NO173203B

NO173203B - MEASUREMENT OF AMOUNTABLE SOUND IN BUILDINGS

Info

Publication number: NO173203B
Application number: NO873006A
Authority: NO
Inventors: Robin Mackenzie
Original assignee: British Tech Group
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1993-08-02
Also published as: DK371287D0; NO173203C; GB8716875D0; DK371287A; NO873006D0; NO873006L; GB2192716A; DK169797B1; GB2192716B; GB8617566D0

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for måling av lydoverføringskarakteristikkene for konstruksjonselementer mellom to rom i en bygning, omfattende de trinn å sette opp en lydkilde i et første av de to rom, og å måle lydnivået i det annet av de to rom ved en flerhet av forskjellige frekvenser. The present invention relates to a method for measuring the sound transmission characteristics of structural elements between two rooms in a building, comprising the steps of setting up a sound source in a first of the two rooms, and measuring the sound level in the second of the two rooms by a plurality of different frequencies.

Oppfinnelsen vedrører også et dertil relatert apparat. The invention also relates to an apparatus related thereto.

I den foreliggende beskrivelse blir det benyttet tekniske betegnelser som har definisjoner og/eller betydninger som skal tillegges disse i henhold til følgende liste. In the present description, technical terms are used which have definitions and/or meanings which must be added to them according to the following list.

A-veiet lydtrykk, i pascal: kvadratroten av gjennomsnittlig kvadratverdi av lydtrykket bestemt ved bruk av frekvens-veiende nettverk "A" (se I.E.C. publikasjon 651). A-weighted sound pressure, in pascals: the square root of the mean square value of the sound pressure determined using frequency-weighting network "A" (see I.E.C. publication 651).

A-veiet lydtrykk, i decibel: lydtrykknivå for A-veiet lydtrykk gitt ved formelen A-weighted sound pressure, in decibels: sound pressure level for the A-weighted sound pressure given by the formula

Ekvipalent kontinuerlig A-veiet lydtrykknivå, i decibel: verdien av det A-veiede lydtrykknivå for en kontinuerlig, stabil lyd som innenfor et bestemt tidsintervall T, har den samme gjennomsnittlige kvadratrotverdi av lydtrykk som en lyd under betraktning, hvis nivå varierer med tid. Den er gitt ved formelen Equivalent continuous A-weighted sound pressure level, in decibels: the value of the A-weighted sound pressure level of a continuous, stable sound which, within a certain time interval T, has the same mean square root value of sound pressure as a sound under consideration, the level of which varies with time. It is given by the formula

hvor where

LAeg,T er ^e*- ekvivalente kontinuerlige A-veide lydtrykknivå, i decibel, bestemt over et tidsintervall T som starter ved t^ og ender ved lite t2,' LAeg,T is ^e*- equivalent continuous A-weighted sound pressure level, in decibels, determined over a time interval T starting at t^ and ending at little t2,'

P0 er referanselydtrykket (20uPa); P0 is the reference sound pressure (20uPa);

PA.(t) utgjør det øyeblikkelige A-veide lydtrykk av lyd-signalet . PA.(t) constitutes the instantaneous A-weighted sound pressure of the sound signal.

Måletidsintervallet er det tidsintervall over hvilket det kvadrerte A-veide lydtrykk blir integrert og får beregnet sin gjennomsnittsverdi. The measurement time interval is the time interval over which the squared A-weighted sound pressure is integrated and its average value is calculated.

Det gjennomsnittlige lydtrykknivå i et rom utgjør ti ganger den felles logaritme av forholdet mellom rom- og tidsgjenn-omsnittet for det kvadrerte lydtrykk i forhold til kvadratet av referanselydtrykket, idet romgjennomsnittet tas over hele rommet med unntak av de deler hvor den direkte utstråling fra en lydkilde eller nær feltene for avgrensningene (vegg, etc.) har en betydelig innvirkning. The average sound pressure level in a room is ten times the common logarithm of the ratio between the space and time average for the squared sound pressure in relation to the square of the reference sound pressure, the room average being taken over the entire room with the exception of the parts where the direct radiation from a sound source or close to the fields for the boundaries (wall, etc.) have a significant impact.

Denne størrelse er angitt med L, hvor This size is indicated by L, where

hvor where

P1,P2/ Pn utgjør r.m.s. lydtrykkene ved n forskjellige posisjoner i rommet: P1,P2/ Pn constitute r.m.s. the sound pressures at n different positions in the room:

p0 = 20upa utgjør referanselydtrykket. p0 = 20upa constitutes the reference sound pressure.

Den A-veide nivåforskjell er forskjellen i rom- og tids-gjennomsnitt av A-veide lydnivåer fremskaffet i to rom ved hjelp av en eller flere lydkilder i et av dem. Denne størrelse er beregnet D^, hvor The A-weighted level difference is the difference in space and time average of A-weighted sound levels obtained in two rooms using one or more sound sources in one of them. This size is calculated D^, where

hvor LA^i utgjør gjennomsnittlig lydtrykknivå i kilderommet, og 2 utgjør gjennomsnittlig lydtrykknivå i mottagerrommet. Den standardiserte nivåforskjell utgjøres av nivåforskjellen svarende til en referanseverdi av etter-klangstiden i mottagerrommet. Denne størrelse er betegnet med DnT, hvor where LA^i is the average sound pressure level in the source room, and 2 is the average sound pressure level in the receiver room. The standardized level difference is made up of the level difference corresponding to a reference value of the reverberation time in the receiver room. This quantity is denoted by DnT, where

hvor D utgjør nivåforskjellen, T utgjør etterklangen i mottager rommet, T0 utgjør referanseetterklangstiden. For bygninger er TQ gitt ved where D is the level difference, T is the reverberation in the receiving room, T0 is the reference reverberation time. For buildings, TQ is given by wood

TQ = 0,5s TQ = 0.5s

Standardiseringen av nivåforskjellen med hensyn til etterklangstid på 0,5s tar hensyn til at bygninger med møblemang gir en etterklangstid som, nesten uavhengig av volum og frekvens, kan settes lik 0,5m. Med denne standardisering er DnT avhengig av retningen for lydoverføringen dersom de to rom har forskjellig volum. The standardization of the level difference with regard to a reverberation time of 0.5s takes into account that buildings with a lot of furniture give a reverberation time which, almost independently of volume and frequency, can be set equal to 0.5m. With this standardization, DnT depends on the direction of sound transmission if the two rooms have different volumes.

Standardiseringen av nivåforskjellen med hensyn til etterklangstid i mottagerrommet på T0 = 0,5s svarer til standardisering av nivåforskjellen med hensyn til et ekvivalent absopsjonsareal av: The standardization of the level difference with respect to the reverberation time in the receiver room of T0 = 0.5s corresponds to the standardization of the level difference with respect to an equivalent absorption area of:

AQ = 0,32V AQ = 0.32V

hvor A0 utgjør det ekvivalente absopsjonsareal, målt i kvadratmeter og V utgjør volumet for mottagerrommet, målt i kubikkmeter. Målemetoden for isolasjon av luftbåren lyd i bygninger innbefatter feltmålinger mellom rom i henhold til frekvens, og dette er standardisert i I.S.O. 140/4. 1978 Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements; del 4: Field measurements of airborne sound insulation between rooms. where A0 is the equivalent absorption area, measured in square meters and V is the volume of the receiver room, measured in cubic meters. The measurement method for insulation of airborne sound in buildings includes field measurements between rooms according to frequency, and this is standardized in I.S.O. 140/4. 1978 Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements; part 4: Field measurements of airborne sound insulation between rooms.

Disse prosedyrer er lange og kompliserte og det har derfor dukket opp et behov for en kortere testeteknikk som kan skaffe et overslag som gir en gradering i et tall. These procedures are long and complicated and a need has therefore arisen for a shorter test technique that can provide an estimate that gives a grading in a number.

Fra GB-patent nr. 1 472 713 er det tidligere kjent å måle lydoverføringskarakteristikkene for konstruksjonselementer mellom to rom i en bygning. Det er videre kjent at lydkilden er forsynt med filterkretser som fremskaffer en ikke-lineær variasjon med hensyn til frekvens. Imidlertid blir det ifølge GB 1 472 713 referert til et akustisk spekter avhengig av frekvensen, slik at spektralfordelingen av den reverbererte støy i et selektert område av lydfeltet i det første rom, følger den internasjonale standardiserte vektkurve "A", mens den spektrale distribusjon i det foreliggende tilfelle følger en spesifikk form av kurven. Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det overraskende funnet at denne form er meget fordelaktig. From GB patent no. 1 472 713 it is previously known to measure the sound transmission characteristics of structural elements between two rooms in a building. It is further known that the sound source is provided with filter circuits which produce a non-linear variation with respect to frequency. However, according to GB 1 472 713, reference is made to an acoustic spectrum depending on the frequency, so that the spectral distribution of the reverberated noise in a selected area of the sound field in the first room follows the international standardized weighting curve "A", while the spectral distribution in the the present case follows a specific shape of the curve. According to the present invention, it has surprisingly been found that this form is very advantageous.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det således fremskaffet en fremgangsmåte for måling av lydoverførings-karakteristikker av den innledningsvis angitte art, som er karakterisert ved at lydeffektnivået hos senderen og den relative følsomhet hos mottakeren oppviser en forhåndsbestemt ikke-lineær variasjon med hensyn til frekvens med minst én topp deri. According to the present invention, a method has thus been provided for measuring sound transmission characteristics of the type indicated at the outset, which is characterized in that the sound power level of the transmitter and the relative sensitivity of the receiver exhibit a predetermined non-linear variation with respect to frequency with at least one peak in it.

Denne fremgangsmåte er uttenkt til bruk for bygnings-kontroll-inspektører eller personer som utfører en lignende oppgave, for å tillate at der utføres en rask og enkel kon-troll med hensyn til isolasjon av luftbåren lyd mellom vær-elser. This method is intended for use by building control inspectors or persons performing a similar task, to allow a quick and simple check to be carried out with regard to insulation of airborne sound between rooms.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i ytterligere detalj ved hjelp av eksempler under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 er et skjematisk riss som viser opplegget av et apparat for måling i et rom med lydkilde. Fig. 2 er et skjematisk riss som viser opplegget for et apparat for måling i et mottagende rom. Fig. 3 er et effektnivåaspekter for kombinert vegg/gulv-lydkilde. The invention will now be described in further detail by means of examples with reference to the attached drawings. Fig. 1 is a schematic diagram showing the arrangement of an apparatus for measurement in a room with a sound source. Fig. 2 is a schematic diagram showing the layout of an apparatus for measurement in a receiving room. Fig. 3 is a power level aspect for a combined wall/floor sound source.

Fig. 4 er et effektnivåaspekter for veggstøykilde. Fig. 4 is a power level aspect for a wall noise source.

Fig. 5 er et effektnivåaspekter for gulvstøykilde. Fig. 5 is a power level aspect for a floor noise source.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er basert på bestemmelsen av den A-veide lydnivåforskjell mellom tilstøtende rom uten hensyn til overføringsbanene. The method according to the invention is based on the determination of the A-weighted sound level difference between adjacent rooms without regard to the transmission paths.

Lydnivåforskjellen, med den foreliggende fremgangsmåte for øye, er den som oppnåes fra de rom- og tidsgjennomsnittlige A-veide lydnivåer i henholdsvis kilderommet SR og mottagerrommet RR, pga driften av en spesiell lydkilde i kilderommet. I tilfelle av møblerte rom vil absorbsjon nødvendigvis måtte tillegges både kilderommet og mottagerrommet for å eliminere den spektrale ubalanse som bevirkes av variasjoner i romabsorbsjon ved forskjellige frekvenser. The sound level difference, with the present method in mind, is that which is obtained from the spatially and time-averaged A-weighted sound levels in the source room SR and the receiver room RR, respectively, due to the operation of a special sound source in the source room. In the case of furnished rooms, absorption will necessarily have to be added to both the source room and the receiver room to eliminate the spectral imbalance caused by variations in room absorption at different frequencies.

I henhold til en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen vil den kilde som skal benyttes for lydnivå-forskjells-målinger, utgjøre en kombinasjon av høyttaler, forsterker og slumpstøygenerator. Det maksimalt tilgjengelige oktavbånd-lydeffektnivå for slumpstøyen faller innenfor de markerte grenser på fig. 2 for en kombinert vegg/gulv-kilde og fig. 3 og 4 for separate vegg- og gulvkilder. Dekseldimensjonene for høyttalerene ble begrenset til 500mm (høyde) gange 350mm (bredde) gange 2500mm (dybde) +- 10%. Den maksimale bredbånd-lydeffekten er på utgangen 120dB re. 10-<12>W. Høytaleren er forsynt med ettergivende puter på basisen av kabinettet for å minimere overføringen av høyttaler-vibrasjoner til gulvet. Ideelt bør lydkilden være istand til å kunne slås på og av fra et fjerntliggende sted ved hjelp av FM sender/mottager-kretser. According to a preferred embodiment of the invention, the source to be used for sound level difference measurements will be a combination of speaker, amplifier and random noise generator. The maximum available octave band sound power level for the random noise falls within the marked limits on fig. 2 for a combined wall/floor source and fig. 3 and 4 for separate wall and floor sources. The cover dimensions for the speakers were limited to 500mm (height) by 350mm (width) by 2500mm (depth) +- 10%. The maximum broadband sound output is 120dB re. 10-<12>W. The speaker is fitted with resilient pads at the base of the cabinet to minimize the transfer of speaker vibrations to the floor. Ideally, the sound source should be able to be switched on and off from a remote location using FM transmitter/receiver circuits.

En absorberende pakke som omfatter tre polyeter-skumplater (30 kg/m^) som måler 1000mm x 500mm x 50mm, blir brukt i kilde- og mottagerrommene (dvs. tre paneler for hvert rom) for å kompensere for operatørens nærvær. An absorbent pack comprising three polyether foam sheets (30 kg/m^) measuring 1000mm x 500mm x 50mm is used in the source and receiver compartments (ie three panels for each compartment) to compensate for operator presence.

Under målningene skal alle dører og vinduer i rommene som testes, være lukket. During the measurements, all doors and windows in the rooms being tested must be closed.

Lydnivåmeteret blir kalibrert ved hjelp av en kalibrator av hulroms-typen, og da i henhold til instruksjoner ifølge produsenten, nemlig før- og etter målingene for hvert rompar. Etter kalibrering blir lydnivåmeteret innstilt for A-veining for resten av testprosedyren. Dersom rommet er umøblert, blir der opprettet en absorberende skjerm AS i likhet med det som er vist på fig. 1. Dette oppsett blir brukt samtidig som operatøren befinner seg i kilde- eller mottagerrommet. Når operatøren 0 forlater kilderommet, blir skjermen justert som vist på fig. 2, i den hensikt å kompensere for den absorbsjon som fremskaffes ved operatøren ved dennes nærvær i rommet. Det er av viktighet at ingen andre personer enn operatøren befinner seg i testrommene når målingene utføres. Lydkilden blir plassert på gulvet på siden av rommet motsatt skilleveggen, idet det fremre av høyttaleren vender inn i rommet under en vinkel på 45°. Dersom lydkildeutstyret blir utført med separate spektra for vegger og for gulv, så vil der kunne velges et passende spektrum. Ved testing av gulver, vil det nedre rom bli valgt som kilderom. Lydutgangsstyringen bør justeres slik at der fremskaffes et A-veiet lydnivå i det minste 10 dB over bakgrunnsnivået. Der utføres til å begynne med en måling i mottagerrommet for å tillate sammenligning med bakgrunns-støynivået. Dersom lydnivået i mottagerrommet er mindre enn 10 dB over bakgrunnsnivået, så vil der utføres en korreksjon med hensyn til mottagerromnivået i henhold til tabell 2. Det intergrerende lydnivåmeter holdes ut ved armlengde, idet operatøren står så nært midtpunktet av rommet som mulig. Mikrofonen bør rotere FIRE ganger over en vinkel på 360°, samtidig som armen beveges opp og ned i en myk bevegelse under gjennomgangen. Den fjerde rotasjon bør kompletteres i løpet av et totalt tidsintervall på tilnærmet TRETTI sekunder. (Det kan være nødvendig å utvide måle-perioden ved bruk av et ikke-integrerende lydnivåmeter). Verdien av LAeg (30 sekunder) blir notert og tatt som verdien for LA^ -| . En måling blir utført i kilderommet på samme måte som den som blir utført i mottagerrommet, hvilket fremskaffer verdien LA 2- The sound level meter is calibrated using a cavity-type calibrator, and then according to the manufacturer's instructions, namely before and after the measurements for each pair of spaces. After calibration, the sound level meter is set for A-weighting for the remainder of the test procedure. If the room is unfurnished, an absorbent screen AS is created, similar to what is shown in fig. 1. This setup is used while the operator is in the source or receiver room. When the operator 0 leaves the source room, the screen is adjusted as shown in fig. 2, with the intention of compensating for the absorption produced by the operator by his presence in the room. It is important that no one other than the operator is in the test rooms when the measurements are carried out. The sound source is placed on the floor on the side of the room opposite the partition, with the front of the speaker facing into the room at an angle of 45°. If the sound source equipment is made with separate spectra for walls and for floors, then a suitable spectrum can be selected. When testing floors, the lower room will be chosen as the source room. The audio output control should be adjusted so that an A-weighted sound level of at least 10 dB above the background level is provided. A measurement is initially carried out in the receiving room to allow comparison with the background noise level. If the sound level in the receiving room is less than 10 dB above the background level, then a correction will be made with respect to the receiving room level according to table 2. The integrating sound level meter is held out at arm's length, with the operator standing as close to the center of the room as possible. The microphone should rotate FOUR times over a 360° angle, while moving the arm up and down in a smooth motion during the review. The fourth rotation should be completed within a total time interval of approximately THIRTY seconds. (It may be necessary to extend the measurement period when using a non-integrating sound level meter). The value of LAeg (30 seconds) is noted and taken as the value of LA^ -| . A measurement is performed in the source space in the same way as the one performed in the receiver space, which produces the value LA 2-

Lydnivåforskjellen, DA, mellom kilde- og mottagerrommet blir deretter beregnet. Den passende verdi for DnTw skulle da kunne leses direkte ut i fra tabell 1. The sound level difference, DA, between the source and receiver rooms is then calculated. The appropriate value for DnTw should then be read directly from table 1.

Selv om den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet under henvisning til senderapparater som har et definert senderspektrum, og en mottager med en hovedsakelig flat respons, så skal det være klart for en fagmann at et lignende resultat kan oppnås med en sender med en flat overføringskarakteristikk og en mottager med en respons-kurve som utgjør komplementet av senderkarakteristikkene vist på fig. 1 og 2, eller både sender og mottager kan ha komplementære ikke-lineære karakteristikker for oppnåelse av den samme totale virkning. Although the present invention has been described with reference to transmitters having a defined transmitter spectrum, and a receiver having a substantially flat response, it should be clear to one skilled in the art that a similar result can be achieved with a transmitter having a flat transmission characteristic and a receiver with a response curve which constitutes the complement of the transmitter characteristics shown in fig. 1 and 2, or both transmitter and receiver may have complementary non-linear characteristics to achieve the same overall effect.

Claims

1. Method for measuring the sound transmission characteristics of structural elements between two rooms in a building, comprising the steps of setting up a sound source in a first of the two rooms, and measuring the sound level in the second of the two rooms by a plurality of different frequencies, characterized in that the sound power level of the transmitter and the relative sensitivity of the receiver exhibit a predetermined non-linear variation with respect to frequency with at least one peak therein.

2. Procedure for measuring the sound transmission characteristics for structural elements between two rooms in a building as stated in claim 1, characterized in that, for combined floor and wall measurements, the predetermined non-linear variation is allowed to fall mainly within the limits indicated in fig. 3 in the drawing.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that for wall measurements the predetermined non-linear variation is allowed to lie mainly within the limits shown in fig. 4 in the attached drawings.

4. Method as stated in claim 1, characterized in that for floor measurements the predetermined non-linear variation is allowed to lie mainly within the limits illustrated in fig. 5 on the attached drawing.

5. Method as specified in one of the preceding claims, characterized in that a correction factor is used in connection with said measurements when the sound level in the receiving room is less than 10 dB above the background level.

6. Apparatus for measuring sound transmission characteristics of construction elements between two rooms in a building, which measurement is related to a light source in a first of the two rooms, as well as related to a measurement of the sound level in the second of the two rooms by a plurality of different frequencies, characterized in that the device comprises a filter which is arranged to produce a non-linear variation with respect to frequency.