ГОСТ Р 56234.3-2019/ISO/TR 17534-3:2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Акустика

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ УРОВНЕЙ ШУМА НА МЕСТНОСТИ

Часть 3

Рекомендации по обеспечению качества расчетов по ИСО 9613-2

Acoustics. Software for the calculation of sound outdoor. Part 3. Recommendations for quality assured implementation of ISO 9613-2

ОКС 13.140

Дата введения 2020-04-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ЗАО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 358 "Акустика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 сентября 2019 г. N 634-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TR 17534-3:2015* "Акустика. Программное обеспечение для расчетов уровней шума на местности. Часть 3. Рекомендации по обеспечению качества расчетов по ИСО 9613-2 с помощью программного обеспечения, отвечающего требованиям ИСО 17534-1" (ISO/TR 17534-3:2015 "Acoustics - Software for the calculation of sound outdoor - Part 3: Recommendations for quality assured implementation of ISO 9613-2 in software according to ISO 17534-1", IDT).

________________
     * Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Общая структура документов (см. рис.1), устанавливающих требования и руководства в целях обеспечения качества программных средств для расчета шума на местности, установлена в ИСО 17534-1. Эти документы призваны обеспечить необходимые качества программных продуктов, реализующих документированные методы расчета, в смысле их правильности и точности. Включенные требования и спецификации, очевидно, не зависят от конкретного метода расчета, поскольку они должны применяться ко всем из них.

Настоящий документ содержит дополнительные рекомендации, контрольные примеры и тестовые сценарии (см. ИСО 17534-1, разделы А.2 и А.3), а также формы декларирования соответствия для программных средств, реализующих метод расчета по ИСО 9613-2. Тестовые сценарии основаны на наборе тестовых примеров и входных параметров, документированных в [1].

Рисунок 1 - Структура серии международных стандартов ИСО 17534

     1 Область применения

Настоящий стандарт содержит дополнительные рекомендации в отношении контрольных примеров и тестовых сценариев, используемых программными продуктами для подтверждения корректности и точности расчетов по ИСО 9613-2, а также формы подтверждения соответствия этих программных продуктов.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ISO 9613-2:1996, Acoustics - Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 2: General method of calculation (Акустика. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета)

ISO 17534-1:2015, Acoustics - Software for the calculation of sound outdoor - Part 1: Quality requirement and quality assurance (Акустика. Программное обеспечение для расчетов уровней шума на местности. Часть 1. Требования к качеству и его обеспечение)

ISO/TR 17534-2:2014, Acoustics - Software for the calculation of sound outdoors - Part 2: General recommendations for test cases and quality assurance interface (Акустика. Программное обеспечение для расчетов уровней шума на местности. Часть 2. Общие рекомендации к контрольным примерам и интерфейсу обеспечения качества)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 9613-2, ИСО 17534-1:2015 и ISO/TR 17534-2:2014.

     4 Идентификация нормативного документа на метод расчета

Метод расчета установлен ИСО 9613-2:1996 "Акустика. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета".

Примечание - ИСО 9613-2 устанавливает метод расчета затухания шума при его распространении на открытом воздухе в целях расчета шума на местности от разных источников. Метод позволяет получить эквивалентные уровни звука согласно ИСО 1996 для разных метеорологических условий.

     5 Дополнительные рекомендации

5.1 Общие положения

Расчет распространения звука техническим методом по ИСО 9613-2 предполагает некоторые упрощения, при которых задача расчета звука в специфических условиях местности с расположенными на ней объектами заменяется расчетами по нескольким траекториям. Во многих случаях совокупности расчетных траекторий могут быть определены разными способами, и для каждой такой выбранной совокупности могут быть построены примеры, когда сделанный выбор приводит к неудовлетворительным результатам расчета. Поэтому важно сохранять открытость метода расчета, чтобы иметь возможность избежать подводных камней при моделировании. Правила, приведенные в настоящем стандарте, обеспечивают тот минимум информации, который позволяет обеспечивать единую интерпретацию ИСО 9613-2 и уменьшить неопределенность результатов расчетов. Эти правила основаны на опыте работы с программными средствами, реализующими методы расчета, и призваны поддержать необходимую сопоставимость результатов.

Необходимость дополнительных рекомендаций обоснована во вводных примечаниях к 5.2-5.9. Каждая из дополнительных рекомендаций призвана решать одну из следующих задач:

- установить согласованные решения в отношении тех аспектов, которые в ИСО 9613-2 либо не рассмотрены, либо рассмотрены неполно (рекомендации типа А);

- улучшить согласованность решений там, где рекомендации ИСО 9613-2 нельзя считать удовлетворительными (рекомендации типа В);

- дать единую интерпретацию положений ИСО 9613-2, допускающих множественную интерпретацию (рекомендации типа С).

5.2 Экранирование

Примечание - Расчет ослабления звука при экранировании () согласно ИСО 9613-2 выполняют с учетом дифракции на верхней и боковых (вертикальных) кромках экрана. Расчет основан на разности z длины траектории через кромку экрана и прямого пути луча от источника к приемнику без учета экранирующих объектов.

Траектория через верхнюю кромку экрана может быть построена как ломаная линия наименьшей длины, соединяющая источник, кромку и приемник и расположенная в вертикальной плоскости, в которой находятся источник и приемник. Эта ломаная линия подобна резиновой ленте, натянутой через экран между источником и приемником. Таким же образом могут быть построены траектории через две вертикальные кромки как ломаные линии наименьшей длины в плоскости, содержащей источник и приемник и перпендикулярной вертикальной плоскости. Проектирование указанных траекторий в двух взаимно перпендикулярных плоскостях будет соответствовать формуле (16) в ИСО 9613-2 в том случае, если экран находится под прямым углом к отрезку, соединяющему источник и приемник.

Согласно ИСО 9613-2, расчет разности z при дифракции на верхней кромке экрана должен выполняться при любой ориентации экрана относительно отрезка между источником и приемником по формуле (16) для дифракции на одной кромке и по формуле (17) для дифракции на двух кромках. Эти формулы включают в себя составляющую а, которая определена как расстояние вдоль кромки экрана от точки траектории, лежащей на верхней кромке экрана, до проекции на верхнюю кромку отрезка от источника до приемника и является одним из входных параметров для расчетов. Однако в случае дифракции на двух кромках при непараллельном расположении экранов параметр становится неопределенным. Если число кромок более двух, то для сведения задачи к известной задаче дифракции в ИСО 9613-2 на двух кромках выбирают два барьера с максимальной поглощающей способностью. Таким образом, полностью задача дифракции на нескольких кромках в этом стандарте не рассматривается.

Вместе с тем метод "резиновой ленты" для построения траекторий в двух плоскостях, идентичный методу ИСО 9613-2 в случае одной кромки дифракции и перпендикулярности экрана отрезку от источника до приемника, может быть распространен на произвольное число и ориентацию дифракционных кромок. Этот метод рассматривается в настоящем стандарте.

Дифракция на боковых кромках экранирующих объектов на пути распространения звука от источника к приемнику числом более одного в ИСО 9613-2 в явном виде не рассматривается. Рекомендации для решения этой часто встречающейся задачи представляют собой распространение метода, описанного в ИСО 9613-2.

Если акустически непроницаемые объекты наподобие экранов или зданий препятствуют прямому распространению звука от источника к приемнику, то в общем случае для определения звука в приемнике следует рассматривать вклад трех траекторий, одна из которых проходит через верхнюю кромку, а две остальные через боковые кромки объекта. Траекторию через верхнюю кромку строят в вертикальной плоскости EV, через боковые - в плоскости EL. Обе плоскости содержат источник и приемник. Плоскость EV перпендикулярна плоскости координат х-у, а плоскость EL перпендикулярна плоскости EV.

Траектория от источника к приемнику в плоскости EV соединяет эти точки как резиновая лента, протянутая между ними и огибающая верхнюю кромку экрана, как показано на рисунке 2.

В плоскости EL следует принимать во внимание две траектории, по которым происходит основная передача звуковой энергии от источника к приемнику. Во многих случаях это кратчайшие траектории слева и справа от отрезка между источником и приемником (см. пример на рисунке 3). Однако следует иметь в виду возможность более сложных ситуаций, в том числе когда кратчайшая траектория имеет форму зигзагообразной линии или когда одной кратчайшей траектории не существует. Такие наиболее общие ситуации являются предметом дальнейших разработок.

Дифракцией на боковых кромках можно пренебречь, если максимальное расстояние вдоль натянутой через одну или несколько кромок "резиновой ленты" от источника к приемнику будет превышать аналогичное расстояние в плоскости EV в восемь раз и более.

Разность расстояний z для каждой из рассматриваемых траекторий равна разности длины "резиновой ленты" и отрезка прямой от источника к приемнику. Длина ломаной линии между первой и последней дифракционными кромками представляет собой параметр е, используемый в формуле (15) ИСО 9613-2.

dss - участок траектории от источника до первой активной дифракционной кромки; dsr - участок траектории от последней активной дифракционной кромки до приемника; е1, е2, ..., en - участки траектории между двумя последовательными активными дифракционными кромками

Рисунок 2 - Расчетная траектория в плоскости EV

S - источник; R - приемник

Рисунок 3 - Две расчетные траектории в плоскости EL

Дополнительные рекомендации согласно 5.2 относятся к рекомендациям типа А и В по классификации 5.1.

5.3 Ограничение максимально возможного ослабления звука экраном

Согласно ИСО 9613-2 ослабление звука экраном для каждой октавной полосы частот не должно превышать 20 дБ в случае дифракции на одной верхней кромке и 25 дБ в случае дифракции на двух верхних кромках. Причина такого ограничения заключается в том, что уровень шума за экранами и другими объектами может быть связан с другими траекториями, вызванными, например, отражениями. При этом следует иметь в виду, что определяется не только дифракцией на верхней кромке объекта, но также дифракциями на его боковых кромках. Учет всех трех траекторий даст эффективное ограничение на ослабление 15 дБ для одного экрана. С другой стороны, дифракцией на боковых кромках следует пренебрегать в случае протяженных экранов, когда эти кромки очень удалены от приемника. В связи с этим рекомендацию ИСО 9613-2 по ограничению следует понимать только в отношении дифракции на верхней кромке.

Данная дополнительная рекомендация относится к рекомендациям типа С по классификации 5.1.

5.4 Расчет разности длины траекторий z

Примечание - Рассчитываемое согласно формуле (14) ИСО 9613-2 ослабление определяется как 10-кратный логарифм от выражения, зависящего от разности длин траекторий z, причем z берут с отрицательным знаком, если луч от источника до приемника проходит поверх экрана. Таким образом, с увеличением высоты расположения источника или приемника ослабление звука экраном будет уменьшаться, пока для некоторого значения высоты траектории над верхней кромкой экрана не достигнет нулевого значения. При дальнейшем увеличении высоты значение аргумента функции логарифма становится меньше единицы, что означает отрицательное значение , как если бы в присутствие экрана уровень звука в приемнике был бы выше, чем без него.

При составлении формулы (14) ИСО 9613-2 такой эффект не был принят во внимание, но его легко устранить, внеся в формулу для , дБ, небольшие изменения, после которых она примет вид двухступенчатой процедуры расчета:

,

Данная дополнительная рекомендация относится к рекомендациям типа В по классификации 5.1.

5.5 Дифракция на экране над звукоотражающей поверхностью