手持聲級計測試對噪聲測試結果影響探討

李憲同 周玉欣 白煜 魏峻山*

（1. 中國環境監測總站，北京 100012；2. 山東省生態環境監測中心，山東濟南 250101）

1 引言

環境噪聲測試是環境影響評價、環境噪聲治理效果評價以及聲環境質量管理的基礎工作，測試的規范性直接影響測試數據的準確性，影響評價和管理工作的科學開展。目前，環境噪聲測試儀器主要是便攜式聲級計，體積小、攜帶方便。由于噪聲測試存在測點數量多、測試時間短的特點，如工業企業廠界噪聲測試每個測點在穩態噪聲時只測1 min，很多測試人員為了省力，不攜帶和使用三腳架，而是直接手持聲級計開展測試。環境噪聲測試和評價的常用標準GB 3096—2008《聲環境質量標準》［1］、GB12348—2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》［2］、HJ 2.4—2009《環境影響評價技術導則 聲環境》［3］、HJ 640—2012《環境噪聲監測技術規范 城市聲環境常規監測》［4］等，都未明確規定測試時必須將聲級計固定于三腳架上。GB 3222.2—2009《聲學環境噪聲的描述、測量與評價第2 部分：環境噪聲級測定》［5］指出反射面會對測量結果產生影響，傳聲器貼在墻面上時受反射影響最大增量為6 dB，傳聲器距離墻面2 m 時最大增量為3 dB，該標準附錄B 對于小的反射面如果能證明其反射影響不大可以當作自由場（即可以認為反射面對測量結果無影響），人員手持儀器測試時，人體就是一個小的反射面，其反射影響有多大尚無明確結論。為此，本文在半消聲室中對其進行了分析研究，探討手持聲級計開展測試對測量結果的影響。

2 實驗過程

2.1 主要儀器

BK2250L 聲級計，BK4231 聲校準器，儀器均進行檢定，并在合格有效期內。測試前后，儀器均進行一致性比對和校準，儀器前后校準值偏差為0，說明儀器穩定無偏移。

2.2 實驗方法

在背景噪聲小于20 dB（A）半消聲室中放置一個聲源，將聲級計固定在三腳架上模擬噪聲測試過程。聲級計距地面高度為1.2 m，聲級計傳聲器與聲源之間的距離為1.0 m。聲源分為高、中、低3 種情況，聲源不同相當于不同組實驗。

為研究手持聲級計測試對測量結果的影響，將實驗簡化為3 種情況：

（1）將聲級計固定在三腳架上進行測試，三腳架后方不站人，沒有任何反射，模擬自由場，見圖1。

圖1 儀器后方不站人時測試示意

（2）將聲級計固定在三腳架上進行測試，儀器后面站立1 個人，模擬1 個人手持聲級計測試的情況。為確保聲級計傳聲器和聲源之間的距離與使用三腳架時保持一致，未采用人員手持聲級計進行測試的方式，而是將儀器固定在三腳架上，人站立在三腳架后方的方式。聲級計傳聲器前端與人體的距離分別為0.5，1.0，1.5，2.0 m，見圖2。

圖2 儀器后方有人并與儀器傳聲器不同距離時測試示意

（3）將聲級計固定在三腳架上進行測試，儀器后面站立2 個人。由于現場測試時經常出現2 個人并排站立測試的情況，相對于1 個人反射面積更大，為此通過2 人站立在三腳架后面模擬該情況。儀器傳聲器與人的距離分別為0.5，1.0，1.5，2.0 m。每組實驗均開展2 次，每次測量1 min。

3 結果分析

3.1 儀器后方有人和無人對測試結果的影響

聲級計固定在三腳架上，三角架后面不站人、站立1 個人或2 個人時測得的連續1 min 的A 計權等效聲級（LAeq）、未計權等效聲級（LZeq）、最大值（Lmax）、最小值（Lmin）等測試結果見表1。

表1 儀器后方有人和無人時的測試結果

從實驗結果可以看出，在3 種音量情況下，三角架后面有人和無人站立時，最大值與最小值相差均在1.1～1.3 dB（A）之間，說明聲源非常穩定。從測得的連續1 min 的A 計權等效聲級和未計權等效聲級來看，有人與無人站立是有差別的，分別為0.2～0.3 dB（A）和0.1～0.3 dB，這表明人員手持聲級計開展測試會對測量結果產生影響。2 個人站立在儀器后方時，影響更大，連續1 min 的A 計權等效聲級和未計權等效聲級分別相差0.2～0.4 dB（A）和0.3～0.5 dB，這是因為三腳架后方站立的人員增加，增大了人體反射面。從未計權的等效聲級結果可以明顯看出，音量越低，人體反射對結果的影響越大。

3.2 儀器后方人員站立位置對測試結果的影響

三腳架后方人員站立的位置與聲級計傳聲器之間距離不同時實驗結果見表2。

表2 人員站立的位置與聲級計傳聲器之間不同距離時測試結果

從人員與儀器的距離來看，隨著距離增大，影響逐步減小。低音量時，距離1.5 m 處，測量值已經與沒有人站立時結果一致，說明已不受人體反射的影響。中音量時，2.0 m 處相對而言聲源發生了0.1 dB（A）的下降，如增加0.1 dB（A），也能夠得出同樣的結論。

3.3 有人和無人時頻譜變化

實驗中，儀器后方有人和無人時的1/3 倍頻程頻譜變化見圖3。

圖3 儀器后方有人和無人時1/3 倍頻程頻譜變化

有人和無人時頻譜差值見圖4。

圖4 儀器后方有人和無人時頻譜差值

總體來看，在80～160 Hz，400～500 Hz，800 Hz，2k Hz，8k Hz 等1/3 倍頻段，儀器后方有人比無人時的聲壓級均高0.5 dB 以上，在250 Hz 和630 Hz 2個1/3 倍頻段，儀器后方有人比無人時的聲壓級低0.5 dB 以上，其他1/3 倍頻段相差均小于等于0.5 dB，說明儀器后方有人和無人時對測試結果產生影響的頻段主要集中在80～800 Hz，2k Hz，8k Hz。250 Hz和630 Hz 兩個1/3 倍頻段有人比無人時聲壓級低，可能是由于測試人員衣服正好在該頻段吸聲系數比較大引起的。

3.4 實際環境測試中測量結果的影響

實際環境噪聲測量過程中，環境噪聲測試和評價標準GB 3096—2008、GB 12348—2008、HJ 2.4—2009 等均要求測試前后對聲級計進行聲校準，前后校準值誤差在0.5 dB 之內，否則測試結果無效。此外，不同級別（1 級、2 級）聲級計的允差也不相同，根據GB/T 3785.1—2010 《電聲學聲級計第1 部分：規范》的規定，1 級聲級計和2 級聲級計的級線性允差（含測量擴展不確定度）分別為±1.1 dB 和±1.4 dB。實際環境噪聲測試過程中不存在半消聲室中無干擾的低噪聲環境，除被測聲源之外還存在其他背景噪聲，背景噪聲的變動也會對測試結果產生影響。故相對于儀器校準、不同級別聲級計允差以及背景噪聲等因素的影響，人體反射對測量結果影響可以忽略。

4 結論

通過實驗分析可以得出如下結論：

（1）手持聲級計測試或聲級計固定在三腳架上，1 個測試人員站在三腳架后方，受人體反射的影響，會對測量結果產生影響，從1 min 的A 計權等效聲級來看，為0.2～0.3 dB（A）；聲級計固定在三腳架上，2 個測試人員站立三腳架后方時，人體反射對測量結果的影響為0.2～0.4 dB（A）；隨著測試人員與聲級計距離增大，影響逐步減小，距離1.5 m 時已基本不受人體反射的影響；儀器后方有人和無人時對測試結果產生影響的頻段主要集中在80～800 Hz，2k Hz，8k Hz。

（2）實際環境噪聲測試中，由于背景噪聲和儀器自身測量精度的影響，1 人手持儀器測試或三腳架后方站立1～2 個人時，對測試結果的影響可以忽略。