ГОСТ Р ИСО 3382-2-2013

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

национальный ГОСТ Р ИСО

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ISO 3382-2:2008 Acoustics - Measurement of room acoustic parameters -Part 2: Reverberation time in ordinary rooms (IDT)

Часть 2

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2014

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации -ГОСТ Р 1.0 - 2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, 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 05 декабря 2013 г. № 2172-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 3382-2:2008 «Акустика. Измерение акустических параметров помещений. Часть 2. Время реверберации обычных помещений» (ISO 3382-2:2008, Acoustics -Measurement of room acoustic parameters - Part 2: Reverberation time in ordinary rooms).

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

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты №. а текст изменений и поправок-в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федералыюго агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартимформ. 2013

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

ГОСТ Р ИСО 3382-2-2013

Содержание

1    Область применения................................................................................

2    Нормативные ссылки...............................................................................

3    Термины и определения............ ,......................................

4    Условия измерений..................................................................................

5    Методика измерений.................................................................................

6    Оценивание времени реверберации по кривым спада...................................

7    Неопределенность измерений....................................................................

8    Пространственное усреднение...................................................................

9    Представление результатов.......................................................................

Приложение А (справочное) Неопределенность измерения................................

Приложение В (справочное) Критерии нелинейности кривых спада.....................

Приложение С (справочное) Линейная аппроксимация кривой спада методом наименьших квадратов .............................................................

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации Библиография.............................................................................................

4.3 Точки измерения

4.3.1 Общие положения

Минимально необходимое число точек измерения в помещении приведено в таблице 1. В помещениях с более сложной геометрией должно использоваться большее число точек измерения. Точки измерения следует выбирать в местах, где отсутствуют доминирующие воздействия, вызванные, например, отличиями времени реверберации в разных частях помещения.

Таблица 1- Минимальное число позиций источника и точек измерений

* При использовании результатов измерений для коррекции результатов других измерений уровня звукового давления техническим методом требуется только одна позиция источника и три точки измерения.

** В методе прерываемого шума одновременно могут применяться некоррелированные источники.

*** В методе прерываемого шума при использовании результатов измерений лишь в качестве поправки вместо микрофонов, располагаемых в нескольких позициях, может быть применен один микрофон с поворотным устройством._

В методе прерываемого шума общее число кривых спада обычно равно числу повторных измерений спада в каждой позиции. Тем не менее, допускается выбирать новую позицию для измерения каждого спада при условии, что общее число спадов равно требуемому количеству.

Позиции источника звука должны выбираться там же, где обычно размещаются естественные источники в данном помещении. В малых, например бытовых помещениях, или там, где обычно источники звука отсутствуют, должна использоваться одна позиция источника в углу помещения. Точки измерения должны отстоять друг от друга на расстояние не менее половины длины волны, т. е. на расстояние около 2 м для обычного диапазона частот. Расстояние от точки измерения до ограждающих поверхностей, включая пол, должно быть не менее четверти длины волны (обычно 1 м). Следует избегать симметричных относительно по-

6

ГОСТ Р ИСО 3382-2-2013

верхностей помещения позиций. В случае применения сканирующего микрофона радиус сканирования должен быть не менее 0,7 м. Плоскость сканирования должна составлять угол не менее 10 с любой ограждающей плоскостью помещения (стена, пол, потолок). Период сканирования должен быть не менее 15 с.

Точки измерения не должны располагаться близко друг к другу. В противном случае число независимых конфигураций будет меньше общего числа точек измерения. Минимальные значения, приведенные в таблице 1, соответствуют числу независимых конфигураций.

С целью ослабления влияния прямого излучения не следует располагать микрофон вблизи любого источника звука. Минимальное расстояние до источника звука можно рассчитать по формуле

- (1)

где - объем помещения, м³;

-    скорость звука, м/с;

-    оценка ожидаемого времени реверберации, с.

4.3.2 Ориентировочный метод

Ориентировочный метод измерений пригоден для оценки величины звукопоглощения помещения в целях защиты от шума и при ориентировочных измерениях звукоизоляции воздушного и ударного шума. Данный метод следует использовать при измерениях в соответствии с (6). Ориентировочные измерения выполняют только в октавных полосах. При этом полагают, что стандартная неопределенность измерений (см. приложение А) в октавных полосах не хуже 10 %.

Измерение времени реверберации выполняют по меньшей мере при одном положении источника. Находят среднее значение от результатов измерений по меньшей мере при двух комбинациях положений источник-микрофон (см. таблицу 1)-

4.3.3 Технический метод

Технический метод измерений пригоден для проверки характеристик помещений при сравнении с нормативными значениями времени реверберации или

7

звукопоглощения помещения. Данный метод следует применять при измерениях в соответствии с [3] для измерений времени реверберации. Полагают, что стандартная неопределенность измерений в октавных полосах не хуже 5 %, и не хуже 10 % в 1/3-октавных полосах частот.

Измерение времени реверберации выполняют по меньшей мере при двух позициях источника. При этом следует использовать не менее шести независимых комбинаций положений источник-микрофон (см. таблицу 1).

4.3.4 Точный метод

Когда требуется высокая точность измерений, пригоден точный метод. Полагают, что , что стандартная неопределенность измерений в октавных полосах не хуже 2,5 %, и не хуже 5 % в 1/3-октавных полосах частот.

Измерение времени реверберации выполняют по меньшей мере при двух позициях источника. При этом следует использовать не менее 12 независимых комбинаций положений источник-микрофон (см. таблицу 1).

5 Методика измерений

5.1    Общие положения

Настоящий стандарт устанавливает два метода измерения времени реверберации: метод прерываемого шума и метод интегрированной импульсной переходной характеристики. Оба метода обеспечивают получение одинаковых результатов. Частотный диапазон зависит от цели измерений. Если не указаны конкретные частотные полосы, то для ориентировочного метода диапазон измерений должен быть не уже диапазона от 250 до 2000 Гц. Для технического и точного методов диапазон измерений должен быть не уже диапазона от 125 до 4000 Гц для октавных полос или не уже диапазона от 100 до 5000 Гц для 1/3-октавных полос.

5.2    Метод прерываемого шума

5.2.1 Возбуждение помещения

Источником звука должен быть громкоговоритель, на который следует подавать широкополосный или псевдослучайный сигнал. При использовании псевдослучайного шума он должен прерываться в случайные моменты времени, но

ГОСТ Р ИСО 3382-2-2013

последовательности значений шумового сигнала не должны повторяться. Источник должен создавать в соответствующем диапазоне частот уровень звукового давления достаточный для превышения начального уровня кривой спада над фоновым шумом на 35 дБ. Если измеряют , то указанное превышение должно быть не менее 45 дБ.

При измерениях в октавных полосах ширина спектра сигнала должна быть не менее одной октавы. Аналогично при измерениях в 1/3-октавных полосах ширина спектра сигнала должна быть не менее 1/3 части октавы. Спектр должен быть достаточно плоским в пределах каждой октавной полосы. Альтернативно может быть сформирован широкополосный шумовой сигнал для создания спектра розового стационарного шума в диапазоне от 88 до 5657 Гц, соответствующего реверберационному звуковому полю в помещении. Такой спектр перекрывает частотный диапазон, определяемый совокупностью 1/3-октавных полос со среднегеометрическими частотами от 100 до 5000 Гц или октавных полос от 125 до 4000 Гц-

Для технического и точного методов продолжительность возбуждения помещения должна быть достаточной для установления в нем стационарного звукового поля перед выключением источника. Следовательно, шум должен излучаться как минимум в течение половины времени реверберации.

При ориентировочном методе в качестве альтернативы прерываемому шуму может применяться кратковременное возбуждение или импульсный сигнал. Однако в данном случае неопределенность измерений будет меньше, указанной в 4.3.

5.2.2 Усреднение результатов измерений

Используемое при измерениях число точек измерения должно определяться необходимой точностью. Однако из-за случайности, присущей сигналу источника, чтобы достичь приемлемой точности измерений необходимо усреднить ряд результатов измерений в каждой конфигурации «источник-приемник» (см. 7.1). Усреднение в каждой конфигурации может быть выполнено двумя различными способами:

- определением времени реверберации для каждой из всех кривых спада и расчётом их среднего значения;

9

- усреднением совокупности возведенных в квадрат спадов звукового давления с последующим определением времени реверберации результирующей кривой спада. Кривые спада накладывают, совмещая их начальные значения. На каждом отсчете времени суммируют значения квадрата звукового давления кривых спада и последовательность полученных сумм используют в качестве общей кривой спада, по которой определяют время реверберации . Данный метод усреднения является рекомендуемым.

5.3 Метод интегрированной импульсной переходной характеристики

5.3.1    Общие положения

Импульсная переходная характеристика между позициями источника звука и микрофона в помещении является четко определенной величиной и может быть измерена различными способами (например, с использованием в качестве сигнала возбуждения выстрела из пистолета, импульсов искрового разряда, кратковременных импульсов с шумовым заполнением, сигналов с линейной частотной модуляцией или псевдослучайных последовательностей максимальной длины). Настоящий стандарт не исключает другие возможные методы измерения импульсной переходной характеристики.

5.3.2    Возбуждение помещения

Импульсная переходная характеристика может быть непосредственно измерена с помощью импульсного источника такого, как выстрел из пистолета, или другого не реверберирующего с самим собой источника (т. е. при отсутствии одновременного приема прямого и отраженного звука в точке измерения) при условии, что ширина его спектра достаточна для выполнения требований 5.2.1. Импульсный источник должен создавать пиковый уровень звукового давления, при котором начальный уровень кривой спада будет не менее чем на 35 дБ превышать уровень фонового шума в соответствующей полосе частот. При измерении данное превышение должно быть не менее 45 дБ.

С целью повышения отношения «сигнал/шум» могут быть применены специальные сигналы, позволяющие получить импульсную переходную характеристику путем специальной обработки зарегистрированного сигнала микрофона (см. ИСО 18233). При этом могут использоваться линейно модулированный синусои-

ГОСТР ИСО 3382-2-2013

дальный сигнал или псевдослучайный шум (например, ПСПМД), если спектральные характеристики и характеристики направленности источника удовлетворяют необходимым требованиям. Вследствие повышенного отношения «сигнал/шум», требования к динамическим характеристикам источника могут быть снижены по сравнению с аналогичными требованиями к источникам, рассмотренным в 5.2. При использовании усреднения по времени следует убедиться, что процесс усреднения не изменяет измеряемой импульсной переходной характеристики. Применение данного метода измерений обычно связано с использованием частотной фильтрации при анализе сигнала. При этом важно, чтобы спектр сигнала возбуждения перекрывал диапазон частот измерений.

5.3.3 Интегрирование импульсной переходной характеристики

В каждой октавной полосе кривую спада получают путем интегрирования квадрата обращенной во времени импульсной переходной характеристики, обработанной полосовыми фильтрами. Подробное изложение данного метода приведено в ИСО 3382-1.

6 Оценивание времени реверберации по кривым спада

При определении времени реверберации интервал оценки заключен между значениями 5 и 25 дБ от начального уровня кривых спада. Для метода интегрированной импульсной переходной характеристики начальный уровень равен уровню интегрированной импульсной переходной характеристики, который рассчитывают как десятикратный логарифм отношения интеграла по времени в пределах от нуля до бесконечности от квадрата импульсной переходной характеристики к квадрату опорного звукового давления. На интервале оценки следует рассчитать линию наименьшего квадратичного отклонения от кривой спада или, в случае оценки по графику кривой спада, следует вручную провести прямую линию, наиболее близкую к кривой спада. В приложении С приведены формулы для линейной аппроксимации кривой спада методом наименьших квадратов. Могут быть применены другие способы оценки, обеспечивающие получение подобных результатов. Наклон прямой линии есть скорость спада , дБ/e, по которой время реверберации рассчитывают по формуле    .    Время    реверберации

оценивают на интервале оценки, заключенном между значениями 5 и 35 дБ кривой спада.

11

Если для определения времени реверберации используют кривые спада, полученные на самописце уровня, то построенная визуально наилучшая аппроксимирующая прямая линия может быть использована для расчета линии регрессии, но такой способ не так надежен, как регрессионный анализ.

Чтобы оценить время реверберации, кривые спада должны быть близки к прямой линии. Если кривые волнистые или изогнутые, то это указывает на наложение мод, имеющих разное время реверберации. В этом случае оценка времени реверберации не может быть получена. В приложении В предложены два показателя нелинейности кривых спада.

Определение времени реверберации непосредственно по кривым спада при возбуждении звука в помещении импульсным источником шума (например, путем записи звука выстрела самописцем уровня) не рекомендуется и может быть использовано лишь для ориентировочной оценки.

7 Неопределенность измерений

7.1 Метод прерываемого шума

Из-за случайного характера сигнала возбуждения неопределенность измерения метода прерываемого шума сильно зависит от числа выполняемых усреднений. Средние по ансамблю или по отдельным временам реверберации значения одинаково зависят от числа усреднений. Соответствующие стандартные отклонения    или    могут    быть    рассчитаны    по    формулам:

-    (3)

где - ширина полосы фильтра, Гц;

-    число кривых спада, измеренных в каждой измерительной конфигурации (сочетание положения источника звука и микрофона);;

-    число независимых конфигураций;

-    время реверберации на интервале оценки 20 дБ, с;

-    время реверберации на интервале оценки 30 дБ, с.

12

ГОСТ Р ИСО 3382-2-2013

Формулы (2) и (3) получены в [1] и [2] при определенных предположениях о характеристиах усредняющего устройства. Более подробные сведения приведены в приложении А.

Для октавного фильтра ■ 0,71 , для 1/3-октавного фильтра » 0,23 , где - среднегеометрическая частота фильтра. При одинаковом числе конфигураций измерения в октавных полосах обеспечивают более точные результаты по сравнению с 1/3- октавными полосами.

7.2    Метод интегрированной импульсной переходной характеристики

Неопределенность измерения при использовании метода импульсной переходной характеристики имеет такую же величину, как и для метода прерываемого шума при десяти усреднениях в каждой измерительной конфигурации. Для повышения статистической точности измерений не требуется дополнительного усреднения в каждой конфигурации.

7.3    Ограничения, обусловленные фильтром и детектором

При малых значениях времени реверберации кривая спада может искажаться фильтром и детектором. Нижние пределы надежности результатов можно оценить по формулам:

где - ширина полосы фильтра, Гц;

- измеренное время реверберации, с;

- постоянная времени усредняющего детектора, с.

8 Пространственное усреднение

Результаты измерений, полученные для некоторой области расположения источника звука и микрофона, для получения пространственно усредненных величин могут быть объединены как для определенных подпространств помещения, так и помещения в целом. Такое пространственное усреднение должно выполняться одним из следующих способов:

13

a)    арифметическим усреднением времен реверберации. Пространственное среднее получают как среднее отдельных времен реверберации для всех независимых измерительных конфигураций. Для оценки точности и пространственной изменчивости времени реверберации может быть оценено стандартное отклонение;

b)    усреднением ансамбля кривых спада. Кривые спада накладывают, совмещая их начала (см. 5.2.2).

9 Представление результатов

9.1    Таблицы и графики

Оцененные времена реверберации для каждой полосы частот измерений должны быть представлены в виде таблиц. Результат может быть изображен также в виде графика.

В случае графиков их точки должны быть соединены отрезками прямых линий или может использоваться столбцовая диаграмма. По абсциссе следует отображать частоту в логарифмическом масштабе, по ординате - время в линейном масштабе с началом в нуле или в логарифмическом масштабе. По оси частот следует отметить среднегеометрические частоты октавных полос в соответствии с МЭК 61260.

В таблице и графике должно быть ясно указано, какое из времен реверберации измерялось ( или ).

9.2    Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать по меньшей мере следующую информацию:

a)    ссылку на настоящий стандарт;

b)    сведения, необходимые для однозначной идентификации испытуемого помещения;

c)    эскиз плана помещения с указанием масштаба;

объем помещения;

ГОСТ Р ИСО 3382-2-2013

Примечание - Если помещение не является полностью замкнутым, то следует пояснить способ определения объема.

e)    условия в помещении (оборудование, число присутствующих людей и

т. п.);

f)    температура и относительная влажность воздуха в помещении (только для точного метода измерений);

д) тип источника звука;

h)    описание примененного звукового сигнала;

i)    точность метода (ориентировочный, технический или точный), включая детальное описание позиций источника и точек измерения, желательно с изображением их на плане и указанием высоты позиций;

j)    описание средств измерений и характеристик микрофонов;

k)    метод оценки кривых спада: расчет методом наименьших квадратов или наилучшее визуальное приближение;

l)    используемый метод усреднения результатов в каждой позиции (5.2.2);

т) используемый метод усреднения результатов по всем позициям (раздел 8);

п) таблица с результатами измерений;

о) дата измерений и наименование испытательной организации.

15