声暴露级

什么是声暴露?

根据IEC 61672-1:2013标准,声暴露定义为在规定的时间间隔或规定持续时间的事件内,频率加权声压信号的平方的时间积分。它被量化为:


其中p(t)是在积分时间T(从t1开始到t2结束)期间A计权声压信号的平方。


 

什么是声暴露级?

声暴露级(SEL),表示为LAE,是一个声学参数,用于测量声事件的总能量,就像它在一秒钟内发生一样。这使得以标准方式比较不同时间长度的噪声事件成为可能。它是通过对事件持续时间内A计权声压的平方进行积分,然后将其相对于参考压力转换为对数刻度来计算的。

用数学来解释,SEL采用A计权声压级,对它们进行平方以得到声功率,在整个事件期间将功率相加以考虑能量,然后使用参考压力对数地缩放结果。此过程产生的分贝值反映了累积声能,从而可以更容易地将一个声事件与另一个声事件进行比较,或根据其潜在影响来评估噪声法规或健康标准。

声暴露级公式

声暴露级(SEL)是相对于标准化时间间隔内参考值的平方的声暴露的对数度量,这可以比较不同的事件或间隔。它以分贝(dB)表示,并使用以下公式进行计算:


 

 

应用

声暴露级(SEL)主要用于评估交通、铁路和飞机运行等噪声事件,而非工作场所的噪声。SEL在环境噪声监测应用和交通系统的法规合规性方面很有价值,可用于测量噪声事件对社区的影响并指导降噪程序。

例如,在机场噪声监测中,SEL用于量化飞机起降对周边地区的噪声影响。同样,在城市规划中,SEL测量有助于评估道路交通或轨道交通噪声对居民的影响,并有助于开发噪声屏障或其他缓解策略。这些应用对于维护环境质量以及受此类噪声事件影响的社区的健康和福祉至关重要。

SEL有什么优势?

SEL通过将声学事件标准化为一秒钟的标准持续时间,简化了不同声学事件之间的比较,而不管实际事件的长度如何。这种标准化允许直接比较不同噪声事件的能量含量。A计权调整声音的频率内容以匹配人耳的灵敏度,使LAE更能准确地表示声音对人类感知的影响。通过以这种方式测量总声能,SEL为噪声分析提供了一个有价值的工具,特别是在存在间歇性和波动性噪声水平的环境中。

理解声压、声功率和声强

理解声压、声暴露、声功率和声强是理解声音的各个方面及其对环境和健康影响的关键。

声压是声波对介质(如空气)环境压力产生波动的作用。这是人类耳朵所能检测到的,以帕斯卡(Pa)为单位测量。在音频和声学领域,声压是最常用的测量指标,用于评估从音乐厅到工业工作场所等环境的响度。它用于确保声级在舒适和合法的范围内,设计建筑物的隔音设备,以及开发高质量的音频设备。

声功率是一个特定于声源的物理量,它描述的是声源每单位时间发出的总声能,与环境无关,以瓦特(W)为单位测量。声强描述的是声能通过单位面积沿特定方向的流动,本质上是声能传输的速率,以每平方米瓦特(W/m²)为单位测量。在机器和消费品的制造过程中,声功率用于表征和比较不同设备的噪音水平。它为记录声源的固有响度提供了一种标准化的方法,从而有助于设计更安静的机器和执行噪音规定。

声强考虑了特定方向和特定区域的能量传递,提供了关于声能如何在介质中传播的信息。它描述了特定方向上单位面积(通常为一平方米)通过的声功率,因此是一个既有大小又有方向的矢量量。它以每平方米瓦特(W/m²)为单位测量。它用于建筑声学以优化房间设计,也用于汽车行业,以确定并尽量减少车厢内的不必要噪音。

 


 
                  

 

什么是声音?

声音是一种通过空气、水或固体等介质传播的振动波,可被人耳的听觉系统感知到。它由振动的物体产生,具有频率、振幅和波长等特性。

当声波传播时,它们会引起介质中的粒子振动,产生高压和低压区域。声波的频率,即每秒压力循环的次数,以赫兹(Hz)为单位测量,而振幅或压力变化的大小与音量相关,以分贝(dB)为单位测量。这些特性构成了声学测量的基础,包括声暴露级。


 

什么是声音感知?

声音感知是人类听觉系统解释和理解声音的过程,它在声暴露级(SEL)的上下文中起着至关重要的作用。它包括耳朵接收声波和大脑将这些声波解释为不同的听觉体验。

SEL是衡量声音如何随时间被感知的一个重要指标。它考虑了暴露的强度和持续时间,代表了一个声事件的累积能量。由于人类听力可能因长时间暴露在高分贝的声音中而受到影响,尽管这些声音不是特别响亮,但SEL提供了一种量化对听力健康潜在影响的方法。它在特定时间内整合了到达耳朵的所有声音能量,为评估噪声暴露可能造成的潜在损害或干扰提供了一个更全面的衡量标准。

 

声音暴露与噪声暴露

声音暴露指的是听众随时间接收到的整体声能,而噪声暴露则特指那些可能导致健康影响、特别是职业环境中的不良影响的不需要或潜在有害的声音水平。

具体来说,声音暴露是一个广义术语,涵盖了所有类型的声音,包括噪音和所需声音,可应用于声学、环境监测和听力学等多个领域。然而,噪声暴露更频繁地用于声音可能产生负面影响的环境中,例如在评估工作场所听力健康风险时。准确测量噪声暴露对于实施保护策略和确保遵守安全规定至关重要,这些规定旨在预防噪声引起的听力损失和与过高声音水平相关的其他健康问题。

什么是个人声音暴露水平?

个人声音暴露水平(PSEL)是用于评估工作场所噪音对个体听力损伤潜在风险的关键指标。它是对标准8小时工作制内等效连续声级(LAeq)的改编,旨在反映累积暴露量,而非瞬时噪声水平。在计算PSEL时,除了参考8小时持续时间(T0 = 28,800秒)外,还会考虑实际噪声暴露时间(T)。公式中的对数部分通过将连续噪声水平调整到8小时的时间段来考虑不同的暴露时间。这意味着,如果个体暴露于噪声的时间少于8小时,则在PSEL计算中,实际暴露水平将会提高,以反映8小时内的水平。

LEpd:8小时声音暴露水平

8小时声音暴露水平,表示为LEpd,是职业噪声法规(例如在英国)中用于评估工人在标准工作日的噪声暴露的参数。LEpd旨在确保工人暴露的噪声水平不超过安全限制,降低噪声引起的听力损失风险。

8小时等级暴露LEX,8h

8小时等级暴露LEX,8h指的是在8小时工作制内测得的等效连续A加权声压级。它是一个时间加权平均数,用于量化总噪声暴露,适应工作日内不断变化的噪声水平。这一指标对于评估职业噪声暴露和确定是否符合旨在预防噪声引起的听力损失的安全规定至关重要。它涵盖了工人暴露于的所有噪声,包括连续、间歇和脉冲噪声,为噪声暴露风险提供了全面的衡量标准。

什么是Dose%?

噪声剂量百分比(Dose%)是指员工接收到的噪声剂量,表示为整个允许的日常噪声剂量的百分比。例如,在8小时内,相当于85分贝(A)的完全允许剂量是100%。

什么是LEQ和LAV?

等效连续声级(Leq)是一个声学参数,它描述了在一定的测量时间内声压级的平均能量。因此,它是一个连续且稳定的噪声水平,与在同一时间段内测得的波动、变化的噪声水平具有相同的声能。

类似于LEQ,LAV是给定的测量时间内的平均声压级。事实上,当交换率为3时,Leq和LAV是相同的。当交换率值不同于3分贝时,使用术语LAV。不同的交换率用于评估各种法规或不同国家下的噪声影响。

什么是时间加权平均(TWA)?

时间加权平均(TWA)是一个声学参数,用于平均暴露期间的不同暴露水平。在噪声环境中,并考虑到85分贝(A)的暴露限值和3分贝的交换率,TWA使用以下公式计算:

TWA = 10.0 x Log(D/100) + 85

所提供的TWA公式用于评估职业噪声暴露,同时考虑到噪声水平随时间的变化,并将这些变化归一化为一个单一的平均值,以便与暴露限值进行比较。

什么是3分贝交换率规则?

交换率是一个决定因素,它决定了每当噪声水平增加时,暴露持续时间应减少多少。例如,交换率为3分贝时,每增加3分贝,就意味着允许的暴露时间应减少一半,以保持相同的风险或暴露水平。

在欧盟和许多其他国家,使用Leq作为主要指标,交换率为3。在一些国家(如美国和加拿大部分地区),情况则有所不同,等于5。当交换率为5时,则使用Lav而非Leq。

与3分贝规则相比,5分贝交换率允许在更高水平的连续噪声中暴露更长时间,假设在噪声暴露中断期间会发生一些听力恢复。尽管最初在20世纪70年代初根据有限的数据推荐了5分贝交换率,但美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH)在审查了最近的科学证据后,将其建议修改为3分贝交换率。5分贝交换率的演变始于1965年的听力、生物声学和生物力学委员会(CHABA),该委员会旨在评估不同类型噪声的允许暴露量,从而根据暂时性阈值偏移实验建立标准。

 

什么是LEX,8h噪声暴露?

每日噪声暴露水平,表示为LEX,8h,代表标准8小时工作日内的噪声暴露的时间加权平均值。该测量涵盖了人员在工作场所暴露于的所有类型的噪声,包括连续、间歇和脉冲噪声。该标准以20微帕(µPa)的基准声压为参考,这是人们普遍接受的人类听觉阈值。

每周噪声暴露水平,也表示为LEX,8h,但通常针对每周持续时间进行指定,是典型工作周(五个8小时工作日)内每日暴露水平的平均值。这一概念将时间加权平均数扩展到整个星期的累计暴露量。

这两项措施都遵循ISO 1999:1990的指导原则,该标准为确定工作中噪声可能导致的听力损伤提供了一种方法。这些标准有助于评估职业噪声暴露,并为预防工作场所噪声导致的听力损失的保护措施奠定基础。

 

可接受的噪声暴露水平是多少?

各种国际指南和法规中可接受的噪声暴露水平通常集中在8小时时间加权平均(TWA)为85分贝(A),峰值限制为140分贝(C),以防止立即的听力损伤。这些标准的制定是为了最大限度地降低工人在职业生涯中听力损失和听觉损伤的风险。

噪声暴露的3个级别是什么?

欧盟噪声指令2003/10/EC为每日和峰值噪声暴露设定的水平如下:

  • 暴露限值:每日噪声暴露的绝对最大值不应超过LEX,8h=87dB(A)。对于使用‘C’频率加权的峰值声压,限制为140 dB (C)。
  • 暴露上限行动值:雇主必须采取预防措施的阈值,对于每日噪声暴露,LEX,8h=85dB(A),峰值声压级为137 dB(C)。
  • 暴露下限行动值:雇主应开始评估风险并考虑采取行动的级别,对于每日噪声暴露,LEX,8h=80dB(A),峰值声压级为135 dB(C)。

 


 

建议暴露限值(REL)是多少?

美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)提出了职业噪声暴露限值建议。REL设定为在8小时时间加权平均下为85分贝,A加权(85 dBA作为8小时TWA)。达到或超过此级别的暴露被认为是危险的。

根据包括1972年职业噪声暴露标准在内的数据综合审查,NIOSH确定,工人在30年期间暴露于85 dB(A)的环境中,约有19%的听力损伤风险。

根据美国国家职业噪声暴露测量标准ANSI S12.19-1996,当工人的8小时时间加权平均(TWA)噪声暴露达到或超过85 dBA时,雇主必须评估噪声暴露情况。这种评估必须在不考虑听力保护设备效果的情况下进行。

上限是多少?

国际噪声控制工程研究所(I-INCE)建议,为了将听力损伤的风险降至最低,8小时工作班的职业噪声暴露上限为85 dB(A)。此外,它建议峰值声压级为140 dB(C),以防止突发强烈噪声造成的即时听力损伤。

ACGIH职业暴露限值

美国政府工业卫生学家会议(ACGIH)建议,为了防止听力损失,工人在8个工作小时内的噪声暴露不应超过85分贝,A加权(dBA)。此限制基于3分贝的交换率,这意味着噪声水平每增加3分贝,允许的暴露持续时间就会减半。OELs专注于500、1000、2000和3000 Hz的关键语音频率的噪声水平,旨在将噪声引起的听力损失限制在40年内2 dB(A)。对于噪声暴露评估,ACGIH指定使用符合IEC标准、设置为A加权刻度的仪器。

OSHA噪声暴露限值

根据OSHA法规29 CFR 1910.95规定,OSHA制定了职业噪声暴露限值,以尽量减少由工作场所过度噪声所带来的听力损失及其他不利影响。OSHA规定的连续8小时内允许的噪声暴露限值是A加权分贝值(dBA)为90分贝的时间加权平均(TWA)。此外,雇主必须实施听力保护计划的行动水平是8小时TWA为85分贝。115分贝声压级和140分贝是短时间脉冲噪声的限值水平。

什么是噪声暴露评估?

噪声暴露评估是衡量或估计个体暴露于噪声的强度和持续时间的过程,以评估听力损伤或其他健康影响的可能性。此过程通常需要使用声级计、剂量计和频率分析仪来收集噪声环境的准确读数,这是实施有效的噪声控制和听力保护计划的关键步骤。

评估通常以分贝(dB)为单位量化噪声水平,并应用A加权(dBA)来反映人耳对不同频率的反应。通过计算时间加权平均(TWA)来确定工作班次中的平均暴露量,同时考虑到不同的噪声水平和暴露时间。收集的数据使雇主和安全官员能够将测量的噪声水平与法规和准则进行比较,以决定是否需要采取保护措施,例如使用听力保护设备、改变工作实践或工程控制。噪声暴露评估的目标是确定有风险的暴露水平,防止听力损失,并确保一个安全健康的工作环境。

什么是Leq声级计?

Leq声级计是一种积分式声音测量仪器,用于测量特定时间段内的平均声压级。Leq声级计用于评估噪声对人类听力的潜在危害,特别是在职业和环境噪声评估中,以及其他应用。专业的Leq声级具有频率加权(例如A加权或C加权)和可选的Leq积分间隔(例如1分钟或1小时)等功能。

什么是噪声剂量计?

在噪声水平不一致、含有脉冲成分,或者工作人员在工作班次中不是静止不动而是频繁移动的情况下,噪声剂量计是衡量工作人员噪声暴露的首选设备。这与使用声级计不同,声级计在工作人员保持在一个地方不动时,更容易用于连续测量噪声水平。

 
 
声音暴露水平:关键要点
 
   1. 声音暴露是在一定时间内A加权声压级平方的总和。

   2. 声音暴露级(SEL)允许通过将声音事件的总能量转换为一秒钟内的分贝值来比较不同的噪声事件。

   3. SEL用于评估交通系统(如交通和飞机)产生的环境噪声,以维护社区的健康和福祉,而非评估工作场所的噪声。

   4. 关键的声学特性包括声压、声功率和声强,它们分别测量声音与环境相互作用的不同方面,并影响其感知和调节。

   5. 噪声暴露特指可能对工作场所中的健康产生影响的不良或有害声级。

   6. 个人声音暴露级(PSEL)是评估工作场所个人风险的指标,以8小时工作制为参照来计算。

   7. 8小时声音暴露级(LEpd)是职业噪声法规中的一个参数,旨在将工人的暴露保持在安全范围内。

   8. 噪声剂量(%Dose)量化了工人所接受的可允许的日常噪声暴露的百分比。

   9. Leq和LAV都用作度量标准,以随时间平均波动的噪声水平,以便将其与法规进行比较。

   10. 交换率是职业噪声标准中的一个因素,它根据噪声级别的增加来确定暴露时间的调整。

   11. LEX,8h被指定为用于评估工作场所噪声和预防听力损失的每日噪声暴露指标,符合ISO标准。

   12. 各种组织设定了暴露限值和行动值以防止噪声,其中欧盟指令执行最严格的最高标准,NIOSH和ACGIH建议85 dB(A)的限值,而OSHA允许最高达90 dB(A),但在85 dB(A)时须采取行动。

   13. 欧盟指令规定了三个级别的噪声暴露:限值不超过87 dB(A),85 dB(A)为上行动值,80 dB(A)为下行动值,以及相应的峰值压力水平。

   14. NIOSH的REL是在8小时TWA上85 dB(A),考虑到30年内19%的听力损伤风险,当暴露达到或超过此水平时,需要进行风险评估。

   15. I-INCE和ACGIH都建议8小时轮班制上限为85 dB(A),以防止听力损失,并强调在关键语音频率上需要特别控制噪声水平。

   16. OSHA将连续噪声暴露的允许限值设定为8小时TWA的90 dB(A),并要求在8小时TWA为85 dB(A)时采取听力保护措施,同时对冲击噪声暴露设定了具体限制。

 

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