建筑环境与能源测试技术 第4版 课件 第6章 建筑声环境参数测量

2026/8/151第6章建筑声环境参数测量LET'SEMBARKONTODAY'SSHARINGJOURNEYTOGETHER本章导航学习目标通过本章内容的学习，将理论与实际生活联系起来，结合所学内容对学校周边环境的噪声情况进行客观、科学分析。培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力。学习要求了解掌握噪声物理量度的基本知识、噪声的主观评价和噪声标准，了解噪声测量的常用仪表和测量方法，了解声级计的分类及其测量噪声的基本原理。重点难点重点和难点均为等响曲线、噪声评价曲线和噪声标准。1声音的基本特性2噪声的物理量度3环境噪声及其危害4噪声的主观评价和噪声标准5噪声的测量目录声音的基本特性声音的产生机理声音的产生源于声源诱发的振动在媒质中的传播。产生声音的必要条件：

声源

-能够振动的物体

介质

-气体、液体或固体

真空中声音不能传播

-因为没有介质声音在介质中的传播，只是介质振动状态的传播，其本身并没有向前运动，这种运动形式称为波动。12声音的传播特性周期：声波通过介质传播，介质质点在其平衡位置附近来回振动，质点完成一次完全振动所经历的时间称为周期，记为T，单位是秒(s)。频率：质点在ls内完成完全振动的次数称为频率，记作f，单位为赫兹（Hz）。波长：声波在其传播路径上，相邻两个同相位质点之间的距离称为波长，记为λ，单位是米(m)。声速：声波在弹性介质中传播的速度称为声速，记为c，单位是米每秒(m/s)。波长

声音的基本概念01020304声波的反射：声波在前进过程中如果遇到尺寸大于波长的界面，将被反射。反射遵循几何反射定律：入射线、反射线和法线在同一平面内；反射角等于入射角声波的折射：介质条件发生改变时，声速发生变化，声波传播方向会改变。这种由声速引起的声传播方向的改变称之为折射。声波的漫射：凸表面或不平坦表面反射声波时，反射声的传播要比被限制在固定方向上均匀，这种现象称为声漫。声波的衍射与散射：声波在传播过程中遇到一块有小孔的障板时，不会直线传播，而是能绕到障碍物继续传播，改变原来的传播方向，这种现象称为衍射，又称为绕射。当声波的波长小于障碍物的尺寸时将发生散射。05声波的透射和吸收：当声波入射到建筑构件(如墙、顶棚等)时：一部分声能被反射一部分透过建筑构件传递到另一侧一部分由于构件的振动或声音在其内部传播时介质的摩擦或热传导而被吸收（损耗）三者之间有如下关系:声音的基本特性3声音与人的听觉听觉机构

人耳是声波最终的接收者。声波通过听道使耳鼓在声波激发下振动，推动中耳室内的听骨振动并通过卵形窗，使淋巴液运动，引起耳蜗基底膜振动，形成神经脉冲信号，通过听觉传导神经传到大脑听觉中枢，引起听觉。听觉特性人耳的频率响应人耳对声音的响应并不是在所有频率上都是一样的。人耳对2000-4000Hz的声音最敏感；在低于1000Hz时，人耳的灵敏度随频率的降低而降低；而在4000Hz以上，人耳的灵敏度也逐渐下降。掩蔽效应人们在安静环境中听一个声音可以听得很清楚，如果存在另一个声音(称为“掩蔽声”)，听闻效果就会受到影响。人耳对一个声音的听觉灵敏度因为另一个声音的存在而降低的现象叫“掩蔽效应”。听觉范围

可闻阈(听阈)——人耳刚能感受的声音。p0=2×10-5Pa，I0=1×10-12W/m2痛阈——闻之人耳则痛。p=20Pa，I=1W/m21声音的基本特性2噪声的物理量度3环境噪声及其危害4噪声的主观评价和噪声标准5噪声的测量目录噪声的物理量度-声强与声压

rW

噪声的物理量度-声强级与声压级分贝标度和声级L，单位dB设立的必要性数据范围太大，如2×10－5Pa~20Pa

人的听觉响应与声强、声压呈对数关系声强级声压级可闻阈值I0=10−12W/m2

(参考声强）p0=2.0×10−5Pa

(参考声压)声强、声压和对应的声强级、声压级以及与其相对应的声学环境声强/(W/m2)声压/Pa声强级或声压级/dB相应的环境102110-110-210-410-610-810-1010-12200202×101/222×10-12×10-22×10-32×10-42×10-5140120110100806040200离喷气机口3m处痛阈风动铆钉机旁典型的夜总会建筑施工地区白天城市地区安静郊外的夜晚播音室内人耳最低可闻阈噪声的物理量度-声功率W和声功率级LW

声功率W声源在单位时间内对外辐射的声能，即在全部可听范围所辐射的功率，单位W。也可特指在某个有限频率范围所辐射的功率，亦称频带声功率。不随环境条件而改变、属于声源本身的一种特性。平均声功率都很微小。一个人正常讲话时的其声功率大致是（1～5）×10-5W，400万人同时大声讲话产生的功率只相当于一只40W灯泡的电功率。

声功率级LW声功率级指某一声音的声功率W与声功率的参考标准W0之比的常用对数，声功率级采用如下的表达式：W₀：声功率的参考标准，其值为10-¹²W噪声的物理量度-频谱特性频程：把声频范围划分成几个频段，称作频程或频带倍频程：两个频率之比为2:1的频程。一般用倍频程划分频带，中心频率分别为：31.3(31.25)、63(62.5)、125、250、500、1000、2000、4000、8000Hz。高频声低频声中频声31.25Hz频率噪声的物理量度–声音（波）的叠加：非线性！！当几个声音同时出现时,其总声强是各个声强的代数和，总声压是各个声压平方和的平方根，即：几个不同的声压级叠加，总声压级值为：几个相同的声压级相叠加，其总声压级为：两个相同声源叠加，声级增加了10lg2=3dBL=3dB

两个不同声源叠加，差别超过10~15dB，小的可以忽略！增加的声级数声源声级差1声音的基本特性2噪声的物理量度3环境噪声及其危害4噪声的主观评价和噪声标准5噪声的测量目录噪声的定义与来源什么是噪声？人们不愿意听到的任何声音—主观性！！噪声来源：建筑内部噪声:设备用房(风机房、泵房等)生产活动(手工作坊)娱乐场所(歌舞厅、卡拉OK)家用电器、卫生设备、办公设备室内撞击噪声(固体声):楼板撞击声(人员活动)固体传声(设备、管道安装不当)流动噪声(自来水、煤气)室外环境噪声:交通运输(公路、铁路、航空、船舶)工厂噪声建筑施工噪声商业噪声社会生活噪声环境噪声的危害对听觉器官的损害1暂时性听阈偏移:短暂暴露于强噪声后听力下降，休息后恢复。永久性听阈偏移:长期暴露于强噪声(>90dB(A))导致不可逆听力损伤。爆震性耳聋:瞬间极高噪声(>140-150dB)导致急性听力损伤2引发多种疾病神经系统:头痛、晕、失眠、乏力、神经衰弱。心血管系统:心跳加速、心律不齐、血压升高。3对正常生活的影响睡眠干扰:40-45dB(A)即可干扰睡眠。日常活动干扰:影响交谈、学习、工作。456实例：专业音乐师皮特·托恩森德(PeteTownsend)，在放大的音乐中长时间的暴露，积累的噪声剂量使得他丧失了听力。酒吧和餐馆的职员，长期处在超过法定的噪声剂量的环境中，会经常出现间歇性或者机能性耳鸣分散注意力，导致失误。引起烦躁、疲劳、反应迟钝。影响精密加工和脑力劳动。可能间接引发工伤事故。

降低劳动生产率造成生物死亡(案例)损坏建筑物水貂:高压电塔施工噪声致死、流产、自残(青岛案例)。肉鸡:施工噪声致死(山东沂源案例)。历史案例:低空高速飞机噪声破坏楼房。近期案例:深圳春风隧道泥水处理厂低频噪声致墙体开裂。环境噪声的危害打电话声干扰大干扰不大谈话声电话铃声空调声周围同事工作的声音办公设备声统计率(%)某办公楼噪声干扰感觉的调查噪声对人类影响程度的主要因素噪声对人类的干扰往往是多个因素的综合作用，当某些因素发生变化后，其影响程度也会不一样。主要因素：声压级或声级:强度越大，干扰越强。与背景噪声差值也很重要。声音持续时间:时间越长，干扰越强。噪声随时间变化情况:突发性强(如爆炸声)干扰更大。复合噪声频谱特性:低频噪声干扰相对较小。峰值超过噪声级10dB以上的噪声特别刺耳。其他影响因素：噪声所包含的信息量对声音的记忆与联想人们的年龄、健康状况听者当下的心理状态1声音的基本特性2噪声的物理量度3环境噪声及其危害4噪声的主观评价和噪声标准5噪声的测量目录噪声的主观评价指标：响度级与等响曲线响度级(phon)根据人耳特性,仿照声压级概念引出的与频率有关的响度评价指标。定义方法取1000Hz纯音作为基准声音,若某噪声听起来与该纯音一样响,则该噪声的响度级(phon值)等于这个纯音的声压级(dB值)。示例:某噪声听起来与声压级60dB、频率1000Hz的基准声音同样响,则该噪声的响度级就是60phon。等响曲线将频率不同，但听起来响的程度一样的声音的声压级值连成一条曲线，这条关系曲线就是等响曲线可闻阈曲线：最下面的曲线痛阈曲线：最上面的曲线在这两根曲线间，是正常人耳可以听到的全部声音。噪声的主观评价指标：A声级与噪声评价曲线A声级dB(A)噪声评价曲线（NoiseRatingNR）参考等响曲线,为模拟人耳对声音响度的感觉特性,在声级计上设计了A、B、C三种计权网络。不同网络在电路中设置对不同频率有一定衰减的滤波装置。A网络对高频敏感,对低频不敏感,与人耳对噪声的感觉相一致。B网络适用于中等强度噪声。C网络适用于高强度噪声,但使用较少。近年来,人们在噪声测量中往往用A网络测得的声压级来代表噪声大小,称A声级,记作dB(A)。国际标准化组织提出了用噪声评价曲线作为标准来评价公众对户外噪声的反应。

单值A声级不能反映噪声的频谱特性。

NR曲线：中国、欧洲常用，ISO推荐考虑了低频噪声难消除的因素

LA=NR+5dB噪声标准噪声应控制在何种水平才能被接受？噪声值是否越低越好？制定原则:综合考虑使用需求、人体健康、技术经济可行性。工业企业标准示例:

健康角度:80dB(A)工龄40年耳聋发生率≈0%。

实际标准:

大多数国家定为90dB(A)。

暴露时间原则:暴露时间减半，允许声压级可提高3dB。

上限:任何情况下不得超过115dB(A)。

房间类型NR(dB)A声级dB(A)

卧室、书房、病房35~4540~50

起居室40~4540~50

语言教室3540

一般教室3550

门诊室50~5555~60

手术室40~4540~50

宾馆客房30~4535~50

会议室3035

学术报告厅、阅览室2530

室内乐、演唱厅2025

办公室3540

宴会厅3540我国室内噪声标准1声音的基本特性2噪声的物理量度3环境噪声及其危害4噪声的主观评价和噪声标准5噪声的测量目录噪声测量数据显示，近几年居民关于噪声干扰的投诉，在环境污染投诉总量中持续占比约50%。环境噪声测量的目的，在于评估被测环境是否符合现行噪声标准或量化其超标程度，进而为采取相应的降噪控制措施提供依据。测量噪声常用仪器声级计:最常用，模拟人耳特性。脉冲积分声级计:测量一段时间内的等效声级。声频频谱仪:分析噪声频谱成分。声级记录仪:记录噪声随时间变化。噪声统计分析仪:进行统计分析声级计组成

传声器→放大器→衰减器→计权网络(A/B/C/D)→检波器→对数变换器→显示仪表。核心:

计权网络模拟人耳频率响应噪声测量---声级计的分类根据精度分类

普通声级计：对传声器要求不高，动态范围较狭窄

精密声级计：传声器要求频响范围广，灵敏度高，稳定性能好。根据用途分类

稳态噪声测量

非稳态噪声测量(积分式)

脉冲噪声测量(脉冲式)使用声级计的注意事项声级计每次使用前都要用声级校正设备对其灵敏度进行校正测量噪声时一般传声器应离开墙壁、地板等反射面一定的距离背景噪声较大时会产生测量误差，需进行修正测量时如果遇上强风，给传声器套上防风罩可减少风噪声的影响在室内测量时，要考虑驻波的影响对稳态噪声测量平均声压级，对起伏较大的噪声，还应给出标准误差普通声级计1电容传声器；2前置级；3前置放大器；4功能开关；5量程开关；6数字显示部分；7表头部分；8控制开关部分

噪声测量---其他噪声测量仪器声级频谱仪:声级计+倍频程滤波器，分十档，即中心频率分别为31.5Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000H