GB/T 17247.2-1998
标准分类号
标准ICS号:计量学和测量、物理现象>>17.140声学和声学测量
中标分类号:综合>>计量>>A59声学计量
关联标准
采标情况:eqv ISO 9613-2:1996
出版信息
出版社:中国标准出版社
页数:平装16开, 页数:21, 字数:35千字
标准价格:14.0 元
相关单位信息
首发日期:1998-03-18
复审日期:2004-10-14
起草单位:电子工业部第三研究所
归口单位:全国声学标准化技术委员会
发布部门:国家技术监督局
主管部门:中国科学院
标准简介
本标准规定了计算户外声传播衰减的工程法,以预测各种类型声源在远处所形成的环境噪声级。此方法可预测已知噪声发射声源在有利于传播的气象条件下的等效连续A声级。 GB/T 17247.2-1998 声学 户外声传播的衰减 第2部分:一般计算方法 GB/T17247.2-1998 标准下载解压密码:www.bzxz.net
本标准规定了计算户外声传播衰减的工程法,以预测各种类型声源在远处所形成的环境噪声级。此方法可预测已知噪声发射声源在有利于传播的气象条件下的等效连续A声级。
标准内容
GB/T17247.2—1998
本标准等效采用国际标准ISO9613-2:1996《声学户外声传播的衰减第2部分:一般计算方法》,以便使户外声传播衰减的计算方法和国际一致,有利于国际贸易、技术和经济交流。本标准与GB/T17247.1声学户外声传播的衰减第1部分:大气声吸收的计算构成系列标准。
本标准的编写格式和表达方法执行GB/T1.11993的规定。本标准的附录 A 和附录 B是提示性的,仅供参考。本标准由全国声学标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:电子工业部第三研究所、中国科学院声学研究所、北京大学、北京市气象局及天津助听器广。
本标准主要起草人:杨锦刚、李沛滋、栾桂冬、米季德、章汝威、唐惠德。323
GB/T 17247.2-1998
ISO前言
国际标准化组织(ISO)是由各国标准化委员会(ISO成员国)组成的世界范围的联合组织。国际标准的制定工作通常由ISO技术委员会来完成。每个成员国在对某技术委员会所确定某项标准感兴趣时,有权参加该技术委员会。与ISO有联系的政府和非政府国际性组织也可参加该项工作。ISO 与国际电工委员会(IEC)在电工标准化的各个方面均保持密切合作。各技术委员会采纳的国际标准草案应分发给各成员国进行投票表决。国际标准草案至少需要75%的成员国投票赞同,才能作为国际标准出版发行。国际标准ISO9613是技术委员会ISO/TC43(声学)、分委员会SC1《噪声》负责制定的。ISO9613在总题目《声学户外声传播的衰减》下包括以下部分:第1部分:大气声吸收的计算
第2部分:一般计算方法
第1部分局限于大气吸收过程的计算。第2部分为各种物理机制衰减的较为近似和经验的计算方法。
ISO9613这部分的附录A和附录B是提示的附录。324
中华人民共和国国家标准
声学户外声传播的衰减
第2部分:一一般计算方法
GB/T_17247:2-1998
eqvIso9613-2:1996
Acoustics--Attenuation of sound during propagation outdoors--Part 2: General method of calculation本标准规定了计算户外声传播衰减的工程法,以预测各种类型声源在远处所形戒的环境噪声级。此方法可预测已知噪声发射声源在有利于传播的气象条件下的等效连续A声级(在ISO1996第1部分到第3部分已描述)。
这些条件正象在ISO1996-2:1987的5.4.3.3所规定的那样是对顺风传播,或等效地用于已趋稳定的经常发生在晚上的以地面为基础的中等逆温下传播。水表面的逆温条件不包括在内,这种情况由本标准预测的声压级可能会高一些。此方法也可预在ISO1996-1和ISO1996-2规定的长期平均A声级,长期平均A声级包含着各种气象条件的声级。
本标准规定的方法特别包括倍题带算法(用63 Hz~8kHz 的标称频带中心频率)以计算发源于点声源或点声源组的声衰减,这些声源可以是移动的或者是固定的,算法中提供规定的项目有以下的物理效应:
几何发散
大气吸收
—地面效应
一表面反射
一障碍物引起的屏蔽
有关经过房屋群、树叶和工业场所传播的附如资料可见附录A。实际上此方法可应用于各式各样的噪声源和噪声环境,它可以直接或间接应用于有关路面、铁路交通、工业噪声源、建筑施工活动和许多其他以地面为基础的噪声源等大多数场合,但它不能应用于在飞行的飞机,或对采矿、军事或相似操作的冲击波。应用本标准,有几个参数必须已知,相应于声源和环境的几何状况,地表面特性和以倍频带声功率级表示的与传播方向一致的声源强度。注:若只已知A计权声功率级,500Hz的衰减可用作估计最终衰减。方法的准确度和它在实际应用中的限制在第9章中加以描述。2引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有的标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB3241--82声和振动分析用的1/1和1/3倍频程滤波器国家技术监督局1998-03-18批准1998-10-01实施
GB/T 17247.2—1998
GB3785—83声级计的电、声性能及测试方法ISO1996-1:1982声学环境噪声的描述与测量第1部分:基本量及步骤ISO1996-2:1987声学环境噪声的描述与测量第2部分:与土地使用有关的数据采集声学环境噪声的描述与测量第3部分:噪声限度的应用ISO 1996-3:1987
ISO 9613-1:1993
声学户外声传播的衰减第1部分:大气声吸收的计算3定义
本标准除采用ISO1996-1中的定义外还采用下列定义(见表1的符号和单位)。3.1等效连续A计权声压级LAr equivalent continuous A-weighted sound pressure level LArLAT由式(1)定义:
LAr = 10 lg [(), pA*(t)dt |/po*]dB式中:PA(t)——瞬时A计权声压,Pa;一基准声压(20 μPa),
规定的时间间隔,s。
A频率计权在GB3785中已规定。
(1)
注:时间间隔T应足够长,以平均变化的气象参数,本标准考虑到两种不同情况,即短期顺风和长期总平均。3.2等效连续顺风倍频带声压级Lr(Dw)equivalent continuous downwind octave-band soundpressure level Lrr(DW)
LiT(DW)由式(2)定义:
Ln(DW) = 10 lg{[()
pr(t)dt
式中:pt(t)一声源顺风瞬时倍频带声压(Pa),下标f代表倍频带滤波器的标称频带中心频率。注:倍频带滤波器的电特性至少符合GB3241中的2型要求。3.3(屏障的)插入损失insertion loss(of a barrier).(2)
在规定位置的接收处,有屏障(已插入)和无屏障的两种情况下,而其他影响声传播条件无明显变化的声压级之差值。
表1符号和单位
倍频带衰减
气象校正
点声源到接收点的距离(见图3)定义
投影到地平面上的声源至接收点之间的距离(见图1)声源和障碍物的反射点之间的距离(见图 8)障碍物上反射点与接收点之间的距离(见图8)声源到(第一)绕射边的距离(见图6和图7)(第二)绕射边到接收点的距离(见图6和图7)点声源的指向性指数
屏蔽衰减
第一与第二绕射边之间的距离(见图7)地面因子
声源到接收点的平均高度
点声源离地高度(见图1)
接收点离地高度(见图1)
传播路程的平均离地高度(见图3)单位
4声源的描述
GB/T17247.2—1998
表1 (完)
声源的最大尺寸
反射面的最小尺寸(长度与高度)(见图8)声压级
大气衰减系数
人射角
声反射系数
本标准的公式适用于点声源的声衰减。广义的噪声源例如路面和铁路交通或工业区(它可能包括有一些设备或设施以及在场地内的交通往来)将用一组分区表示,每一个分区有一定的声功率及指向特性,在每一个分区内以一个代表点的声音所计算的衰减用来表示这一分区的声衰减。一个线源可以分为若干线分区,个面积源可以分为若干面积分区,而每一个分区用处于中心位置的点声源表示。另一方面,点声源组可以用处在组的中部的等效点声源来描述,特别是声源具有:a)有大致相同的强度和离地面的高度;b)到接收点有相同的传播条件,c)从单等效点声源到接收点间的距离d超过声源的最大尺寸Hmx二倍(d>2Hmx)。假若距离d较小(d≤2H),或分量点声源传播条件不同时(例如加屏蔽),其总声源必须分为若干分量点声源。
注:除了上述的实声源以外,也可以引入虚声源以描述如 7. 5 所述的从增和项篷(不是地面)的声反射。5气象条件
本标准的顺风传播条件在ISO1996-2:1987的5.4.3.3中加以规定,即:-连接主声源中心和指定的接收区的中心方向的土45°角以内的风向,这时风从声源向接收点方向吹,
风速大致在(1~5)m/s之间,离地高度为(3~11)m的范围内测量。在本标准中,计算平均顺风声压级LAT(DW)的公式包括第?章中给出的衰减公式,是在这些限制以内的气象条件的平均值,这里“平均”意思是3.1定义的短时间隔的平均。这些公式等效地对以地面为基础的中等逆温条件下的平均传播也适用,例如经常发生在晴朗而无风的夜晚。
6基本公式
接收点位置的等效连续顺风倍频带声压级Lrr(DW)对每个点声源和它的虚源,从 63Hz到8kHz标称中心频率的8个倍频带用式(3)计算:Lr(DW) = Lw + Dc - A
(3)
式中:Lw-由点声源产生的倍频带声功率级(dB),基准声功率为1pW;Dc—指向性校正(dB),它描述从点声源的等效连续声压级与产生声功率级Lw的全向点声源在规定方向的级的偏差程度。指向性校正Dc等于点声源的指向性指数DI加上计及到小于4≤球面度(sr)立体角内的声传播指数Da,对辐射到自由空间的全向点声源,De=0 dB;
A—一从点声源到接收点的声传播时,倍频带衰减。327
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1斜体的字母符号A表示本标准的衰减,注意不要和用正体字母A表示的频率计权混。2式(3)中的声功率级可以从测量中加以确定,举例,像GB/T14367-93系列(机器用)或ISO8297(工业性工厂用)描述的那样。
式(3)的衰减项A由式(4)给出:
A= Adiv + Aatn + Agr + Abar + Amis式中:Adiv—
几何发散引起的衰减(见7.1条);大气吸收引起的衰减(见7.2条);地面效应引起的衰减(见7.3条);加屏障引起的衰减(见7.4条);Amisc其他多方面效应引起的衰减(见附录A)。·(4)
式(4)中前四项的-般计算方法在本标准已作出规定,对最后一项 Amic的三个有贡献的资料(由于通过树叶、工业场所和房屋群面积中传播引起的衰减)在附录A中给出。等效连续A计权顺风声压级根据式(3)和式(4)对每个点声源,它们的虚源和每个倍频带计算的有贡献的时间均方声压相加而得,如式(5)规定的那样:LAar(DW) = 10 lg(Z[Z100-1t/m(0)+()])dBj-1
式中n-
贡献项(声源和路程),
j——从63Hz到8kHz中的8个标称倍频带中心频率的序号,A:—指标准A计权(见GB3785)。长期平均A计权声压级LAr(LT)根据式(6)加以计算:LAr(LT) = LAr(DW) -- Cmet
式中; Cmet -
第8章描述的气象校正值。
·(5)
式(1)到式(6)各项计算和重要性在下列章节中加以解释,对衰减项更详细的论述可见附录 B的参考文献。
7衰减项的计算
7.1几何发散(A)
几何发散是点声源在自由场中传播的球面扩展引起的衰减,由式(7)计算:Adiv [20 lg(d/d.) + 11JdB
式中:d—由声源到接收点的距离,m;一参考距离,为1m。
注:式(7)中的常数将声功率级与全向点声源在1m参考距离d。处的声压级联系起来。7.2大气吸收(Aam)
经传播的距离d(m)由于大气吸收的衰减Aatm(dB)由式(8)给出:Aam = αd/1 000
(7)
式中:α-一大气衰减系数,以分贝每千米表示(见表2)。对未包含于表2中的大气环境下的α值,见ISO 9613-1。
相对湿度
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表2倍频带噪声的大气衰减系数α大气衰减系数α,dB/km
标称频带中心频率,Hz
1大气衰减系数与声音题率、环境温度和空气相对湿度有密切关系,而与环境压力关系很小。2为了计算环境噪声级,应采用与当地有关的环境气候变化范决定的平均大气衰减系数。7.3地面效应(Ag)
7.3.1一般的计算方法
地面衰减A.主要是由于从声源到接收点之间直达声和地面反射声的干涉引起的,向下弯曲传播的路线(顺风)保证衰减主要由接近于声源和接近接收点的地面决定。这种计算地面效应的方法仅仅在地面近似平坦、且水平或恒定倾斜时,方可应用。对地面衰减规定了三种不同的区域(见图1):dp
声源区域
中间区城
图1确定地面衰减的三个不同区域30h
接收区域
a)声源区域是从声源向接收点延伸30h,的距离,最大值为d(h。是声源高度,d,是投影到地平面上的声源至接收点之间的距离),b)接收区域是从接收点向声源反延伸30h.的距离,最大值为d.(h,是接收点高度),c)中间区域是声源区域至接收(区域中间的距离,当d,<(30h.十30h.)时,声源区域和接收区域重叠,没有中间区域。
按照此示意图,地面衰减不随中间区域尺寸而增大,主要与声源区域和接收区域的性质有关。每一种地面区域的声学性质由地面因子G计算。三种反射表面规定如下:a)坚实地面包括铺筑过的路面、水、冰、混凝土以及其他低疏松的地面,例如在工业城市各处经常出现的夯实地面,可以认为是坚实的。坚实地面G一0。注:水上逆温情况不包括在本标准中。b)疏蔬松地面包括被草、树或其他植物覆盖的地面,以及其他适合于植物生长的地面,例如农田。疏松地面G一1。
c)混合地面如果地面由坚实地面和疏松地面组成,则G取0到1之间的值,该值是疏松范围的分数。
为了计算规定倍频带的地面衰减,首先用表3中的公式分别计算由该区域地面因子G。决定的声源区域的分衰减A.、由地面因子G,决定的接收区域的分衰减A.、以及由地面因子Gm决定的中间区域的329
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分衰减Am。表3中的函数α',b',c和d'亦可由图2的曲线直接得到。该倍频带的总地面衰减由式(9)得到:
Ag=A+Ar+Am
注:在有建筑物的区域中地面对声传播的影响可能会改变(见A3)。a)125Hz
c)500Hz
距离 d,,m
h≥10.0m
10002000
50010002000
距离dp,m
b)250Hzbzxz.net
d)1000Hz
距离tp.ma
h≥10.0m
10002000
50010002000
距离 dm
分别对地面凝减 A,影喇的函数α,B,c和d由表3的公式计算而得。图2表示声源到接收点之间的距离,和声源或接收点高度h注:
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表3用于计算地面分衰减A,A.和Am(倍频带)的表达式标称频带中心频率
-1. 5+GXa'(h)
1.5+GXb(h)
-1. 5+GXc'(h)
-1.5+GXd'(h)
-- 1. 5(1—G)
-1. 5(1-G)
1. 5(1—G)
a'(h)=1. 5+3. 0Xe-0.12(h-5)\(1-e-4,/50)+5, 7Xe-0 0h (1-e-2.8x10-6x4,')b'(h)=1. 5+8. 6Xe-0. 0gh2(1—e-4,/50)c (h)= 1. 5+14. 0Xe-0.4h2 (1-e-d,/50)d'(h)=1. 5+5. 0Xe-0..(1-e-4,/50)1)为计算 A,取 G=G. 和 h=h。计算 A,,取 G=G,和 h一hr。各种地面的 G 值见 7. 3. 1。2) q-0当d,≤30(h.+h)
当 d>30(h.+h.)
式中d。为投影到地平面上的声源至接收点之间的距离7.3.2计算 Ag的另一种方法
在下列特定条件下:
在接收点仅计算A声级
-声波越过疏松地面传播,或大部分为疏松地面的混合地面(见7.3.1)声音不是纯音
任何形状的地面,地面衰减可由式(10)计算:Ag 4.8 -- (2hm/d)[17+(300/d)]≥0 dB式中:d——声源至接收点的距离,m,一传播路程的平均离地高度,m。hm-
—3g(1 -Gm)
平均离地高度hm可由图3所示的方法计算。若从式(10)得出的Ag为负值,则用零代替。注:式(10)对短距离而言,预计无衰减,用式(9)可更准确。接收点
地断面
ha=面积F/d
估计平均高度hm的方法
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由于声源附近的地面反射引起声源功率级的明显增加,所以用式(10)计算地面衰减时,式(3)中的指向性校正Dc将计入一项Dn。
Da= 10 Ig{1 +[d2 + (h,- h.)°]/[d,+(hs+h)\])dB式中,h.-
声源离地高度,m;
接收点离地高度,m;
d-—投影到地平面上的声源至接收点之间的距离,m。7.4屏蔽(Abar)
当一物体满足如下条件时,可当作一屏蔽障碍物(常称为屏障):表面密度至少10kg/m;
物体有密闭的没有大的裂缝或缺口的表面(因而,忽略诸如化工厂中工程设备的影响);物体在垂直于声源到接收点连线方向上的投影大于拟研究频带的标称频带中心频率的声波波长,换句话说(+1.)>(见图4)。
注:仅当物体在垂直于声源到接收点连线方向上的投影大于波长山十1.>入时,物体被认为是屏蔽障碍物。图 4在声源(S)和接收点(R)间两障碍物的平面图凡是满足这些条件的物体将用一具有垂直边界的屏障表示。屏障上边界可以是倾斜的直线。对本标准来说,用屏蔽Ab表示的衰减以插入损失给出,越过屏障上边界和绕过垂直边界的绕射两者都可能是重要的(见图 5)。顺风声传播越过上边界绕射的影响(dB)计为A = D, - Ag > 0
而绕过垂直边界绕射的影响计为A=D,>0
式中D
每一倍颜带的屏蔽衰减(见式(14)),Ag——屏障不存在(即移走屏障)时的地面衰减(见7.3条)。332
(12)
(13))
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图5在屏障上不同的声传播路线
1 当用式(12)确定的 Ar代入式(4)求总衰减 A 时,式(4)中两个 A项将抵消。式(12)中的屏蔽衰减 D, 已计人了屏障存在时的地面效应。
2 对远距离和高屏障,由式(12)计算的插入损失未经实验充分证实。3 附近有高建筑物(距地面超过 10 m)的工厂,在有多声源和高瞬声源两种情况时,对长期平均声压级(用式(6)),用式(13)计算插入损失。
4如果声从一路面低于地表面的公路发射,由于地表面的影响,可能有由式(12)表示的附加囊减。为了计算屏蔽衰减D,,假定从声源至接收点只有一条有效的声传播路线。如果这个假设不符合实际,则应分开计算其他传播路线(如图5),且各条路线对平方声压的贡献在接收处相加。对该路线的屏蔽衰减D,,以 dB 计,用式(14)计算。D, = 10 Ig[3 + (C,/^)C,zKmet]dB(14)
式中:C,等于20,包括地面反射的影响;在特殊情况下,可将地面反射作为虚声源单独地考虑,则取Cz 40,
对单绕射(见图6),Cs等于1
对双绕射(见图7):
Cg=[1+(5^/e)?]/[(1/3)+(5/e)\]-标称频带中心频率的声波波长,m;一绕射声与直达声之间的路程差,用式(16)和(17)计算,m,Kme
气象影响的修正因子,由式(18)给出;在双绕射情况下两个绕射边界之间的距离(见图7)。图6确定单绕射路程差的儿何量
(15)
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图7确定双绕射路程差的几何量
对如图6所示的单绕射,借助式(16)计算路程差: =[(d+d)2+ a\12 -
式中:d.声源到(第)绕射边的距离,m;dr—(第二)绕射边到接收点的距离,m;声源和接收点之间的距离在平行于屏障上边界的分量,m。如果声源S和接收点R之间的观测线在屏障上边界的上面通过,则为负号。对如图7所示的双绕射,路程差由式(17)计算。z =[(d+ d.r+e)2 +aj1/2 d
式(14)中的气象条件修正因子Km由(18)式计算。Kmet expE- (1/2 000) d.d.rd/(2z)]JKmet 1当z≤0
对环绕屏障的横向绕射则取Ket=1(见图5)。注
1当声源至接收点距离小于100 m时,可取Kmt1用式(14)计算可达到1 dB的准确度。2式(15)提供从单绕射(e=0)情况 C一1至充分分开的双绕射(e》^)情况 C:=3的连续变化。(16)
(17)
3由于从声源到接收点的声传播路线附近其他声硬表面的反射或者由于声硬屏障和声源之间的多次反射,声屏障的影响可能小于由式(12)至(18)的计算结果。在任何频带上,屏蔽衰减D,在单绕射(即薄屏障)情况不取大于20dB的值,在双绕射(即厚屏障)情况不取大于25dB的值。
对两个屏障的屏蔽衰减,如图7下部所示,用式(14)的双绕射公式计算,对多于两个屏障的屏蔽衰减,通过选择两个影响最大的屏障而忽略其他屏障的影响,也可以用式(14)作近似计算。7.5反射
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