第二部分 噪声基本概念

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什么是噪声?

从环境保护的角度讲:凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪音。

从物理学的角度讲:噪音是发声体做无规则振动时发出的声音

噪音从广义上来说,凡是我们不愿意听到的声音就是噪音。

《辞海》是这样解释的:“不同频率和不同强度的声音,无规律的组合在一起即成噪声。听起来有嘈杂的感觉。但也常指一切对人们生活和工作有妨碍的声音,不单独由声音的物理性质决定,还与人们的生理和心理状态有关”。

噪声和噪音是不是同一个意思?

“声”是指一切声响的总称,“音”是指有调的声。

《中国大百科全书·环境科学》卷收入与环境问题有关的“噪声”词条而未收入“噪音”。可以这样理解:环保文章里,有关音响污染,一般都用“噪声”,不再用“噪音”。

《现代汉语词典修正版》明确指出“噪音”是“噪声”的旧称。

噪声的危害

噪声污染被视为一种无形的环境污染。它是一种感觉性公害,具有局部性、暂时性和多发性的特点。噪声不仅会影响听力,而且还对人的心血管系统、神经系统、内分泌系统产生不利影响,所以有人称噪声为“致人死命的慢性毒药”。

(1)干扰体息和睡眠,人进入睡眠之后,即使是40-50分贝较轻的噪声干扰,也会从熟睡状态变成半熟睡状态。这就会使人得不到充分的体息和体力的恢复。

(2)损伤听觉视觉器官,据统计,长期在90分贝以上噪声环境中工作的人,耳聋发病率明显增加。近来又发现噪声在90分贝以上,可使人的视网膜中视杆细胞区别光亮度的敏感性降低,对弱光的反应迟缓。随着噪声强度的升高超过95分贝,40%的人瞳孔直径也会扩大,时间一长,就可能出现眼疲劳、眼痛、眼花和流泪等现象。

(3)对人体的生理影响,噪声是一种恶性刺激物,长期作用于人的中枢神经系统,可使大脑皮层的兴奋和抑制失调,条件反射异常,出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、。心慌、记忆力减退、注意力不集中等症状,严重者可产生精神错乱。据调查,3岁前儿童生活在75分贝的噪声环境里,他们的心脑功能发育都会受到不同程度的损害,在噪声环境下生活的儿童,智力发育水平要比安静条件下的儿童低20。

噪声的标准、规范

《声环境质量标准GB3096-2008》(替代《城市区域环境噪声标标准GB3096-93》《城市区域环境噪声测量方法GB/T14623-93》)

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《声环境功能区划分技术规范GBT15190-2014》


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《民用建筑隔声设计规范GB50118-2010》

夜间时间为22:00-06:00

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《组合式空调机组GB/T14294-2008》

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《通风机噪声限值GB/T8690-2014》

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白噪声和粉红噪声

白噪音(white noise):所谓白噪音是指一段声音中的频率分量的功率在整个可听范围(0~20KHZ)内都是均匀的。由于人耳对高频敏感一点这种声音听上去是很吵耳的沙沙声。

粉红噪音(pink noise):粉红噪音是自然界最常见的噪音,简单说来,粉红噪音的频率分量功率主要分布在中低频段。粉红噪音从人耳中听到的是平直的频率响应——"非常悦耳的一种噪声"最常用于进行声学测试的声音。

在对数坐标里,白噪声的能量是以每倍频程增加3dB分布的,粉红噪声是均匀分布的。粉红噪声更符合感知(对数)上的均匀。在线性坐标里,白噪声的能量分布是均匀的,粉红噪声是以每倍频程下降3dB分布的。白噪声更符合物理带宽(线性)上的均匀。

噪声的测试及叠加计算

空调设备的声压测试是根据倍频带声压水平测试原理,测试A声级和线性声压的倍频带声压级。分频测试的声压级用来得出不同设备噪声的频率特性。在测设备噪声的时候存在背景噪声,所以要得出真实的设备噪声,还需要运用到噪声叠加的公式:

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由于在测试中主要是得到了背景噪声以及设备在环境中的噪声值,需要求得设备噪声的实际值,所以都是采用公式一的变形形式:

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NRC

吸声系数是指材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比,叫吸声系数(α):

α=Eα/Ei=(Ei-Er)/Ei=1-r

式中

Ei——入射声能;

Eα——被材料或结构吸收的声能;

Er——被材料或结构发射的声能;

r——反射系数。

降噪系数NRC(Noise Reduction Coefficient)是吸声系数单值评价量,定义为倍频程中心频率250Hz、500Hz、1000Hz和2000Hz四个倍频带的实用吸声系数的算术平均值,降噪系数NRC修约到两位小数,并以0.05为最小倍数。用公式表示为:

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隔声量的几种评价办法

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平均隔声量

由于隔声量是频率的函数,因此需要给出各个频带的隔声量才能比较全面反映试件的隔声性能。但在隔声性能评价时,由于数值很多,造成表达上的复杂。因此,最简单的办法是将中心频率125~2000Hz的5个倍频程带,或100~3150Hz的16个1/3倍频程频带隔声量的算术平均值,作为试件的隔声性能的单值评价量,称为平均隔声量。

计权隔声量-Rw

为了弥补平均隔声量进行隔声性能评价的不足,声学研究者提出了一种考虑隔声频率特性曲线的隔声低谷,与主观听感相符的隔声效果单值评价量,称为计权隔声量,并由国际标准GB/T50121-2005给出了明确的定义和评价方法。计权隔声量用Rw来表示。

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a)1/3倍频程;b)倍频程

空气声隔声基准曲线

频谱修正量-C\Ctr

计权隔声量考虑了人耳对不同频率噪声感觉的差异,但是由于不同声源辐射噪声的频谱差异往往比较大,因此,同样的隔声结构用在不同的场合时,人耳实际感觉到的隔声效果仍会有差异。为了解决这个问题,GB/T50121-2005中引入了频谱修正量C和Ctr,以评价同一隔声结构在不同声源情况下的实际隔声效果。C和Ctr分别考虑了以社会生活噪声为代表的中、高频成分较多的噪声源,和以交通噪声为代表的中、低频成分较多的噪声对隔声结构实际隔声性能的影响。频谱修正量C和Ctr又分别被称为粉红噪声修正量和交通噪声修正量。下图给出了1/3倍频程和倍频程的频谱修正量曲线。

频谱修正量Cj按下式进行计算:

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a)1/3倍频程;b)倍频程

计算频谱修正量的声压级频谱

隔声STC\NIC

评价建筑构件隔声性能通过的指标是传声等级,即隔声STC,范围从STC0(完全没有隔声)到STC80(理论上没有任何声音通过),大部分典型构件的隔音量介于STC30至STC60之间。STC是在实验室条件下对于单个结构测量,实际现场隔声性能使用噪音隔绝等级NIC更加准确,NIC测量的是声音从一个房间发出到另一个房间衰减的总量,不管声音的传播途径如何。STC和NIC体系的试验过程相同,方式也是等价的,它们都是用于评价隔声构件阻隔人们讲话声音的能力,对于其他噪音的隔绝,它们评价和测量的手段就不精确了,然而对于多住户房子的空气噪声来讲,STC和NIC为比较不同结构提供了很好的指导,不过,实验室测试和现场测试是有差别的。

Rw与STC的区别

1. 定义

Rw—计权隔声量(Sound reduction index),将隔声频率特性与标准曲线按一定方法进行比较而读得之数;

STC—传声损失等级(Sound transmission class),将传声损失值频率特性与标准曲线按一定方法进行比较而读得之数。

2. 相同之处

两者都是单一值,都能反映出个别频段的隔声缺陷。

3. 不同之处

1)测试方法不同,Rw是根据ISO717-1中的计算步骤,取隔声量R(测试方法ISO140-3)从100到3150Hz范围内的值,与规定的参考曲线比较而求得。

而STC是根据ASTME413中的计算步骤,取传声损失TL(测试方法ASTME90)从125到4000Hz范围内的值,与规定的参考曲线比较而求得。

2)量纲不同:Rw的单位为dB,而STC无量纲。

不过虽然如此,但实际上按照两种不同方法测得的值差值不大。

几个标准使用的对比:

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文章分类: 声学
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