Меню

В чем измеряется уровень звукового давления в октавных полосах

Звуковое давление или что такое громкость (Часть 2)

Общие сведения о звуковом давлении

Звуковое давление – звуковая энергия, которая попадает на единицу площади, расположенную в заданном направлении от источника звука и удаленную от него на определенное расстояние (как правило, на 1 м). Звуковое давление измеряется в паскалях (Па).

Уровень звукового давления (англ. SPL, Sound Pressure Level) – значение звукового давления, измеренное по относительной шкале, отнесённое к опорному давлению Рspl = 20 мкПа, соответствующему порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц. SPL измеряется в децибелах (дБ). Децибелы, в отличие от паскалей, чаще применяются на практике из-за большего удобства. Считается, что человек слышит в диапазоне 0-120 дБ (20 — 20000000 мкПа). В таблице 2.2 приведена зависимость между звуковым давлением в мкПа и уров-нем звука в дБ.

Зависимость уровня звукового давления от подводимой мощности

Слух, как и другие человеческие ощущения, воспринимает воздействие по логарифмическому закону (см. рис. 2.6). Для того чтобы удвоить звуковое давление, не достаточно удваивать число источников звука или электрическую мощность громкоговорителей, а необходимо удесятерять. Увеличение акустического давления может быть получено установкой нескольких громкоговорителей, расположенных близко друг к другу и ориентированных в одном направлении или при каждом удвоении мощности громкоговорителей, в любом случае, увеличение (или уменьшение) акустического давления будет ±3 дБ (в дальнейшем мы сформируем более точное правило). Для построения зависимости уровня звукового давления от подводимой мощности обратимся к теории. Мгновенное значение звукового давления в точке среды изменяется как со временем, так и при переходе к другим точкам среды, поэтому практический интерес представляет среднеквадратичное значение данной величины, называемое интенсивностью звука.

Интенсивность – это поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, прошедший через единицу поверхности (1 м2), являющейся нормалью к направлению распространения звуковой волны (измеряется в Вт/м2). Интенсивность иначе называют силой звука. Интенсивность определяет громкость звука, которую мы слышим. Мы не можем померить ее непосредственно (особенно в закрытых помещениях), поэтому на практике данную величину связывают с мощностью источника логарифмическим соотношением:

Слуховой аппарат и многие измерительные приборы чувствительны не к самой интенсивности звука, а к среднему квадрату звукового давления, поэтому на практике используется не интенсивность, а величина называемая уровень звукового давления (SPL), которую принято связывать с мощностью источника звука в ваттах.

PдБ = 10 lg (Pвт / Pоп)
где
РдБ – зависимость уровня звукового давления (дБ), от мощности источника звука (Вт)
Рвт – мощность источника звука (Вт)
Роп – опорное значение мощности (Вт)

На практике значение Роп принимают равным 1 Вт, следовательно, формулу можно представить следующим образом:

Данная формула очень актуальна и на техническом сленге называется пересчет ватт в децибелы . Графически данная зависимость представлена на рис. 2.6.

Интерпретацию данной зависимости называют правилом трех децибел: каждое удвоение мощности источника звука увеличивает его звуковое давление на 3 дБ .

Зависимость звукового давления от расстояния

По мере удаления расчетной точки (слушателя) от звукового источника, звуковое давление в этой точке, уменьшается по логарифмическому закону.

где
Р – звуковое давление (дБ)
L – расстояние от источника звука до расчетной точки (м)

Интерпретацию данной зависимости называют правилом шести децибел: при каждом удвоении удаления от источника звука звуковое давление уменьшается на 6 дБ .

Источник

В чем измеряется уровень звукового давления в октавных полосах

ГОСТ 31296.2-2006
(ИСО 1996-2:2007)

ОПИСАНИЕ, ИЗМЕРЕНИЕ И ОЦЕНКА ШУМА НА МЕСТНОСТИ

Определение уровней звукового давления

Noise. Description, measurement and assessment of environmental noise.
Part 2. Determination of sound pressure levels

Дата введения 2008-07-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 29 от 24 июня 2006 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 1996-2:2007 «Акустика. Описание, измерение и оценка шума на местности. Часть 2. Определение уровней шума на местности» (ISO 1996-2:2007 «Acoustics — Description, measurement and assessment of environmental noise — Part 2: Determination of environmental noise levels») путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 марта 2008 г. N 30-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31296.2 — 2006 (ИСО 1996-2:2007) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2008 г.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 5, 2009 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

В настоящем стандарте раздел «Нормативные ссылки» изложен в соответствии с ГОСТ 1.5-2001 и выделен сплошной вертикальной линией, расположенной слева от приведенного текста.

В тексте стандарта соответствующие ссылки выделены подчеркиванием сплошной горизонтальной линией.

В настоящий стандарт включены дополнительные по отношению к международному стандарту ИСО 1996-2:2007 положения, отражающие потребности национальной экономики государств, указанных в предисловии, а именно:

— нормативные ссыпки на невведенный международный стандарт ИСО 7196 и Руководство по выражению неопределенности измерений (GUM) даны как справочные в библиографии. Нормативные ссылки дополнены ГОСТ 31295.1-2005, ГОСТ 31295.2-2005, на международные аналоги которых ИСО 9613-1 и ИСО 9613-2 в ИСО 1996-2 даны библиографические ссылки;

— обозначение эквивалентного уровня шума приведено без указания символа интервала усреднения в нижнем индексе, за исключением пункта 8.4.4, где для этого параметра указано явное числовое значение;

— из подраздела 5.2 исключен следующий текст: «Рекомендуется подтверждать соответствие калибратора требованиям МЭК 60942 ежегодно, а инструментальной системы требованиям соответствующего стандарта МЭК по крайней мере через два года в лабораториях, оснащенных первичными эталонами.

Регистрируют дату последней поверки и факт соответствия соответствующему стандарту МЭК», — так как требования, относящиеся к метрологическому обеспечению, устанавливают другие национальные нормативные документы;

— в примечании к пункту 8.4.1 обозначения даны по ГОСТ 31296.1-2005;

— в пункт 8.4.11 добавлена октавная полоса 31,5 Гц;

— из библиографии в соответствии с ГОСТ 1.5-2001 исключены литературные источники (5 наименований) и ИСО 6190, ИСО 5725, на которые отсутствуют ссылки в стандарте.

Кроме того, в текст настоящего стандарта внесены выделенные курсивом положения и разъяснения, облегчающие понимание и применение стандарта.

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения уровней звукового давления прямыми измерениями, экстраполяцией по результатам измерений или расчетом, являющиеся основой для оценки шума на местности.

Приведены рекомендации относительно предпочтительных условий измерения или расчета, которые следует применять в случаях, когда другие методы не могут быть использованы. Стандарт применяют для измерений с любыми частотными характеристиками шумомера и в любых полосах частот. В стандарте приведено руководство по оценке неопределенности при оценке шума.

Примечания

1 Настоящий стандарт касается измерений в реальных условиях, в чем состоит его отличие от других стандартов, устанавливающих требования к измерению звукового излучения в заданных условиях.

2 В целях общности изложения индексы, обозначающие частотные и временные характеристики шумомера, допускается не указывать.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты

ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 17187-81 Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 31295.1-2005 (ИСО 9613-1:1993) Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 1. Расчет поглощения звука

ГОСТ 31295.2-2005 (ИСО 9613-2:1996) Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета

ГОСТ 31296.1-2005 (ИСО 1996-1:2003) Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности. Часть 1. Основные величины и процедуры оценки

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 31296.1 , а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 точка наблюдения (receiver location): Место, в котором оценивают шум и в котором располагают микрофон.

3.2 метод расчета (calculation method): Совокупность алгоритмов расчета уровня звукового давления в произвольных точках по измеренным или полученным в результате прогноза уровням звукового излучения и данным об ослаблении звука.

3.3 метод прогнозирования (prediction method): Метод расчета ожидаемых уровней шума.

3.4 продолжительность измерений (measurement time interval): Временной интервал, в течение которого проводят единичное (однократное) измерение.

3.5 интервал наблюдения (observation time interval): Временной интервал, в течение которого проводят серию измерений.

3.6 метеорологическое окно (meteorological window): Совокупность метеорологических условий, при которых могут быть выполнены измерения с допустимыми и известными вариациями их результатов в зависимости от изменения этих условий.

3.7 радиус кривизны траектории звука , км или м (sound path radius of curvature): Радиус линии, аппроксимирующий траекторию звука, искривленную под действием рефракции в атмосфере.

3.8 низкочастотный шум (low-frequency sound): Шум в диапазоне третьоктавных полос со среднегеометрической частотой от 16 до 200 Гц.

4 Неопределенность измерений

Расширенная неопределенность измерений

При использовании шумомеров класса 1. Если применяют шумомеры 2-го класса или направленный микрофон, то значение может быть больше.

Определяют не менее чем по трем и предпочтительно пяти измерениям при условиях сходимости (один и тот же метод измерения, одна аппаратура, один оператор, одно и то же место) и в месте, где изменение метеорологических условий умеренно влияет на результаты. Для долгосрочных измерений может потребоваться множество измерений, чтобы определить стандартное отклонение сходимости. Для шума автотранспорта некоторые правила для определения даны в 6.2.

Читайте также:  Лексус рх 300 датчик давления масла где находится

Значение может варьироваться в зависимости от измерительного расстояния и превалирующих метеорологических условий. Метод упрощенного определения метеорологического окна рассмотрен в приложении А (в этом случае ). Долгосрочные измерения при различных метеорологических условиях выполняют раздельно, затем результаты объединяют. При краткосрочных измерениях изменения влияния земли могут быть малы. Однако при долгосрочных измерениях эти изменения могут значительно увеличить неопределенность измерений.

Значение может варьироваться в зависимости от разности между значением, полученным при измерении, и значением остаточного шума.

При определении максимального уровня шума, уровня шума в полосах частот и уровня тонального шума неопределенность может быть более высокой.

Примечания

1 Таблица 1 не является полной из-за недостаточности информации при разработке настоящего стандарта. Во многих случаях могут быть дополнительные источники неопределенности, например одна из них связана с выбором положения микрофона.

2 Компетентные органы могут установить другой уровень доверия. Например, при коэффициенте охвата 1,3 уровень доверия равен 80%, при 1,65 — 90%.

5 Средства измерений

5.1 Измерительная система

Измерительная система, включая микрофон, кабели и самописец, если имеется, должна соответствовать классу 1 или 2 по ГОСТ 17187. Ветровой экран всегда используют при измерениях вне помещений и вносят поправку на влияние экрана.

Примечание — Средства измерений класса 1 применяют для измерений при температуре от минус 10 °С до плюс 50 °С, класса 2 — от 0 °С до 40 °С.

Для измерений в октавных и третьоктавных полосах частот измерительная система классов 1 и 2 должна иметь фильтры класса 1 или 2 соответственно по ГОСТ 17168.

5.2 Калибровка

Непосредственно до и сразу после каждой серии измерений с помощью калибратора звука, имеющего класс, соответствующий классу измерительной системы, проверяют калибровку всей системы на одной или нескольких частотах.

Если измерения выполняют на большом временном интервале, например в течение дня или более, то калибровку измерительной системы проверяют акустически или электрически через регулярные промежутки времени, например один или два раза в день.

6 Работа источника шума

6.1 Общие положения

6.2 Дорожное движение

6.2.1 Измерение эквивалентного уровня звукового давления

При измерениях подсчитывают число прошедших автомобилей на интервале, равном продолжительности измерений. По меньшей мере, должны быть выделены две категории автомобилей («тяжелые» и «легкие»), если результаты измерений должны быть приведены к условиям другого транспортного потока. Для определения репрезентативности условий движения измеряют среднюю скорость движения и указывают тип дорожного покрытия.

Примечание — В общем случае тяжелыми считают автомобили, масса которых более 3500 кг. Часто тяжелые автомобили делят на подкатегории в зависимости от числа колесных осей.

При измерениях необходимо достаточное число прошедших автомобилей, чтобы усреднить различия шума отдельных автомобилей в зависимости от требуемой точности. Однако если соответствующей информации не имеется, то стандартное отклонение воспроизводимости в таблице 1 рассчитывают по формуле

где — число прошедших автомобилей.

Примечание — Формула (1) соответствует смешанному транспортному потоку. Если движутся автомобили одной категории, то стандартное отклонение может быть меньше.

Если при прохождении каждого автомобиля регистрируют и затем используют статистические данные о транспортном потоке для расчета на опорном временном интервале, то число автомобилей каждой категории должно быть не менее 30.

6.2.2 Измерение максимального уровня звукового давления

Максимальные уровни звукового давления автомобилей различных категорий различаются. Для каждой категории имеет место определенный разброс максимальных уровней звукового давления вследствие различия технических характеристик автомобилей, разных скоростей движения или манеры вождения. Максимальный уровень звукового давления должен быть определен при прохождении по меньшей мере 30 автомобилей рассматриваемой категории.

6.3 Железнодорожное движение

6.3.1 Измерение эквивалентного уровня звукового давления

При измерениях должны пройти не мене 20 поездов, в числе которых не менее пяти поездов каждой категории, вносящих существенный вклад в общее значение . Если необходимо, то измерения могут быть продолжены на следующий день.

6.3.2 Измерение максимального уровня звукового давления

Чтобы определить максимальный уровень звукового давления для поездов данной категории, должен быть зарегистрирован максимальный уровень звукового давления при прохождении не менее 20 поездов.

Если невозможно получить так много записей, то в протоколе испытаний указывают число прошедших поездов, шум которых измерен, и приводят оценку влияния числа поездов на неопределенность измерений.

6.4 Воздушное движение

6.4.1 Измерение эквивалентного уровня звукового давления

Для определения измеряют шум при пролете пяти или более самолетов каждого типа, существенно влияющих на значение . Обеспечивают релевантность схемы движения (по используемой взлетно-посадочной полосе, режимам взлета и посадки, парку самолетов, распределению по времени дня транспортного потока), определяющего результаты измерений.

6.4.2 Измерение максимального уровня звукового давления

Если целью является измерение максимального уровня звукового давления авиационного шума в определенной жилой зоне, то обеспечивают, чтобы во время измерений наиболее шумные самолеты пролетали в непосредственной близости. Максимальные уровни звукового давления определяют по пяти и предпочтительно по 20 или более пролетам на наиболее шумных режимах полета. Чтобы оценить процентили максимальных уровней звукового давления, регистрируют шум по меньшей мере 20 соответствующих звуковых событий.

Если невозможно получить так много записей, то в протоколе испытаний указывают число пролетевших самолетов, шум которых измерен, и приводят оценку влияния числа самолетов на неопределенность измерений.

Примечание — Источником авиационного шума может быть пролетающий или движущийся по земле самолет, например выполняющий руление.

6.5 Промышленные предприятия

6.5.1 Измерение эквивалентного уровня звукового давления

Режимы работы источников шума делят на классы. В каждом классе изменения звукового излучения предприятия должны быть достаточно стационарны в статистическом смысле и быть меньше, чем изменения вследствие затухания по траектории распространения звука из-за метеорологических условий (раздел 7). Непостоянство шума предприятия для выявленных режимов работы определяют посредством измерений на опорных интервалах от 5 до 10 мин на расстоянии от предприятия, достаточно большом, чтобы учесть вклад шума основных источников, и относительно малом, чтобы минимизировать метеорологические воздействия (см. раздел 7). Если шум циклический, то продолжительность измерений должна включать в себя целое число циклов. Если измеренные существенно различаются, то должна быть проведена новая классификация режимов работы. Если измеренные относительно неизменны, то измеряют на каждом режиме работы и рассчитывают суммарное значение , принимая во внимание частоту и продолжительность каждого режима работы.

6.5.2 Измерение максимального уровня звукового давления

Если целью измерений является определение максимального уровня звукового давления предприятия, то необходимо убедиться, что вблизи выбранной точки наблюдения на интервале продолжительности измерений предприятие работает в наиболее шумном режиме. Максимальный уровень звукового давления определяют по меньшей мере по пяти событиям наиболее шумного режима работы.

Примечание — Режим работы определяют по виду работы, а также по месту ее проведения на предприятии.

6.6 Источники низкочастотного шума

Примерами источников низкочастотного шума являются, например, вертолеты, вибрирующие мостовые конструкции, поезда метро, штамповочные установки, пневматическое оборудование и т.д. В ГОСТ 31296.1 (приложение С) приведены примеры других источников низкочастотного шума. Методика измерения низкочастотного шума приведена в 8.3.2 и 8.4.9.

7 Метеорологические условия

7.1 Общие положения

Метеорологические условия должны соответствовать наиболее типичным условиям воздействия исследуемого шума.

Дорога или рельсы должны быть сухими, земля не должна быть покрыта снегом или льдом и не должна быть промерзшей или чрезмерно увлажненной, если только такие условия не являются предметом исследования.

Уровни звукового давления изменяются в зависимости от метеорологических условий. Для акустики мягкой поверхности земли ( рыхлый неукатанный грунт, травяной покров, рыхлый снег ) изменения умеренные, когда

где — высота источника шума;

— высота приемника;

— расстояние между источником шума и приемником.

Если поверхность земли акустически жесткая, то измерения можно проводить на большем расстоянии.

Метеорологические условия при измерениях следует указывать или при необходимости проводить их мониторинг. Если условие (2) не выполнено, то метеорологические условия могут значительно повлиять на результаты измерений. Основные указания по этому вопросу приведены в 7.2 и 7.3, дополнительные рекомендации — в приложении А. Если звук распространяется против ветра, то неопределенность измерений больше и такие условия обычно непригодны для краткосрочных измерений шума на местности.

7.2 Благоприятные условия распространения звука

Для облегчения сравнения результатов удобно выполнять измерения, выбирая метеорологические условия, при которых результаты являются воспроизводимыми. Воспроизводимость измерений выше при стабильных условиях распространения звука.

Такие условия существуют, когда траектория распространения звука нисходящая, например при распространении звука по ветру, что означает высокие уровни звукового давления на месте приемника при их умеренной вариации. В этом случае радиус кривизны траектории положителен и его значение зависит от градиентов скорости ветра и температуры вблизи земли, как это следует из формулы (А.1) приложения А.

При одном доминирующем источнике шума удобно выбрать метеорологические условия, при которых звуковой луч от источника шума к микрофону направлен по ветру и выбрать интервалы измерений в соответствии с приложением А, например для 10 км.

Принимают, что 10 км при следующих условиях:

— ветер дует от доминирующего источника шума к микрофону (в дневное время под углом ±60°, ночью под углом ±90°);

— скорость ветра, измеренная на высоте от 3 до 11 м, равна от 2 до 5 м/с днем или более 0,5 м/с ночью;

— отсутствует сильный отрицательный температурный градиент вблизи земли (например, как бывает неярким солнечным днем).

7.3 Уровни звукового давления, усредненные по метеорологическим условиям

Чтобы оценить уровни шума на местности, усредненные по изменявшимся в широком диапазоне метеорологическим условиям, требуется очень большой интервал наблюдения, часто несколько месяцев. В альтернативе долгосрочное усреднение можно выполнить по результатам краткосрочных измерений при хорошо контролируемых различных метеорологических условиях, объединив их с учетом статистических данных о погоде.

Объединение данных о шуме на различных режимах работы источника шума и при зависящем от погоды распространении звука должно быть проведено так, чтобы были учтены все значительные компоненты воздействия шума.

Чтобы определить среднегодовое значение, должны быть приняты во внимание вариации звукового излучения и условий распространения звука в течение всего года.

8 Методика измерений

8.1 Общий принцип

Для выбора подходящих интервала наблюдения и продолжительности измерений может потребоваться проведение исследования на относительно долгом временном интервале.

8.2 Выбор продолжительности измерений

8.3 Положение микрофона

8.3.1 Вне помещения

Микрофон устанавливают в том месте, где необходимо оценить шум.

Для других целей используют одно из нижеследующих местоположений:

a) в свободном звуковом поле (основной вариант).

Этот вариант соответствует реальному или гипотетически свободному звуковому полю над поверхностью земли, для которого уровни звукового давления вне здания рассчитывают по измерениям вблизи от него [см. перечисления b) и с)]. Такое звуковое поле означает, что воздействием на микрофон всех имеющихся отражений от какого-либо здания позади микрофона пренебрегают. Пространство за экранирующим зданием рассматривают как область такого же звукового поля, однако на него перечисления b) и с) не распространяются, поскольку в этом случае учитывают отражения от обратной стороны здания;

Читайте также:  Насосы повышения давления воды во владивостоке

b) микрофон смонтирован заподлицо со звукоотражающей плоскостью. В этом случае для получения значения поля падающей волны к измеренному полю применяют коррекцию минус 6 дБ, если условия установки микрофона соответствуют приложению В. При других условиях используют другие коррекции.

Примечание — Разность сигналов между смонтированным на фасаде здания микрофоном и микрофоном в свободном звуковом поле в идеальном случае равна плюс 6 дБ. Практически разность несколько меньше;

с) микрофон установлен на расстоянии от 0,5 до 2 м перед звукоотражающей поверхностью.

В этом случае для получения значения поля падающей волны к измеренному полю применяют коррекцию минус 3 дБ, если условия установки микрофона соответствуют приложению В. При других условиях используют другие коррекции.

Примечание — В идеальном случае, когда отсутствуют другие вертикальные препятствия, влияющие на распространение звука к микрофону, разность сигналов установленного на расстоянии 2 м от фасада здания микрофона и микрофона в свободном звуковом поле близка к 3 дБ. В сложных ситуациях (например, большая плотность застройки, узкая улица) эта разность может быть много выше. Даже в идеальном случае она может быть несколько ограничена. При близком к скользящему падении звуковой волны такое положение микрофона не рекомендуется, так как разность сигналов может быть большой. Дальнейшие указания см. в приложении В.

В принципе может быть использовано любое из этих местоположений с соответствующей коррекцией. В некоторых особых случаях использование указанных выше местоположений может быть ограничено другими условиями (см. приложение В).

Для общего картографирования микрофоны устанавливают на высоте (4±0,5) м в зоне многоэтажного жилья. При одноэтажной застройке и в зонах отдыха микрофоны устанавливают на высоте (1,2±0,1) или(1,5±0,1) м.

Для непрерывного мониторинга микрофоны могут быть установлены на другой высоте.

Уровни шума в точках картографической сетки обычно рассчитывают. Если в особых случаях измерения в них выполняют, то плотность точек сетки выбирают в зависимости от пространственного разрешения, требуемого для исследования пространственного изменения уровней звукового давления. Изменения велики вблизи источников и больших преград. Поэтому плотность точек в этих местах должна быть выше. В общем случае разность уровней звукового давления между соседними точками не должна быть более 5 дБ. Если разность оказывается больше, то должны быть введены промежуточные точки.

8.4 Измерения

8.4.2 Эквивалентный уровень звукового давления

Обычно измеряют эквивалентный уровень звукового давления . Если плотность транспортного потока невелика или высок уровень остаточного шума, то эквивалентные уровни звукового давления, если возможно, определяют по результатам измерений уровня воздействия шума отдельных проходящих транспортных средств (см. 6.3.1 и 6.4.1 соответственно). Если не выполняются условия формулы (2), то измерения проводят по меньшей мере 10 мин, чтобы усреднить обусловленные метеорологическими условиями вариации траектории распространения звука. Если условия формулы (2) выполняются, то обычно бывает достаточна продолжительность измерений 5 мин. Это минимальное время может быть увеличено, чтобы получить более представительную выборку данных об источнике шума (см. раздел 6).

8.4.3 Уровень воздействия шума

Если невозможно измерить для требуемого числа звуковых событий, то измеряют уровень воздействия шума каждого события. Число звуковых событий должно соответствовать указанному в разделе 6. Измерение каждого звукового события проводят в течение времени, которое достаточно, чтобы охватить все основные составляющие шума. Для проходящего транспортного средства шум измеряют до тех пор, пока уровень звукового давления снизится по меньшей мере на 10 дБ относительно максимального уровня.

8.4.4 Уровень -процентного превышения

На интервале, равном продолжительности измерений, регистрируют краткосрочные значения (где интервал усреднения не превышает 1 с) или регистрируют уровень звукового давления через интервалы времени, не превышающие используемую постоянную времени шумомера, применяя в этом случае самописец уровня шума . Ширина интервалов, на которые разбивается область значений измеряемой величины (ширина классов), должна быть 1 дБ или менее.

В протоколе измерений для указывают определяемую величину и, если применяется, временную характеристику шумомера, интервал времени регистрации отсчетов и ширину класса (например, так: «Отсчет значений через 10 мc, ширина класса 0,2 дБ» или «Отсчет значений , ширина класса 1 дБ»).

8.4.5 Максимальный уровень звукового давления при частотном и временном взвешивании ,

Используя временную характеристику («быстро») или («медленно») и соответствующую частотную характеристику шумомера , измеряют или для минимально заданного в разделе 6 числа звуковых событий. Регистрируют каждый результат.

Примечание — Характеристика лучше соответствует восприятию шума человеком, чем характеристика . Характеристика в общем случае улучшает воспроизводимость.

8.4.6 Пиковый уровень звукового давления

При измерениях звуковых импульсов, шума взрывов и т.д. рекомендуется применять методы по [2] .

8.4.7 Тональный шум

Если в точке наблюдения в шуме слышны тоны, то их следует измерить. Выбирают положения микрофонов, где тоны слышны в наибольшей мере, и анализируют их основным методом по приложению С или упрощенным методом по приложению D.

Примечание — В общем случае тональный анализ шума в помещении не рекомендуется из-за модального характера изменения тонов в помещениях. Для некоторых частотных полос он также затруднен при установке микрофона перед фасадом здания.

8.4.8 Импульсный шум

Не существует общепризнанного метода определения импульсного шума посредством объективных измерений. Если имеет место импульсный шум, то идентифицируют его источник и классифицируют по ГОСТ 31296.1. Дополнительно убеждаются, что импульсный шум репрезентативен и охватывается продолжительностью измерений.

8.4.9 Низкочастотный шум

Внутри помещения выбирают три местоположения микрофона по 8.3.2. Вне помещения измерения выполняют в свободном звуковом поле или на фасаде здания (см. приложение В).

Методы настоящего стандарта применимы в общем случае на частотах ниже октавной полосы 16 Гц. При низкочастотных измерениях микрофон должен быть расположен не ближе 16 м от ближайшей существенно звукоотражающей поверхности (не считая поверхность земли), чтобы были обеспечены измерения в условиях свободного звукового поля.

Примечание — Положение микрофона перед звукоотражающей поверхностью по 8.3.1, перечисление с) непригодно для измерения низкочастотного шума.

8.4.10 Остаточный шум

При измерении шума на местности остаточный шум часто создает затруднения. Одна из причин состоит в том, что часто требуется выделить шум источников различных типов. Разделение, например, шума транспорта и промышленного шума зачастую затруднительно. Другая причина состоит в том, что обычно измерения проводят вне помещения. Ветер, воздействуя непосредственно на микрофон и вызывая шум деревьев, зданий и т.д., может отрицательно повлиять на результат. Характер этих источников шума может обусловить трудность или невозможность определить какие-либо коррекции. Тем не менее, для коррекции результатов (см. 9.6) необходимо измерить остаточный шум.

9 Оценка результатов измерений

9.1 Общие положения

Результаты измерений вне помещения корректируют, приводя их, по возможности, к условиям свободного звукового поля, когда исключены все отражения звука, кроме отражения от поверхности земли.

9.2 Эквивалентные уровни L(E) и L(eq)

9.3 Максимальный уровень звукового давления L(max)

Для каждого положения микрофона и каждого режима работы определяют при необходимости: максимальное, среднеарифметическое, среднее по энергии значения, стандартное отклонение, вид закона распределения измеренных уровней .

Для однородных групп единичных звуковых событий с нормальным законом распределения максимальных уровней звукового давления определяют процентили максимальных уровней звукового давления по формуле (3) и рисунку 1.

где — максимальный уровень, превышенный в % случаев;

— среднеарифметическое значение максимального уровня по всем звуковым событиям;

— число стандартных отклонений;

— стандартное отклонение максимальных уровней по всем звуковым событиям (оценка стандартного отклонения при нормальном законе распределения).

Рисунок 1 — Процентили «p» максимальных уровней звукового давления единичных звуковых событий, превышающих на «y» стандартных отклонений среднеарифметическое значение при нормальном распределении максимальных уровней звукового давления

Рисунок 1 — Процентили максимальных уровней звукового давления единичных звуковых событий,
превышающих на стандартных отклонений среднеарифметическое значение
при нормальном распределении максимальных уровней звукового давления

9.4 Уровень N-процентного превышения L(NT)

Для получения проводят статистический анализ выборочных значений в процентном отношении .

9.5 Измерения в помещении

где — число точек измерений ( 3);

— эквивалентный уровень звукового давления в точке , дБ.

Если измерения выполнены на разных временных интервалах в различных условиях транспортного потока, то каждый уровень звукового давления приводят к одним и тем же условиям с помощью соответствующего метода прогнозирования (см. 11.2).

Если в помещении обычная обстановка или оно имеет звукопоглощающие покрытия на потолке, то измеренные значения не корректируют.

Если помещение пустое и без звукопоглощающих покрытий, то из измеренных значений вычитают 3 дБ.

Примечание — Коррекцию 3 дБ вводят, чтобы учесть различие между заполненным и пустым помещением, достигая этим упрощения измерений за счет отказа от измерения времени реверберации. Если установлены другие требования, то измеряют время реверберации и нормализуют измеренные значения по установленной методике.

9.6 Остаточный шум

Если уровень звукового давления остаточного шума на 10 дБ или более ниже измеренного уровня звукового давления испытуемого источника, то коррекцию не проводят. Результаты измерения считают пригодными. Если уровень звукового давления остаточного шума на 3 дБ или менее ниже измеренного уровня звукового давления источника, то допускается коррекцию не проводить. Неопределенность измерений будет при этом большая. Тем не менее, результат может быть внесен в протокол испытаний и может служить верхней границей уровня звукового давления испытуемого источника. Если эти данные протоколируют, то должно быть ясно указано в тексте протокола, а также на графиках или в таблицах, что измеренные значения не могут быть скорректированы, чтобы устранить влияние остаточного шума.

В случае, когда уровень звукового давления остаточного шума ниже измеренного уровня звукового давления на 3-10 дБ, последний корректируют по формуле

где — корректированный уровень звукового давления, дБ;

— измеренный уровень звукового давления, дБ;

— уровень звукового давления остаточного шума, дБ.

10 Экстраполяция на другие условия

10.1 Экстраполяция на другое место

Экстраполяцию часто применяют, чтобы оценить уровень звукового давления в других местах, чем те, в которых проведены измерения. Экстраполяция является обычной, например, когда остаточный шум не позволяет измерить шум источника в месте установки микрофона.

Измерения шума должны быть выполнены в правильно определенном месте, расположенном ни слишком близко (не в ближнем звуковом поле некоторых частей источника шума), ни слишком далеко (при незначительном влиянии метеорологических условий на распространение звука) от источника шума. Используя расчетное ослабление звука при распространении от источника шума к микрофону, по измеренному шуму оценивают звуковое излучение источника шума. Эту оценку затем используют, чтобы рассчитать уровень звукового давления в промежуточных точках измерений.

Читайте также:  Какое давление в центральной системе отопления многоквартирного дома

Чтобы рассчитать ослабление звука, необходим метод расчета (см. раздел 11). Промежуточные точки измерений выбирают так, чтобы была обеспечена достоверность измерений и расчетов. Например, не должно быть экранирующих препятствий между источником шума и микрофоном и предпочтительна высота микрофона, при которой метеорологические условия оказывают умеренное влияние на результаты измерений.

10.2 Экстраполяция на другое время и режим работы

Часто измерения выполняют на более коротком временном интервале, чем опорный временной интервал, и результаты приводят к другому временному интервалу и режиму работы источника шума. Долгосрочное среднее значение рассчитывают по краткосрочным измерениям, принимая во внимание влияние других условий транспортного потока, другого состава автомобилей, других метеорологических условий и т.д. Иногда результаты измерений, проведенных в различное время дня, соотносят с помощью весовых коэффициентов. Эти коррекции основываются на нескольких методах прогнозирования (см. раздел 11).

11 Расчет

11.1 Общие положения

Во многих случаях измерения могут быть заменены или дополнены расчетами. Расчеты часто более надежны, чем разовые краткосрочные измерения, когда требуется определить среднее долгосрочное значение, а также в случае, когда невозможно выполнить измерения вследствие слишком высоких уровней звукового давления остаточного шума. В последнем случае иногда удобно выполнить измерения на небольшом расстоянии от источника шума и, используя метод расчета, определить результат для большего расстояния.

Когда расчет предпочтительнее прямых измерений уровней звукового давления, то для его проведения должны быть предоставлены данные о звуковом излучении (желательно, уровень звуковой мощности и направленность источника) и указано положение некоего точечного(ых) источника(ов), создающего те же уровни шума в окружающем пространстве, что и реальный источник. Для шума транспорта уровни звуковой мощности часто заменяют уровнями звукового давления, определенными при строго заданных условиях. Часто эти данные имеются в признанных расчетных моделях, но в других случаях их следует определять в каждом конкретном случае.

Используя подходящую модель распространения звука от источника шума к приемнику, можно рассчитать уровень шума в оцениваемой точке. Распространение звука зависит от точно определенных метеорологических условий и состояния земли. Большинство расчетных моделей основаны на распространении звука при безветрии или по ветру, так как распространение звука против ветра чрезвычайно сложно прогнозировать. Акустический импеданс земли также важен, в особенности на небольшом расстоянии при малых высотах источника шума и микрофона. Большинство моделей учитывают различие только между твердым и мягким грунтами. В общем случае большей точности расчетов достигают при высокорасположенных источнике шума и микрофоне.

Требуемая точность зависит от цели расчета. Необходимая плотность сетки точек, используемых при картографировании уровней шума, зависит от цели картографирования. Вариации уровня шума велики вблизи источника и больших препятствий. Поэтому плотность сетки должна быть выше в этих местах. В общем случае на обзорной карте воздействия шума разность уровней звукового давления в соседних точках сетки должна быть не более 5 дБ. Если для уменьшения воздействия шума предполагают применить технические средства или выплатить компенсации, то плотность точек должна быть такой, чтобы разность уровней звукового давления в соседних точках сетки составляла не более 2 дБ.

11.2 Методы расчета

11.2.1 Общие положения

Комплекса общепризнанных международных методов расчета не существует, хотя имеется несколько стандартов, относящихся к распространению звука от источников с известной звуковой мощностью (см. ГОСТ 31295.1 , ГОСТ 31295.2). [4]). В приложении Е приведен перечень национальных методов прогнозирования.

12 Регистрируемая и вносимая в протокол информация

Регистрируют и отражают в протоколе измерений следующую информацию, если она уместна:

a) время, день и место измерений;

b) средства измерений и их калибровка;

c) измеренные и (если необходимо) корректированные уровни , , , уровень звука (дополнительно — корректированный по характеристике уровень звука) и, дополнительно, уровни звукового давления в полосах частот;

d) уровень -процентного превышения , включая указание о базе данных, по которым он рассчитан (частоту отсчета и другие параметры);

e) оценка неопределенности измерений с указанием уровня доверия;

f) информация об уровнях остаточного шума при измерениях;

g) временные интервалы измерений;

h) подробное описание места измерений, включая покров и состояние поверхности земли, положения микрофона и источника шума, включая высоту над землей;

i) описание режима работы источника шума, включая число импульсов или проходов автомобилей/ поездов/самолетов каждой заданной категории;

j) описание метеорологических условий, включая скорость и направление ветра, облачный покров, температуру, барометрическое давление, влажность и наличие осадков, и указание места установки анемометра и термометра;

k) метод(ы) экстраполяции измеренных значений на другие условия.

Для расчетов должна быть предоставлена информация по перечислениям от а) до k), включая информацию для расчета неопределенности.

Приложение A (рекомендуемое). Метеорологическое окно и неопределенность измерений, зависящая от метеорологических условий

А.1 Метеорологические условия и неопределенность измерений

Изменчивость уровней шума при измерениях зависит от метеорологических условий. В настоящем приложении они характеризуются радиусом кривизны траектории звука. Приведенные в приложении значения стандартного отклонения ослабления звука действительны для определенных метеорологических условий. Эти значения не могут быть использованы при долгосрочном усреднении уровня шума, когда звук распространяется при изменяющихся условиях. Настоящее приложение применимо в случае, когда продолжительность измерений составляет от 10 мин до нескольких часов.

где — скорость звука в воздухе, м/с, равная , где 20,05 м/с/К ;

— компонента скорости ветра в направлении распространения звука, м/с;

м/с/К ;

— абсолютная температура воздуха, ;

— высота над землей, м.

По разности температур воздуха и скорости ветра на высоте 10 и 0,5 м над землей значение , км, может быть приблизительно определено по формуле

где — разность температур воздуха на высоте 10 и 0,5 м, ;

— разность скоростей ветра на высоте 10 и 0,5 м соответственно, м/с;

— угол между направлением ветра и направлением от источника шума к микрофону.

А.3 Благоприятные условия распространения звука

Радиус кривизны траектории звука , который зависит от среднего градиента ветра и температуры, является наиболее важным фактором, определяющим условия распространения звука. При положительном значении звуковой луч искривляется вниз (например, при распространении звука по ветру). Такие условия распространения звука часто называют благоприятными, так как при них уровни звукового давления на месте измерения высокие.

Примечания

1 Температурная инверсия случается, например, ночью при облачном покрове менее 70%.

2 соответствует прямолинейному распространению звука (безветрие, однородная атмосфера); отрицательное значение соответствует искривлению звукового луча вверх (например, при распространении против ветра или в тихий летний день).

А.4 Оценка радиуса кривизны траектории распространения звука при благоприятных условиях и неопределенности измерений, зависящей от метеорологических условий

Для проведения измерений в любых погодных условиях для соблюдения условия (2) в 7.1 при расстоянии до источника шума около 50 и до 100 м требуется высота микрофона более 5 м и более 10 м соответственно. При измерениях с наиболее типичной высотой микрофона следует руководствоваться рисунком А.1, на котором указан радиус кривизны для благоприятных условий распространения звука и соответствующее стандартное отклонение результатов измерений вследствие вариации метеорологических условий при распространении звука над пористой землей, например покрытой травой. Указанные на рисунке значения величин неприменимы для долгосрочных измерений.

На рисунке А.1 показаны различия между так называемыми «высокой» и «низкой» ситуациями в зависимости от высот источника шума и микрофона над землей. Ситуация «высокая» имеет место, когда микрофон и источник шума расположены на высоте 1,5 м или более. Если источник шума расположен на высоте менее 1,5 м, то для ситуации «высокая» микрофон должен быть размещен на высоте 4 м или более. Если высота источника над землей менее 1,5 м, а высота микрофона от 1,5 м или менее, то имеет место ситуация «низкая». В ситуации «низкая» требования к метеорологическим условиям при измерении более жесткие, чем при ситуации «высокая».

Таким образом, соответствующая ситуация имеет место при следующих условиях:

— «высокая»: 1,5 м и 1,5 м или

1,5 м и 4 м;

-«низкая»: 1,5 м и 1,5 м.

Если поверхность земли между источником шума и точкой измерений твердая, то стандартным отклонением из-за метеорологических условий можно пренебречь, поскольку не образуется акустическая тень источника, т.е. 0,5 дБ при расстоянии до 25 м для ситуации «низкая» и до 50 м для ситуации «высокая».

Примечания

1 Указанные условия основаны на данных измерений. Обычно эти данные получают при измерениях на высоте 4 м или выше, если они не получены для высоты микрофонов 1,5 или 2 м.

2 Рисунок А.1 действителен для местности без экранирующих препятствий. В настоящее время нет количественной информации для экранированных точек измерений или для поверхности земли со сложным рельефом. Поэтому пока рекомендуется пользоваться рисунком А.1 также и в случае экранирования, относя экранированную точку к ситуации «низкая».

Рисунок А.1 — Радиус кривизны траектории звука и соответствующая неопределенность измерений из-за метеорологических условий, выраженная через стандартное отклонение, для различных комбинаций расстояния и высоты пары «источник шума — микрофон».

Примечание — На расстоянии более 400 м: , дБ при условии, что радиус кривизны траектории звука менее 10 км.

Рисунок А.1 — Радиус кривизны траектории звука и соответствующая неопределенность измерений
из-за метеорологических условий, выраженная через стандартное отклонение , дБ,
для различных комбинаций расстояния и высоты пары «источник шума — микрофон» над пористой землей

Для дорог и других протяженных источников шума кривизна траектории звука должна быть определена в проходящей через микрофон вертикальной плоскости, перпендикулярной к оси дороги (или перпендикулярной к наибольшему характерному размеру источника, если это применимо). Среднее направление ветра должно лежать в пределе угла ±60° к перпендикуляру, опущенному из точки измерений на дорогу. Эффективное расстояние от источника шума до микрофона определяют вдоль биссектрисы угла между направлением средней скорости ветра и указанным перпендикуляром (рисунок А.2).

Рисунок А.2 — Благоприятные условия распространения звука от дороги и эффективное расстояние между источником шума и микрофоном

1 — среднее направление ветра; 2 — осевая линия дороги; 3 — микрофон

Рисунок А.3 — Временные интервалы, когда высота солнца в зависимости от месяца года и, следовательно, температурный градиент находятся в известных пределах (для 56° северной широты)

Рисунок А.3 — Временные интервалы, когда высота солнца в зависимости от месяца года и, следовательно,
температурный градиент находятся в известных пределах (для 56° северной широты.
Для других широт — см. рисунок А.4)

1 Рисунок A3 и таблица А.1 соответствуют 56° северной широты.

Временная зона, соответствующая определенному времени дня

Наименьшая компонента скорости ветра на высоте 10 м над землей, м/с

Источник

Adblock
detector