ГОСТ 31295.1-2005
(ИСО 9613-1:1993)
Группа Т34
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Шум
ЗАТУХАНИЕ ЗВУКА ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ НА МЕСТНОСТИ
Часть 1
Расчет поглощения звука атмосферой
Noise. Attenuation of sound during propagation outdoors. Part 1.
Calculation of the absorption of sound by the atmosphere
МКС 17.140.01
Дата введения 2007-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" на основе собственного аутентичного перевода международного стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 28 от 9 декабря 2005 г.)
За принятие проголосовали:
| Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
| Армения | AM | Минторгэкономразвития |
| Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
| Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан |
| Кыргызстан | KG | Национальный институт стандартов и метрологии Кыргызской Республики |
| Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
| Российская Федерация | RU | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии |
| Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
| Туркменистан | TM | Главгосслужба "Туркменстандартлары" |
| Украина | UA | Госпотребстандарт Украины |
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 9613-1:1993 "Акустика. Затухание звука при распространении на местности. Часть 1. Расчет поглощения звука атмосферой" (ISO 9613-1:1993 "Acoustics-Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere"). При этом дополнительные слова и фразы, внесенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики указанных выше государств или особенностей межгосударственной стандартизации, выделены курсивом. Отличия настоящего стандарта от примененного в нем международного стандарта ИСО 9613-1:1993 указаны в дополнительном приложении F
5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 июля 2006 г. N 134-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31295.1-2005 (ИСО 9613-1:1993) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2007 г.
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2007 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
1 Область применения
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод расчета затухания звука вследствие поглощения его при распространении в атмосфере при различных метеорологических условиях.
Затухание звука чистого тона характеризуется коэффициентом затухания, зависящим от частоты тона, температуры и относительной влажности воздуха, атмосферного давления. Результаты расчета коэффициента затухания представляют в табличной форме для следующих условий:
- частота звука от 50 до 10000 Гц;
- температура от минус 20 °С до плюс 50 °С;
- относительная влажность от 10% до 100%;
- атмосферное давление 101, 325 кПа (1 стандартная атмосфера).
Расчетные формулы стандарта пригодны для других встречающихся на практике условий, например для ультразвука, для низких давлений (в случае распространения звука с большой высоты к земле).
При широкополосном шуме, анализируемом полосовыми фильтрами в долю октавы (например, третьоктавными фильтрами), затухание рассчитывают на частотах чистого тона, равных среднегеометрическим частотам полос. Альтернативный метод расчета затухания широкополосного шума, основанный на интегрировании по спектру, приведен в приложении D. Шум может быть широкополосным с несущественными дискретными составляющими или широкополосным с дискретными составляющими (чистыми тонами).
Стандарт применим для однородной атмосферы, но может быть использован для определения поправок к измеренным уровням звукового давления, чтобы учесть влияние изменения метеорологических условий на поглощение звука. Метод расчета затухания в неоднородной атмосфере рассмотрен в приложении С, в частности для изменяющихся с высотой метеорологических условий.
В стандарте рассмотрены основные механизмы звукопоглощения атмосферой при отсутствии густого тумана или механических загрязнений. Расчет затухания вследствие действия других механизмов звукопоглощения (рефракции, отражения от земли и др.) дан в ГОСТ 31295.2.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний (МЭК 61260:1995 "Электроакустика. Фильтры с полосой пропускания в октаву и долю октавы", NEQ)
ГОСТ 17187-81 Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний (МЭК 61672-1:2002 "Электроакустика. Шумомеры. Часть 1. Требования", NEQ)
ГОСТ 31295.2-2005 (ИСО 9613-2:1996) Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета (ИСО 9613-2:1996 "Акустика. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета", MOD)
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения используемых величин:
- частота звука, Гц;
- среднегеометрическая частота, Гц;
- концентрация водяных паров, %;
- эталонное атмосферное давление, кПа;
- начальное звуковое давление, Па;
- звуковое давление, Па;
- опорное звуковое давление, мПа (
20 мПа);
- атмосферное давление, кПа;
- длина траектории распространения звука, м или км;
- температура воздуха, К;
- эталонная температура воздуха, К;
- коэффициент затухания звука чистого тона вследствие звукопоглощения атмосферой (далее - коэффициент затухания), дБ/м или дБ/км;
- снижение уровня звукового давления вследствие звукопоглощения атмосферой, дБ.
4 Эталонные атмосферные условия
4.1 Состав атмосферы
Звукопоглощение атмосферой зависит от ее состава и особенно от концентрации водяных паров, изменяющейся в широких пределах. В чистом сухом воздухе на уровне моря стандартные молярные или объемные доли азота, кислорода и углекислого газа соответственно равны 0,78084, 0,209476, 0,000314 [1]. Объемная доля остальных составляющих воздуха, не оказывающих существенного влияния на звукопоглощение атмосферой, равна 0,00937. Можно принять, что до высоты по меньшей мере 50 км над уровнем моря молярные доли трех указанных основных газов остаются постоянными. Однако концентрация водяных паров, от которой главным образом зависит звукопоглощение атмосферой, изменяется в широких пределах как на уровне земли, так и по высоте и на высоте 10 км над уровнем моря отличается на два порядка от концентрации на уровне земли.
4.2 Атмосферное давление и температура
В настоящем стандарте эталонное атмосферное давление равно давлению стандартной атмосферы по [1], а именно 101,325 кПа. Эталонная температура воздуха составляет 293,15 К (20 °С).
5 Затухание вследствие звукопоглощения атмосферой
5.1 Основная расчетная формула
При прохождении звуком чистого тона расстояния 
начальное звуковое давление вследствие звукопоглощения атмосферой спадает по экспоненте как при распространении плоской звуковой волны в свободном звуковом поле. Звуковое давление рассчитывают по формуле
. (1)
Примечание - Выражение 
означает, что трансцендентное число 
возведено в степень, равную натуральному логарифму (неперову логарифму) числа 
. При этом константа 
.
5.2 Снижение уровня звукового давления
Снижение уровня звукового давления вследствие звукопоглощения атмосферой 
, дБ, звука чистого тона с частотой рассчитывают по формуле
. (2)
6 Расчет коэффициента затухания
6.1 Переменные величины
Переменными величинами, обозначения и единицы измерений которых указаны в разделе 3, являются частота звука, температура воздуха, концентрация водяных паров и атмосферное давление.
Примечания
1 Концентрация водяных паров во влажном воздухе равна отношению (в процентах) киломоля (количества килограммов вещества, равного его молекулярному весу) водяных паров к киломолю смеси сухого воздуха и водяных паров. По закону Авогадро концентрация водяных паров также равна отношению парциального давления водяных паров к атмосферному давлению.
2 Концентрация водяных паров в обычных метеорологических условиях составляет от 2% до 10% на уровне моря и менее 0,01% на высоте 10 км.
6.2 Расчетные формулы
Затухание вследствие звукопоглощения атмосферой является функцией релаксационных частот 
и 
кислорода и азота соответственно (см. приложение А). Релаксационные частоты рассчитывают по формулам:
; (3)
. (4)
Коэффициент затухания рассчитывают по формуле
(5)
В формулах (3)-(5) 
101,325кПа, 
293,15 К.
Формулы (3)-(5) учитывают влияние физических явлений, рассмотренных в приложении А.
6.3 Расчет коэффициента затухания
Если температура воздуха и атмосферное давление для расчета по формулам (3)-(5) заданы в других единицах, чем указано в разделе 3, то их следует выразить в кельвинах и килопаскалях соответственно. Влажность воздуха редко выражают молярной долей водяных паров. В приложении В приведен способ определения концентрации водяных паров по относительной влажности, точке росы и другим параметрам. В приложении С рассмотрена методика приведения реальной атмосферы к однородной, наличие которой предполагается при расчетах по формулам в 6.2.
6.4 Табличные значения коэффициента затухания
В таблице 1 указаны рассчитанные по формулам (3)-(5) значения коэффициента затухания в децибелах на километр (дБ/км) в зависимости от частоты звука, температуры и относительной влажности при давлении, равном одной стандартной атмосфере (101,325 кПа). Значения коэффициента затухания действительны при длине траектории распространения звука порядка нескольких километров. При пользовании таблицей не следует интерполировать для промежуточных значений или экстраполировать за пределами значений таблицы.
При условиях, отличных от указанных в таблице 1, необходимо проводить расчеты по формулам (3)-(5).
Таблица 1 - Значения коэффициента затухания вследствие атмосферного поглощения, дБ/км, при давлении воздуха, равном стандартной атмосфере (101,325 кПа)
| (а) Температура воздуха: -20 °С | |||||||||||
| Сред- | Относительная влажность, % | ||||||||||
| | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| 50 | 5,89·10 | 5,09·10 | 4,18·10 | 2,85·10 | 2,11·10 | 1,68·10 | 1,42·10 | 1,25·10 | 1,14·10 | 1,05·10 | 9,92·10 |
| 63 | 7,56·10 | 7,04·10 | 6,02·10 | 4,21·10 | 3,08·10 | 2,41·10 | 2,00·10 | 1,73·10 | 1,55·10 | 1,42·10 | 1,33·10 |
| 80 | 9,24·10 | 9,35·10 | 8,46·10 | 6,19·10 | 4,55·10 | 3,52·10 | 2,86·10 | 2,43·10 | 2,14·10 | 1,94·10 | 1,79·10 |
| 100 | 1,08 | 1,18 | 1,15 | 9,02·10 | 6,75·10 | 5,21·10 | 4,19·10 | 3,50·10 | 3,03·10 | 2,69·10 | 2,45·10 |
| 125 | 1,20 | 1,43 | 1,49 | 1,28 | 9,98·10 | 7,76·10 | 6,22·10 | 5,14·10 | 4,39·10 | 3,84·10 | 3,44·10 |
| 160 | 1,30 | 1,64 | 1,83 | 1,77 | 1,45 | 1,16 | 9,30·10 | 7,66·10 | 6,48·10 | 5,61·10 | 4,96·10 |
| 200 | 1,37 | 1,82 | 2,15 | 2,33 | 2,06 | 1,70 | 1,39 | 1,15 | 9,70·10 | 8,34·10 | 7,31·10 |
| 250 | 1,43 | 1,95 | 2,42 | 2,93 | 2,83 | 2,46 | 2,06 | 1,73 | 1,46 | 1,26 | 1,09 |
| 315 | 1,46 | 2,05 | 2,63 | 3,49 | 3,70 | 3,43 | 3,00 | 2,57 | 2,20 | 1,90 | 1,65 |
| 400 | 1,49 | 2,12 | 2,79 | 3,99 | 4,60 | 4,59 | 4,23 | 3,74 | 3,27 | 2,85 | 2,50 |
| 500 | 1,52 | 2,17 | 2,91 | 4,38 | 5,45 | 5,8 | 5,72 | 5,29 | 4,76 | 4,23 | 3,76 |
| 630 | 1,55 | 2,22 | 3,00 | 4,68 | 6,17 | 7,10 | 7,39 | 7,19 | 6,71 | 6,13 | 5,55 |
| 800 | 1,59 | 2,27 | 3,08 | 4,92 | 6,75 | 8,22 | 9,07 | 9,31 | 9,09 | 8,60 | 7,98 |
| 1000 | 1,65 | 2,34 | 3,16 | 5,11 | 7,21 | 9,14 | 1,06·10 | 1,15·10 | 1,17·10 | 1,16·10 | 1,11·10 |
| 1250 | 1,74 | 2,43 | 3,27 | 5,28 | 7,57 | 9,88 | 1,19·10 | 1,35·10 | 1,44·10 | 1,48·10 | 1,47·10 |
| 1600 | 1,88 | 2,58 | 3,42 | 5,48 | 7,90 | 1,05·10 | 1,30·10 | 1,52·10 | 1,69·10 | 1,80·10 | 1,86·10 |
| 2000 | 2,10 | 2,80 | 3,65 | 5,73 | 8,24 | 1,10·10 | 1,39·10 | 1,66·10 | 1,90·10 | 2,10·10 | 2,24·10 |
| 2500 | 2,44 | 3,15 | 4,00 | 6,10 | 8,66 | 1,16·10 | 1,47·10 | 1,78·10 | 2,08·10 | 2,35·10 | 2,58·10 |
| 3150 | 2,99 | 3,69 | 4,55 | 6,66 | 9,26 | 1,23·10 | 1,55·10 | 1,90·10 | 2,24·10 | 2,57·10 | 2,88·10 |
| 4000 | 3,86 | 4,56 | 5,42 | 7,54 | 1,02·10 | 1,32·10 | 1,66·10 | 2,02·10 | 2,40·10 | 2,78·10 | 3,14·10 |
| 5000 | 5,24 | 5,94 | 6,80 | 8,92 | 1,16·10 | 1,46·10 | 1,81·10 | 2,19·10 | 2,59·10 | 3,00·10 | 3,41·10 |
| 6300 | 7,42 | 8,12 | 8,98 | 1,11·10 | 1,38·10 | 1,69·10 | 2,04·10 | 2,42·10 | 2,83·10 | 3,27·10 | 3,71·10 |
| 8000 | 1,09·10 | 1,16·10 | 1,24·10 | 1,46·10 | 1,72·10 | 2,03·10 | 2,39·10 | 2,78·10 | 3,20·10 | 3,65·10 | 4,11·10 |
| 10000 | 1,64·10 | 1,71·10 | 1,79·10 | 2,01·10 | 2,27·10 | 2,58·10 | 2,94·10 | 3,33·10 | 3,76·10 | 4,22·10 | 4,70·10 |
Продолжение таблицы 1
| b) Температура воздуха: -15 °С | |||||||||||
| Средне- геометри- ческая частота, Гц | Относительная влажность, % | ||||||||||
| 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | |
| 50 | 5,73·10 | 4,25·10 | 3,21·10 | 2,12·10 | 1,64·10 | 1,39·10 | 1,24·10 | 1,14·10 | 1,07·10 | 1,02·10 | 9,68·10 |
| 63 | 7,93·10 | 6,18·10 | 4,72·10 | 3,05·10 | 2,28·10 | 1,88·10 | 1,66·10 | 1,52·10 | 1,42·10 | 1,35·10 | 1,30·10 |
| 80 | 1,06 | 8,85·10 | 6,93·10 | 4,46·10 | 3,24·10 | 2,60·10 | 2,24·10 | 2,02·10 | 1,87·10 | 1,77·10 | 1,70·10 |
| 100 | 1,34 | 1,23 | 1,01 | 6,60·10 | 4,71·10 | 3,68·10 | 3,08·10 | 2,71·10 | 2,48·10 | 2,32·10 | 2,21·10 |
| 125 | 1,62 | 1,65 | 1,44 | 9,79·10 | 6,95·10 | 5,32·10 | 4,35·10 | 3,74·10 | 3,34·10 | 3,08·10 | 2,89·10 |
| 160 | 1,88 | 2,11 | 1,99 | 1,45 | 1,04 | 7,86·10 | 6,30·10 | 5,31·10 | 4,64·10 | 4,18·10 | 3,86·10 |
| 200 | 2,08 | 2,57 | 2,63 | 2,10 | 1,55 | 1,17 | 9,32·10 | 7,72·10 | 6,63·10 | 5,87·10 | 5,32·10 |
| 250 | 2,24 | 2,99 | 3,32 | 2,97 | 2,30 | 1,76 | 1,40 | 1,15 | 9,73·10 | 8,47·10 | 7,56·10 |
| 315 | 2,35 | 3,33 | 3,98 | 4,05 | 3,34 | 2,64 | 2,11 | 1,73 | 1,45 | 1,25 | 1,10 |