ГОСТ Р 54579-2011 (ИСО 18233:2006) Акустика. Применение новых методов измерений в акустике зданий и помещений

     5.2 Звук в помещении

Международный стандарт [1] (части 3-5 и 9-12) устанавливает методы измерения звукоизоляции воздушного шума элементами зданий и межкомнатной звукоизоляции. Международный стандарт [2] (все части) устанавливает методы измерения времени реверберации. Для определения указанных величин измеряют уровень звукового давления и время реверберации в помещениях с использованием источника шума. Для измерения времени реверберации источник шума включают на время, достаточное для достижения установившегося уровня звукового давления. Затем источник шума выключают и наблюдают спад уровня звукового давления в помещении. В настоящем стандарте момент выключения источника шума принимают за начало отсчета времени (0).

Запись уровня звукового давления во времени в общем случае должна содержать информацию как об установившемся уровне звукового давления, так и о времени реверберации. Типичные зависимости уровня от времени показаны на рисунке 1. Установившийся уровень звукового давления перед моментом выключения источника шума соответствует участку записи при <0, информация о спаде уровня звукового давления содержится на участке записи при 0. Спад используют для определения времени реверберации.

- установившийся уровень шума перед выключением источника возбуждения; - уровень фонового шума; - время

Примечание - Источник шума выключают при 0.     

Рисунок 1 - Типичная зависимость уровня звукового давления в помещении от времени при выключении источника шума

Классические методы измерения звукового давления в помещениях, устанавливаемые [1] и [2], требуют применения случайного шума. Хотя в большинстве случаев помещение может быть описано как детерминированная система, распространение случайного шума приводит к случайным изменениям результата измерений, которые характеризуют стандартным отклонением. Поэтому для получения результата близкого к математическому ожиданию требуется усреднение большего, чем при обычном измерении числа наблюдений. Для классического метода усреднение по числу наблюдений может быть объединено с усреднением по пространству, выполняемым при определении среднего уровня звукового давления в помещении.

В настоящем стандарте измерения выполняют в частотных полосах в долю октавы.

Можно показать [4], что средний спад уровня звукового давления может быть определен без усреднения путем непосредственной обработки импульсной переходной характеристики в точке наблюдения (микрофон) в ответ на сигнал возбуждения (громкоговоритель). Это относится к кривой спада и установившимся уровням, пока система является линейной и инвариантной во времени*. Данную теорию можно развить и применить к распространению звука в помещении источника, в помещении приемника, а также к передаче звука из помещения источника в помещение приемника.

В классическом методе, основанном на шумовом возбуждении, измеренный отклик теоретически может быть описан сверткой сигнала возбуждения с импульсной переходной характеристикой помещения. Однако применяя классический метод при шумовом возбуждении, отклик регистрируют непосредственно и импульсную переходную характеристику обычно не определяют.

В соответствии с методами настоящего стандарта результаты могут быть получены путем обработки импульсной переходной характеристики.

Примечание - Импульсная переходная характеристика системы включает в себя импульсную переходную характеристику помещения и ограждающих конструкций, расположенных между источником и приемником, а также характеристики усилителей, фильтров, преобразователей и т.п.

Для получения импульсной переходной характеристики или коэффициента передачи, связанного с импульсной переходной характеристикой преобразованием Фурье, могут быть применены различные методы. Использование любых методов допустимо, если они позволяют получить достоверные результаты при нормальных условиях измерений.

При возбуждении помещения белым шумом в течение времени, достаточного для установления переходных процессов, и выключении шума в момент времени 0 средний уровень звукового давления в любой момент времени >0 рассчитывают по формуле [4]

,                                                     (1)

где - спектральная плотность мощности сигнала возбуждения;

- импульсная переходная характеристика испытуемой системы;

- опорное значение для пересчета звукового давления в уровень звукового давления.

Спад, рассчитанный по формуле (1), соответствует среднему спаду по классическому методу, аппроксимируемому прямой линией.

Примечание - Так как текущее время является нижним пределом интегрирования, процедура вычисления по формуле (1) может быть интерпретирована как обратное интегрирование. В альтернативной форме формулы интегрирование выполняют в пределах от + до текущего времени . Ранее данная операция выполнялась на основе аналоговой обработки сигналов путем воспроизведения записи отклика в обратном направлении.

Формула (1) не учитывает внешний шум, обычно являющийся помехой при измерениях.

Если в измерительной системе применяют полосовой фильтр на долю октавы, то формула (1) будет описывать средний спад в соответствии с классическим методом для полосы фильтра.

Формулу (1) можно применять для расчета среднего уровня в любой момент времени после выключения источника шума. Ее можно применять также для определения среднего уровня до выключения источника шума. Для этого в формуле (1) полагают 0 и получают формулу

.                                                      (2)