第二节 声环境 一、声音及其度量 二、噪声及其对人的影响 三、噪声对作业效率的影响 四、噪声测量 五、噪声控制第二节 声环境随着生产技术的迅速发展，噪声干扰范围之广，危 害之深有增无减。据联合国统计，目前城市的噪声与 1956年相比增加了4倍。在我国，约有二千万人在90 分贝以上的环境下工作，有约2亿人在超过环境噪声 标准下生活。噪声的危害是多方面的，最直接受到损害的是听觉 系统。此外，噪声还能影响胃肠道的正常分泌，使肠 蠕动功能改变，引起代谢过程的紊乱，造成多种疾病 。噪声对人的视力，对妊娠和胎儿发育都会造成不良 影响。所以噪声已被认为仅次于大气污染和水污染的 第三大公害。第二节 声环境一、声音及其度量 声波是一种交变的压力波，属于机械波。频 率、波长和声速是描述声波的三个重要参数 。1、声的基本知识声源的振动弹性媒介振动声波空气、固体 、液体第二节 声环境 三个重要的物理量 (1) 频率 传声媒介质点每秒钟振动的次数称为频率，用 f表示。媒介质点振动一次所需要的时间称为 周期，用T表示。频率和周期成倒数关系，即 f1T 通常将频率低于300Hz的声音称为低频声； 3001000Hz的声音称为中频声；1000Hz以 上的声音称为高频声。第二节 声环境(2) 波长 声波在媒介中振动一次所经过的距离称为波长，用 表示。 (3) 声速 声波在媒介中传播的速度称为声速，记作v，单位为 米秒（ms），波长、频率和声速三者的关系为 f 声速的大小主要与介质的性质和温度的高低有关。在 20时，空气中声速为340ms，空气的温度每升高 1,声速约增加0.607ms。空气中 V=331.45+0.61t第二节 声环境 1、声强度的物理度量 区别噪声的不同强度，可用下列物理指标： (1) 声压与声压级： 声压是声波通过传播媒介时产生的压强，以P表示，单 位为Pa。正常人耳的听阈声压为210-5Pa，而痛阈声压 为20Pa，两者相差百万倍，由于此范围太大，故用声 压来表示声音的强弱极不方便，于是引入声压级： LP=20lg（P/P0）式中，LP表示声压级（dB）；P表示声压（Pa）； P0基准声压，国际上规定选用听阈声压210-5Pa 。第二节 声环境 (2) 声强与声强级： 在单位时间内通过与声波传播方向垂直的单位面积的 平均声能称为声强，以I表示，单位为W/m2。 声强级L I等于某一频率的声强与基准声强的比值的常 用对数乘以I 0，其表达式为： L I =10lg（ I / I 0 ） 式中： L I声强级（dB）； I声强（W/m2）； I 0基准声强，为人耳刚刚能听到的声音的强度，即 听阈声强10-12 W/m2。痛阈声强等于1 W/m2。第二节 声环境 声强与声压的关系当在1atm，38.9时，空气的c 400Pas/m， LI Lp在一般情况下，空气中的声波LI与 Lp 的值相差0.2dB，故LILp空气密度 kg/m2p声压 N/m2c音速 m/s第二节 声环境 (3) 声压级的合成 在实际问题中，往往同时存在多个声源，因而需要计 算各个声源的声压级与总声压级的关系。 求总声压级：设在某点测得的几个声压级为 Lp1,Lp2,，Lpn，则 Lp总10lg（100.1Lpi） （i1,2,，n） 求声源的声压级：某一声源的声压级，总是在一 定背景声源下测得。要准确地了解声源的声压级，必 须从总声压级中剔除背景声源的影响， Lp源10lg（100.1Lp总100.1Lp背）第二节 声环境计算例题 例1 强度为80dB的噪声，其相应的声压为多少？ 解：Lp20lg（p/p0），则，pp010 Lp/20 所以，p210510 80/200.2Pa例2 声强为106 W/m2时的声强级是多少？ 解：L10lg（I/I0）10lg（ 106 /1012 ） 所以，L60dB第二节 声环境 例3 室内洗衣机工作时，测得噪声声压p0.02Pa ；电冰箱单独开动时声压级是54dB，试计算两者同 时开动时的合成声压级。 解：洗衣机单独工作时声压级为： L120lg0.02/（2105）20360dB 电冰箱声压级L254dB因为 : L10lg（ 10 0.1L110 0.1L2）10lg 10 6 10 5.4）60.9732=61则两者同时工作时L61dB第二节 声环境 (4) 频程与频谱分析 频程 声音的可听频率范围很宽（20-20000Hz）,在环境噪声评价中， 一般将可听频率划分成若干个频带，然后把每一频带的总噪声值 与相应频带的中心频率对应起来。环境噪声常用的有1/1倍频程 和1/3倍频程。 设fa , fb 分别为相邻频带的中心频率 则： n log2(fa/fb) 若 n1 即为1/1倍频程 n1/3 即为1/3倍频程频程带的上下限频率与中心频率的关系为： 式中： fc频程带中心频率， fh频程带上限频率 fl频程带下限频率一倍频程的中心频率和频率范围中心频频率 （Hz）31.563125250500频频率范 围围（Hz ）22.4 44.744.7 89.169.1 178178 355355 708中心频频率 （Hz）100020004000800016000频频率范 围围（Hz ）708 14101410 28202820 56205620 1120011200 224001/3倍频程的中心频率和频率范围中心频频率（Hz ）频频率范围围（Hz ）中心频频率（Hz ）频频率范围围（Hz ） 50455810008001120 635671125011201400 807190160014001800 10090112200018002240 125112140250022402800 160140180315028003550 200180224400035504500 250224280500045005600 310280355630056007100 400355450800071009000 50045056010000900011200 630560710125001120014000 800710800160001400018000第二节 声环境 频谱分析 各频率成分与能量分布关系的图形称为频谱图 以频率为横坐标，以声压级(或声功率级)为纵坐标进 行绘图。第二节 声环境 2、噪声的主观量度 由于人耳对声音的主观感觉不仅与声压或声强 有关，而且与频率有关，如对高频声音感觉灵 敏，对低频声音感觉迟钝。因此，声压级相同 而频率不同的声音，听起来可能不一样，即噪 声的物理量度并不能表征人对声音的主观感觉 。有必要将声压与频率统一起来，作为人对噪 声进行评价的主观感觉量。第二节 声环境(1) 响度与响度级当某一频率的纯音和1000Hz的纯音听起来 同样响时，这时1000Hz的纯音的声压级就定 义为该待定声音的响度级。响度级的符号为LN ，单位为方（phon）.假如一个噪声听起来和频率1000Hz、声压 级70dB的标准纯音一样响，那么这个噪声的 响度级就是70方（phon）。第二节 声环境 响度以N表示，单位为宋（Sone）。一宋定义的声 压级为40dB，频率为1000Hz。如果另一个声音听起 来比这个大n倍，即声音的响度为n宋。响度与响度 级的关系为： N = 2 (LN-40)/10 或 N响度（ 宋, some） LN响度级（方, phon） 40phon为1sone，50phon为2sone，60phon为 4sone，即响度级每改变10phon，响度相应改变1倍 。第二节 声环境 响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加 。 例如，两个不同频率而都具有60方的声音，合 成后的响度级不是6060120（方），而是 先将响度级换算成响度进行合成，然后再换算 成响度级。本例中60方相当于响度4宋，所以 两个声音响度合成为448,而宋按数学计算 可知为70方，因此两个响度级为60方的声音合 成后总响度级为70方。第二节 声环境(2) 等响曲线 利用与标准纯音比较，可得出整个可听频率范围的纯 音响度级，绘成曲线即为等响曲线。第二节 声环境 (3) 计权声级 为使噪声测量结果与人对噪声的主观感觉量一致，通 常在声学测量仪器中，引入一种模拟人耳听觉在不同 频率上的不同感受特性的计权网络，对被测噪声进行 测量。通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简 称声级。 在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定 的频率计权，使接收的声音按不同程度进行频率滤波 ，以模拟人耳的响度感觉特性。一般设置A、B 和C 三种计权网络。 D计权声级是对噪声参量的 模拟， 专用于飞机噪声的测量。第二节 声环境 A 计权网络是模拟人耳对40 方纯音的响应，当信号通过时， 其低频段（500Hz 以下）的声音有较大的衰减； B 计权网络是模拟人耳对70 方纯音的响应，它使接收、通过 的低频声音有一定的衰减； C 计权网络是模拟人耳对100 方纯音的响应，在整个可听频 率范围内有近乎平直的特性。使所有频率的声音近乎平直通 过。不同计权网络测量的结果，分别标以dB（A）、dB（B） 或dB（C），称为A 声级、B声级或C声级。原来规定70dB以下用A声级计，7090 dB用B声级计， 90 dB以上用C声级计。后来研究表明，无论声强多大，A声 级都能较好地反映人耳的响应特征，所以，如无特殊说明， 基本都用A声级表示噪声评价指标。第二节 声环境A声级/dB声 源2030 4060 6070 80 90 100110轻声耳语 普通办公室内 普通交谈声，小型空调机 大声交谈，收音机，较吵的街道 空压机站，泵房，嘈杂的街道 织布机，电锯，砂轮机，大鼓风机几种常见声源的A 声级第二节 声环境 二、噪声对人的影响1、噪声对听力的影响 长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋； 慢性的噪声性耳聋 听力损失用500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听力损失的平均值来 表示。 听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失1525dB)；轻 度耳聋（听力损失2540dB)；中度耳聋（听力损失4065dB)；重度耳 聋（听力损失65dB以上）。 噪声级在80dB以内，才能保证人们长期工作不发生耳聋。在90dB以下， 只能保证80的人工作40年后不会耳聋；85dB仍会有10的人产生噪声 性耳聋。 强噪声性耳聋，或爆震性耳聋第二节 声环境 2、噪声对语言通讯的影响 （1）语言干扰级 噪声级与干扰谈话的关系，可用不能被听到的 话占全部讲话的百分数来表示。某一强度的噪 声对谈话的干扰程度可用下式表示： 听不到的话（%）=-11.17+0.1989dB(A) 例如，在80dB的噪声中谈话，不能被对方听到 的话占全部讲话的百分数为4.74%