声学建筑和建筑构件隔声声强法测量第2部分：现场测量GB/T31004.2-2014 ...

前言

中华人民共和国国家标准

声学建筑和建筑构件隔声声强法测量第2部分：现场测量

Acoustics-Measurement of sound insulation in buildings and of building elements using sound intensity-Part 2：Field measurements

(ISO 15186-2：2003，IDT)

GB／T 31004.2—2014

发布日期：2014年9月3日

实施日期：2015年2月1日

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中国国家标准化管理委员会发布

前言

GB／T 31004《声学建筑和建筑构件隔声声强法测量》分为以下几个部分：

——第1部分：实验室测量；

——第2部分：现场测量；

——第3部分：低频段的实验室测量。

本部分为GB／T 31004的第2部分。

本部分按照GB／T 1.1-2009给出的规则起草。

本部分使用翻译法等同采用ISO 15186-2：2003《声学建筑和建筑构件隔声声强法测量第2部分：现场测量》。

本部分由中国科学院提出。

本部分由全国声学标准化技术委员会(SAC／TC 17)归口。

本部分起草单位：华南理工大学、中国建筑科学研究院、中国科学院声学研究所、云南省设计院。

本部分主要起草人：赵越喆、吴硕贤、蔡阳生、孙海涛、谭华、吕亚东、刘碧龙、李家泉。

1范围

1 范围

1.1 概述

GB／T 31004的本部分规定了用声强法现场测量墙、楼板、门、窗和小建筑构件隔声性能的方法。该方法适用于存在侧向传声情况的现场测量，可以提供声功率数据以用于侧向传声的诊断分析，或者测量侧向隔声参数。

GB／T 31004.1用于没有或者只有极小侧向传声的实验室测量。本部分可用于不满足GB／T 31004.1要求的实验室测量。GB／T 31004.3用于实验室条件下的低频测量。

本部分还描述了侧向传声对使用规定的方法进行隔声测量的影响，以及声强测量如何用于：

——某一建筑构件的隔声的现场测量与抑制侧向传声的实验室测量值(即：GB／T 19889.3)的对比；

——判定各部分建筑构件的隔声贡献；

——测量一个或多个传声路径的侧向隔声量(以验证预测模型，如：EN 12354-1)。

本方法给出的空气声隔声量数值与频率有关。这些数值可以根据GB／T 50121-2005转换成单值量，对建筑物和建筑构件的隔声性能进行评价。

1.2 准确度

当分别测量单个小或大的建筑构件时，本方法的复现性和GB／T 19889.10-2006和GB／T 19889.4-2005一样，甚至优于这两者。

注1：如果使用本部分规定的方法测得的隔声参数与用GB／T 19889规定的传统混响室法的结果对比，应在两种方法间引入一个修正项，以反映这两种方法之间的偏差。该项在附录A中给出。

注2：本部分的准确度及其与根据GB／T 19889.3-2005以及GB／T 19889.4-2005等方法测定的隔声参数的关系在附录B中给出。

注3：侧向传声在附录C中讨论。

2规范性引用文件

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB／T 15173-2010 电声学声校准器(IEC 60942：2003，IDT)

GB／T 17561-1998 声强测量仪用声压传声器对测量(IEC 61043：1993，IDT)

GB／T 19889.3-2005 声学建筑和建筑构件隔声测量第3部分：建筑构件空气声隔声的实验室测量(ISO 140-3：1995，IDT)

GB／T 19889.4-2005 声学建筑和建筑构件隔声测量第4部分：房间之间空气声隔声的现场测量(ISO 140-4：1998，IDT)

GB／T 19889.10-2006 声学建筑和建筑构件隔声测量第10部分：小建筑构件空气声隔声的实验室测量(ISO 140-10：1991，IDT)

ISO 717-1：1996 声学建筑和建筑构件的隔音测定第1部分：空气声隔音(Acoustics-Rating of sound insulation in buildings and of building elements-Part 1：Airborne sound insulation)

3术语和定义

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1 声源室平均声压级 average sound pressure level in a source room

Lp1

声源室声压平方的空间和时间的平均值与基准声压(20μPa)平方之比，取以10为底的对数乘以10，单位为分贝(DB)。空间平均是指对整个测试室而言，但不包括靠近声源或靠近边界(例如：墙、窗等)的区域，因为它们对结果会有显著影响。

注：该术语的完整定义参见GB／T 19889.4-2005。

3.2 表观隔声量 apparent sound reduction index

R′

入射到试件上的声功率与透过试件(包括直接透射和通过各侧向传声路径透射)的声功率之比值，取以10为底的对数乘以10，单位为分贝(DB)。

注1：除非采取了抑制侧向传声的措施(例如GB／T 19889.1-2005所定义的)，否则测量得到的声功率包括侧向传声的部分。详见附录C。

注2：也采用传声损失(sound transmission loss)这一术语，它与隔声量相当。

注3：该术语的完整定义参见GB／T 19889.4-2005。

3.3 声强 sound intensity

声场中某点通过与质点速度方向垂直的单位面积的声能在一定时间T内的平均值。声强是一矢量，单位为瓦每平方米(W／m2)。表达式为：

式中：

p(t)——某点的瞬时声压，单位为帕(Pa)；

u(t)——同一点的瞬时质点速度，单位为米每秒(m／s)；

T——平均时间，单位为秒(s)。

3.4 法向声强 normal sound intensity

与法向单位矢量n定义的测量面垂直的声强分量，单位为瓦每平方米(W／m2)：

式中：

n——指向测量面外部的法向单位矢量。

3.5 法向声强级 normal sound intensity level

LIn

法向声强绝对值|In|与基准声强I0的比值，取以10为底的对数乘以10，单位为分贝(DB)，表达式如下：

式中，I0＝10-12W／m2。

3.6 表面声压-声强指示值 surface pressure-intensity indicator

FpIn

测量面上时间和空间平均的声压级Lp与法向声强级LIn之差，单位为分贝(DB)：

式中：

Lpi——在第i个子面上测量的声压级的时间平均和面平均；

Ini——在第i个子面上测量的法向声强的时间平均和面平均。总共有N个子面，总面积Sm为：

注：在相同的子面范围内，该指示值相应于GB／T 16404中定义的声功率负部指示值F3，带符号的表面声压-声强指示值FpIn在GB／T 16404.3-2006中定义。

3.7 声压-残余声强指数 pressure-residual intensity index

δpI0

当声强探头置于声场中并指向声强等于0的方位时，所显示的声压级Lp和声强级LIδ之间的差值，单位为分贝(DB)：

注：该定义与在GB／T 16404中的定义一致。在GB／T 17561-1998中给出了确定δpI0的详细方法。

3.8 表观声强隔声量 apparent intensity sound reduction index

R′I

对于一个隔开声源室和接收室(也可以是外部空间)的建筑构件，其表观声强隔声量定义如式(10)，单位为分贝(DB)：

该式的第一部分表示声源室的入射声功率，第二部分表示由该构件辐射到接收室测量空间的声功率。式中：

Lp1——声源室内平均声压级；

S——隔离声源室和接收室的建筑构件的面积。当两室错开或为阶梯状时，为声源室和接收室共有的构件面积；

LIn——接收室或外部空间测量面的平均法向声强级；

Sm——测量面的总表面积；

S＝1m2。

注1：用表观隔声量评价是因为有不同建筑构件辐射声功率到接收室。表观声强隔声量R′I结合了各个侧向传声构件的声强隔声参数，在附录C中有详细介绍。

注2：根据GB／T 50121-2005计算计权表观声强隔声量R′I,w时，用R′I代替R′。

注3：R′I和GB／T 19889.4-2005中通过测量来自所有接收到的声源的总声功率定义的表观隔声量R′有根本区别。表观声强隔声量R′I允许利用声强探头的方向性有选择性地测量来自接收室不同表面的声功率。大体上，结合接收室不同表面的声功率，可以计算得到表观隔声量R′，详见附录C。

3.9 第j个侧向传声构件的声强隔声量 intensity sound reduction index for flanking element j

RIFj

由一建筑构件隔开声源室和接收室，并设其为在接收室的第j个侧向传声构件的声强隔声量RIFj为：

该式的第一部分表示入射到测试分隔构件的声源室侧的声功率，第二部分表示从第j个侧向传声表面辐射到接收室的声功率。

式中：

Lp1——声源室内的平均声压级；

S——分隔声源室和接收室的建筑构件的面积。当两室错开或为阶梯状时，指声源室和接收室共有的构件面积；

LInj——在接收室中，从第j个侧向传声构件辐射到整个测量面的平均法向声强级；

Smj——在接收室中，对第j个侧向传声构件而言的测量面的总表面积；

S＝1m2。

注：如果目的是为了得到由多个建筑构件共同辐射声波到接收室的综合效应，可以通过对不同独立构件的表观声强隔声量R′I加以综合分析得出，这在附录C中有描述。

3.10 构件规范化声强级差 intensity element normalized level difference

DI,n,e

该量定义为：

式中：

Lp1——声源室内平均声压级；

LIn——接收室测量面的平均法向声强级；

Sm——测量面的总面积；

A0＝10m2。

注1：规范化构件声强级差用于测量小建筑构件。

注2：根据GB／T 50121-2005计算计权规范化构件声强级差DI,n,e,w时，用DI,n,e代替Dn,e。

3.11 规范化声强级差 intensity normalized level difference

DI,n

该量定义为：

式中：

Lp1——声源室的平均声压级；

LIn——接收室测量面的平均法向声强级；

Sm——测量面的总面积；

A0＝10m2。

注1：本隔声参数用于当声源室与接收室之间无共用隔声构件时的场合，当声源室与接收室处于斜对角位置时，就可能出现这种情况。

注2：根据GB／T 50121-2005计算计权规范化声强级差DI,n,w时，用DI,n代替Dn。

3.12 修正表观声强隔声量 modified apparent intensity sound reduction index

R′I,M

该量定义为：

式中，Kc的值在附录A中给出。

注1：通常认为声强法(GB／T 31004)测定的隔声量结果和传统测量方法(GB／T 19889.3-2005、GB／T 19889.4-2005和GB／T 19889.10-2006)测定的结果在低频上有偏差。如果要将声强法的结果和传统方法对比，则需对声强法的测量结果加以修正，即采用修正表观声强隔声量。

注2：现场测量的修正项Kc与实验室测量(如GB／T 31004.1)的修正项Kc一致。考虑接收室的声学条件会引入另一个偏差，这一点已得到公认，将在附录B中讨论。

注3：根据GB／T 50121-2005计算计权修正表观声强隔声量RI,n,e,M,w时，用R′I,M代替R′I，相应地可得到DI,n,e,M,w的表示法。

3.13 测量面 measurement surface

用声强探头进行扫描测量或者离散点测量时，在接收室侧完全包围被测构件的假想面。

3.14 测量距离 measurement distance

在被测建筑构件法向方向上，测量面和建筑构件之间的距离。

3.15 测量子面 measurement subarea

声强探头在进行一个连续扫描或者离散点测量时的面，是测量面的一部分。

3.16 测量容积 measurement volume

由测量面、被测建筑构件以及相邻的、无明显声辐射到被测建筑构件的表面所包围的容积。

注：见6.4.2。

表1 下标含义

4测量设备

4 测量设备

4.1 概述

声强测试设备应能够测量以DB为单位的1／3倍频程声强级(基准声强为10-12W／m2)。如果使用扫描法时，声强测量应实时进行。声强设备包括探头应符合GB／T 17561-1998关于1级仪器的要求。

传声器探头和分析仪器的声压-残余声强指数δpI0在整个测量面及每个测量子面上与表面声压-声强指示值FpIn的关系应满足6.5.4的要求。

注：为了能覆盖整个测量频率范围，要求在声强探头的传声器之间配备不同的定距柱。定距柱与频率范围的最优组合取决于δpI0和FpI。例如，可应用以下规则：

——50Hz～500Hz之间的频率，使用50mm的定距柱；

——高于500Hz的频率，使用12mm的定距柱。当频率高于2000Hz时，应根据探头的操作手册对测量结果进行修正。

通常，使用12mm的定距柱和两个12.5mm的传声器，就可以测量100Hz～5000Hz频率范围。

声压级的测量设备应当满足GB／T 19889.4-2005的要求。此外，声源室内的传声器在扩散声场条件下，其频率响应应是平直的。

4.2 校准

声强测量仪应符合GB／T 17561-1998的要求，至少每年到符合相应标准的校准实验室进行一次检定。如果每次测量前都用声强校准器校准，则可每两年进行一次检定。

在每次使用之前，应按下列步骤对声强仪作校准，以保证其正常工作：

a) 根据厂商提供的指南对设备进行热机；

b) 使用符合GB／T 15173-2010的1级或更高要求的声压校准器校准传声器对；

c) 应用残余声强检测设备测量传声器对的声压-残余声强指数δpI0，以确保设备满足对应的级别。相位补偿和厂家推荐的其他有助于改善性能的方法都可以使用。相位补偿和声压残余声强检测应优先在接近使用的级别上进行；

d) 如果有声强校准器，直接用它进行声强校准。

5测试安排

5 测试安排

5.1 选择声源室和接收室

通常，被测的建筑构件是隔开两个房间的多个建筑构件的一部分。要选择哪一个房间做声源室，哪一个房间做接收室，需依据下列影响测量质量的因素考虑：

a) 房间吸声：吸声量高具有短混响时间的接收室是非常有利的，而吸声量高的声源室不利于测量；

b) 房间容积：接收室的容积大小不是很重要，而容积大的声源室可以提高声强隔声量测量的低频准确度；

c) 房间扩散：在声源室，不规则的房间几何形状和随机分布的反射物有助于达到均匀的声场分布。而同样特性的房间作为接收室则无显著优点。

5.2 安装条件

若测量结果是为了与其他标准(用GB／T 19889.3-2005测量门、墙和楼板或者GB／T 19889.10-2006测量小建筑构件)对比，则被测建筑构件的安装需要满足相应标准的安装和边界条件。

若测定结果是为了表示现场的隔声特性，测量就要在实际的安装条件下进行，若确实需要进行改变，应在测量报告中说明。

800'>《声学建筑和建筑构件隔声声强法测量第2部分：现场测量》GB/T 31004.2-2014

附录C侧向传声的测量及其影响

附录C 侧向传声的测量及其影响

C.1 概述

本部分不要求如GB／T 19889.1-2005所规定进行侧向传声抑制。这是因为使用本部分规定的方法进行测量时，已考虑到有侧向传声的情况。侧向传声的大小和它对表观(声强)隔声量的影响，是建筑表面和建筑间联结件传声的综合体现。

通过选择一个测量面完全包住要测量的构件表面，要区分接收室其他表面辐射的声能是有可能实现的。在理论上，测量的只是被测量面所包住的测量容积辐射出的声功率。因此在测量表观声强隔声量时，测量容积所含的接收室表面决定了侧向传声路径的数量。

通过选择合适的测量面，声强法可以用于测量不同构件的声功率，也可以区分不同构件辐射的声功率的大小。

应注意，尽管本方法考虑了接收室的侧向传声，其影响大部分被消除，但声源室的侧向传声仍未被抵消。图C.1仅给出涉及墙和楼板联接的一阶侧向传声路径，说明所有的接收室表面，即使是名义上间隔的建筑构件，都会存在侧向传声。

注：一阶侧向传声路径是指只包括单个声源室表面，单个联结和单个接收室表面的路径。

正是由于这个原因，根据本部分方法进行的现场测量结果，不适合直接和根据GB／T 31004.1或GB／T 19889.3-2005在声源室和接收室均采用侧向传声抑制措施的实验室方法的测量结果作比较。

注：为了图示清楚，省略了更高阶的侧向传声。

图C.1 单层结构的理想化图，标示了直接传声和两房之间的墙／楼板联结处的一阶侧向传声路径

侧向传声会增大接收室内的外界噪声的量级，为了取得满意的测量环境[满足式(15)]，应在接收室布置吸声材料。在极端情况下，有必要对接收室的侧向传声表面进行遮蔽。

C.2 侧向传声检查

在进行测量前，识别靠近测量面的声源特别是在测量容积内的声源是非常有益的。图C.2给出在测量容积内的部分侧向传声表面。在测量容积内的侧向传声表面不利于隔墙表观隔声量的测量。隔墙辐射的声功率要远大于测量容积内的外部噪声源的声功率(侧向传声部分)。测量容积内的外部噪声源会导致测量得到的试件的表观声强隔声量小于实际值。

说明：

1——测量面。

注：黑线标示的是测量容积内的部分侧向传声表面。

图C.2 用于隔墙的测量面示意图

当使用如图所示的测量面时，且不采取遮蔽措施，能测量出D-d，F-d路径的侧向传声声能，以及D-f和F-f路径的部分侧向传声声能(这些路径见图C.1)。

采用下列步骤可以判断相邻辐射表面是否会影响对被测表面的表观声强隔声量的评价：选择测量面和测量距离dm1；沿着测量面的对角线测量法向声强分量，可粗略估计表面声强LInms；接着，将声强探头朝向侧向传声表面，离侧向传声表面的测量距离dm2，沿着测量面的一条路线测量得到的声强为LInFs。

若在测量LInms和LInFs时，测量声场不满足要求[不满足式(15)]，应在测量房间内布置吸声材料，且不能放在测量容积内。

对于测量容积内所有的侧向传声表面都应满足：

式中：

SF——在测量容积内的侧向传声表面的面积；

Sm——由式(7)给出。

如果不满足该条件，则对在测量容积内的侧向传声表面应该采取遮蔽措施。大部分情况下，采用在13mm厚的石膏板上覆盖50mm厚的纤维吸声材料，就能满足遮蔽要求。在测量容积内的遮蔽的边界和联结件处，应压胶以防不必要的吸声。遮蔽之后，应重复检测以确保其有效性。

C.3 侧向隔声量

本部分可用于在现场或存在侧向传声的实验室中测定特定路径的侧向隔声量。该测量可为选择应治理的传声路径以改善表观隔声量提供指导，也可以用于验证侧向传声预测模型(例如：EN 12354-1)。房间每个表面对表观隔声量的影响的相对重要性的判定，可以通过对比每个面辐射的声功率实现，即表面平均法向声强[式(18)]与测量面的面积[式(19)]之乘积。

除非在声源室中已采取专门的措施去除特定的路径，则所测量的声功率是多路径的结果。图C.1表明，若欲对接收室的表面f进行测量，则测得的声功率应归于至少两条侧向传声路径，即F-f和D-f，此时侧向传声表面f的声强隔声量由式(10)计算得出。

从图C.1中可以看出，为了隔断F-f路径和评价该路径的侧向隔声量，隔墙的声源室侧面D应采取遮蔽措施。类似地，要评价其他路径时，声源室的表面F也应采取遮蔽措施。结合适当的遮蔽措施，根据式(10)可以算出特定路径的侧向隔声量。

C.4 修正表观声强隔声量与GB／T 19889.4-2005测量结果的关系

采用GB／T 19889.4-2005的测量方法，可以得出两个房间的传声情况，以及包括直接传声和各侧向传声路径综合的表观隔声量(即对声源室和接收室都没有采取抑制侧向传声的遮蔽措施)。为了用本部分可以得到一个类似的评价，应对隔墙和各传声路径测量声强，并按式(C.2)计算：

式中的求和指数i，包括了接收室的各个面。该值可以直接与GB／T 19889.4-2005的无遮蔽措施的测量结果R′对比。

如果声源室的侧向传声路径都采取了遮蔽的抑制措施，且测量面仅包住名义上间隔的构件本身，此时的表观声强隔声量可接近GB／T 19889.3-2005的结果。应当指出的是，可能发生的阻尼和边界条件的差异都会影响现场测量结果间的对比。

参考文献

[1] GB／T 19889.1-2005 声学建筑和建筑构件隔声测量第1部分：侧向传声受抑制的实验室测试设施要求(ISO 140-1：1997，IDT)

[2] GB／T 16404-1996 声学声强法测定噪声源的声功率级第1部分：离散点上的测量(eqv ISO 9614-1：1993)

[3] GB／T 16404.2-1999 声学声强法测定噪声源的声功率级第2部分：扫描测量(eqv ISO 9614-2：1996)

[4] GB／T 16404.3-2006 声学声强法测定噪声源声功率级第3部分：扫描测量精密法(ISO 9614-3：2002，IDT)

[5] GB／T 50121-2005 建筑隔声评价标准

[6] EN 12354-1 Building acoustics-Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements-Part 1：Airborne sound insulation between rooms.