Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ЕН 12354-4-2012 "Акустика зданий. Методы расчета акустических характеристик зданий по характеристикам их элементов. Часть 4. Звукопередача из помещения наружу" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1385-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ЕН 12354-4-2012
"Акустика зданий. Методы расчета акустических характеристик зданий по характеристикам их элементов. Часть 4. Звукопередача из помещения наружу"
(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 4. Transmission of indoor sound to the outside

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 12354-4:2000 "Акустика зданий. Оценка акустических характеристик зданий по характеристикам элементов. Часть 4. Звукопередача из помещения наружу" (EN 12354-4:2000 "Building acoustics - Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements - Part 4: Transmission of indoor sound to the outside").

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

5 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы расчета уровня звуковой мощности шума, создаваемого источниками, расположенными внутри здания, и излучаемого наружу его ограждающими конструкциями. Расчет производят на основе результатов измерений уровня звукового давления внутри здания и данных, характеризующих звукопередачу соответствующих элементов и отверстий в ограждающих конструкциях. Рассчитанные уровни звуковой мощности вместе с шумом других источников, расположенных на ограждающих конструкциях или перед ними, используют для расчета уровня звукового давления на заданном расстоянии от здания как акустической характеристики здания.

Настоящий стандарт не распространяется на методы расчета уровня звукового давления внутренних источников шума внутри здания и не рассматривает распространение шума снаружи здания.

Примечание - Упрощенная модель прогнозирования уровней звукового давления внешнего шума рассмотрена в приложении Е.

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 специалистов в строительстве с учетом региональных требований.

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 140-3* Акустика. Измерение звукоизоляции зданий и строительных элементов. Часть 3. Лабораторные измерения звукоизоляции воздушного шума элементами зданий (EN ISO 140-3, Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 3: Laboratory measurement of airborne sound insulation of building elements)

EH ИСО 140-5 Акустика. Измерение звукоизоляции зданий и строительных элементов. Часть 5. Измерения в натурных условиях звукоизоляции фасадов и элементов фасадов (EN ISO 140-5, Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 5: Field measurements of airborne sound insulation of facade elements and facades)

EH 20140-10* Акустика. Измерение звукоизоляции зданий и строительных элементов. Часть 10. Лабораторные измерения звукоизоляции воздушного шума малых строительных изделий (EN 20140-10, Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 10: Laboratory measurement of airborne sound insulation of small building elements)

EH ИСО 7235 Акустика. Методы измерений для канальных глушителей. Вносимые потери, потоковый шум и суммарные потери давления (EN ISO 7235, Acoustics - Laboratory measurement procedures for ducted silencers and air-terminal units - Insertion loss, flow noise and total pressure loss)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 Величины, характеризующие акустические свойства зданий

3.1.1 уровень звуковой мощности (sound power level) , дБ: Уровень звуковой мощности заменяющего точечного источника шума.

3.1.2 поправка характеристики направленности (directivity correction) , дБ: Отклонение уровня звукового давления точечного источника шума в заданном направлении от уровня звукового давления ненаправленного точечного источника с тем же уровнем звуковой мощности.

3.2 Акустические характеристики элементов

3.2.1 звукоизоляция (sound reduction index) R, дБ: Звукоизоляция элемента при прямой звукопередаче, определяемая в соответствии с ЕН ИСО 140-3** или ЕН ИСО 140-5.

3.2.2 приведенная разность уровней элемента (element normalized level difference) , дБ: Приведенная разность уровней малого технического элемента, определяемая в соответствий с ЕН 20140-10**.

3.2.3 вносимые потери элемента (insertion loss of an element) D, дБ: Снижение уровня звуковой мощности в заданной контрольной точке за элементом, обусловленное помещением данного элемента в воздуховод с жесткими стенками в месте, определенном в соответствии с ЕН ИСО 7235.

Примечание - В случае элементов, для которых методы настоящего стандарта неприменимы, следует использовать эквивалентные методы.

3.2.4 Другие характеристики элементов

Дополнительными данными при расчетах являются:

- форма ограждающих конструкций здания;

- площади элементов.

3.3 Другие термины и величины

3.3.1 уровень звукового давления (sound pressure level) , дБ: Уровень звукового давления в заданной контрольной точке вне здания, создаваемого источником шума, относящимся к зданию и/или находящимся внутри него, обычно определяемый по результатам измерений в соответствии с требованиями региональных нормативных документов (устанавливающих точки измерений, время наблюдения и условия измерений).

Примечание - Уровень звукового давления обычно корректируют по частотной характеристике А***.

3.3.2 суммарное затухание, обусловленное условиями распространения шума (total attenuation due to propagation) , дБ: Разность между уровнем излученной звуковой мощности и уровнем звукового давления на расстоянии d от ограждающих конструкций здания, обусловленная действием всех явлений при распространении звука, например геометрической расходимостью звуковой волны, поглощением звука в воздухе, эффектами экранирования и другими причинами.

3.3.3 коэффициент диффузии (diffusivity term) , дБ: Разность между уровнем звукового давления на расстоянии от 1 до 2 м от внутренней поверхности соответствующего элемента здания и уровнем интенсивности перпендикулярно падающего на этот элемент шума.

Примечание - В условиях диффузного поля и отражающих стен коэффициент диффузии = -6 дБ. В других ситуациях коэффициент диффузии может изменяться от 0 до минус 6 дБ.

3.3.4 уровень звукового давления внутреннего шума (inside sound pressure level) , дБ: Уровень звукового давления внутри здания на расстоянии от 1 до 2 м от рассматриваемого элемента или сегмента ограждающей конструкции здания.

Примечание - В случае диффузного поля он соответствует среднему уровню звукового давления в диффузном поле.

3.3.5 заменяющий точечный источник (substitute point source): Точечный источник, излучающий такой же шум, как и сегмент ограждающей конструкции здания.

Примечание - Сегмент может состоять из одного или нескольких элементов здания или одного или нескольких отверстий.

4 Модели расчета

4.1 Общие положения

Суммарный уровень звукового давления в контрольной точке, выбранной на заданном расстоянии от здания, определяется следующими слагаемыми:

- шумом, излучаемым элементами ограждающих конструкций здания из-за наличия внутренних источников шума;

- шумом, излучаемым отдельными источниками, расположенными на поверхности или снаружи здания;

- внешним шумом и эффектами его появления (удаленные источники, поглощение воздухом, взаимодействие звука с поверхностью земли, эффекты экранирования, отражения и другие).

Шум, излучаемый ограждающими конструкциями здания, может быть представлен излучением одного или нескольких заменяющих точечных источников. Каждый точечный источник эквивалентен сегменту ограждающей конструкции здания или группе отдельных источников шума. Количество точечных источников, необходимых для адекватного представления излучения здания, зависит от расстояния контрольных точек от здания и от условий распространения звука. Как правило, ограждающую конструкцию представляют хотя бы одним точечным источником для каждой из сторон здания, т.е. стен и крыши, но часто требуется несколько точечных источников для каждой из поверхностей этих сторон.

Уровень звукового давления в контрольной точке вне здания определяется вкладом каждого заменяющего точечного источника в соответствии с формулой

,

(1)

где - уровень звукового давления излучения заменяющего точечного источника в контрольной точке вне здания, дБ;

- уровень звуковой мощности заменяющего точечного источника, дБ;

- поправка характеристики направленности заменяющего точечного источника в направлении контрольной точки, дБ;

- суммарное затухание шума заменяющего точечного источника при распространении до контрольной точки, дБ.

Расчетная модель, рассматриваемая в настоящем стандарте, применяется для расчета уровня звуковой мощности заменяющего точечного источника для строительных элементов и отверстий в ограждающих конструкциях на основе:

- уровня звукового давления внутреннего шума;

- характеристик элементов, образующих ограждающие конструкции здания.

Модель также позволяет определить ожидаемую поправку характеристики направленности для различных типов элементов. Уровень звукового давления внутреннего шума, как правило, характеризуют эквивалентным уровнем звука на заданном интервале времени согласно соответствующим требованиям. Однако могут применяться другие типы уровней, например максимальный уровень звукового давления. Расчет уровня звукового давления внутреннего шума, а также определение вклада отдельных источников шума не рассматривают в настоящем стандарте.

Суммарное затухание, обусловленное условиями распространения шума, , необходимое для прогнозирования уровня звукового давления в контрольной точке, можно оценить методами расчета распространения звука точечного источника на местности. Эти расчеты не рассматриваются в настоящем стандарте.

Примечание - Один из таких методов определения затухания приведен в [6], где суммарное затухание обозначено А. Суммарное затухание образуется из слагаемых, обусловленных различными эффектами распространения звука, такими как геометрическая расходимость звуковой волны, поглощение звука воздухом, взаимодействие звука с поверхностью земли, эффектами экранирования, отражения и другими.

Для простых условий распространения общий подход для оценки уровня звукового давления представлен в приложении Е.

4.2 Определение заменяющих точечных источников шума

Элементы здания, дающие вклад в звуковое излучение, делятся на две группы:

- плоские излучатели, т.е. структурные элементы ограждающих конструкций здания, например стены, крыша, окна, двери, в том числе малые технические элементы здания площадью менее 1  (например, решетки и отверстия);

- широкие отверстия площадью от 1  и более, например большие вентиляционные отверстия, открытые двери и окна.

Для расчета распространения шума вне здания каждый элемент может быть представлен заменяющим точечным источником шума. Однако здание может быть разделено на более крупные сегменты, каждый из которых можно представить заменяющим точечным источником. При сегментации применяются следующие правила:

- условия распространения шума до ближайших контрольных точек одинаковы для всех элементов сегмента;

- расстояние до ближайшей контрольной точки должно в два раза превышать наибольший размер сегмента;

- у всех элементов сегмента уровень звукового давления внутреннего шума одинаков;

- поправка характеристики направленности одинакова для всех элементов сегмента.

Если одно или более из указанных условий не выполняется, то следует выбрать другие, например, меньшие по размеру сегменты, для которых условия соблюдены.

Если в расчетной модели не указано по-иному, то точечный источник, заменяющий вертикальный сегмент, следует представлять расположенным в точке сегмента, находящейся на половине его ширины и 2/3 его высоты. Для всех других сегментов позиция заменяющего источника совпадает с положением центра тяжести фигуры сегмента.

4.3 Определение уровня звуковой мощности заменяющего точечного источника

Для каждого сегмента уровень звуковой мощности заменяющего точечного источника определяют по следующим исходным данным:

- уровню звукового давления внутреннего шума ;

- звукоизоляции большого элемента i ограждающей конструкции здания;

- приведенной разности уровней элемента для малых технических элементов i;

- вносимым потерям заглушающего шум элемента для отверстий i;

- площади элемента здания или отверстия i.

Для сегмента ограждающих конструкций здания уровень звуковой мощности заменяющего точечного источника рассчитывают по формуле

,

(2)

где - уровень звукового давления на расстоянии от 1 до 2 м от внутренней стороны сегмента, дБ;

- коэффициент диффузии звукового поля внутри помещения вблизи сегмента, дБ;

- фактическая звукоизоляция сегмента, дБ;

S - площадь сегмента, ;

- опорное значение площади, = 1 .

Фактическую звукоизоляцию сегмента рассчитывают на основе данных для образующих сегмент элементов i по формуле

,

(3)

где - фактическая звукоизоляция элемента i, дБ;

- площадь элемента i, ;

- приведенная разность уровней элемента для малого технического элемента i, дБ;

- стандартная эквивалентная площадь звукопоглощения; = 10 ;

- число крупных элементов сегмента;

- число малых технических элементов сегмента.

Сведения об уровне звукового давления внутреннего шума и коэффициенте диффузии звукового поля в зависимости от типа ограждаемого пространства и свойств элементов ограждающих конструкций здания приведены в приложении В.

Примечание 1 - Для непоглощающих шум элементов в случае идеального диффузного звукового поля = -6 дБ. Для производственных помещений и сегментов без звукопоглощающей облицовки с внутренней стороны = -5 дБ.

Примечание 2 - В данной расчетной модели не учитывается вклад структурного шума в звуковое излучение. Этот вклад грубо можно учесть коррекцией звукоизоляции. Некоторые указания для этого приведены в приложении С.

Указания по применению данных о звукоизоляции приведены в приложении С.

Для отверстий сегмента уровень звуковой мощности заменяющего точечного источника рассчитывают по формуле

,

(4)

где - площадь отверстия i, ;

S - суммарная площадь отверстий в сегменте, ;

- вносимые потери заглушающего элемента отверстия, дБ;

о - число отверстий в сегменте.

Расчет уровня звуковой мощности производят в полосах частот (третьоктавных или октавных) на основе акустических характеристик элементов. Для октавных полос расчет выполняют в диапазоне от 125 до 2000 Гц и для третьоктавных полос - от 100 до 3150 Гц.

Примечание 3 - Данные расчеты могут быть выполнены для частот вне указанных диапазонов при наличии соответствующих данных об элементах. Однако в настоящее время отсутствуют сведения о точности расчетов для расширенного, особенно в низкочастотную область, диапазона частот.

Примечание 4 - С целью получения грубых оценок достаточно применить вышеприведенные формулы непосредственно к уровням звука А и оценкам одним числом характеристик элементов здания в соответствии с [10]. Указания по применению приведены в приложении F.

4.4 Определение поправки характеристики направленности заменяющего точечного источника

Поправка характеристики направленности включает в себя характеристику направленности заменяющего точечного источника . Она также может учитывать влияние близости жестких поверхностей (отражение и экранирование) с помощью поправки телесного угла .

Для заданного направления поправку характеристики направленности определяют по формуле:

,

(5)

где - телесный угол, в который происходит излучение, ср.

Необходимость учета телесного угла в поправке характеристики направленности зависит от используемой модели распространения звука. Если отражения от поверхности земли и других поверхностей учтены с помощью мнимых источников, то поправка телесного угла = 0 дБ. Но если отражающими поверхностями являются ограждающие конструкции здания, то рекомендуется учитывать их влияние с помощью .

Сведения о поправке характеристики направленности приведены в приложении D.

4.5 Ограничения

Несмотря на то, что крупные однородные элементы здания, например несущая стена в целом, могут иметь преобладающее в некоторых направлениях излучение, такие эффекты расчетной моделью не учитываются.

Вклад структурного шума от оборудования здания не рассмотрен в расчетной модели, хотя возможный подход к его учету указан в приложении С.

5 Точность расчетов

Точность расчета в соответствии с моделью зависит от многих факторов: точности исходных данных, соответствия модели натурным условиям, типа элементов и их соединений, геометрической конфигурации и качества изготовления. Поэтому не представляется возможным установить точность расчетов для всех условий и применений. Данные по точности расчетов должны накапливаться с целью последующего сравнения результатов модельных расчетов с результатами натурных измерений.

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

_____________________________

* Европейские стандарты EH ИСО 140-3, EH 20140-10 заменены на серию стандартов ЕН ИСО 10140 (части 1 - 5), идентичные ИСО 10140 (части 1 - 5). Если требования отмененных ссылочных стандартов эквивалентны требованиям новых стандартов, то последние указаны далее в сносках.

** Следует применять ЕН ИСО 10140-2.

*** В Российской Федерации корректированный по частотной характеристике А уровень звукового давления называют уровнем звука или уровнем звука А. Далее везде используется последний термин.

_____________________________

* Следует применять ЕН ИСО 10140-2.

** ЕН 12354-5 "Акустика зданий. Методы расчета акустических характеристик зданий по характеристикам их элементов. Часть 5. Шум инженерного оборудования"

Библиография

[1]	Gosele, K. and P. Lutz, Study of the prediction of sound radiation by industrial halls (in German), Fortschrittberichte VDI Zeitschrift 11/21, 1975
[2]	Jakobsen, J., Prediction of noise emission fromfagades of industrial buildings, Danish Acoustical Laboratory, report 25, 1981
[3]	Gerretsen, E., W.C. Verboom, Sound radiation by walls and buildings (in Dutch), ICG-report IL-HR-13-02,1982
[4]	Rathe, E.J., Note on two common problems of sound propagation, J. of Sound & Vibration 10 (1969), 472
[5]	Maekawa, Z., Noise reduction by distance from sources of various shapes, Applied Acoustics 3 (1970)
[6]	ISO 9613-2, Acoustics - Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 2: A general method of calculation
[7]	EN 12354-1:1996, Building Acoustics - Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements - Part 1: Airborne sound insulation between rooms
[8]	EN 12354-3:1997, Building Acoustics - Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements - Part 3: Airborne sound insulation against outdoor sound
[9]	Building Acoustics - Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements - Part 5: Sound from installations and equipment (Wl 00126033)
[10]	EN ISO 717-1:1997, Acoustics - Rating of sound insulation in buildings and of building elements - Part 1: Airborne sound insulation