声振论坛

 找回密码
 我要加入

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1537|回复: 0

[综合讨论] 空气隔声的评价方法:平均隔声量、计权隔声量和频谱修正量

[复制链接]
发表于 2020-12-9 16:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?我要加入

x
1、平均隔声量
由于隔声量是频率的函数,因此需要给出各个频带的隔声量才能比较全面反映试件的隔声性能。但在隔声性能评价时,由于数值很多,造成表达上的复杂。因此,最简单的办法是将中心频率125~2000Hz的5个倍频程带,或100~3150Hz的16个1/3倍频程频带隔声量的算术平均值,作为试件的隔声性能的单值评价量,称为平均隔声量。其计算公式为:
1.png
式中,R 为平均隔声量;Ri 为倍频程或1/3倍频程频带隔声量;n 为测量隔声的频带数,对于倍频程,n=5,1/3倍频程n=16。

由于平均隔声量是对试件所有频段的隔声性能取平均值,因此它无法反映试件在不同频带之间的隔声性能差异,给实际使用带来了不足。

2、计权隔声量
为了弥补平均隔声量进行隔声性能评价的不足,声学研究者提出了一种考虑隔声频率特性曲线的隔声低谷,并与主观听感相符的隔声效果单值评价量,称为计权隔声量,并由国际标准GB/T 50121-2005给出了明确的定义和评价方法。计权隔声量用Rw 来表示。
2.png
a) 1/3倍频程;b) 倍频程
图1 空气声隔声基准曲线

计权隔声量,是通过将隔声试样在频带中心频率为125~2000Hz的5个倍频程或100~ 3150Hz的16个1/3倍频程的隔声量,与一组基准曲线按一定的方法进行比较后再确定的。基准曲线一方面考虑了人耳的听觉特性,即人耳对低频声的感觉不如高频灵敏;另一方面考虑到通常隔声试件的低频隔声量较低,而高频隔声量较高的特点。

基准曲线是随频率变化的一条折线,如1/3倍频程的空气声隔声曲线,其中100~400Hz的低频部分折线的斜率每倍频程增加9dB,400~1250Hz的中频部分折线斜率每倍频程增加3dB,1250~3150Hz的高频部分保持水平直线,如图1a所示。图1b为倍频程的隔声基准曲线,基准曲线虽然各个频率的隔声量不同,但其主观感觉的效果是相同的,与等响曲线类似,实际上它是一条等隔声效果曲线。相应的隔声基准值如表1所示。

表1 空气声隔声基准值
3.png
表中:Ki,1/3 为1/3倍频程基准值,Ki为倍频程基准值。

确定计权隔声量的方法,是将隔声构件的各频率实测值的隔声量与隔声基准曲线进行比较,并满足以下条件:

(1) 当隔声测量值为1/3倍频程时

计权隔声量Rw 为满足下式的最大值,精确到1dB:
4.png
式中,i 为频带序号,代表100~3150Hz的16个1/3倍频程频带;Pi 为不利偏差,按下式进行计算:
5.png
式中,Rw 为要求的计权隔声量;Ki 为与表1中第i 个频带对应的基准值;Ri 为第i 个频带测得的隔声量,精确到0.1dB。

(2) 当隔声测量值为倍频程时

计权隔声量Rw 为满足下式的最大值,精确到1dB:
6.png
式中,i 为频带序号,代表125~2000Hz的5个倍频程频带;Pi为不利偏差,仍按1/3倍频程式进行计算。

以上评价过程,可通过频移基准曲线与测量结果进行对比的来比较完成。即计算基准值和测量值的不利偏差,再计算所有评价频率不利偏差的总和,从而将曲线平移至满足评价条件的基准曲线,再读出位移500Hz处的数值,即为计权隔声量Rw 的值。

例如,一试件按照GB/T 19889.3-2005的标准进行隔声测试,测得1/3倍频程的隔声量Ri 如表2所示,将表1中的Ki,1/3 往上平移30dB,得到K30,从而得到K30-Ri 。将其中大于零的部分,即不利偏差Pi 累加,得到总不利偏差P 为20.7dB,满足式P<32的要求。如果将Ki,1/3 往上平移31dB,按照类似的方法,这时得到总不利偏差为32.7dB,不能满足P<32的要求。因此,这时的计权隔声量为Ki,1/3 往上平移30dB时500Hz的隔声量,即Rw =30dB。

表2 某试样计权隔声量的评价实例
7.png

3、频谱修正量
计权隔声量考虑了人耳对不同频率噪声感觉的差异,但是由于不同声源辐射噪声的频谱差异往往比较大,因此,同样的隔声结构用在不同的场合时,人耳实际感觉到的隔声效果仍会有差异。为了解决这个问题,GB/T 50121-2005中引入了频谱修正量C 和Ctr,以评价同一隔声结构在不同声源情况下的实际隔声效果。C 和Ctr 分别考虑了以社会生活噪声为代表的中、高频成分较多的噪声源,和以交通噪声为代表的中、低频成分较多的噪声对隔声结构实际隔声性能的影响。频谱修正量C 和Ctr 又分别被称为粉红噪声修正量和交通噪声修正量。图2中给出了1/3倍频程和倍频程的频谱修正量曲线,表3为对应的数值。

频谱修正量Cj 根据表3给出的声压级频谱值,按下式进行计算:
8.png
式中,j 为频谱序号。j 为1时,代表计算C 的频谱修正;j 为2时,代表计算Ctr的频谱修正。i 为100~3150Hz的1/3倍频程或125~2000Hz的倍频程的频带序号。Lpij为表3中给出的对应的声压级。Rw 为上面求出的计权隔声量,Ri 为第i 频带的隔声量。
9.png
a) 1/3倍频程;b) 倍频程
图2 计算频谱修正量的声压级频谱

表3 计算频谱修正量的声压级频谱
10.png
根据GB/T 50121-2005的要求,空气隔声性能和指标采用计权隔声量和频谱修正量的和的形式,即采用Rw+CRw+Ctr的形式来表述。因此,同一隔声结构,由于噪声源不同,其隔声性能的评价结果也会不同。例如,对于表2中的该试样的隔声,将上述数值代入,得到C=-0.3dB,Ctr=-2.6dB。因此,该试件的计权隔声量为Rw(C, Ctr)=30(0,-3)dB

最后,美国隔声评价标准ASTM E 413-97总体上与国标接近,其区别在于美国标准评价的频率范围为125~4000Hz。

来源:噪声振动控制微信公众号(ID:tyacoustic)

回复
分享到:

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 我要加入

本版积分规则

QQ|小黑屋|Archiver|手机版|联系我们|声振论坛

GMT+8, 2024-12-23 11:27 , Processed in 0.065619 second(s), 21 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2021, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表