ISO 354 Akustyka – Pomiar pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej

Norma Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO) „ISO 354 Akustyka – Pomiar pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej” opisuje metodę pomiaru współczynnika pochłaniania dźwięku materiałów akustycznych stosowanych jako okładziny ścienne lub sufitowe w komorze pogłosowej lub równoważnej powierzchni pochłaniania dźwięku obiektów, takich jak meble, ludzie lub pochłaniacze dźwięku. Metoda ta nie jest przeznaczona do pomiaru charakterystyk pochłaniania dźwięku słabo tłumionych rezonatorów. Wyniki uzyskane tą metodą mogą być wykorzystane do celów porównawczych oraz do obliczeń projektowych dotyczących akustyki pomieszczeń i kontroli hałasu.

Średni czas pogłosu w komorze pogłosowej mierzy się z zamocowaną próbką badawczą i bez niej. Na podstawie tych czasów pogłosu oblicza się równoważną powierzchnię pochłaniania dźwięku próbki badanej za pomocą równania Sabine'a. W przypadku próbki badanej równomiernie pokrywającej powierzchnię (płaski absorber lub określony układ obiektów badawczych), uzyskuje się ją, dzieląc współczynnik pochłaniania dźwięku przez powierzchnię poddaną działaniu. Jeśli próbka badawcza składa się z kilku identycznych obiektów, równoważną powierzchnię pochłaniania dźwięku pojedynczego obiektu oblicza się, dzieląc powierzchnię pochłaniania dźwięku przez liczbę obiektów.

Równanie Sabine'a to wzór stosowany w akustyce do obliczania czasu pogłosu pomieszczenia, czyli czasu, w którym dźwięk zanika o 60 decybeli po ustaniu źródła. Równanie Sabine'a ma fundamentalne znaczenie dla akustyki pomieszczeń i pomaga w projektowaniu sal konferencyjnych, sal koncertowych i studiów pod kątem optymalnej jakości dźwięku. Jest ono najdokładniejsze w pomieszczeniach o umiarkowanej absorpcji dźwięku (nieodbijających dźwięku ani nieabsorbujących go w wysokim stopniu).

Objętość komory pogłosowej powinna wynosić co najmniej 150 m³. W przypadku nowych budynków zdecydowanie zaleca się objętość co najmniej 200 m³. W przypadku pomieszczeń o kubaturze większej niż około 500 m³, dokładny pomiar pochłaniania dźwięku o wysokiej częstotliwości może być niemożliwy ze względu na pochłanianie powietrza.

Kształt komory pogłosowej musi być taki, aby spełnione były wymagania określone w normie. Aby uzyskać równomierny rozkład częstotliwości naturalnych, szczególnie w pasmach niskich częstotliwości, żaden z dwóch wymiarów pomieszczenia nie powinien być w stosunku małych liczb całkowitych. Pogłosowe pole dźwiękowe w pomieszczeniu musi być wystarczająco rozproszone. Niezależnie od kształtu pomieszczenia, w celu uzyskania zadowalającego rozproszenia stosuje się na ogół stałe lub podwieszane dyfuzory albo obrotowe łopatki. Równoważna powierzchnia pochłaniania dźwięku pustego pomieszczenia, obliczona zgodnie z niniejszą normą, określona w pasmach tercjowych, nie powinna przekraczać wartości podanych w tabeli. Wykres zależności równoważnej powierzchni pochłaniania dźwięku pustego pomieszczenia od częstotliwości powinien być krzywą płynną i nie powinien zawierać spadków ani szczytów różniących się o więcej niż 15% od średniej wartości w dwóch sąsiednich pasmach tercjowych.

Powierzchnia próbki testowej powinna wynosić od 10 m² do 12 m². Jeśli kubatura pomieszczenia przekracza 200 m², górną granicę powierzchni próbki testowej należy zwiększyć o współczynnik 2/3. Wybór powierzchni zależy od kubatury pomieszczenia i chłonności próbki testowej. Im większe pomieszczenie, tym większa powinna być powierzchnia próbki. W przypadku próbek o niskim współczynniku chłonności należy wybrać górną granicę powierzchni.

Próbka powinna mieć kształt prostokąta, o stosunku szerokości do długości pomiędzy 0,7 a 1. Powinna być umieszczona tak, aby żadna jej część nie znajdowała się bliżej niż 1 m od krawędzi pomieszczenia. Odległość powinna wynosić co najmniej 0,75 m. Krawędzie próbki powinny być nierównoległe do najbliższej krawędzi pomieszczenia. W razie potrzeby ciężkie próbki można zamontować pionowo wzdłuż ścian pomieszczenia, opierając je bezpośrednio na podłodze. W takim przypadku minimalna odległość 0,75 m nie jest wymagana.

Próbkę badawczą należy zamontować w jednym z mocowań określonych w załączniku do normy (Załącznik B), chyba że odpowiednie specyfikacje producenta lub szczegóły zastosowania podane przez użytkownika wymagają innego mocowania. Pomiary czasu pogłosu w pustym pomieszczeniu należy wykonać bez ramy lub ścian bocznych próbki badanej, z wyjątkiem bariery wokół mocowania typu J.

W instalacjach typu J należy montować prostokątne podkładki dźwiękochłonne lub deflektory zgodnie ze specyfikacją podaną w załączniku do normy (załącznik B).

Pojedyncze obiekty (np. krzesła, wolnostojące ekrany lub osoby) należy ustawić do testów w sposób typowy dla praktyki. Na przykład, krzesła lub wolnostojące ekrany powinny być ustawione na podłodze, ale nie bliżej niż 1 m od jakiejkolwiek innej granicy. Absorbery dźwięku przestrzennego powinny być zainstalowane w odległości co najmniej 1 m od każdej granicy lub dyfuzora w pomieszczeniu oraz co najmniej 1 m od każdego mikrofonu. Ekrany biurowe powinny być instalowane jako pojedyncze obiekty.

Próbka testowa powinna składać się z wystarczającej liczby oddzielnych obiektów (zwykle co najmniej trzech), aby zapewnić mierzalną zmianę równoważnej powierzchni pochłaniania dźwięku pomieszczenia, większą niż 1 m², ale nie większą niż 12 m². Jeśli kubatura pomieszczenia przekracza 200 m³, wartości te należy zwiększyć o współczynnik 2/3. Obiekty, które normalnie traktowane są jako oddzielne, powinny być rozmieszczone losowo, w odległości co najmniej 2 m od siebie. Jeśli próbka testowa składa się tylko z jednego obiektu, należy go zbadać w co najmniej trzech miejscach, oddalonych od siebie o co najmniej 2 m, a wyniki uśrednić.

Zmiany temperatury i wilgotności względnej podczas pomiaru mogą mieć znaczący wpływ na mierzony czas pogłosu, szczególnie przy wysokich częstotliwościach i niskich wartościach wilgotności względnej. Zmiany te opisano ilościowo w normie ISO 9613-1. Pomiary należy przeprowadzać w pomieszczeniu pustym oraz w pomieszczeniu, w którym znajduje się próbka badana, przy czym warunki temperatury i wilgotności względnej powinny być w przybliżeniu takie same, aby korekty wynikające z absorpcji powietrza nie różniły się znacząco. We wszystkich przypadkach wilgotność względna w komorze pomiarowej powinna wynosić co najmniej 30% i nie więcej niż 90%, a temperatura powinna wynosić co najmniej 15 stopni Celsjusza przez cały czas trwania pomiaru. Do wszystkich pomiarów należy stosować poprawki uwzględniające zmiany absorpcji powietrza. Przed wykonaniem pomiarów należy pozwolić próbce osiągnąć stan równowagi temperaturowej i wilgotności względnej w komorze.

Niniejsza norma opisuje dwie metody pomiaru krzywych zniekształceń: metodę szumu przerywanego i metodę zintegrowanej odpowiedzi impulsowej. Krzywa zniekształceń mierzona metodą szumu przerywanego jest wynikiem procesu statystycznego, a aby uzyskać odpowiednią powtarzalność, konieczne jest uśrednienie kilku krzywych zniekształceń lub czasów pogłosu zmierzonych w miejscu ustawienia mikrofonu/głośnika. Zintegrowana odpowiedź impulsowa pomieszczenia jest funkcją precyzyjną i nie podlega dryftowi statystycznemu, dlatego uśrednianie nie jest konieczne. Wymaga ona jednak bardziej złożonej aparatury pomiarowej i przetwarzania danych niż metoda szumu przerywanego.

Krótko mówiąc, norma ta jest ważną normą międzynarodową, gdyż definiuje metodę pomiaru pochłaniania dźwięku przez materiały w komorze pogłosowej.

Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie z normą „ISO 354 Akustyka – Pomiar pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej”.