武理工噪聲控制工程講義04噪聲評價方法及標(biāo)準(zhǔn)

71~~~~~~~~~~~~~~~絲 ~~~~~~~~~~~~~~~絲 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~絲~~~~~~~~~~~~~~~絲4噪聲評價方法及標(biāo)準(zhǔn)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~絲本章提要噪聲對人的干擾與噪聲的物理性質(zhì)有很大關(guān)系，同時也取決于人的心理狀態(tài)和身體狀況。多年來人們?yōu)榱饲‘?dāng)?shù)卦u價噪聲的影響，對噪聲的評價指標(biāo)與方法進行了大量研究，以達(dá)到對噪聲的評價與主觀感覺相適應(yīng)的目的。目前環(huán)境噪聲評價主要有a聲級、等效a聲級、晝夜等效聲級、累積百分聲級、噪聲污染級、交通噪聲指數(shù)、噪聲評價數(shù)、感覺噪聲級、噪聲沖擊指數(shù)、更佳噪聲標(biāo)準(zhǔn)曲線等多種方法。本章介紹了環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)、健康保護和聽力保護標(biāo)準(zhǔn)、聲源噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)為評價環(huán)境噪聲提供依據(jù)。4.1人耳的聽覺特性4.1.1聲音的接受與人耳的功能人耳是人體感受聲音的器官。人耳由外耳、中耳、內(nèi)耳構(gòu)成，如圖4.1所示。聲音傳入人耳有兩種途徑：一種是氣傳導(dǎo)，聲波經(jīng)外耳、中耳，再傳入內(nèi)耳，一般來說，這是聲音傳播的主要途徑；另一種是骨傳導(dǎo)，聲波通過頭顱直接傳入內(nèi)耳。我們看到的耳朵是外耳，起收集聲波的作用，在外耳和中耳之間有一層薄膜，稱為鼓膜。聲波由耳道進入，使鼓膜產(chǎn)生相應(yīng)振動，鼓膜振動由一組聽骨通過卵形窗進入內(nèi)耳，刺激分布在基底膜上的聽覺神經(jīng)末梢并傳給大腦，于是我們就聽到72了聲音。圖4.1人耳的構(gòu)造人耳是非常靈敏的聲音感受器，世界上還沒有任何一種小的儀器能夠像人耳那樣靈敏精密。在內(nèi)耳的基底膜表面約分布有25000條主聽覺神經(jīng)末梢，對每一個頻率的聲音，基底膜上都有一個最大振動點。人耳的聽覺頻率范圍在20Hz~20kHz，低于20Hz的次聲人耳聽不到，但其強度足夠大時，能使人平衡失調(diào)，目眩作嘔，并產(chǎn)生恐慌。高于20kHz的超聲波，人耳也聽不到。人耳能經(jīng)受得起自然界較強的聲音，其聲壓達(dá)到10Pa3；可感覺到極小的聲壓，最小聲壓弱至10-5Pa。這樣微小的壓強，在1kHz左右，鼓膜上只產(chǎn)生數(shù)量級為10-9cm的位移，比氫分子直徑的1/10還小。小小的耳朵竟有如此驚異的機能，對人類來說真可謂得天獨厚。4.1.2人耳的聽覺特性與等響曲線人耳是一個極其靈敏的傳聲器，還可以起頻率分析器的作用，這種頻率分析器具有相當(dāng)大的選擇本領(lǐng)。例如，在有干擾的本底噪聲下，人耳可以從中分辨出某些特殊頻率的聲音。同窗四年，不用看面孔，聽聲音就可以分辨出是誰；細(xì)心的母親可以在嘈雜的聲音中聽出自己孩子的聲音；盲人憑借呼吸聲和腳步聲，也可以判別出所熟悉的朋友和親人。此外，人耳還具有判別響度等機能。人耳靈敏精密，應(yīng)該好好保護它，不能讓它遭受噪聲和其他因素的危害。聲音給人耳的感覺，主要是響的感覺。不同頻率的聲音，即使聲壓相同，人耳感覺的響度也不同。如空壓機與電鋸，同是100dB聲壓級的噪聲，聽起來電鋸聲要響得多，原因是空壓機輻射的是低頻聲，電鋸聲屬高頻聲。人耳主觀感覺的響度大小與聲壓級和頻率有關(guān)，人們仿照聲壓級的概念，引出一個與頻率有關(guān)的響度級，描述聲音在主觀感覺上的量，其單位是方(希臘字母phon，發(fā)聲的意思)。即選取頻率為1000Hz純音的聲壓級40dB為基準(zhǔn)聲音，調(diào)節(jié)1000Hz純73音的聲壓級，使大量受試者判斷，若某聲源噪聲聽起來與該純音一樣響，則該噪聲的響度級(方值)就等于這個純音的聲壓級(dB)值。例如，某風(fēng)機噪聲聽起來與聲壓級85dB、頻率1000Hz的基準(zhǔn)聲音同樣響，則該噪聲的響度級就是85方。響度級用LN表示，是表示聲音強弱的主觀量，它把聲壓級和頻率用一個單位統(tǒng)一起來。利用與基準(zhǔn)聲音比較的方法，可以得到整個可聽頻率范圍純音的響度級，即等響曲線，圖4.2等響曲線是魯賓遜和達(dá)遜通過測試所得的響度級與聲壓級和頻率的關(guān)系曲線。測試條件為：①聲源在被測試者頭頂上方；②聲波為自由平面波；③測量聲壓級時，被試者不在場；④用雙耳聽聞；⑤受試者為18~25歲的聽力正常者。這簇曲線已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(1s0)采用(見1s0/R226—1961)，故又叫1s0等響曲線。其每根曲線是相等響度的聲音對應(yīng)點的連線，它相當(dāng)于聲壓級不同、頻率不同，但響度級相同的聲音，圖中各等響曲線上的數(shù)字表示聲音的響度級(方值)，即和這個聲音同樣響的1000Hz純音的聲壓級。最下面的曲線是聽閾曲線，即人耳剛剛能聽到的聲音；上面120方曲線是痛閾曲線，在聽閾和痛閾之間是正常人耳能聽到的全部聲音，其聲壓相差106倍。4.2等響曲線從等響曲線可看出：對于60方響度級的聲音，1000Hz時的聲壓級是60dB，3000~4000Hz時的聲壓級是52dB，而100Hz的聲壓級為67dB，對30Hz的聲壓級就要提高到90dB才是60方。人耳對高頻聲特別是1000~5000Hz的聲音最745000Hz之間，人耳的聽覺很靈敏，這是語言的可懂度和欣賞音樂的聲頻范圍。為直觀了解，圖4.3列出了不同環(huán)境下的“方”值。圖4.3不同環(huán)境下的“方”值在1000Hz時，最小聲壓級為4dB就可被人耳聽到；而在63Hz時，聲壓級達(dá)到35dB才能被人耳聽到。當(dāng)聲壓級小、頻率低時，對某一聲音來說聲壓級(分貝值)和響度級(方值)的差別不大，如聲壓級40dB的50Hz的低頻聲是聽不見的，低于聽閾曲線，它的響度還不到0。而同樣40dB聲壓級的80Hz的低頻聲的響度級為20方，600Hz的中音為42方，1000Hz的高音為40方。人耳對低頻聲的靈敏度比高頻聲低可避免被低頻聲干擾。當(dāng)聲壓級高于100dB時，等響曲線逐漸拉平，說明當(dāng)聲音達(dá)到一定程度(高于100dB)，人耳已不易分辨出高低頻率的聲音，聲音的響度只決定于聲壓級，而與頻率關(guān)系不大。75響度級(方值)是一個相對量，有時需要用絕對量來表示人耳對聲音強弱的判斷，就引入響度單位—宋(由7one的譯音而來)，取40方(大約相當(dāng)于0.3m距離處耳語的響度)為1宋或稱為1響，請受試者判斷另一個聲音的響度為1宋的2倍、3倍或0.5倍、0.3倍等，記下其響度級，根據(jù)人耳判斷得出的數(shù)據(jù)作出響度級和響度的關(guān)系曲線如圖4.4，從圖中可看出當(dāng)響度級增加10方，響度宋值略增加1倍，而與起始無關(guān)。顯然響度宋值的標(biāo)度是表達(dá)一個聲音與另一聲音的響度比，是主觀評價聲音大小的量，它與人耳的聽覺成正比，對于每個方值(40方為1宋)，有相應(yīng)的一個宋值。大約每增加或減少10方，人們即感到響度增加或減少1倍，如50方為2宋，60方為4宋，70方為8宋。用響度表示聲音大小，既可利用自然數(shù)相加，又可定量地描述聲音的疊加和衰減量，直接得出聲響增加或降低的百分?jǐn)?shù)。如某聲源經(jīng)聲學(xué)處理后，響度級降低10方，相當(dāng)于響度減少了50%；響度級降低20方，則相當(dāng)于響度減少了75%，表示方法很直觀。響度計算反映了人耳對聲音強度的某種主觀屬性，按國際標(biāo)準(zhǔn)化組織1s0/R181—1959E的建議，在用響度級范圍內(nèi)(20-120方)，響度級LN和響度N之間存在下列關(guān)系：LN-40N=210或LN=40+33.2lgN(4.1)(4.2)式中N—響度(宋)；LN—響度級(方)。按照式(4.1)中響度(宋)和響度級(方)的對應(yīng)關(guān)系，可利用圖4.4進行換算。圖4.5為響度與響度級間對應(yīng)關(guān)系的列線。純音情況下的響度與頻譜連續(xù)的工廠噪聲復(fù)合音的總響度N總的計算有一定的差異。史蒂文斯(steven)根據(jù)大量的生理學(xué)試驗，并考慮掩蔽等聽覺效應(yīng)，對連續(xù)頻譜的噪聲提出用倍頻程聲壓級計算響度級的簡便方法。首先測出噪聲的倍頻程聲壓級，然后由圖4.6查出各頻程聲壓級相應(yīng)的頻程響度指數(shù)，再按式(4.3)計算復(fù)合音的總響度。表4.1所示為倍頻程中心頻率對應(yīng)的聲壓級和等響度指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。76圖圖4.4響度級和響度的關(guān)系曲線77圖4.5響度(宋)和響度級(方)間對應(yīng)關(guān)系的列線圖4.6等響度曲線指數(shù)表4.1倍頻程中心頻率對應(yīng)的聲壓級和等響度指數(shù)中心頻率(Hz)632505001000200040008000聲壓級(dB)4240475460586072等響度指數(shù)式中N總=Nm+F(ⅩNi-Nm)N總—總響度(宋)；(4.3)78Nm—頻帶響度指數(shù)中最大者；ⅩNi—所有頻帶的響度指數(shù)之和；F—系數(shù)，對倍頻程、1/2倍頻程、1/3倍頻程分析器分別為0.3、0.2、0.15。例如，用倍頻程分析器測量后查等響度指數(shù)，根據(jù)圖4.6的等響度曲線指數(shù)圖，倍頻程中心頻率對應(yīng)的聲壓級和等響度指數(shù)為：N總=Nm＋0.3(ⅩNi-Nm)=17.5十0.3x(21.8)4.2噪聲的評價量和評價方法4.2.1A聲級A聲級即A計權(quán)聲級，它能較好地反映人耳對噪聲強度與頻率的主觀感覺，因此，對一個連續(xù)的穩(wěn)態(tài)噪聲是一種較好的評價方法。用A聲級評價噪聲對人的危害已得到滿意結(jié)果，A聲級已成為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和絕大多數(shù)國家用作評價噪聲的主要指標(biāo)。4.2.2等效A聲級噪聲常常是間歇性的，或強度隨時間起伏，對這種非穩(wěn)態(tài)噪聲，用A聲級進行評價是不合適的。如交通噪聲隨車輛流量和種類而變化；一臺機器工作時某聲級穩(wěn)定，但它是間歇工作，與另一臺聲級相同、連續(xù)工作的機器對人的影響就不一樣。因此，人們用等效A聲級代替A聲級評價非穩(wěn)態(tài)噪聲。等效A聲級是對在某個規(guī)定時段內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)噪聲的A聲級，用能量平均的方法，以一個連續(xù)不變的A聲級來表示該時段內(nèi)噪聲的聲級。由于環(huán)境噪聲測量都用A聲級，所以等效A聲級可簡單稱為等效聲級，用符號Leq表示。在規(guī)定的時間7內(nèi)，設(shè)A聲級為LAi，持續(xù)時間為4i，按定義等效A聲級為：式中nin(4.4)79當(dāng)測量是采樣測量，采樣的時間間隔都是t時，上式可表示為：Leq=Leq=l0lg(l00.lLAi)=l0lg(l00.lLAi)n=l0lg(=l0lg(Ⅹl00.lLAi)-l0lgn(4.5)i=l在工業(yè)噪聲測量中，計算等效聲級可采用如下方法。以一天工作8h計，T=480min。在某個測點，測出的聲級按由小到大的順序排列，每5dB(A)為一擋，每擋的聲級為80、85、90、…，80dB(A)表示78~82dB(A)，85dB(A)表示83~87dB(A)。低于78dB(A)不予考慮。將一天各聲級的持續(xù)時間(min)統(tǒng)計填入表4.2。擋次(n)l23456中心聲級(dB(A))9095l00l05持續(xù)時間(min)tlt2tt3tt4tt5tt6t一天的等效聲級可近似計算為：Leq=80+l0lg[Ⅹ(l0tn)]-l0lg480n=53.2+l0lg[Ⅹ(l0tn)]n(4.6)【例4.1】某工人一天工作8h，接受噪聲情況如下：每小時4次暴露于l02dB(A)，每次6min；暴露于l06dB(A)l次，持續(xù)時間lmin，其余時間僅受背景噪聲79dB(A)影響。求該工人一天接觸噪聲的等效聲級。【解】l02dB(A)歸5擋：l00dB(A)，得：n=5，t5=6x4x8=l92l06dB(A)歸6擋：l05dB(A)，得：n=6，t6=lx8=879dB(A)歸l擋：80dB(A)，得：n=l，tl=480-l92-8=280所以Leq=53.2+l0lg(l0x280+l0xl92+l0x8)=53.2+l0lg(2.2xl04)=96.7dB(A)4.2.3晝夜等效聲級晝夜等效聲級用來評價區(qū)域環(huán)境噪聲，表示一晝夜(24h)噪聲的等效作用。晝間一般指6h至22h，夜間指22h至次日6h。若晝間等效聲級為Ld，夜間等效聲級為Ln，則定義晝夜等效聲級Ldn為：Ldn=l0lg[](4.7)晝間和夜間的時間，可依地區(qū)和季節(jié)不同而變更。為了表明夜間噪聲對人的干擾更大，故計算夜間等效聲級時應(yīng)加l0dB的計權(quán)，與我國制訂的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)同類區(qū)域晝間比夜間高l0dB(A)相一致。美國環(huán)境保護局已利用晝夜等效聲級Ldn作為在整個特定時間公共噪聲暴露的單一數(shù)值量度。4.2.4累積百分聲級(統(tǒng)計聲級)在評價區(qū)域環(huán)境噪聲和交通噪聲時，常用累積百分聲級。在現(xiàn)實生活中，許多環(huán)境噪聲屬于非穩(wěn)態(tài)噪聲。對這類噪聲前面已述，可用等效聲級Leq表達(dá)，但對噪聲隨機的起伏程度卻沒有表達(dá)出來，應(yīng)使用統(tǒng)計方法，按噪聲級出現(xiàn)的時間概率或累積概率表示。目前，主要采用累積概率的統(tǒng)計方法，也就是用累積百分聲級Lx表示。累積百分聲級也稱統(tǒng)計聲級。Lx是表示x%的測量時間內(nèi)所超過的噪聲級。在取樣時間內(nèi)共取得l00個或200個數(shù)據(jù)(瞬時A聲級)，由大到小排列。如Ll0=70dB(A)，表示在整個測量時間內(nèi)有l(wèi)0%的時間的噪聲級超過70dB(A)，其余90%的時間噪聲級低于70dB(A)；同理，L50=60dB(A)，表示有50%的時間噪聲級低于60dB(A)；L90=50dB(A)，表示有90%的時間噪聲級超過50dB(A)，只有l(wèi)0%的時間噪聲級低于50dB(A)。因此，L90相當(dāng)于本底噪聲級，L50相當(dāng)于中值噪聲級，Ll0相當(dāng)于平均峰值噪聲級。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計方法，用累積百分聲級求出標(biāo)準(zhǔn)偏差r。在規(guī)定的時間內(nèi)，共采樣n個，則標(biāo)準(zhǔn)偏差為：nr=^(LA-LAi)2n式中A為n個聲級的算術(shù)平均值，即nLA=LAi(4.8)(4.9)城市交通干線噪聲一般遵從正態(tài)分布，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差可簡單取近似值為：r=(Ll6-L84)這種情況下的等效聲級可近似計算為： (Ll0-L90)2Leq=L50+60(4.l0)(4.ll)等效聲級、累積百分聲級和標(biāo)準(zhǔn)偏差都是區(qū)域環(huán)境噪聲和交通干線噪聲的評價量。等效聲級是評價值，累積百分聲級和標(biāo)準(zhǔn)偏差反映噪聲起伏的情況。4.2.5噪聲污染級噪聲污染級用來評價噪聲對人體的影響，它用等效聲級和標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，綜合了能量平均值和變動特性兩者的影響。標(biāo)準(zhǔn)偏差愈大，表示噪聲離散程度愈大，即噪聲起伏愈大。噪聲污染級用符號LNP表示，表達(dá)式為：LNP=Leq+kg(4.12)式中Leq—指定的測量時間內(nèi)A計權(quán)聲級的等能量聲級值；g—聲級的標(biāo)準(zhǔn)偏差；k—常數(shù)，經(jīng)測量和對噪聲主觀反應(yīng)的調(diào)查和研究，得出k=2.56。式(4.12)中的Leq主要取決于干擾噪聲的強度，已經(jīng)計入了出現(xiàn)的各個噪聲在總的噪聲暴露時間中所占的分量。kg取決于干擾噪聲事件的相繼時間，對于起伏較大的噪聲，在平均能量中難以反映，計入kg后，能反映起伏越大的噪聲，對噪聲污染級的影響就越大，更增加對人的干擾。計算噪聲污染級應(yīng)選在對人的活動和噪聲事件的發(fā)生比較合理的一段時間內(nèi)。如白天和夜間，人的活動和噪聲事件的發(fā)生顯然不一樣，因此噪聲污染級要分開計算。噪聲污染級在合乎正態(tài)分布的條件下，可用等效聲級或累積百分聲級表示：LNP=Leq+L10-L90LNP≈L50+d+(4.13)(4.14)式中d=L10-L90。噪聲污染級適用于許多公共噪聲的評價，如適用于評價航空或道路交通噪聲，它與噪聲暴露的物理測量比較，一致性很好。但是，迄今為止，還沒有見到進一步說明噪聲污染級與人們對噪聲主觀反應(yīng)相關(guān)程度的其他試驗數(shù)據(jù)。LNP在美國住房和城市規(guī)劃部門已作為一項室外和室內(nèi)環(huán)境噪聲測量的允許指標(biāo)。如對于現(xiàn)有收聽無線電和電視的房間，LNP宜在50-60dB(A)范圍內(nèi)，對于臥室的LNP宜控制在40-65dB(A)。對于新建住宅區(qū)的室外環(huán)境的LNP，如dB(A)，一般可以接受；小于62dB(A)時，才明顯地認(rèn)為可以接受。4.2.6交通噪聲指數(shù)起伏噪聲比穩(wěn)態(tài)噪聲對人們的干擾更大，評價這類噪聲應(yīng)考慮這一因素。交通噪聲指數(shù)是用統(tǒng)計聲級評價機動車輛對周圍環(huán)境的干擾程度。交通噪聲指數(shù)的測量是在24h周期內(nèi)進行大量的室外A計權(quán)聲壓級取樣，取樣時間不連續(xù)，將這些取樣聲級(如100個或200個)從大到小排列，求得累積百分聲級L10和L90。對交通噪聲指數(shù)TN1和L10和L90的計權(quán)組合規(guī)定如下：TN1=4(L10-L90)+L90-30(4.15)式中4(L10-L90)—“噪聲氣候”的范圍和說明噪聲的起伏變化程度；L90—本底噪聲；30—使數(shù)據(jù)方便加入的修正值。TN1是根據(jù)交通噪聲特征經(jīng)大量測量和調(diào)查得出，僅適用于機動車輛噪聲對周圍環(huán)境的干擾評價，只限于交通車輛較多的地段和時間。如在車輛來往繁忙的道路上測得：L90=70dB(A)，L10=84dB(A)，其TN1=96dB(A)；對于車流量很少的道路，L10一般不會降低，可能仍為84dB(A)，而L90會大為降低，可以假定為55dB(A)，其TN1=141dB(A)，超過前者過大，顯然不合理，原因是噪聲漲落較大。4.2.7噪聲評價數(shù)A聲級作為評價噪聲的主要指標(biāo)，缺點是A聲級只是單一的數(shù)值，雖綜合了噪聲所有的頻率成分，但不能準(zhǔn)確反映頻率特性。完全不同的頻譜，可能有相同的A聲級。如圖4.7所示，曲線1A計權(quán)聲級為96.7dB，曲線2A計權(quán)聲級為96.6dB，兩種噪聲僅相差0.1dB，但具有不同的頻譜。根據(jù)人耳對各頻率響應(yīng)的特點，同時考慮噪聲的強度和頻率兩個主要因素，可用噪聲評價數(shù)進行評價。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織于1961年公布了一簇噪聲評價曲線(NR曲線)，如圖4.8所示。該曲線簇考慮了高頻噪聲比低頻噪聲對人有更大干擾?？蓮浹aA聲級反映頻率特性的不足。該曲線簇由一組NR值從0到130，以5為單位的曲線組成，它的噪聲級范圍是0-130dB，頻率范圍是31.5-8000Hz內(nèi)9個倍頻程。每條曲線有一個NR值，等于該曲線與1000Hz相并處的聲壓級。不同頻率的，但在同一條曲線上的聲音對人有相同的干擾。圖4.7具有相同A聲級的兩個不同聲音頻譜圖4.8噪聲評價曲線簇表4.3所示為噪聲評價曲線修正值，表示對不同NR值的評價曲線，以1000Hz為比較標(biāo)準(zhǔn)時，各頻帶聲壓級容許提高或降低的值。表4.3噪聲評價曲線修正值評價曲線NR倍頻程聲壓級修正值(dB)31.5632505002000400080000552255532145220450204204942547446294442894L續(xù)表4.3評價曲線NR倍頻程聲壓級修正值(dB)31.56325050020004000800040422794-3-5-745412693-3-5-7502583-3-5-6552483-3-5-6602383-3-5-6652273-3-5-6702173-3-5-6752073-3-5-662-3-4-62862-3-4-6902752-3-4-6952552-3-4-623952-3-4-522852-2-4-520852-2-4-5742-2-4-5741-2-4-5用噪聲評價數(shù)評價噪聲，是要求出該噪聲的噪聲評價數(shù)NR。若噪聲的頻譜已知，可由噪聲評價曲線查得各頻帶相應(yīng)的NR，其中最大者即為該噪聲評價數(shù)NR。由已知的倍頻帶聲壓級，相應(yīng)的NR為：NR=式中Lp—倍頻聲壓級；a、b—常數(shù)，其值見表4.4。 (Lp-a)b(4.16)必須指出，噪聲評價數(shù)一般用來評價穩(wěn)態(tài)聲場噪聲，在噪聲控制工程設(shè)計中用作參考量。建議的NR環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)：臥室，20~30dB；辦公室，30~40dB；教室，40~50dB；工廠，60~70dB。為保護聽力，NR=85dB是允許的最大噪聲評價數(shù)，NR低于45dB，人們才感覺適宜。表4.4a、b數(shù)值表倍頻帶中心頻率(Hz)6335.50.79022.00.8702500.9305004.80.97410000.02000-3.54000-6.18000-8.0【例4.2】設(shè)一室內(nèi)噪聲倍頻程頻譜如圖4.9所示，若對該室要求NR不超過65dB，問該室內(nèi)噪聲是否需要治理？【解】先計算各頻帶的噪聲評價數(shù)NR：63Hz：NR=(70-35.5)/0.790=44(取整數(shù)部分，下同)125Hz：NR=(65-22)/0.870=49250Hz：NR=(75-12)/0.930=68500Hz：NR=(63-4.8)/0.974=602000Hz：NR=(67+3.5)/1.015=694000Hz：NR=(67+6.1)/1.025=718000Hz：NR=(55+8.0)/1.030=61圖4.9例4.2中的噪聲頻譜圖由于1000Hz的聲壓級為61dB，故NR=61dB。由計算可以看出，在250Hz、2000Hz、4000Hz三個頻帶的NR都超過了65dB，未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。該噪聲的噪聲評價數(shù)為71dB，即各頻帶聲壓級相應(yīng)的NR中最大者。結(jié)論：應(yīng)對該室的噪聲進行治理，使上述三個倍頻帶的聲壓降低。讀者可自行計算各中心頻率最小的降噪量應(yīng)是多少分貝。4.2.8感覺噪聲級確定噪聲對人的干擾程度比確定響度復(fù)雜，因為這里包含了心理因素的影響。如一般認(rèn)為高頻噪聲比同樣響的低頻噪聲更吵鬧；強度隨時間激烈變化的噪聲比強度相對穩(wěn)定的同一聲音覺得更吵鬧；聲源位置觀察不到的聲音比位置確定的噪聲更吵鬧；噪聲的干擾又與一天中噪聲出現(xiàn)的時間和人的活動有關(guān)；兩個聲強相同的聲音，其中一個包含純音或聲能集中在窄頻帶內(nèi)，則該聲音比另一個更令人煩惱?？死锩摽紤]了這些因素的一部分，提出了等感覺噪度曲線(如圖4.10所示)。由這些曲線可以確定感覺噪度與聲壓級、頻帶的關(guān)系。圖4.10等感覺噪度曲線感覺噪度的單位是吶，類似響度的單位為宋，一個感覺噪度為3吶的聲音與一個比1吶響3倍的聲音一樣吵鬧。感覺噪度的定義：中心頻率為1000Hz的倍頻帶，聲壓級為40dB，規(guī)定其感覺噪度為1吶。和響度級類似，人們提出感覺噪聲級這一評價方法：某一噪聲的感覺噪聲級在“吵鬧”上與該聲音相同的是中心頻率為1000Hz的窄帶噪聲的聲壓級，它是基于感覺的“煩惱”而不是基于“響度”的主觀分析。感覺噪聲級LPN每增加10dB，感覺噪度加倍。由于噪聲總有相當(dāng)寬的頻帶，在計算其總噪度時，要用類似復(fù)合音響度的方法。具體講，就是由等感覺噪度曲線查出頻帶聲壓級的感覺噪度Ni，然后求總感覺噪度N。對于倍頻程n對于1/3倍頻n式中Ni—第i個頻帶聲壓級相應(yīng)的感覺噪度；Nm—Ni中的最大者。感覺噪聲級和總感覺噪度的關(guān)系是：或N=2(LPN_40)/10(4.17)(4.18)(4.19)(4.20)將式(4.19)、式(4.20)分別與式(4.2)、(4.1)比較，可以看出計算響度的宋與感覺噪度的吶類似，響度級的方與感覺噪聲級的分貝相似。感覺噪度與感覺吵鬧度成線性關(guān)系。通常感覺噪聲級較感覺噪度使用更廣。感覺噪聲級主要用于航空噪聲的評價，也可推廣到家庭設(shè)備噪聲、公共噪聲和對聽覺危害的噪聲的評價?！纠?.3】測得某噪聲1/3倍頻程頻譜如表4.5所示，求該噪聲的感覺噪聲級。中心頻率(Hz)頻帶聲壓級(dB)中心頻率(Hz)頻帶聲壓級(dB)中心頻率(Hz)頻帶聲壓級(dB)5087.531579.5200072.06386.040079.5250070.583.050081.0315069.783.063082.2400068.381.0080.2500068.680.0100076.7630067.520084.7125077.0800067.825083.5160077.51000068.1【解】由等感覺噪度曲線(或由有關(guān)資料查閱感覺噪度表)查得從50Hz到1000Hz范圍內(nèi)與各自的聲壓級相應(yīng)的感覺噪度分別是：10.6，11.3，9.3，12.1，，為82.2dB)，按1/3倍頻程求總感覺噪度，總感覺噪度Ⅳ為：幾幾所以Ⅳ=0.85×18.7＋0.15×335.87(吶)LPN=33.3lgⅣ＋40=33.3lg66.27＋404.2.9噪聲沖擊指數(shù)合理評價噪聲對環(huán)境的影響，除噪聲級的分布外，還應(yīng)考慮受某一聲級影響的人口數(shù)，即人口密度這一因素。人口密度越高，噪聲影響越大。噪聲對人和社會環(huán)境的影響(包括短期和長期)可以用噪聲沖擊的總計權(quán)人口數(shù)(TwP)描述：TwP=ⅩWiPi式中Pi為全年或某段時間內(nèi)受第i等級范圍內(nèi)(如60-65dB(A))晝夜等效聲級影響的人口數(shù)；Wi為該等級的計權(quán)因子，如表4.6所示。由于不同國家或地區(qū)的生活習(xí)慣和環(huán)境的差異，各等級的計權(quán)值可能不同。從式(4.21)可以看出高噪聲級對少數(shù)人的沖擊可等量于低噪聲級對多數(shù)人的沖擊。將式(4.21)的噪聲沖擊除以暴露在該環(huán)境噪聲下的總?cè)藬?shù)ⅩPi，即iNⅡ=(4.22)式中NⅡ稱為噪聲沖擊指數(shù)，也就是平均每人受到的沖擊量。NⅡ可用作對聲環(huán)境質(zhì)量的評價和不同環(huán)境的相互比較，以及供城市規(guī)劃布局(4.21)表4.6不同Ldn范圍的Wi值Ldn范圍(dB(A))iWi35-400.0140-450.0245-500.0550-550.0955-600.1860-650.3265-700.5470-750.8375-8080-8585-902.31PNC曲線空間類型(和聲學(xué)上的要求)PNC曲線中考慮噪聲對環(huán)境的影響，并作出選擇。4.2.10更佳噪聲標(biāo)準(zhǔn)曲線更佳噪聲標(biāo)準(zhǔn)曲線以語言干擾級和響度級為基礎(chǔ)，可作為評價各類室內(nèi)噪聲環(huán)境的方法。語言干擾級是600Hz至4800Hz之間3個倍頻帶聲壓級的算術(shù)平均值，被經(jīng)過修正為500Hz、1000Hz和2000Hz的3個倍頻帶中心頻率聲壓級的平均值取代，稱更佳語言干擾級。實踐證明，NC曲線有不足之處，于是對這些曲線作了修正，提出新的更佳噪聲標(biāo)準(zhǔn)(PNC)曲線，如圖4.11所示。圖4.11PNC曲線這些曲線不但適用于對室內(nèi)活動場所穩(wěn)態(tài)環(huán)境噪聲的評價，也可用于設(shè)計以噪聲控制為主要目的場合。PNC曲線的使用方法：對實際存在的或建筑設(shè)計中出現(xiàn)的環(huán)境噪聲，取頻率從31.5Hz至8000Hz范圍內(nèi)共8個倍頻帶的聲壓級，由PNC曲線分別得到對應(yīng)的PNC號數(shù)，其中最大的號數(shù)即為該環(huán)境噪聲的評價值。如PNC.35表示這一環(huán)境噪聲或建筑設(shè)計中噪聲將達(dá)到PNC.35標(biāo)準(zhǔn)。表4.7給出不同環(huán)境推薦的PNC曲線推薦值。表4.7各類環(huán)境的PNC曲線推薦值0音樂廳、歌劇院(能聽到微弱的音樂聲)~20播音室、錄音室(使用時遠(yuǎn)離傳聲器)~20大型觀眾廳、大劇院(優(yōu)良的聽聞條件)不超過20續(xù)表4.7空間類型(和聲學(xué)上的要求)PNC曲線廣播、電視和錄音室(使用時靠近傳聲器)不超過25小型音樂廳、劇院、音樂排練廳、大會堂和會議室(具有良好的聽聞效果)；行政辦公室和50人的會議室(不用擴音設(shè)備)不超過35臥室、宿舍、醫(yī)院、住宅、公寓、旅館、公路旅館等(適宜睡眠、休息、休養(yǎng))25~40單人辦公室、小會議室、教室、圖書館等(具有良好聽聞條件)30~40起居室和住宅中類似的房間(作為交談或聽收音機和電視)30~40大的辦公室、接待區(qū)域；商店、食堂、飯店等(對于要求比較好的聽聞條件)35~45休息(接待)室、實驗室、制圖室、普通秘書室(有清晰的聽聞條件)40~50維修車間、辦公室和計算機設(shè)備室、廚房和洗衣店(中等清晰的聽聞條件)；車間、汽車庫、發(fā)電廠控制室等(能比較滿意地聽語言和電話通訊)50~604.3噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)城市環(huán)境噪聲不但影響人的身心健康，也干擾人們工作、學(xué)習(xí)和休息，使正常的工作生活環(huán)境受到破壞。噪聲對人的影響不但與噪聲的物理特征(如聲強、頻率、噪聲持續(xù)時間等)有關(guān)，還與噪聲暴露時間、個體差異等因素有關(guān)。因此必須對環(huán)境噪聲加以控制，但控制到什么程度是一個復(fù)雜問題，要考慮聽力保護，對人體健康的影響，以及人們對噪聲的煩惱，又要考慮目前的經(jīng)濟、技術(shù)條件。為此，要對不同場所和不同時間的噪聲暴露加以限制，這一限制值就是噪聲標(biāo)準(zhǔn)。噪聲標(biāo)準(zhǔn)是指在不同情況下所容許的最高噪聲聲壓級。通過噪聲標(biāo)準(zhǔn)可以對噪聲進行行政管理，并在技術(shù)上為控制噪聲污染提供依據(jù)。我國和其他各國相繼頒布了一系列噪聲標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)可概括為三類：第一類是環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)；第二類是保護職工身體健康(主要是保護聽力)的勞動衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；第三類是聲源噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)。類別晝間夜間14.3.1環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)為了提供滿意的聲學(xué)環(huán)境，保證人們正常工作、學(xué)習(xí)和休息，世界各國都頒布了一系列環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)。各國的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)不完全相同，同一國家也因各地區(qū)情況不同而有差別。標(biāo)準(zhǔn)的方式有的按地區(qū)性質(zhì)，如工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)等分類制定允許聲級；有的根據(jù)房間用途規(guī)定容許聲級，并對不同時間如白天和夜間、夏天和冬天，以及不同的噪聲特性修正。1971年，國際標(biāo)準(zhǔn)組織提出的環(huán)境噪聲容許標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：住宅區(qū)室外環(huán)境噪聲的容許聲級為35~45dB(A)，對不同的時間，按表4.8修正，對于不同的地區(qū)，按表4.9修正。對于非住宅區(qū)的室內(nèi)噪聲容許標(biāo)準(zhǔn)見表4.10。表4.8不同時間的聲級修正值時間修正值(dB(A))白天晚上深夜0-5-10~-15表4.9不同地區(qū)聲級修正值地區(qū)修正值(dB(A))農(nóng)村住宅，醫(yī)療地區(qū)郊區(qū)住宅，小馬路市區(qū)住宅附近有工廠，或沿主要大街城市中心工業(yè)地區(qū)0表4.10非住宅區(qū)的室內(nèi)噪聲容許標(biāo)準(zhǔn)場所容許噪聲(dB(A))辦公室，會議室等餐廳，帶打字機的辦公室，體育館大的打字室車間(根據(jù)不同用途)455045~75我國在1982年頒布了《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(試行)，在試行的基礎(chǔ)上，1993年頒布了《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096—93)。在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定城市5類區(qū)域的環(huán)境噪聲最高限值(鄉(xiāng)村生活區(qū)可參照這一標(biāo)準(zhǔn))，見表4.11所示。表4.11城市5類環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)20123450556065704045505555各類標(biāo)準(zhǔn)的使用區(qū)域如下：0類標(biāo)準(zhǔn)適用于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域，若此區(qū)域位于城郊和鄉(xiāng)村，則此標(biāo)準(zhǔn)分別按降低5dB執(zhí)行。1類標(biāo)準(zhǔn)適用于以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域。鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照執(zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)。2類標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)。3類標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū)。4類標(biāo)準(zhǔn)適用于城市中的交通干線道路的兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的內(nèi)河航道的兩側(cè)區(qū)域。穿越城區(qū)的鐵路主、次干線的兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲(指不通過列車時的噪聲水平)限值也執(zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)。另外夜間突發(fā)噪聲，其最大值不準(zhǔn)超過標(biāo)準(zhǔn)值15dB。對于工業(yè)企業(yè)，《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)值》(GB12348—90)，規(guī)定了工廠及有可能造成噪聲污染的企事業(yè)單位的噪聲標(biāo)準(zhǔn)值。各類廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)值見表4.12。表4.12廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)值等效聲級(dB(A))類別晝間夜間I5545Ⅱ6050Ⅲ6555N7055各類別標(biāo)準(zhǔn)值適用范圍規(guī)定：I類標(biāo)準(zhǔn)適用于以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域。Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)及商業(yè)中心區(qū)。Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū)。N類標(biāo)準(zhǔn)適用于城市中的交通干線道路兩側(cè)區(qū)域。另外，對于夜間頻繁突發(fā)的噪聲(如排氣噪聲)，其峰值不超過標(biāo)準(zhǔn)值10dB；夜間偶然突發(fā)的噪聲(如短促鳴笛聲)，其峰值不準(zhǔn)超過標(biāo)準(zhǔn)值15dB。3《建筑施工場界噪聲限值》(CB12523—90)，規(guī)定了城市建筑施工期間施工場地不同施工階段的作業(yè)噪聲限值，見表4.13所示。表4.13的適用范圍：城市建筑施工期間施工場地產(chǎn)生的噪聲。表中所列噪聲值是指與敏感區(qū)域相應(yīng)的建筑施工場地邊界線處的限值，如有幾個施工階段同時進行，以高噪聲階段的限值為準(zhǔn)。表4.13建筑施工場界噪聲限值等效聲級(dB(A))施工階段主要噪聲源噪聲限值晝間夜間土石方推土機、挖掘機、裝載機等7555打樁各種打樁機禁止施工結(jié)構(gòu)混凝土攪拌振搗棒、電鋸等7055裝修吊車、升降機等65554.3.2健康保護和聽力保護標(biāo)準(zhǔn)大量實驗和調(diào)查表明，在80dB和85dB的噪聲環(huán)境中長期工作，有人因噪聲產(chǎn)生耳聾。理想的健康和聽力保護標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為70dB，在考慮實際標(biāo)準(zhǔn)時，要兼顧大多數(shù)人不受噪聲的危害和經(jīng)濟上的合理性。世界大多數(shù)國家采用的標(biāo)準(zhǔn)是每天接觸8h或每周接觸40h噪聲級為90dB，少數(shù)國家采用85dB。人在噪聲環(huán)境中接觸時間減半，噪聲級可提高3-5dB。我國頒布的《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)車間和作業(yè)場所的噪聲標(biāo)準(zhǔn)為85dB，現(xiàn)有企業(yè)經(jīng)過努力暫時達(dá)不到該標(biāo)準(zhǔn)時，可放寬到90dB。不同接觸時間的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)見表4.14和表4.15。表4.14工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)每個工作日接觸噪聲的時間(h)8421允許噪聲(dB(A))9194最高不得超過115表4.15現(xiàn)有企業(yè)暫時達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的參考值每個工作日接觸噪聲的時間(h)8421允許噪聲(dB(A))90939699最高不得超過115國際標(biāo)準(zhǔn)化組織在其推薦的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，為了保護聽力，按每周40h工作時間，容許噪聲標(biāo)準(zhǔn)為90dB，噪聲級每提高3dB，噪聲接觸時間減半。在任何情況4下，噪聲都不應(yīng)超過保護聽力的極限聲級115dB。對于非穩(wěn)態(tài)噪聲的工作環(huán)境或工作位置流動的情況，根據(jù)監(jiān)測規(guī)范的要求，應(yīng)測量等效連續(xù)聲級，或測量不同的A聲級和相應(yīng)的暴露時間，計算等效連續(xù)A聲級可按式(4.4)計算。噪聲暴露率的計算是將暴露聲級的時數(shù)除以暴露聲級的允許工作時數(shù)，該暴露在Li聲級的時數(shù)為Ci、Li，允許暴露時數(shù)為Ti(可由表4.14和表4.15查出)，則按每天8h工作可算出噪聲暴露率D。D=＋＋＋…=(4.23)如果D>1，表明8h工作的噪聲暴露劑量超過允許標(biāo)準(zhǔn)；如果D<1，表明8h工作的噪聲暴露劑量低于