三噪声的评价和标准PPT课件

1 第三章噪声的评价和标准 噪声对人体的危害和影响包括各个方面 噪声评价的目的是为了有效地提出适合于人们对噪声反应的主观评价量 与主观响应相对应的评价量 1 与人耳听觉特征有关的评价量 2 与心理情绪有关的评价量 3 与人体健康有关的评价量 4 与室内人们活动有关的评价量 2 3 1噪声的评价量评价量的建立必须考虑到噪声对人们影响的特点 3 1 1等响曲线 响度级和响度人耳能接受的声波的频率范围从20Hz 20kHz 宽达10个倍频程 在人耳听觉范围以外 低于20Hz的声波通常称为次声波 高于20kHz的声波通常称为超声波 3 为了定量地确定声音的轻或响的程度 通常采用响度级这一参量 当某一频率的纯音和1000Hz的纯音听起来同样响时 这时1000Hz纯音的声压级就定义为该待定声音的响度级 LN 单位为方 phon 对各个频率的声音作试听比较 得出达到同样响度级时频率和声压级的关系曲线 通常称为等响曲线 4 5 从等响曲线图上可以看出 1 在声压级较低时 人耳对频率为3000 4000赫的高频声特别敏感 而对低频声不敏感 对8000赫以上的特高频声也不敏感 比如 响度级同样是60方 对1000赫的声音来说 声压级是60分贝 对3000 4000赫的声音是52分贝 对100赫的声音是67分贝 对8000赫以上的特高频声音是66分贝 就是说 它们的声压级虽然不同 但都在响度级为60方的一条等响曲级上 6 2 在声压级较低时 频率越低 声压级 分贝值 与响度级 方值 的差别就越大 如声压级都是40分贝时 1000赫的声音为40方 80赫的声音则为20方 到了50Hz时响度级还不到零方 低于听阈线 即人耳是听不见的 7 3 在高声压级时 曲线较为平直 这说明声音强度达到一定程度后 声压级相同的各频率声音几乎是一样响的 而与频率的关系不大了 日常我们收听广播 当收音机的音量开得小时 总感到缺乏低音 当将音量适当开大后 就感到低音也比较丰富了 其原因就在于当音量增大后 即声压级增高了 人耳对低频和对高频的响应近乎平直了 这使我们注意到 我们不能笼统地讲人耳对低频噪声不太敏感 事实上 当声压级达到一定分贝数 100分贝 后 即使低频声听起来也是相当响的 因此 平时说的 人耳对低频声不敏感的 说法 只有在声压级较低时才是对的 8 人耳刚能听到的声音 其响度级为零 零方等响曲线称为听阈 一般低于此曲线的声音人耳无法听到 图中最上面的曲线是痛觉的界限 称为痛阈 超过此曲线的声音 人耳感觉到的是痛觉 响度级仍是一种对数标度单位 并不能线性地表明不同响度级之间主观感觉上的轻响程度 与主观感觉的轻响程度成正比的参量为响度 N 单位为宋 sone 其定义为正常听者判断一个声音比响度级为40phon参考声强响的倍数 规定响度级为40phon时响度为1sone 9 3 1 2斯蒂文斯响度大多数实际声源产生的声波是宽频带噪声 并且不同的频率噪声之间还会产生掩蔽效应 斯蒂文斯 Stevens 和茨维克 Zwicker 对这种复合声的响度注意了掩蔽效应 对带宽掩蔽效应考虑了计权因素 认为响度指数最大的频带贡献最大 而其他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 10 11 3 1 3计权声级和计权网络为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感受近似取得一致 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总的声压级 此声压级称为计权声级 计权网络是近似以人耳对纯音的响度级频率特性而设计的 通常采用的有A B C D四种计权网络 12 其中A计权网络相当于40phon等响曲线的倒置 B计权网络相当于70phon等响曲线的倒置 C计权网络相当于100phon等响曲线的倒置 B C计权已较少采用 D计权网络常用于航空噪声的测量 A计权的频率响应与人耳对宽频带的声音的灵敏度相当 目前A计权已被所有管理机构和工业部门的管理条例所普遍采用 成为最广泛应用的评价参量 13 14 3 1 4等效连续A声级和昼夜等效声级前面讲到的A计权声级对于稳态的宽频带噪声是一种较好的评价方法 但对于一个声级起伏或不连续的噪声 A计权声级就很难确切地反映噪声的状况 而采用噪声能量按时间平均的方法来评价噪声对人的影响更为确切 为此提出了等效连续A声级评价参量 等效连续A声级又称等能量A计权声级 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 LAeq T或Leq 15 如果测量是在同样的采样时间间隔下 测试得到一系列A声级数据的序列 则测量时段内的等效连续A声级也可通过以下表达式计算 或式中 T 总的测量时段 s LAi 第i个A计权声级 dB 采样间隔时间 s N 测试数据个数 16 例 某电厂发电机房的操作工人 每天工作8h 2h在机组旁巡回检查 噪声级为105dB 4h在观察室工作 室内声级为75dB 其他时间在65dB以下的环境工作 求该工人每天接触的噪声级 解 17 由于同样的噪声在白天和夜间对人的影响是不一样的 而等效连续A声级评价量并不能反应人对噪声主观反应的这一特点 为了考虑噪声在夜间对人们烦恼的增加 规定在夜间测得的所有声级均加上10dB A计权 作为修正值 再计算昼夜噪声能量的加权平均 由此构成昼夜等效声级这一评价参量 Ldn 昼夜等效声级主要预计人们昼夜长期暴露在噪声环境中所受的影响 18 3 1 5累计百分数声级在现实生活中经常碰到的是非稳态噪声 等效连续A声级可用来反映噪声对人影响的大小 但噪声的随机起伏程度却没有表达出来 这种起伏可用噪声出现的时间概率或累计概率来表示 目前采用的评价量为累计百分数声级Ln 它表示在测量时间内高于Ln声级所占的时间为n 通常认为 L90相当于本底噪声级 L50相当于中值噪声级 L10相当于峰值噪声级 19 3 1 6更佳噪声标准 PNC 曲线和噪声评价数 NR 曲线在评价噪声对室内语言及舒适度的影响时 以语言干扰级和响度级为基础 美国著名声学专家Beranek提出了噪声标准曲线 即NC曲线 经实践使用发现NC曲线有些频率与实际情况有差异 经过修正 提出了更佳噪声标准曲线 即PNC曲线 将测得的噪声各倍频带的声压级与图中声压级相比较 就可得出各倍频带声压级所对应的PNC曲线号数 其中最大号数即为所测环境的噪声评价值 20 PNC曲线适用于室内活动场所稳态噪声的评价 以及有特别噪声环境要求的场所的设计 对于室内噪声的评价 除了可以用PNC曲线来评价外 也可以采用噪声评价数曲线 即NR评价曲线 NR评价曲线也可用于对外界噪声的评价 21 22 求NR值的方法为 1 将测得噪声的各倍频带声压级与图3 5上的曲线进行比较 得出各倍频带的NRi值 2 取其中的最大NRm值 取整数 3 将最大值NRm加1即得所求环境的NR值 23 3 1 7噪度和感觉噪声级噪声对人的干扰程度的评价涉及到心理因素 一般认为 高频噪声比同样响的低频噪声更 吵闹 噪声涨落程度大的噪声比涨落小的更 吵闹 声源位置观察不到的声音比位置确定的噪声更 吵闹 夜间出现的噪声比白天出现的同样的噪声更 吵闹 与人们主观判断噪声的 吵闹 程度成比例的数值量称为噪度 用Na表示 单位为呐 noy 定义在中心频率为1kHz的倍频带上 声压级为40dB的噪声的噪度为1noy 将噪度转换成分贝指标 称为感觉噪声级 用LPN表示 单位为dB 当感觉噪声呐值每增加1倍 感觉噪声级增加10dB 24 3 1 8计权等效连续感觉噪声级在航空噪声评价中 对在一段监测时间内飞行事件噪声的评价采用计权等效连续感觉噪声级LWECPN 它考虑了一段监测时间内通过一固定点的飞行引起的总噪声级 同时也考虑了不同时间内飞行所造成的不同社会影响 25 3 1 9交通噪声指数交通噪声指数TNI是城市道路交通噪声评价的一个重要参量 其定义为 TNI 4 L10 L90 L90 30 dB 式中第一项表示 噪声气候 的范围 说明噪声的起伏变化程度 第二项表示本底噪声状况 第三项是为了获得比较习惯的数值而引入的调节量 可见 TNI与噪声的起伏变化有很大的关系 噪声的涨落对人影响的加权数为4 这在与主观反应相关性测试中获得较好的相关系数 26 TNI评价量只适用于机动车辆噪声对周围环境干扰的评价 而且限于车流量较多及附近无固定声源的环境 对于车流量较少的环境 L10和L90的差值较大 得到的TNI值也很大 使计算数值明显地夸大了噪声的干扰程度 3 1 10噪声污染级噪声污染级也是用以评价噪声对人的烦恼程度的一种评价量 它既包含了对噪声能量的评价 同时也包含了噪声涨落的影响 噪声污染级用标准偏差来反映噪声的涨落 标准偏差越大 表示噪声的离散程度越大 即噪声的起伏越大 对噪声污染级的影响也越大 也即更引起人的烦恼 27 3 1 11噪声冲击指数评价噪声对环境的影响 除要考虑噪声级的分布外 还应考虑受噪声影响的人口 人口密度较低情况下的高声级与人口密度较高条件下的低声级 对人群造成的总体干扰可以相仿 为此 提出噪声对人群影响的噪声冲击总计权人口数TWP来评价 TWP Wi Ldn Pi Ldn 根据上式可以计算出每个人受到的冲击程度 称为噪声冲击指数 用符号NNI表示 NNI可用作对声环境质量的评价及不同环境的相互比较 以及供城市规划布局中考虑噪声对环境的影响 并由此作出选择 28 3 1 12噪声掩蔽噪声的一个重要特征是它对另一声音听闻的干扰 当某种噪声很响而影响人们听不清楚其他声音时 我们就说后者被噪声掩蔽了 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 使听域发生迁移 这种现象叫做噪声掩蔽 听阈提高的分贝称为掩蔽值 在噪声掩蔽中 通常 被掩蔽纯音的频率接近掩蔽音时 掩蔽值就大 即频率相近的纯音掩蔽效果显著 掩蔽音的声压级越高 掩蔽量越大 掩蔽的频率范围越宽 掩蔽音对比其频率低的纯音掩蔽作用小 而对比其频率高的纯音掩蔽作用强 29 3 1 13语言清晰指数和语言干扰级语言清晰度指数是一个正常的语言信号能为听者听懂的百分数 语言清晰度指数与声音的频率f有关 高频声比低频声的语言清晰度指数要高 其次 语言清晰度指数与背景噪声以及对话者之间的距离有关 一般95 的清晰度对语言通话是允许的 这是因为有些听不懂的单字或音节可以从句子中推测出 Beranek提出语言干扰级SIL作为对语言清晰度指数AI的简化代用量 它是中心频率600 4800Hz的6个倍频带声压级的算术平均值 30 31 32 3 2环境噪声评价标准和法规理想的宁静工作生活环境与现实环境往往有很大差距 因此必须对环境噪声加以控制 从保护人的身心健康和工作生活环境角度出发 制定出噪声的允许限值 这样就形成环境噪声标准和法规 3 2 1环境噪声污染防治法 中华人民共和国环境噪声污染防治法 是在1996年10月经第八届全国人民代表大会通过 制定环境噪声污染防治法的目的是为了保护和改善人民的生活环境 保障人体健康 促进经济和社会的发展 环境噪声污染防治法 33 3 2 2产品噪声标准产品噪声标准包括各类家用电器产品 如电冰箱 洗衣机 空调器 微波炉 电视机等 办公类用品 如计算机 打印机 显示器 扫描仪 投影仪等 以及其他机电产品 如车辆 供配电设备等 汽车定置噪声地铁车辆噪声 34 3 2 3噪声排放标准1 工业企业厂界噪声标准我国在1990年颁布实施了 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 规定了四类区域的厂界噪声标准值 如表3 8 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 35 表3 8各类厂界噪声标准值 等效声级Leq 单位 dB 36 2 建筑施工场界噪声限值建筑施工往往带来较大的噪声 对城市建筑施工期间施工场地产生的噪声 国家标准 建筑施工场界噪声限值 GB12523 90 中规定了不同施工阶段 与敏感区域相应的建筑施工场地边界线处的噪声限值 表3 9 表3 9不同施工阶段作业的场界噪声限值 等效声级Leq 单位 dB 37 3 铁路及机场周围环境噪声标准 铁路边界噪声限值及其测量方法 GB12525 90 中规定在距铁路外侧轨道中心线30m处 即铁路边界 的等效A声级不得超过70dB 机场周围飞机噪声环境标准 GB 9660 88 中规定了机场周围飞机噪声环境及受飞机通过所产生噪声影响的区域的噪声 采用一昼夜的计权等效连续感觉噪声级LWECPN作为评价量 表3 10机场周围飞机噪声标准值及适用区域 38 3 2 4环境质量标准1 工业企业噪声卫生标准该标准是我国卫生部和国家劳动总局颁发的试行标准 并颁布了 工业企业噪声控制设计规范 GBJ87 85 设计规范中提出了工业企业厂区内各类地点噪声A声级的噪声限值 当每天噪声暴露时间不足8h 则噪声暴露值可按表3 12所列数值相应放宽 当工作地点的噪声超过标准时 则噪声暴露的时间应按表3 12所列数值相应减少 39 表3 12车间内部容许噪声级 A计权声级 40 按现有工业企业噪声标准的规定 在93dB噪声环境中工作的时间只允许4h 其余4h必须在不大于90dB的噪声环境中工作 在96dB噪声环境中工作的时间只允许2h 其余6h必须在不大于90dB的噪声环境中工作 工作环境噪声每增加3dB 在此环境中的工作时间就必须减少一半 但最高不得超过115dB 对于非稳态噪声的工作环境或工作位置流动的情况 根据测量规范的规定 应测量等效连续A声级 或测量不同的A声级和相应的暴露时间 然后按如下的方法计算等效连续A声级或计算噪声暴露率 41 等效连续A声级的计算是将一个工作日 8h 内所测得的各A声级从大到小分成八段排列 每段相差5dB 以其算术平均的中心声级表示 如80dB表示78 82dB的声级范围 85dB表示83 87dB的声级范围 依次类推 低于78dB的声级可以不予考虑 则一个工作日的等效连续A声级可通过下式计算 42 表3 13各段中心声级和暴