一般聲學上常用分貝來當做它的音量大小,分貝是以音壓與能量來當做它的單位,其數學計算式如下:

一、 分貝單位的必要性

由於人耳可聽聞的壓力大小從 10-6Pa~10Pa 之間,亦即 0.000001Pa 到 10Pa之間,若不以對數做數學計算處理,則溝通噪音會在數字裏有很大的迷失,所以對數處理後的噪音值介於 0~140 分貝,易於一般人的理解與溝通,其數字亦精簡許多。

二、 聲壓位準(Lp) vs 聲功率位準(Lw)

1.聲壓位準即是一般用噪音計所量到的值,它易因量測位置的不同、背景環境的差異而有不同,如果沒有詳細的說明量測過程(如量測高度、量測角度、量測的位置、背景的噪音等),則二個人量測的結果差異很大(如在風扇的前方與風扇的側面 1 公尺處量測數值差異即很大),量測結果沒有重現性,也不易比較。
2.聲功率位準基本上是一個定值,它幾乎都是參照 ISO3741∼3746 為基礎的量測,它有嚴謹的量測要求,所以量測出來的值有參考性也可以比較,而空調設備的量測標準為 AMCA 300,ARI 250,ARI 350 等標準。
由於此二者的單位都是分貝,所以若是產品本身數據沒有說明清楚屬於Lp 或 Lw 的話,工程師亦混淆。

三、 分頻噪音 vs 總量噪音

由於聲音是有高低頻的差別,低頻沉重有力,高頻尖銳刺耳,所以有時會把產品(如風機、壓縮機)的噪音特性以頻率表示出來,如此可以更清楚判定此一設備的聲音特性,是屬於高頻或低頻,最常用的頻譜分類方式為八度音頻(Octave)的分類方式,聲音分成八個不同的頻率,在該頻率下有其對應的噪音值(分貝)

上表即是一個常見的分頻噪音表格,若沒有顯示音壓位準(Lp),則上表亦可能屬聲功率(Lw),所以聲音的許多標註細節要很細心。以上表説明該聲音特性在 63Hz 時,其聲壓位準(Lp)是 60dBL,在 125Hz 時,Lp 是 50dBL 依此類推,此為分頻噪音,而把這八個頻率(有時採用 1/3Octave 或 FFT,會有更多頻率加總)相加(log 相加)會得到總量噪音

所以一般總量噪音會比分頻噪音大。
而耳朵對不同頻率的感受不同,使得有必要對聲音頻率做一個加權(weighting)動作,而一般工程師常聽過的 A 加權即是做這個動作。
若有一台聲音產生器(generator)可以產生 63Hz 的頻率,音量大小為100dBL(L 表沒加權)也可以產生 125Hz 的頻率,音量大小也為 100dBL,原則上此二音量大小就物理上而言是一樣的,可是人們的耳朵聽起來卻覺得 125Hz  100dBL 的噪音比 63Hz 100dBL 的噪音大得多,所以耳朵中有一個機制在做聲音的調整,耳朵覺得某些頻率的聲音很不喜歡,就覺得它特別”吵”,所以把它”加分”,有些頻率耳朵聽得”還可以”,就把它”減分”,所以聲學工程師會有以下這個表格,我們稱為 A 加權修正:

經過加權後的聲音我們稱為 dBA,和前面一樣的是:如果你沒有標示清楚,人們不易知道它是聲功率(Lw)還是聲壓位準(Lp)。
若以前面的例子而言,經過 A 加權的結果如下:

所以同一個設備總量噪音以 dBA 來表示是 54dBA,以 dBL 來表示是62dBL,而各頻率以 dBL 及 dBA 來表示亦有很大的差別(如在頻率 125Hz 時,Lp 是 50dBL,也是 34dBA)。

四、幾個重要的分頻噪音指標(NC、NR、RC)

由於分頻噪音比較容易表達出人的實際感覺,所以室內噪音一般以分頻噪音來描述該環境的音量大小。
1.NC (noise criteria)
NC 是最早用於分頻的指標,由Bereank 所建議,早先(1988 年以前)ASHRAE 亦以此為室內安寧程度的指標,須特別注意的是 NC 表格上的分貝值是屬於 dB(或 dBL,不加權的)非 dBA。

2.NR (noise Rating)
由於NC在低頻上的率定不夠精準,有時發生NC不高,符合ASHARE的建議標準,但低頻聲令人受不了,所以一些聲學專家修正 NC 的表格,而以 NR 的表格來率定室內噪音值標準。

3.RC (Room Criteria)
RC(Room Criteria)的計算方式與研究主要來自於 ASHRAE 的贊助,它主要的評斷方式有二大部分:
RC 的率定曲線如下圖所示:

其中各曲線的 1k 讀值,當作 RC 的率定曲線值,往低頻每 8 度音頻之倍頻遞增 5 分貝,往高頻遞減 5 分貝。
(1)數字部份:把 500,1k,2k,3 個主要會影響交談的頻率(speech interference Level SIL)相加(線性)再除以 3 可得。

(2)文字部分:主要的 4 個文字說明如下:

當量測出來的較低頻聲,(<1000Hz 以下)大於原先率定的 RC 數字曲線 5dB 以上,即稱此聲音特性為 Rumble,而在文字上標示為 R,使之成 為 RC-35(R);若量測出來分頻噪音的高頻(≧1000Hz 以上)大於原先率 定的 RC 數字曲線 3dB 以上,即稱此聲音特性為 Hiss,標示成為 RC- 35(H);若量測出來的分頻噪音在低頻(<1000Hz)各頻率不大於率定曲線 5dB 以上,且在高頻(≧1000Hz)各頻率不大於率定曲線 3dB 以上,則此類 室內分頻噪音屬於”很順”,悅耳的頻率組成,以 N 來表示,結合文字即 為 RC-35(N);而當分頻噪音的最低頻部分(<63Hz)進入到曲線圖中的 A(Aweful:可怕的)即表示設備有振動傳導出噪音的現象嚴重,而進入到 曲線圖中的 B(Be careful:要小心)即表示設備有振動傳導出噪音的現象輕 微。若有這種現象,常會伴隨前面所提的 R(rumble)發生,而標示成 RC -35(RV)。

綜上判別 RC 屬於最新也最能與人的聽覺感受相符合,它的步驟如 下:

(2)在 500Hz 以下頻率,在率定曲線加 5,在 1KHz 以上在率定曲線加 3, 劃出 2 條與 RC-35 率定曲線相平行的線。
(3)在低頻<500Hz 以下的頻率若高於率定曲線 5dB,則文字標示為 R(rumble),在高頻>1000Hz 以上的頻率若高於率定曲線 3dB,則文字標示 為H(Hiss),若低頻不屬於 R,高頻不屬於 H,即標示為 N(neutrial)。
(4)若在最低頻<63Hz 以下的分頻噪音若落在 A 與 B 範圍內,則文字加標 示為 V(Vibration)。
(5)RC-number(text)中,number 要愈低愈好,text 要能符合(N) 要是文字(text)屬於
R:表示有低頻聲待處理(葉片轉動的聲音)
V:表示有振動的情形產生(檢查風管與與灯具、天花板輕鋼架是否接 觸引起振動)
H:表示有高頻音(風速太快、damper、grill、exit 再生噪音太大)
N:表示正常舒適的聲音

由於 ASHRAE(1999)已經捨去 NC 的標準改採 RC 的標準多年,它有許多好處(高頻、低頻的顯示,有振動與否的標註)讓工程人員更容易找出問題的核心,並藉以處理設備的噪音問題(高頻表高風速或 damper、grill、exit 再生噪音、低頻噪音表示機器運轉噪音問題與是否振動的問題)所以設計單位與工程公司亦需慢慢適應這個聲音指標 RC(Room Criteria)。

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