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1、第六章第六章 建筑声环境及其测量建筑声环境及其测量 兰州理工大学兰州理工大学兰州理工大学兰州理工大学 土木工程学院土木工程学院土木工程学院土木工程学院建环教研室建环教研室建环教研室建环教研室20122012年年年年1B声音及其表征声音的特征参数;噪声声音及其表征声音的特征参数;噪声声音及其表征声音的特征参数;噪声声音及其表征声音的特征参数;噪声(noise)(noise)及其来源和危害及其来源和危害及其来源和危害及其来源和危害 B衡量噪声的物理衡量噪声的物理衡量噪声的物理衡量噪声的物理( (量度量度量度量度) )参数:主观评价和参数:主观评价和参数:主观评价和参数:主观评价和噪声标准;噪声标准
2、;噪声标准;噪声标准;B噪声测量的方法、仪表。噪声测量的方法、仪表。噪声测量的方法、仪表。噪声测量的方法、仪表。 学习和掌握的内容学习和掌握的内容 ( Keys)2 6.1 环境噪声及其危害环境噪声及其危害 声音产生、传播的条件声音产生、传播的条件声音产生、传播的条件声音产生、传播的条件 声源声源声源声源: : 振动的固体、液体、气体;振动的固体、液体、气体;振动的固体、液体、气体;振动的固体、液体、气体; 传播介质:传播介质:传播介质:传播介质:弹性媒质或介质,弹性媒质或介质,弹性媒质或介质,弹性媒质或介质,如空气,水等如空气,水等如空气,水等如空气,水等 声音:声音:声音:声音:源自物体的
3、振动源自物体的振动源自物体的振动源自物体的振动( (声源声源声源声源) )而而而而产生的,通过弹性介质向外传播产生的,通过弹性介质向外传播产生的,通过弹性介质向外传播产生的,通过弹性介质向外传播的一种机械波。的一种机械波。的一种机械波。的一种机械波。 因此,当该机械波传入因此,当该机械波传入因此,当该机械波传入因此,当该机械波传入人耳人耳人耳人耳,引起引起引起引起鼓膜鼓膜鼓膜鼓膜振动,经过振动,经过振动,经过振动,经过听觉器官听觉器官听觉器官听觉器官的的的的“ “译码译码译码译码” ”,转换并且传送,转换并且传送,转换并且传送,转换并且传送“ “信息信息信息信息” ”到到到到听觉神经听觉神经听
4、觉神经听觉神经,从而产生听到,从而产生听到,从而产生听到,从而产生听到“ “声音声音声音声音” ”的感觉。的感觉。的感觉。的感觉。声音是什么?声音是什么?声音是什么?声音是什么?波长波长波长波长 NoteNote: 声音声音声音声音不在不在不在不在真空环境真空环境真空环境真空环境中传播中传播中传播中传播3 基于能量角度,它是交变压力波,如图所示,基于能量角度,它是交变压力波,如图所示,基于能量角度,它是交变压力波,如图所示,基于能量角度,它是交变压力波,如图所示,声源声源声源声源的质点是振动非移动,向外传播声能的质点是振动非移动,向外传播声能的质点是振动非移动,向外传播声能的质点是振动非移动,
5、向外传播声能。 由于空气分子由于空气分子由于空气分子由于空气分子的振动方向和声波的传播方向是相同的,的振动方向和声波的传播方向是相同的,的振动方向和声波的传播方向是相同的,的振动方向和声波的传播方向是相同的,声音是纵波声音是纵波声音是纵波声音是纵波。周期,周期,周期,周期,T T:声源声源声源声源完成一次振动所需的时间,完成一次振动所需的时间,完成一次振动所需的时间,完成一次振动所需的时间,s s;频率,频率,频率,频率,f f:1/ T1/ T,Hz;Hz; 人耳的声音频率范围:人耳的声音频率范围:人耳的声音频率范围:人耳的声音频率范围:2020 kHz2020 kHz。带宽。带宽。带宽。带
6、宽 f =f =f fHH - - f fL L。中心频率中心频率中心频率中心频率 f fc c= = ( ( f fHH f fL L ) )1/21/2波长,波长,波长,波长,:一个周期内,声波所传播的距离,:一个周期内,声波所传播的距离,:一个周期内,声波所传播的距离,:一个周期内,声波所传播的距离,mm;声速,声速,声速,声速,C C : 声音传播的快慢程度,声音传播的快慢程度,声音传播的快慢程度,声音传播的快慢程度,m /sm /s, = C= C T T。在空气中,在空气中,在空气中,在空气中, 一般所涉及一般所涉及一般所涉及一般所涉及声速声速声速声速 C C 是指在声音在弹性媒质
7、是指在声音在弹性媒质是指在声音在弹性媒质是指在声音在弹性媒质 空气中的传播速度。空气中的传播速度。空气中的传播速度。空气中的传播速度。4 声音以扩散波的形式传播,当其遇到两种弹性介质的声音以扩散波的形式传播,当其遇到两种弹性介质的声音以扩散波的形式传播,当其遇到两种弹性介质的声音以扩散波的形式传播,当其遇到两种弹性介质的分界面时,会产生分界面时,会产生分界面时,会产生分界面时,会产生反射、透射和吸收现象反射、透射和吸收现象反射、透射和吸收现象反射、透射和吸收现象。 因此,反射率因此,反射率因此,反射率因此,反射率 r r 较小较小较小较小和吸收率和吸收率和吸收率和吸收率 较大的材料,较大的材料
8、,较大的材料,较大的材料,适合做适合做适合做适合做 消声材料消声材料消声材料消声材料。表征声音品质的参数:表征声音品质的参数:表征声音品质的参数:表征声音品质的参数: 1. 1. 音量音量音量音量( (又称音强又称音强又称音强又称音强) ) : : 是指是指是指是指人耳人耳人耳人耳对所听到的声音大小强弱对所听到的声音大小强弱对所听到的声音大小强弱对所听到的声音大小强弱的主观感受的主观感受的主观感受的主观感受; ; 2. 2. 音调音调音调音调: : 是指声音频率的高低;是指声音频率的高低;是指声音频率的高低;是指声音频率的高低; 3. 3. 音色音色音色音色( (又称声音的特色又称声音的特色又
9、称声音的特色又称声音的特色) ):泛指:泛指:泛指:泛指人耳人耳人耳人耳对声音的综合感觉特性;对声音的综合感觉特性;对声音的综合感觉特性;对声音的综合感觉特性; 噪声噪声噪声噪声 ( Noise )( Noise ):凡是人们凡是人们凡是人们凡是人们“ “不愿意不愿意不愿意不愿意” ”听到的各种声音的统称,听到的各种声音的统称,听到的各种声音的统称,听到的各种声音的统称,是声音的特殊表现形式。是声音的特殊表现形式。是声音的特殊表现形式。是声音的特殊表现形式。5BB 建筑物内噪声的来源建筑物内噪声的来源建筑物内噪声的来源建筑物内噪声的来源JJ室外环境噪声的传入室外环境噪声的传入室外环境噪声的传入
10、室外环境噪声的传入 主要有交通运输工具主要有交通运输工具主要有交通运输工具主要有交通运输工具( (包括公路车辆、铁路火车、包括公路车辆、铁路火车、包括公路车辆、铁路火车、包括公路车辆、铁路火车、航空飞机、船舶等航空飞机、船舶等航空飞机、船舶等航空飞机、船舶等) )运行运行运行运行、工厂噪声、建筑施工噪声、工厂噪声、建筑施工噪声、工厂噪声、建筑施工噪声、工厂噪声、建筑施工噪声、商业噪声和社会生活噪声商业噪声和社会生活噪声商业噪声和社会生活噪声商业噪声和社会生活噪声等。透射能量等。透射能量等。透射能量等。透射能量 E E 经空气经空气经空气经空气和围护结构传播。和围护结构传播。和围护结构传播。和围
11、护结构传播。JJ 建筑自身内部的噪声建筑自身内部的噪声建筑自身内部的噪声建筑自身内部的噪声 主要有建筑设备主要有建筑设备主要有建筑设备主要有建筑设备( (如中央空调系统的各种设备,电梯等如中央空调系统的各种设备,电梯等如中央空调系统的各种设备,电梯等如中央空调系统的各种设备,电梯等) )运行运行运行运行的噪声、办公设备运行的噪声、家电运行的噪声以及楼宇内的的噪声、办公设备运行的噪声、家电运行的噪声以及楼宇内的的噪声、办公设备运行的噪声、家电运行的噪声以及楼宇内的的噪声、办公设备运行的噪声、家电运行的噪声以及楼宇内的娱乐场所经营所产生的噪声,传入工作或者休息的室内。娱乐场所经营所产生的噪声,传入
12、工作或者休息的室内。娱乐场所经营所产生的噪声,传入工作或者休息的室内。娱乐场所经营所产生的噪声,传入工作或者休息的室内。JJ 房间围护结构的撞击噪声房间围护结构的撞击噪声房间围护结构的撞击噪声房间围护结构的撞击噪声 主要有室内撞击声主要有室内撞击声主要有室内撞击声主要有室内撞击声( (人员活动所产生的楼板撞击声人员活动所产生的楼板撞击声人员活动所产生的楼板撞击声人员活动所产生的楼板撞击声) ),室内水,室内水,室内水,室内水管,燃气管道中流体介质流动所产生的噪声等。管,燃气管道中流体介质流动所产生的噪声等。管,燃气管道中流体介质流动所产生的噪声等。管,燃气管道中流体介质流动所产生的噪声等。6B
13、 环境噪声的危害环境噪声的危害环境噪声的危害环境噪声的危害JJ 对听觉器官的损害对听觉器官的损害对听觉器官的损害对听觉器官的损害( (感觉难受,耳鸣,噪音性或爆震性耳聋。感觉难受,耳鸣,噪音性或爆震性耳聋。感觉难受,耳鸣,噪音性或爆震性耳聋。感觉难受,耳鸣,噪音性或爆震性耳聋。) )JJ引发多种疾病引发多种疾病引发多种疾病引发多种疾病 ( (作用于中枢神经系统,导致作用于中枢神经系统,导致作用于中枢神经系统,导致作用于中枢神经系统,导致 1. 1. 大脑皮层的兴奋和抑制失衡;大脑皮层的兴奋和抑制失衡;大脑皮层的兴奋和抑制失衡;大脑皮层的兴奋和抑制失衡;2. 2. 头疼,昏晕,失眠,乏力和神经衰
14、弱;头疼,昏晕,失眠,乏力和神经衰弱;头疼,昏晕,失眠,乏力和神经衰弱;头疼,昏晕,失眠,乏力和神经衰弱;3. 3. 心血管疾病。心血管疾病。心血管疾病。心血管疾病。) )JJ对正常生活的影响对正常生活的影响对正常生活的影响对正常生活的影响( (降低睡眠质量,缩短睡眠时间。引发神经衰弱,阻碍儿童的降低睡眠质量,缩短睡眠时间。引发神经衰弱,阻碍儿童的降低睡眠质量,缩短睡眠时间。引发神经衰弱,阻碍儿童的降低睡眠质量,缩短睡眠时间。引发神经衰弱,阻碍儿童的健康成长。健康成长。健康成长。健康成长。) )JJ降低劳动生产率降低劳动生产率降低劳动生产率降低劳动生产率 ( (导致人们心烦意乱,反应迟钝,工作
15、极易疲劳,工作质量和导致人们心烦意乱,反应迟钝,工作极易疲劳,工作质量和导致人们心烦意乱,反应迟钝,工作极易疲劳,工作质量和导致人们心烦意乱,反应迟钝,工作极易疲劳,工作质量和效率大为降低,还容易引起工伤事故。效率大为降低,还容易引起工伤事故。效率大为降低,还容易引起工伤事故。效率大为降低,还容易引起工伤事故。) )JJ能造成生物死亡能造成生物死亡能造成生物死亡能造成生物死亡 ( (导致生物的生物钟紊乱,产生恐慌和惊悸等。导致生物的生物钟紊乱,产生恐慌和惊悸等。导致生物的生物钟紊乱,产生恐慌和惊悸等。导致生物的生物钟紊乱,产生恐慌和惊悸等。) )JJ损坏建筑物损坏建筑物损坏建筑物损坏建筑物 (
16、 (声音是交变的压力波,声压级越高,产生的声音是交变的压力波,声压级越高,产生的声音是交变的压力波,声压级越高,产生的声音是交变的压力波,声压级越高,产生的“ “轰声轰声轰声轰声” ”能量越高,能量越高,能量越高,能量越高,破坏力越强破坏力越强破坏力越强破坏力越强) )7BB 决定噪声对人类影响程度的主要因素决定噪声对人类影响程度的主要因素决定噪声对人类影响程度的主要因素决定噪声对人类影响程度的主要因素JJ 噪声强度噪声强度噪声强度噪声强度( (声压级或声强级声压级或声强级声压级或声强级声压级或声强级) ) 人们对噪声干扰的感觉随着噪声强度的增加而增加;还与人们对噪声干扰的感觉随着噪声强度的增
17、加而增加;还与人们对噪声干扰的感觉随着噪声强度的增加而增加;还与人们对噪声干扰的感觉随着噪声强度的增加而增加;还与噪声本身声压级与背景噪声级的差值相关,即差值越大,对人噪声本身声压级与背景噪声级的差值相关,即差值越大,对人噪声本身声压级与背景噪声级的差值相关,即差值越大,对人噪声本身声压级与背景噪声级的差值相关,即差值越大,对人们刺激程度越强。们刺激程度越强。们刺激程度越强。们刺激程度越强。 JJ 噪声的持续时间噪声的持续时间噪声的持续时间噪声的持续时间 噪声干扰程度不仅随着声音强度的增加而加剧,而且,噪声干扰程度不仅随着声音强度的增加而加剧,而且,噪声干扰程度不仅随着声音强度的增加而加剧,而
18、且,噪声干扰程度不仅随着声音强度的增加而加剧,而且,随着噪声作用的持续时间的增长而加强。随着噪声作用的持续时间的增长而加强。随着噪声作用的持续时间的增长而加强。随着噪声作用的持续时间的增长而加强。 JJ 噪声随时间的变化情况噪声随时间的变化情况噪声随时间的变化情况噪声随时间的变化情况 噪声爆发得越突然,其干扰程度就越大。也就是说,声压的噪声爆发得越突然,其干扰程度就越大。也就是说,声压的噪声爆发得越突然,其干扰程度就越大。也就是说,声压的噪声爆发得越突然,其干扰程度就越大。也就是说,声压的增长越快增长越快增长越快增长越快( ( dp/dtdp/dt 的变化越大的变化越大的变化越大的变化越大 )
19、 ),所产生的干扰就越强,例如,所产生的干扰就越强,例如,所产生的干扰就越强,例如,所产生的干扰就越强,例如,爆炸声,枪炮声等。爆炸声,枪炮声等。爆炸声,枪炮声等。爆炸声,枪炮声等。JJ 复合噪声的频谱特性复合噪声的频谱特性复合噪声的频谱特性复合噪声的频谱特性 在声压级相等的情况下,在声压级相等的情况下,在声压级相等的情况下,在声压级相等的情况下,低频低频低频低频噪声的干扰比噪声的干扰比噪声的干扰比噪声的干扰比高频高频高频高频噪声要小;噪声要小;噪声要小;噪声要小;单一频率单一频率单一频率单一频率噪声的干扰比噪声的干扰比噪声的干扰比噪声的干扰比复合频率复合频率复合频率复合频率噪声要弱。噪声要弱
20、。噪声要弱。噪声要弱。 此外,噪声所包含的信息量、人们对噪声的记忆与联想,此外,噪声所包含的信息量、人们对噪声的记忆与联想,此外,噪声所包含的信息量、人们对噪声的记忆与联想,此外,噪声所包含的信息量、人们对噪声的记忆与联想,以及人们的年龄、健康状况等,均影响着噪声对人们的干扰程度。以及人们的年龄、健康状况等,均影响着噪声对人们的干扰程度。以及人们的年龄、健康状况等,均影响着噪声对人们的干扰程度。以及人们的年龄、健康状况等,均影响着噪声对人们的干扰程度。81. 1. 声强声强声强声强 I IJJ 衡量声波在传播的过程中,声音强弱的物理量。衡量声波在传播的过程中,声音强弱的物理量。衡量声波在传播的
21、过程中,声音强弱的物理量。衡量声波在传播的过程中,声音强弱的物理量。其定义为:在单位时间内,通过垂直于声音的传播方其定义为:在单位时间内,通过垂直于声音的传播方其定义为:在单位时间内,通过垂直于声音的传播方其定义为:在单位时间内,通过垂直于声音的传播方向上的单位面积上的平均声功率的大小,向上的单位面积上的平均声功率的大小,向上的单位面积上的平均声功率的大小,向上的单位面积上的平均声功率的大小,W/mW/m2 2。JJ物理意义:垂直于声音的传播方向,在单位时间内,物理意义:垂直于声音的传播方向,在单位时间内,物理意义:垂直于声音的传播方向,在单位时间内,物理意义:垂直于声音的传播方向,在单位时间
22、内,通过单位面积上的声音能量大小,即单位面积上的通过单位面积上的声音能量大小,即单位面积上的通过单位面积上的声音能量大小,即单位面积上的通过单位面积上的声音能量大小,即单位面积上的声功率声功率声功率声功率 的大小。的大小。的大小。的大小。NoteNote:声源的声功率声源的声功率声源的声功率声源的声功率( W )( W ),声源设备的电功率,声源设备的电功率,声源设备的电功率,声源设备的电功率( kW )( kW ) 对于对于对于对于平面波平面波平面波平面波,在无反射的自由声场里,由于在声波的,在无反射的自由声场里,由于在声波的,在无反射的自由声场里,由于在声波的,在无反射的自由声场里,由于在
23、声波的传播过程中,其传播路线相互平行,声波通过的垂直它传播过程中,其传播路线相互平行,声波通过的垂直它传播过程中,其传播路线相互平行,声波通过的垂直它传播过程中,其传播路线相互平行,声波通过的垂直它的传播方向上的所有面积均相同,的传播方向上的所有面积均相同,的传播方向上的所有面积均相同,的传播方向上的所有面积均相同,因此,同一束平面声波因此,同一束平面声波因此,同一束平面声波因此,同一束平面声波通过与声源距离不同的表面时,声强不变通过与声源距离不同的表面时,声强不变通过与声源距离不同的表面时,声强不变通过与声源距离不同的表面时,声强不变。 6.2 6.2 衡量噪声的物理衡量噪声的物理衡量噪声的
24、物理衡量噪声的物理( (量度量度量度量度) )参数参数参数参数9 对于对于对于对于球面波球面波球面波球面波 ( (点声源点声源点声源点声源) ), 随着球面波与声源的距离的增加,其所接触的随着球面波与声源的距离的增加,其所接触的随着球面波与声源的距离的增加,其所接触的随着球面波与声源的距离的增加,其所接触的面积也随之增大。面积也随之增大。面积也随之增大。面积也随之增大。所以,所以,所以,所以,I I 与声源的能量与声源的能量与声源的能量与声源的能量成正比,与到声源的成正比,与到声源的成正比,与到声源的成正比,与到声源的距离平方成反比距离平方成反比距离平方成反比距离平方成反比。即,即,即,即,d
25、 = r, 2r, 3r, , I = Id = r, 2r, 3r, , I = I0 0 , I, I0 0 /4, I/4, I0 0 /9,/9, r rWW10 声音是一种可以对人耳和大脑产生影响声音是一种可以对人耳和大脑产生影响声音是一种可以对人耳和大脑产生影响声音是一种可以对人耳和大脑产生影响的气压变化,对此,人耳的听觉范围有一的气压变化,对此,人耳的听觉范围有一的气压变化,对此,人耳的听觉范围有一的气压变化,对此,人耳的听觉范围有一个确切的数据范围,该范围称之为个确切的数据范围,该范围称之为个确切的数据范围,该范围称之为个确切的数据范围,该范围称之为 “ “阙阙阙阙” ” BB
26、 可闻阈可闻阈可闻阈可闻阈( (听阈听阈听阈听阈) ) - - 人耳刚能感受的声音;人耳刚能感受的声音;人耳刚能感受的声音;人耳刚能感受的声音; p p0 0 = 210 = 210 -5 -5 PaPa, I I0 0 = 110 = 110 -12 -12 W/mW/m2 2BB 痛阈痛阈痛阈痛阈- - 闻之,人耳则闻之,人耳则闻之,人耳则闻之,人耳则痛;痛;痛;痛; p p = 20 Pa= 20 Pa, I I = 1 W/m= 1 W/m2 211 2. 2. 声压声压声压声压 p pJJ 声压是指声波在声压是指声波在声压是指声波在声压是指声波在( (空气空气空气空气) )介质中传播
27、时,介质中的压强介质中传播时,介质中的压强介质中传播时,介质中的压强介质中传播时,介质中的压强相对于无声波时介质压强的改变量,相对于无声波时介质压强的改变量,相对于无声波时介质压强的改变量,相对于无声波时介质压强的改变量,PaPa JJ声压声压声压声压 p p 与声强与声强与声强与声强 I I 密切相关。对于密切相关。对于密切相关。对于密切相关。对于球面声波或平面声波球面声波或平面声波球面声波或平面声波球面声波或平面声波( (即自由声场即自由声场即自由声场即自由声场) ),若测得声场中某一点的声强,若测得声场中某一点的声强,若测得声场中某一点的声强,若测得声场中某一点的声强 I I,该点处介,
28、该点处介,该点处介,该点处介质的密度质的密度质的密度质的密度 及声速及声速及声速及声速 v v,就可计算出该点的声压,就可计算出该点的声压,就可计算出该点的声压,就可计算出该点的声压 p p 。 ExanpleExanple: : 对应于声强对应于声强对应于声强对应于声强 I I 为为为为10 10 -12 -12 W/mW/m2 2的可闻阈,其声压的可闻阈,其声压的可闻阈,其声压的可闻阈,其声压 p p约为约为约为约为 2.010 2.010 -5-5PaPa。12 * * * * 引入的必要性引入的必要性引入的必要性引入的必要性 1. 1. 使用使用使用使用 W/mW/m2 2,PaPa时
29、,导致计算数据的范围变化太大,时,导致计算数据的范围变化太大,时,导致计算数据的范围变化太大,时,导致计算数据的范围变化太大, 如如如如: 110: 11012 12 W/mW/m2 2 1 W/m 1 W/m2 2 ,2102105 5 Pa 20PaPa 20Pa, 不方便不方便不方便不方便; ; 2. 2. 人人人人的的的的听觉响应与声强、声压呈对数关系,引入听觉响应与声强、声压呈对数关系,引入听觉响应与声强、声压呈对数关系,引入听觉响应与声强、声压呈对数关系,引入“ “级级级级” ”。JJ 声强级声强级声强级声强级JJ 声压级声压级声压级声压级声强级与声压级声强级与声压级 其中,其中,
30、其中,其中,I I0 0 =10 =10 -12 -12 W/mW/m2 2,p p0 0 = 210 = 210 -5 -5 PaPa 作为参考基准。作为参考基准。作为参考基准。作为参考基准。 L LI I0 0=L p=L p0 0= 0 dB= 0 dB。 由定义可知:由定义可知:由定义可知:由定义可知:L LI I = = LpLp。 在实际噪声测量中,经常使用在实际噪声测量中,经常使用在实际噪声测量中,经常使用在实际噪声测量中,经常使用 LpLp 。13声强、声压和对应的声强级、声压级声强、声压和对应的声强级、声压级声强、声压和对应的声强级、声压级声强、声压和对应的声强级、声压级以及
31、与其相对应的声学环境以及与其相对应的声学环境以及与其相对应的声学环境以及与其相对应的声学环境声强声强/(Wm -2)声压声压/Pa声强级或声强级或声压级声压级/dB相应的环境相应的环境102200140离离喷气机口气机口3m处120120痛痛阈10-12101/2110风动铆钉机旁机旁10-22100织布机旁布机旁10-4210-18010-6210-260相距相距1m处交交谈10-8210-340安静的室内安静的室内10-10210-42010-12210-50人耳最低可人耳最低可闻阈14 3. 3. 声功率和声功率级声功率和声功率级 BB 声功率声功率声功率声功率 WW ( (表征声源所发
32、射声音能量大小的参数表征声源所发射声音能量大小的参数表征声源所发射声音能量大小的参数表征声源所发射声音能量大小的参数) )JJ 声源声源声源声源在单位时间内对外所辐射的声能,即在全部在单位时间内对外所辐射的声能,即在全部在单位时间内对外所辐射的声能,即在全部在单位时间内对外所辐射的声能,即在全部可听范围可听范围可听范围可听范围( ( 2020 kHz 2020 kHz ) )所辐射的功率,单位所辐射的功率,单位所辐射的功率,单位所辐射的功率,单位 WW。也可特指在某个有限频率范围也可特指在某个有限频率范围也可特指在某个有限频率范围也可特指在某个有限频率范围( ( f fL LffHH ) )所
33、辐射的功率,所辐射的功率,所辐射的功率,所辐射的功率,亦称亦称亦称亦称频带声功率频带声功率频带声功率频带声功率。JJ 属于属于属于属于声源声源声源声源本身的一种特性,一般可认为是不随环境本身的一种特性,一般可认为是不随环境本身的一种特性,一般可认为是不随环境本身的一种特性,一般可认为是不随环境条件而改变的。条件而改变的。条件而改变的。条件而改变的。JJ 一般而言,所有一般而言,所有一般而言,所有一般而言,所有声源声源声源声源的平均声功率都是很微小的。的平均声功率都是很微小的。的平均声功率都是很微小的。的平均声功率都是很微小的。例如,一个人在室内讲话,自己感到比较合适时,其声例如,一个人在室内讲
34、话,自己感到比较合适时,其声例如,一个人在室内讲话,自己感到比较合适时,其声例如,一个人在室内讲话,自己感到比较合适时,其声功率大致是功率大致是功率大致是功率大致是(1(15)10 5)10 -5 -5 WW,400 400 万人万人万人万人同时大声讲话产生同时大声讲话产生同时大声讲话产生同时大声讲话产生的功率只相当于一只的功率只相当于一只的功率只相当于一只的功率只相当于一只 40W40W 灯泡的电功率。灯泡的电功率。灯泡的电功率。灯泡的电功率。 ( (基于基于基于基于WW的数量而言的数量而言的数量而言的数量而言) ) 15BB 声功率级声功率级声功率级声功率级 与声压一样,也可以用与声压一样
35、,也可以用与声压一样,也可以用与声压一样,也可以用“ “级级级级” ”来表示来表示来表示来表示 几种不同声源的声功率几种不同声源的声功率几种不同声源的声功率几种不同声源的声功率 110 110-12 -12 WW声源声源种类种类喷气喷气飞机飞机气气 锤锤汽汽车车钢钢 琴琴女女 高高 音音日常日常对话对话声声功功 率率10kW1W0.1W210 -3W(17.2)10 -3W(15)10 -5W16 若干个声源的声压级叠加:非线性!若干个声源的声压级叠加:非线性!若干个声源的声压级叠加:非线性!若干个声源的声压级叠加:非线性!BB n n 个声源叠加个声源叠加个声源叠加个声源叠加 ( ( I I
36、、P P、W W 声级同理声级同理声级同理声级同理 ) ): 当当当当n n 个声源均相同时,可得个声源均相同时,可得个声源均相同时,可得个声源均相同时,可得 Example: Example: 两个相同声源叠加,两个相同声源叠加,两个相同声源叠加,两个相同声源叠加,声压级增加了声压级增加了声压级增加了声压级增加了 10 lg2 = 3 dB10 lg2 = 3 dB L = 3 dBL = 3 dB17 Note:Note: 两个不同声源进行叠加,当它们的声压级两个不同声源进行叠加,当它们的声压级两个不同声源进行叠加,当它们的声压级两个不同声源进行叠加,当它们的声压级差差差差 超过超过超过超
37、过 1015 dB1015 dB,可以忽略声压级较小的声音对叠可以忽略声压级较小的声音对叠可以忽略声压级较小的声音对叠可以忽略声压级较小的声音对叠加音效果的影响。加音效果的影响。加音效果的影响。加音效果的影响。增加的声级数增加的声级数两个声源的声压级差两个声源的声压级差18 6.3 6.3 噪声的频谱特性噪声的频谱特性噪声的频谱特性噪声的频谱特性 BB频程:频程:频程:频程:为了便于研究,把声频范围划分成若干个频段,为了便于研究,把声频范围划分成若干个频段,为了便于研究,把声频范围划分成若干个频段,为了便于研究,把声频范围划分成若干个频段,如如如如 :f fL1 L1 f fH1 H1 , f
38、 fL2 L2 f fH2H2, f fLnLn f fHnHn ,称作频程或频带。称作频程或频带。称作频程或频带。称作频程或频带。BB 倍频程:倍频程:倍频程:倍频程:对于任意两个对于任意两个对于任意两个对于任意两个带宽带宽带宽带宽f f1 1 =f=fH1 H1 f fL1L1 , f f2 2 =f=fH2 H2 f fL2 L2 的频带而言,的频带而言,的频带而言,的频带而言,f f2 2: :f f1 1 的比值为整数比的频程,如的比值为整数比的频程,如的比值为整数比的频程,如的比值为整数比的频程,如 2:1 2:1 。一般用中心频率一般用中心频率一般用中心频率一般用中心频率 f f
39、c c= = ( ( f fHH f fL L ) )1/2 1/2 来划分频带来划分频带来划分频带来划分频带,其标准值其标准值其标准值其标准值分别为:分别为:分别为:分别为:31.3 (31.25)31.3 (31.25)、63 (62.5)63 (62.5)、125125、250250、500500、10001000、20002000、4000 4000 、80008000,16000 Hz16000 Hz。这这这这1010个倍频程将人个倍频程将人个倍频程将人个倍频程将人耳可以识别的声音全部包括进来。一般的噪声测控,仅耳可以识别的声音全部包括进来。一般的噪声测控,仅耳可以识别的声音全部包括
40、进来。一般的噪声测控,仅耳可以识别的声音全部包括进来。一般的噪声测控,仅8 8个:个:个:个:fC,Hz63125250500f,Hz459090180180355355710fC,Hz1000200040008000f,Hz7101400140028002800560056001120019高频声高频声高频声高频声低频声低频声低频声低频声中频声中频声中频声中频声31.25 Hz频率频率Example:Example: 人人人人耳耳耳耳可以听见的范围为可以听见的范围为可以听见的范围为可以听见的范围为 20 20000Hz20 20000Hz; 人耳听不见的范围人耳听不见的范围人耳听不见的范围人
41、耳听不见的范围JJ 20 Hz 20 Hz 以下:次声波;以下:次声波;以下:次声波;以下:次声波;JJ 20000 Hz 20000 Hz 以上:超声波;以上:超声波;以上:超声波;以上:超声波;JJ 纯音:单一频率的声音;纯音:单一频率的声音;纯音:单一频率的声音;纯音:单一频率的声音;JJ 复合声:包含多个频率的声音。复合声:包含多个频率的声音。复合声:包含多个频率的声音。复合声:包含多个频率的声音。20 6.4 6.4 噪声的主观评价和噪声标准噪声的主观评价和噪声标准噪声的主观评价和噪声标准噪声的主观评价和噪声标准 BB 响度级、等响曲线响度级、等响曲线响度级、等响曲线响度级、等响曲线
42、 由于人耳对声音的感受不仅与由于人耳对声音的感受不仅与由于人耳对声音的感受不仅与由于人耳对声音的感受不仅与声压声压声压声压相关,也和相关,也和相关,也和相关,也和声频声频声频声频有关。即,有关。即,有关。即,有关。即,声压级相同声压级相同声压级相同声压级相同( (或不同或不同或不同或不同) )而频率不同而频率不同而频率不同而频率不同( (或相同或相同或相同或相同) )的的的的声音听起来的效果是不一样的!声音听起来的效果是不一样的!声音听起来的效果是不一样的!声音听起来的效果是不一样的!因此,参照因此,参照因此,参照因此,参照声压级声压级声压级声压级,引,引,引,引入与入与入与入与声频声频声频声
43、频相关的参数相关的参数相关的参数相关的参数 响度级,单位为方响度级,单位为方响度级,单位为方响度级,单位为方/ /phonphon,来综合,来综合,来综合,来综合描述对描述对描述对描述对声压、声频声压、声频声压、声频声压、声频对人耳的作用效果。对人耳的作用效果。对人耳的作用效果。对人耳的作用效果。JJ 响度级:响度级:响度级:响度级:将将将将1000Hz1000Hz 的的的的纯音纯音纯音纯音作为基准声音,若某一作为基准声音,若某一作为基准声音,若某一作为基准声音,若某一声音听起来与该纯音一样响,则声音听起来与该纯音一样响,则声音听起来与该纯音一样响,则声音听起来与该纯音一样响,则该纯音的声压级
44、数值该纯音的声压级数值该纯音的声压级数值该纯音的声压级数值( ( dBdB值值值值 ) )就定义为该声音的响度级就定义为该声音的响度级就定义为该声音的响度级就定义为该声音的响度级( ( phonphon值值值值 ) )。 例如,若例如,若例如,若例如,若某个声音某个声音某个声音某个声音听起来与听起来与听起来与听起来与声压级数值为声压级数值为声压级数值为声压级数值为60dB60dB,频率频率频率频率1000Hz 1000Hz 的纯音一样的响的纯音一样的响的纯音一样的响的纯音一样的响,则该声音的,则该声音的,则该声音的,则该声音的响度级响度级响度级响度级就就就就是是是是60 60 phonphon
45、。 将将将将频率频率频率频率不同,不同,不同,不同,声压级数值声压级数值声压级数值声压级数值不同,但是听起来不同,但是听起来不同,但是听起来不同,但是听起来响度响度响度响度一样的各种声音的一样的各种声音的一样的各种声音的一样的各种声音的声压级数值声压级数值声压级数值声压级数值对应地连成曲线,即得对应地连成曲线,即得对应地连成曲线,即得对应地连成曲线,即得到到到到响度响度响度响度( (phonphon) )曲线:曲线:曲线:曲线:21 分析可知:图中每一条曲线的点,其频率和声压级数值均不同。分析可知:图中每一条曲线的点,其频率和声压级数值均不同。分析可知:图中每一条曲线的点,其频率和声压级数值均
46、不同。分析可知:图中每一条曲线的点,其频率和声压级数值均不同。但是,但是,但是,但是,响度级数值响度级数值响度级数值响度级数值是一样的。是一样的。是一样的。是一样的。例如:例如:例如:例如:S S1 1、 S S2 2、 S S3 3均位于响度值为均位于响度值为均位于响度值为均位于响度值为40phon40phon的曲线上,其中,的曲线上,其中,的曲线上,其中,的曲线上,其中,f f1 1= 3500Hz= 3500Hz,LpLp1 1= 33dB= 33dB; f f2 2= 1000Hz= 1000Hz,p p2 2= 40dB= 40dB; f f3 3= 100Hz= 100Hz,LpL
47、p3 3= 52dB= 52dB。 人耳对高频声人耳对高频声人耳对高频声人耳对高频声(20005000Hz)(20005000Hz)比对低频声敏感比对低频声敏感比对低频声敏感比对低频声敏感22BB噪声评价曲线:噪声评价曲线:噪声评价曲线:噪声评价曲线:NR (Noise Rating)NR (Noise Rating) 基于等响曲线,为模拟人耳对声音响度的感觉特性,基于等响曲线,为模拟人耳对声音响度的感觉特性,基于等响曲线,为模拟人耳对声音响度的感觉特性,基于等响曲线,为模拟人耳对声音响度的感觉特性,在声学测量仪表在声学测量仪表在声学测量仪表在声学测量仪表 声声声声( (压压压压) )级计级计
48、级计级计上设计了上设计了上设计了上设计了三种不同的计权网络,三种不同的计权网络,三种不同的计权网络,三种不同的计权网络,分别模拟分别模拟分别模拟分别模拟人耳对人耳对人耳对人耳对 40 40 phonphon、70 70 phonphon和和和和100 100 phonphon 的纯音的反应,而得到的纯音的反应,而得到的纯音的反应,而得到的纯音的反应,而得到 A A、B B、C C三种计权方式,三种计权方式,三种计权方式,三种计权方式,即即即即 LpLpA A, LpLpB B , LpLpC C。 用用用用 A A 计权方式测得的噪声级计权方式测得的噪声级计权方式测得的噪声级计权方式测得的噪声
49、级称作称作称作称作 A A 声级,记作声级,记作声级,记作声级,记作 dB(AdB(A) )。 由于通常环境噪声的响度多由于通常环境噪声的响度多由于通常环境噪声的响度多由于通常环境噪声的响度多在在在在4040方方方方上下,故上下,故上下,故上下,故 A A声级声级声级声级能够较好能够较好能够较好能够较好地反映人对噪声的主观反应。地反映人对噪声的主观反应。地反映人对噪声的主观反应。地反映人对噪声的主观反应。23 由于实际测量噪声时,声级计由于实际测量噪声时,声级计由于实际测量噪声时,声级计由于实际测量噪声时,声级计所获取的声压级数值为所获取的声压级数值为所获取的声压级数值为所获取的声压级数值为
50、L LA A,dB(AdB(A) ) L LA A = NR+ 5 dB = NR+ 5 dB例如,测量值为例如,测量值为例如,测量值为例如,测量值为 90 90 dB(AdB(A) ),相当于,相当于,相当于,相当于NR 85 (dB)NR 85 (dB)。 ISO ISO 提出了将提出了将提出了将提出了将NRNR曲线作为标曲线作为标曲线作为标曲线作为标准,来合理评价人们对于室外噪声准,来合理评价人们对于室外噪声准,来合理评价人们对于室外噪声准,来合理评价人们对于室外噪声的反应。的反应。的反应。的反应。 如图所示:如图所示:如图所示:如图所示: NRNR曲线中的曲线中的曲线中的曲线中的NRN
51、R值值值值是指曲线通过中心频率为是指曲线通过中心频率为是指曲线通过中心频率为是指曲线通过中心频率为1000Hz1000Hz的各声压级的数值。的各声压级的数值。的各声压级的数值。的各声压级的数值。 例如,例如,例如,例如,NR100NR100,表明在,表明在,表明在,表明在NR100NR100曲线上,各倍频程曲线上,各倍频程曲线上,各倍频程曲线上,各倍频程( (31.516000Hz31.516000Hz) )的声压级允许值为的声压级允许值为的声压级允许值为的声压级允许值为100dB (NR)100dB (NR)。目前,我国和欧洲都是使用目前,我国和欧洲都是使用目前,我国和欧洲都是使用目前,我国
52、和欧洲都是使用NRNR来来来来评价噪声的危害。评价噪声的危害。评价噪声的危害。评价噪声的危害。24 我国的室内噪声标准我国的室内噪声标准我国的室内噪声标准我国的室内噪声标准 房间类型房间类型房间类型房间类型NR(dB)NR(dB) A A声级声级声级声级dB (A)dB (A) 卧室、书房、病房卧室、书房、病房卧室、书房、病房卧室、书房、病房 3545 3545 4050 4050 起居室起居室起居室起居室4045 4045 4050 4050 语言教室语言教室语言教室语言教室 3535 40 40 一般教室一般教室一般教室一般教室 4545 50 50 门诊室门诊室门诊室门诊室5055505
53、5 5560 5560 手术室手术室手术室手术室40454045 4050 4050 宾馆客房宾馆客房宾馆客房宾馆客房30453045 3550 3550 会议室会议室会议室会议室 3030 3535 学术报告厅、阅览室学术报告厅、阅览室学术报告厅、阅览室学术报告厅、阅览室 2525 3030 办公室办公室办公室办公室 3535 4040 宴会厅宴会厅宴会厅宴会厅 3535 40 4025 6.5 6.5 噪声的测量噪声的测量噪声的测量噪声的测量一、声级计一、声级计一、声级计一、声级计 ( Sound Level Meter, SLM ) ( Sound Level Meter, SLM )
54、JJ声级计的工作原理声级计的工作原理声级计的工作原理声级计的工作原理JJ声级计的分类声级计的分类声级计的分类声级计的分类 JJ使用声级计的注意事项使用声级计的注意事项使用声级计的注意事项使用声级计的注意事项 二、其它噪声测量仪器二、其它噪声测量仪器二、其它噪声测量仪器二、其它噪声测量仪器JJ声级频谱仪声级频谱仪声级频谱仪声级频谱仪 JJ脉冲积分声级计脉冲积分声级计脉冲积分声级计脉冲积分声级计 JJ声级记录仪声级记录仪声级记录仪声级记录仪 JJ噪声统计分析仪噪声统计分析仪噪声统计分析仪噪声统计分析仪 三、测量噪声的方法三、测量噪声的方法三、测量噪声的方法三、测量噪声的方法261. 1. 声级计声
55、级计声级计声级计(SLM)(SLM)的测量原理的测量原理的测量原理的测量原理 由传声器、放大器、衰减器计权网络、检波器、对数由传声器、放大器、衰减器计权网络、检波器、对数由传声器、放大器、衰减器计权网络、检波器、对数由传声器、放大器、衰减器计权网络、检波器、对数变换器、示波器、声级记录仪及显示仪表等部分组成。变换器、示波器、声级记录仪及显示仪表等部分组成。变换器、示波器、声级记录仪及显示仪表等部分组成。变换器、示波器、声级记录仪及显示仪表等部分组成。 测量过程:被测声音的声压由电容传声器接收后,将声压信号转换测量过程:被测声音的声压由电容传声器接收后,将声压信号转换测量过程:被测声音的声压由电
56、容传声器接收后,将声压信号转换测量过程:被测声音的声压由电容传声器接收后,将声压信号转换成电信号,传至前置放大器成电信号,传至前置放大器成电信号,传至前置放大器成电信号,传至前置放大器 ( (由于传声器接收来的信号一般是微弱的,由于传声器接收来的信号一般是微弱的,由于传声器接收来的信号一般是微弱的,由于传声器接收来的信号一般是微弱的,在进行分析前必须加以放大在进行分析前必须加以放大在进行分析前必须加以放大在进行分析前必须加以放大) ) 进行信号放大且作阻抗变换,再进行信号放大且作阻抗变换,再进行信号放大且作阻抗变换,再进行信号放大且作阻抗变换,再送到输入衰减器进行量程控制。然后,由计权网络送到
57、输入衰减器进行量程控制。然后,由计权网络送到输入衰减器进行量程控制。然后,由计权网络送到输入衰减器进行量程控制。然后,由计权网络 ( (A A,B B,C C) ) 进进进进行计权,经过对数转换,输出所测声音对应的声压级数值行计权,经过对数转换,输出所测声音对应的声压级数值行计权,经过对数转换,输出所测声音对应的声压级数值行计权,经过对数转换,输出所测声音对应的声压级数值( ( dB(AdB(A) ) ) )。27JJ计权网络分为计权网络分为计权网络分为计权网络分为A A,B B,C C几种,通过计权网络,几种,通过计权网络,几种,通过计权网络,几种,通过计权网络,测得的声压级,被称为计权声压
58、级或简称为声压级;测得的声压级,被称为计权声压级或简称为声压级;测得的声压级,被称为计权声压级或简称为声压级;测得的声压级,被称为计权声压级或简称为声压级;对应不同计权网络对应不同计权网络对应不同计权网络对应不同计权网络分别称为分别称为分别称为分别称为 A A声级声级声级声级 (L(LA A) ),B B声级声级声级声级 (L(LB B) )和和和和C C声级声级声级声级 (L(LC C) )。并分别记为并分别记为并分别记为并分别记为dB (A)dB (A),dB (B)dB (B),和,和,和,和dB(CdB(C) ) 。28声级计的分类声级计的分类声级计的分类声级计的分类 JJ 根据精度的
59、不同,分为根据精度的不同,分为根据精度的不同,分为根据精度的不同,分为普通声级计普通声级计普通声级计普通声级计:如图所:如图所:如图所:如图所示它对传声器要求不高。示它对传声器要求不高。示它对传声器要求不高。示它对传声器要求不高。动态范围较狭窄动态范围较狭窄动态范围较狭窄动态范围较狭窄( ( f f ) ),一般不与带通滤波器相一般不与带通滤波器相一般不与带通滤波器相一般不与带通滤波器相联用联用联用联用;精密声级计精密声级计精密声级计精密声级计 其传声器要求频响其传声器要求频响其传声器要求频响其传声器要求频响范围广,灵敏度高,稳范围广,灵敏度高,稳范围广,灵敏度高,稳范围广,灵敏度高,稳定性能
60、好,且能与定性能好,且能与定性能好,且能与定性能好,且能与各种各种各种各种带通滤波器配合使用带通滤波器配合使用带通滤波器配合使用带通滤波器配合使用,其输出还可直接和声级其输出还可直接和声级其输出还可直接和声级其输出还可直接和声级记录仪、录音机等相记录仪、录音机等相记录仪、录音机等相记录仪、录音机等相连接,可将噪声信号连接,可将噪声信号连接,可将噪声信号连接,可将噪声信号显示或储存起来。显示或储存起来。显示或储存起来。显示或储存起来。 29使用声级计的注意事项使用声级计的注意事项使用声级计的注意事项使用声级计的注意事项 JJ声级计每次使用前,都要用声级校正设备对其灵敏度声级计每次使用前,都要用声
61、级校正设备对其灵敏度声级计每次使用前,都要用声级校正设备对其灵敏度声级计每次使用前,都要用声级校正设备对其灵敏度进行校正。常用的校正设备有进行校正。常用的校正设备有进行校正。常用的校正设备有进行校正。常用的校正设备有声级校正器声级校正器声级校正器声级校正器,它发出一个,它发出一个,它发出一个,它发出一个1000Hz1000Hz的的的的纯音纯音纯音纯音。当。当。当。当其其其其套在传声器上时,会在传声器膜片套在传声器上时,会在传声器膜片套在传声器上时,会在传声器膜片套在传声器上时,会在传声器膜片处产生一个恒定的声压级处产生一个恒定的声压级处产生一个恒定的声压级处产生一个恒定的声压级( (通常为通常
62、为通常为通常为94dB94dB) )。另一种校正设。另一种校正设。另一种校正设。另一种校正设备为备为备为备为“ “活塞发声器活塞发声器活塞发声器活塞发声器” ”,其信号频率为,其信号频率为,其信号频率为,其信号频率为125125HzHz,同样产生一个,同样产生一个,同样产生一个,同样产生一个恒定声压级恒定声压级恒定声压级恒定声压级( (通常为通常为通常为通常为124dB124dB) )。所以,在校正时,声级计的。所以,在校正时,声级计的。所以,在校正时,声级计的。所以,在校正时,声级计的计权网络必须放在计权网络必须放在计权网络必须放在计权网络必须放在“ “线性线性线性线性” ”档或档或档或档或
63、“ “C C” ”档。档。档。档。JJ除特殊场合外,测量噪声时,一般传声器应离开墙壁、除特殊场合外,测量噪声时,一般传声器应离开墙壁、除特殊场合外,测量噪声时,一般传声器应离开墙壁、除特殊场合外,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。在进行精密测量时,为了避地板等反射面一定的距离。在进行精密测量时,为了避地板等反射面一定的距离。在进行精密测量时,为了避地板等反射面一定的距离。在进行精密测量时,为了避免操作者干扰声场,可使用延伸电缆,使得操作者远离免操作者干扰声场,可使用延伸电缆,使得操作者远离免操作者干扰声场,可使用延伸电缆,使得操作者远离免操作者干扰声场,可使用延伸电缆,
64、使得操作者远离传声器。传声器。传声器。传声器。JJ测量时,当背景噪声较大,则会产生测量误差。若被测量时,当背景噪声较大,则会产生测量误差。若被测量时,当背景噪声较大,则会产生测量误差。若被测量时,当背景噪声较大,则会产生测量误差。若被测噪声出现的前后,其差值在测噪声出现的前后,其差值在测噪声出现的前后,其差值在测噪声出现的前后,其差值在10dB10dB以上,则可忽略背景以上,则可忽略背景以上,则可忽略背景以上,则可忽略背景噪声的影响,如背景噪声无变化则,需进行修正。噪声的影响,如背景噪声无变化则,需进行修正。噪声的影响,如背景噪声无变化则,需进行修正。噪声的影响,如背景噪声无变化则,需进行修正
65、。JJ测量时,若遇上强风,风会在传声器边缘上产测量时,若遇上强风,风会在传声器边缘上产测量时,若遇上强风,风会在传声器边缘上产测量时,若遇上强风,风会在传声器边缘上产生风噪生风噪生风噪生风噪声声声声,给测量带来误差。在室外有风情况下使用,给传声,给测量带来误差。在室外有风情况下使用,给传声,给测量带来误差。在室外有风情况下使用,给传声,给测量带来误差。在室外有风情况下使用,给传声器器器器套上防风罩,套上防风罩,套上防风罩,套上防风罩,可减少风噪声的影响。可减少风噪声的影响。可减少风噪声的影响。可减少风噪声的影响。 30BB其它噪声测量仪器其它噪声测量仪器其它噪声测量仪器其它噪声测量仪器JJ噪声
66、测量中,若需要进行频谱分析,通常在声级计中噪声测量中,若需要进行频谱分析,通常在声级计中噪声测量中,若需要进行频谱分析,通常在声级计中噪声测量中,若需要进行频谱分析,通常在声级计中配以倍频程滤波器。配以倍频程滤波器。配以倍频程滤波器。配以倍频程滤波器。JJ根据规定使用十档,即中心频率分别为根据规定使用十档,即中心频率分别为根据规定使用十档,即中心频率分别为根据规定使用十档,即中心频率分别为31.5Hz31.5Hz、63Hz63Hz、125Hz125Hz、250Hz250Hz、500Hz500Hz、1000Hz1000Hz、2000Hz2000Hz、4000Hz4000Hz、8000Hz8000
67、Hz、16000Hz16000Hz。BB脉冲积分声级计脉冲积分声级计脉冲积分声级计脉冲积分声级计JJ脉冲积分声级计是在一般的声级计的基础上增加了脉冲积分声级计是在一般的声级计的基础上增加了脉冲积分声级计是在一般的声级计的基础上增加了脉冲积分声级计是在一般的声级计的基础上增加了CPUCPU,即增加了储存和计算功能;,即增加了储存和计算功能;,即增加了储存和计算功能;,即增加了储存和计算功能;JJ可以按一定采样间隔在一段时间内连续采样,最后可以按一定采样间隔在一段时间内连续采样,最后可以按一定采样间隔在一段时间内连续采样,最后可以按一定采样间隔在一段时间内连续采样,最后计算出统计百分数声级和等效连
68、续计算出统计百分数声级和等效连续计算出统计百分数声级和等效连续计算出统计百分数声级和等效连续 A A声级;声级;声级;声级;JJ可以进行等效噪声级、单爆发声暴露级、振动级等可以进行等效噪声级、单爆发声暴露级、振动级等可以进行等效噪声级、单爆发声暴露级、振动级等可以进行等效噪声级、单爆发声暴露级、振动级等测量,实际上已成了一台噪声分析仪,用于环境噪声测量,实际上已成了一台噪声分析仪,用于环境噪声测量,实际上已成了一台噪声分析仪,用于环境噪声测量,实际上已成了一台噪声分析仪,用于环境噪声的测量十分方便。的测量十分方便。的测量十分方便。的测量十分方便。31B 声级记录仪声级记录仪声级记录仪声级记录仪
69、JJ声级记录仪是常用的记录设备之一。它能记录直流声级记录仪是常用的记录设备之一。它能记录直流声级记录仪是常用的记录设备之一。它能记录直流声级记录仪是常用的记录设备之一。它能记录直流和交流信号,可用于记录一段时间内噪声的起伏变化,和交流信号,可用于记录一段时间内噪声的起伏变化,和交流信号,可用于记录一段时间内噪声的起伏变化,和交流信号,可用于记录一段时间内噪声的起伏变化,以便于对环境噪声作出准确评价,如分析某时段交通以便于对环境噪声作出准确评价,如分析某时段交通以便于对环境噪声作出准确评价,如分析某时段交通以便于对环境噪声作出准确评价,如分析某时段交通噪声的变化情况;也可用来记录声压级衰变过程,
70、噪声的变化情况;也可用来记录声压级衰变过程,噪声的变化情况;也可用来记录声压级衰变过程,噪声的变化情况;也可用来记录声压级衰变过程,如测量房间的混响时间。如测量房间的混响时间。如测量房间的混响时间。如测量房间的混响时间。JJ磁带记录仪磁带记录仪磁带记录仪磁带记录仪( (录音机录音机录音机录音机) )可以把噪声记录在磁带上,加以可以把噪声记录在磁带上,加以可以把噪声记录在磁带上,加以可以把噪声记录在磁带上,加以保存或重放保存或重放保存或重放保存或重放. .32BB 噪声统计分析仪噪声统计分析仪噪声统计分析仪噪声统计分析仪JJ 一种数字式谱线显示仪,能把测量范围的输入信号一种数字式谱线显示仪,能把
71、测量范围的输入信号一种数字式谱线显示仪,能把测量范围的输入信号一种数字式谱线显示仪,能把测量范围的输入信号在短时间内同时反映在一系列信号通道显示屏上,这在短时间内同时反映在一系列信号通道显示屏上,这在短时间内同时反映在一系列信号通道显示屏上,这在短时间内同时反映在一系列信号通道显示屏上,这对于瞬时变化声音的分析很有用处。通常用于较高要对于瞬时变化声音的分析很有用处。通常用于较高要对于瞬时变化声音的分析很有用处。通常用于较高要对于瞬时变化声音的分析很有用处。通常用于较高要求的研究、测量。求的研究、测量。求的研究、测量。求的研究、测量。JJ型号很多,其中有用干电池可携带的小型实时分析型号很多,其中
72、有用干电池可携带的小型实时分析型号很多,其中有用干电池可携带的小型实时分析型号很多,其中有用干电池可携带的小型实时分析仪,并具有储存功能,对现场测量,特别是测量瞬息仪,并具有储存功能,对现场测量,特别是测量瞬息仪,并具有储存功能,对现场测量,特别是测量瞬息仪,并具有储存功能,对现场测量,特别是测量瞬息变化的声音很方便。变化的声音很方便。变化的声音很方便。变化的声音很方便。JJ计算机应用于声学测量越来越广泛,经传声器接收、计算机应用于声学测量越来越广泛,经传声器接收、计算机应用于声学测量越来越广泛,经传声器接收、计算机应用于声学测量越来越广泛,经传声器接收、放大器放大后的模拟信号,通过模数转换成
73、为数字信号,放大器放大后的模拟信号,通过模数转换成为数字信号,放大器放大后的模拟信号,通过模数转换成为数字信号,放大器放大后的模拟信号,通过模数转换成为数字信号,再经数字滤波器滤波或快速傅利叶变换再经数字滤波器滤波或快速傅利叶变换再经数字滤波器滤波或快速傅利叶变换再经数字滤波器滤波或快速傅利叶变换( ( ( (FFT)FFT)就可获得就可获得就可获得就可获得噪声频谱,对此由计算机作各种运算、处理和分析,噪声频谱,对此由计算机作各种运算、处理和分析,噪声频谱,对此由计算机作各种运算、处理和分析,噪声频谱,对此由计算机作各种运算、处理和分析,可以得到各种所需的信息。最终结果可以很方便地存贮、可以得
74、到各种所需的信息。最终结果可以很方便地存贮、可以得到各种所需的信息。最终结果可以很方便地存贮、可以得到各种所需的信息。最终结果可以很方便地存贮、显示或通过打印机打印输出,做到测量过程自动化,使显示或通过打印机打印输出,做到测量过程自动化,使显示或通过打印机打印输出,做到测量过程自动化,使显示或通过打印机打印输出,做到测量过程自动化,使显示结果直观化,大大节省人力,提高测量效率。可预计,显示结果直观化,大大节省人力,提高测量效率。可预计,显示结果直观化,大大节省人力,提高测量效率。可预计,显示结果直观化,大大节省人力,提高测量效率。可预计,将来的环境噪声的测量,将把计算机作为接收系统分析、将来的
75、环境噪声的测量,将把计算机作为接收系统分析、将来的环境噪声的测量,将把计算机作为接收系统分析、将来的环境噪声的测量,将把计算机作为接收系统分析、处理数字信号的核心设备。处理数字信号的核心设备。处理数字信号的核心设备。处理数字信号的核心设备。 33 三、测量噪声的方法三、测量噪声的方法三、测量噪声的方法三、测量噪声的方法 BB本专业经常遇到的是通风空调设备的噪音测量,以及工业本专业经常遇到的是通风空调设备的噪音测量,以及工业本专业经常遇到的是通风空调设备的噪音测量,以及工业本专业经常遇到的是通风空调设备的噪音测量,以及工业企业生产过程中的噪声测量。企业生产过程中的噪声测量。企业生产过程中的噪声测
76、量。企业生产过程中的噪声测量。BB工程中所测量的工程中所测量的工程中所测量的工程中所测量的噪声参数噪声参数噪声参数噪声参数,常常是指,常常是指,常常是指,常常是指声源的声功率声源的声功率声源的声功率声源的声功率和声压级两个参数和声压级两个参数和声压级两个参数和声压级两个参数。BB声功率声功率声功率声功率是衡量声源每秒所辐射出多少是衡量声源每秒所辐射出多少是衡量声源每秒所辐射出多少是衡量声源每秒所辐射出多少( (声音声音声音声音) )能量的数值能量的数值能量的数值能量的数值,它与测点距离以及外界条件无关,是噪声源的重要声学参数。它与测点距离以及外界条件无关,是噪声源的重要声学参数。它与测点距离以
77、及外界条件无关,是噪声源的重要声学参数。它与测点距离以及外界条件无关,是噪声源的重要声学参数。BB测量测量测量测量声功率声功率声功率声功率的方法有的方法有的方法有的方法有混响室法混响室法混响室法混响室法、消声室或半消声室法、消声室或半消声室法、消声室或半消声室法、消声室或半消声室法、现场法现场法现场法现场法。用这三种方法,测量。用这三种方法,测量。用这三种方法,测量。用这三种方法,测量空调设备或机器噪声的声功率空调设备或机器噪声的声功率空调设备或机器噪声的声功率空调设备或机器噪声的声功率,依据的机理就是依据的机理就是依据的机理就是依据的机理就是声强声强声强声强 I I 的定义:的定义:的定义:
78、的定义:或或或或( (即,通过直接测量声场中的声压级,即,通过直接测量声场中的声压级,即,通过直接测量声场中的声压级,即,通过直接测量声场中的声压级,进而计算出被测设备的声功率进而计算出被测设备的声功率进而计算出被测设备的声功率进而计算出被测设备的声功率) )34 1. 1. 现场法现场法现场法现场法 BB 一般在设置有一般在设置有一般在设置有一般在设置有声源设备声源设备声源设备声源设备的机房或车间内进行,分为的机房或车间内进行,分为的机房或车间内进行,分为的机房或车间内进行,分为直接直接直接直接测量和比较测量测量和比较测量测量和比较测量测量和比较测量两种。两种。两种。两种。 直接测量法直接测
79、量法直接测量法直接测量法:假定用一个空心的、且壁面足够薄的封:假定用一个空心的、且壁面足够薄的封:假定用一个空心的、且壁面足够薄的封:假定用一个空心的、且壁面足够薄的封闭物体将闭物体将闭物体将闭物体将声源设备声源设备声源设备声源设备包围起来,包围起来,包围起来,包围起来,测量该物体表面上各测点的测量该物体表面上各测点的测量该物体表面上各测点的测量该物体表面上各测点的声压级声压级声压级声压级 ,求出测量表面的平均声压级求出测量表面的平均声压级求出测量表面的平均声压级求出测量表面的平均声压级 :然后,就可以计算出然后,就可以计算出然后,就可以计算出然后,就可以计算出声源设备的声源设备的声源设备的声
80、源设备的声功率级声功率级声功率级声功率级 L Lw w 。r rWW35 比较测量比较测量比较测量比较测量: : : : 采用经过实验室标定过声功率的任何采用经过实验室标定过声功率的任何采用经过实验室标定过声功率的任何采用经过实验室标定过声功率的任何噪声源,作为噪声源,作为噪声源,作为噪声源,作为标准噪声源,标准噪声源,标准噪声源,标准噪声源,L LWSWS已知已知已知已知 ( (一般可用频带宽广的一般可用频带宽广的一般可用频带宽广的一般可用频带宽广的小型高声压级的风机小型高声压级的风机小型高声压级的风机小型高声压级的风机) )。 在现场测量中,将在现场测量中,将在现场测量中,将在现场测量中,
81、将标准噪声源标准噪声源标准噪声源标准噪声源放在放在放在放在被测声源设备被测声源设备被测声源设备被测声源设备附近,附近,附近,附近,对对对对标准噪声源标准噪声源标准噪声源标准噪声源和和和和被测声源设备被测声源设备被测声源设备被测声源设备,各进行一次同一包围物体,各进行一次同一包围物体,各进行一次同一包围物体,各进行一次同一包围物体表面上各点的表面上各点的表面上各点的表面上各点的直接测量直接测量直接测量直接测量,然后,比较测量两者的声压级,然后,比较测量两者的声压级,然后,比较测量两者的声压级,然后,比较测量两者的声压级, 从而得出从而得出从而得出从而得出被测声源设备被测声源设备被测声源设备被测声
82、源设备的声功率大小。的声功率大小。的声功率大小。的声功率大小。36 NoteNote:BB工业企业的噪声测量,分为工业企业内部的生产噪声测量工业企业的噪声测量,分为工业企业内部的生产噪声测量工业企业的噪声测量,分为工业企业内部的生产噪声测量工业企业的噪声测量,分为工业企业内部的生产噪声测量和对周围环境造成影响的噪声测量。和对周围环境造成影响的噪声测量。和对周围环境造成影响的噪声测量。和对周围环境造成影响的噪声测量。BB生产车间内噪声的测量包括车间内部环境噪声和机器本身生产车间内噪声的测量包括车间内部环境噪声和机器本身生产车间内噪声的测量包括车间内部环境噪声和机器本身生产车间内噪声的测量包括车间
83、内部环境噪声和机器本身( (噪声源噪声源噪声源噪声源) )辐射噪声的测量,机器本身噪声的测量按照前述方法辐射噪声的测量,机器本身噪声的测量按照前述方法辐射噪声的测量,机器本身噪声的测量按照前述方法辐射噪声的测量,机器本身噪声的测量按照前述方法测量。测量。测量。测量。BB对直接操作机器的工人健康影响的噪声测量,传声器应置于对直接操作机器的工人健康影响的噪声测量,传声器应置于对直接操作机器的工人健康影响的噪声测量,传声器应置于对直接操作机器的工人健康影响的噪声测量,传声器应置于操作人员常在位置,高度约为人耳高处,但测量时人需离开。操作人员常在位置,高度约为人耳高处,但测量时人需离开。操作人员常在位
84、置,高度约为人耳高处,但测量时人需离开。操作人员常在位置,高度约为人耳高处,但测量时人需离开。如为稳态噪声,则测量如为稳态噪声,则测量如为稳态噪声,则测量如为稳态噪声,则测量A A声级,记为声级,记为声级,记为声级,记为dB(AdB(A); );如为不稳态噪声,则测量如为不稳态噪声,则测量如为不稳态噪声,则测量如为不稳态噪声,则测量等效连续等效连续等效连续等效连续A A声级声级声级声级( (是用一个相同时间是用一个相同时间是用一个相同时间是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的内声能与之相等的连续稳定的内声能与之相等的连续稳定的内声能与之相等的连续稳定的A A声级来表示该段时间内噪声声级来表
85、示该段时间内噪声声级来表示该段时间内噪声声级来表示该段时间内噪声的大小的方法的大小的方法的大小的方法的大小的方法); );或测量不同或测量不同或测量不同或测量不同A A声级下的暴露时间,计算等效连续声级下的暴露时间,计算等效连续声级下的暴露时间,计算等效连续声级下的暴露时间,计算等效连续A A声级。声级。声级。声级。 37BB如果车间内各处如果车间内各处如果车间内各处如果车间内各处A A声级波动小于声级波动小于声级波动小于声级波动小于3dB3dB,则只需在车间内,则只需在车间内,则只需在车间内,则只需在车间内选择选择选择选择1313个测点个测点个测点个测点: :BB若车间内各处声级波动大于若车
86、间内各处声级波动大于若车间内各处声级波动大于若车间内各处声级波动大于3dB3dB,则应按声级大小,将,则应按声级大小,将,则应按声级大小,将,则应按声级大小,将车间分成若干区域,任意两区域的声级差应大于或等于车间分成若干区域,任意两区域的声级差应大于或等于车间分成若干区域,任意两区域的声级差应大于或等于车间分成若干区域,任意两区域的声级差应大于或等于3dB3dB,而每个区域内的声级波动必须小于而每个区域内的声级波动必须小于而每个区域内的声级波动必须小于而每个区域内的声级波动必须小于3dB3dB,每个区域取,每个区域取,每个区域取,每个区域取1313个测个测个测个测点。这些区域必须包括所有工人为
87、观察或管理生产过程而经点。这些区域必须包括所有工人为观察或管理生产过程而经点。这些区域必须包括所有工人为观察或管理生产过程而经点。这些区域必须包括所有工人为观察或管理生产过程而经常工作、活动的地点和范围。常工作、活动的地点和范围。常工作、活动的地点和范围。常工作、活动的地点和范围。BB测量时,测量时,测量时,测量时,SLMSLM 使用慢档,取平均数;使用慢档,取平均数;使用慢档,取平均数;使用慢档,取平均数;BB要注意减少气流、电磁场、温度和湿度等环境因素对测要注意减少气流、电磁场、温度和湿度等环境因素对测要注意减少气流、电磁场、温度和湿度等环境因素对测要注意减少气流、电磁场、温度和湿度等环境
88、因素对测量结果的影响。量结果的影响。量结果的影响。量结果的影响。BB如果要观察噪声对工人长期工作的听力损失情况,则需如果要观察噪声对工人长期工作的听力损失情况,则需如果要观察噪声对工人长期工作的听力损失情况,则需如果要观察噪声对工人长期工作的听力损失情况,则需做频谱的测量。做频谱的测量。做频谱的测量。做频谱的测量。38BB对周围环境影响的噪声测量,要沿生产车间和非生产性对周围环境影响的噪声测量,要沿生产车间和非生产性对周围环境影响的噪声测量,要沿生产车间和非生产性对周围环境影响的噪声测量,要沿生产车间和非生产性建筑物外侧选取测点。建筑物外侧选取测点。建筑物外侧选取测点。建筑物外侧选取测点。BB
89、对于生产车间,其测点应距车间外侧对于生产车间,其测点应距车间外侧对于生产车间,其测点应距车间外侧对于生产车间,其测点应距车间外侧35m35m;对于非生产;对于非生产;对于非生产;对于非生产性建筑物测点应距建筑物外侧性建筑物测点应距建筑物外侧性建筑物测点应距建筑物外侧性建筑物测点应距建筑物外侧1m1m。测量时,传声器应离地面测量时,传声器应离地面测量时,传声器应离地面测量时,传声器应离地面1.2m1.2m,离窗口,离窗口,离窗口,离窗口1m1m。如果手持声级计,应使人体与传声器距离。如果手持声级计,应使人体与传声器距离。如果手持声级计,应使人体与传声器距离。如果手持声级计,应使人体与传声器距离0
90、.5m0.5m以上。以上。以上。以上。BB测量应选在无雨、无雪时测量应选在无雨、无雪时测量应选在无雨、无雪时测量应选在无雨、无雪时( (特殊情况除外特殊情况除外特殊情况除外特殊情况除外) )。测量时,声级计。测量时,声级计。测量时,声级计。测量时,声级计应加风罩以避免风噪声干扰,同时也要保持传声器清洁。应加风罩以避免风噪声干扰,同时也要保持传声器清洁。应加风罩以避免风噪声干扰,同时也要保持传声器清洁。应加风罩以避免风噪声干扰,同时也要保持传声器清洁。四级以上大风天气应停止测量。四级以上大风天气应停止测量。四级以上大风天气应停止测量。四级以上大风天气应停止测量。BB非生产场所室内噪声测量,一般应
91、在室内居中位置附近,非生产场所室内噪声测量,一般应在室内居中位置附近,非生产场所室内噪声测量,一般应在室内居中位置附近,非生产场所室内噪声测量,一般应在室内居中位置附近,选选选选3 3个测点取其平均值。测量时,室内声学环境个测点取其平均值。测量时,室内声学环境个测点取其平均值。测量时,室内声学环境个测点取其平均值。测量时,室内声学环境( (门与窗的启与闭,门与窗的启与闭,门与窗的启与闭,门与窗的启与闭,打字机、空调器等室内声源的运行状态打字机、空调器等室内声源的运行状态打字机、空调器等室内声源的运行状态打字机、空调器等室内声源的运行状态) )应符合正常使用条件。应符合正常使用条件。应符合正常使
92、用条件。应符合正常使用条件。 39 思考题思考题1. 1. 声强和声压有什么关系?声强级和声压级是否声强和声压有什么关系?声强级和声压级是否声强和声压有什么关系?声强级和声压级是否声强和声压有什么关系?声强级和声压级是否相等?为什么?相等?为什么?相等?为什么?相等?为什么?2. 2. 某一个声音的声强是某一个声音的声强是某一个声音的声强是某一个声音的声强是 3.1610-4 W/m23.1610-4 W/m2,请计算,请计算,请计算,请计算这个声音的声强级。这个声音的声强级。这个声音的声强级。这个声音的声强级。3. 3. 请计算一个声压级为请计算一个声压级为请计算一个声压级为请计算一个声压级
93、为72dB72dB的声音的实际的声压值。的声音的实际的声压值。的声音的实际的声压值。的声音的实际的声压值。4. 4. 某车间内有某车间内有某车间内有某车间内有1010台相同的车床,当只有台相同的车床,当只有台相同的车床,当只有台相同的车床,当只有1 1台车床运转台车床运转台车床运转台车床运转时,车间内的平均噪声级是时,车间内的平均噪声级是时,车间内的平均噪声级是时,车间内的平均噪声级是55dB55dB。当有。当有。当有。当有2 2台、台、台、台、4 4台及台及台及台及1010台同时运转时,车间内的平均噪声级各是多少?台同时运转时,车间内的平均噪声级各是多少?台同时运转时,车间内的平均噪声级各是
94、多少?台同时运转时,车间内的平均噪声级各是多少?5. 5. 某居住区与一工厂相邻,该工厂某居住区与一工厂相邻,该工厂某居住区与一工厂相邻,该工厂某居住区与一工厂相邻,该工厂1010台同样的机器台同样的机器台同样的机器台同样的机器运转时的噪声级为运转时的噪声级为运转时的噪声级为运转时的噪声级为54dB54dB,如果夜间的噪声级允许值,如果夜间的噪声级允许值,如果夜间的噪声级允许值,如果夜间的噪声级允许值为为为为50dB50dB,问夜间只能同时开启几台机器?,问夜间只能同时开启几台机器?,问夜间只能同时开启几台机器?,问夜间只能同时开启几台机器? 40 思考题思考题6. 6. 求具有求具有求具有求
95、具有100dB100dB声强级的平面波的声强与声压。声强级的平面波的声强与声压。声强级的平面波的声强与声压。声强级的平面波的声强与声压。已知:空气密度为已知:空气密度为已知:空气密度为已知:空气密度为1.21kg/m31.21kg/m3,声速为,声速为,声速为,声速为343m/s343m/s。7. 7. 在有风的环境条件下测量环境中的噪声时应在有风的环境条件下测量环境中的噪声时应在有风的环境条件下测量环境中的噪声时应在有风的环境条件下测量环境中的噪声时应注意哪些事项?在何种情况下测量的结果可视注意哪些事项?在何种情况下测量的结果可视注意哪些事项?在何种情况下测量的结果可视注意哪些事项?在何种情况下测量的结果可视为无效测量?为无效测量?为无效测量?为无效测量?8. 8. 简述噪声对建筑环境及人类的危害。简述噪声对建筑环境及人类的危害。简述噪声对建筑环境及人类的危害。简述噪声对建筑环境及人类的危害。41