声压级测定曲率半径的确定、传声器相对反射面的位置、测量、监测地点的选择.pdf

附录 A 资料性附录 曲率半径的确定 下面假设地面以上的声速剖面可用公式 A 1 来描述 0 0 lg z z BAzczc A 1 式中 c 声速 z 离地面的高度 z0 地面的粗糙度长度 A 线性声速系数 单位为 1 s 由公式 A 5 和公式 A 6 给出 B 对数声速系数 单位为 m s 由公式 A 7 给出 c0 参考声速 为 331 4 m s 注 1 这种 Monin Obukhov 的相似理论可以用来推导声速剖面 然而 该理论对丘陵地带 城市地区 或异质地面无效 见参考文献 11 对于平坦地形 由大气折射引起的声线曲率半径 Rcur可以由公式 A 2 确定 BA RRR 111 cur A 2 2 2 0 2 D A c A A RA A 3 D B c B B RB 0 2 8 1 A 4 式中 D 声源和接收器之间的水平距离 单位为 m 在白天 稳定性级别 S1 S2和 S3 A 由公式 A 5 给出 pvkvk c g LC T T c wd LC u A ref 0 74 0 2 1 cos A 5 在夜间 稳定性级别 S4和 S5 A由公式 A 6 给出 pvkvk c g LC T T c wd LC u A ref 0 7 4 2 1 cos7 4 A 6 对白天和夜间 B 由公式 A 7 给出 vkvk C T T c wd C u B ref 0 74 0 2 1 cos A 7 式中 u 摩擦速度 单位为 m s T 温度标度 单位为 K L Monin Obukhov 长度 单位为 m Cvk 冯卡门常数 0 4 g 牛顿的重力加速度 为 9 81 m s2 cp 定压比热 为 1005 J kg Tref 参考温度 为 273 K wd 从源到接收器的风向 气象参数 u T 和 Monin Obukhov 长度的倒数 1 L 可直接测量或分别从表 A 1 至表 A 3 中获取 注 2 Rcur的正值对应于下行声线曲率 例如顺风或温度反转 1 Rcur 0 对应于直线声传播 无风 均匀大气 Rcur的负值对应于上行声传播 例如逆风或在平静的夏日 例如 夜间云量小于 70 时会发生温度反转 表 A 1 不同风速等级的摩擦速度 u m s W1 0 m s 1 m s 0 W2 1 m s 3 m s 0 13 W3 3 m s 6 m s 0 3 W4 6 m s 10 m s 0 53 W5 10 m s 0 87 表 A 2 Monin Obukhov 长度的倒数 1 L 作为风速 W 和稳定度等级 S 的函数 1 L m 1 S1 S2 S3 S4 S5 白天白天0 8 2 8 白天白天3 8 5 8 白天白天6 8 8 8 夜间夜间5 8 8 8 夜间夜间0 8 4 8 W1 0 m s 1 m s 0 08 0 05 0 0 04 0 06 W2 1 m s 3 m s 0 05 0 02 0 0 02 0 04 W3 3 m s 6 m s 0 02 0 01 0 0 01 0 02 W4 6 m s 10 m s 0 01 0 0 0 0 01 W5 10 m s 0 0 0 0 0 X 8 表示天空中的云量比 表 A 3 温标 T 作为风速 W 和稳定度等级 S 的函数 T K S1 S2 S3 S4 S5 白天白天0 8 2 8 白天白天3 8 5 8 白天白天6 8 8 8 夜间夜间5 8 8 8 夜间夜间0 8 4 8 W1 0 m s 1 m s 0 4 0 2 0 0 2 0 4 W2 1 m s 3 m s 0 2 0 1 0 0 1 0 2 W3 3 m s 6 m s 0 1 0 05 0 0 05 0 1 W4 6 m s 10 m s 0 05 0 0 0 0 05 W5 10 m s 0 0 0 0 0 X 8 表示天空中的云量比 附录 B 资料性附录 传声器相对反射表面的位置 B 1 概述 通常 规范中使用的声压级是 B 3 中描述的自由场声压级 为了确保这个声压级不受除 地面以外附近反射表面任何无法控制的反射影响 必须慎重选择传声器的位置 下面尝试给 出对额外反射相对容易进行修正及估算这些修正带来的不确定度的一些位置 给出的数值是 根据经验和道路交通噪声的计算得出的 可能不完全适用于其他类型的噪声源 例如空中交 通噪声 对空中交通噪声 通常将传声器安装在地面以上 6 m 的位置 且声入射角与道路交 通噪声大不相同 B 2 对于不同位置修正的标准不确定度 对于最常见的情况 表 B 1 给出了交通噪声中使用不同传声器位置的标准不确定度的默 认值 除非有更多的信息可用 否则将使用这些值 对于工业噪声和其他的传声器位置 应 单独评估每种情况的不确定度 对于静止的声源和低频段 不宜在反射面前端的位置使用默 认的 3 dB 修正 相反 对于齐平嵌入反射面的传声器位置推荐使用 5 7 dB 的修正值 表 B 1 关于垂直反射表面不同传声器位置处的反射修正引入的标准不确定度 传声器位置传声器位置 标准不确定度标准不确定度 uloc dB 各角度入射各角度入射的交通噪声的交通噪声 自由场的参考位置 0 符合 B 2 要求的位置 0 5 符合 B 4 要求并使用 5 7 dB 修正的位置 0 4 符合 B 5 要求并使用 3 dB 修正的位置 0 4 以掠入射为主的以掠入射为主的交通噪声交通噪声 自由场的参考位置 0 符合 B 4 要求并使用 5 7 dB 修正的位置 2 0 符合 B 5 要求并使用 3 dB 修正的位置 1 0 注 表 B 1 仅适用于 A 计权交通噪声 移动声源 B 3 自由场位置 这是一个除了地面以外没有反射表面足以影响声压级的位置 从传声器到除了地面以外 的任何反射表面的距离至少应是传声器到声源主要部分距离的两倍 注 用于小型声反射表面及其反射效应不明显的情况除外 这可根据反射表面的主要尺寸和波长来计 算 B 4 直接在反射表面上的传声器 标称 6 dB 修正的情况 此位置的默认修正为 5 7 dB 这个位置的传声器齐平安装在反射表面上 直达声和反射声将在某个频率 f 下同相 对 于从多个角度入射的宽带交通噪声 13 mm 的传声器安装在反射表面时 f 约为 4 kHz 如 果声音以掠入射为主 则宜避免此位置 建筑物墙面应为平面度在 0 05 m 以内的平面 且与传声器的距离在 1 m 以内 同时 传声器与建筑物墙面边缘的距离应大于 1 m 传声器可如图 B 1 所示安装 或者传声器的膜 与安装板表面齐平 安装板的厚度不应大于 25 mm 且尺寸不小于 0 5 m 0 7 m 从传声器 到安装板的边缘和对称轴的距离应大于 0 1 m 以减少板边缘衍射的影响 安装板应为声学硬材料 以避免在测量频率范围内引起吸声和共振 例如 一种厚度大于约 19 mm 的涂漆刨花板或一种 5 mm 的铝板 在面向墙壁的一侧 具有最小 3 mm 的减振材料 应注意不要在安装板和粗糙的之间产生空气动力干扰噪声 当墙壁由混凝土 石头 玻璃 木材或类似的刚性材料制成时 传声器可以在没有安装 板的情况下使用 在这种情况下 墙壁表面宜平整 距传声器半径为 1 m 范围内平面度宜小 于 0 01 m 对于倍频带测量 宜使用 13 mm 或更小的传声器 如果频率范围扩展到 4 kHz 以上 则宜使用 6 mm 的传声器 说明 1 传声器 2 挡风玻璃 3 安装板 4 墙或反射表面 图图 B 1B 1 传声器安装在反射表面上传声器安装在反射表面上 B 5 靠近反射面的传声器 标称 3 dB 修正的情况 当传声器与反射面保持一定距离时 只要满足某些条件 直达声和反射声同样强 当涉 及的频段足够宽时 反射导致直达声场的能量加倍 声压级增加 3 dB 建筑物墙面应为平面度在 0 3 m 以内的平面 传声器不应放置在声场受建筑物表面多 次反射影响的位置 窗应被视为建筑物墙面的任何其他部分 在测量期间应关闭 允许开一个使传声器电缆 通过的小口 标准 B 1 至 B 3 确保测得的总等效声压级与输入声级加上 3 dB 的偏差小于 1 dB 比较 图 B 2 a 扩展源 即源视角 等于或大于 60 和 b 点源 即 小于 60 两种情况是有 区别的 对于窄带信号源或频带测量 建议使用自由场或 6 dB 修正的位置 传声器 M 与反射表面上点 0 的垂直距离为 d 见图 B 2 当视角 确定时 点 0 被认为 是传声器的代表性位置 沿着角 的平分线可测量距离 a 和 d 从点 0 到反射表面的最近边缘的距离是 b 水平测量 和 c 垂直测量 为避免倍频带 125 Hz 至 4 kHz 范围的边缘效应 应满足 B 1 标准 标准 B 1 b 4d 和 c 2d 标准 B 2 确保入射声和反射声同样强 标准 B 2 扩展源 d 0 1a 点源 d 0 05a 标准 B 3 确保传声器远离建筑物墙面附近的 6 dB 修正的区域 标准 B 3 扩展源 总 A计权声压级 d 0 5 m 倍频带声压级 d 1 6 m 点源 总 A计权声压级 d 1 0 m 倍频带声压级 d 5 4 m 说明 0 传声器安装点前方的反射面上的点 1 建筑物墙面或其他反射表面 2 扩展源 M 传声器位置 R 从 0 点出发到道路中心线终止的射线距离 R0 角的角平分线 从 0 点的法线分别向道路 轨道两侧观察的角度 M 线 R0 上等效的传声器位置 从传声器位置到反射表面 0 点的垂直距离 距离 0M 距离 0R 到反射表面边缘的距离 图 B 2 反射表面附近传声器位置的几何结构 在图 B 2 中 扩展源是中心线以虚线表示的道路 在 Nordic 1996 道路模型 参见 L 1 中 采用从垂直点 R 到每个方向道路两端的路段半角对应的过量声衰减的计算距离 如果 道路是对称的 那么 是对称平分的 因此 如果道路的视角是 180 且是对称的 则使用 从垂线开始的 45 如果道路的视角相对于法线是不对称的 则分别分析法线两侧 2 的角 度 例如 如果道路的视野在一个方向上覆盖 90 而在另一个方向上覆盖 50 即总共 140 则在一个方向上使用 2 即 45 另一方向上使用 2 即 25 如果道路视野大于 180 则将道路细分为更小的路段进行计算 附录 C 资料性附录 测量和监测地点的选择 C 1 概述 声测量站的位置对获取准确有用的声音数据是至关重要的 由于特定地点对声数据的要 求可能差异很大 所以选定声测量站的工程指南也可能有很大不同 一旦确定了测量系统的目标 就宜在制定测量计划时尽早考虑测量点的选取 为了分析 一个建议的站点在多大程度上影响该地点结果的不确定度 有必要检查残余声与待测声压级 之间的关系 如果级差大于 15 dB 则残余声的影响可以忽略不计 C 2 选址过程 声测量地点的选取通常分两阶段 第一阶段先确定测量站点的大致位置 根据测量目的 其中可能包括以下内容 要获得特定声敏感社区准确的声信息 要获得特定位置由不同类型的噪声源产生的声压级的准确信息等 要获取监测噪声事件的声信息 要满足监测系统的技术条件 特别是需要在重大噪声事件时从多个站点获取声音信 息 要监测是否符合周期性暴露声级的要求 选址过程的第二阶段是在一般区域内选择特定监测点 这个过程是以如下现实可用和其 他考虑为基础 来自其他声源 其他交通 工业 野生动物 休闲活动等 的干扰 便于使用公用设施 和电力 地形和建筑障碍物 获取场地准入和审批的便利性和成本 属于私有财产的地方可能需要支付租金或使 用权 公有土地的位置对公共机构来说成本更低 如公园道路等 但获得正式批准 可能很困难且耗时 监测站安全考虑 故意破坏和盗窃 测量可能的不确定度 C 3 确定声学上合适的声测量点的方法 对于声学的可靠测量 测量的声事件应能清楚地与环境 残余 声区分开来 例如 平 均残余声与测量开始之间的声级差应至少为 3 dB 最好大于 5 dB 因此 仪器只。