第二章噪聲的基本知識(shí)

第二章

噪聲基礎(chǔ)知識(shí)聲學(xué)基礎(chǔ)噪聲的量度和評(píng)價(jià)噪聲測(cè)量分析技術(shù)噪聲的危害和控制1第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)聲源：一個(gè)向周圍媒質(zhì)輻射聲波的振動(dòng)系統(tǒng)叫“聲源”，固體，液體，氣體都可以發(fā)聲，都可以當(dāng)作聲源。典型理想點(diǎn)聲源：脈動(dòng)球，振動(dòng)球。聲波：振動(dòng)在媒質(zhì)中的傳播過程就稱為聲波。聲波的存在有兩個(gè)基本條件：聲源和能夠傳播振動(dòng)的介質(zhì)。聲波的屬性：聲波能在固體，液體和氣體中傳播，在固體中可以是縱波，也可以是橫波。但在液體和氣體中一般以縱波傳播。2第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)按介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向：縱波、橫波或者二者合成。

縱波是指介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相同，例如鼓面振動(dòng)；

橫波指振動(dòng)方向與波的傳播方向互相垂直，如琴弦產(chǎn)生的聲波。按介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的連續(xù)性：連續(xù)波和脈沖波。

介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)做連續(xù)不斷振動(dòng)的波為連續(xù)波；

介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)作單個(gè)或間歇的脈沖運(yùn)動(dòng)的波為脈沖波。按波的傳播面：平面波、球面波和柱面波。聲波的分類：3第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)聲波的頻率f（Hz）：聲音每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)。聲速c：聲波在媒介中的傳播速度。聲波在不同介質(zhì)中的頻率f保持不變，但波長λ有所變化，聲速也有所變化.水，空氣，銅，鋼，玻璃，硬橡膠中的聲速排序？空氣340m/s銅3800m/s水1450m/s鋼4900m/s硬橡膠1570m/s玻璃5000~6000m/s聲波的范圍十分廣泛，人耳能夠聽到的范圍是20~20000Hz頻率高于20000Hz的稱為超聲，頻率低于20Hz的稱為次聲。4第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)聲波的疊加原理：兩個(gè)獨(dú)立聲波同時(shí)傳播，仍保持其原有特性（頻率、速度、傳播方向），但在共同作用區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)為合振動(dòng)?！缮媛暡ǖ睦@射（衍射）：當(dāng)聲波在傳播過程中，碰到障礙物，聲波能繞過障礙物的邊緣繼續(xù)前進(jìn)，這種現(xiàn)象稱為繞射或衍射現(xiàn)象（高頻聲波易于屏蔽）。聲波的反射和折射：聲波一般沿直線傳播，遇到障礙物會(huì)發(fā)生發(fā)射，如天壇的回音壁。聲波在傳播過程中，遇到介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，傳播方向會(huì)變化，就發(fā)生折射。5第一節(jié)

聲學(xué)基礎(chǔ)樂音：發(fā)聲體做規(guī)則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音。噪聲：發(fā)聲體做無規(guī)則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音。噪音的波形圖樂音的波形圖6第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度聲強(qiáng)I：通過單位面積的聲能；聲壓p：介質(zhì)中壓力超過靜壓的值；聲功率w：聲源在單位時(shí)間輻射的聲能量；聲級(jí)L：人耳具有獨(dú)特的生理機(jī)能，由聽閾到痛閾聲壓的絕對(duì)值相差達(dá)到100萬倍，其感覺和客觀物理量之間也不是線性關(guān)系而近似對(duì)數(shù)關(guān)系，所以引入對(duì)比量聲級(jí)（無量綱）。7第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度（聲強(qiáng)）聲強(qiáng)I：聲強(qiáng)，垂直于聲傳播方向上的單位時(shí)間內(nèi)單位面積上通過的聲能量。聲強(qiáng)是一個(gè)矢量(W/m2)。它不僅反映了聲能量的大小，而且還反映了聲能量的方向，聲強(qiáng)矢量的方向就是聲傳播的方向。如自由聲場(chǎng)中的點(diǎn)聲源（球面波），其聲功率為w，則其聲強(qiáng)可以表示為：8第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度（聲強(qiáng)）聲強(qiáng)級(jí)：聽閾聲強(qiáng)為10-12W/m2，痛閾聲強(qiáng)為1W/m2聽閾聲強(qiáng)級(jí)為0dB，痛閾聲強(qiáng)級(jí)為120dB通常在談話時(shí)的聲強(qiáng)級(jí)為60～70dB9聲功率w（W）：聲源在單位時(shí)間內(nèi)輻射的聲能量稱為該聲源的聲功率。聲波實(shí)際傳播過程就是聲振動(dòng)能量的傳播過程，聲功率就是單位時(shí)間內(nèi)聲源向外輻射出的全部能量。第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度（聲功率）聲功率是標(biāo)量，反映的是聲源振動(dòng)輻射能量的大小是一個(gè)表示聲源特性的參數(shù)10第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)典型聲源的聲功率級(jí)噴氣飛機(jī)100W140dB大型高壓風(fēng)機(jī)10W130dB風(fēng)動(dòng)鉚槍1W120dB織布機(jī)0.1W110dB汽車?yán)?.01W100dB鋼琴0.001W90dB普通談話0.00001W70dB一、聲音的物理量度（聲功率）聽閾聲功率為10-12W

痛閾聲功率為1W聽閾聲功率級(jí)為0dB

痛閾聲功率級(jí)為120dB11第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度（聲壓）聲壓p：聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，使介質(zhì)時(shí)而密集，時(shí)而稀疏，形成一種壓力波（N/m2）

。設(shè)介質(zhì)處于平衡狀態(tài)時(shí)，各處的壓力為p0，當(dāng)聲波傳來時(shí)，該處的壓強(qiáng)變?yōu)閜f，其變化量為p：就是聲壓，聲壓一般為有效聲壓：（該點(diǎn)瞬時(shí)聲壓）的方均根值12第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)有效聲壓：人耳鑒別不出瞬時(shí)聲壓的變化，只能感受到一個(gè)穩(wěn)定的有效聲壓。有效聲壓是一個(gè)變化周期內(nèi)瞬時(shí)聲壓的均方根值。有效聲壓就簡稱為聲壓，聲壓的大小反映了聲波的強(qiáng)弱。

一、聲音的物理量度（聲壓）13第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度（聲壓）聲壓計(jì)量單位：聲壓的可聽范圍有100萬倍的變化，為描述方便，定義了聲壓級(jí)來表示聲壓的大小。聽閾聲壓2×10-5N/m2痛閾聲壓20N/m2聽閾聲壓級(jí)0分貝痛閾聲壓級(jí)120分貝典型環(huán)境下的聲壓級(jí)噴氣飛機(jī)120～130分貝載重汽車80～90分貝辦公室談話60～70分貝郊外安靜的森林10～20分貝14第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度（聲壓級(jí)的合成）噪聲聲壓級(jí)相等時(shí)，則：合成噪聲：

同理，n個(gè)相同噪聲級(jí)噪聲源的合成聲壓級(jí)為15第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度（聲壓級(jí)的合成）噪聲聲壓級(jí)不相等時(shí)

若A＞B，則：先按照從大到小的順序排列，按照此順序?qū)蓚€(gè)最大值求和，再將所求和與第三大的值求和，依次進(jìn)行，直到兩分貝值相差10分貝時(shí)或到最小數(shù)為止。16第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)一、聲音的物理量度（聲壓級(jí)的分解）本底噪聲（暗噪聲、環(huán)境噪聲）：在被測(cè)對(duì)象發(fā)聲之前，測(cè)定場(chǎng)中已有一個(gè)難以避免的噪聲存在，此種噪聲相對(duì)被測(cè)噪聲而言稱為本底噪聲。測(cè)定：先測(cè)本底噪聲，再測(cè)總噪聲，按能量法相減。

被測(cè)對(duì)象的分貝值=總噪聲-修正值

修正值是總噪聲與本底噪聲之差的函數(shù)，可查表。一般情況下，若總噪聲－本底噪聲≥10分貝，則可忽略本底噪聲。17倍頻程：f上/f下＝2中心頻率f上——上限頻率；f下

——下限頻率頻帶寬度=f上－f下

1/3倍頻程：將倍頻程分3份（1：21/3：22/3：2）第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)二、頻帶與頻譜分析（頻帶）頻帶（頻程）：為了測(cè)量方便，把噪聲的聲頻范圍劃分為若干個(gè)頻段，每個(gè)頻段即為一個(gè)頻帶（頻程）。18第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)二、頻帶與頻譜分析（頻譜）頻譜圖

以所選用的倍頻程或1/3倍頻程的中心頻率fm為橫坐標(biāo)，以聲壓級(jí)（或聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí)）為縱坐標(biāo)，作出噪聲測(cè)量圖形即為頻譜圖。頻譜分析

根據(jù)所繪制的頻譜圖，即可了解頻帶聲壓級(jí)（是在頻帶寬度范圍內(nèi)所能檢測(cè)到的各個(gè)噪聲的合成聲壓級(jí)）在不同頻率范圍內(nèi)的分布情況，并據(jù)此判斷出噪聲的成分和性質(zhì)，即為頻譜分析。19第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)二、頻帶與頻譜分析（頻譜分析）該柴油機(jī)的噪聲中在中心頻率為125Hz的聲壓級(jí)最高。20第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)三、聲音的主觀量度（響度）響度級(jí)

如果所測(cè)聲音與基準(zhǔn)聲——頻率為1000Hz的純音對(duì)比，聽起來同樣的響，則此基準(zhǔn)聲的聲壓級(jí)分貝數(shù)，就稱為該所測(cè)聲音的響度級(jí)。單位：方（phon）。純音（基準(zhǔn)聲的頻率均為1000HZ

）等響曲線響度級(jí)既反映了聲音的物理量度也反映了人耳聽覺的生理效應(yīng)21第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)三、聲音的主觀量度（純音等響曲線）可以看出：人耳對(duì)高頻聲音敏感，低頻聲不敏感。22第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)三、聲音的主觀量度（聲級(jí)計(jì)和計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)）聲級(jí)計(jì)：指測(cè)量聲音強(qiáng)弱的儀器?！拜斎搿薄晧汉皖l率，“輸出”——盡可能接近人耳聽覺A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：B計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：按人耳40方等響曲線設(shè)計(jì)，低頻衰減，中頻衰減次之，高頻稍放大。所測(cè)結(jié)果與人耳的感覺最接近。按70方等響曲線設(shè)計(jì)，僅在低頻衰減。按100方等響曲線設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)可聽頻率范圍均無衰減，又叫總聲壓級(jí)。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲級(jí)的分貝值23第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)1.等效連續(xù)A聲級(jí)LAeq（平均聲級(jí)）用來對(duì)某一固定點(diǎn)的連續(xù)起伏的環(huán)境噪聲進(jìn)行評(píng)價(jià)。Li——間隔時(shí)間t讀取的一個(gè)分貝值；n——一定時(shí)間內(nèi)讀取的分貝值的總個(gè)數(shù)。四、噪聲的評(píng)價(jià)24第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)2.噪聲評(píng)價(jià)數(shù)NLp——倍頻程聲壓級(jí)；a，b——常數(shù)，與各頻程的中心頻率有關(guān)，可用表查得。主要用于評(píng)定噪聲對(duì)聽覺損傷、預(yù)言干擾和周圍環(huán)境的影響，它代表了噪聲的強(qiáng)度和頻率兩個(gè)主要因素。四、噪聲的評(píng)價(jià)253.語言干擾級(jí)SIL

倍頻帶中心頻率為500、1000、2000Hz下三個(gè)聲壓級(jí)的算術(shù)平均值。第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)噪聲對(duì)語言交談、打電話時(shí)的干擾程度。談話時(shí)要想對(duì)方完全聽清楚，必須高于語言干擾級(jí)12dB。四、噪聲的評(píng)價(jià)26第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)四、噪聲的評(píng)價(jià)1）L10、L50、L90統(tǒng)計(jì)聲級(jí)

單位dB（A）（交通噪聲的測(cè)量與評(píng)價(jià)常用此聲級(jí)）L10：10％的所測(cè)數(shù)據(jù)超過的聲級(jí)，又叫噪聲峰值。L50：50％的所測(cè)數(shù)據(jù)超過的聲級(jí)，又叫平均值。L90：90％的所測(cè)數(shù)據(jù)超過的聲級(jí)，又叫本底值。4.道路交通噪聲的評(píng)價(jià)27第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)四、噪聲的評(píng)價(jià)（道路交通噪聲的評(píng)價(jià)）2）交通噪聲指數(shù)TNI3）噪聲污染級(jí)NPLσ——同一過程中瞬時(shí)聲級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；k——為臨時(shí)性系數(shù)，一般對(duì)于飛機(jī)和交通噪聲，k＝2.56?？紤]機(jī)動(dòng)車噪聲起伏對(duì)人的干擾而引入的評(píng)價(jià)量。28第二節(jié)

噪聲的量度和評(píng)價(jià)四、噪聲的評(píng)價(jià)（道路交通噪聲的評(píng)價(jià)）4）日夜平均聲級(jí)