Background Noise - SV 303

Tło akustyczne w pomiarach akustycznych

Tło akustyczne jest kluczowym czynnikiem w dziedzinie akustyki, niezbędnym do skutecznej kontroli hałasu i oceny środowiskowej. Ogólnie definiuje się go jako hałas, który przyczynia się do całkowitego poziomu dźwięku, ale nie jest konkretnym badanym źródłem.

Spis treści

Kluczowe wnioski

Definicja: Podczas gdy w terminologii ISO 1996 preferowany jest termin "dźwięk szczątkowy" (hałas otoczenia bez specyficznego hałasu źródłowego), "hałas tła akustycznego" jest często powszechnie używany. Jest on używany jako wartość parametru hałasu, takiego jak LA90 (poziom przekroczony przez 90% czasu pomiaru).

Pomiar: Ponieważ poziom ciśnienia akustycznego (SPL) często zawiera złożone cechy, takie jak szum impulsowy lub czyste tony, prosty pomiar poziomu ciśnienia akustycznego jest zwykle niewystarczający i wymaga szczegółowej analizy częstotliwościowej (pasmo oktawowe lub 1/3 oktawowe) oraz pomiarów opartych na energii, takich jak równoważny poziom ciśnienia akustycznego (LAeq).

Planowanie kontroli hałasu: Tło akustyczne często znacząco wpływa na całkowity poziom hałasu w miejscu pracy. Przed podjęciem decyzji o indywidualnych środkach kontroli hałasu konieczne jest wykonanie pomiarów Tła akustycznego.

Wpływ środowiska: Tło akustyczne jest jednym z dwóch głównych efektów środowiskowych, które należy wziąć pod uwagę podczas przeprowadzania pomiarów hałasu, a drugim są odbicia dźwięku.

Próg poprawności: Tło akustyczne co najmniej 10 dB poniżej poziomu hałasu emitowanego przez oceniane źródło jest uznawane za dokładne z dokładnością do 0,5 dB.

ISO 1996-2 Wymóg korekcji: Gdy szczątkowy poziom ciśnienia akustycznego jest niższy o więcej niż 3 dB od zmierzonego poziomu ciśnienia akustycznego, poziom ten należy skorygować.

Definicje

Podstawowe pojęcia, takie jak „hałas otoczenia”, „szczątkowy” i „tło akustyczne”, mają kluczowe znaczenie dla opisu środowiska akustycznego, ale często są źródłem nieporozumień i niespójnego stosowania. Niniejsza sekcja zawiera systematyczną analizę tych krytycznych terminów, wyjaśniając ich odrębne definicje, role kontekstowe i wzajemne powiązania ustanowione przez autorytatywne normy międzynarodowe.

Czym jest tło akustyczne?

Tło akustyczne definiuje się jako hałas pochodzący z niepożądanych źródeł, który może wpływać na dokładność pomiarów akustycznych konkretnego źródła dźwięku będącego przedmiotem zainteresowania. Tło akustyczne często pochodzi ze źródeł wtórnych, takich jak wentylacja lub sprężarki, i może znacząco przyczyniać się do ogólnego poziomu hałasu, szczególnie w warunkach przemysłowych. W akustyce dźwięk tła odnosi się do poziomu hałasu mierzonego, gdy oceniane źródło jest wyłączone.

Czym jest hałas otoczenia (dźwięk całkowity)?

Dźwięk otoczenia to dźwięk całkowity obecny w danej sytuacji w danym czasie. Składa się na niego dźwięk pochodzący ze wszystkich źródeł, zarówno bliskich, jak i dalekich. Jak zauważono w normie BS 4142, poziom dźwięku otoczenia jest miarą połączonego efektu dźwięku szczątkowego i ocenianego konkretnego źródła dźwięku, gdy źródło to jest aktywne.

W praktyce hałas otoczenia to całkowity hałas pochodzący ze wszystkich połączonych źródeł obecnych w danym środowisku. Suma ta obejmuje wszystkie składniki hałasu, takie jak hałas fabryczny, hałas ruchu drogowego, śpiew ptaków i bieżącą wodę. Hałas pochodzący z konkretnego badanego źródła jest tylko jednym z elementów szerszego hałasu otoczenia. Ponieważ prawie każde środowisko zawiera wiele źródeł dźwięku, wiele różnych czynników generuje hałas otoczenia w dowolnym miejscu pomiaru.

Czym jest dźwięk szczątkowy?

Dźwięk szczątkowy to dźwięk otoczenia, który pozostaje w miejscu oceny, gdy badane źródło dźwięku jest nieobecne lub stłumione w takim stopniu, że nie jest już czynnikiem przyczyniającym się. Jest to istniejące środowisko akustyczne lub krajobraz dźwiękowy bez źródła zainteresowania. Odpowiednią miarą jest szczątkowy poziom dźwięku, oznaczany jako Lr =LAeq,T.

Gdy nie można wyłączyć określonego źródła hałasu, aby bezpośrednio zmierzyć dźwięk szczątkowy (dźwięk pozostały bez określonego źródła), wymagane są metody alternatywne, a analiza statystyczna odgrywa istotną rolę w ilościowym określaniu środowiska akustycznego.

Na przykład, podczas oceny hałasu pochodzącego z głównej autostrady, źródło nie może zostać stłumione. W takich przypadkach ISO 1996-2 (załącznik I) zauważa, że dźwięk szczątkowy może być trudny do bezpośredniego pomiaru i może wymagać zastosowania metod alternatywnych, takich jak wykorzystanie procentowego poziomu przekroczenia L95 jako przybliżenia poziomu szumów własnych.

BS 4142 zapewnia alternatywną metodę: przeprowadzanie pomiarów w innym miejscu, w którym dźwięk szczątkowy jest wyraźnie porównywalny z dźwiękiem w miejscu oceny. Podejście to wymaga rygorystycznego uzasadnienia, wykazującego, że alternatywna lokalizacja jest porównywalna pod względem akustycznym. Kluczowe czynniki obejmują zapewnienie, że lokalizacja znajduje się w tej samej odległości od innych dominujących źródeł dźwięku szczątkowego, jest akustycznie ekranowana od konkretnego źródła, ma podobne pokrycie terenu, a pomiary są przeprowadzane w identycznych warunkach meteorologicznych.

Co to jest poziom dźwięku tła?

Poziom ciśnienia akustycznego tła (LA90,T), będący miarą krytyczną dla oceny oddziaływania, jest z natury definiowany statystycznie jako poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką A przekroczony przez dźwięk szczątkowy przez 90% danego przedziału czasowego.

Termin Definicja według BS 4142:2014+A1:2019
Dźwięk otoczenia Całkowity dźwięk w danej sytuacji w danym czasie, zwykle składający się z dźwięku z wielu źródeł w pobliżu i daleko. UWAGA: Dźwięk otoczenia obejmuje dźwięk szczątkowy i dźwięk składowy, jeśli jest obecny.
Poziom dźwięku otoczenia,La =LAeq,T Równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką A dźwięku całkowitego w danej sytuacji w danym czasie, zwykle z wielu źródeł w pobliżu i daleko, w miejscu oceny w danym przedziale czasu, T. UWAGA: Poziom dźwięku otoczenia jest miarą dźwięku szczątkowego i dźwięku składowego, gdy jest obecny.
Poziom dźwięku tła,LA90,T A-ważony poziom ciśnienia akustycznego, który jest przekraczany przez dźwięk szczątkowy w miejscu oceny przez 90% danego przedziału czasu, T, mierzony przy użyciu korekcji czasowej, F, i podawany z dokładnością do najbliższej liczby całkowitej decybeli.
Dźwięk szczątkowy Dźwięk otoczenia pozostający w ocenianym miejscu, gdy określone źródło dźwięku jest stłumione w takim stopniu, że nie przyczynia się do dźwięku otoczenia.
Poziom dźwięku szczątkowego, Lr =LAeq,T Równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową A dźwięku szczątkowego w miejscu przeprowadzania oceny w danym przedziale czasu T.
Poziom dźwięku składowego, Ls =LAeq,Tr Równoważny ciągły poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową A wytwarzanego przez wzorcowe źródło dźwięku w miejscu przeprowadzania oceny w danym przedziale czasu odniesienia, Tr.
Specyficzne źródło dźwięku Oceniane źródło dźwięku.

Najczęstszym punktem nieporozumień jest rozróżnienie pomiędzy „dźwiękiem szczątkowym” a „poziomem tła akustycznego”. Rozróżnienie to ma kluczowe znaczenie: dźwięk szczątkowy to całkowity dźwięk środowiska akustycznego, gdy określone źródło jest wyłączone. Poziom dźwięku tła (LA90,T) jest specyficzną metryką statystyczną wyprowadzoną z dźwięku szczątkowego. Nie jest to średnia dźwięku szczątkowego, ale raczej miara jego typowych, podstawowych okresów ciszy, które BS 4142 wykorzystuje jako główny punkt odniesienia do oceny wpływu nowego dźwięku przemysłowego lub handlowego. Dlatego logiczna hierarchia jest następująca: Dźwięk szczątkowy (zjawisko fizyczne) jest mierzony w celu uzyskania poziomu dźwięku tła (deskryptor statystyczny).

Równanie / Uwaga
Dźwięk otoczenia = określone źródło dźwięku + dźwięk szczątkowy
Poziom tła akustycznego jest specyficznym wskaźnikiem statystycznym pochodzącym z dźwięku szczątkowego, a nie z dźwięku otoczenia.

Co to jest poziom szumów własnych (tło)?

Poziom szumów własnych (tło) odnosi się do minimalnego mierzalnego sygnału lub poziomu szumu wewnętrznego generowanego przez komponenty akustycznego systemu pomiarowego, takiego jak miernik poziomu dźwięku lub analizator. Ten wewnętrzny szum wyznacza granicę, poniżej której nie można wiarygodnie wykonać prawidłowych pomiarów akustycznych.

Na przykład, poziom szumów własnych systemu miernika poziomu dźwięku składa się z kilku czynników związanych z elektroniką pomiarową (np. szum własny mikrofonu, szum przedwzmacniacza). Stosunek sygnału do szumu (SNR) określa stosunek sygnału do szumu własnego (SNR).

Dokładne pomiary akustyczne wymagają, aby sygnał będący przedmiotem zainteresowania był znacznie powyżej tego minimalnego poziomu. Zgodnie z normą ISO 1996-2:20217, dla wszystkich pomiarów, tło akustyczne systemu pomiarowego (miernika poziomu dźwięku) powinno znajdować się co najmniej 5 dB poniżej mierzonego dźwięku.

Co to jest Stosunek sygnału do szumu (SNR)?

Podstawową miarą wywodzącą się bezpośrednio z koncepcji szumu tła akustycznego jest stosunek sygnału do szumu (SNR). Zgodnie z definicją zawartą w normie IEC 60268-16 (3.35), stosunek sygnału do szumu (SNR) to różnica między poziomem ciśnienia akustycznego sygnału (mowy lub sygnału testowego) a poziomem ciśnienia akustycznego tła akustycznego. Stosunek ten jest głównym wyznacznikiem ważności pomiaru, niezależnie od tego, czy chodzi o ilościowe określenie marginesu powyżej poziomu szumów własnych (tło) dla testu mocy akustycznej, czy też modelowanie percepcyjnej klarowności mowy.

Dlaczego Tło akustyczne ma znaczenie?

Tło akustyczne jest krytycznym czynnikiem w inżynierii akustycznej, definiowanym zarówno koncepcyjnie jako niepożądany dźwięk, jak i technicznie jako szczątkowe pole dźwiękowe istniejące, gdy źródło zainteresowania jest nieaktywne. Jego właściwa identyfikacja, pomiar i korekcja są niezbędne do zapewnienia poprawności i dokładności pomiarów poziomu dźwięku.

Aby pomiary hałasu (zwłaszcza poziomu ciśnienia akustycznego) można było uznać za wiarygodne i dokładne, dźwięk składowy wytwarzany przez źródło musi znacznie przekraczać poziom niepożądanego tła akustycznego. Procedury pomiarowe są całkowicie oparte na różnicy między całkowitym zmierzonym hałasem a samym hałasem tła akustycznego.

Jakie są typowe składniki tła akustycznego?

Typowe składniki (źródła) mierzonego tła akustycznego są zróżnicowane i można je podzielić na kategorie w zależności od ich pochodzenia:

  • Systemy mechaniczne i użytkowe
    Tło akustyczne jest często wytwarzane przez infrastrukturę obiektu, szczególnie w środowiskach przemysłowych lub wewnętrznych.
    • Systemy mechaniczne (HVAC): Systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) są wyraźnie wymieniane jako częste źródła hałasu w pomieszczeniach. Systemy wentylacyjne są wielokrotnie wymieniane jako niepożądane źródła przyczyniające się do powstawania tła akustycznego.
    • Inne maszyny: Często wymienianymi źródłami hałasu są sprężarki i pompy obiegowe. Inne maszyny mogą znajdować się poza bezpośrednim warsztatem, ale nadal przyczyniają się do hałasu otoczenia.
  • Źródła środowiskowe i zewnętrzne
    Dźwięki generowane na zewnątrz budynku lub obszaru testowego często przenikają do miejsca pomiaru, tworząc część hałasu otoczenia.
    • Ruch uliczny i prace budowlane: Są one wymienione jako typowe składniki tła akustycznego. Hałas uliczny jest wyraźnie wymieniony jako hałas środowiskowy.
    • Natura i inne dźwięki: Szerzej rozumiane hałasy środowiskowe obejmują fale wodne i hałas bioakustyczny wytwarzany przez zwierzęta. Alarmy są również wymienione jako dźwięki składowe.
  • Aktywność mieszkańców i mowa
    W środowiskach, w których przebywają ludzie, ich aktywność znacząco wpływa na poziom tła akustycznego.
    • Aktywność ludzi: Obejmuje obcą mowę, ludzkie rozmowy i mowę sąsiadów.
  • Hałas elektroniczny i nieodłączny
    Hałas elektryczny lub związany ze sprzętem pomiarowym i urządzeniami również stanowi część tła, zwłaszcza poziom szumów własnych (tło).
    • Szum urządzeń elektrycznych: Obejmuje hałas pochodzący z urządzeń elektronicznych, który przyczynia się do poziomu szumów własnych.
    • Zakłócenia elektryczne i szum termiczny: Tło akustyczne może obejmować szum termiczny (szum Johnsona-Nyquista), który wyznacza ostateczny elektroniczny poziom szumów własnych dla pomiarów akustycznych i urządzeń rejestrujących. Źródła sugerują, że zakłócenia elektryczne są składnikiem, który inżynierowie czasami łagodzą za pomocą filtra elektrycznego w celu wyeliminowania znanych częstotliwości z sygnału pomiarowego.
  • Tło w produkcji/nagrywaniu
    W kontekście nagrywania dźwięku, określony składnik dźwięku tła jest celowo przechwytywany:
    • Room Tone (Presence): Jest to nagrana atmosfera tła lub „cisza”, która jest przechwytywana na planie i wykorzystywana podczas postprodukcji w celu wygładzenia edycji i zachowania ciągłości.

Tło akustyczne: zastosowania w dziedzinie akustyki i audio

Ważność pomiaru i korekta: Tło akustyczne (LN) jest uznawane za jeden z głównych efektów środowiskowych, które należy uwzględnić podczas pomiarów ciśnienia akustycznego.

Planowanie i wdrażanie kontroli hałasu: Tło akustyczne musi być zawsze sprawdzane i mapowane przed podjęciem decyzji o indywidualnych środkach kontroli hałasu, ponieważ często znacząco przyczynia się do całkowitego zmierzonego hałasu.

Technika pomiaru natężenia dźwięku: Pomiary natężenia dźwięku oferują wyraźną przewagę w odniesieniu do tła akustycznego w porównaniu do standardowych metod pomiaru ciśnienia akustycznego.

Psychoakustyka i bezpieczeństwo: W środowiskach o wysokim poziomie hałasu, tło akustyczne stanowi ryzyko wypadku, ponieważ psychoakustyczne zjawisko maskowania może uniemożliwić usłyszenie sygnałów ostrzegawczych lub krzyków.

Wpływ na środowisko

Tło akustyczne, zasadniczo definiowane jako niepożądany dźwięk, stanowi znaczące i szeroko zakrojone zagrożenie dla zdrowia ludzkiego w sferze słuchowej, fizjologicznej i psychologicznej. Najpoważniejszym skutkiem fizycznym jest nieodwracalne uszkodzenie słuchu spowodowane długotrwałą ekspozycją na głośne dźwięki, które uszkadzają czuciowe komórki rzęsate ucha wewnętrznego, prowadząc do stopniowego pogorszenia zdolności słyszenia.

Ryzyko wzrasta wraz z poziomem ekspozycji na dźwięk i czasem trwania ekspozycji; poziom hałasu powyżej 85 dB może powodować uszkodzenie słuchu, od tymczasowego przesunięcia progu do trwałej utraty słuchu. Ponadto intensywny hałas wpływa na układ sercowo-naczyniowy i hormonalny, wpływając na krążenie krwi i powodując stres. Niesłyszalne reakcje organizmu obejmują rozszerzenie źrenic, przyspieszenie akcji serca i produkcję hormonów, takich jak adrenalina i kortykotropina, a także zwężenie naczyń krwionośnych.

Hałas jest ogólnoświatowym problemem środowiskowym, który powoduje powszechne zaburzenia snu, irytację i niekorzystne skutki zdrowotne, zmniejszając wydajność i powodując zmęczenie. Stopień uciążliwości jest wysoce subiektywny i zależy od nastawienia słuchacza do źródła hałasu. Częstotliwość hałasu o niskiej częstotliwości (typowa dla dużych silników wysokoprężnych) jest trudna do stłumienia i często powoduje większą dokuczliwość niż przewidywano na podstawie prostych pomiarów ciśnienia akustycznego. Co ważne, hałas może również stwarzać ryzyko wypadku poprzez maskowanie sygnałów ostrzegawczych lub okrzyków.

Hałas tła akustycznego również poważnie utrudnia komunikację i samopoczucie psychiczne, od łagodnej irytacji po znaczne zakłócenia mowy.

Dlaczego zrozumiałość mowy (STI) ma kluczowe znaczenie dla zdrowia?

Zrozumiałość mowy (STI) jest znacznie zmniejszona przez wysoki poziom tła akustycznego, wpływając na komunikację i potencjalnie maskując sygnały ostrzegawcze. W przypadku normalnej rozmowy poziom hałasu w miejscu pracy powinien wynosić co najwyżej 65-70 dB. Poziomy hałasu powyżej N85 (liczba znamionowa hałasu) mogą poważnie zakłócać zrozumiałość mowy. Poziom hałasu może również stwarzać ryzyko wypadku poprzez maskowanie okrzyków lub sygnałów ostrzegawczych. Poziomy hałasu powyżej N75 są zwykle uważane za niezadowalające do komunikacji telefonicznej

W jaki sposób tło akustyczne oddziałuje na mowę?

Tło akustyczne przede wszystkim zmniejsza stosunek sygnału do szumu (SNR), sprawiając, że pożądany sygnał jest mniej widoczny i trudniejszy do wyraźnego odbioru. Gdy tło akustyczne ma podobną częstotliwość do sygnału (jak mowa), może maskować sygnał, czyniąc jego części niezrozumiałymi.

Maskowanie (dźwięku)

Tło akustyczne ma duże znaczenie w pracy i akustyce środowiskowej ze względu na psychoakustyczny efekt maskowania, który występuje, gdy jeden dźwięk jest wystarczająco głośny, aby drugi, cichszy dźwięk został skutecznie „zagłuszony”. To zjawisko fizyczne tłumaczy się jako przesunięcie progu słyszenia słuchacza spowodowane głośnością tła akustycznego. W bezpieczeństwie zawodowym i środowiskowym hałas tła akustycznego stanowi krytyczne ryzyko wypadku w środowisku pracy, ponieważ może być wystarczająco głośny, aby zamaskować istotne sygnały ostrzegawcze lub wykrzykiwane instrukcje. Co więcej, wiadomo, że poziomy hałasu tła, szczególnie te poniżej wartości znamionowej hałasu N85, poważnie zakłócają zrozumiałość mowy. Ponieważ maskowanie wpływa na subiektywną percepcję, efekty te są uwzględniane w zaawansowanych kryteriach i metodach dotyczących hałasu, takich jak te zaproponowane przez E. Zwickera, które mają na celu określenie ogólnej głośności i uciążliwości powodowanej przez hałas w środowisku pracy na podstawie obiektywnych pomiarów poziomu ciśnienia akustycznego.

Poziom hałasu (NR)

Noise Rating (NR) zgodnie ze starą wersją normy ISO 1996-1971 to zestaw sugerowanych kryteriów kontroli hałasu wykorzystywanych głównie do oceny dokuczliwości i zagrożeń dla zdrowia, w postaci krzywych widma poziomu ciśnienia akustycznego (w czestotliwościach oktawowych). Na przykład kryterium N85 jest szczególnie istotne, ponieważ poziomy hałasu poniżej N85 mogą poważnie zakłócać zrozumiałość mowy, podczas gdy poziomy hałasu powyżej N85 mogą powodować uszkodzenie słuchu.

Z akustycznego punktu widzenia, hałas tła może powodować maskowanie, zmniejszając zrozumiałość mowy, co jest bezpośrednio związane z wpływem na komunikację ocenianym przez kryteria N85; i praktycznie, zanim poziomy hałasu mogą być dokładnie określone i porównane z jakimikolwiek kryteriami oceny hałasu (N), hałas tła (hałas z niepożądanych źródeł) musi być zmierzony i matematycznie skorygowany, ponieważ pomiary są uważane za niewiarygodne, jeśli hałas źródłowy nie jest co najmniej 3 dB wyższy niż sam hałas tła. Ponadto przy obliczaniu powiązanych parametrów, takich jak poziom ratingowy (Lr), który określa ilościowo dokuczliwość, niektóre standardy oceny porównują ten obliczony poziom bezpośrednio z poziomem tła akustycznego (często mierzonym jako L90) w celu ustalenia względnych limitów.

Pomiar Tła akustycznego

Dokładna kwantyfikacja dźwięku otoczenia, szczątkowego i tła wymaga rygorystycznych ram metodologicznych, które obejmują znormalizowane procedury pozyskiwania danych, strategie pokonywania typowych wyzwań terenowych oraz krytyczne uznanie niepewności pomiaru, zgodnie z normami takimi jak BS 4142 i ISO 1996-2.
Aby zapewnić wiarygodne i powtarzalne wyniki, pomiary akustyczne muszą być zgodne ze ścisłymi wytycznymi proceduralnymi. Typowa konfiguracja obejmuje:

  • Oprzyrządowanie: Sprzęt musi spełniać wysokie standardy precyzji, w tym mierniki poziomu dźwięku klasy 1 (zgodne z normą IEC / BS EN 61672-1), kalibracje dźwięku i, w razie potrzeby, filtry klasy 1.
  • Lokalizacja mikrofonu: Aby zminimalizować odbicia, mikrofon powinien być umieszczony 1,2 m do 1,5 m nad ziemią i co najmniej 3,5 m od jakiejkolwiek znaczącej odbijającej powierzchni innej niż sama ziemia (BS 4142).
  • Warunki pogodowe: Pomiary należy przeprowadzać ostrożnie przy prędkościach wiatru przekraczających 5 m/s, a skuteczna osłona przed wiatrem musi być zawsze używana, ponieważ hałas powodowany przez wiatr może uszkodzić dane.
  • Wzorcowanie (kalibracja): Wzorcowanie (kalibracja) całego systemu pomiarowego musi być sprawdzane na początku i na końcu każdej sesji. Odchylenie nie większe niż 0,5 dB jest uważane za dopuszczalne, aby wyniki były prawidłowe.
  • Reprezentatywność: Przedział czasu pomiaru musi być wystarczający do uzyskania reprezentatywnej wartości poziomu tła akustycznego dla ocenianego okresu. Celem jest ilościowe określenie tego, co jest typowe, biorąc pod uwagę różnice, które występują na przykład między porą dzienną a nocną lub między dniami powszednimi a weekendami.

Rozwiązywanie wyzwań związanych z pomiarami

Spójne pomiary są kluczem do zrozumienia i zarządzania poziomem tła akustycznego. Celem jest ilościowe określenie poziomu dźwięku otoczenia przed podjęciem próby jego redukcji. Ponieważ hałas tła akustycznego często zawiera złożone cechy, takie jak szum impulsowy lub czyste tony, prosty pomiar poziomu ciśnienia akustycznego (SPL) jest zwykle niewystarczający, co wymaga zastosowania uśrednionego w czasie równoważnego poziomu dźwięku ciągłego (LAeq,T) lub szczegółowej analizy częstotliwościowej (pasmo oktawowe lub 1/3 oktawy). Pomiary powinny być wykonywane w odpowiednich warunkach (np. pomieszczenie niezamieszkane lub zamieszkane) przy użyciu skalibrowanych mierników poziomu dźwięku (SLM).

W przypadku dźwięków, które ulegają wahaniom lub są przerywane, kluczowe znaczenie ma wybór przedziału czasowego pomiaru, który jest naprawdę reprezentatywny. Czas trwania musi być wystarczający do uchwycenia typowych warunków akustycznych w celu uzyskania wiarygodnej wartości poziomu dźwięku tła (LA90,T), jak wskazano w BS 4142.

W tradycyjnych pomiarach poziomu ciśnienia akustycznego pod kątem wpływu na środowisko (BS 4142) lub akustyki budowlanej (ISO 16283-1) jest to źródło zanieczyszczeń, które należy dokładnie zmierzyć i skorygować. W przeciwieństwie do tego, w przypadku pomiarów natężenia dźwięku, wpływ stałego tła akustycznego może być w dużej mierze zanegowany przez fizyczne zasady techniki, pozwalając na dokładną charakterystykę źródła nawet w hałaśliwym otoczeniu.

Wskaźniki Tła akustycznego

MetrycznyOpisPowszechne zastosowanie
LeqRównoważny poziom dźwięku ciągłego (średnia w czasie)Hałas środowiskowy, bezpieczeństwo w miejscu pracy, hałas w pomieszczeniu
L90Poziom statystyczny przekroczony w 90% przypadkówReprezentuje bazowy poziom tła akustycznego
SNRStosunek sygnału do szumu (różnica między sygnałem a szumem dB)Jakość dźwięku, zrozumiałość mowy
NC / RCKryteria hałasu / Kryteria pomieszczenia (oceny oparte na pasmach oktawowych)Specyfikacja hałasu HVAC, cele projektowe pomieszczenia
Poziom szumów własnych (tło)Najniższy nieodłączny poziom hałasu systemu lub środowiskaWydajność systemu audio, limity rejestracji audio

Ogólne wymagania pomiarowe i korekty

W praktyce pomiar tła akustycznego wymaga uzyskania poziomu hałasu przy wyłączonej maszynie lub badanym źródle. Należy również zminimalizować wpływ innych czynników środowiskowych, takich jak szum wiatru, zwykle poprzez zastosowanie osłony przeciwwietrznej. Wraz z odbiciami dźwięku, hałas tła jest jednym z dwóch głównych efektów środowiskowych, które należy wziąć pod uwagę podczas przeprowadzania pomiarów hałasu. Aby zapewnić ważność pomiarów akustycznych, gdy obecny jest hałas tła, należy przestrzegać określonych kryteriów i procedur korekcyjnych:
  • Próg poprawności: Hałas z niepożądanego źródła (tło akustyczne) musi być co najmniej 10 dB poniżej poziomu hałasu emitowanego przez badane źródło, aby pomiar można było uznać za dokładny bez korekty (z dokładnością do 0,5 dB).
  • Wymóg korekcji: Jeśli różnica między całkowitym zmierzonym hałasem (źródło plus hałas tła) a samym hałasem tła wynosi od 3 dB do 10 dB, należy wprowadzić korektę.
  • Pomiary niewiarygodne: Jeśli różnica między całkowitym hałasem a hałasem tła jest mniejsza niż 3 dB, poziom hałasu tła jest zbyt wysoki i nie można uzyskać wiarygodnej wartości dla samego hałasu źródła.
  • Analiza częstotliwościowa: Jeśli pomiary są wykonywane w pasmach oktawowych (np. 1/1 oktawa), tło akustyczne mierzone w każdym paśmie powinno być podobnie co najmniej 10 dB niższe niż hałas źródłowy w tym paśmie.
RóżnicaWymagane działanieWynik Niezawodność
Większa niż 10 dBKorekta nie jest konieczna.Dokładność pomiaru wynosi 0,5 dB.
Między 3 dB a 10 dBNależy wprowadzić korektę.Przybliżoną korektę można obliczyć lub wyprowadzić z tabeli korekcji.
Mniej niż 3 dBPoziom tła akustycznego jest zbyt wysoki.Nie można uzyskać wiarygodnej wartości dla samego szumu źródłowego.

Tło akustyczne w środowisku obliczone na podstawie pomiarów L50 i L90 lub L95

Norma ISO 1996-2:2017 (załącznik I) podaje dwa sposoby szacowania dźwięku szczątkowego (tła). Po pierwsze, gdy źródło testowe ma udział przez 5% lub mniej całkowitego czasu pomiaru, poziom przekroczony przez 95% czasu (L95) może być przyjęty jako reprezentatywny dla poziomu ciśnienia akustycznego. Po drugie, jeśli dźwięk szczątkowy można traktować jako gaussowski, równoważny poziom szczątkowy można obliczyć na podstawie percentyli przy użyciu L50 i L90 lub L95 zgodnie ze wzorem Leq, Gauss.

background noise in building acoustic

Tło akustyczne w akustyce budowlanej

W dziedzinie akustyki budowlanej, a konkretnie w pomiarach izolacyjności akustycznej opisanych w normie PN-EN ISO 16283-1, szum tła jest traktowany jako źródło zanieczyszczeń pomiarowych. Tło akustyczne jest tutaj definiowane jako dźwięk pochodzący ze wszystkich źródeł w pomieszczeniu odbiorczym z wyjątkiem głośnika testowego pracującego w pomieszczeniu źródłowym. Jego obecność może maskować dźwięk przenoszony przez przegrodę testową, prowadząc do przeszacowania wydajności izolacyjnej przegrody.

Pomiar wykorzystuje pasma oktawowe 1/3. W każdym paśmie tercjowym (1/3 oktawy) tło powinno znajdować się co najmniej 6 dB – a najlepiej ponad 10 dB – poniżej zmierzonego poziomu sygnał-tło; jeśli szum nie jest stały, czas uśredniania jest wydłużany w celu uzyskania stabilnego oszacowania. Gdy tło nie znajduje się wystarczająco daleko poniżej sygnału, zmierzony poziom musi zostać skorygowany przez odjęcie energii.

Norma określa jasną procedurę korekcji w celu uwzględnienia tego zanieczyszczenia:

  • Jeśli zmierzony poziom sygnału plus szum tła jest od 6 dB do 10 dB wyższy niż sam szum tła, stosowana jest korekta matematyczna w celu wyodrębnienia poziomu sygnału.
  • Jeśli różnica wynosi 6 dB lub mniej, sygnał jest zbyt zamaskowany przez poziom szumów własnych (tło), aby obliczenia były wiarygodne. Norma wymaga wówczas podania wyniku jako wartości granicznej. Osiąga się to poprzez zastosowanie korekty 1,3 dB do połączonego poziomu, przy czym wynik jest wyraźnie oznaczony jako minimalna wartość wydajności (np. R’ ≥ X dB), aby wskazać, że rzeczywista izolacja jest co najmniej tak wysoka, ale nie można jej dokładnie określić.

Tło akustyczne w pomiarach mocy akustycznej

W przypadku pomiarów precyzyjnych, takich jak te przeprowadzane w pomieszczeniach testowych pogłosu w celu określenia mocy akustycznej, określone i niepodlegające negocjacjom kryteria dotyczące tła akustycznego są niezbędne do zapewnienia dokładności. Norma ISO 3741:2010 definiuje korekcję Tła akustycznego (K1) jako formalny współczynnik korekcji stosowany do zmierzonych poziomów ciśnienia akustycznego (ISO 3741:2010). Możliwość zastosowania tej korekty jest regulowana przez ścisłe kryteria:

  • Poziom ciśnienia akustycznego tła akustycznego musi być niższy od poziomu ciśnienia akustycznego źródła o co najmniej 6 dB dla pasm częstotliwości na krańcach typowego zakresu (200 Hz i poniżej; 6300 Hz i powyżej).
  • Poziom ciśnienia akustycznego tła musi być niższy od poziomu ciśnienia akustycznego źródła o co najmniej 10 dB dla częstotliwości średniego zakresu (od 250 Hz do 5 000 Hz).

Jeśli kryteria względne nie mogą być spełnione, pomiary nadal mogą być zgodne z normą, jeśli poziomy tła akustycznego są poniżej bezwzględnych wartości maksymalnych określonych w tabeli 2 normy ISO 3741. Pozwala to na prawidłowe pomiary cichych źródeł, w których osiągnięcie różnicy 6 dB lub 10 dB nie jest wykonalne.

Wpływ tła akustycznego na zrozumiałość mowy (STI)

Wskaźnik transmisji mowy (STI) to metryka zaprojektowana w celu ilościowego określenia potencjału rozumienia mowy przez człowieka. Model STI opiera się na kilku kluczowych koncepcjach związanych z tłem akustycznym:

  • Tło akustyczne: Obejmuje wszystkie dźwięki, które pozostają przy braku sygnału testowego (IEC 60268-16, 3.32).
  • Stosunek sygnału do szumu (SNR): Różnica między poziomem ciśnienia akustycznego sygnału a poziomem ciśnienia akustycznego tła akustycznego (IEC 60268-16, 3.35).
  • Efektywny stosunek sygnału do szumu (SNReff): Bardziej złożona metryka reprezentująca różnicę między poziomem modulacji intensywności sygnału testowego a poziomem intensywności wszystkich zakłóceń. Zniekształcenia te obejmują hałas otoczenia, pogłos i efekty maskowania słuchu (IEC 60268-16, 3.36). W przeciwieństwie do podstawowego SNR, który uwzględnia tylko tło akustyczne, SNReff zapewnia bardziej holistyczną miarę, uwzględniając wszystkie czynniki, które pogarszają czasową wierność sygnału mowy, w tym pogłos i nieodłączne efekty słuchowe.

W pomiarach STI (IEC 60268-16), tło akustyczne musi być dokładnie zmierzone jako równoważny poziom ciśnienia akustycznego (Leq) w każdym z siedmiu pasm oktawowych od 125 Hz do 8 kHz.

Jakie instrumenty i ustawienia mają znaczenie?

971 class 1 sound level meter
  • Urządzenie: Wzorcowanie miernika poziomu dźwięku (SLM), najlepiej typu integrująco-uśredniającego, zgodnego z normami takimi jak IEC 61672.
  • Korekcjaczęstotliwościowa(ważenie): Korekcja A (dBA) jest najbardziej powszechna dla ludzkiej percepcji, szeroko stosowana w ocenie tła akustycznego.
  • Ważenie czasowe: „Szybkie” (125 ms) dla LAFmax.
  • Statystyki LN: rozkład statystyczny wartości LAeq w klasach LN.
  • Pozycja: Pomiar z dala od powierzchni odbijających światło (co najmniej 1 m) i uśrednienie wielu lokalizacji w celu uzyskania reprezentatywnych wyników.

Jak przekształcić pomiary w decyzje?

Porównanie zmierzonych poziomów (np. LAeq, LA90, NC) z ustalonymi normami lub kryteriami docelowymi dla określonej przestrzeni i jej wykorzystania (np. klasa, biuro, sala koncertowa). Jeśli poziomy przekraczają wartości docelowe, należy zidentyfikować dominujące częstotliwości i źródła w celu opracowania strategii łagodzenia. W przypadku dźwięku należy obliczyć współczynnik SNR i określić, czy jest on wystarczający do zapewnienia zrozumiałości mowy (np. >15-20 dB).

Przykład: Biuro mierzy 45 dB(A) Leq w godzinach pracy. Mowa przy pobliskim biurku wynosi 60 dB(A). Współczynnik SNR wynosi około 15 dB (60-45). Jeśli celem dla dobrej zrozumiałości mowy jest SNR > 20 dB, konieczna może być redukcja hałasu lub wzmocnienie mowy.

Redukcja Tła akustycznego

Tło akustyczne pochodzi z różnych źródeł zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz przestrzeni, w tym z systemów budynkowych (HVAC), zewnętrznych hałasów środowiskowych (ruch uliczny), sprzętu (elektronika) i działalności człowieka. Jego skuteczna redukcja często wymaga połączenia kontrolowania źródła, blokowania ścieżki transmisji i optymalizacji środowiska odsłuchowego lub konfiguracji nagrywania. Powszechna hierarchia kontroli hałasu jest następująca:

  • Kontrola źródła: Wyciszenie lub modyfikacja samego obiektu wytwarzającego hałas (np. cichszy wentylator, sprzęt izolujący).
  • Kontrola ścieżki: Blokowanie lub pochłanianie dźwięku podczas jego przemieszczania się (np. izolacyjność, bariery, panele akustyczne).
  • Kontrola odbiornika: Ochrona słuchacza (np. zatyczki do uszu) lub optymalizacja przechwytywania (np. technika mikrofonu).

Akustyka wnętrza znacząco wpływa na postrzegany tło akustyczne. Czynniki takie jak rozmiar, kształt i materiały powierzchni pomieszczenia wpływają na sposób, w jaki dźwięk odbija się i zanika(pogłos), co może wzmacniać lub maskować tło akustyczne.

Czym są szybkie wygrane u źródła?

HVAC: Sprawdź, czy nie słychać grzechotania, wyczyść filtry, dostosuj prędkość wentylatora, jeśli to możliwe, lub rozważ wyłożenie kanałów/tłumiki.

Sprzęt: Przenieś hałaśliwe komputery lub urządzenia do szafek lub dalej. Używaj podkładek izolujących drgania pod maszynami.

Działanie: Ustanowienie stref ciszy lub czasu ciszy we wspólnych przestrzeniach.

Jak wykorzystać pokój na swoją korzyść?

Pochłanianie: Dodaj miękkie meble (dywaniki, zasłony), akustyczne panele ścienne lub płyty sufitowe, aby pochłonąć odbicia dźwięku, zmniejszając ogólny pogłos i nagromadzenie hałasu. Wyznacz punkty pierwszego odbicia.

Izolacja: Uszczelnij szczeliny powietrzne wokół drzwi i okien, aby zablokować hałas z zewnątrz. Poprawa konstrukcji ścian/okien w celu uzyskania lepszej klasy przenoszenia dźwięku (STC).

Rozmieszczenie: Stacje robocze lub obszary odsłuchowe należy umieszczać z dala od znanych źródeł hałasu. W biurach na planie otwartym należy stosować bariery lub ścianki działowe.

Przykładowe strategie redukcji hałasu: Źródło, ścieżka, pomieszczenie, przechwytywanie

Strategia Przykłady działań Etap docelowy
Kontrola źródła Cichsze wentylatory HVAC, izolacja sprzętu, planowanie hałaśliwych działań Źródło
Ścieżka kontroli Oknowanie szczelin, izolacyjność akustyczna, bariery dźwiękowe, poprawa STC ścian/okien Ścieżka
Obróbka pomieszczenia Panele akustyczne (pochłanianie), pułapki basowe, dyfuzory, strategiczne rozmieszczenie Pomieszczenie
Optymalizacja przechwytywania. Kierunkowość mikrofonów, dokładniejsze rozmieszczenie mikrofonów, przedwzmacniacze o niskim poziomie szumów, odpowiednie stopniowanie wzmocnienia. Odbiornik/Przechwytywanie

Koncepcja krajobrazu dźwiękowego

Projektowanie krajobrazu dźwiękowego wykracza poza zwykłą redukcję hałasu; obejmuje równoważenie dźwięków w celu poprawy subiektywnego doświadczenia środowiska poprzez zachowanie pożądanych dźwięków (znaków dźwiękowych) oraz łączenie i równoważenie dźwięków w celu stworzenia atrakcyjnych i stymulujących środowisk akustycznych. Dlatego też pejzaż dźwiękowy stanowi holistyczne ramy planowania środowiskowego, które wykorzystują środki ochrony przed hałasem w celu zwalczania tła akustycznego, jednocześnie angażując talenty naukowców, badaczy społecznych, architektów i urbanistów w celu określenia zasad ogólnej poprawy akustyki.

Autoryzowany konsultant SVANTEK pomoże Ci w szczegółach, takich jak wymagane akcesoria do monitorowania hałasu.

Zapytaj o więcej informacji na temat mierników poziomu dźwięku













    Podaj temat zapytania:

    Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych w postaci imienia i nazwiska oraz adresu poczty elektronicznej przez SVANTEK Sp. z o.o. z siedzibą w Warszawie, ul. Strzygłowskiej 81 w celu przesyłania mi informacji marketingowych dotyczących produktów i usług oferowanych przez SVANTEK Sp. z o.o. za pomocą środków komunikacji elektronicznej, w szczególności poczty elektronicznej, stosownie do treści przepisu art. 10 ust. 1 i 2 ustawy o świadczeniu usług drogą elektroniczną.

    Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych w postaci imienia i nazwiska oraz numeru telefonu przez SVANTEK Sp. z o.o. z siedzibą w Warszawie, ul. Strzygłowskiej 81 w celu prowadzenia działań marketingowych przy użyciu telekomunikacyjnych urządzeń końcowych oraz automatycznych systemów wywołujących w rozumieniu ustawy Prawo telekomunikacyjne.

    Wyrażam zgodę otrzymywanie od SVANTEK Sp. z o.o. z siedzibą w Warszawie, ul. Strzygłowskiej 81 drogą elektroniczną na wskazany przeze mnie adres e-mail newslettera i innych informacji handlowych, dotyczących produktów i usług oferowanych przez SVANTEK Sp. z o.o. w rozumieniu ustawy o świadczeniu usług drogą elektroniczną.


    Oświadczam, że zostałem poinformowany, że moje dane mogą być przekazywane podmiotom przetwarzającym dane osobowe w imieniu Administratora, w szczególności dystrybutorom – przy czym takie podmioty przetwarzają dane na podstawie umowy z administratorem i wyłącznie zgodnie z jego instrukcjami. W takich przypadkach Administrator wymaga od podmiotów trzecich zachowania poufności i bezpieczeństwa informacji oraz weryfikuje czy zapewniają odpowiednie środki ochrony danych osobowych.

    Niektóre spośród podmiotów przetwarzających dane osobowe w imieniu Administratora mają siedzibę poza terytorium EOG. W związku z przekazaniem Twoich danych poza terytorium EOG, Administrator weryfikuje, aby podmioty te dawały gwarancje wysokiego stopnia ochrony danych osobowych. Gwarancje te wynikają w szczególności ze zobowiązania do stosowania standardowych klauzul umownych przyjętych przez Komisję (UE). Masz prawo żądać przekazania kopii standardowych klauzul umownych kierując zapytanie do Administratora.

    Oświadczam, iż zostałem poinformowany, że przysługuje mi prawo cofnięcia wyrażonej zgody na przetwarzanie moich danych osobowych w każdym czasie oraz prawo dostępu do podanych danych osobowych, a także prawo do ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania oraz wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania danych, jak też wniesienia skargi do Prezesa Urzędu Ochrony Danych Osobowych, w przypadku naruszeń przepisów RODO.