AWA6228型声级计监测室内噪声的问题探讨

唐 允

（楚雄市环境监测站，云南楚雄675000）

AWA6228型声级计监测室内噪声的问题探讨

唐 允

（楚雄市环境监测站，云南楚雄675000）

分析了ISO标准中使用噪声评价曲线评价噪声的方法，用实测数据对NR值与A声级之间的关系进行了探讨。对AWA6228声级计的倍频带声压级和A声级监测结果进行了理论验证，并且找到了A声级、Z声级、C声级与倍频带声压级之间的对应关系。通过模拟实验验证了突发噪声对A声级的影响程度和噪声叠加的理论计算值与实测值之间的吻合程度。

A声级；倍频带声压级；计权；NR；突发噪声；噪声叠加；白噪声

近年来，我国的环境监测系统配备了具备倍频带频谱实时分析、1／3频谱实时分析功能的仪器，使用频谱分析对室内噪声的评价更加客观精确。本文使用AWA6228Ⅰ型声级计，对室内噪声监测的几个问题进行验证和探讨。

1 NR值与A声级的关系

1.1 LAeq、A声级、NR曲线概念简介

LAeq即等效连续A声级。用于评价起伏和不连续的噪声 （如交通噪声）较为客观准确。室内受到连续的稳定噪声影响时，使用A声级评价也是一种较好的方法。通过对大量监测数据进行比较，认为在实际监测中LAeq和A声级的监测结果数值基本一致。AWA6228声级计通过滤波器及内置程序对倍频带声压级和A声级进行同步监测并实时计算出结果。本文着重对应用A声级和倍频带声压级室内噪声监测进行验证和探讨。在《GB12348－2008工业企业厂界环境噪声排放标准》和《GB22337－2008社会生活环境噪声排放标准》中是以LAeq和倍频带声压级对室内噪声进行评价，倍频带声压级的标准限值是以NR曲线为基础制定。标准中NR与A声级关系采用NR＝A声级－10，即如果A声级为40dB，即相当于NR＝30dB，由NR30曲线即可知各倍频带声压值的允许标准。噪声评价曲线 （简称NR曲线）是国际标准化组织于1971年提出的31.5 Hz～8000Hz共9个倍频程声压级组成的一簇噪声评价曲线，计划用于表征室内可接受的噪声等级，以便于对室内噪声进行评价，详见表1。

1.2 A声级与NR噪声评价曲线关系验证

根据表1中的数值，可以将各条NR曲线上的各个倍频程声压级通过公式计算出各条NR曲线所代表的A声级。

式中：Lpi—任意一条NR曲线上的第i个倍频带中心频率对应的声压级；LA—任意一条NR曲线所计算出的A声级，在AWA6228型声级计中LA显示为W－A，仪器中的W－A值就是依据公式 （1）自动计算得出；△i—A计权权重，见表2。

对表3中第一行的NR值和第二行的A声级值进行二元一次线性回归，确定A声级和NR值的关系为：LA＝0.9199 NR＋14.14，相关系数为0.9991。

1.3 实测数据NR值的计算方法

使用表1中的数据对噪声评价曲线的各倍频带的声压值进行线性回归（可在Excel上计算完成），得出各倍频程的声压值和NR值有下列线性关系：Lpi＝a＋b×NR，并得出各倍频带对应的a、b常数值，见表4。

要确定某一组噪声监测数据的NR值，首先用实际监测得出的倍频带声压级数据Lpi（i代表31.5～8000Hz共9个倍频带，Lpi为各个倍频带所测得的声压级），按照NR＝（Lpi－a）／b的关系计算出各倍频带的NR值，得出9个NR值，其中最大的那个为该组监测数据的NR值。

下面以两组实测数据对A声级和NR值的关系做进一步探讨。

表1 NR曲线上9个倍频带中心频率的声压级数值

表2 A计权曲线权重表

表3 NR曲线31.5～8000Hz倍频带A声级与NR值的关系表 dB

表4 常数a、b数值表

表5 室内噪声监测结果表dB

假设一组监测数据的各频带声压级都等于NR值为22.7dB曲线上各频带对应的声压级值，用公式（1）算出这组监测数据的A声级为35.1dB，A声级与NR值的差值为35.1－22.7＝12.4dB。也就是说一组监测数据的各倍频带声压级与NR曲线上对应的倍频带声压级都十分接近的话，那么这组监测数据的A声级与NR值的关系就越接近LA＝0.9199 NR＋14.14这一关系。从表5可以看出2号房监测数据的NR与A声级差值为8.0dB，5号房监测数据的NR与A声级差值为2.8dB。从图1可以看出2号房频谱图上各频带的实测声压值十分接近NR曲线上对应的各频带声压值（31Hz除外）。该组监测数据的NR与A声级差值为8.0dB，接近12.4dB。对大量实测数据频谱图的分析可看出，室内噪声监测过程中由于声源的千差万别，实际监测值的频谱分布图是形态各异的，监测值频谱分布的差异决定了NR与A声级的差值也是各不相同的。在一些特殊情况下，比如监测过程中受到突发噪声的影响，或者监测值中高频带或者中频带的某一个中心频率的声压级特别大，A声级值与NR值的差值就会相当小，如上述5号房间的监测结果，NR与A声级差值仅为2.8dB。

两组频谱图各不相同的实测数据，完全有可能具有相同的A声级值。下面以5号房为例，计算出与5号房A声级值相同的NR曲线。根据5号房的监测结果，A声级值为37.4dB，通过LA＝0.9199 NR＋14.14关系算出对应的NR值为25.4dB，将NR＝25.4dB通过表4的常数关系换算出各倍频带的声压级得到NR－25.4曲线，NR－25.4曲线和5号房监测值频谱曲线具有相同的A声级值。使用Excel画出两条曲线见图3。

2 A声级、C声级和Z声级

2.1 A声级、C声级和Z声级与倍频带声压级的关系探讨

在AWA6228声级计上，A声级表示为W－A，是使用公式（1）计算得出的，公式中的△i为A计权权重。同样，C声级W－C，Z声级W－Z也是这样计算得出的，只不过△i要换成C计权权重和Z计权权重。A声级的计算公式可简单理解为对各个倍频带的对数平均值。通过对大量监测数据的分析，可以看出A声级与各个倍频带声压级之间有这样的关系：A声级值近似于计权后的各个倍频带声压级中最大的那个声压级值，同理C声级值和Z声级值也遵循同样的关系。其中Z计权权重在16～16000Hz倍频带基本上等于0，可以认为Z声级值就是近似于各个倍频带声压级不计权的最大那个声压级值。大部分噪声的频谱分布都有这样一个特点，最大的声压级值往往出现在低频带，如：16Hz、31.5Hz或者63Hz这些频带，中频带和高频带的声压级较低，所以大部分噪声的Z声级的值接近于低频带的声压级，而A计权的特性为低频带的衰减较大，所以监测结果中A声级的值往往与中频或高频带的声压级较为接近，大部分噪声监测值中A声级与Z声级的差值较大。但是也有这样的情况，对一些高频噪声比如白噪声的监测值频谱图进行分析后发现，白噪声频谱图中较高的声压级出现在高频带，最大倍频带声压级出现在8000Hz倍频带，由于A计权在这一频带的权重与Z计权基本一致，即权重接近于0，那么可以推断此时A声级与Z声级的值基本接近，通过实际监测验证，白噪声的A声级值与Z声级值基本一致。验证说明对高频噪声而言，A声级 （Z声级、C声级）与倍频带声压级的关系同样遵循上述结论。下面以A计权和Z计权为例用两组实测数据验证上述结论。

表6 室内噪声监测结果表dB

从表6可以看出A声级值和Z声级值都十分接近于各倍频带声压级计权后的最大声压级值。用同样方法可以验证出C声级值也遵循该近似关系。

以A声级值为例对10号房监测值做进一步探讨：从表6中可以看出A计权最大声压级为30.5 dB，其对应的倍频带为1000Hz，如果该倍频带的声压级增加5 dB，30.5＋5＝35.5 dB，算出的A声级值为37.0 dB，与原来的A声级值相比增加了37.0－34.1＝2.9 dB。用其它倍频带的声压级同样分别增加5 dB对比，得出A声级值增加的幅度为0.002～1.7 dB，也就是说针对10号房间的这一组监测数据，计权后最大的声压级对应那个倍频带对A声级的影响最大。同样，从表6可看出，Z计权最大倍频带声压级为54.3 dB，对应的倍频带是16Hz，用上述方法同样验证并得出结论：针对该组监测数据，计权后最大的声压级对应的倍频带对Z声级的影响最大。对C声级进行验证，同样遵循这个规律。

2.2 应用A声级进行监测评价探讨

2.1 对A声级（包括C声级和Z声级）与各倍频带声压级关系的验证说明了各倍频带声压级计权后的最大声压级对A声级 （C声级和Z声级）的影响最大。如果单独使用A声级对室内噪声进行评价会存在一些不足之处。如在室内噪声的监测过程中受到突发噪声的影响，将会使A声级监测值远远大于室内噪声没有受到突发噪声影响的情况。下面以实际监测数据进行说明：选取一房间室内作为噪声监测点，声源为相对安静较为稳定的生活噪声，可视为稳态噪声，监测时间1 min，分别监测室内噪声没有受到突发噪声影响和受到突发噪声影响时的LAeq和A声级值。仪器在监测前进行了校准，本机噪声选择修正，监测过程中房间内关闭一切可产生噪声的电器，房间内的人员及物品保持安静。突发噪声为在测量过程中监测人员在距离仪器0.5m处正常咳嗽一声。

表7 室内噪声监测结果dB

从表7可看出，受到突发噪声的影响，A声级值增加了15.9 dB。使用该A声级值对房间内的噪声环境进行评价已经远远超过了室内真实的环境噪声。

使用LAeq值对上述两个声环境进行监测评价，监测数据见表8。从表8可以看出，按照监测数据符合正态分布的原则，LAeq的值应该介于L10到L50之间。表8中LAeq为43.1 dB，超过了L10，视为无效值，可选择重新监测或是适当修正。因此，在对室内噪声进行评价的过程中，不应该单独使用A声级和倍频带声压级进行评价，还应该同时对LAeq进行监测，可以排除突发噪声对监测评价造成的失实影响。

表8 室内噪声监测结果dB

表9 室内噪声监测结果表dB

从图4可以看出，从100 Hz到2 000 Hz附近受到咳嗽声影响的倍频带声压级有明显的升高。这一频带正好符合人的声音频带。由于对两组数据的监测是先后进行的，背景声源有可能发生改变，从图上可看出低频带16 Hz的声压级和高频带的声压级基本一致，可以认为两组监测值的声环境背景值基本一样，监测结果没有受到声环境背景值改变的影响，验证结果有效。

3 对噪声叠加的验证

两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加，总声压级：

Lp＝10lg［10（Lp1／10）＋10（Lp2／10）］（2）

本文将应用噪声叠加的计算原理，通过模拟试验验证噪声叠加的计算值与实测值之间的吻合程度。模拟实验使用白噪声模拟发声器，白噪声属于稳态噪声，它的遮蔽作用主要是通过高频带的高声压级对其它声音进行掩盖遮蔽，而且这种高频声听起来不会让人心烦意乱，调节到适当的音量还有催眠的作用。选取一个受到风机噪声影响的室内环境：①首先监测室内风机的倍频带声压级及A声级；②打开白噪声模拟发声器，音量大小调节到基本听不到风机噪声，也就是白噪声刚刚能够遮蔽风机噪声时为原则，监测此时的倍频带声压级及A声级 （这时的监测值为两个声源的叠加实测值）；③关掉风机，对刚才开启的白噪声监测倍频带声压级及A声级。使用公式 （2）计算出①和③的噪声叠加值，与步骤②的噪声叠加实测值比较。数据见表9。

从图5可看出，白噪声的频谱图在低频带有所起伏，从高频1 kHz开始倍频带声压级就趋于平稳（因为此图的X轴刻度关系是以倍频带等比关系确定的，如果X轴刻度关系是以频率值为单位，那么就可以看出白噪声的频谱线基本上是一条直线）。从图6和表9可看出，使用公式 （2）对两个声源的噪声声级叠加计算出的结果与实测的叠加频谱曲线基本吻合，噪声叠加的理论计算值和实测值基本一致。

［1］谭军，黄险峰.对噪声评价数的探讨［J］.声学技术，2008，27（2）.

［2］张绍栋，熊文波.环境噪声和振动测量技术［z］.2013.

［3］卢庆普，翁仪璧，熊文波，等.室内低频噪声评价探讨 （一）［C］／／全国环境声学电磁辐射环境学术会议论文集.2003.

Discussion on the Problem s of M onitoring Indoor Noise Using AWA6228 Type Sound Level M eter

TANG Yun
（Chuxiong Environmental Monitoring Station，Chuxiong Yunnan 675000，China）

The evaluationmethodology of Noise Rating Curve in ISO is analyzed.The relationship between A levels and NR value was discussed using the real data.The results of octave band sound pressure level and A sound level were tested using AWA6228 sound levelmeter.The corresponding relationships between A sound level，Z sound level，C sound level，and theoctave band sound pressure levelwere found.The influence and superposition of noise of sudden noise on A sound level showed a high consistent between the lab experiment and the real data.

A levels；Octave band sound pressure level；Weighting；NR；sudden noise；superposition of noise；White noise

X839.1

A

1673－9655（2015）02－0125－06

2014－07－31