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一、聽覺簡述
聲音是由物體的振動而產(chǎn)生的。振動引起周圍空氣的壓力變化，并以縱波的形式向前推進(jìn)。當(dāng)聲波從空氣傳到中耳的鼓膜時，鼓膜隨聲波振動，幾乎完全與聲波同步，再通過中耳、內(nèi)耳等一系列聽覺器官的共同作用使人聽到了聲音。不同發(fā)聲體所產(chǎn)生的聲波有其特殊的頻率、振幅和波形。根據(jù)聲音頻率的不同，可以將聲音分為三個區(qū)域：次聲，可聽聲和超聲。次聲是指低于人們聽覺范圍的聲波，即頻率低于20Hz。可聽聲是人耳可以聽到的聲音，頻率為20Hz到20000Hz。超聲是頻率超過人耳聽覺頻率的上限的聲音，一般頻率高于20000Hz。聲學(xué)一般從兩個方面對聲音進(jìn)行描述，一方面是應(yīng)用聲壓、聲壓級;聲強(qiáng)、聲強(qiáng)級;聲功率、聲功率級等聲音的基本物理參數(shù)來描述聲音;另一方面是通過人耳的聽覺感受來對聲音進(jìn)行描述(響度、響度級)，這是一個全面而又確切的描述方法。聲音有大小即強(qiáng)弱之分，物體振動的幅度越大，發(fā)出的聲音越強(qiáng)，反之則弱。聲音的強(qiáng)度常用聲壓級或“響度”來表示。聲壓級越高，表示聲音的強(qiáng)度越大，對于可聽聲來講，響度越大，聲音的強(qiáng)度越大。人耳聽聞特性中，聲音的三要素為響度、音調(diào)、音色;聲音品質(zhì)評價指標(biāo)有響度、尖銳度、粗糙度、音調(diào)等參數(shù)。生理學(xué)研究表明正常人對聲音強(qiáng)度的感覺是：1分貝大約是人剛剛能感覺到的聲音;適宜的生活環(huán)境不應(yīng)超過45分貝，不應(yīng)低于15分貝;普通人的聽覺0~20分貝很靜、幾乎感覺不到;20~40分貝安靜、猶如輕聲絮語;40~60分貝一般普通室內(nèi)談話;60~70分貝吵鬧、有損神經(jīng);70~90分貝很吵、神經(jīng)細(xì)胞受到破壞。
二、噪音的相關(guān)參數(shù)
1、常用參數(shù)—聲壓級
聲壓級定義為將待測聲壓有效值與參考聲壓的比值取常用對數(shù)，再乘以20，其單位是分貝(dB)。在空氣中參考聲壓一般取為2×10-5(Pa)，這個數(shù)值是正常人耳對1千赫聲音剛剛能覺察其存在的聲壓值。一般講，低于這一聲壓值，人耳就再也不能覺察出這個聲音的存在了。
聲壓級通常使用噪音測試儀進(jìn)行測量。噪音測試儀由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對信號進(jìn)行頻率計權(quán)(或外接濾波器)，然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值，送到有效值檢波器(或外按電平記錄儀)，在顯示器上給出噪聲聲級的數(shù)值。
為了便于在噪音測試儀上直接讀出噪聲評價的主觀量，測量儀器接收的聲音按不同的程度濾波，其方法是在噪音測試儀的放大電路中插入A、B、C三個計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對40phon純音的響應(yīng)，與40phon的等響曲線倒立后的形狀相接近，它使接收、通過的低頻段的聲音(500Hz以下)有較大的衰減。B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對70phon純音的響應(yīng)，與70phon的等響曲線倒立后的形狀相接近，它使接收、通過的低頻段的聲音有一定的衰減。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對100phon純音的響應(yīng)，與100phon的等響曲線倒立后的形狀相接近，在整個可聽聲頻率范圍內(nèi)有近乎平直的特性，它讓所有頻率的聲音以近乎一樣的程度通過。聲級計的讀數(shù)均為分貝值，但由于網(wǎng)絡(luò)不同，其讀數(shù)所代表的意義也不一樣，因此，在讀數(shù)“dB”的后面應(yīng)加上所選定的計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的名稱。
聲級是一個單一的數(shù)值，可以直接測量，其中在某些條件下A計權(quán)可較好地反映人的主觀感受，也能較好地反映穩(wěn)態(tài)寬頻帶噪音，國際公認(rèn)用A聲級作為保護(hù)聽力和健康以及環(huán)境噪音的評價量。圖為各種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的衰減曲線，由該圖可以看出，利用A、B、C三檔聲級讀數(shù)可粗略了解噪聲的頻譜特性。
2、主觀計量參數(shù)——響度、響度級
聲音主觀計量參數(shù)為響度、響度級。響度是表征人耳對聲音強(qiáng)弱程度的主觀感覺程度，是表示聲響的大小。量化定義1000Hz純音聲壓級為40dB時的響度為1sone。響度級是以1000Hz的聲壓級40dB為基準(zhǔn)音，調(diào)節(jié)1000Hz純音的聲壓級，使大量受試者判斷，若某聲源的噪音聽起來與該純音一樣響亮，則該噪音的響度級就等于該純音的聲壓級值，單位為phon。利用與基準(zhǔn)音相比較的方法，可以得到整個可聽頻率范圍純音的響度級。
3、主觀的評價參數(shù)——噪度
人們主觀判斷噪聲的“吵鬧”程度成比例的數(shù)值量稱為噪度。噪度(Na)是在中心頻率為1kHZ的倍頻帶上，聲壓級為40dB的噪音為1吶。復(fù)合噪音總的感覺噪度計算方法為先測量噪音各頻帶的聲壓級，從圖表中查出各頻帶對應(yīng)的感覺噪音度值，取其中最大值，將其從噪度總和中扣除，乘以頻帶修正因子后與最大值相加?？蓪⒃攵绒D(zhuǎn)化成分貝指標(biāo)，其值稱為感覺噪音級。
4、噪音評價曲線——頻帶聲壓級NC、PNC和NR曲線
在噪音控制工業(yè)設(shè)計中，僅僅有單值A(chǔ)聲級是不全面的，因為它不能確切地反映噪音的頻譜特性;不同的頻帶聲壓級，可能有相同的A聲級。同時，噪音控制經(jīng)常是按噪音頻譜來控制的，因而需要按頻帶聲壓級定出標(biāo)準(zhǔn)。為使用方便，用頻帶聲壓級曲線及其代號來規(guī)定。頻帶聲壓級曲線(即噪音評價曲線)很多，但常用的有三組：NC評價曲線、PNC評價曲線和NR評價曲線。NC被廣泛用于英、美和日本等國，PNC和NR在歐洲通用。其中NC和NR兩組曲線并列為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)推薦的評價曲線。三組噪音評價曲線見下圖。
三、噪音識別
噪音識別的目的就是從復(fù)雜的聲源系統(tǒng)中，通過采取科學(xué)合理的手段，找出主要聲源的部位、能量分布、頻率特性等，為噪音控制提供科學(xué)依據(jù)。噪音源的識別主要有以下幾種方法：主觀判斷法;分部運轉(zhuǎn)法;覆蓋法;近場測量法;表面振動速度測量法;頻譜分析法(分析整個頻率范圍的變化趨勢，分析某個頻率范圍內(nèi)具體的頻率分布);相干分析法;聲強(qiáng)法(用于近場噪音源的準(zhǔn)確定位)。在《GBT7725-2004房間空氣調(diào)節(jié)器》標(biāo)準(zhǔn)的附錄B中對空調(diào)的噪音測試要求、測試條件、測試方法有相關(guān)的規(guī)定。
對于實際客戶環(huán)境中的噪音常因建筑結(jié)構(gòu)、物件擺放等原因而不能完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，在使用噪音測試儀進(jìn)行測量時，對不同觀測點可利用下圖進(jìn)行簡易推算。
四、噪音標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求
在GB22337-2008和GB12348-2008標(biāo)準(zhǔn)中,首次提出結(jié)構(gòu)傳播固定設(shè)備室內(nèi)噪聲排放限值，規(guī)定當(dāng)排放的噪聲通過建筑物結(jié)構(gòu)傳播至噪聲敏感建筑物室內(nèi)時，噪聲敏感建筑物室內(nèi)等效聲級既不得超過規(guī)定的A聲級限值，也不得超過規(guī)定的室內(nèi)噪聲倍頻帶聲壓級限值，(倍頻帶中心頻率為31.5Hz，63Hz，125Hz，250Hz，500Hz，其覆蓋頻率為22Hz-707Hz)，即要求在測量A聲級的同時，進(jìn)行噪聲的倍頻帶頻譜分析。
GB/T7725-2004房間空氣調(diào)節(jié)器5.2.15中的噪音性能要求中規(guī)定了噪音的限定值，而且規(guī)定了“a)空調(diào)使用時不應(yīng)由異常噪音和振動”，由此可見，噪音規(guī)定中除了考慮到聲壓級外，也考慮到了聲音的品質(zhì)，因此，在分析空調(diào)內(nèi)機(jī)噪音大小與空調(diào)聲音優(yōu)化設(shè)計服務(wù)的過程，最好同時將聲音的強(qiáng)度和改善的音質(zhì)作為指標(biāo)，為客戶創(chuàng)造更好的舒適環(huán)境。
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