Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10615-2:2014 ISO 3382-2:2008 Âm học-Đo các thông số âm thanh phòng-Phần 2: Thời gian âm vang trong phòng bình thường

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10615-2:2014

ISO 3382-2:2008

ÂM HỌC - ĐO CÁC THÔNG SỐ ÂM THANH PHÒNG - PHẦN 2: THỜI GIAN ÂM VANG TRONG PHÒNG BÌNH THƯỜNG

Acoustics - Measurement of room acoustic parameters - Part 2: Reverberation time in ordinary rooms

 

Lời nói đầu

TCVN 10615-2:2014 hoàn toàn tương đương với ISO 3382-2:2009 và đính chính kỹ thuật 1:2009

TCVN 10615-1:2014 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 43 Âm học biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 10615 (ISO 3382), Âm học - Đo các thông số âm thanh phòng gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 10615-1:2014 (ISO 3382-1:2009), Phần 1: Không gian trình diễn;

- TCVN 10615-2:2014 (ISO 3382-2:2008), Phần 2: Thời gian âm vang trong phòng bình thường;

- TCVN 10615-3:2014 (ISO 3382-3:2012), Phần 3: Văn phòng có không gian mở.

 

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này quy định ba mức về độ chính xác của phép đo: khảo sát, kỹ thuật, và độ chụm. Sự khác nhau cơ bản liên quan đến số lượng các vị trí đo và vì thế cũng liên quan đến thời gian cần để thực hiện các phép đo. Phụ lục A bao gồm một số thông tin bổ sung về độ không đảm bảo đo của thời gian âm vang. Việc giới thiệu tùy chọn phép đo khảo sát là nhằm thúc đẩy phép đo thời gian âm vang trong phòng được tiến hành thường xuyên hơn, nếu thuận tiện. Điều này cho thấy phép đo dù đơn giản vẫn tốt hơn là không đo.

Có một số lý do cần đo thời gian âm vang. Thứ nhất, mức áp suất âm thanh từ các nguồn ồn, độ rõ của tiếng nói, và sự cảm nhận riêng tư trong một phòng là phụ thuộc rất nhiều vào thời gian âm vang. Các phòng có thể bao gồm các phòng trong gia đình, cầu thang, các phòng hội thảo, các nhà máy công nghiệp, các phòng học, công sở, nhà hàng, các trung tâm triển lãm, các phòng thể thao, và các nhà ga tầu hỏa và sân bay. Thứ hai, thời gian âm vang được đo để xác định số hạng hiệu chính đối với sự hấp thụ của phòng vốn có trong nhiều phép đo âm, ví dụ các phép đo cách âm theo ISO 140 (tất cả các phần) và các phép đo công suất âm theo ISO 3740.

Ở một số quốc gia, các quy chuẩn xây dựng quy định các thời gian âm vang yêu cầu trong các lớp học và các loại phòng khác. Tuy nhiên, trong đại đa số các phòng, điều này được dành cho đội ngũ thiết kế quy định và thiết kế thời gian âm vang phù hợp với mục đích sử dụng phòng đó. Tiêu chuẩn này cũng góp phần vào sự hiểu biết và chấp nhận chung về thời gian âm vang đối với chất lượng và tính khả dụng của một phòng.

Trong tiêu chuẩn này có hai dải khác nhau được đánh giá đó là 20 dB và 30 dB. Tuy nhiên, dải 20 dB được ưa dùng vì một số các lý do sau:

a) Sự đánh giá mang tính chủ quan về thời gian âm vang có liên quan đến phần sớm của sự suy giảm;

b) Để ước lượng mức âm thanh ở trạng thái ổn định trong phòng từ thời gian âm vang của nó, điều này phù hợp với việc sử dụng phần sớm của sự suy giảm;

c) Tỷ số giữa tín hiệu và tiếng ồn luôn luôn là vấn đề trong các phép đo trường, và luôn gặp khó khăn hoặc không thể thực hiện được với dải đánh giá lớn hơn 20 dB. Điều này đòi hỏi mức tỉ số giữa tín hiệu và tiếng ồn ít nhất bằng 35 dB.

Phương pháp đo truyền thống được dựa trên kỹ thuật kiểm tra trực quan từng đường suy giảm. Cùng với thiết bị đo hiện đại, các đường suy giảm thông thường không hiển thị và điều này có thể dẫn đến rủi ro là các đường bất thường lại được sử dụng để xác định thời gian âm vang. Vì lý do này, Phụ lục B đưa ra hai số đo mới cho phép xác định định tính mức độ phi-tuyến tính và độ cong của đường suy giảm. Có thể sử dụng các số đo này để đưa ra các cảnh báo khi đường suy giảm là phi tuyến tính, và vì thế các kết quả phải được đánh dấu là kém tin cậy và không có duy nhất một thời gian âm vang.

Việc sử dụng các micro quay trong quá trình đo các đường suy giảm đã được nhóm công tác nghiên cứu xem xét, và quy trình này được cho là không có ý nghĩa rõ ràng về mặt vật lý và vì vậy chỉ được chấp nhận đối với phương pháp tiếng ồn ngắt quãng và chỉ khi kết quả được sử dụng đối với số hạng hiệu chính.

Đối với các phép đo thời gian âm vang khác, TCVN 10615-1 (ISO 3382-1) bao gồm các thính phòng và các không gian trình diễn, và ISO 354 các phép đo hệ số hấp thụ trong phòng âm vang. Cả TCVN 10615-1 (ISO 3382-1) và ISO 354 đều không phù hợp cho các phép đo trong phòng giống như các phòng đã nêu trên. Vì vậy, tiêu chuẩn này sẽ giải quyết vấn đề còn tồn tại giữa các tiêu chuẩn đo về các đặc tính âm thanh của các tòa nhà.

Tiêu chuẩn này sẽ không nhắc lại các vấn đề kỹ thuật của TCVN 10615-1 (ISO 3382-1), mà chỉ đề cập đến phép đo thời gian âm vang của các loại phòng khác.

 

ÂM HỌC - ĐO CÁC THÔNG SỐ ÂM THANH PHÒNG - PHẦN 2: THỜI GIAN ÂM VANG TRONG PHÒNG BÌNH THƯỜNG

Acoustics - Measurement of room acoustic parameters - Part 2: Reverberation time in ordinary rooms

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp đo thời gian âm vang trong các phòng bình thường. Tiêu chuẩn mô tả quy trình đo, các thiết bị cần thiết, số lượng yêu cầu về vị trí các phép đo, và phương pháp đánh giá các số liệu và trình bày báo cáo thử nghiệm.

Có thể sử dụng các kết quả để hiệu chính các phép đo âm khác, ví dụ, mức áp suất âm từ các nguồn âm hoặc các phép đo cách âm, và để so sánh với các yêu cầu về thời gian âm vang trong các phòng.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 10615-1 (ISO 3382-1), Âm học - Đo các thông số âm thanh phòng - Phần 1: Không gian trình diễn

ISO 18233, Acoustics - Application of new measurement methods in building and room acoustics (Âm học - Áp dụng các phương pháp đo mới về âm học kiến trúc và âm học xây dựng).

IEC 61260, Electroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters (Điện thanh - Bộ lọc dải octa và dải octa phân đoạn).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau:

3.1. Đường suy giảm (decay curve)

Đồ thị biểu diễn về sự suy giảm của mức áp suất âm trong phòng như một hàm của thời gian sau khi đã tắt nguồn âm.

[ISO 354:2003, 3.1]

CHÚ THÍCH: Có thể đo sự suy giảm sau khi tắt nguồn âm thực tế liên tục trong phòng hoặc được xác định từ đáp ứng xung bình phương được lấy tích phân ngược theo thời gian của phòng đó, xem Điều 5.

3.2. Phương pháp tiếng ồn ngắt quãng (interrupted noise method)

Phương pháp thu được các đường suy giảm bằng cách ghi âm trực tiếp sự suy giảm của mức áp suất âm sau khi kích thích phòng với tiếng ồn dải rộng hoặc tiếng ồn dải hẹp.

[ISO 354:2003, 3.3]

3.3. Phương pháp tích phân đáp ứng xung (intergrated impulse response method)

Phương pháp thu được các đường suy giảm bằng phép tích phân ngược theo thời gian của các đáp ứng xung bình phương.

[ISO 354:2003, 3.4]

3.4. Đáp ứng xung (impulse response)

Tiến triển theo thời gian của áp suất âm quan sát được tại một điểm trong phòng như kết quả của sự phát xạ của xung Dirac tại một điểm khác trong phòng đó.

[ISO 354:2003, 3.5]

CHÚ THÍCH: Trên thực tế không thể tạo ra và phát ra các hàm số delta Dirac thực sự, nhưng các âm thanh ngắn thoáng qua/nhanh (ví dụ, tiếng súng nổ) có thể cung cấp sự xấp xỉ gần đủ cho phép đo thực tế. Tuy nhiên, có một phương pháp đo khác đó là sử dụng một tín hiệu loại chuỗi chiều dài cực đại có chu kỳ (MLS) hoặc một tín hiệu quyết định khác, tín hiệu phổ phẳng giống như một quá trình quét tín hiệu hình sin và chuyển đổi phản ứng đo được trở lại đáp ứng xung.

3.5. Thời gian âm vang (reverberation time)

T

khoảng thời gian cần thiết để mật độ năng lượng âm lấy trung bình theo không gian trong buồng cách âm giảm 60 dB sau khi nguồn ngừng phát.

CHÚ THÍCH 1: Thời gian âm vang được biểu thị bằng giây.

CHÚ THÍCH 2: T có thể được đánh giá dựa trên dải động nhỏ hơn 60 dB và ngoại suy được thời gian suy giảm của 60 dB. Sau đó được đánh dấu tương ứng. Vì vậy, nếu T được xác định từ thời điểm mà đường suy giảm lần đầu tiên đạt được 5 dB và 25 dB dưới mức ban đầu, thì đánh dấu là T₂₀. Nếu sử dụng các giá trị suy giảm bằng từ 5 dB đến 35 dB dưới mức ban đầu thì đánh dấu là T₃₀.

3.6. Thể tích phòng rộng (large room volume)

Không gian khép kín, có thể tích lớn hơn 300 m³.

4. Điều kiện đo

4.1. Quy định chung

Trong nhiều phòng, số lượng người có mặt cũng ảnh hưởng đáng kể lên thời gian âm vang. Các phép đo thời gian âm vang phải được thực hiện trong phòng không có người. Tuy nhiên, trong phòng có đến hai người cũng có thể cho phép để đại diện cho tình trạng không bị choán chỗ, trừ phi có các quy định khác. Nếu sử dụng kết quả phép đo để hiệu chính mức áp suất âm đo được, thì số lượng người có mặt trong phòng phải giống như đối với phép đo đó.

Trong các phòng rộng, sự suy giảm do không khí có thể đóng góp đáng kể vào sự hấp thụ âm tại các tần số cao. Đối với các phép đo xác định độ chụm, thông thường phải đo nhiệt độ và độ ẩm không khí trong phòng.

Có thể bỏ qua sự góp phần do hấp thụ của không khí nếu thời gian âm vang ngắn hơn 1,5 s tại 2 kHz và ngắn hơn 0,8 s tại 4 kHz. Trong trường hợp này, không cần đo nhiệt độ và độ ẩm không khí.

4.2. Thiết bị

4.2.1. Nguồn âm

Nguồn âm thanh phải càng đẳng hướng càng tốt. Đối với các phép đo xác định độ chụm, khả năng định hướng của nguồn âm thanh phải đáp ứng các yêu cầu của TCVN 10615-1(ISO 3382-1), A.3.1. Đối với các phép đo khảo sát và phép đo kỹ thuật, không có các yêu cầu cụ thể riêng về định hướng. Nguồn âm phải tạo ra mức áp suất âm đủ để cho ra các đường suy giảm với dải động tối thiểu theo yêu cầu mà không bị ảnh hưởng do tiếng ồn nền.

4.2.2. Micro và thiết bị phân tích

Sử dụng các micro đẳng hướng để đo áp suất âm và đầu ra có thể đưa ra:

- Trực tiếp bộ khuếch đại, bộ lọc và hệ thống hiển thị các đường suy giảm hoặc thiết bị phân tích để xác định các đáp ứng xung, hoặc

- Thiết bị ghi tín hiệu cho các phân tích sau này.

4.2.2.1. Micro và bộ lọc

Micro phải đảm bảo càng nhỏ càng tốt và tốt nhất là có đường kính màng micro lớn nhất bằng 14 mm. Cho phép các miro có đường kính đến 27 mm, nếu chúng thuộc loại đáp ứng áp suất hoặc loại đáp ứng trường tự do nhưng được cung cấp bằng bộ hiệu chính hướng tới ngẫu nhiên. Các bộ lọc dải octa hoặc một phần ba octa phải phù hợp với IEC 61260.

4.2.2.2. Thiết bị tạo đường ghi về mức suy giảm

Thiết bị để tạo thành (và hiển thị và/hoặc đánh giá) đường ghi mức suy giảm sẽ sử dụng:

a) Lấy trung bình theo số mũ, với đầu ra là đường cong liên tục;

b) Lấy trung bình theo số mũ, với đầu ra là các điểm mẫu liên tiếp rời rạc của mức trung bình liên tục;

c) Lấy trung bình tuyến tính, với đầu ra là các giá trị trung bình tuyến tính liên tiếp rời rạc.

Thời gian lấy trung bình, ví dụ hằng số thời gian của một thiết bị trung bình theo số mũ, sẽ nhỏ hơn, nhưng càng sát càng tốt với T/30. Tương tự, thời gian lấy trung bình của thiết bị trung bình tuyến tính sẽ nhỏ hơn T/30. Trong đó T là thời gian âm vang đang đo.

Với thiết bị mà đường ghi mức suy giảm được tạo thành như một loạt các điểm rời rạc, thì khoảng thời gian giữa các điểm trên đường ghi sẽ nhỏ hơn 1,5 lần so với thời gian lấy trung bình của thiết bị.

Trong tất cả các trường hợp khi đường ghi được đánh giá bằng phương pháp trực quan, thì điều chỉnh thang thời gian hiển thị sao cho độ dốc của đường ghi càng gần 45o càng tốt.

CHÚ THÍCH 1: Thời gian trung bình của thiết bị trung bình theo số mũ bằng 4,34 dB [ = 10 lg(e)] chia cho tốc độ suy giảm của thiết bị, tính bằng dexiben trên giây.

CHÚ THÍCH 2: Các máy ghi mức dùng trong thương mại, trong đó mức áp suất âm được ghi theo biểu đồ là hàm số của thời gian, bằng tương đương xấp xỉ với các thiết bị trung bình theo số mũ.

CHÚ THÍCH 3: Khi sử dụng thiết bị trung bình theo số mũ, thì có chút lợi thế trong việc đặt thời gian trung bình thấp hơn nhiều so với T/30. Khi sử dụng thiết bị trung bình tuyến tính, thì không có lợi thế khi đặt khoảng thời gian giữa các điểm quá nhỏ so với T/12. Trong một số các quy trình đo tuần tự, sẽ là tiện lợi khi đặt lại thời gian lấy trung bình thích hợp cho từng dải tần số. Trong các quy trình khác, điều này không dễ dàng, và thời gian trung bình hoặc khoảng thời gian đã chọn như trên có tham khảo thời gian âm vang ngắn nhất trong bất kỳ dải tần số nào để hợp với các phép đo cho tất cả các dải tần số.

4.2.2.3. Sự quá tải

Không cho phép có sự quá tải trong bất kỳ giai đoạn nào của thiết bị đo. Khi sử dụng các nguồn âm xung, thì sử dụng các thiết bị hiển thị mức đỉnh để kiểm tra sự quá tải.

4.3. Các vị trí đo

4.3.1. Quy định chung

Số lượng tối thiểu các vị trí đo để đạt được vùng phủ sóng thích hợp trong một phòng được nêu tại Bảng 1. Trong các phòng có dạng hình học phức tạp, thì cần sử dụng nhiều vị trí đo hơn. Sự phân bố các vị trí micro cũng được lựa chọn để tránh các ảnh hưởng chính mà có thể sinh ra các chênh lệch về thời gian âm vang trong khắp cả phòng đó.

Bảng 1 - Số lượng tối thiểu các vị trí và các phép đo

	Khảo sát	Kỹ thuậta	Độ chụm
Các tổ hợp vị trí đặt nguồn-micro	2	6	12
Các vị trí đặt nguồnb	≥ 1	≥ 2	≥ 2
Các vị trí đặt microc	≥ 2	≥ 2	≥ 3
Số lượng các suy giảm tại từng vị trí (phương pháp tiếng ồn ngắt quãng)	1	2	3
a Khi kết quả được sử dụng đối với một số hạng hiệu chính cho các phép đo ở cấp độ kỹ thuật khác, chỉ cần một vị trí nguồn và ba vị trí micro là. b Đối với phương pháp tiếng ồn ngắt quãng có thể sử dụng đồng thời các nguồn không tương quan. c Đối với phương pháp tiếng ồn ngắt quãng và khi sử dụng kết quả cho một số hạng hiệu chính, có thể sử dụng cần quay micro thay cho nhiều vị trí của micro.

Đối với phương pháp tiếng ồn ngắt quãng, tổng số các suy giảm thường nhận được theo số lượng các suy giảm lặp lại tại từng vị trí. Tuy nhiên, có thể cho phép lấy một vị trí mới cho từng suy giảm, miễn là tổng số các suy giảm là theo quy định.

Các vị trí nguồn có thể được lựa chọn bình thường theo thực tế sử dụng phòng. Trong các phòng nhỏ, như các phòng trong gia đình hoặc khi không có các vị trí bình thường, thì cần có một vị trí nguồn trong góc phòng. Các vị trí micro tốt nhất nên cách nhau một nửa bước sóng, tức là một khoảng cách tối thiểu khoảng 2 m đối với dải tần số bình thường. Khoảng cách từ bất kỳ vị trí micro nào đến bề mặt phản xạ gần nhất, bao gồm cả sàn nhà, tốt nhất phải là một phần tư bước sóng, tức là thông thường khoảng 1 m. Cần tránh các vị trí đối xứng. Trong trường hợp đặc biệt cần dịch chuyển micro, bán kính quét ít nhất bằng 0,7 m. Mặt phẳng quét ngang không nằm trong phạm vi 10^o của bất kỳ mặt phẳng nào của phòng (tường, sàn, trần). Khoảng thời gian quét qua không ít hơn 15 s.

Các vị trí của micro không được quá gần nhau. Nếu không thì số lượng các vị trí độc lập là nhỏ hơn số lượng các vị trí đo thực tế. Các số lượng tối thiểu nêu tại Bảng 1 là số lượng các vị trí độc lập.

Vị trí của micro không được quá gần với bất kỳ vị trí nguồn nào để tránh được sự ảnh hưởng quá mạnh từ âm trực tiếp. Khoảng cách tối thiểu, d_min, tính theo mét, có thể tính theo Công thức (1):

(1)

Trong đó

V là thể tích, tính theo mét khối;

c là tốc độ âm, tính theo mét trên giây;

 là ước lượng thời gian âm vang dự kiến, tính theo giây.

4.3.2. Phương pháp khảo sát

Phương pháp khảo sát là phương pháp phù hợp để đánh giá lượng hấp thụ của phòng đối với các mục đích kiểm soát tiếng ồn, và các phép đo khảo sát về cách âm trong không khí và cách âm va chạm. Phương pháp này áp dụng cho các phép đo nêu tại ISO 10052. Các phép đo khảo sát chỉ được thực hiện trong các dải octa. Độ chính xác danh định được cho là tốt hơn 10 % đối với các dải octa, xem Phụ lục A.

Thực hiện các phép đo thời gian âm vang cho ít nhất một vị trí đặt nguồn. Lấy trung bình của các kết quả từ ít nhất hai tổ hợp vị trí đặt nguồn-micro, xem Bảng 1.

4.3.3. Phương pháp kỹ thuật

Phương pháp kỹ thuật là phương pháp phù hợp để đánh giá xác định hiệu năng của tòa nhà để so sánh với các tiêu chuẩn kỹ thuật về thời gian âm vang hoặc độ hấp thụ của phòng. Phương pháp này cần sử dụng cho các phép đo tại ISO 140 (tất cả các phần) có chú ý đến các phép đo thời gian âm vang. Độ chính xác danh định được cho là tốt hơn 5 % đối với các dải octa và tốt hơn 10 % trong các dải một phần ba octa, xem Phụ lục A.

Thực hiện các phép đo thời gian âm vang cho ít nhất hai vị trí đặt nguồn. Ít nhất cần sáu tổ hợp độc lập vị trí đặt nguồn-micro, xem Bảng 1.

4.3.4. Phương pháp độ chụm

Phương pháp độ chụm là phương pháp phù hợp khi yêu cầu thực hiện các phép đo có độ chính xác cao. Độ chính xác danh định được cho là tốt hơn 2,5 % đối với các dải octa và tốt hơn 5 % trong các dải một phần ba octa, xem Phụ lục A.

Thực hiện các phép đo thời gian âm vang cho ít nhất hai vị trí đặt nguồn. Ít nhất cần 12 tổ hợp độc lập vị trí đặt nguồn-micro, xem Bảng 1.

5. Quy trình đo

5.1. Quy định chung

Trong tiêu chuẩn này đề cập đến hai phương pháp đo thời gian âm vang: phương pháp tiếng ồn ngắt quãng và phương pháp tích phân đáp ứng xung. Cả hai phương pháp này đều có cùng các giá trị kỳ vọng như nhau. Dải tần số phụ thuộc vào mục đích của các phép đo. Nếu không có yêu cầu về các dải tần số đặc biệt, thì dải tần số phải bao gồm ít nhất từ 250 Hz đến 2000 Hz đối với phương pháp khảo sát. Đối với các phương pháp kỹ thuật và xác định độ chụm, thì dải tần số phải bao gồm ít nhất từ 125 Hz đến 4000 Hz trong các dải octa, hoặc từ 100 Hz đến 5000 Hz trong các dải một phần ba octa.

5.2. Phương pháp tiếng ồn ngắt quãng

5.2.1. Sự kích thích phòng

Sử dụng nguồn là loa và tín hiệu đưa vào loa được lấy từ tiếng ồn dải tần rộng ngẫu nhiên hoặc tiếng ồn điện giả ngẫu nhiên. Nếu sử dụng tiếng ồn giả ngẫu nhiên, thì nó có thể dừng ngẫu nhiên, không sử dụng chuỗi lặp lại. Nguồn âm có khả năng tạo ra mức áp suất âm đủ để đảm bảo đường suy giảm bắt đầu ít nhất từ 35 dB trên tiếng ồn nền trong dải tần số tương ứng. Nếu đo T₃₀, thì cần tạo ra mức áp suất âm ít nhất là 45 dB trên mức nền trong từng dải tần số.

Đối với các phép đo trong các dải octa, độ rộng băng thông của tín hiệu sẽ lớn hơn hoặc bằng một octa, và đối với các phép đo trong các dải một phần ba octa, bề rộng băng thông của tín hiệu sẽ lớn hơn hoặc bằng một phần ba octa. Phổ tiếng ồn cũng sẽ phải gần với phổ phẳng trong phạm vi dải octa thực tế được đo. Cách khác là phổ tiếng ồn dải tần rộng có thể được tạo ra phổ hồng của âm vang ổn định trong phòng kín từ 88 Hz đến 5657 Hz. Vì vậy, dải tần số bao gồm các dải một phần ba octa với các tần số trung tâm từ 100 Hz đến 5 kHz hoặc các dải octa từ 125 Hz đến 4 kHz.

Đối với các phương pháp kỹ thuật và phương pháp xác định độ chụm, khoảng thời gian kích thích phòng phải đảm bảo đủ đối với trường âm để đạt được trạng thái ổn định trước khi nguồn bị tắt. Vì thế, điều quan trọng là tiếng ồn phải được phát ra cho một chu kỳ tối thiểu bằng T/2 s. Trong các phòng có thể tích lớn, khoảng thời gian kích thích ít nhất là vài giây.

Đối với phương pháp khảo sát, sự kích thích ngắn hoặc tín hiệu xung có thể sử dụng thay thế cho tín hiệu ồn ngắt quãng. Tuy nhiên, trong trường hợp đó, độ chính xác đo là nhỏ hơn so với độ chính xác nêu tại 4.3.1.

5.2.2. Trung bình các phép đo

Số lượng vị trí các micro sử dụng sẽ được xác định theo độ chính xác yêu cầu. Tuy nhiên, do tính chất ngẫu nhiên vốn có của tín hiệu nguồn, thì cần phải lấy trung bình trên số lượng các phép đo tại từng vị trí để có được độ không đảm bảo đo có thể chấp nhận được (xem 7.1). Có thể lấy trung bình tại từng vị trí theo hai cách sau:

- Xác định các thời gian âm vang riêng biệt cho tất cả các đường suy giảm và lấy giá trị trung bình; hoặc

- Lấy trung bình theo tập hợp các suy giảm áp suất âm bình phương và xác định thời gian âm vang của đường suy giảm tạo thành. Các suy giảm riêng biệt được chồng lên nhau với điểm bắt đầu được đồng bộ hóa. Các giá trị áp suất âm bình phương riêng rẽ của mẫu được cộng lại cho từng mẫu đơn với mỗi lần gia tăng khoảng thời gian của các sự suy giảm và trình tự của các tổng này được sử dụng là sự suy giảm tổng thể đơn lẻ mà từ đó đánh giá T (xem Tài liệu tham khảo [20]). Công suất âm phát ra từ nguồn phải được giữ như nhau cho tất cả các phép đo. Đây là phương pháp được ưa dùng.

5.3. Phương pháp tích phân đáp ứng xung

5.3.1. Quy định chung

Đáp ứng xung từ vị trí nguồn đến vị trí thu trong một phòng là một đại lượng được xác định rõ, có thể đo được theo nhiều cách khác nhau (ví dụ, sử dụng các tiếng súng lục, xung của khoang đánh lửa, tiếng nổ, các tín hiệu tần số thay đổi hoặc các tín hiệu loại chuỗi dài cực đại có chu kỳ (MLS) làm các tín hiệu). Tiêu chuẩn này không nhằm loại trừ bất cứ phương pháp nào có thể tạo ra đáp ứng xung chính xác.

5.3.2. Sự kích thích phòng

Đáp ứng xung có thể đo được trực tiếp bằng cách sử dụng nguồn xung như tiếng súng lục hoặc các nguồn âm khác mà bản thân không là âm vang khi phổ của nó đủ rộng đáp ứng các yêu cầu của 5.2.1. Nguồn xung phải có khả năng tạo ra mức áp suất âm đỉnh đủ để đảm bảo đường suy giảm bắt đầu từ ít nhất 35 dB trên tiếng ồn nền trong dải tần số tương ứng. Nếu đo đến T₃₀, thì cần tạo ra một mức ít nhất là 45 dB trên mức nền.

Có thể sử dụng các tín hiệu âm đặc biệt mà tạo ra đáp ứng xung chỉ sau khi xử lý đặc biệt tín hiệu micro ghi được (xem ISO 18233). Điều này có thể làm tăng tỷ số giữa tín hiệu và tiếng ồn được cải thiện. Các đường quét tín hiệu hình sin hoặc tín hiệu giả ngẫu nhiên (ví dụ MLS) có thể được sử dụng nếu các yêu cầu đối với phổ và các đặc tính về hướng của nguồn được đáp ứng. Do có sự cải thiện về tỷ số tín hiệu và tiếng ồn, các yêu cầu về động lực đối với nguồn có thể tương đối thấp hơn so với các yêu cầu được cài đặt trong các phần trước. Nếu sử dụng thời gian trung bình, thì cần xác định rõ rằng quá trình lấy trung bình không làm thay đổi đáp ứng xung đã đo được. Khi sử dụng các phương pháp đo này thì việc lọc tần số thường có trong các phép phân tích tín hiệu, và điều đó là đủ đảm bảo các tín hiệu kích thích bao gồm các dải tần số được đo.

5.3.3. Tích phân đáp ứng xung

Tạo ra đường suy giảm cho từng dải octa hoặc dải một phần ba octa bằng cách lấy tích phân ngược đáp ứng xung bình phương đã qua bộ lọc. Các thông tin chi tiết tham khảo TCVN 10615-1 (ISO 3382-1).

CHÚ THÍCH: Trong giới hạn của một số lượng vô hạn các phép đo với tiếng ồn gián đoạn, đường suy giảm trung bình theo tập hợp là giống hệt đường của tích phân đáp ứng xung bình phương.

6. Đánh giá các đường suy giảm

Đối với phép xác định T₂₀, phạm vi đánh giá cho các đường suy giảm bằng từ 5 dB đến 25 dB thấp hơn mức trạng thái ổn định. Đối với phương pháp tích phân đáp ứng xung, mức trạng thái ổn định là mức tổng cộng của tích phân đáp ứng xung. Trong phạm vi đánh giá, đường phù hợp bình phương bé nhất sẽ được tính toán cho đường cong, hoặc trong trường hợp các đường suy giảm được vẽ trực tiếp bằng thiết bị ghi mức, đường thẳng sẽ được làm phù hợp bằng cách thủ công càng gần đường suy giảm càng tốt. Công thức tính đối với phương pháp bình phương tối thiểu được nêu tại Phụ lục C. Các thuật toán cho các kết quả tương tự thì có thể được áp dụng. Độ dốc của đường thẳng sẽ cho tốc độ suy giảm, d, tính theo dexiben trên giây, từ đó có thể tính được thời gian âm vang là T₂₀ = 60/d. Đối với phép xác định T₃₀, phạm vi được đánh giá bằng từ 5 dB đến 35 dB.

Nếu áp dụng phương pháp này để xác định thời gian âm vang dựa trên các dấu vết đánh giá đã vẽ theo thiết bị ghi mức, thì đường quan sát trực quan “khớp nhất” nhìn thấy có thể thay bằng đường hồi quy tính theo máy tính, nhưng sẽ không có sự tin cậy như phép tính theo giải tích hồi quy.

Để xác định thời gian âm vang, các đường suy giảm phải gần như theo một đường thẳng. Nếu các đường suy giảm có dạng phi tuyến tính, điều đó chỉ ra sự hỗn hợp các kiểu hình với các thời gian âm vang khác nhau và như vậy các kết quả không đáng tin cậy. Hai chỉ số của các đường suy giảm phi tuyến tính được nêu tại Phụ lục B.

Sự suy giảm nhận được trực tiếp sau khi kích thích phòng không liên tục (ví dụ, bằng cách ghi tiếng súng bằng thiết bị ghi mức) là không khuyến nghị đối với việc đánh giá chính xác thời gian âm vang. Chỉ áp dụng phương pháp này đối với các mục đích khảo sát theo quy trình cho các phép đo khảo sát.

7. Độ không đảm bảo đo

7.1. Phương pháp tiếng ồn ngắt quãng

Do bản chất ngẫu nhiên của tín hiệu kích thích, độ không đảm bảo đo của phương pháp tiếng ồn ngắt quãng sẽ phụ thuộc rất nhiều vào số lượng trung bình được thực hiện. Việc lấy trung bình theo tập hợp và trung bình của các thời gian âm vang riêng biệt là cùng phụ thuộc vào số lượng lấy trung bình. Độ lệch chuẩn của kết quả phép đo, s(T₂₀) hoặc s (T₃₀), tính theo giây, có thể tính được từ các Công thức (2) và (3):

	(2)
	(3)

Trong đó:

B là độ rộng băng thông, tính theo héc;

n là số lượng suy giảm đo được tại từng vị trí;

N là số lượng các vị trí đo độc lập (tổ hợp của các vị trí nguồn và các vị trí thu);

T₂₀ là thời gian âm vang, dựa trên phạm vi đánh giá 20 dB, tính theo giây;

T₃₀ là thời gian âm vang, dựa trên phạm vi đánh giá 30 dB, tính theo giây.

Các Công thức (2) và (3) được lấy từ Tài liệu tham khảo [1] và [2] và dựa trên các giả thuyết thực tế liên quan đến thiết bị lấy trung bình. Các thông tin chi tiết được nêu tại Phụ lục A.

Đối với bộ lọc dải octa, B = 0,71 ¦_C, và đối với bộ lọc một phần ba octa, B = 0,23 ¦_C, trong đó ¦_C là tần số trung tâm của bộ lọc, tính theo héc. Các phép đo dải octa cung cấp độ chính xác đo tốt hơn so với các phép đo dải một phần ba octa với cùng số lượng các vị trí đo.

7.2. Phương pháp tích phân đáp ứng xung

Độ không đảm bảo đo sử dụng phương pháp tích phân đáp ứng xung là bằng nhau về độ lớn như khi sử dụng trung bình của các phép đo n = 10 tại từng vị trí theo phương pháp tiếng ồn ngắt quãng. Không cần lấy trung bình bổ sung để làm tăng độ chính xác của phép đo về mặt thống kê đối với từng vị trí.

7.3. Các giới hạn dưới cho các kết quả tin cậy gây ra do bộ lọc và bộ tách sóng

Trong trường hợp thời gian âm vang quá ngắn, đường suy giảm có thể bị ảnh hưởng bởi bộ lọc và bộ tách sóng. Sử dụng các phân tích truyền thống tiên tiến, các mức thấp hơn đối với các kết quả tin cậy sẽ bằng:

BT > 16                                                                                                            (4)

T > 2T_det                                                                                                                                                                                                                        (5)

Trong đó:

B là độ rộng băng thông của bộ lọc, tính theo héc;

T là thời gian âm vang đo được, tính theo giây;

T_det là thời gian âm vang của bộ tách sóng lấy trung bình, tính theo giây.

8. Trung bình không gian

Các kết quả đo được đối với phạm vi các vị trí nguồn và micro có thể được tổ hợp đối với các khu vực được xác định riêng biệt hoặc đối với các phòng như một thể thống nhất để đưa ra các giá trị trung bình không gian. Trung bình không gian này đạt được bằng cách:

a) Lấy trung bình số học các thời gian âm vang. Trung bình không gian được tính bằng cách lấy trung bình các thời gian âm vang riêng biệt cho tất cả các vị trí nguồn và micro độc lập. Độ lệch chuẩn có thể được xác định để cung cấp số đo chính xác và phương sai không gian của thời gian âm vang.

b) Lấy trung bình theo tập hợp các đường suy giảm. Các đường riêng biệt được chồng lên nhau với điểm bắt đầu được đồng bộ hóa, xem 5.2.2.

9. Công bố kết quả

9.1. Các bảng và đường cong

Các thời gian âm vang tính được cho từng tần số của phép đo và được công bố theo dạng bảng. Các kết quả cũng được vẽ theo dạng đồ thị.

Trong trường hợp vẽ dạng đồ thị, các điểm được nối với nhau bằng các đường thẳng hoặc sử dụng biểu đồ thanh. Trục hoành biểu thị tần số theo thang logarit, còn trục tung sẽ sử dụng thang thời gian tuyến tính với điểm khởi đầu là điểm “không”, hoặc sử dụng thang logarit. Các tần số danh định trung tâm đối với các dải octa phù hợp với IEC 61260 phải được đánh dấu trên trục tần số.

Trong bảng hoặc biểu đồ cần nêu rõ đã sử dụng T₂₀ hoặc T₃₀ đối với thời gian âm vang.

9.2. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông tin sau đây:

a) Công bố rằng các phép đo được thực hiện phù hợp với TCVN 10615-2 (ISO 3382-2);

b) Tất cả các thông tin cần thiết để nhận diện phòng tiến hành thử nghiệm;

c) Bản thiết kế phác thảo của phòng được thử, có chỉ thị tỷ lệ xích;

d) Thể tích của phòng;

CHÚ THÍCH: Nếu phòng không hoàn toàn kín, thì cần giải thích rõ cách xác định thể tích;

e) Tình trạng phòng được thử nghiệm (đồ đạc trong nhà, số lượng người có mặt, v.v….);

f) Chỉ đối với phương pháp độ chụm cần báo cáo nhiệt độ và độ ẩm tương đối của phòng trong quá trình thực hiện các phép đo;

g) Loại của nguồn âm;

h) Mô tả tín hiệu âm đã sử dụng;

i) Mức độ của độ chụm (khảo sát, kỹ thuật hoặc độ chụm) bao gồm các chi tiết về vị trí đặt nguồn- và micro-, tốt nhất trên bản vẽ nên thể hiện độ cao của các vị trí;

j) Mô tả các thiết bị đo và micro;

k) Phương pháp sử dụng để đánh giá các đường suy giảm, phương pháp bình phương tối thiểu phù hợp nhất hoặc phương pháp trực quan phù hợp nhất (Điều 6);

l) Phương pháp sử dụng tính trung bình các kết quả tại từng vị trí (5.2.2);

m) Phương pháp sử dụng để tính trung bình các kết quả trên tất cả các vị trí (Điều 8);

n) Bảng thể hiện các kết quả đo;

o) Ngày tiến hành đo và tên cơ quan thực hiện phép đo.

 

Phụ lục A
(tham khảo)

Độ không đảm bảo đo

A.1. Quy định chung

Độ không đảm bảo đo của các phép đo tốc độ suy giảm đã được nghiên cứu tại Tài liệu tham khảo [1] và [2].

Tốc độ suy giảm, d, tính theo dexiben trên giây, là liên quan đến thời gian âm vang T, tính theo giây, d = 60/T. Các phép đo có thể lặp lại tại cùng một vị trí.

Phương sai của tốc độ suy giảm trung bình tổng thể, var(d) được tính theo Công thức (A.1)

(A.1)

Trong đó:

n là số lượng suy giảm đo được tại từng vị trí;

N là số lượng các vị trí đo độc lập;

var_e(d) là phương sai theo tập hợp tại một vị trí;

var_s(d) là phương sai không gian.

Phương sai tương đối của thời gian âm vang tính theo Công thức (A.2):

(A.2)

Vì vậy, hệ số ước tính sự biến thiên của thời gian âm vang trung bình (còn gọi là độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn) tính theo Công thức (A.3):

(A.3)

A.2. Phương pháp tiếng ồn ngắt quãng

Tại Tài liệu tham khảo [1], phương sai theo tập hợp và phương sai không gian được xác định cho trường hợp các phép đo sử dụng phương pháp tiếng ồn ngắt quãng. Bằng cách đưa các kết quả từ Tài liệu tham khảo [1], Công thức (2.55) và (2.56) vào Công thức (A.3), nhận được Công thức (A.4):

(A.4)

Trong đó:

 là độ lệch chuẩn của thời gian âm vang trung bình, tính theo giây;

B là độ rộng băng thông, tính theo héc;

G, H là các hằng số phụ thuộc phạm vi đánh giá;

T là thời gian âm vang, tính theo giây.

Các hằng số G và H phụ thuộc phạm vi đánh giá D và thông số g = T/T_det, là tỷ số của thời gian âm vang đo được và thời gian âm vang vốn có trong thiết bị đo. T_det là thời gian âm vang của bộ tách sóng lấy trung bình. Đối với một số giá trị điển hình của D và g, các giá trị của các hằng số G và H có thể lấy từ Bảng A.1

Các Công thức (2) và (3) giả sử là g = 5.

Bảng A.1 - Các giá trị của các hằng số G và H

Phạm vi đánh giá, D dB	G, %	H
		g = 3	g = 5	g = 10
10	175	2,67	3,32	3,87
20	88	1,72	1,90	2,04
30	55	1,42	1,52	1,59

CHÚ DẪN

1 Phương pháp khảo sát

2 Phương pháp kỹ thuật

3 Phương pháp độ chụm

X ¦_c T₂₀ là tần số trung tâm × thời gian âm vang

Y  là hệ số biến thiên của T₂₀, %.

Hình A.1 - Hệ số biến thiên của T₂₀ trong các dải octa là hàm số của tần số trung tâm nhân với thời gian âm vang. Các đường thể hiện các phương pháp khảo sát, kỹ thuật và độ chụm

 

CHÚ DẪN

1 Phương pháp khảo sát

2 Phương pháp kỹ thuật

3 Phương pháp độ chụm

X ¦_c T₂₀ là tần số trung tâm × thời gian âm vang

Y  là hệ số biến thiên của T₂₀, %.

Hình A.2 - Hệ số biến thiên của T₂₀ trong các dải một phần ba octa là hàm số của tần số trung tâm nhân với thời gian âm vang. Các đường thể hiện phương pháp khảo sát, kỹ thuật và độ chụm

A.3. Phương pháp tích phân đáp ứng xung

Đối với phương pháp tích phân đáp ứng xung, về lý thuyết, phương sai theo tập hợp vare(d) = 0. Điều này tương ứng với giá trị trung bình của số lượng vô hạn các kích thích tại cùng một vị trí, nếu sử dụng phương pháp tiếng ồn ngắt quãng (xem Tài liệu tham khảo [2]). Để ước tính độ lệch chuẩn của kết quả đo, có thể sử dụng Công thức (A.4) với giá trị n = 10.

 

Phụ lục B
(tham khảo)

Đánh giá các đường suy giảm phi tuyến tính

B.1. Quy định chung

Phép đo thời gian âm vang dựa trên giả thiết là nằm trong phạm vi đánh giá, đường thẳng có thể xấp xỉ với độ dốc của đường suy giảm. Có thể sẽ rất hữu ích nếu có một số thông tin về phạm vi mà giả thiết này thực sự thỏa mãn. Hai chỉ số được đề cập đến trong phụ lục này.

B.2. Độ phi tuyến tính

Nếu việc đánh giá đường suy giảm được thực hiện theo phương pháp bình phương tối thiểu phù hợp của một đường thẳng, thì có thể tính toán các thông số phi tuyến tính sau đây. Giả sử L_i là mức của số lượng mẫu thử thứ i, tính theo dexiben,  là giá trị ước lượng của số lượng mẫu thử thứ i từ phép hồi quy tuyến tính, và giá trị trung bình của các mẫu, , được cho theo Công thức (B.1):

(B.1)

Bình phương của hệ số tương quan, r, được tính theo Công thức (B.2):

(B.2)

Bình phương của hệ số tương quan có thể là bất kỳ giá trị nào giữa 0 và 1 và đường suy giảm thẳng một cách lý tưởng tương ứng với r₂ = 1. Thông số phi tuyến tính, x, được đưa vào như độ lệch tính theo phần nghìn từ độ tuyến tính lý tưởng;

x = 1 000 (1 - r²)                                     (B.3)

Các giá trị điển hình của x là từ 0 ‰ đến 5 ‰. Các giá trị cao hơn 10 ‰ cho thấy đường mà xa so với đường thẳng và các giá trị thời gian âm vang ước tính từ đường suy giảm có thể bị nghi ngờ. Các giá trị này áp dụng cho các đường trung bình theo tập hợp và các đường tích phân đáp ứng xung; các giá trị cao hơn có thể xuất hiện đối với các đường riêng lẻ.

B.3. Mức độ cong

Đường suy giảm đo được trong phòng sẽ thường là gần phi tuyến tính. Phần đầu của đường thường là dốc hơn một chút so với phần sau. Lý do là sự suy giảm đại diện cho hỗn hợp các kiểu suy giảm với các tốc độ suy giảm khác nhau. Nếu độ hấp thụ không được phân bố đều trên các bề mặt của phòng, thì các kiểu suy giảm có thể có các tốc độ suy giảm rất khác nhau. Rõ ràng là đường suy giảm phi tuyến tính có nghĩa là thời gian âm vang được đánh giá từ các phép đo phụ thuộc vào phần của đường cong được sử dụng. Vì vậy, các kết quả này có độ tin cậy kém hơn so với trường hợp nếu đường suy giảm là tuyến tính.

Thông số về mức độ cong, C, dựa trên hai phạm vi đánh giá là 20 dB và 30 dB và được đưa vào như phần trăm độ lệch từ đường thẳng lý tưởng:

(B.4)

Các giá trị điển hình của C là 0 % và 5 %. Các giá trị cao hơn 10 % cho thấy đường suy giảm khác xa đường thẳng và các giá trị thời gian âm vang ước tính từ đường suy giảm có thể bị nghi ngờ. Các giá trị âm không được xuất hiện và chúng có thể cho biết có lỗi trong phép đo.

 

Phụ lục C
(tham khảo)

Các công thức đối với phương pháp làm khớp bình phương tối thiểu

Thời gian âm vang có thể được đánh giá bằng cách sử dụng phép giải tích hồi quy tuyến tính và phương pháp làm khớp bình phương tối thiểu. Điều này chứng tỏ rằng đường suy giảm xấp xỉ là đường thẳng; , mức của đường hồi quy của mẫu thứ i, tính theo dexiben, được tính theo Công thức (C.1):

 = a + bt_i dB                                      (C.1)

Trong đó:

a là điểm cắt của đường thẳng, tính theo dexiben;

b là độ dốc ước lượng, tính theo dexiben trên giây;

t_i là thời gian của mẫu thứ i, tính theo giây.

Theo phương pháp làm khớp bình phương tối thiểu, các ước lượng về điểm cắt và độ dốc được xác định như sau:

	(C.2)
	(C.3)

Trong đó:

	(C.4)
	(C.5)

Ước lượng thời gian âm vang, , tính bằng giây theo:

 = - 60/b                                            (C.6)

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 7870-8 (ISO 80000-8), Đại lượng và đơn vị - Phần 8: Âm học.

[2] DAVY,J.L.,DUNN,I.P.,DUBOUT,P. The variance of decay rates in reverberation rooms. Acustica 1979, 43, pp. 12-25.

[3] DAVY, J.L. The variance of impulse decays. Acustica 1980, 44, pp. 51-56.

[4] ISO 140 (all part), Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of bulding elements.

[5] ISO 354, Acoustics - Measurement of sound absorption in a reverberation room.

[6] ISO 3740, Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources - Guideline for the use of basic standards

[7] ISO 10052, Acoustics - Field measurement of airborne and impact sound insulation and of service equipment sound - Servey method.