ГОСТ Р ИСО 10140-5-2012 Акустика. Лабораторные измерения звукоизоляции элементов зданий. Часть 5. Требования к испытательным установкам и оборудованию

Приложение D (обязательное). Методика проверки громкоговорителей и их местоположения

Приложение D
(обязательное)

D.1 Методика определения опытным путем числа громкоговорителей и их оптимального расположения

D.1.1 Общие положения

Правильность выбора позиций источника шума следует проверять в отношении возбуждаемых в помещении мод, чтобы найденные позиции обеспечивали максимальную близость результатов измерений звукоизоляции к среднему значению по большому числу позиций источников, равномерно распределенных в помещении.

В настоящем приложении приведены указания по выбору пробных позиций источника шума; описаны методики определения оптимального числа позиций, включая аттестационные испытания лабораторной установки; приведены рекомендации для непрерывно перемещающихся громкоговорителей; описан рекомендуемый испытуемый объект.

При использовании выбранных позиций громкоговорителей для измерений их тип и ориентация должны быть такими же, как при аттестации испытательной установки. Те же требования относятся ко всем особенностям лаборатории, включая положения и траектории движения микрофонов, характеристики звукорассеивающих элементов, звукопоглощающих поверхностей и (по возможности, особенно при использовании испытательного проема в заполняющей стене) положения испытуемого объекта.

Головки громкоговорителей, используемые в источнике шума, должны быть смонтированы в закрытом корпусе. Головки всех громкоговорителей в одном корпусе должны излучать синфазно.

D.1.2 Требования к позициям громкоговорителя в процедуре отбора

Расстояния между позициями неподвижного громкоговорителя должны быть не менее 0,7 м. Расстояние хотя бы между двумя позициями должно быть не менее 1,4 м.

Позиции или траектории перемещения громкоговорителей не должны быть симметричны плоскостям симметрии помещения источника (в случае, если ограждающие поверхности помещения параллельны). Позиции или траектории перемещения громкоговорителей не должны лежать в плоскостях, параллельных ограждающим поверхностям, и должны быть разнесены друг от друга на расстояние не менее 0,1 м.

Ориентацию громкоговорителей следует точно указывать в протоколе испытаний, за исключением случая применения ненаправленного источника шума. Рекомендуется ориентировать громкоговоритель одинаково во всех позициях, так как изменение ориентации может привести к изменению положения акустического центра громкоговорителя.

D.1.3 Правила определения оптимальных позиций и аттестация испытательной установки

Необходимое число оптимальных позиций может быть определено по следующей методике.

Измеряют разность уровней звукового давления, как указано в ИСО 10140-4, используя число позиций громкоговорителя, которое должно превышать значение, рассчитанное по формуле

, (D.1)

где - объем помещения источника, м.

Выбирают позицию в соответствии с D.1.2. Если минимальное расстояние между позициями должно быть менее 0,8 м, то распределяют позиции таким образом, чтобы при выполнении других требований D.1.2 минимальное расстояние было как можно больше.

Измеряют разность уровней звукового давления между помещением источника и приемным помещением для каждой позиции громкоговорителя. Рассчитывают стандартное отклонение , дБ, данных разностей для каждой 1/3-октавной полосы частот со среднегеометрическими частотами от 100 до 315 Гц по формуле

, (D.2)*

________________
* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


где - разность уровней звукового давления для -й позиции громкоговорителя в -й 1/3-октавной полосе частот, дБ;

- среднее по всем позициям громкоговорителя значение разностей в -й 1/3-октавной полосе частот, дБ;

- число проверяемых позиций громкоговорителя.

Число применяемых на практике позиций громкоговорителя определяют как удовлетворяющее следующим условиям:

, (D.3)

, (D.4)

, (D.5)

где - установленное максимальное стандартное отклонение среднего значения разностей уровней звукового давления для позиций громкоговорителя (см. таблицу D.1).

Условие (D.4) должно выполняться во всех 1/3-октавных полосах, указанных в таблице D.1.

Таблица D.1 - Установленное максимальное стандартное отклонение среднего значения разностей уровней звукового давления для позиций громкоговорителя

Если 2 превышает исследуемое число позиций громкоговорителя, то увеличивают до 2. Дополнительные позиции громкоговорителя следует выбирать таким образом, чтобы условия (D.3), (D.4) и (D.5) выполнялись для всех 2 позиций.

Для каждой -й позиции сумму квадратов отклонений от средних значений в шести 1/3-октавных полосах рассчитывают по формуле

. (D.6)*

________________
* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


Те позиций, в которых имеет наименьшее значение, отбираются из всех исследованных позиций в качестве пригодных.

Дополнительные позиции громкоговорителя, не удовлетворяющие приведенным в D.1.2 требованиям, также могут быть исследованы. Например, на практике могут быть предпочтительны угловые позиции. Если для дополнительной позиции не превышает наибольшее значение из отобранных позиций, то такая позиция может использоваться.

Окончательно выбирают позиций (2) в соответствии со следующей процедурой.

Для каждой из комбинаций позиций рассчитывают сумму квадратов отклонений от средних значений в шести 1/3-октавных полосах частот. Выбирают позиций, для которых минимально.

Две или более выбранных позиций должны отстоять на расстояние не менее 1,4 м.

Позиции вблизи ограждающих поверхностей являются критическими для многих типов громкоговорителей, т.к. небольшие смещения могут приводить к сильным изменениям результатов измерений. Если выбраны такие позиции, то следует убедиться, что они могут быть точно воспроизведены.

D.1.4 Испытуемый объект

Выполняют испытания испытуемого объекта, у которого звукоизоляция не превышает значений, приведенных в таблице D.2, и размеры которого совпадают с размерами малоразмерного испытательного проема (см. 3.3.3, если соответствует).

Примечание 1 - Было показано, что результаты измерений для испытуемых объектов малых размеров, имеющих низкую звукоизоляцию, особенно зависят от изменений позиции источника шума.

Таблица D.2 - Максимальные значения звукоизоляции испытуемого объекта

Рекомендуемым образцовым испытуемым объектом является одинарная плита, представляющая собой стальной сэндвич (стальной лист/каучук/стальной лист суммарной толщиной 2,2 мм), закрепленная винтами в раме из коробчатого профиля и изолированная эластомером.

Примечание 2 - Звукоизоляция образцового испытуемого объекта не имеет резонансов во всем диапазоне частот до 5000 Гц. Поэтому данный объект пригоден для проведения испытаний на повторяемость.

Примечание 3 - Если лаборатория не располагает образцовым испытуемым объектом, то испытания могут быть выполнены с обычно используемыми представительными образцами объектов.

D.1.5 Применение непрерывно перемещаемых громкоговорителей

Допускается применять громкоговоритель, который автоматически перемещают вдоль некоторой траектории во время измерений уровня звукового давления в обоих помещениях. Длина траектории должна быть не менее 1,6 м. По меньшей мере две точки траектории должны быть на расстоянии не менее 1,4 м. Излучение громкоговорителя должно быть ненаправленным. В противном случае процедура проверки, описанная в D.3, должна быть выполнена для всех точек траектории при кратчайшем расстоянии до разных точек расположения микрофона.

Измерения звукоизоляции испытуемого объекта в соответствии с процедурой по D.1.4 выполняют с использованием нескольких траекторий, включая четыре диагонали, проходящие через помещения, удовлетворяющие требованиям D.1.2. Для практических целей применяют траектории с наименьшим значением [см. формулу (D.6)].

D.2 Методика проверки характеристики направленности громкоговорителя

Для проверки направленности излучения источника шума измеряют уровень звукового давления вокруг источника на расстоянии около 1,5 м в условиях свободного звукового поля. Источник должен быть подключен к шумовому сигналу, а измерения выполняют в 1/3-октавных полосах частот. Измеряют разность между средним уровнем звукового давления по полной окружности (дуга с центральным углом 360°) и уровнями "скользящего" среднего по всем дугам с центральным углом в 30°. Индексы направленности рассчитывают по формуле

. (D.7)

Полагают, что излучение является однородным ненаправленным, если значения находятся в интервале ±2 дБ, в диапазоне частот от 100 до 630 Гц. В диапазоне от 630 до 1000 Гц указанные пределы линейно увеличиваются от ±2 до ±8 дБ и остаются равными ±8 дБ в диапазоне от 1000 до 5000 Гц.

Выполняют испытания в различных плоскостях, чтобы исключить применение источника в плоскости, где его излучение имеет значительную направленность. Для источника шума в виде многогранника достаточно выполнить испытание в одной плоскости.

Громкоговорители монтируют на поверхностях многогранника, желательно додекаэдра, обеспечивающего адекватную аппроксимацию ненаправленного излучения.

D.3 Методика проверки пригодности позиций громкоговорителя относительно положений микрофона

Следует убедиться в расположении микрофона вне области прямого звука громкоговорителя. С целью проверки этого регистрируют уровень звукового давления при перемещении микрофона вдоль линии, соединяющей акустический центр источника шума и выбранную точку расположения микрофона.

Данную проверку выполняют для всех 1/3-октавных полос со среднегеометрическими частотами выше 630 Гц. Каждое из выбранных положений микрофона должно находиться за пределами области, в которой уровни заметно спадают в соответствии с законом обратных квадратов расстояний от источника шума.

Для движущегося микрофона данное требование проверяют по отсутствию значительного возрастания уровня звукового давления при приближении траектории движения к источнику шума.