環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)量(一)
唐朱科普第3期
一些環(huán)評(píng)人員由于是非聲學(xué)專業(yè)出身,不了解這些評(píng)價(jià)量的來歷和物理意義,因此常常將他們與其他描寫噪聲的物理量相混淆,如將等效(連續(xù))A聲級(jí)與聲壓、聲壓級(jí)、A聲級(jí)混淆,所以有必要對(duì)這些評(píng)價(jià)量再作一些闡述。
1、等效(連續(xù))A 聲級(jí)
(1) 聲壓P
當(dāng)空氣中傳播聲波時(shí),空間各處空氣時(shí)而變密,時(shí)而變疏,因而大氣壓強(qiáng)較
沒有聲波時(shí)產(chǎn)生了變化,這個(gè)變化值叫聲壓,用P表示,單位“帕斯卡”,簡寫為“帕”,符號(hào)為Pa。
注意聲壓值只是聲擾動(dòng)后大氣壓強(qiáng)的變化值,并不是大氣壓強(qiáng)值,它比大氣壓強(qiáng)本身值要小很多。聲壓是描寫聲音強(qiáng)度的量,聲壓高,聲音強(qiáng)。在聲場中,不同地點(diǎn)啊的聲壓值一般是不相同的,所以講聲壓必須說明是什么位置的聲壓。
(2) 有效聲壓(均方根聲壓)
由于空氣受聲波的擾動(dòng)時(shí),疏密狀態(tài)變化很快,因此聲壓值也在時(shí)時(shí)刻刻變
化,但不論是人耳,還是測量儀器都無法跟上這種變化,人耳或測量儀器能夠反應(yīng)的只是聲壓的有效值,叫有效聲壓,我們以后講的聲壓均指有效聲壓,為方便起見,扔稱作“聲壓”,并依舊用“P”表示。相對(duì)有效聲壓而言,前面定義的聲壓叫“瞬時(shí)聲壓”。
與聲壓相對(duì)應(yīng)的另一個(gè)量是聲強(qiáng)。聲強(qiáng)定義為:在垂直于聲波傳播方向上,單位時(shí)間內(nèi)通過面積的聲能。用I表示,單位是“W/m2”。聲強(qiáng)與聲壓一樣是描寫聲音強(qiáng)度的物理量,而且就描寫聲場而言,聲強(qiáng)是更好的物理量。但由于聲強(qiáng)測量比聲壓測量麻煩,測量儀器也貴許多,因此在聲學(xué)中,我們更多使用的仍是“聲壓”而不是“聲強(qiáng)”。
(3) 聲壓級(jí)Lp
人耳剛能聽到的聲音聲壓值(聽閾)與最高能夠忍受的聲音聲壓值(痛閾)
相差一百萬倍,因此用聲壓數(shù)值大小表示聲音強(qiáng)弱很不方便。另一方面,人對(duì)聲音強(qiáng)弱的感覺并不與聲壓數(shù)值大小成正比,而與其對(duì)數(shù)值有關(guān)。因此,引入對(duì)數(shù)標(biāo)度,即“級(jí)”來表示。聲壓級(jí)以符號(hào)Lp表示,單位“dB”,定義式為:
引入聲壓級(jí)后,人對(duì)聲音聽閾值為0dB,痛閾為120dB,聲音的標(biāo)度范圍大大被壓縮了,表示和測量都較為方便。
(4) 頻帶聲壓級(jí)
只有一個(gè)頻率的聲音叫純音,含有多個(gè)頻率的聲音叫復(fù)音,我們聽到的噪聲
都是復(fù)音。許多噪聲,如風(fēng)機(jī)噪聲、水泵噪聲等,含有從20~20000Hz所有音頻范圍頻率聲音,如果一個(gè)一個(gè)頻率地進(jìn)行表示非常繁瑣,也沒有必要,于是引入了“頻帶”的概念。
最常用的頻帶是1倍頻程頻帶(簡稱為“倍頻帶”),它的上限頻率f上是下
限頻率f下的1倍。用區(qū)間范圍表示頻帶仍有不變,于是又引入了中心頻率f中:
用f中表示頻帶,如45~90Hz那個(gè)倍頻帶用其中心頻率63Hz表示。整個(gè)音
頻范圍可用31.5Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、8000Hz、16000Hz十個(gè)中心頻率表示。
聲音在某一頻帶中的聲壓級(jí)就叫做頻帶聲壓級(jí),我們說“噪聲1000Hz聲壓級(jí)是85dB”,實(shí)際是說“噪聲在1000Hz為中心頻率的那個(gè)倍頻程頻的聲壓級(jí)是85dB”。在噪聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)中使用“1倍頻程頻帶”已能滿足需要,在專門的聲學(xué)研究中,還用到1/3倍頻程頻帶、1/8倍頻程頻帶,甚至1/24倍頻程頻帶。
對(duì)噪聲進(jìn)行“頻譜分析”,可以得到各頻帶的頻帶聲壓級(jí)。比如AW A6270A這種型號(hào)的聲級(jí)計(jì)就具有頻譜分析功能。
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