3.噪声的评价量和标准

3. 噪声的评价和标准
课程教学基本要求：
理解并掌握各类噪声评价量的概念及环境噪声评价标准，掌握噪声暴露率的计算方法，具备运用相应噪声评价量评价各类环境噪声的能力。

课程的内容：
人的听觉特性，响度级、响度、等响曲线、计权声级、等效连续A 声级、昼夜等效声级、累计百分数声级、噪声评价数曲线等噪声评价量的概念，城市区域环境噪声标准，工业企业厂界噪声标准，建筑施工厂界噪声限值，工业企业噪声控制设计规范，噪声暴露率的计算。

一、噪声的评价量
在噪声的量度中，声压和声压级是评价噪声强度的常用物理量。

声压级越高，噪声越强。

但人耳对声音的感觉不仅和声压有关，还与噪声的频率，持续时间等因素有关。

即声压级相同而频率不同的声音听起来会不一样响。

对高频率声感觉敏感，对低频声感觉较迟钝。

例：90dB 高频噪声（水泵噪声）比90dB 低频噪声（空调机噪声）听起来要响得多。

这是由人耳的频率特性决定的。

为了反映噪声的这些复杂因素对人的主观影响程度，引入了对噪声的主观评价指标。

值余额大，声越强。

(一)响度级、等响曲线和响度
1、响度级（N L ）：（P 39） 单位：方（phon ）
可见响度级是表示声音响度的主观量，它与声压级和频率有关。

例：某噪声听起来与
P L =80dB,f=1000Hz 的纯音一样响，
则该噪声的响度级是N L =80 phon （某噪声为P L =91dB,f=60Hz 的纯音）某N L =80 phon ，f=60Hz ，P L 80dB 与P L =80dB,f=1000Hz ，N L =80 phon
2．等响曲线：对整个可听频率范围的纯音作这样的试听比较 （人耳的可听频率范围为20～20000Hz ，低于20Hz 声音叫次声，高于20000Hz 的声音叫超声。

）图3-1P 40
a 、图中每一条曲线，代表不同频率，不同声压级，但具有相同的声压级。

图中最下面的一条曲线，响度级是N L =0 phon ，叫听阈曲线。

最上面的一条曲线，N L =120 phon ，叫痛阈曲线。

在听阈和痛阈之间是人耳的正常可听声范围。

b 、人耳最敏感的频率范围是2000～5000Hz ，对于低频声不敏感，对高频声敏感的特性。

例，对于1000Hz ，60的dB 的声音N L =60 phon 而等响度级的声音 f= 30Hz, P L =90dB ; f= 100Hz, P L =65dB ; f= 4000Hz, P L =51dB
c 、当P L 〉100dB 时，等响曲线趋于平直，N L 对f 的依赖渐弱，N L 只决定于声压级。

3、响度（N ）：是人耳判断声音由弱到响得强度等级概念。

响度级N L 的方值实质上仍是个相对量，并不能表达一个声音比另一个声音响多少。

为此，引入了响度（N ），单位是“宋”，sone,定义：P40 规定N L =40 phon 时，N=1sone.实验表明，响度级每改变10方，响度相应改变1倍。

N L =40 phon ， N=1sone ；N L =50 phon ， N=2sone ；N L =60 phon ， N=4sone ； N L 与N 的关系表达式为：N L =40+10)(log 2phon N 或N=21040
-N L （sone ）
N L =100 phon ，N=26=64（sone ）
4.斯蒂文斯响度
前面介绍的仅为纯音的N L 、 N 与P L 的关系。

而现实中大多数声源产生的声波都是（由不同频率，不同强度的纯音组成的）复合声。

斯蒂文斯根据大量实验得出了图3-2P 41
内容：他认为，响度指数最大的频带贡献最大，而其它频带由于最大响度指数频带声音的掩蔽，它们对总响度的贡献应乘上一个小于1的修正因子。

这个修正因子和频带宽度的关系为：频带宽度 倍频带 1/2倍频带 1/3倍频带
修正因子 0.30 0.20 0.15
对复合噪声，响度计算方法为：P 41①②③
⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+=∑=n i m i m S S F S S 1 （sone ） S ：复合噪声的响度；F ：修正因子，与频带宽度有关：m S ：各频带响度指数中最大值；⎪⎭
⎫ ⎝⎛∑=n i i S 1：各频带响度指数之和。

求出总响度值S 后，可由图3-2右侧列线图查出此复合噪声响度级的值。

或P=40+10log S
2(phon)或3-1P 40 例：已知：倍频带声压级，中心频率 P 42
求:响度S ，响度级N L
附加：倍频带与频程 声频的变化范围高达1000倍（20～20000Hz ），为了分析研究的方便，按一定规律将声频划分成若干段，每一频段就称为一个频带或频程。

a 、 下限截止频率（1f ）:每一频段的起始频率；
b 、 上限截止频率（2f ）：每一频段的终止频率；
c 、 中心频率（m f ）:为频带中心频率。

每个频带用一个中心频率m f 表示21f f f m =
d 、 频带宽度（△f ）:上下限之间频率的区域 △f=2f -1f
例：220Hz 与440Hz 或440Hz 与880Hz ，它们与f 各相差一倍，称为相差一个倍频程，则其频率比2f /1f =12
若两个频率相差两倍，称两个倍频程，2f /1f =22
若两个频率相差三倍，称三个倍频程，2f /1f =32，依此类推，
若两个频率相差n 倍，程n 个倍频程，2f /1f =n 2
n=1时，叫一个倍频程，简称倍频程；
n=1/3时，叫1/3倍频程，1322f f =
n=1/2时，叫1/2倍频程，122f f =
(二)计权声级和计权网络：
相同声压级的声音，因频率不同而使人们听觉感受上有不同的响度，为了使仪器测得的分贝值与人们主观上的响度感觉有一定的相关性，需要在声学仪器上安装一个“频率计权网络”，它模拟人耳在不同频率下的听觉特性，（例如，人耳听某一种具有连续谱的噪声，对其中的低频声感觉不灵敏，则在仪器上附加一个电路来衰减这种频率的声音，使仪器对该低频声也变得像人耳一样不灵敏，而这个附加电路对噪声中的中高频成分适当加以提升，使得它对中高频声音也变得像人耳一样灵敏这样的仪器测得的分贝值就和人耳的主观响度感觉十分接近了。

这个附加的电路就叫“频率计权网络”，它按对不同f 的提升和衰减要求设计，由电容器和电阻器等电子元件组装而成。

针对不同的应用场合，常见的有四种不同的“频率计权网络”，分别叫A ，B ，C ，D 计权网络，它们测得的声级分别叫A 升级，B 升级，C 升级，D 升级（计权）。

图3-3四种计权网络的频率响应的相对声压级曲线。

A 计权网络是模拟人耳对40方纯音的相应，即以40方等响曲线为基准，经规划后倒置，成为图中A 计权曲线。

经过A 计权测得的分贝数称为A 计权声压级，简称A 声级，单位：dB
B 计权网络是——————————70方——————————；
C 计权网络是——————————100方——————————。

D 声压级主要用于航空噪声的测量。

在航空噪声中，常用“感觉噪声级”来进行评价。

（后介绍）。

把40 dB 的等感觉噪声级曲线倒置并规划，即图中D 计权曲线。

其中，A 声级是应用最广泛的评价量。

（P 50）图3-6。

表3-1 A 计权响应与频率的关系。

（例）求A 计权声压级
频带声压级+A 计权修正值（衰减量）=频带计权A 声级。

⎪⎭
⎫ ⎝⎛=∑=n i L P i P A L 11.010lg 10 =()
89.530.692.70.818.874.669.588.306.2101010101010101010
lg 10++++++++ =85.2（dB ） (三)等效连续A 声级和昼夜等效声级
1、等效连续A 声级
当评价噪声对人体的影响时，不但要考虑噪声的强度，而且要考虑它的作用时间。

另一方面，实际存在的噪声，连续稳定的噪声是较少的，绝大多数噪声是随时间变化的。

如交通噪声随车辆流量和种类变化。

如何表征不稳定噪声对人体的作用呢？ 引入等效连续A 声级：（P 44引）它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。

即，是对在某个规定时段内的非稳定态噪声的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。

其符号为：Aeq L ，T 或eq L 。

按定义： ⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎰2120221,)(1lg 10t t A T Aeq dt P t P t t L )(t P A ——A 计权瞬时声压值：0P ——基准声压；12t t -——时间间隔T 。

或：⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-=⎰21)(1.012,101
lg 10t t L T Aeq dt t t L t PA 若在规定时间T 内，采样的时间间隔T i 一定时，则： ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡==∑=N i i L eq T Aeq Ai T L L 11.0,101lg 10τ T ——总的测量时间段；Ai L ——第i 个A 计权声级：T i ——采样间隔时间；N ——在规定时间T 内采样的总数。

或 N N L N
i L N i L eq Ai Ai lg 10)10lg(10]10
1lg[1011.011.0-==∑∑== 2、昼夜等效声级
昼夜等效声级是考虑了噪声在夜间对人影响比白天更为严重，因此，将夜间噪声进行
加10分贝加权处理后，再用能量平均方法得出24小时内A 声级的平均值（dn L ），dB
dn L =⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⨯+⨯=⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⨯+⨯++81051083lg 10241091015lg 101.0)10(1.0)10(Ld
Ln Ln L d d L —昼间（07：00～22：00）15小时内的等效A 声级；
n L —夜间（22：00～次日07：00）9小时内的等效A 声级
昼间和夜间的时间由当地政府按当地习惯和季节划定。

(四)累计百分数声级（n L ）：
用来评价涨落较大的噪声相关性较好。

常用来评价区域环境噪声和交通噪声。

用来表达非 稳态噪声的随机起伏程度，应用统计方法，按噪声级出现的时间概率或累计概率来表示。

P 45n L 的定义：表示在测量时间内，高于n L 声级所占的时间为n ℅。

例：10L =70dB,T=2h,=12min+108min 表示在整个测量时间内，有10℅的时间噪声级超过70dB,其余90℅的时间噪声级低于70dB
90L ：表示在测量时间内有90℅的时间超过的噪声级，相当于本底噪声级；
50L ：─────────50%──────────，───中值噪声级；
10L ：─────────10%──────────，相当于峰值噪声级。

其测量方法：在测量时段内（1h 或2h ），每隔相同时间（5s 或10s ）测1个数据，将
测得的100个或200个数据按从大到小的顺序排列，1L ，
2L ……100L ；101L ，102L ……200L ，第10个或第20个数据为10L ；第50或第100个数据为50L ；第90个或第180个数据为90L ，即可反映噪声随机的起伏程度。

对于统计特性符合正态分布的噪声，其等效连续A 声级可近似计算为：)(60
)(2
901050dB L L L L eq -+= (五)更佳噪声标准（PNC ）曲线和噪声评价曲线
1、更佳噪声标准（PNC ）：PNC 曲线用作评价各类室内活动场所稳定环境噪声（音乐厅，电影院，教室，会议室等）；也可用于设计以噪声控制为主要目的的场合。

曲线如图3-4
PNC 曲线的使用方法：对实际存在的或建筑设计中出现的环境噪声，取频率从31.5Hz 至8000Hz 范围内共8个倍频带的声压级，由PNC 曲线分别得到对应的PNC 曲线号数，即由f,P L 查出各倍频带声压级对应的PNC 曲线号数（8个值）其中最大号数，即为所测环境噪声的评价值。

例：P 47 PNC 号的最大值为35，即此环境噪声达到PNC-35的要求，即此环境中各个倍
频带声压级均不超过PNC-35曲线所对应的声压级。

f=250Hz;P L <45dB.
表3-2给出各类环境的PNC 曲线推荐值。

以此为标准进行噪声控制的设计（音乐厅、歌剧院）。

2、噪声评价数曲线（NR 曲线）
既可用于对室内噪声的评价，也可用于对外界噪声的评价。

图3-5噪声评价数曲线（NR 曲线），是ISO 推荐的评价环境噪声的曲线族。

特点是强调了高频成分低频成分更烦扰。

①、每一条曲线有一个噪声评价数（NR 值），等于中心频率为100HZ 倍频程声压级的分贝数。

②、对于同一条NR 曲线，各倍频程噪声可以以具有相同程度的烦扰，噪声评价数（NR 值）的计称方法：P 49 由图3-5查得NR 值或曲公式计称。

P 49 ①、②、③
① b a
L NR i P i -= ； []1+=m NR NR
(六)噪声和感觉噪声级
噪声对人的干扰程度包含了心理因素的影响。

例如：同一个噪声高f 噪声比频地噪声更吵闹。

同一个噪声在深夜就比白天更吵闹。

强度随时间激烈变化的噪声比强度相对稳定的同一声音感觉更吵闹，克雷特考虑了这些因素的一部份，提出了等感觉噪声曲线（图3-6）P 50 。

由这些曲线可以确定感觉噪度与声压级，频带的关系。

噪度的单位是呐（noy ）,类似于响度指数宋，一个感觉噪度为了呐的声音与一个比1呐响三倍的声音一样吵闹。

1、噪度的定义：P 49
符合噪声总的感觉噪度计称方法为：P 49 ⎪⎭
⎫ ⎝⎛-∙+=∑=n i m i m a N N F N N 1。

感觉噪度可转换到类似dB 指标。

称为感觉噪声级PN L ，单位dB 。

噪度Na 与感觉噪声级PN L 可由3-6右侧列线图转换。

也可通过关系或换称：a N
PN L 2lg 1040+= 或
()10
40
/
=PN L
2-
N。

a
L=L A+13 （dB）
P49实际测量中近似
PN
①定义②同用范围：评价对象③表达式：各物理量的含意。

①响度级②等响曲线③计权声级④等效连续A 声级⑤累计百分数声级。

二、环境噪声评价标准和法规
1、《中华人民共和国环境噪声污染防治法》1996年10月经第八届全国人民代表大会通过。

各类环境噪声的污染防治作出规定，并对违反规定的处罚及“三同时”制度。

请同学们认真阅读3.2.1以下的三段文字，了解该法规所作出的相应规定。

2、产品噪声标准
3、噪声排放标准——工业企业、个体作为研究对象
4、环境质量标准——工业企业，室内，城市区域环境作为研究对象
（一）GB3096-2008声环境质量标准：
（二）GB22337-2008社会生活环境噪声排放标准
（三）GB12348-2008工业企业长街环境噪声排放标准
（四）HJ/T2.4-2009环境影响评价技术导则声环境
等效连续A声级和噪声暴露率的计算方法：
在工业企业噪声测量中，计算等效声级可采用如下方法：
1、 一天工作以8小时计，T=480min.在某个测点，测出的声级按由小到大的顺序
排列，每5dB 为一段，共分8段，以其算术平均的中心声级表示，如：
78 79 80 81 82 以80dB 表示 78～82dB
85dB 表示 83～87dB
………… …………
低于78dB 的声级可以不予考虑，将一天个声级的持续时间（min)统计填入表3-13，则一天的等效连续声级可近似计算为：
48010lg 10802
)1(∑-+=n T n eq n L （dB ）
例：段数号 n x 3 5 Li 75dB 90dB 100dB Tn 2h 4h 2h 2、 噪声暴露率（D ）P61（引） ∑=+++=i i
i T C T C T C T C D 332211 例：1L 90dB 75dB 100dB
1C 4h x 2h
1T 8h x 1h
(噪声级每提高3dB,接触时间减半)
例：D=
15.21
284〉=+表明噪声暴露剂量已超过标准限值。