10.1.1 噪声的定义及度量
一、噪声的定义
噪声就是人们不需要的声音。它不仅包括杂乱无章不协调的声音，而且也包括影响旁人工作、休息、睡眠的各种音乐声，甚至于谈话声、脚步声及一切飞行、行驶中发出的马达声和机械的撞击声等。因此，对噪声判断往往与个人所处的环境和主观愿望有关。
二、噪声的度量
对噪声的度量，主要有强弱的度量和频谱分析两个方面。噪声的强弱度量反映声音的大小，即噪声的轻响程度；噪声的频谱分析可以看出噪声频率的高低，即噪声音调高低的程度。
1.声压与声压级
声压是指在声波传播过程中空间各处空气压强产生的起伏变化，通常用p表示声压，单位是帕（Pa）。
日常生活中会遇到强弱不同的声音，这些声音的声压变化范围相当大。听力正常的青年人耳朵刚好能听到的1000 Hz纯音的声压值为2×10-5 Pa，称为“听阈”声压；人耳难以忍受的声压值为20 Pa，称为“痛阈”声压。两者相差一百万倍。对于如此巨大的变化范围，直接用声压的数值来表示很不方便。另一方面，人耳对声音强度的感觉并不正比于声压的绝对值，而更接近正比于其对数值。由于这两方面的原因，在声学中普遍使用对数标度，即用被量度的量与所选定的基准量（参考量）的比值求对数，这个对数值称为被量度量的“级”，单位为dB。
声压级常用Lp（dB）表示，定义为
式中：p——被度量的声压的有效值；
p0——基准声压，在空气中规定p0=2×10-5 Pa。
2.声强与声强级
声场中某点处，在单位时间内，与质点速度方向垂直的单位面积上通过的声能称为瞬时声强，其数值常用I表示。声强是一个矢量，只有规定了方向后才有意义。常用单位是W/rn2。
声强级常用LI表示，定义为
式中：I——被度量的声强；
I0——基准声强，在空气中取10-12 W/m2。
对自由声场中的平面声波，某点的声强与该点的有效声压间具有如下关系：
式中：ρ——空气密度，单位为kg/m3；
C——空气中的声速，单位为m/s。
3.声功率与声功率级
声源在单位时间内辐射出的总能量称为声功率，记为W，单位为瓦。声功率是表示声源特性的重要物理量，它能反映声源本身的特性，而与声波传播的距离及声源所处的环境无关。(https://www.daowen.com)
如果声源在没有边界的自由场中向四面八方均匀辐射声波，那么在离声源为r处的球面上各点的声强是相同的，因而声源的声功率W与声强I之间有如下关系：
声功率级常用LW表示，定义为
式中：W——被度量的声功率的平均值；
W0——基准声功率，在空气中取10-12瓦。
考虑到声强与声功率之间的关系：I=W/S，式中S为垂直于声传播方向的面积。则有
对于确定的声源，其声功率是不变的。但是，空间各处的声压级和声强级则是变化的。例如，由点声源发出的球面波，由式（10-6）可得
根据式（10-2）和式（10-4）可得声功率级Lw和声压级Lp的近似关系：
4.声压级的合成计算
由于声压级是对数量度，因此在求几个声源的共同效果时，不能简单地将各自产生的声压级数值算术相加，而需要进行能量叠加。多个声压级合成可按下式计算：
若有两个声源同时辐射声波，在某点处其对应的声压级分别为Lp1和Lp2（假设Lp1＞Lp2），ΔLp=Lp1-Lp2，则该点处总声压级为
式中，ΔL的值可在表10-1中查出。
表10-1 AL值
5.噪声的频谱
在20～20000 Hz的可听声范围内，我们将噪声按其频率特性大体分为三类：最高声级分布在350 Hz以下，称为低频噪声；最高声级分布在350～1000 Hz范围内，称为中频噪声；而分布在1000 Hz以上者，称为高频噪声。为了使用上方便和实用上的需要，人们把可听声频率范围分成若干段，这就是通常所说的频程或频带。实际使用中主要有1倍频程、1/2倍频程和1/3倍频程等几种。
