国家环保设备质量监督检验中心声学实验室建设规划

《国家环保设备质量监督检验中心声学实验室建设规划》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家环保设备质量监督检验中心声学实验室建设规划（49页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、国家环保设备质量监督检验中心声学实验室建设规划（第一版）同济大学声学研究所2013年4月国家环保设备质量监督检验中心声学实验室规划目 录一声学实验室规划建设背景1二声学性能检测参数及标准12.1 材料吸声性能检测12.1.1 材料吸声性能的评价量22.1.2 法向入射吸声系数的测量32.1.3 无规入射吸声系数的测量112.1.4应用吸声性能测量的部分标准182.2设备的噪声级与声功率测量192.2.1基本技术原理和标准化192.2.2自由场声压法消声室和半消声室212.2.3混响环境声压法混响室292.2.4 噪声声功率级测量的声强法302.3 构件隔声性能的测量312.3.1基本技术原理3

2、12.3.2隔声测量的实验室技术要求322.3.3测量标准情况342.3.4隔声测量的其它标准352.4消声器消声性能的测量382.4.1基本技术原理382.4.2消声器性能测量标准382.4.3消声器性能测量系统39三声学检测实验室建设内容433.1 消声室433.1.1消声室的技术参数433.1.2消声室的布局方案433.2 混响室443.3 隔声室443.4 消声器测量系统443.5 驻波管测量系统4445国家环保设备质量监督检验中心声学实验室建设规划一声学实验室规划建设背景根据国家环保设备质量监督检验中心、无锡市宜兴质量技术监督局就“国家环保设备质量监督检验中心”建设规划，国家环保设备

3、质量监督检验中心将建设环保设备及产品的声学检测和服务的能力，以满足环保产业发展及其产品质量监督检验的要求。本规划设计在根据相关国际、国内标准，结合声学产品的性能检测以及产业发展需求，对声学性能检测实验室的技术功能进行需求分析的基础上，提出监督检验中心声学和噪声控制相关设备产品的声学性能检测实验室的建设规划建议，以及分期实施计划。二声学性能检测参数及标准本章对设备及材料等声学性能检测按照检测参量及其检测中采用的标准进行分析。2.1 材料吸声性能检测通过吸声材料或吸收结构将声能吸收，从而降低噪声的能量是噪声控制的重要途径之一。同时，吸收材料（或结构）在控制室内声环境的舒适性以及音质上也有着广泛的应

4、用。吸声材料（或结构）的类别和形式多种多样，并且随着技术的进步，新的材料不断涌现，以满足越来越全面的应用要求。吸声材料（或结构）虽然形式众多，但如果按其吸声机理来分类，可以分成多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类。噪声控制设计以及厅堂音质设计中需要对材料的吸声性能有全面的了解，因此，材料的吸声性能的检测是最基本的声学检测内容。同时，吸声性能检测在道路交通噪声控制的声屏障、消声器设计等方面也是必备的基本检测参量。2.1.1 材料吸声性能的评价量吸声材料或吸声结构的吸声能力采用吸声系数来描述。吸声系数定义为材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比，符号为。用公式可表示为：（1.1）式中：入射声能；被

5、材料或结构吸收的声能；被材料或结构反射的声能； 声能反射系数。吸声系数是评定材料吸声作用的主要指标，吸声系数越大，材料的吸声性能越好；反之，吸声系数越小，材料的吸声性能越差。一般材料(或结构)的吸声系数介于01之间，通常把吸声系数的材料称为吸声材料。吸声系数与声波的频率以及入射声波的方向有关。吸声系数可以表示为频率的函数。图1.1中给出了多孔性吸声材料和共振吸声结构的典型吸声频谱曲线。多孔性吸声材料的吸声性能一般在低频段比较小，随着频率的增高，吸声系数逐渐增大，在中高频段获得比较高的吸声；而共振吸声结构的吸声性能在共振频率附近比较好，偏离共振频率点以后吸声性能逐渐减小。 a) 多孔性吸声材料

6、b) 共振吸声结构图2.11吸声材料(结构)的典型吸声系数频谱声波入射到材料表面的方向，可分为如图1-2所示的正入射、斜入射和无规入射三种形式，其中正入射又称为法向(垂直)入射。因此，根据声波的入射角度不同，吸声系数可分为法向入射吸声系数、斜入射吸声系数和无规入射吸声系数。在材料吸声系数测量中，最常进行的检测有法向入射吸声系数和无规入射吸声系数。不同入射角下的斜入射吸声系数的测量比较复杂，一般在科学研究单位研究中才会用到。图2.12声波入射到材料表面的方向2.1.2 法向入射吸声系数的测量2.1.2.1 法向入射吸声系数测量技术方法法向入射吸声系数(又称垂直入射吸声系数)通常用符号表示。这种吸

7、声系数采用阻抗管法(又称驻波管法)进行测量，该方法所需试件的材料面积很小，测试装置简单，测试结果精确。适用于对吸声理论研究、吸声结构的优化试验、研制开发新产品以及进行材料吸声性能的相对比较。在阻抗管中测量法向入射吸声系数的方法分为驻波比法和传递函数法两种，这两种方法的测量过程及其要求的详细描述分别由以下两个国家标准给出 ：GB/T 18696.l-2004 声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第1部分：驻波比法。 (eqv. ISO 10534-1，美国标准ASTM C 384-98)GB/T 18696.2-2002 声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分:传递函数法。(eqv.

8、ISO 10534-2，美国标准ASTM E 1050-2010)驻波比法法向入射吸声系数测量驻波比法的测量装置见图1-3，其基本原理是由声频信号发声器带动安装在驻波管一端的扬声器，在驻波管内辐射平面波，当平面波在管中传播遇到阻抗管另一端时将产生一反射平面波，入射平面波与反射平面波相互叠加后形成驻波，从而在管内形成了固定的波腹和波节，因此，阻抗管也称为驻波管。波腹处的声压极大值与波节处的声压极小值之比称为驻波比s。测得管中的驻波比后，根据下式计算法向入射吸声系数：（1.2）图2.13驻波比法吸声系数测量装置图驻波比法测量必须保证在管内形成平面波，而管道内在与管道截面尺寸有关的一定频率以下才不会

9、产生高次波，即驻波比法测量存在一个上限频率。对于圆形管道，它的上限频率为：（1.3）式中：d 管道截面直径，m； c0 空气中的声速， m/s。阻抗管测试段的长度l决定了阻抗管测量的下限频率：（1.4）因此，驻波管的长度和直径决定了所能有效测量的频率范围。传递函数法法向入射吸声系数测量随着数字测量技术的发展，利用传递函数法直接在阻抗管中测量材料的吸声系数和声阻抗是一种更加方便快速的方法。这种方法能同时测量一定频率范围内所有频率处的材料复反射系数、法向声阻抗率和吸声系数。传递函数法吸收系数测量装置如图1-4所示。图2.14传递函数法吸声系数测量装置图传递函数法的测量原理是将白噪声信号输入扬声器，

10、在管道内形成驻波声场。由管壁处的传声器M1和M2同时测得声压瞬时信号p1(t)和 p2(t)，这两个信号经过快速傅立叶(FFT)分析进而得到两个测点之间的传递函数。（7.7）根据声波的传播叠加原理可得到被测材料的复反射系数R：（7.8）式中：s 两测量传声器之间的距离，m； 从试样表面到较远一个测点M1的距离， m； k 波数。由复反射系数R可求得材料的法向入射吸声系数：（7.9）由于传递函数法测量的便利性，而且其测量结果与驻波比法的结果完全等同，因此传递函数法被越来越广泛采用，在许多新修订的标准中对吸声性能参数的要求所提出的测量方法大多推荐传递函数法。测量规范及标准GB/T 18696.l-

11、2004 声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第1部分：驻波比法。ISO 10534-1:1996 Acoustics-Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes - Part 1: Method using standing wave ratio. (BS-EN-ISO-10534-2-2001)ASTM C384 - 04(2011) Standard Test Method for Impedance and Absorption of Acoustical Materia

12、ls by Impedance Tube Method. GB/T 18696.2-2002 声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分:传递函数法ISO 10534-2:1998 Acoustics-Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes - Part 2: Transfer-function methodASTM E1050 - 12 Standard Test Method for Impedance and Absorption of Acoustical Mate

13、rials Using a Tube, Two Microphones and a Digital Frequency Analysis System应用标准ASTM D1037 - 12 Standard Test Methods for Evaluating Properties of Wood-Base Fiber and Particle Panel Materials2.1.2.2测量设施标准阻抗管杭州爱华AWA6128A型驻波管吸声系数测试仪图2.15杭州爱华AWA6128A型驻波管AWA6128A型驻波管吸声系数测试仪用于测定垂直入射条件下吸声材料的吸声系数。测试仪由驻波管、传声

14、器、测试主机、显示器、键盘鼠标等组成。测试仪软件根据测量到的峰声级值和谷声级值自动计算出吸声系数，并能生成吸声系数与频率的坐标曲线。该设备满足GB/T 18696.1-2004 (ISO 10534-1:1996)声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第1部分：驻波比法的要求为了满足不同的测量频段的要求，该套设备提供了两种管径尺寸： 低频管：96x1000 (mm)，测量频率范围：90 Hz1800 Hz； 高频管：30x350(mm)，测量频率范围：1500 Hz6500 Hz杭州爱华AWA8551型驻波管图2.16杭州爱华AWA8551型驻波管AWA8551型阻抗管满足GB/T 18696

15、.2-2002(ISO 10534-2:1998) 声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分 传递函数法中规定的测量要求。杭州爱华制造的AWA8551型系列阻抗管采用铝合金材质，重量轻、尺寸小，样品安装及拆卸方便。阻抗管的尺寸分100mm和29mm两种，有些测量频率范围为50 Hz6.3 kHz。北京声望SW422和SW477阻抗管图2.17北京声望SW422和SW477阻抗管北京声望的SW系列阻抗管的满足GB/T 18696.2-2002(ISO 10534-2:1998) 声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分 传递函数法中规定的测量要求。其中： SW422为低频管，直径10

16、0mm，测量频率范围为63Hz1800 Hz； SW477为高频管，直径30mm，测量频率范围为800Hz6300 Hz； 丹麦B&K 4206和4206A阻抗管图2.18丹麦B&K 4206和4206A阻抗管丹麦B&K 4206和4206A两种型号的阻抗管的满足GB/T 18696.2-2002(ISO 10534-2:1998，ASTM E1050-2010) 声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分 传递函数法中规定的测量要求。其中：B&K 4206的测量频率范围为50Hz6.4kHz；B&K 4206A的测量频率范围为100Hz3.2kHz。2.1.2.3测量设施特殊阻抗管英国S

17、alford大学的低频阻抗管英国Salford大学近期建设了一圆管式低频驻波管，用于测量更低频段的材料的吸声性能。该阻抗管采用22mm厚的低碳钢制作，具体的管径以及有效测量频率范围没有公布。下图分别为该低频驻波管的示意图、实景照片以及原理图。图2.19英国Salford大学的低频阻抗管同济大学的低频阻抗管同济大学声学研究所在1974年建立了直立式的低频阻抗管，管道截面为600mmx600mm，可用于大型吸声材料或结构的低频吸声性能的测量，如消声室用吸声尖劈的测量。该阻抗管目前不处于正常工作状态，下图为该阻抗管道实物照片。图2.110同济大学直立式低频阻抗管南京大学的低频阻抗管南京大学建立了40

18、0mmx400mm的方形低频阻抗管，该阻抗管为横卧式，采用双传声器法进行测量。该阻抗管目前不处于正常工作状态。NI的三传声器阻抗管为了克服在宽带测量中需要采用粗细两根管子的不便利，NI研制了一种采用三传声器的传递函数法测量阻抗管。这种测量方法的原理较早时已经成熟，有些研究单位自行研制了三传声器传递函数的测量方法，但商业化的产品目前尚没有。图2.111美国NI的三传声器阻抗管2.1.2.4 阻抗管吸声测量的特殊应用阻抗管用于测量路面的吸声性能，测量如下图所示。测试主要按照以下2个标准执行。该测试需要在阻抗管的基础上，附加相关配件(地面耦合接管，路面采样器具)才能进行。ISO 13472-1:20

19、02 Acoustics - Measurement of sound absorption properties of road surfaces in situ - Part 1: Extended surface methodISO 13472-2:2010 Acoustics - Measurement of sound absorption properties of road surfaces in situ - Part 2: Spot method for reflective surfaces图2.112阻抗管用于路面吸声的测量2.1.3 无规入射吸声系数的测量2.1.3.1

20、测量技术方法无规入射吸声系数用表示，采用混响室法测量。该方法测试设备复杂，首先要有一间体积大于200m3的混响室，所需的试件面积大，要求10m2左右。由于声波在房间内大多是无规入射到物体及室内表面，所以无规入射的吸声系数更加符合实际声场条件。在声学工程的设计计算如厅堂音质混响时间的计算以及噪声控制工程的吸声降噪计算都应采用混响室法的吸声系数。还用于材料吸声性能的等级评定，国家标准也规定以混响室法吸声系数作为划分依据。混响室法吸声系数测量的详细过程和要求见“GB/T 202472006 声学 混响室吸声测量”。图2-1中给出的是混响室法吸声系数测量系统图，通过测量在混响室内放入被测材料前后的混响

21、时间，根据下式计算得到材料的吸声系数：（7.10）式中：V 空场(即混响室内未放置被测材料)时混响室体积，m3；c 混响室内声波在空气中的传播速度，m/s；T1 空场时混响室内的混响时间，s；T2 放入被测材料后混响室内的混响时间，s；S 被测材料的面积，m2；m1 空场混响室条件下的声强衰减系数，m-1；m2 放入被测材料后混响室条件下的声强衰减系数，m-1；图2.21混响室吸声系数测量系统图测量标准：GB/T 202472006 声学 混响室吸声测量ISO 354:2003 Acoustics - Measurement of sound absorption in a reverbera

22、tion room.ASTM C423-09a Standard Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method2.1.3.2测量设施混响室1. 混响室的技术要求2. 混响室的类型混响室需要在内部空间获得均匀扩散的声场，根据室内声学的设计原理，在房间外形尺寸以及内部为非规则时，可以激发更多室内空间的声学模态，并通过旋转扩散体或分布式扩散体等形式，进一步改善室内声场的均匀度。根据这一原理，目前国际上混响室的结构形式可以分外两大类：扩散体获得均匀扩

23、声声场：国际上绝大部分的混响室属于这一类型，房间的几何形状最好采用非规则形状(如德国FhG建筑物理实验室，图2.2-2)，并且内容采用悬吊扩散体的方法获得均匀扩散声场。也有采用旋转扩散体来改善室内声场均匀度的(图2.2-3)，但旋转扩散体的机械部件的运转耐久性和平稳性问题解决的复杂性使得许多新造实验室尽量少采用这种方式。2009年底建成的中国计量研究院的混响室仍采用的是扩散体形式(图2.2-4)。 图2.22 德国FhG建筑物理所混响室 图2.22采用旋转扩散体的混响室(2m3)a. 南大声学所混响室 b. IBM日本大和研发中心图2.24 德国技术与应用物理所混响室(200m3) 图2.25

24、 中国计量科学研究院混响室(透明扩散体)非规则表面获得均匀扩声声场：国际上第一个非规则表明的混响室是1984年建造于同济大学声学研究所的混响室。同济大学声学研究所研究者根据室内声场理论计算得出，内壁的曲面表面可以获得声场扩散的最佳效果。在此研究基础上，1984年在国际上首次采用非规则体积扩散体形式建造成新的混响室，获得很好的声学性能效果(图2.2-6)。在此以后的国内混响室的建设中，大多仿照同济大学声学研究所混响时的结构形式建造了许多混响室。其中有些混响室我制造简单，在此基础上对壁面构造进行了简化。典型的有福特汽车的混响室，苏州科技大学的混响室等，其中华南国家计量测试中心混响室采用了室内壁体积

25、扩散体与悬挂扩散体相结合的形式(图2.2-7)。图2.26同济大学混响室(268m3)图2.27华南国家计量测试中心混响室(240m3)3. 混响室最新研究技术结果2010年起，国际上开展修订ISO354-2003的研究，Vercammen M.L.S等在对比了(平板式)扩散体以及非规则表面(体积扩散体)混响室内部结构对声场扩散性，以及在吸声系数测量精度等方面的参数，结论认为，采用体积扩散体形式可以获得更好的效果。这一研究结果将会体现在修订版的ISO354的标准中，因此，可以认为，体积扩散体(非规则表面)形式的混响室将是未来发展的趋势。 图2.28混响室的平板扩散体和体积扩散体模型2.1.3.

26、3测量设施混响箱在国际汽车工业中，为降低材料开发过程中的成本，并考虑到汽车工业中对某种材料的使用件的面积较小，采用了一种混响箱(a-Cabin)的测试方法。Alpha箱的单边几何尺寸一般为标准混响室的1/3，体积在标准混响室的1/30左右，测量材料的面积一般在1.2m2左右。有些测量频率范围在400Hz以上。图2.29 Alpha箱吸声测试原理图Alpha箱吸声性能的测量在汽车行业(尤其是美国的汽车工业)有着广泛的应用，图2.2-10给出Alpha箱的典型产品的外观图。图2.210 典型Alpha箱外观图Alpha箱吸声测量虽被汽车行业长久使用，但目前关于此测量方法目前尚无国际标准。2005年

27、起推动了Alpha箱吸声测试的国际对比测试(Round-Robin Test)，结果显示Alpha箱在对低频吸声较好的产品在低频段的测量结果将会产生较大误差(图2.2-11)。国际汽车工业协会2008年起开始SAE J2883 Laboratory Measurement of Random Incidence Sound Absorption Tests Using a Small Reverberation Room标准的核实工作，但至今仍未获得批准颁布实施。图2.211 标准混响室与Alpha箱吸声测量对比2.1.4应用吸声性能测量的部分标准JB/T 10504 空调风机噪声声功率级测定

28、-混响室法GB/T 25998-2010矿物棉装饰吸声板GB/T 16731-1997建筑吸声产品的吸声性能分级HJ/T 90-2004 声屏障声学设计和测量规范ASTM E477 Standard Test Method for Measuring Acoustical and Airflow Performance of Duct Liner Materials and Prefabricated Silencers.EN 1793-1:2012 Road traffic noise reducing devices. Test method for determining the aco

29、ustic performance. Intrinsic characteristics of sound absorptionEN 1793-2:2012 Road traffic noise reducing devices. Test method for determining the acoustic performance. Intrinsic characteristics of airborne sound insulation under diffuse sound field conditionsEN 1793-3:1998 Road traffic noise reduc

30、ing devices. Test method for determining the acoustic performance. Normalized traffic noise spectrumISO 11654:1997. Acoustics - Sound absorbers for use in buildings - Rating of sound absorption (声学 建筑用吸声材料-吸声性能评级)ASTM C1410-2012 Standard specification for cellular melamine thermal and sound-absorbin

31、g insulation ()ASTM C1534-2012 (用作管道系统吸热吸声衬垫的软质聚合物泡沫薄片的标准规范)ASTM E580/E580M-2011b (安装地震地面移动区域吸声砖和通风板天花板悬置系统的标准操作规)ASTM C1139-2008 (军用设备用纤维玻璃绝热材料和吸声毯及板的规格)JC/T 566-2008吸声用穿孔纤维水泥板JC/T 1052-2007羊毛吸声绝热制品JC/T 469-2005吸声用玻璃棉制品JC/T 903-2012吸声板用粒状棉JC/T 430-2012膨胀珍珠岩装饰吸声板JC/T 2122-2012 轻质混凝土吸声板HG/T 4383-2012

32、 吸声圆锥2.2设备的噪声级与声功率测量2.2.1基本技术原理和标准化定量描述噪声最简单的方法是采用声压，但声压在描述声场的分布特性或声源的辐射特性时还显不够，往往需要采用声功率。声源的声功率是声源在单位时间内发出的总能量。它与测点离声源的距离以及外界条件无关，是噪声源的重要声学量。国际标准化组织先后颁布了一系列关于测定机器声功率方法的国际标准(ISO 3740系列，表2.2-1)。参考ISO标准，我国自20世纪80年代开始，先后制定了多种噪声源声功率测试国家标准(ISO 3740系列，表2.2-2)。从测量参数分，噪声源声功率的测量方法有：声压法、声强法和振速法；从测量环境分有：自由场法（消

33、声室或半消声室）、混响场法（专用测试室或硬壁测试室）、户外声场法；从测量精度分有：精密法、工程法和简易法（又称1级、2级和3级精度，其特征由GB/T14367规定）。另外，作为一种比较方法，标准声源法也是一类重要的方法。表2.2-1 ISO颁布的噪声源声功率测试标准标准编号精度分类测试环境声源体积声源噪声特性可获得的声功率可供选择的信息3741精密级满足特殊要求的混响室最好小于测试间体积的1%稳态、宽带1/1或1/3倍频程A计权声功率级3742稳态、窄带或离散频率3743工程级专用混响室最好小于测试间体积的1%稳态、宽带、窄带或离散频率A计权、1/1倍频程其他计权的声功率级3744工程级户外或

34、在大房间内最大尺寸小于15m任意A计权、1/1或1/3倍频程指向性和声压级随时间变化3745精密级消声室或半消声室最好小于测试间体积的0.5%任意A计权、1/1或1/3倍频程指向性和声压级随时间变化3746简易级没有专用的测试环境只受现有测试环境限制任意A计权声压级随时间变化，其他计权声功率级3747工程级或简易级现场的近似混响场符合规定要求无限制，仅由可得到的测试环境决定稳定、宽带、窄带或离散频率由1/1倍频程得到的A计权声压级随时间变化表2.2-2 我国颁布的噪声源声功率测试标准方法分类标准号精度分类主要特点声源体积对应的ISO标准声压法GB6882-1986精密消声室和半消声室精密法小于

35、测试房间体积的0.5%3745：1977GB/T3767-1996工程反射面上方近似自由场的工程法无限制，由有效测试环境限定3774：1994GB/T3768-1996简易反射面上方采用包络测量表面的简易法无限制，由有效测试环境限定3746：1995GB/T6881.1-2002精密混响室精密法小于混响室体积的1%3741：1999GB/T6881.2-2002工程硬壁测试室中的工程法小于混响室体积的1%3743-1：1994GB/T6881.3-2002工程专用混响室中工程法小于混响室体积的1%3743-2：1994声强法GB/T16404-1996精密、工程或简易离散点上的测量无限制，测量

36、表面由声源尺寸确定9614-1：1993GB/T16404.2-1999工程或简易扫描测量无限制，测量表面由声源尺寸确定9614-2：1996GB/T16404.3-2006精密扫描精密测量无限制，测量表面由声源尺寸确定9614-3：2002标准声源法GB/T16538-1996简易使用标准声源简易法无限制3747：1987振速法GB/T16539-1996精密封闭机器的测量无限制7849：19872.2.2自由场声压法消声室和半消声室2.2.2.1 技术指标和参数产生自由场的环境可以是消声室或半消声室，以及近似满足自由场条件的室内或户外，根据所测量的精度不同，分为精密法、工程法和简易法三级。

37、利用声压法可以测量无指向性声源和指向性声源的声功率。在ISO3740系列(GB/T14367及其系列标准)标准中，对消声室和半消声室测量精度的要求如表2.2-3所列。表2.2-3 消声室和半消声室测试的允许偏差测试室类型1/3倍频带频率 /Hz指向性允许偏差 /dB消声室6308005000630010000100001.52.02.55.0半消声室6308005000630010000100002.02.53.05.0根据标准中的要求，测量必须在自由场，并在有效地频率范围内进行，同时一般还要求被测设备的最低噪声级高于测试环境的本底噪声级10dB以上。因此，消声室和半消声室的主要声学技术参数有

38、3条(表2.2-4)。表2.2-4 消声室和半消声室的声学技术参数序号声学技术参数常见实验室的值1自由场半径1m几米2截止频率50Hz，100Hz3本底噪声20dB消声室和半消声室的自由场半径决定了被测声源的最大尺寸，一般测量标准中要求测点距离被测声源表面1m布置测点，而这个测点必须位于自由场范围才有可能满足表2.2-3中的精度要求。因此，自由场半径的技术要求需要根据允许最大被测声源的尺寸来确定。截止频率是消声室内能进行有效测试的最低频率，需要测量的声源的频率特征，觉得了低频截止频率的选取。低频截止频率受吸声材料的低频吸声特性的影响，要求的低频截止频率越低，所需要的吸声尖劈的长度越长，从而消声

39、室的空间尺度就越大。本底噪声由被测声源的最低声级决定，较低的本底噪声将可以保证在消声室内能准确测量更低声级的声源(如低噪声产品)。但本底噪声越低，在技术实现上隔振与隔声的投资也将越大。实际设计中需要将消声室布局在相对安静地环境，以更好地获得较低的本底噪声。2.2.2.2消声室和半消声室的结构类型消声室或半消声室通过在室内壁面采用吸声系数为0.99以上的吸声结构获得高吸声，从而形成室内自由场环境。目前国际上采用的内部吸声结构的类型主要有2大类：吸声尖劈；平板吸声结构。图2.2-1中给出了典型的吸声尖劈的外形图，图2.2-2中给出了采用吸声尖劈的消声室内部图。 图2.21吸声尖劈外形图 图2.22

40、采用吸声尖劈的消声室吸声尖劈：吸声尖劈的结构尺寸有消声室的技术参数决定。目前吸声尖劈主要用材有离心玻璃棉类和聚氨酯泡沫类(包括三聚氰胺等其它吸声性能较好的泡沫)。采用泡沫类型的吸声尖劈一半外表面不在加护面层。采用离心玻璃棉制作的吸声尖劈需要在外表面采用护面层。目前国际上使用的护面层类型主要为2种：阻燃布(包括防火玻璃布)和金属穿孔板护面。采用阻燃布可以获得最好的声学性能参数，采用金属穿孔板护面便于维护保养，但金属护面板对吸声的影响较大，一般需要金属护面板的穿孔率较高时才能减缓金属表面反射对尖劈吸声效果的影响。图2.23金属护面吸声尖劈局部效果图平板吸声结构：平板吸声结构可以采用厚度相对薄的吸声

41、结构(25cm40cm)满足室内自由声场的要求。目前采用的有两种类型：同济大学声学所的阻抗缓变结构和朗德的BCA低频吸声平板结构。a. 同济大学的平板结构b. 朗德的BCA平板结构图2.24 平板吸声结构消声室平板式结构由于吸声层的厚度较薄，可以节省不少空间，同时国内采用的平板吸声结构造价相对也比较低。平板式吸声结构由于不满足吸声的基本理论要求，吸声系数也不能达到理论上要求的0.99以上，因此它是一种简化的消声室内部吸声结构。在采用1/3倍频程频带噪声测量中，测量精度仍能达到要求。但在进行某些设备噪声的单频噪声测量，或测量中需要进行更窄的频带的噪声分析中，其测量精度将受到影响。或者是其有效声学

42、的自由场空间受到限制，形成视觉上节省空间，而声学上浪费空间的实际效果。2.2.2.3国内外现有消声室情况表2.2-5中给出了国内外部分消声室的技术参数。图2.25中给出的是日本小野测器的兼顾全消声室和半消声室功能的消声室，该消声室在设计时考虑了地面反射板的安装，是的可以将全消声室便利地转换成半消声室，兼顾了两者的功能。表2.2-5 国内外部分消声室的技术参数名称壳体内尺寸(LWH)/m净空尺寸(LWH)/m净体积/m3尖劈长/m截止频率/Hz建成时间同济大学16.011.46.612041.05501981锐丰公司14.412.48.314821.20502011国光公司14.512.510.

43、312.010.08.09601.00-1.1050美欧14.012.09.011.69.66.97441.0063长虹10.712.710.88.010.08.16481.20惠威广州电声消声室127.66.8620602004 浙江中科电声研发中心111099.258.4754370中国科学院声学研究所9.007.207.201.0080北京乐器总厂9.007.806.6070中国计量科学研究院14.011.48.814000.782009上海内燃机研究所7.007.005.400.8770上海市计量院12.711.08.91243502006南京大学11.407.806.705961.0

44、065-701964哈佛大学8.7012.608.709531.44701947美国国家标准局10.08.708.707571.68501972丹麦技术大学12.19.708.509981.45601968日本通用电讯研究所9.105.904.702520.801001959德哥丁堡大学14.510.66.29380.90801953美国派姻莱声学试验室5.205.803.350.61116前苏联物理研究所10.704.707.93971.0080日本佳能研究院的消声室安装了声功率测量的自动测量装置，在控制软件上配置好传声器的坐标后，自动装置可以安装设定的程序，自动完成设备声功率的测试。(图2

45、.2-6) 图2.25 日本小野测器消声室/半消声室共用式 图2.26 日本佳能研究院的消声室自动测量装置2.2.2.4自由场环境的主要测量标准关于自由场环境噪声声功率测量的主要国际标准都已经被国标采纳，但这几年来ISO对相关标准进行了修订，修订后的新版ISO标准的国标转化工作将会在接下来的几年内完成。GB/T 14367-2006 声学 噪声源声功率级的测定 基础标准使用指南。ISO 3740:2000 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources - Guidelines for the use of ba

46、sic standards.GB/T 6882-2008 声学 声压法测定噪声源声功率级 消声室和半消声室精密法。ISO 3745:2012 Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for anechoic rooms and hemi-anechoic rooms.GB/T 3768-1996声学 声压法测定噪声源声功率级 反射面上方采用包络测量表面的简易法。ISO 3746

47、:2010 Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Survey method using an enveloping measurement surface over a reflecting planeGB/T 3767-1996声学 声压法测定噪声源声功率级 反射面上方近似自由场的工程法。ISO 3744:2010 Acoustics - Determination of sound power level

48、s and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for an essentially free field over a reflecting plane.GB/T 18313-2001声学 信息技术设备和通信设备空气噪声的测量。ISO 7779:2010 Acoustics - Measurement of airborne noise emitted by information technology and telecommunications equipment.

49、ISO 9295:1988 Acoustics - Measurement of high-frequency noise emitted by computer and business equipmentISO 10302-1:2011 Acoustics - Measurement of airborne noise emitted and structure-borne vibration induced by small air-moving devices - Part 1: Airborne noise measurementISO 10302-2:2011 Acoustics

50、- Measurement of airborne noise emitted and structure-borne vibration induced by small air-moving devices - Part 2: Structure-borne vibration measurementsISO 3822-1:1999 Acoustics - Laboratory tests on noise emission from appliances and equipment used in water supply installations - Part 1: Method o

51、f measurement2.2.3混响环境声压法混响室混响室测量设备噪声声功率级的混响室的要求与吸声性能测量中的一样，在此不再赘述。2.2.3.1混响环境的主要测量标准GB/T 6881.1-2002 声学 声压法测定噪声源声功率级 混响室精密法。ISO 3741:2010 Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for reverberation test rooms.GB

52、/T 6881.2-2002 声学 声压法测定噪声源声功率级 混响场中小型可移动声源工程法 第1部分:硬壁测试室比较法。ISO 3743-1:2010 Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for small movable sources in reverberant fields - Part 1: Comparison method for a hard-walle

53、d test room.GB/T 6881.3-2002 声学 声压法测定噪声源声功率级 混响场中小型可移动声源工程法 第2部分:专用混响测试室法。ISO 3743-2:1994 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for small, movable sources in reverberant fields - Part 2: Methods for special reverberation test room

54、s.GB/T 16538-2008 声学 声压法测定噪声源声功率级 现场比较法。ISO 3747:2010 Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering/survey methods for use in situ in a reverberant environmentGB/T 21229-2007 声学 风道末端装置、末端单元、风道闸门和阀噪声声功率级的混响室测定。ISO 5135:1997

55、 Acoustics - Determination of sound power levels of noise from air-terminal devices, air-terminal units, dampers and valves by measurement in a reverberation room.JB/T10504-2005 空调风机噪声声功率级测定-混响室法2.2.4 噪声声功率级测量的声强法应用声强技术有两个优点：不需要使用消声室或混响室等声学设施；在多个声源辐射叠加的声场中能区分不同声源的辐射功率，这意味着声强技术能用于测量现场条件下各种实际噪声源的辐射功率。

56、理论上讲，任何情况下、任意形状声源（或功率吸收源）辐射（或耗散）的声功率都能用声强技术测定。只要封闭曲面唯一包围被测声源（或功率吸收源），测量结果就与曲面的形状和大小选择无关，同时与曲面外是否有其他噪声源存在也无关。但实际上并非如此，声强测量伴随有许多测量误差。测量曲面应根据实际声源形状和其辐射声场特性选择。一般情况下测量曲面应相对于声源对称，其形状应与声源形状相似。 声强法进行声功率测量并不需要特殊的声学环境，只是需要声强仪。声强仪中配对传声器相位失配是声强的主要测量误差源之一，测量前应对声强仪进行相位和幅值校准。了解声强仪相位特性，以便确定声强仪使用频率范围和声强测量误差极限。目前声强仪分

57、为P-U声强仪和P-P声强仪两种。目前声强分析仪国内外的声学仪器厂商都有各自的产品，如B&K3595 声强仪，G.R.A.S公司的50GI型CCP声强探头，以及50AI型。2.2.4.1声强法的主要测量标准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。ISO 9614-1:1993 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity - Part 1: Measurement at discrete points.GB/T 16

58、404.2-1999声学 声强法测定噪声源的声功率级 第2部分:扫描测量。ISO 9614-2:1996 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity - Part 2: Measurement by scanning.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 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources

59、 using sound intensity - Part 3: Precision method for measurement by scanning.2.3 构件隔声性能的测量2.3.1基本技术原理建筑围护结构的墙、门、窗、楼板等的隔声是构件和建筑物的重要性能之一，它直接关于到建筑的使用功能。隔声测量根据声波激发方式的不同，可分空气隔声测量和撞击声隔声测量。建筑墙、门、窗等构件主要是测量空气声隔声，楼板除了测量空气声隔声外，更重要的是测量撞击声的隔声。根据测量地点的不同，又可分实验室测量和现场测量。实验室的测量条件可以控制能保证发声室的声能主要从试件中传透到接收室，其他途径传透的声能可以

60、被忽略，从而测量到真正反映构件隔声特性的隔声量。同时隔声测试室的声场扩散、声场比较均匀、接收室内的本底噪声低，其测试数据的精确度高。因此隔声基础理论研究，提高构件隔声性能，开发新型隔声材料，对不同构件及同种构件隔声性能的比较，需要实验室进行隔声量的测量。现场的测量条件不易控制，一般发声室的声能除从测试构件传透到接收室外，还存在其他途径传透到接收室的声能，因此测到的是该现场的实际隔声效果，即降噪量。这种降噪量会随现场条件的改变而变化。同一种材料隔声量是固定不变的，各个实验室所测的结果大致相同。但现场测试的结果可能会出现很大的差异，主要是现场条件的不同造成的。如房间的大小、门窗的尺寸及位置，墙体本身施工质量，管线槽孔等都会影响隔墙的测试结果。现场测试房间声场难以保证均匀，有时本底噪声较高，影响测试精度。建筑构件或其它隔声构件的隔声性能的测量主要依据ISO140系列(GB/T19889系列， ASTM E90系列)的18个标准进行。这18个标准中规定了隔声测量的实验室要求、建筑构件空气声隔声的实验室测量方法、房间之间空气声隔声的现场测量方法、楼板撞击声隔声的现场测量、小建筑构件空气声隔声的实验室测量等内容。2.3.2隔声测量的实验室技术要求隔声试验室是由两个相连的混响室