GB T 27763-2011 声学.评价工作间声学性能的空间声场分布曲线的测量方法及参量表述.pdf
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1、ICS 17.140 A 59 中华人民ft ./、GB 不日国国家标准GB/T 27763-2011 /ISO 14257: 200 1 声学评价工作间声学性能的空间声场分布曲线的测量方法及参量表述Acoustics-Measurement and parametric description of spatial sound distribution curves in workrooms for evaluation of their acoustical performance (ISO 14257: 2001, IDT) 2011-12-30发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验
2、检茂总局中国国家标准化管理委员会2012-05-01实施发布GB/T 27763-2011 /ISO 14257: 200 1 目次前言.皿引言 w 1 范围.2 规范性引用文件-3 术语和定义4 室内声场分布-5 空间声场分布曲线的测量46 所测空间声场分布曲线在评价工作间声学性能时的参量表述7 记录和报告的内容10附录A(资料性附录)测试用声源的性能要求附录B(规范性附录)考虑地面反射和声源指向性影响的实测声场分布曲线修正13附录c(资料性附录)使用本标准的示例.14参考文献. . . . 21 I 目。吕本标准按照GBjT1. 1-2009给出的规则起草。本标准由中国科学院提出。本标准由
3、全国声学标准化技术委员会CSACjTC17)归口。本标准起草单位:同济大学、中国传媒大学。本标准主要起草人:盛胜我、莫方朔、孟子厚。GB/T 27763-2011/ISO 14257 :2001 l l GB/T 27763-2011/ISO 14257 :2001 引依据GB/T17249. 1,工作间内的空间声场分布可以用一条曲线来表述。该曲线表征了声压级与离开声源距离之间的函数关系,声源是已知声功率级、稳定发射且为元指向性声辐射的点源。针对所考虑的房间,本标准规定了测定该空间声场分布曲线以及导出两个特征量的方法。这两个特征量为距离加倍时的声压级空间衰减量和声压级逾量。N 采用本标准获得的
4、数据可用于以下方面:在噪声控制方面的房间声学鉴定;确定房间中合适的机器位置和工作位置;一一评价房间中增加吸声的必要性;一一定性评估房间中所装屏障的潜在效果;一一当在房间中的规定位置操作己知发射值的机器时,计算期望的噪声。GB/T 27763-2011月8014257 :2001 1 范围声学评价工作间声学性能的空间声场分布曲线的测量方法及参量表述本标准规定了一种测量给定工作间空间声场分布曲线的方法。给出了一种方法,用于依据测量数据来确定在噪声控制方面表述工作间声学性能的两个参量:相对于自由场的声压级逾量、距离加倍时的声压级衰减量。本标准适用于任意形状和任意尺寸的工作间,只要传声器位置的数量满足
5、回归计算的要求。本标准不适用于有关语言交流或其他心理学方面的声品质评价。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 3241 电声学倍频程和分数倍频程滤波器(GB/T3241-2010 , IEC 61260:1995 , MOD) GB/T 3767-1996 声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方近似自由场的工程法(eqv ISO 3744 :1 994) GB/T 3785. 1 电声学声级计第1部分:规范(GB/T3785.1-2010,IEC 6
6、1672-1 :2002 ,IDT) 1) GB/T 4129 声学用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求(GB/T4129-2003,ISO 6926: 1999 ,IDT) GB/T 6881. 1 声学声压法测定噪声源声功率级混响室精密法(GB/T6881. 1-2002 , idt ISO 3741: 1999) GB/T 6882 声学声压法测定噪声源声功率级消声室和半消声室精密法(GB/T6882-2008 , ISO 3745:2003 ,IDT) 3 术语和定义3. 1 下列术语和定义适用于本文件。声压级sound pressure level L 声源辐射声压户的平方与基
7、准声压(户。=20Pa)的平方之比的以10为底的对数乘以10。注1:声压级单位为分贝,dBo注2:应标明所用频率计权或频带宽度和时间计权(S、F或1,见GB/T3785. 1)。3.2 声功率级sound power level Lw 声源辐射声功率与基准声功率(Po= 10-12 W)之比的以10为底的对数乘以1001) IEC 60651和IEC60804合并的修订版。1 G/T 27763-2011月SO14257 :2001 注1:声功率级单位为分贝,dB.注2:应标明所用频率计权或频带宽度。例如,A计权声功率级记作LWA。3.3 空间声场分布曲线spatial sound distr
8、ibution cu凹e表明参考声源辐射的声压级随着离开声源距离的增加而减小的曲线。注1:曲线与频率密切相关,同时表明房间的声学性能。有时,应同时使用几条空间声场分布曲线来表明房间的声学性能。对离开声源的一给定距离范围来说,从空间声场分布曲线可以确定两个主要参量z距离加倍时的声压级空间衰减量CDL,);声压级逾茧CDLf)。通常关注三种距离范围:近区、中区和远区。这两个参盐(DL,和DLf)在评价房间的声品质时是有用的。注2:改编自GB/T17249.1一1998,定义3.4.11.3.4 声场分布值sound distribution value Dj (r) 给定离开参考声源的距离,在传声
9、器位置处得到的某一倍频带声压级,与同一倍频带参考声源声功率级之间的差值,以分贝计,即:3.5 Dj (r)二L阳(r)- LWj 式中:LWj-一测试用参考声源的声功率级,单位为分贝(d曰:L却一一离开声源距离为r的测点处的声压级,单位为分贝(dB); j 一倍频带序号。注:对给定声功率谱的声场分布值可以由式。)计算得到。. ( 1 ) 臣离加倍时的声压级空间衰减量rate of spatial d优町ofsound pressure levels per distance doubling DLz 3.6 在给定距离范围内,空间声场分布曲线距离加倍时的声压级降低量,以分贝计。声压级逾量exc
10、臼sof sound pressure level DLr 在给定距离范围内,房间的空间声场分布曲线与自由场内空间声场分布曲线之间的平均差值,以分贝计。注:自由场内空间声场分布曲线随距离加倍而衰减6dB. 4 室内声场分布4. 1 概述室内声传播和空间声场分布曲线的基本信息,参见GB/T17249. 1、GB/T17249. 3和参考文献中的其他文件。4.2 空间声场分布曲线4.2. 1 空间声场分布参考曲线参考曲线是在没有任何反射表面和散射物体的自由场里得到的空间声场分布曲线。在每个传声器2 GB/T 27763-20门/ISO14257 :2001 位置,曲线值D,川单位为分贝)由式(2)
11、确定:D,ef(r) = 10 19乒=201g旦-1141r-r . ( 2 ) 式中:r一一测点离开声源的距离,单位为米(m); ro一一参考距离,ro=1 mc 经验表明,如果房间的影响比较小,例如房间非常大并且/或者房间表面吸声很强,则地面反射和声源的指向性会影响测得的声场分布曲线。此时,需要考虑采用附录B所述的方法进行修正。建议在所有绘制空间声场分布曲线的图中都画出参考曲线(见图1)。-uCH S(hJ-J) rlm 20 10 5 2.5 说明:1一一自由场声场分布曲线;2空间声场分布曲线; 测点;接收点离开声源的距离(对数坐标)。空间声场分布曲线的表示图1分频带和给定频谱的空间声
12、场分布曲线本标准中空间声场分布曲线采用倍频带测量。注:用较窄频带(如1/3倍频带)测量时,可能发生干涉效应。干涉效应以复杂的方式影响空间声场分布曲线,以致需要丰富的经验来作修正说明。因此,不建议采用这种测量方式。在指定路径上,某一倍频带的空间声场分布曲线可由式(1)得到。第j个倍频带的声场分布曲线是声场分布值Dj(r)的图形表示,r取对数刻度(见图1)。3 4.2.2 G/T 27763-20门/ISO14257 :2001 在实际应用中,通常需要给定声功率谱的空间声场分布曲线(例如某特定机器的频谱)。将倍频带数据按照式(3)计算,就能确定该曲线在距离r处的D值,用Ds(单位为分贝)表示:式中
13、z210凹叶+L问jJ/10 Ds (r) = 10 19 .-. ) : lOLWmacbj /Ju Dj (r)一一第j个倍频带、位置r处的D值,单位为分贝(dB); LWmachj 机器在第j个倍频带的声功率级的值,单位为分贝(dB)。4.2.3 规范化频率的空间声场分布曲线. ( 3 ) 如果被测工作间里正在运转或将要运转的机器的声功率谱是未知的,则测定该被测工作间的规范化频谱的空间声场分布曲线通常也是足够的和有用的。本标准采用A计权粉红噪声作为规范化频谱,则按照式(4),由倍频带数据Dj可计算得到对应于该特定频谱的规范化频率的空间声场分布曲线:DNorm = 10 19 10附Pj)
14、川-6.2( 4 ) 式中:j 一一倍频带序号;DNorm 规范化频率空间声场分布曲线的D值,单位为分贝(dB); Pj 由表1给出。表1计算规范化频率的空间声场分布曲线时采用的Pj值倍频带中心频率1Hz125 250 500 1 000 2000 4000 下标j1 2 3 4 5 6 P;/dB 16.1 -8.6 3.2 。1. 2 1 注:限定用A计权粉红噪声作为规范化频谱,而不是一平均的工业噪声频谱。因为实际遇到的频谱范围是非常宽的,而采用平均的工业噪声频谱,并不意味其规范化频率空间声场分布曲线能适用于所有可能的工业情况。为特别目的,比如房间内吸声的优化布置,也可能采用特定频谱。5
15、空间声场分布曲线的测量5. 1 测试用声源的规定5. 1. 1 声源性能要求依据本标准进行测量时,一方面,若要求参考声源符合GB/T4129的规定,则某些要求过于严格;另一方面,本标准对参考声源的另一些特性又有更严格的要求。因此,在附录A中说明了本标准对参考声源的具体要求。5. 1. 2 声源声功率的校准和检定声源应按照GB/T4129的要求,在倍频带和1/3倍频带进行校准。根据声源在正常使用中的位置,表2列出了用于校准声源声功率和指向性的几种声环境。在附录A中说明了声源指向性的测量方法。应按倍频带进行检验。检验的时间间隔可依据声源系统的使用情况而定。4 GB/T 27763-2011/ISO
16、 14257 :2001 表2用于校准声源声功率的几种适用环境正常使用中声源声学中心离地高度测定声源声功率的适用环境测定声源指向性的适用环境混响室(参见GB/T688 1. 1) 半消声室(参见GB/T6882) 主三0.5m 或半消声室(参见GB/T6882) 混响室参见GB/T688 1. 1) 1肖声室(参见GB/T6882) 0.5 m 或消声室参见GB/T6882) 如果声源系统使用比较频繁,建议每3个月或更短时间按照倍频带测定其声功率级,直到至少获得6个独立的测试结果。此后,校准的时间间隔可以长一些。注:要确定空间声场分布曲线并不一定简要声源声功率级的确切值。例如,当工作间的声学性
17、能(见第6章)仅用距离加倍时声压级的空间衰减量(见3.5)来评估时,就是这种情况。5.1.3 声源位置在测量空间声场分布曲线时,声源声学中心的位置应:F 或者尽可能地靠近地面;一一或者离地高度超过0.5m。如果声源声学中心的高度不大于0.5m,就认为该声源是靠近地面的。声源的声学中心离开除地面以外的任何墙面和反射物体的距离至少要3mo如果受房间空间尺寸的限制而不能满足此要求,则应记录并在报告中说明测试时的实际距离。5. 1.4 声功率与背景躁声声游、要有足够的声功率。在空间声场分布曲线将要测试的所有距离以及所有倍频带内,应保证来自该声源的声压级比来自其他声源的背景噪声至少高10dB。在某个测点
18、的某一倍频带内,如果正在发声的测试用声源产生的声压级与背景噪声级的差值在6dB10 dB,则应按照GB/T3767-1996的规定进行背景噪声修正。5.2 测试仪器在每个传声器位置,都应用IEC61672-1要求的1级声级计或1级积分平均声级计来测量每一倍频带的声压级。传声器应为无指向性(包括任何与之相连的附加设备)。倍频带滤披器应满足GB/T 3241的要求。如果把信号记录下来(例如,采用模拟或数字录音机记录)以进行后期处理,应保证所使用的整套仪器满足上述要求。5.3 测量路径与测点5.3. 1 测量路径测量路径应以声源为起点且与地面平行。测量路径上最后一个测点离开任-墙面或大的反射体的距离
19、最小为1.5m。推荐采用更大的距离。推荐的路径高度是1.55 m(模拟人的站高)和1.2 m(模拟人的坐高)。只要与地面保持平行,路径也可以取任何其他的高度,该高度值需记录并在报告中说明。沿测量路径下面的地面上不能有任何障碍物。如果此条件不能满足,则应对处于测量路径上的障5 G/T 27763-2011月SO14257 :2001 碍物的精确位置进行记录并在报告中说明。测量路径应是从声源出发的一条元遮挡视线。如果条件允许,沿路径两侧至少1.5m内没有任何大的反射结构。否则,就应另选测量路径或者路径高度值。如果有可能,应沿与之尽量垂直的另一路径进行测量。5.3.2 测点测点应布置在测量路径上。沿
20、同一条路径传声器位置有很多种布置方式,建议选择以下布置方式中的一种:一-1m , 2m ,3m,10 m , 12 m , 14 m ,20 m , 24 m , 28 m ,40 m ,48 m , 56 m,(同一距离区间里等问距增加,两相邻距离区间对数间距增加); 一2m , 3 m ,4 m , 6 m ,8 m , 12 m , 16 m , 24 m , 32 m , 48 m , 64 m,。在上述布置方案中,测点数量只是最小值。可以布置更多测点。实际应用中,连续记录声压级随距离的变化是最好的可能描述空间声场分布的方法。在以上两种布置方案里所取的距离,是指传声器离开声源声学中心的
21、距离。如果声源的声学中心在地面上,对5.3.1给出的两种传声器高度来说,与上述距离相对应的水平距离列在表3中。表3当声源声学中心位于地面时,与传声器离开声源声学中心距离r对应的水平距离单位为米传声器离开声源2 3 4 5 6 7 8 9 10 声学中心的距离路径高度1.2m时1. 60 2. 75 3.82 4.85 的水平距离5.88 6.90 7.91 8.92 路径高度1.55 m 1. 26 4. 75 2.57 3.69 5.80 时的水平距离6.83 7.85 8.87 注:水平距离应修约到厘米,离开声源声学中心10m后,两种路径高度条件下的水平距离取相同值。注1:当声源声学中心位
22、于地面时,在第一种建议的测点分布方案里,1m的测点是不存在的。注2:当房间足够大时,会有多条可选路径。根据测试的目的,下列两条路径是特别关联的z9.88 a) 在房间各不同连续区域内,沿房间纵向轴和横向轴确定若干条空间声场分布曲线(例如当测试的目的是要评价房间每一区域里中区的声学性能时,见第6章)。这特别针对某些大工作间的情况,这些大工作间由于建筑空间的变化和/或吸声特性的不同,各区域之间的声学性能是不同的。b) 沿房间纵向轴和横向轴,各确定一条空间声场分布曲线。这特别针对另一些需要得到房间声学性能的大工作间情况,这些大工作间有均匀的建筑空间和吸声特性。5.4 测量步骤除测试声源外,应尽可能在
23、所有机器、通风系统、穿过房间的高压管道等关闭的情况下进行测试。测试用声源应满足5.1的要求,且按照5.1.3对其声学中心精确定位。测试房间处于正常使用状态(按照设备类型、体积和在房间中的位置等正常布置;如果在正常使用状态下门窗是关闭的,则测试时也应如此)。应保证背景噪声满足5.1.4的要求,若有必要,要按照5.1.4进行背景噪声修正。在测试用声源发声的条件下,在5.3所述测量路径上的各离散测点处,测量从125Hz到4000Hz 共6个倍频带的声压级。通过使用记录设备可以使总的测量时间比较短(以使工作间的活动仅有短暂的中断)。在这种条件6 G/T 27763-2011/ISO 14257 :20
24、01 下,记录下来的信号应没有经过任何滤波,而每个测点的频谱分析应稍后在实验室完成。要考虑记录设备的动态特性。通常,建议使用标定了分贝刻度量程的前置放大器。如果有多个测试用声源的位置都满足本标准的要求,且测试的目的是为了评价房间本身的声学性能时(见第6章),声源位置应尽量选择在房间中最闹的机器放置或将要放置的区域内。注:对某一工作间,测试用声源的类型和声功率的不确定性以及测量路径的位置和方向都会影响上述测量结果。本标准中提出的这些规范,是为确保将测量方法的不确定性控制在可接受的范围内。本标准现在元法提供关于测量方法准确度的定量信息。但是,如果测试是在可重复的条件下进行的(同一声源,声源高度和方
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