噪声的主观评价

从噪声对人的心理影响的角度来量度噪声的方法

噪声主观评价是从噪声对人的心理影响的角度来量度噪声的方法。

评价介绍

噪声的主观评价 - 概述噪声对人的心理和生理的影响是非常复杂的，是多方面的（如烦恼、语言干扰、行为妨害等），甚至有时噪声的客观量不能正确反映人对噪声的主观感觉，而且因人而异。因而人们需要一些统计上能正确反映主观感觉的评价量，并把这些主观评价量同噪声的客观物理量建立起联系，这是噪声主观评价的任务。在噪声主观评价的研究发展史上，曾提出过许多评价量，但近年来人们趋向用声级来评价噪声，原因是声级较好地反映了噪声对语言的干扰和引起的烦扰，用声级来估计噪声性听力损失也很合适，而且声级容易测量。但由于A计权所依据的等响曲线经过多次修正后发生了很大的变化，A计权的地位也正逐渐下降。

历史简述

要将噪声的主观评价建立在科学的基础上，首先就要测量人耳对各种频率声音响度的感觉特性。人们早就知道，不同人对低频声或高频声的敏感性差别很大，但对这一特性进行定量测定还是在20世纪30年代开始的。H.弗莱彻和W.A.芒森在1933年用各种频率的纯音对许多受试人进行了测量，绘出了一组反映人耳主观感觉的等响曲线。1956年D.W.鲁宾森和R.S.达德森测得的等响曲线为国际标准化组织（ISO）所接受 (ISO/R226-1961)。此外,还有人用窄带噪声和倍频带噪声测出等响曲线，并得到纯音与频带噪声的关系。

根据噪声频谱进行响度的计算，S.S.斯蒂文斯曾在1956年提出了噪声响度计算法，后来E.茨维克提出了用1/3 倍频带谱曲线求面积计算响度的方法。这两种方法都为国际标准化组织所接受(ISO/R532-1966)。

不论用何种方法求响度，都须要进行繁琐的计算。为了能用仪器直接读出反映人的主观响度感觉的评价量，R.W.杨等人提出了用电子网络模拟在不同声强下的人耳频率特性，以便用仪器（声级计）直接测量噪声主观评价量，测得结果称为计权声级或简称声级。通用的有A、B、C声级（见噪声测量仪器）。在测量噪声时，人们逐渐发现用计权网络测出的声级更接近人耳对噪声总的评价。声级现已被国际标准化组织和绝大多数国家采用，作为噪声主观评价的主要指标。

但由于A计权所依据的等响曲线经过多次修正后发生了很大的变化，A计权的地位也正逐渐下降。

随着喷气式飞机的出现，环境噪声问题日益突出。为了正确评价飞机噪声和交通噪声，提出了不少评价方法。其中最重要的是K.D.克里特的用感觉噪声级(LPN)评价机场附近噪声的方法。这一方法已为国际标准化组织所采用(ISO/R507-1970)。以后发展起来的许多评价方法,大致可以分为两大类。一类是以声级为基础的，如等效声级、昼夜等效声级、统计声级、噪声污染级、评价噪声级等；另一类则是以感觉噪声级为基础的，如有效感觉噪声级、有效连续感觉噪声级，以及D声级等。

此外，关于评价噪声对语言可懂度的影响有L.L.白瑞纳克于1947年提出的语言干扰级；关于评价各类房间室内背景噪声的，则有白瑞纳克于1957年和1971年分别提出的噪声标准曲线和优先标准曲线。国际标准化组织通过了综合评价噪声造成的听力损失、语言干扰和烦恼三种效应的噪声评价数，后者证明在一般情况下噪声评价数可折合为分贝数。

常用的评价方法

噪声的主观评价方法很多，下面介绍其中常用的几种。这些评价方法既是独立的，又是相互联系的。

响度级和响度

某一声音的响度级是在人的主观响度感觉上与该声音相同的800赫窄带声（或纯音）的声压级,以方为单位。如67分贝100赫的声音，由于人的主观响度感觉同800赫的60分贝相同，故其响度级为60方。

利用与基准声音比较的方法，可以得到整个可听声范围的纯音的响度级。该曲线为国际标准化组织所采用，所以又称ISO等响曲线。

响度是对一给定声音的数量表示，它与正常听力者对该声音的主观响度感觉成正比。以40方为1宋,响度级每增加10方，响度即增加1倍。如50方为2宋,60方为4宋等。其计算式为：

N=2或LN=40+10 log2N　 (1)

式中N为响度；LN为响度级。

声级

设置计权网络的原意是:对55分贝以下的声级用A计权（相应于40方等响曲线）计量；对55～85分贝的声级用B计权（相应于70方等响曲线）计量;对85分贝以上的声级用C计权(相应于100方等响曲线)计量。但后来不少学者开始探讨使用声级作为噪声评价的主要指标。如1967年J.H.博茨福德研究了 580个工厂噪声的测量资料，提出了声级可以代替倍频带声压级评价噪声的结论,并发现用声级来计量噪声和噪声的语言干扰级及烦恼度有较大的相应性。与此同时，有人分析研究了噪声暴露和听力损失的关系,发现用声级来估计噪声引起的听力损失与噪声评价曲线(NR)同样可靠。这样,声级已为国际标准化组织和绝大多数国家用作对噪声进行主观评价的主要指标。而设置计权网络的原意，却很少应用。对稳定不变的噪声，用声级来评价是非常方便的。但当噪声随时间变动时，用一个声级值就不能概括其特性了。这样就引出了等效声级。

等效声级

某一段时间内的声级按能量的平均值称为等效连续声级,简称等效声级或平均声级。用公式表示为：式中Leq为等效声级，单位为分贝；T为总时间；L为瞬时声级。计算等效声级,是把声级划分为几个区间加以处理：

(2)

式中Pj为第j个声级区间内持续的时间在总时间间隔中所占的比例；Lj为第j个区间的中心声级值（分贝）。

如果噪声是稳态的,等效声级就是该噪声的声级。

等效声级是衡量人的噪声暴露量的一个重要物理量。国际标准化组织已采用等效声级的评价方法，许多国家的环境噪声标准也以等效声级为评价指标。

美国环境保护局推荐昼夜等效声级 (Ldn)用于环境噪声评价。它考虑噪声在夜间对人的影响特别严重，对夜间噪声进行增加10分贝的加权处理。其计算式为：

(3)

式中

Ld是白天（7:00～22:00）的等效声级；Ln为夜间(22:00～7:00) 的等效声级。昼夜等效声级自使用以来，获得了较大的成功。1978年美国T.J.舒尔茨总结了各国11项噪声调查结果，发现高烦恼人数的百分率同昼夜等效声级有很好的相关性。会话干扰、睡眼干扰以及广播电视收听干扰等效应与昼夜声级之间也有依赖关系。

噪声指数

噪声污染级是综合能量平均值和变动特性（用标准偏差表示）两者的影响而给出的对噪声（主要是交通噪声）的评价数值，以分贝为单位。其计算式如下：

LNP=Leq+2.56σ　(4)

式中LNP为噪声污染级；Leq为等效声级;σ为标准偏差。在正态分布条件下

LNP=L50+d+d2/60　(5)

d=L10－L90分贝，L10是只有10%的时间超过的声级,其他类推。

交通噪声指数的定义为：

TNI=L90+4(L10－L90)－30　　(6)

式中TNI为交通噪声指数。对于正态分布的交通噪声，等效声级可用下式简化计算：

Leq≈L50+0.115σ2或Leq≈L50+d2/60式中d=L10－L90。

感觉噪声级

某一噪声的感觉噪声级是在“吵闹”上与该声音相同的中心频率为800赫的窄带噪声的声压级。它是基于“烦恼”而不是基于“响度”的主观分析。同样响度的声音使人感到烦恼的程度并不完全一致，人们对于频带宽度较窄的、断断续续的、强度大的和突发的噪声,特别感到烦躁不安。计算感觉噪声级的步骤如下:首先查出频带声压级的对应噪度，再计算总噪度。对于倍频带

(7)

对于1/3倍频带

(8)

式中Nt为总噪度,单位为呐；Ni为第i个频带声压级相应的噪度；Nm为Ni中的最大值。然后按照总噪度计算感觉噪声级：

LPN=33.3lgNt+40　　(9)

单位为 PNdB。相应于40PNdB的等噪度曲线时，所测得的D声级读数上加7分贝，即约为感觉噪声级。

在感觉噪声级的基础上，考虑持续时间和纯音修正，建立有效感觉噪声级(EPNL)，其定义为

EPNL=PNLT最大+D式中PNLT最大为考虑噪声频谱中的分立成分而得到的最大感觉噪声级；D为噪声作用持续时间的修正值：

PNLT最大=PNL+F式中F为考虑噪声中纯音成分的修正值。

在有效感觉噪声级EPNL的基础上，考虑白天、晚上、夜间的不同效应等因素，对飞机噪声应用有效连续感觉噪声级(WECPNL)，其定义为 WECPNL=EPNL+10lg(N1+3N2+10N3)-39.4式中N1为白天(7:00～19:00)的次数;N2为晚上(19:00～22:00)的次数;N3为夜间(22:00～7:00)的次数。大多数飞机的有效感觉噪声级可用下式近似求得：

EPNL=L+13而有效感觉噪声级为： WECPNL=L+10lg(N1+3N2+10N3)-27对于一定时间内（如一天）反复多次的飞机噪声，可用噪声和数量指数NNI评价。式中岧PN为重复的LPN的平均值；N为飞机在一定时间内反复出现的次数。此外，还有众多的飞机和机场噪声评价量。如：式中N为飞机起飞或降落次数。

噪声评价数

国际标准化组织于1961年公布了一组噪声评价曲线（NR线）。它的噪声级范围是0～130分贝，频率范围是31.5～8000赫九个倍频带。倍频带声压级与噪声评价数N的关系如下式：

Lp=α+bN　(10)

式中α、b为常数，其数据见表1。　在与各频带声压级相应的N数中最大者,即为该噪声的噪声评价数。

噪声主观评价的主要方法如表2

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