随之减弱 的现象。
(3)
N1
式中 N、1 —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？
倍频程频率 125 250 500 1000 2000 4000 A声级