建筑聲學 | 如何測量并評估隔聲效果？

HBK聲學與振動

2024年5月29日 14:48

你若曾被鄰居打擾過，就會強烈地意識到居住建筑隔聲的重要性。鄰里噪聲問題不僅與鄰居本身吵鬧有關，還與建筑的噪聲衰減特征有關。您與鄰居間隔墻的隔聲性能越低，您越容易被打擾。

建筑聲學簡介

WHAT IS BUILDING ACOUSTICS?

建筑聲學是一門研究聲音如何從某一住宅或房間傳到另一住宅或房間以及如何測量與量化聲音傳遞的學科。建筑聲學有兩種噪聲類型，分別是空氣傳播噪聲（音樂或說話聲）與撞擊聲（相鄰公寓中的腳步聲）。盡管公寓間傳播的聲音大多是經墻傳播的空氣傳播噪聲，但也有很大一部分是通過建筑結構間接傳播的。

建筑法規規定了相鄰公寓與連棟房屋間應滿足的隔聲要求。隔聲是建筑隔墻的功能，而不是房間的功能。新建筑建好后，必須測量建筑聲學，確認建筑的隔聲是否符合法規的要求。這類測量通常是簡單測量房間（即放置聲源的房間與接收噪聲的房間）之間傳播的噪聲。

下圖展示了如何測量空氣傳播噪聲的隔聲量，簡而言之，就是測量聲源房間與接收噪聲房間之間的噪聲級差異。

建筑聲學 | 如何測量并評估隔聲效果？的圖1

圖1 ：A：聲源；B：傳聲器；

C：聲級計；D：隔墻

測量設備

MEASUREMENT EQUIPMENT

建筑聲學測量需使用一系列專業設備，主要包括：

獲得型式認證的1級(IEC61672-1)聲級計
PC用相關處理后方案
無指向性揚聲器（聲源）
驅動揚聲器的功率放大器

2270-S型聲級計

TYPE 2270-S TWO-CHANNEL SOUND LEVEL METER

2270-S型聲級計是一款結構緊湊而堅固耐用的1級核準型號的雙通道聲級計，具有2250-S型和2250-W型聲級計的所有功能，并具有兩個獨立通道的優點。該聲級計可同時測量兩個麥克風，兩個加速計或者一個加速度計和一個麥克風進行測量，可以將測量時間減半。

通過添加專用的應用程序，可以擴展該儀器的功能，以滿足您的任何噪聲和振動評估任務要求，包括建筑聲學、FFT分析、純音評估、基于聲強的噪聲源識別與聲功率測試、工業應用以及振動測量。

建筑聲學 | 如何測量并評估隔聲效果？的圖2

使用場景

通用1級聲音測量達到最新的國際標準
基于聲強的噪聲源識別與聲功率測試
多點測量
職業健康和安全 (OHS) 噪聲評估
環境噪聲評估和記錄
產品開發和質量控制
聲音和振動 FFT 分析
建筑聲學、響度和噪聲等級測量
使用1/3倍頻程和FFT方法評估純音
根據ISO 7196:1995和ANSI S1.42-2001（R2011）的次聲（G加權）測量

特征

基本應用程序包中包含︰

聲級計軟件 BZ-7222
雙通道測量選配模塊 BZ-7229
頻率分析軟件 BZ-7223
純音評估軟件 BZ-7231

這些儀器的內置靈活性允許您添加應用程序和硬件，以擴展其超出標準聲級計范圍的能力，包括從 OHS 到建筑聲學，從混響時間到 FFT 分析、振動和低頻分析，甚至包括聲功率和聲強以及噪聲源識別應用。

附加功能——振動

該儀器除了用作聲級計外，還可以通過添加合適的加速計作為基本測振計使用，或者通過添加增強振動和低頻選配模塊 BZ-7234 以及合適的加速計作為高級測振儀使用。將儀器、應用程序和附件進行組合，可實現測振儀的所有功能，例如質量測試和檢查、機械分析和故障排除、建筑物振動測量、根據ISO 8041:2005和DIN標準進行的低頻建筑物振動測量，以及維護、維修和大修（MRO）后的機器健康分析。

無指向性聲源簡介

WHAT IS AN OMNIDIRECTIONAL SOUND SOURCE?

建筑聲學使用的揚聲器與家用音樂系統使用的揚聲器完全不同，定義如何開展建筑聲學測量的標準規定了無指向性揚聲器的使用要求。音樂系統使用的揚聲器主要向聽眾位置所在方向發送聲音，而無指向性揚聲器均勻地向所有方向發射聲音。無指向性通過12個呈十二面體均勻排列的揚聲器實現，因此十二面體揚聲器有時也用于描述聲源。

建筑聲學 | 如何測量并評估隔聲效果？的圖3

無指向性揚聲器設計通過類似于散射聲場的聲波快速填充聲源房，即在房間內各個位置生成同樣的聲壓，同時聲波從房間內所有方向到達接收者。理論上，如果一個房間內具有完美的散射聲場，那么就無需考慮傳聲器的放置位置，因為在任何位置測得的聲壓級都相同，但實際測量中不可能存在完美的散射聲場，因此，相關標準要求必須在房間內的多個位置測量聲壓級，最后取平均值。

揚聲器要求

LOUD SPEAKER REQUIREMENTS

市面上有多個制造商制造的不同無指向性揚聲器，盡管這些揚聲器看似相同，但他們的主要特征（與測量質量有關）和次要特征（與人體工學有關）不同，性能也不同，因此需閱讀并理解各自的技術規格。

ISO 16283-1標準規定了建筑聲學使用的聲源的主要特征，ISO 3382-1標準規定了室內聲學使用的聲源的主要特征。

方向性：聲源應在所有方向均勻傳聲，也就是說，揚聲器應具有無指向性。以上標準對方向性進行了定義，方向性僅是揚聲器的功能，不受聲源房間特性的影響。
頻譜：測量隔聲是指測量聲壓級的差異，但標準規定，相鄰1/3倍頻程間的差異不得超過6 dB。由于房間的頻率響應會影響測量結果，因此該要求針對于測量，而非設備。簡而言之，測量時的目標是捕獲聲源房間內可能產生的最平坦的聲音信號。
聲功率級：揚聲器的聲功率輸出應足夠高，使接收到的聲壓級遠高于背景噪聲級，該要求適用于揚聲器與驅動揚聲器的功率放大器。一般而言，一個建筑聲學用高質無指向性揚聲器每頻帶產生100dB的聲音（即聲音非常大）。
聲壓級的穩定性：為保證建筑聲學測量的穩定性，聲功率不應隨時間有較大變化。隨著揚聲器溫度的升高，“壓縮”效應會減小聲壓級，因此應補償該效應，使聲壓級的減小速度小于0.2dB/min。

次要特征僅與人體工學（如尺寸和重量）有關。盡管次要特征的重要性亞于主要特征，但建筑聲學測量通常由一個人開展，當測量時間較長時，測量設備的重量與搬運方案就變得十分重要，尤其是在電梯尚未投入使用的新公寓大樓中。

2755型功放

TYPE 2755 SMART POWER AMPLIFIER

HBK 2755型智能功率放大器是一款強大的緊湊輕便功率放大器，內置信號發生器，配合4292-L型全指向性聲源完成建筑聲學測試。它具有單通道或雙通道輸出，并且輕便易于攜帶，適合于現場測試。與4292-L型全指向性聲源使用時，能夠獲得最大和平直的聲功率輸出。對于連續長時間工作，也能夠獲得非常穩定的聲功率輸出。此外，它可以作為通用USB音頻設備使用，可以直接連接幻像供電和CCLD傳聲器以及揚聲器。

建筑聲學 | 如何測量并評估隔聲效果？的圖4