二三噪声的评价和标准PPT课件

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 3 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 5 一 响度 等响曲线和响度级 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 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 sone 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 7 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 虚线上的点表明入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 8 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 9 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 据此 建立起的响度与响度级的关系式 讨论 10 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 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 11 图2 11等响指数线 12 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 13 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 14 二 A声级和等效连续A声级 1 A声级 2 等效连续A声级 15 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 16 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 17 表2 6由平直响应到A B和C计权的声级转换表 18 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 2 等效连续A声级 19 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 2 等效连续A声级 20 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 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 21 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 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 22 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7 00时出现的声级 均以比实际声级高出10dB来处理 2 101 23 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 dBA 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 24 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 25 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 其中 2 102 26 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 2 103 2 104 27 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 图2 13PNC曲线 28 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 讨论 29 表2 8各种环境的PNC曲线推荐值 30 六 噪声评价数 NR 曲线 评价室内噪声 考虑了高频噪声比低频噪声对人的影响更大 可弥补A声级反映频率特性的不足 以1kHz倍频带声压级值作为噪声评价数NR 其噪声级范围是0 130dB 频率范围是31 5 8000Hz内9个倍频程 每条曲线上的NR值为曲线通过中心频率1000Hz的声压级数值 图2 14噪声评价数 NR 曲线 31 NR数的确定方法 已知噪声的频谱 由噪声评价数曲线查得各频带相应的NR 其中最大者即为该噪声评价数NR 已知倍频带声压级 相应的NR为 2 105 式中 各中心频率下NR数对应的声压级 dB a b 各中心频率对应的系数 其值见表2 9 方法1 方法2 方法3 NR数与A声级有较好的相关性 二者间的近似关系为 2 106 式中 A声级 dB A 32 表2 9不同中心频率的系数a和b 33 环境噪声标准制定依据考虑在不同环境场所对各类人群的保护 防止噪声的污染危害 兼顾目前的技术条件 经济的合理性 依据以上原则 规定噪声排放的允许限值 形成环境噪声标准 环境噪声标准 二 34 一 机电产品噪声标准 二 工业企业噪声标准 三 区域环境噪声标准1 城市区域环境噪声标准2 工业企业噪声卫生标准3 室内环境噪声标准 环境噪声标准 二 35 常见机械产品和家用电器的噪声标准 一 机电产品噪声标准 36 二 工业企业噪声标准 1990年我国颁布了 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 建筑施工场界噪声标准 GB12523 90 铁路 机场 道路周围等环境噪声标准 规定了工业企业生产活动 建筑施工和交通运输中产生和排放的噪声限值 对相邻一定范围内的环境予以保护 为配合噪声标准 还颁布了 工业企业厂界噪声测量方法 GB T12349 90 建筑施工场界噪声测量方法 GB12524 90 37 1 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 规定四类标准的适用范围为 类标准适用于以居住 文教机关为主的区域 类标准适用于居住 商业 工业混杂区及商业中心区 类标准适用于工业区 类标准适用于交通干线道路两侧区域 38 2 建筑施工场界噪声标准 GB12523 90 39 三 区域环境噪声标准 1 城市区域环境噪声标准 城市区域环境噪声标准 GB3096 93 为了保证城市区域声环境质量 在对以前试行的城市区域环境噪声标准的基础上进行修订 为制订噪声控制规划和管理提供了依据 城市区域环境噪声测量方法 GB T14623 93 规定了对城市区域环境噪声进行测量的具体方法 40 我国城市区域环境噪声标准 GB3096 93 五类标准的适用区域为 0类标准适用于疗养区 高级别墅区 高级宾馆区等特别需要安静的区域 位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行 1类标准适用于居住 文教机关为主的区域 乡村居住环境可参照执行该类标准 2类标准适用于居住 商业 工业混杂区 3类标准适用于工业区 4类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域 穿越城区的内河航道两侧区域 穿越城区的铁路主 次干线两侧区域的背景噪声限值 指不通过列车时的噪声水平 也执行该类标准 另外 夜间突发的噪声 其最大值不准超过标准值15dBA 41 三 区域环境噪声标准 2 工业企业噪声卫生标准 工业企业噪声控制设计规范 GBJ87 85 是工业企业噪声控制设计标准规定了工业企业厂区内各类地点的噪声标准 不同噪声强度下的工作时间限制值 确定了车间内部的允许噪声级 42 三 区域环境噪声标