1、噪音防治設計 用語說明 1.噪音(Noise) 噪音大體上分為有意噪音與無意噪音兩種。 (a)有意噪音 某人讀書或工作時,收音機聲音、他人的談話、隔壁傳來竊竊私語等內容上與此人無關也會 妨害注意力集中之聲音。它的特點是音量不大亦會有害處。 (b)無意噪音 音頻變動少、同等週波數且不含意義內容之噪音,有害程度隨著音量增加而加大。在此所說 明之噪音對策大多屬此類。 2.暗噪音(Backgrund Noise) 以一聲音為對象,此聲音不存在時其場所內其他噪音作對比對象,稱之暗噪音。 3.音波性質 音波是由空氣等媒介中物體振動時其周圍之粒子由靜止轉變前後運動所產生。媒質中如此
2、局 部性狀態變化依序傳導之進行現象,一般稱為波動。單位時間中粒子振動次稱為週波數以f(Hz) 表示,角振動數以w,週期為T(s)時 w=2 f,T=1/f為表示,另波長 (m),音速c(m/s)與f之間關係為 c= f= /T(m/s)。 0℃空氣中速度c約為331.5 m/s,t℃時為c≒331.5+0.61t 15℃時,c約為340 m/s。 4.八音區表(Octave Band,Hz) 取某週波數與其2倍週波數間週波數範圍。依音度分析,通常取用下述之八音區表。 5.Octave Band Level, Over All Level,dB 噪音以週波數分析時,Ban
3、d-Pass-Filter之各週波帶通過時,表示出週波數成份之強弱,此 為Octave Band Level,無Band Pass Filter時表示全周波數成份強弱為Over All Level。 6.聽力限度 人類耳朵聽聲音最大、最小及最高、最低限度稱為聽力限度。最大聽力值與週波數無關,約 130dB音壓程度之聲音。而最低、最高週波數大約20~20,000Hz之間。 7.音強(Sound Intensity, w/m 2) 人類對聲音的感覺隨音壓大小、週波數複雜度而改變,因此聲音之大小區分為物理性及感覺 性。前者為聲音強弱,後者為聲音大小。 聲音強弱,為某一點上音緣進行方向
4、中取直角單位面積之單位時間內通過能源量,單位多使 用為watt/m 。 音源之聲音射出力為W時,音波由一微小點產生球狀傳導至四方成球面波。若於空氣中其能 量沒有耗損時從音源r(m)至一距離點圍繞成半徑r之球體表面流出之能量亦為每秒W。因此半 徑r球面之1m 開始放射之能量I為I=W/4 r 。此為音強。 8.音強程度(SIL:Sound Intensity Level,dB) 人類音感以對數觀念下考量,音強之比較使用下述之方式。強度I與I 聲音之強度差為 L=log (bel)。但不方便之處在於此方式僅能表示音強I 之數倍變化而無法顯示音強之絕 對值(W/m )。因此適用於基準
5、強度10 -12 W/m (健全耳朵可聽見之1000Hz純音強度平均)之 場合。但此情況下,單位bel之數值過小而採用1/10之decibel。 SIL=10 log (dB) 9.音壓程度(SPL:Sound Pressure Level,dB) 音壓之比較為音強對音壓之二乘比例。 以SPL=20 log(dB)表示 與音強程度相同,為使顯示基準P 音壓絕對值,於空氣中採用P0=0.0002 bar。(實效值) 而為使標準狀態音壓0.0002 bar與音強10 -12 W/m 取得接近等值,實際使用上以同一數值 表示為佳。 10.音量程度(PWL:Power Level,
6、dB) 音源之全壓出力定義如下 音源之響出力W(w)與基準響出力10 -12W比值之對數10倍,單位為decibel(dB) PWL=10 log (dB) 以英尺為單位時也使用10 -13W,故採用何項須明記,本項中基準採用W=10 -12w 11.聲音大小程度(Loudness Level, phon) 音強相同但週波數相異時,耳朵感受聲音之大小亦不同。相等大小之聲音,以相同數值表示 大小程度稱為phon、1000Hz純音強度與相同大小之其他週波數音壓程度顯示。此為 Fletcher-Munson之聽感曲線。 1000Hz之70dB音壓程度聲音與相同大小聲音,與音壓程度數
7、值無關時稱為70 phon之大小程 度音。聲音大小程度之測定,使用JIS C 1502所規定具備聽感補正迴路之指示噪音計測定 音壓來取得,但音可能與phon不一致,因此與噪音程度(phon)有所區別。 12.Sone尺度(Sone Scale) 大小程度(phon)為聽覺基準所作之尺度,但並非10 phon即20 phon之一半大小所製出之感覺 尺度。 尺度上聲音大小之一半時,也使感覺大小產生只有一半之實驗性Sone尺度。 13.PNC曲線(Preferred Noise Criterion Curve) Beranek所提案噪音計畫而顯示之週波數別容許值曲線,為使八音帶能按I
8、SO規格行進,改變 以往使用之NC曲線,Beranek提出新的PNC曲線。在ISO中提案時也有稱做NR曲線。 14.噪音程度(phon) JIS C 1502指示噪音計所測定聽覺補正完成之音壓程度,單位以phon表示,在美國相當於 Sound Level Meter。指示值以dB表示。在德國,以DIN噪音計之DIN phon表示。 15.指示噪音計 噪音 噪音計 microphone 增幅器 聽覺補正迴路A.B.C meter 噪音程度(phon) 內藏3個補正迴路,聽覺曲線70 phon對應B scale。而40 phon對應A scale。C聽感補正迴路 含有平坦週波數特性
9、對聲音物理量(音壓程度)之測定適用80 phon以上。 16.週波數分析器 噪音 週波數分析器 microphone 增幅器 Octave Band filter(ISO規格) meter 音壓程度(dB) Octave Band分析器中,有1/1、1/2、1/3三種。 工作現場進行分析時,分析器一般大多連接指示噪音計,此時指示噪音計之聽感補正加上C 特性,使濾音器不插入形成全域通過(all pass)之狀態下,指示噪音計之指示與分析器之指 示形成相同之感度進行測定。 17.聲音之Masing 同時聽到兩種聲音時,因一邊的聲音而使另一邊聲音聽得不清楚。此因一邊之聲音而使另
10、一 邊聲音最小可聽值之變化,稱為Masking現象。 18.殘音時間(Reverberation Time) 於室內產生一定強度之聲音,於正常狀態下從開始至終止,其室內平均聲音能量密度於最初 值之百萬分之一所需時間。 意即使室內平均音壓程度減小60 dB所需之時間。 19.殘音室(Reverberation Room) 由壁面產生聲音反射儘可能加大,聲音能量之分佈於室內每一地點均同,且於室內某一點 入射音向各方向產生相等能量等條件制成之房間中,作吸音率測訂或機器等音量程度測定 等聲音實驗使用之間室。 20.無音室(Anechoic Room) 壁面反射極小間室中,可進行自
11、由音場(無音波進行阻礙物之空間)測定之間室。 21.吸音率(Sound Absorption Coefficient) 某壁面音能量反射率為r時,其吸音率 =1-r 對此有殘音室吸音率(殘音室測試面中對各方作相等確率聲音入射之吸音率)與垂直入射吸音 率(測試面上聲音垂直入射之吸音率等)。 噪音防制設計送風設備之噪音防制設計概要 設計程序概要如下圖所示。 首先要注意的是換氣口(室內容許噪音程度相同時,一般以最近音源之換氣口來做檢討)。減 音處理未充分處理時\hbox到達室內開口端PWL5後,從間室使用目的等條件決定之容許噪音 程度算出與室內開口端PWL9之差值。 此數值1
12、0即為必要減音量,減音裝置11之設計便須符合達到此數值。 1音源 管線傳達之噪音 a送風機 b管線中產生之噪音 c由管線壁侵入之噪音 別室傳來 之聲音 管線壁之TL 入射係數 分歧部減音 管線內自然減音 開放端反射減音 吹出口、吸入口(PWL) 開口端噪音(PWL) 必要減音量 開口端之容許噪音(PWL) 噪音源數之補正(dB) 間室使用目的等因素 室內容許噪音程度 放射係數 減音裝置設計 a減音工具 b吸音材內貼管 c細胞型、真空管型 d減音系統 e環繞型 其他 9.開口端之容許噪音PWL(dB) 無減音裝置時與開口端噪音PWL5相對應之開口端容許噪音PWL9為 9=6
13、-〔7+8〕來表示 10.必要減音量(dB) 必要減音量10=5-9表示 9>5時容許噪音值較大,無需減音裝置 5>9時,開口端噪音程度大於其容許值,故需要下述11之減音設備。 11.減音裝置設計 (a)減音肘管(圖-8) 沒置入吸音材之肘管多少也有減音效果,但於適當位置中置入吸音材之直角肘管,將更發揮 其減音特性。 實用上如圖-8所示。 主要效果用於中高音域,但通風管幅較大時也使fxD變大,亦可延伸至低音域效果。微緩彎 曲部位對肘管減音效果較小,因此單使用於內藏通風管。 另要注意的是彎曲部位連接時,每一地方減音量相加值並不等於整體全部減音量。 外角內曲肘管之減音量,
14、與直角肘管無太不差異,故考量於通過抵抗及發生噪音因素等情況下, 外角內曲肘管於實用上較有利。 (b)吸音材內藏通風管(圖-9、10、11) 內藏通風管減音量之計算,有Sabine實驗式與Bruel實驗式,以Bruel實驗式較合實際且適用。 一般以Sabine式概算後,若內藏通風管部份減音占全體計畫中大部分時使用Bruel式,取得 實物實驗值,公式(b)為Sabine之實驗式中減音量LA。由圖-9求得 LA=K P=通風管之內周長m S=通風管之斷面積m K=1.05 1.4 =殘音室法吸音率 另於Bruel實驗式中,以下述表示 低音域 中音域 高音域 但
15、由(7)(8)(9)式中,內藏材質玻璃棉厚25 mm,瞬間比1及2之下求得數值如圖-10、11表示。 (c)細胞型、試管型減音器 內藏通風管其斷面積大時其減音量急劇減小。因此將大通風管斷面分割後,組合成斷面積較 小的內藏通風管較佳。縱橫交錯分割者為細胞型,而只同一方向作分割者為試管型,又稱 分割型。 這些減音量以各內藏通風管流路考量下大致相等。 Bruel實驗式以(7)、(8)、(9)來求得。 要注意的是當由低音域至高音域時,雖減音量增加,但相對通風管之通過抵抗亦隨比例加大。 (d)減音阻隔器(圖-12、13、14) 減音阻隔器減音量之採用,依平面波理論與吸音力較大之間室音量
16、擴散與縮減方面來考量。 前者以簡單形狀之較小型阻隔器即可適用,後者因採用大型阻隔器,形狀複雜,無法以平面 波理論計算之。 (d)-1小型阻隔器(為吹出口、分岔通風管設計之阻隔器) A type之減音量Lc(圖-12),由公式(10)求得 阻隔器入口通風管斷面積s1(m) 阻隔器出口通風管斷面積s3(m) 阻隔器斷面積s2(m)時 RL=內藏阻隔器於內藏通風管中減音量(dB) B type之減音量Lc(圖-13),由公式(11)求得 (d)-2大型阻隔器 減音量Lc(圖-14)由公式(12)求得 Sc=阻隔器之內表面積(m) SD=阻隔器出口通風管斷面積(m) =阻隔器內平均吸音率 (e)圍繞型減音器 圍繞型減音器之特長為適用任意低音域,且於送風時對空氣抵抗極小 圍繞型減音器之減音量Lm(dB)由公式(13)求得 n=洞穴個數 s=通風管斷面積(m) a=洞穴半徑(m) c=音速(≒340 m/s) l=通風管壁厚度(≒0) v=空洞面積(m) ≒ /2 為符合公式(12)之計算,需依下列限制 (1)空洞尺寸lm,W共鳴週波數波長 之1/3以下。






