1.声压级定义为将待测声压p(有效值或均方根值)与参考声压p(ref)的比值取常用对数,再乘以20,即:
[L_p = 20 \lg \frac{p_e}{p_r}]
其中,(L_p)表示声压级,单位为分贝(dB);(p_e)为待测声压的有效值或均方根值;(p_r)为参考声压,一般取为(2 \times 10^{-5}) Pa(在空气中,频率为1kHz时),这是正常人耳对机械波刚刚能觉察其存在的声压值,也就是最小可听声压。
2.线性尺度与分贝尺度的对比:从可以听到的强度最小的声音到强度大到能够引起痛觉的声音,声强的绝对值相差极大(一千万亿倍)。因此,用声强的绝对值表示声音的大小非常不方便。声压级通过引入对数尺度,使得声音强弱的表示更加直观和方便。
人耳听觉特性:人耳对声音强弱的感受是近似对数的,即声音强度的微小变化在低声强时感觉明显,而在高声强时感觉逐渐减弱。因此,声压级能够更好地反映人耳对声音强弱的实际感受。
3.噪声评价:声压级是评价噪声污染的重要指标。在民用建筑、工业环境等领域,都有相应的噪声限制标准,通常以声压级作为衡量标准。
声学测量:在声学测量中,声压级是常用的物理量之一。通过测量声压级,可以了解声源的特性、传播规律以及接收点的声环境状况。
频谱分析:虽然声压级可以反映声音的强弱,但它并不包含频率信息。为了更全面地了解声源的特性,还需要进行频谱分析,即将声音信号分解为不同频率的成分,并分别测量各频率成分的声压级。
4. 常见场所的声压级:
安静房间:声压级约为40dB。
正常谈话:声压级约为50dB。
一般办公环境:声压级通常在50-60dB之间。
繁华街道:声压级约为80dB。
工业区环境:声压级通常较高,根据《中华人民共和国城市区域噪声标准》,工业区昼间噪声限值为65dB(夜间为55dB)。但实际上,某些工业设备或活动可能会产生更高的声压级。
学校教学区:理想的教学区外部环境声压级应该在50-55dBA之间,以确保良好的教学环境。
5. 大型报告厅、体育场馆等声压级要求:
报告厅主要用于学术报告、会议、演讲等活动,对语言清晰度有较高的要求。因此,其扩声系统声压级应确保听众能够清晰地听到并理解讲话内容。
最大声压级:虽然没有具体的统一标准,但一般来说,报告厅的扩声系统应能在观众席内产生足够的声压级,以确保即使在最远的座位也能听到清晰的声音。根据实践经验,1000Hz-4000Hz内的平均声压级应大于或等于足够的水平(如某些设计可能会达到或超过100dB,但具体数值需根据厅堂大小和吸声条件等因素确定)。
声场不均匀度:声场不均匀度是描述厅内各位置声场分布均匀程度的指标。为了保证所有听众都能获得相近的听音效果,声场不均匀度应控制在一定范围内。对于报告厅而言,声场不均匀度通常应控制在±4dB以内,以确保声场的均匀性。
体育场馆主要用于体育赛事、文艺演出等大型活动,对声压级的要求更高。由于场馆面积大、观众多,扩声系统需要产生足够的声压级以覆盖整个场馆。
最大声压级:体育场馆的扩声系统最大声压级通常较高。根据《厅堂扩声系统一级指标》等标准或实践经验,125Hz-4KHz内的平均声压级应大于或等于102dB(也有说法认为在1000Hz-4000Hz内平均声压级大于或等于102dB)。这样的声压级能够确保观众即使在远离舞台的座位也能清晰地听到声音。
传输频率特性:为了保证声音在不同频率下的均衡性,体育场馆扩声系统的传输频率特性也有明确要求。一般来说,100Hz-16KHz的平均声压级应为0dB,在此频带内允许大于或等于±3dB的波动。