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文檔簡介
第二章噪聲評價(jià)與噪聲標(biāo)準(zhǔn)
噪聲評價(jià)主觀評價(jià)客觀評價(jià)聲壓級人耳特征(*)
聲強(qiáng)級人體健康心理情緒統(tǒng)計(jì)聲級(*)專項(xiàng)評價(jià)響度、響度級計(jì)權(quán)聲級(ABCD)噪度、感覺噪度噪聲污染級噪聲劑量、噪聲評價(jià)數(shù)(NR)室內(nèi)活動語言干擾級、噪聲掩蔽等效連續(xù)A聲級累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級交通噪聲指數(shù)第一節(jié)響度級與響度本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn):
1。響度級與等響曲線;
2。響度;
3。響度指數(shù)與斯蒂文斯(Stevens)響度一、響度級與等效曲線1.響度級概念
主觀現(xiàn)象:同是80dB/100Hz和80dB/1000Hz聲音聽起來不一樣響
對于單一頻率的純音,與1000Hz的純音進(jìn)行比較,當(dāng)兩者聽起來一樣響時(shí),那么1000Hz的純音的聲級(分貝數(shù)值)即為與之比較的純音的響度級。響度級:用LN表示,單位:方(phon)一、響度級與等效曲線2.等響曲線
以頻率為橫坐標(biāo),聲級為縱坐標(biāo),將該坐標(biāo)系中不同頻率不同聲級而響度相同的各點(diǎn)連接起來,形成一系列曲線,稱為等響曲線。
說明:
(1)1956年D.W.魯賓森和R.S.達(dá)德森測得的等響曲線,1961年被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)所接受(ISO/R226-1961)。(2)2000年后,重新繪制了更傾向于亞洲人的等響曲線。但尚未得到推廣。
聲強(qiáng)級頻率等響曲線一、響度級與等效曲線等響曲線說明:
a.人耳最敏感的聲音為1000Hz~4000Hz,尤其是3000Hz~4000Hz;人耳對低頻和高頻聲音不敏感。
b.最早,人們認(rèn)為1000Hz、2×10-5Pa是人所能聽到的最小聲音,即聽閾聲壓,并將其作為參考聲壓,其響度級為0方。后經(jīng)準(zhǔn)確測量和人群統(tǒng)計(jì)平均,確定人耳所能聽到的聲音不是0方,而是4.2方,所以人耳聽閾為4.2方(見首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)張沛商、姜亢《噪聲控制工程》)。這一點(diǎn)與等響曲線圖是一致的。相反,洪宗輝《環(huán)境噪聲控制工程》P39有錯(cuò)誤。
c.是否因上述錯(cuò)誤變更基準(zhǔn)參考聲壓?不必,基準(zhǔn)參考聲壓仍為2×10-5Pa,只要改正聽閾就行了。二、響度問題:響度級解決了人耳對不同頻率聲音感受程度問題,但沒有解決人耳聲音感受強(qiáng)弱的“倍數(shù)關(guān)系”問題,為此,引入“響度”。
響度定義:
40方的聲音其響度為1宋(sone),響度級每增加10方(phon),響度增加1倍。響度用N表示,與響度級關(guān)系:
128宋40方30方20方10方0方50方60方70方80方90方100方110方120方256宋2宋32宋64宋1宋8宋16宋4宋1/4宋1/2宋1/16宋1/8宋響度級與響度關(guān)系三、響度指數(shù)與斯蒂文斯(Stevens)響度問題:響度級和響度解決了人耳對單頻率純音的強(qiáng)弱感受問題,對連續(xù)聲譜的人耳感受如何解決?1.響度指數(shù)
1967年,Stevens為解決上述問題提出響度指數(shù)概念。所謂響度指數(shù)就是倍頻程的響度,單位:宋sone。
Stevens等響度指數(shù)曲線:以倍頻程中心頻率為縱坐標(biāo),聲級為縱坐標(biāo),把頻程中心頻率不同、聲級不同但響度指數(shù)相同的點(diǎn)用折線連接起來,形成一系列折線,稱為Stevens等響度指數(shù)曲線。1kHz倍頻程當(dāng)聲級為70dB時(shí),該頻程的的斯蒂文斯響度指數(shù)為8宋;2kHz倍頻程當(dāng)聲級為80dB時(shí),該頻程的斯蒂文斯響度指數(shù)約為17宋。2.斯蒂文斯(Stevens)響度所解決的問題:
在考慮各個(gè)頻程相互屏蔽的基礎(chǔ)上,將各個(gè)頻程的響度指數(shù)疊加為一個(gè)等效響度。S——斯蒂文斯(Stevens)響度(單位:宋)Sm——各頻程中最大響度指數(shù)Si——各頻程響度指數(shù)F——由倍頻程帶寬決定的修正因子
1/1倍頻程:F=0.301/2倍頻程:F=0.201/3倍頻程:F=0.15計(jì)算公式:2.斯蒂文斯(Stevens)響度例題:測得某聲音的倍頻程頻譜如下表:
①繪倍頻程頻譜圖;②計(jì)算該聲音斯蒂文斯響度;③計(jì)算響度級。
解:①略②查Stevens等響度指數(shù)曲線,得各個(gè)頻帶得響度指數(shù)如下:中心頻(Hz)631252505001k2k4k8k聲級(dB)76817871757681591/1倍頻程,修正因子F=0.3;
Sm=25sone中心頻(Hz)631252505001k2k4k8k響度指數(shù)(sone)5101081215258③響度級第二節(jié)A、B、C、D計(jì)權(quán)聲級一、計(jì)權(quán)聲級概述
1.計(jì)權(quán)聲級概念
對倍頻程頻譜,考慮人耳對不同頻率聲音敏感程度不同,分別對各個(gè)頻程聲級進(jìn)行修正,并按聲級加法將各頻程修正后聲級疊加,稱計(jì)權(quán)聲級。計(jì)權(quán)聲級更符合人耳聽覺習(xí)慣。國際電工委員會提出四種計(jì)權(quán)聲級:
A計(jì)權(quán)聲級——按40方等響曲線倒置修正
B計(jì)權(quán)聲級——按70方等響曲線倒置修正
C計(jì)權(quán)聲級——按100方等響曲線倒置修正
D計(jì)權(quán)聲級——航空噪聲計(jì)權(quán)測量聲強(qiáng)級頻率二、A計(jì)權(quán)聲級1.A計(jì)權(quán)聲級修正值計(jì)權(quán)修正值曲線近似于響度級為40方等響曲線的倒置(以40dB水平線為軸).-26.2dB63Hz二、A計(jì)權(quán)聲級(續(xù))A計(jì)權(quán)修正值中心頻率f0(Hz)修正值(dB)中心頻率f0(Hz)修正值(dB)31.5-39.41000063-26.220001.2125-16.140001.0250-8.68000-1.1500-3.216000-6.6注:1000Hz頻率(或頻帶)修正值為0二、A計(jì)權(quán)聲級(續(xù))2.A計(jì)權(quán)聲級具體修正方法
①測量各倍頻程聲級Li
,即獲取倍頻程頻譜;②查表或查圖找出各頻程A計(jì)權(quán)修正值ΔLi
,對各頻程聲級進(jìn)行修正(Li+ΔLi
);③將修正后的各頻程聲級按聲級加法疊加,求總聲級,即為A計(jì)權(quán)聲級.記做:LA,單位:dB(A).
二、A計(jì)權(quán)聲級(續(xù))例:某車床倍頻程頻譜如下,計(jì)算其A計(jì)權(quán)聲級LA?
中心頻率(Hz)631252505001K2K4K8K聲級Li(dB)7982869087817169解:查表可得各頻程A計(jì)權(quán)修正量,并計(jì)算各頻程修正后聲級如下表:中心頻率(Hz)631252505001K2K4K8K聲級Li(dB)7982869087817169A計(jì)權(quán)修正值(dB)-26.2-16.1-8.6-3.201.21.0-1.1修正后聲級(dB)52.865.977.486.88782.27267.9二、A計(jì)權(quán)聲級(續(xù))例(續(xù)):A計(jì)權(quán)聲級說明:a.A計(jì)權(quán)聲級是按40方等響曲線進(jìn)行計(jì)權(quán)修正,所以對55方以上的聲音,其修正偏差較大,應(yīng)由B計(jì)權(quán)或C計(jì)權(quán)聲級修正,但實(shí)際聲學(xué)測量中,55方以上聲音仍用A計(jì)權(quán)聲級測量評價(jià),原因是可A聲級仍能較好的反映人耳聽覺特性,且可避免多個(gè)修正方法的測量結(jié)果不一致。所以A計(jì)權(quán)聲級是目前采用最廣的一種噪聲評價(jià)方法。
b.A計(jì)權(quán)修正方法可在儀表中制成A計(jì)權(quán)修正網(wǎng)絡(luò),直接給出修正結(jié)果。
c.計(jì)權(quán)聲級不能反映頻譜特性,同一測量結(jié)果,頻譜可差別很大。二、B計(jì)權(quán)聲級1.B計(jì)權(quán)聲級修正值計(jì)權(quán)修正值曲線近似于響度級為70方等響曲線的倒置(以70dB水平線為軸).-17.1dB31.5Hz二、B計(jì)權(quán)聲級(續(xù))B計(jì)權(quán)修正值中心頻率f0(Hz)修正值(dB)中心頻率f0(Hz)修正值(dB)31.5-17.11000063-9.32000-0.1125-4.24000-0.7250-1.38000-2.9500-0.316000-8.4注:1000Hz頻率(或頻帶)修正值為0計(jì)權(quán)聲級與Stevens響度的關(guān)系相同點(diǎn):
都是根據(jù)人耳聽覺特性對聲音的評價(jià),建立在純音的等響曲線基礎(chǔ)之上對各個(gè)頻帶聲級修正后疊加。不同點(diǎn):
①修正值取法不同:Stevens響度每個(gè)頻帶不同聲級給出不同的修正;而計(jì)權(quán)聲級對每個(gè)頻帶給出固定修正量;
②各頻帶聲級修正后疊加方法不同:
Stevens響度突出最大聲級頻帶貢獻(xiàn),兼顧其對其它頻帶的掩蔽效應(yīng);而計(jì)權(quán)聲級直接采用聲級加法進(jìn)行疊加。③計(jì)權(quán)聲級易于產(chǎn)品化,制成計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)集成電路,應(yīng)用更為廣泛。第三節(jié)統(tǒng)計(jì)聲級一、等效連續(xù)A聲級(LAeq)
1.等效連續(xù)A聲級概念
對不穩(wěn)定或斷續(xù)噪聲,如果其在一段時(shí)間內(nèi)作用于人耳的能量與一穩(wěn)定聲音相同,那么穩(wěn)定聲音的A計(jì)權(quán)聲級即為不穩(wěn)定噪聲在該時(shí)間段內(nèi)的等效連續(xù)A聲級,是聲音對時(shí)間平均效果,屬統(tǒng)計(jì)聲級一種。記為:LAeq注:LAeq實(shí)質(zhì)上是聲能的A計(jì)權(quán)時(shí)間平均值。2.等效連續(xù)A聲級計(jì)算
(1)
連續(xù)變化聲級
(2)
斷續(xù)或分段穩(wěn)定噪聲
(3)
等間隔采樣例題1:對車間進(jìn)行8小時(shí)噪聲監(jiān)測,有4小時(shí)為82dBA,3小時(shí)為75dBA,1小時(shí)為90dBA,求該工作日內(nèi)等效連續(xù)A聲級。解:例題2:對車間進(jìn)行35分鐘噪聲監(jiān)測,每5分鐘測一聲級,測量結(jié)果如下表,求在此35分鐘的等效連續(xù)A聲級LAeq。數(shù)據(jù)序號12345678LAi(dBA)8185948876706572解:二、累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級
問題:等效連續(xù)A聲級LAeq對非穩(wěn)定噪聲的平均效果進(jìn)行了描述,但不能對噪聲起伏程度不能體現(xiàn)。
1.累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級定義對波動噪聲進(jìn)行監(jiān)測統(tǒng)計(jì),有n%的時(shí)間超過某一聲級,則把該聲級稱作累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級Ln。
如:L30=73dB(A),表示在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi),有30%的時(shí)間超過73dB(A)二、累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級
2.典型累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級通常用L10、L50、L90三個(gè)累計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級一起來反映統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)噪聲的起伏情況。
L10——相當(dāng)于噪聲的峰值
L50——相當(dāng)于噪聲的中間值
L90——相當(dāng)于本底噪聲第四節(jié)其它噪聲評價(jià)方法一、噪聲污染級LNP1.定義:用于評價(jià)噪聲引起人的煩惱程度,既考慮了噪聲的平均值,也考慮了噪聲的起伏。一、噪聲污染級LNP2.LNP與統(tǒng)計(jì)聲級的關(guān)系二、交通噪聲指數(shù)TNI
用于評價(jià)交通噪聲,考慮本底噪聲的基礎(chǔ)上,加大噪聲漲落權(quán)重。三、語言干擾級
Beranek研究發(fā)現(xiàn),500,1000,2000Hz三個(gè)頻帶的噪聲對人的語言干擾最大,故取其算術(shù)平均值作為語言干擾評價(jià)指標(biāo),稱更佳語言干擾級(PSIL).講者聽者距離(m)
PSIL(dB)聲音正常聲音提高聲音很響非常響0.150.30.61.21.83.7746862565246807468625852868074686458928680747064第五節(jié)噪聲標(biāo)準(zhǔn)噪聲評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分類:
暴露限值標(biāo)準(zhǔn):噪聲排放標(biāo)準(zhǔn):企業(yè)廠界、建筑施工場界環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn):如城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn):車輛、電子產(chǎn)品等噪聲測量標(biāo)準(zhǔn):幾乎每個(gè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)都有相應(yīng)測量標(biāo)準(zhǔn)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn):噪聲作業(yè)分級、聽力損失診斷標(biāo)準(zhǔn)聲學(xué)測量儀器標(biāo)準(zhǔn):聲級計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
一、噪聲暴露限值標(biāo)準(zhǔn)噪聲暴露限值標(biāo)準(zhǔn)沿革:1979年由衛(wèi)生部和原國家勞動總局聯(lián)合頒布《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(試行草案)》,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工業(yè)企業(yè)的噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)為85dB,對于未能達(dá)標(biāo)的企業(yè)適當(dāng)放寬,不得超過90dB。1986年國家發(fā)展和改革委員會頒布了《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ87-85)國家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定生產(chǎn)車間和作業(yè)場所的噪聲限值為90dB。1999年衛(wèi)生部頒布了《工業(yè)企業(yè)職工聽力保護(hù)規(guī)范》,明確將85dB(A)作為統(tǒng)一執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。2002年衛(wèi)生部又對己執(zhí)行23年的《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ1-2002
)進(jìn)行了修訂,新增加噪聲接觸限值LAeq,8h為85dB(A),時(shí)間等能量換算值為3dB(A),最大不超過115d(A)。
工作地點(diǎn)噪聲聲級的衛(wèi)生限值日接觸噪聲時(shí)間(h)衛(wèi)生限值[dB(A)]8854882911941/2971/41001/8103最高不得超過115[dB(A)]注:超過85dBA每增加3dBA,允許暴露時(shí)間減半。問題:如何具體操作使用此標(biāo)準(zhǔn)以判斷暴露量是否超標(biāo),目前標(biāo)準(zhǔn)缺乏明確規(guī)定。
《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348-2008)《建筑施工場界噪聲限值》(GB12523-90)《鐵路邊界噪聲限值及測量方法》(GB12525-90)《機(jī)場周圍飛機(jī)噪聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》(GB9660-80)二、噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)1.《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》
各類場界噪聲標(biāo)準(zhǔn)值(LAeq)廠界外時(shí)段聲環(huán)境功能區(qū)類別晝間夜間05040Ⅰ5545Ⅱ6050Ⅲ6555Ⅳ7055注:0類:療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū);
Ⅰ類:居住、文教為主區(qū)域;
Ⅱ類:居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)及商業(yè)中心;
Ⅲ類:工業(yè)區(qū);
Ⅳ類:交通干線道路兩側(cè)區(qū)域2.《建筑施工場界噪聲限值》不同施工階段作業(yè)噪聲限Leq[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(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等7555打樁各種打樁機(jī)等85禁止施工結(jié)構(gòu)混凝土、振搗棒、電鋸等7055裝修吊車、升降機(jī)等6255三、環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)
《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-93)
城市各類區(qū)域環(huán)境噪聲最高限值(LAeq(dBA)
)類別晝間夜間0123450556065704045505555注:0類標(biāo)準(zhǔn)適于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館等;
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