Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ЕН 12354-6-2012 "Акустика зданий. Методы расчета акустических характеристик зданий по характеристикам их элементов. Часть 6. Звукопоглощение в закрытых пространствах" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1385-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ЕН 12354-6-2012
"Акустика зданий. Методы расчета акустических характеристик зданий по характеристикам их элементов. Часть 6. Звукопоглощение в закрытых пространствах"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1385-ст)

Building acoustics. Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements. Part 6. Sound absorption in enclosed spaces

Дата введения - 1 декабря 2013 г.

Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык европейского регионального 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 29 ноября 2012 г. N 1385-ст

4 Настоящий стандарт идентичен европейскому региональному стандарту ЕН 12354-6:2004 "Акустика зданий. Оценка акустических характеристик зданий по характеристикам элементов. Часть 6. Звукопоглощение в закрытых пространствах" (EN 12354-6:2004 "Building acoustics - Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements - Part 6: Sound absorption in enclosed spaces").

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного европейского регионального стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5).

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

5 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод расчета общей эквивалентной площади звукопоглощения и времени реверберации в закрытых пространствах зданий. Расчет основан на результатах измерений, характеризующих звукопоглощение материалов и объектов. Расчеты выполняют в полосах частот.

Настоящий стандарт устанавливает основные принципы построения расчетных схем, определяет область их применения и ограничения, устанавливает перечень соответствующих величин. Настоящий стандарт предназначен для экспертов в области акустики и служит основой для разработки документов и программных средств для других специалистов в строительстве с учетом региональных требований.

Расчетные модели основаны на опыте прогнозирования для типичных жилых помещений, офисов, а также для общих пространств здания, включая лестничные пролеты, коридоры и помещения с инженерным оборудованием. Настоящий стандарт не распространяется на большие помещения или помещения неправильной формы, такие как концертные залы, театры и производственные помещения.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Недатированную ссылку относят к последней редакции ссылочного стандарта, включая его изменения.

ЕН ИСО 354 Акустика. Метод измерения звукопоглощения в реверберационной камере (EN ISO 354, Acoustics - Measurement of sound absorption in a reverberation room)

ИСО 9613-1 Акустика. Затухание звука при распространении на местности. Часть 1. Расчет звукопоглощения звука атмосферой (ISO 9613-1, Acoustics - Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 Акустические характеристики зданий

3.1.1 акустические характеристики помещения (acoustic performances of a room): Эквивалентная площадь звукопоглощения или время реверберации помещения в соответствии с [10].

Примечание - Данные величины характеризуют степень звукопоглощения звука в пространстве помещения и определяются в полосах частот (третьоктавных или октавных).

3.1.2 эквивалентная площадь звукопоглощения помещения (equivalent sound absorption area of a room) А, : Площадь гипотетической поверхности, которая полностью и без дифракционных эффектов поглощает такое же количество звуковой энергии и обеспечивает такое же время реверберации, как и рассматриваемое помещение.

3.1.3 время реверберации (reverberation time) Т, с: Время, в течение которого уровень звукового давления в помещении после выключения источника звука спадает на 60 дБ.

Примечание 1 - Определение времени реверберации, соответствующего спаду уровня звукового давления на 60 дБ, выполняют по кривой спада путем линейной экстраполяции на меньшем чем 60 дБ интервале оцениваемых уровней.

Примечание 2 - Если кривая спада не является монотонной, то время реверберации определяют по моментам времени, в которые кривая спада впервые достигает уровней, которые на 5 дБ и на 25 дБ ниже начального уровня. В случае невозможности расширения такого интервала экстраполяции до 60 дБ время реверберации обозначают .

3.2 Акустические характеристики элементов

3.2.1 акустические характеристики элемента (acoustic performances of an element): Эквивалентная площадь звукопоглощения или коэффициент звукопоглощения элемента, выражающие звукопоглощение элемента в соответствии с ЕН ИСО 354.

Примечание 1 - Данные величины определяют в полосах частот (треть октавных или октавных).

Примечание 2 - Оценка одним числом характеристик элемента, например (M), может быть получена по данным для частотных полос в соответствии с [7]. Оценка одним числом может использоваться для сравнения элементов или определения их требуемых характеристик, но не может непосредственно применяться для расчета характеристик в натурных условиях.

3.2.2 эквивалентная площадь звукопоглощения объекта (equivalent sound absorption area of an object) , : Разность между эквивалентной площадью звукопоглощения испытательного помещения при наличии и отсутствии в нем объекта (испытуемого образца).

3.2.3 коэффициент звукопоглощения (sound absorption coefficient) : Отношение эквивалентной площади звукопоглощения испытуемого образца к его площади.

Примечание 1 - Для звукопоглощающих пластин, облучаемых с обеих сторон, коэффициент звукопоглощения для каждой стороны принимают равным среднему значению коэффициентов звукопоглощения обеих сторон.

Примечание 2 - Данную величину применяют только к плоским звукопоглотителям или к заданному множеству объектов, но не к одиночному объекту.

3.2.4 Другие данные

Дополнительными данными при расчетах являются:

- площадь ограждающих элементов помещения;

- объем и форма закрытого пространства;

- величина и тип объектов, оборудование в закрытом пространстве;

- число людей, обычно находящихся в помещении.

3.3 Другие термины и величины

3.3.1 звукопоглощение воздухом (absorption by air) , : Эквивалентная площадь звукопоглощения, соответствующая коэффициенту затухания звука в воздухе.

3.3.2 объем свободного помещения (empty room volume) V, : Объем закрытого пространства без установленных в нем объектов и оборудования.

3.3.3 объем объекта (object volume) , : Объем гипотетического тела, имеющего регулярную форму, поверхность которого охватывает объект за исключением малых выступающих частей.

3.3.4 коэффициент объемного заполнения (object fraction) : Отношение суммы объемов всех объектов к объему свободного пространства помещения.

3.3.5 группа объектов (object array): Заданный набор объектов, для которого звукопоглощение выражается коэффициентом звукопоглощения , приписываемым площади поверхности, покрываемой данными объектами.

4 Модели расчета

4.1 Общие положения

При расчете эквивалентной площади звукопоглощения и времени реверберации в закрытом пространстве предполагают диффузность звукового поля. Это может быть в закрытом пространстве, представляющем собой соразмерное помещение (см. 4.6), с равномерным распределением по нему звукопоглощения. Наличие звукорассеивающих объектов ослабляет данные ограничения. При расчете учитывают звукопоглощение поверхностей, воздуха, объектов, включая людей и группы объектов.

Примечание 1 - Для помещений неправильной формы или имеющих неравномерное распределение звукопоглощения следует руководствоваться усовершенствованной расчетной моделью, приведенной в приложении D. При неправильной форме пространства, например в случае лестничных пролетов, или при заполненном оборудованием помещении полагают, что уровень звукового давления, а следовательно, и звукопоглощение более объективно характеризуют помещение, чем время реверберации.

Модель может использоваться для расчета акустических характеристик здания в полосах частот на основе акустических данных элементов в этих полосах. Расчет обычно выполняют в октавных полосах в диапазоне частот от 125 до 4000 Гц.

Примечание 2 - Данные расчеты могут быть выполнены для частот вне указанного диапазона при наличии соответствующих данных об элементах. Однако в настоящее время отсутствуют сведения о точности расчетов для расширенного, особенно в низкочастотную область, диапазона частот.

Перечень обозначений, используемых в расчетной модели, приведен в приложении А.

4.2 Исходные данные

Эквивалентную площадь звукопоглощения и время реверберации определяют, используя следующие данные:

- коэффициент звукопоглощения , поверхности i;

- площадь поверхности i;

- эквивалентную площадь звукопоглощения объекта j;

- коэффициент звукопоглощения группы объектов k;

- площадь поверхности группы объектов k;

- объем V свободного помещения;

- объем объекта j или объем группы k.

Акустические характеристики элементов следует брать, прежде всего, из результатов лабораторных измерений. Однако они могут быть определены также и другими способами, например с помощью теоретических расчетов, эмпирических оценок или результатов измерений в натурных условиях. Соответствующие сведения приведены в некоторых приложениях настоящего стандарта. Используемые источники данных должны быть указаны.

Исходные данные для расчетов в октавных полосах могут быть получены усреднением соответствующих треть октавных значений.

Примечание - Использование средних треть октавных значений в качестве исходных данных для расчетов в октавных полосах не всегда обеспечивает необходимую точность для узкополосных звукопоглотителей.

Информация о звукопоглощении некоторых материалов и облицовок поверхностей приведена в приложении В.

Информация о звукопоглощении некоторых типичных объектов приведена в приложении С.

4.3 Определение суммарной эквивалентной площади звукопоглощения

Суммарную эквивалентную площадь звукопоглощения в закрытом пространстве рассчитывают по формуле

,

(1)

где n - число звукопоглощающих поверхностей i;

о - число звукопоглощающих объектов j;

р - число групп звукопоглощающих объектов k.

Эквивалентную площадь звукопоглощения для звукопоглощения воздухом рассчитывают по формуле

,

(2)

где m - коэффициент затухания звуковой мощности в воздухе, Нп/м;

V - объем свободного помещения, ;

- коэффициент объемного заполнения.

Коэффициент объемного заполнения рассчитывают по формуле

.

(3)

Затухание звука в воздухе в соответствии с ИСО 9613-1 является функцией температуры, относительной влажности и частоты. Для распространения шума в помещении при нормальных условиях соответствующие значения коэффициента затухания звуковой мощности, определенные по данным ИСО 9613-1, приведены в таблице 1. При других условиях коэффициент затухания мощности определяют в соответствии с ИСО 9613-1. Если условия не заданы, то рекомендуется использовать значения температуры 20°С и относительной влажности от 50% до 70%.

Если диапазон частот при расчетах ограничен сверху октавной полосой 1000 Гц, а объем помещения менее 200 , то звукопоглощением воздухом можно пренебречь, положив в формуле (1)  = 0.

Для жестких звукоотражающих объектов или объектов неправильной формы, таких как станки, шкафы или офисная мебель, эквивалентная площадь звукопоглощения является важным, но не всегда известным из результатов измерений параметром. Для целей настоящего стандарта эквивалентную площадь звукопоглощения указанных жестких объектов можно рассчитать исходя из объема объектов по формуле

,

(4)

где - объем жесткого звукоотражающего объекта.

Примечание - Данная эмпирическая формула обеспечивает достоверные результаты для относительно большого числа объектов в рассматриваемом пространстве, содержащем, например, большое число единиц оборудования.

4.4 Определение времени реверберации

Время реверберации рассчитывают по суммарной эквивалентной площади звукопоглощения, рассчитанной в соответствии с 4.3, объему свободного замкнутого пространства и коэффициенту объемного заполнения по формуле

,

(5)

где - скорость звука в воздухе, м/с.

Примечание - Отношение 55,3/ = 0,16 при скорости звука 345,6 м/с [8].

Таблица 1 - Коэффициент затухания звуковой мощности в воздухе m в октавных полосах в зависимости от температуры и относительной влажности

Температура и диапазон относительной влажности	m, Нп/м Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц
	125	250	500	1000	2000	4000	8000
10°С, от 30% до 50%	0,1	0,2	0,5	1,1	2,7	9,4	29,0
10°С, от 50% до 70%	0,1	0,2	0,5	0,8	1,8	5,9	21,1
10°С, от 70% до 90%	0,1	0,2	0,5	0,7	1,4	4,4	15,8
20°С, от 30% до 50%	0,1	0,3	0,6	1,0	1,9	5,8	20,3
20°С, от 50% до 70%	0,1	0,3	0,6	1,0	1,7	4,1	13,5
20°С, от 70% до 90%	0,1	0,3	0,6	1,1	1,7	3,5	10,6
Примечание - Данные значения рассчитаны по значениям ИСО 9613-1 в третьоктавных полосах путем деления коэффициента затухания в атмосфере, дБ/км, на 4,343 (= 10lg e). Приведенные значения совпадают со значениями для центральных третьоктавных полос в диапазоне ниже 1 кГц и со значениями для низших третьоктавных полос в диапазоне свыше 1 кГц. Значения линейно усреднены по влажности в пределах указанного диапазона.

4.5 Особенности расчета в частных случаях

Указанные ниже частные случаи имеют некоторые особенности расчета:

- расчетная модель применима к помещениям правильной формы, имеющим надлежащим образом распределенный звукопоглощающий материал и несколько звукорассеивающих объектов, жестких или звукопоглощающих, обычно применяемых в жилых и офисных помещениях. В таких помещениях звукопоглощением воздухом можно пренебречь, а коэффициент объемного заполнения, как правило, < 0,05 для свободных помещений и 0,05 < < 0,2 для меблированных;

- в помещениях с инженерным оборудованием или механизмами, даже акустически жесткими, влияние коэффициента объемного заполнения так же значительно, как звукопоглощение воздухом. Однако модель неприменима, если коэффициент объемного заполнения велик и вследствие этого свободное от оборудования пространство не может рассматриваться как единое целое (см. приложение D);

- жесткие объекты или группы объектов существенно влияют на звуковое поле лишь в случае, когда их размеры превышают длину звуковой волны. Поэтому объектами с размерами менее 1 м можно пренебречь;

- в пространствах общего пользования, таких как лестничные пролеты и площадки здания или коридоры (холлы), оценка времени реверберации будет менее точной. В таких пространствах вместо времени реверберации целесообразнее указывать коэффициент звукопоглощения.

4.6 Ограничения

Расчетная модель для эквивалентной площади звукопоглощения не зависит от вида закрытого пространства, хотя результирующие уровни звукового давления будут зависеть от вида и формы пространства.

Метод расчета времени реверберации распространяется на закрытые пространства, имеющие следующие свойства:

- пространство должно быть соразмерным, т.е. ни один его линейный размер не должен более чем в пять раз превышать любой другой его размер;

- пространство должно обладать равномерным распределением звукопоглощения, т.е. для любой пары противоположных поверхностей коэффициент звукопоглощения не должен отличаться более чем в три раза, исключая случай наличия звукорассеивающих объектов;

- пространство должно содержать малое число объектов, чтобы коэффициент объемного заполнения был менее 0,2.

При невыполнении данных условий время реверберации может оказаться более расчетного. Рекомендации по определению времени реверберации в таких ситуациях приведены в приложении D.

5 Точность расчетов

Точность расчетов зависит от точности исходных данных, соответствия натурных условий и модели, типа элементов и их соединений, геометрической конфигурации и качества изготовления элементов зданий. Поэтому не представляется возможным установить точность расчетов для всех случаев. Данные по точности расчетов должны накапливаться с целью последующего сравнения результатов модельных расчетов с результатами натурных измерений. Однако и при недостаточном объеме опытных данных отмечают, что при слабодиффузном звуковом поле (из-за неправильной формы помещения, неравномерного распределения звукопоглощения, малого числа звукорассеивающих объектов или малого числа мод) фактическое время реверберации в два раза больше расчетного значения. Увеличение степени диффузности звукового поля, например, путем размещения большего числа звукорассеивающих объектов, существенно снижает указанное различие.

При расчетах целесообразно варьировать исходные данные, если имеются сомнения относительно их достоверности, особенно в сложных ситуациях с нетипичными элементами зданий. При надлежащем выполнении указанные меры обеспечивают ожидаемую точность расчетов.

Библиография

[1]	Delany, М.Е. & E.N. Bazley, Acoustical properties of fibrous absorbent materials, Applied Acoustics 3 (1970), 105.
[2]	Dunn, I.P. & W.A. Davern, Calculation of acoustic impedance ofmulti-layerabsorbers, Applied Acoustics 19 (1986), 321.
[3]	EN 29053, Acoustics - Materials for acoustical applications - Determination of airflow resistance (ISO 9053:1991)
[4]	Mechel, F.P. Schallabsor berband II, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, Leipzig, 1995.
[5]	Nilsson, E., Decay process in rooms with non-diffuse sound fields, Report TVBA-1004, Lund Institute of Technology, May 1992.
[6]	Timmermans, N.S., Application of coupled interior space noise prediction to compact shipboard power plants, Internoise '80, Miami 1980.
[7]	EN ISO 11654, Acoustics - Sound absorbers for use in buildings - Rating of sound absorption (ISO 11654:1997)
[8]	EN ISO 140-4, Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 4: Field measurements of airborne sound insulation between rooms (ISO 140-4:1998).
[9]	EN 12354-5:2000, Building acoustics - Estimation of acoustic performance of building from the performance of elements - Part 5: Sounds levels due to the service equipment
[10]	EN ISO 3382-2:2008 Acoustics - Measurement of room acoustic parameters - Part 2: Reverberation time in ordinary rooms