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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；噪声标
2、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：源自物体的振动源自物体的振动源自
3、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觉神经听觉神经，从而产生听到，从而产生听到，从而
4、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，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
5、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。带宽 f=f=f fHH -f fL L。中心频率中心频率中心频率中
6、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
7、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，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
8、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
9、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、
10、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
11、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
12、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 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
13、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
14、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。
15、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 (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)7
16、BB 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
17、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
18、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 )，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
19、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。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、
20、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
21、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
22、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
23、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。
24、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=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，
25、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 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
26、.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
27、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，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
28、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，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
29、压级声压级声强级与声压级声强级与声压级 其中，其中，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
30、强级、声压级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离离喷喷气机口气机口3m处处120120痛痛阈阈10-12101/2110风动铆钉风动铆钉机旁机旁10-22100织织布机旁布机旁10-4210-18010-6210-260相距相距1m处处交交谈谈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
31、率声功率 WW (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
32、)所辐射的功率，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
33、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，也可以用与
34、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、P P、W W 声级同理声级同理
35、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 超过超过超过超过 1015 dB1015 dB，可以忽略声压级较小的声音对叠
36、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 fL2 L2 f fH2H2，f fLnLn f fHnHn ，
37、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 fc c=(f fHH f fL L )1/2 1/2 来划分频带来划分频带来划分
38、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，Hz6
39、3125250500f，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 20
40、000 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 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
41、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
42、，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
43、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。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
44、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
45、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，LpLp3 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
46、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、7
47、0 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，
48、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 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 8
49、5(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NRNR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
50、，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(