低頻噪聲的影響及控制

林 潔，宋繼萍

（廈門嘉達(dá)聲學(xué)技術(shù)有限公司，福建 廈門 361010）

低頻噪聲的影響及控制

林 潔，宋繼萍

（廈門嘉達(dá)聲學(xué)技術(shù)有限公司，福建 廈門 361010）

低頻噪聲的影響日益加劇，已對人們的生活及休息造成了較大影響。文章從噪聲的評價、低頻噪聲的影響、煩惱度、控制、掩蔽等方面對低頻噪聲進(jìn)行了分析討論，力求探索低頻噪聲的形成及對環(huán)境的影響。

低頻噪聲；煩惱度；有調(diào)噪聲；噪聲掩蔽

許多案例中，用等效A聲級作為評價量的測量結(jié)果并不高，多數(shù)情況并沒有超出受影響的建筑物所在聲功能區(qū)的室內(nèi)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，但受影響者的反映卻非常強(qiáng)烈。由于環(huán)境噪聲并未超標(biāo)，導(dǎo)致投訴無門，最終也不了了之。人們已經(jīng)意識到，往往有些低頻噪聲，對受影響者產(chǎn)生的影響，遠(yuǎn)高于同等的等效A聲級的其它噪聲。

1 低頻噪聲的影響

低頻噪聲是相對于中頻噪聲和高頻噪聲而言，但它們之間并沒有明確的界限。一般把噪聲按照20～200Hz、200～2000Hz和大于2000Hz分為低頻噪聲、中頻噪聲和高頻噪聲，并將聲源頻譜中的最大聲壓級對應(yīng)頻率所在頻段作為該噪聲的主要影響頻段。

1.1 低頻噪聲的感覺

盡管人的聽覺器官耳朵聽不到低聲壓級的低頻噪聲，但是，人可以通過人體和頭骨、顱骨感受到低頻噪聲的存在。低頻噪聲可通過振動影響人體的器官，人在睡眠過程中對噪聲較敏感，低頻噪聲可影響人們的睡眠質(zhì)量，由此間接引發(fā)其他疾病，如神經(jīng)衰弱、偏頭疼、內(nèi)分泌失調(diào)等。

1.2 低頻噪聲的特點

低頻噪聲具有與中高頻噪聲不同的特點，中高頻噪聲隨著距離越遠(yuǎn)或遭遇障礙物時，能迅速衰減，如高頻噪聲的點聲源，每10米距離就能下降6分貝。而低頻噪

聲卻遞減得很慢，聲波又較長，能輕易穿越障礙物，長距離傳播并穿墻透壁進(jìn)入室內(nèi)。結(jié)構(gòu)傳聲是指振動源設(shè)備通過基礎(chǔ)、墻壁、樓板、管路系統(tǒng)、鋼性支/吊架等進(jìn)入建筑結(jié)構(gòu)，低頻振動波沿著建筑構(gòu)件傳播到與之相連的每一個角落。當(dāng)房間的尺寸與低頻聲波波長一致時，可激發(fā)起室內(nèi)的簡正振動，從而使得室內(nèi)的部分低頻又獲得加強(qiáng)。

1.3 低頻噪聲影響加劇

近年來，建筑室內(nèi)外許多機(jī)電產(chǎn)品的噪聲信號里含有較強(qiáng)的調(diào)音成分，而且這些噪聲有很多低頻成分，有的低頻能量占總聲能的70%以上，并且最大聲壓級頻率均位于低頻范圍。在將產(chǎn)品和環(huán)境輻射的中高頻噪聲有效控制的情況下，環(huán)境中的低頻聲能量中所占的比重不斷增加，中高頻噪聲對低頻噪聲的屏蔽效應(yīng)也隨之減小，低頻噪聲影響變得越來越顯著。

1.4 低頻噪聲檢測手段不足

目前絕大部分的聲級計，測量的倍頻程最低為31.5Hz，對人體影響最大的31.5Hz以下的低頻噪聲顯示不出來。常用的噪聲指標(biāo)與評價方法均無法有效衡量低頻噪聲的實際干擾程度[3]。

1.5 世界衛(wèi)生組織（WHO）的報告

世界衛(wèi)生組織（WHO）在2000年發(fā)布的報告中指出：低頻低聲級噪聲干擾人們的休息與睡眠；A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)對低頻噪聲的影響有所低估；針對低頻噪聲的標(biāo)準(zhǔn)限值應(yīng)當(dāng)更為嚴(yán)格；有關(guān)低頻噪聲負(fù)面作用的證據(jù)已經(jīng)非常充分，值得引起關(guān)注[1]。

2 低頻噪聲的煩惱度

低頻噪聲投訴案件更多的是在較安靜的區(qū)域，噪聲聲級經(jīng)常是接近于聽閾。由于受聲者的個體因素影響，一部分人抱怨低頻噪聲的干擾，而且煩惱度極高，而另一部分人卻感受不到。一般情況下室內(nèi)比室外更容易聽到具有隆隆聲特性的低頻噪聲。

同樣響度的噪聲使人感到煩惱的程度并不完全一致。影響噪聲煩惱度的聲學(xué)因素包括噪聲級、頻率分量及頻譜的不規(guī)則性，噪聲事件的次數(shù)、時間特性、背景噪聲級等。通過對高噪聲煩惱度的噪聲進(jìn)行頻譜分析發(fā)覺，煩惱度高的噪聲，系頻帶寬度較窄的、間斷脈沖的噪聲，往往在某些倍頻程中心頻率對應(yīng)的聲壓級往往呈現(xiàn)異常的峰值。既有連續(xù)噪聲，又有離散頻率成分存在的噪聲稱之為有調(diào)噪聲。

3 低頻噪聲影響的評價

3.1 環(huán)境噪聲的適應(yīng)性

聲音無處不在，人們已經(jīng)適應(yīng)一定聲壓級的環(huán)境噪聲。由此，如果所居住室內(nèi)空間過于寂靜，會產(chǎn)生不適應(yīng)性，影響睡眠質(zhì)量。當(dāng)人們處于極安靜<20dB（A）的聲環(huán)境下，常感覺到耳朵里有一些特殊的聲音，如嗡嗡、嘶嘶或尖銳的哨聲等，但是，周圍卻找不到相應(yīng)的聲源。這種環(huán)境常使人心煩意亂、坐臥不安，嚴(yán)重時甚至影響正常的生活和工作[2]。

3.2 耳鳴

人群中5%到15%有持續(xù)性耳鳴，醫(yī)學(xué)上耳鳴是一種疾病，噪聲是引起耳鳴最常見的原因。當(dāng)某個頻率的噪聲損傷了聽神經(jīng)末梢細(xì)胞時，就會產(chǎn)生相應(yīng)頻率的耳鳴。實際上，在超過80～90dB（A）的環(huán)境下工作及學(xué)習(xí)，都有可能造成耳鳴甚至耳聾。此外，高血壓、冠心病、糖尿病等常見慢性病也可使微循環(huán)發(fā)生障礙，從而導(dǎo)致耳鳴。

3.3 低頻噪聲的判斷

低頻噪聲的評價方法不應(yīng)當(dāng)只是關(guān)注噪聲特性，同時還要關(guān)注受聲者的個體因素。由于低頻噪聲在實際環(huán)境中的聲壓級往往較低，且影響程度因人而異，因此，處理低頻噪聲投訴時如何判斷其影響，是因為有調(diào)噪聲的影響還是超靜環(huán)境影響還是因為耳鳴而產(chǎn)生的不適等，便成了一個難題。

2009年 A.T. Moorhouse等人開發(fā)出一套低頻噪聲投訴案件評價方法，以幫助區(qū)分哪些投訴案件是由低頻噪聲引起的。

3.4 低頻噪聲評價程序用標(biāo)準(zhǔn)曲線[1]（如下圖）

低頻噪聲評價程序用標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

通過定義一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，評價程序的第一步是將采樣的環(huán)境噪聲與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較，確定是否存在有調(diào)噪聲；第二步是將投訴者對噪聲的描述與噪聲特性進(jìn)行比較，以判斷對投訴者的個體影響[1]。

4 低頻噪聲的控制

4.1 設(shè)備振動控制

眾多機(jī)電設(shè)備是民用建筑內(nèi)的振動噪聲源。設(shè)備振動通過基礎(chǔ)、墻壁、樓板、管路系統(tǒng)、鋼性支/吊架等沿建筑結(jié)構(gòu)廣泛傳播，聲能在建筑構(gòu)件中的傳播速度快，低頻聲波在固體中的傳播其能量隨距離增加的損失很小，能沿著建筑構(gòu)件傳播到與之相連的每一個角落，產(chǎn)生低頻噪聲污染，是建筑內(nèi)低頻噪聲的主要來源。

4.2 提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)低頻隔聲量

隔聲材料的密實性、堅實性與該材料單位面積的質(zhì)量密不可分，這就是所謂隔聲“質(zhì)量定律”。 同質(zhì)的材料隔聲效果遵循“質(zhì)量定律”，即質(zhì)量越高、越厚重的材料隔聲效果越好，面密度與隔聲量成正比關(guān)系。頻率降低一半，傳遞損失要降6dB（A）；而質(zhì)量增加一倍，傳遞損失就會增加6dB（A）。

低頻噪聲傳播過程中遇到尺寸比自身波長小得多的空隙或障礙物時，可以產(chǎn)生較為明顯的衍射聲能。民用建筑里空氣聲隔聲最為薄弱的是門窗，特別是門窗等縫隙的密封性能不好，對低頻噪聲的阻隔影響特別大。

4.3 低頻噪聲的吸收

低頻噪聲的吸聲更多的是采用共振吸聲結(jié)構(gòu)，當(dāng)入射聲波的頻率與共振吸聲結(jié)構(gòu)的固有頻率一致時，共振吸聲結(jié)構(gòu)就會發(fā)生共振現(xiàn)象，由于低頻聲波比高頻聲波容易激發(fā)共振，因此共振吸聲結(jié)構(gòu)的主要吸聲頻帶在低頻。但由于共振吸聲結(jié)構(gòu)吸聲頻譜以共振頻率為中心出現(xiàn)吸收峰，當(dāng)遠(yuǎn)離共振頻率時，吸聲系數(shù)就很低，導(dǎo)致吸聲頻帶較窄。

5 低頻噪聲的掩蔽

在人們受到低頻噪聲的影響，并且該聲源無法減小的情況下，可通過提高背景噪聲增加其對低頻噪聲的掩蔽效果，以減低人們的煩惱度。因為，舒適的聲環(huán)境并不表示具有最低噪聲級的環(huán)境。合理地調(diào)控噪聲的時域和頻域特性，降低噪聲的主觀煩惱度，改善環(huán)境聲的舒適度，可達(dá)到事半功倍的效果[1]。

[1] 翟國慶.低頻噪聲[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2013.

[2] 宋擁民，章奎生.居住空間聲環(huán)境舒適性研究[J].噪聲與振動控制.

[3] 陳克安.環(huán)境聲的主觀評價及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)大學(xué)出版社，2008.

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Influence and Control of Low Frequency Noise

LIN Jie, SONG Ji-ping

(Xiamen Jiada of Acoustic Technology Engineering Co., Ltd. Fujian Xiamen 361010, China)

From the field of noise evaluation, influence of low frequency noise, trouble degree, evaluation of low frequency noise influence control and shelter etc. the paper makes analysis and discussion on the low frequency noise, and strives to probe into the form of the low frequency noise and the impact on environment.

low frequency noise; trouble degree; melody noise; noise masking

TB53

A

1006-5377（2017）03-0064-03