动车组噪声控制技术中噪声的主观评价

噪声危害的大小不仅与声音的强度、频率成分及作用时间有关，还与人的听觉特性及接受噪声者的情绪有关。因而，仅对声音做出客观的计量，并不能判断某一噪声的危害大小。为此，还需要根据人对噪声的感受程度，对噪声做出主观评价。

所谓对噪声的主观评价包括两个方面：一是根据噪声的客观强度、频率分布、作用时间长短等因素，从人接受该噪声后的主观感受出发，对噪声状况进行计量与分析；二是研究与判断噪声对人和环境方面造成哪些危害，以及对危害的程度如何进行分析。

噪声的危害是多方面的，如可以造成听力损失，扰乱人们思考与交往，妨碍人的工作、学习与睡眠等等。为了能评估噪声在不同方面的影响，综合考虑噪声危害的各种因素，人们提出了许多评价噪声的方法，这里介绍最常用的几种。

2.2.1.1 等响曲线与响度级

通常，声音愈响，对人的干扰愈大。实践证明，人耳对高频声较低频声敏感，同样声压级的声音，中、高频声显得比低频声更响一些，这是由人耳的听觉特性所决定的。为此，人们用响度级这一概念来定量地描述声音在人主观上引起的“响”的感觉。

所谓响度级，就是以1000Hz的纯音作标准，使其和某个声音响起来一样响，那么，1000Hz纯音的声压级就定义为该声音的响度级，记做L_N，单位为phon（方）。

用实验的方法可以得到整个声频范围内的纯音的响度级。将频率不同、响度级却相同的点连成曲线，便可以得到一簇等响曲线，如图2-7所示。每条曲线上的数字表示声音的响度级（方值），也就是与此声音同样响的1000Hz纯音声压级。

从等响曲线图可以看出：

1）在声压级较低时，低频变化引起的响度级变化比中、高频大，在同样声压级时，中、高频噪声显得比低频更响。

2）在声压级较高时，曲线较平缓，说明声压级相同的各频率声音差不多一样响，即与频率关系不大。

这样可以将声音的客观强度与人的主观感受用一个物理量统一起来，即响度级。响度级可以定量地统一反映噪声声压级与频率两个因素对“响”这一主观感觉的影响。它与等响曲线是目前常用的几种噪声评价的基础。

图2-7 等响曲线图

通常，声音的响度级愈大，对人的干扰和影响也愈大。但实验证明，响度级与人耳对响的主观感受并不呈线性关系。响度级增加一倍，如从30phon变成60phon，或从50phon变成100phon，在听觉上好像并不是变“响”了一倍，而是要响得多。并且，响度级仅是一种与1000Hz声音进行比较得出的相对量，不便于进行声学运算，因此，在实际应用中受到限制。

2.2.1.2 计权网络

人耳对声音强弱的感觉主要取决于声音的强度，但也与频率有关，所以在衡量或测量声音的强弱时必须考虑到人耳的特性，使得用这种方法所得出来的结果与人耳的感觉相一致。

人耳对于声强相同的声音在1000～4000Hz之间听起来最响，随着频率的降低或升高响度越来越弱，频率低于20Hz或高于20kHz的声音人耳一般听不见。因此，人耳实际上是一个滤波器，对于不同频率的响应不一样。

根据人耳的等响特性制成的测量声级大小的仪器称为声级计，它的频率响应分别与人耳的等响曲线相适应。常用声级计由电子器件组成，其频响曲线由频率计权网络即特殊滤波器来完成。

计权网络若是模拟人耳对40phon纯音的等响曲线则称为A计权网络，测出的值称为A声级，其单位一般用dB（A）表示。类似地还有B计权和C计权。B计权网络是模拟人耳对70phon纯音的等响曲线，称为B声级，表示为dB（B）。C计权网络是模拟人耳对100phon纯音的等响曲线，称为C声级，单位用dB（C）表示。声级计的计权网络特性曲线如图2-8所示。(www.xing528.com)

在实际噪声控制中，常常要预估降噪措施的降噪效果，一般吸声、隔声或隔振的效果与频率有关，而实际使用中A计权网络测量的A声级是宽频带的。因此为了预告降噪效果，必须首先测量被控制点的噪声，然后作1/3倍频程谱分析，获得线性声级，减去采取降噪措施的降噪量，再减去A计权修正量，将最后结果进行分贝求和，便获得了降噪处理后的A声级。A、B、C计权修正量和1/3倍频程中心频率及频率范围见表2-2、表2-3。

图2-8 A、B、C计权网络的频率响应

表2-2 A、B、C计权修正量

（续）

表2-3 1/3倍频程中心频率及频率范围

2.2.1.3 等效连续A声级

A声级对一个连续稳态噪声，是一个好的评价方法，但对于间歇工作的机器噪声的评价，应采用等效连续A声级的评价方法。等效连续A声级是将声场某点在一段时间内暴露的几个不同A声级，用能量平均的方法，以一个A声级表示该时间段内噪声强度的大小，这个声级称为该点在这段时间内的等效连续A声级，通常简称为A声级。

式中 L_eq——等效A声级，单位为dB（A）；

T——不同A声级暴露的时间总量，单位为min；

L_i——暴露时间内A声级的瞬时值，单位为dB（A）。

由式（2-34）可知，对某段时间内稳定不变的噪声源，其等效A声级就是A声级。实际测量中都是离散采用，即每间隔一段时间读取声级值，因而，式（2-34）可简化为

式中 t_i——第i段时间，单位为min。