英语原文共 16 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
轻型木结构中标准化和真实撞击声源之间的相互关系
alessia frescura a，pyong jik leea,uArr;，Fabian schpfer b，Ulrich Schanda b
英国利物浦大学建筑学院声学研究部；德国罗森海姆应用科学技术大学声音测量实验室
a r t i c l e i n f o
文章历史:
2020年6月16日收到
2020年8月7日收到修订后的表格
2020年9月22日接受，2020年10月7日在线提供
关键词:
撞击声
单一数量
噪声等级
轻型木结构
a b s t r a c t
本研究旨在了解轻质地板结构中标准撞击声源和真实撞击声源之间的相关性。使用六个真实的撞击源(成人行走、儿童奔跑、儿童在地板上跳跃和三个物体坠落)与标准撞击源(即。攻丝机和冲击球)。测量是在轻质木材托梁地板上进行的。由标准撞击源产生的撞击声压级(SPLs)是在有或没有地毯拼块的四个地板结构上测量的。对于真实的撞击源，两个穿着袜子和拖鞋的步行者沿着三条路径以不同的速度(正常和快速)行走，而两个孩子沿着三条路径奔跑并以四个位置跳跃。此外，在五个位置测量了由掉落物体产生的声压级。为攻牙机和撞击球计算了七个标准化的单个数量，同时也从真实撞击源的录音中计算了三个噪音等级。攻丝机和冲击球都显示出相似的频率特性，所有地板结构都有真实的冲击源。攻丝机和冲击球的所有信噪比与成人行走的能量噪声等级高度相关，在行走速度和鞋类方面几乎没有差异。从其他真实冲击源观察到类似的趋势，表明攻丝机和冲击球的标准化信噪比与噪声等级之间的高度相关性。
2020作者。由爱思唯尔有限公司出版。这是一篇开放获取的文章，在CC BY-NC-ND许可证下(http://creative commons . org/licenses/BY-NC-ND/4.0/)。
1。 正式介绍
地板的冲击隔音已经使用单一数量(SNQs)进行了评估，该数量通过使用标准冲击源(如攻丝机和冲击球)的测量来确定。这些信噪比旨在通过将物理测量值与乘员对撞击声的主观反应(即。烦恼)。因此，一些研究试图通过客观的测量和主观的评估来开发简单网络质量。对于轻质撞击声，信噪比是通过将测量结果与参考曲线[1]进行比较来计算的，但后来的研究[2–4]根据测量结果和问卷调查，建议了不同的参考曲线和信噪比来评定撞击声绝缘。听觉实验也在受控条件下进行，以产生撞击声的信噪比。几项研究[5，6]集中于重量级结构
(例如。混凝土板)和重量级撞击源，例如撞击球。. 特别是，最近的一项研究[6]回顾了许多使用标准和真实撞击声的重量级撞击声的信噪比；然而，轻型撞击源未被考虑。一个类似的方法[7，8]被用于开发轻量级冲击声音的信噪比。kylliinen等人。[9]最近进行了一项心理声学实验，使用从重量级结构记录的真实撞击声音，并研究了信噪比和主观反应之间的关系。
通过计算信噪比和噪声等级之间的关系，也进行了不同的尝试来理解信噪比。小布拉泽尔和杜普利[10]和拉博尔德等人。[11]记录了敲击机器和行走在木制建筑中的人发出的撞击声，并使用兹威克的响度和撞击声分析了它们的特征。沃诺克[12]计算了敲击机器的信噪比和简单的行走声音之间的相关系数
uArr;通信作者:英国利物浦大学建筑学院声学研究组。
电子邮件地址:P . J.Lee @利物浦. ac.uk (P.J. Lee)。
https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2020.107690 0003-682 X/2020作者。由爱思唯尔有限公司出版。
|
这是一篇开放获取的文章，在CC BY-NC-ND许可证下(http:creative commons . orglicensesBY-NC-ND4.0)。 |
加权声压级(SPL)。Jeon等人。[13]引入了额外的真实撞击源，如成人行走、儿童奔跑和瓶子掉落在混凝土板上，有三个标准撞击源(敲击机、撞击球和撞击机)。他们计算了每个真实和标准撞击源的光谱特征之间的相关系数；然而，没有考虑其他噪声等级。而且，Yeon等人。[14]调查了简单噪声等级(即。LA、Fmax、LAmin和LAeq)以及标准和实际影响源的SNQ。此外，Kylliinen等人。[15]广泛回顾了信噪比与在混凝土地板上行走的各种噪声等级之间的相关性。总共推出了八个关于轻质撞击声的信噪比，并给出了三个简单的噪声等级(LA、Fmax、LAeq和LN)。然而，以前关于信噪比和噪声等级之间相关性的研究有几个局限性。首先，大多数研究只研究了轻量级或重量级撞击声音的信噪比，从而将敲击机作为标准轻量级撞击源或砰击机和撞击球作为标准重量级撞击源。第二，大多数研究集中在成年人行走上，没有考虑其他真正的影响来源。但是，朴等人。[16]证实了真实公寓建筑中的一些结构性撞击源，例如家具被移动、儿童奔跑、成人行走以及小物品被掉落。第三，地板的结构没有很大的变化，所以从有限的结构中记录的声音刺激被分析。
因此，本研究旨在满足由于缺乏对信噪比和噪声等级之间关系的研究而产生的现有需求。由标准和真实声源引起的地板撞击声是在配备有四个轻质地板结构的实验室中记录的。两个标准的撞击源(敲击机和撞击球)分别用来表示轻量级和重量级的撞击声。真正的影响来源包括一个成年人的行走，一个孩子的奔跑和跳跃，以及物体的掉落。根据测量结果，计算标准化信噪比和噪声等级，然后研究它们之间的相关系数。
2。 方法
2.1。 实验室
撞击声的测量和记录是在德国罗森海姆应用科学技术大学的实验室进行的。实验室由垂直相邻的源室和接收室组成，它们由轻质木材托梁地板隔开。如图2所示。1、接收室建筑面积14 m2，容积53 m3.在接收室内放置了五块吸声板，在50至50k赫兹的频率范围内，测得的混响时间约为0.5 s，相当于有家具的住宅的混响时间。接收室的稳定背景噪声水平的alpha;加权水平低于lt; 25 dB。
2.2。 经过测试的地板结构
测量是用基本结构和三种常用的轻质地板结构进行的，如图1所示。2.L1的基本结构是一个22毫米厚的纸板面板，由中心间距为625毫米的木托梁(高220毫米，宽80毫米)支撑。L2的地板结构是通过在L1增加一个浮动地板系统制成的.浮动地板系统由30毫米厚的蜂窝纸板组成，填充砾石(54千克/平方米)以增加表面质量，并覆盖有干砂浆石膏纤维板，下面还有30毫米厚的矿棉。地板结构L3是通过在L1增加一个吊顶形成的，吊顶由双层石膏板(每层18毫米厚)组成，横梁之间有100毫米厚的矿棉。L4层结构是L2和L3层的组合，浮动地板和吊顶都在L1.将地毯贴砖作为地板覆盖物添加到每个地板结构中，并且在有和没有地板覆盖物的情况下进行两次测量(即。Lx-a，裸结构，Lx-b，带地板覆盖物的结构)。本研究中使用的地毯贴砖由附着在橡胶上的棱纹尼龙制成，总厚度为5毫米，每个贴砖的尺寸为50厘米50厘米，通常用于办公室。沿着带有浮动地板和吊顶的地板结构的所有边缘放置软密封剂。
基本结构，L1，由于其低冲击隔音性，与建筑物无关；然而，它作为一个参考，显示了隔音性能方面的广泛的地板结构。L2地板结构是独栋住宅常用的木搁栅地板。浮动地板有助于将撞击声降低到其质量-弹簧质量共振频率以上，同时还能降低侧面声音
图。1.实验室源室(a)和接收室(b)的地板样品及其尺寸。
图。2.地板结构的剖面详图。
传输。根据传输函数的测量，浮式平台的质量-弹簧-质量共振频率被确定为大约48赫兹。地板结构L3是结构L2的替代物，但是天花板比浮动地板低得多(例如，。L2)。对于所考虑的地板结构L3，吊顶的质量-弹簧-质量共振频率如上所述确定为大约26 Hz。L4层结构是欧洲国家为在住宅建筑中实现良好的冲击隔音价值而采用的典型地板结构。
2.3。 撞击声源
测量使用了总共八种不同的撞击声源:两种标准声源和六种常见的真实撞击声源。标准化的撞击源是一个攻丝机(Nor277型，北欧式)和一个撞击球(Nor279型，北欧式)。如图2所示。3(a)中，标准化撞击源的五个撞击位置通过覆盖具有不同动态特性的整个地板区域而随机放置。例如，P3对应于托梁上方的位置，而P2对应于相邻托梁之间的居中位置。攻丝机总是以相对于托梁方向约45°的倾角放置。撞击球从1米的高度落在相同的位置，在每个位置重复测量三次。
|
图3。冲击球和攻丝机的激励位置，P1到P5 (a)，成人行 走儿童跑步的三个路径，以及儿童跳跃的四个位置，J1到J4 (b)。这些物体落在沿路径1的五个位置上，从J1开始，彼此相距约1米。 |
真正的撞击源包括三个脚步声和三个坠落的物体。三个脚步声是大人走，一个小孩跑，一个小孩在地板上跳。其他三种声音是由投掷的物体产生的:一个0.5升的水瓶，一个5公斤的沙袋，一个类似玩具的木块，从1米高的地方落下。图。3(b)说明了步行者的路径和儿童的跳跃位置。每个结构中的两个步行者的成年人行走的脚步是平均的:步行者1 (165厘米和50公斤)和步行者2 (172厘米和76公斤)。介绍了影响成年人行走脚步的几个因素:(1)鞋类；(2)行走路径；(3)行走速度。首先，袜子和拖鞋被选为家中最常用的鞋子。第二，如图。3(b)中，足迹沿着三条长度相似但几何形状不同的不同路径执行。此外，使用节拍器控制两种行走速度(“正常”为1.8赫兹，“快速”为2.2赫兹[17，18])。孩子们的奔跑和跳跃被记录在四个建筑中的三个(L1、L3和L4)上，因为有孩子们。该设置也仅限于邀请同一个孩子参与整个结构，因此两个孩子参加了单独的测量。一名儿童(112和22公斤)在L1和L3上跑跳，而对L4的测量是与另一名儿童(105厘米和17公斤)一起进行的。在录音过程中，孩子们沿着路径1、2和3跑，从地面以上20厘米的高度跳下四个位置，J1到J4，如图所示。3(b)。为了健康和安全，孩子们穿着袜子跑步和跳跃。为记录物体下落而选择的位置是五个，沿对角线路径1等距分布.所有的行走、跳跃和放下物体的动作在每个路径和每个位置重复两次。参与这项研究的儿童分别是10岁和12岁，他们的母亲在整个记录过程中对他们进行监控。在录音之前，孩子们被要求在地板上跑和跳，直到他们熟悉环境，并被告知每个孩子大约需要一个小时来完成所有的录音。
2.4。 录音
两个半英寸的麦克风(378B02型，印刷电路板)连接到一个声音分析仪(Nor150型，Norsonic)放置在接收室。另外的录音是用一个双耳头进行的，该头配有半英寸麦克风(40HL型，GRAS) [19]，位于接收室，类似于一个人坐在沙发上。录音系统在录音前后使用声音校准器(4231型，Bamp;K)进行校准。对于标准撞击源，使用了四个固定的麦克风位置；因此，分别获得了攻牙机和冲击球的总共20个(五个冲击源位置times;四个麦克风位置)和60个(五个冲击源位置times;三次重复times;四个麦克风位置)测量值。真实撞击声源的记录是用固定在M1和M4位置的两个半英寸麦克风和双耳耳机进行的。
2.5。 标准影响源的单一数量
根据标准化撞击声源的测量结果，计算出一系列单数量(信噪比)，如表1所示。对于攻丝机，归一化的冲击声压级Ln是根据20次冲击SPL测量的空间平均值计算的，混响时间和背景噪声水平通过声音分析仪。然后，根据ISO 717–2[1]，基于标准化影响SPLs Ln确定标准化信噪比:加权标准化影响SPLs、Ln、w、Ln、w之和以及频谱调整项CI和CI50-2500.此外，还根据JIS A 1419-2 [20]计算了SPL、Ln、Aw的反向alpha;加权影响。对于重物撞击源(即。冲击球)，JIS甲三个SNQs
表1
轻量级和重量级撞击源的标准化单一数量和相应的标准。
标准 标准
|
西部 |
国际标准化组织717–2 |
李，Fmax，AW |
JIS a1419–2， KS F 2863–2 |
|
Ln，w CI |
国际标准化组织717–2 |
李，Fmax，r |
JIS a1419–2， KS F 2863–2 |
|
Ln，w CI(50-2500) |
国际标准化组织717–2 |
Li，avg，Fmax，(63-500Hz) |
KS F 2863–2 |
|
哦 |
JIS a1419–2， KS F 2863–1 |
计算了1419-2 [20]和KS F 2863-2 [21]:反A加权碰撞、李、Fmax、Aw、A加权碰撞、李、Fmax、r，以及在63赫兹到500赫兹的八度频带中最大声压级的算术平均值，李、平均值、Fmax(63-500赫兹)。
2.6。 真实撞击源的噪声等级
根据以前的研究，选择了三个噪声等级来表征真实撞击源的记录[10，14，15]。首先，在80秒的测量周期内计算出alpha;加权等效SPL。这个8秒的周期相当于步行者以正常速度完成每一条路径的时间。对于物体的下落，记录被编辑为具有四次重复的单次撞击噪声，每次时长为两秒。此外，还计算了alpha;加权最
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[262161]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
