К калькулятору 20444>>

Область применения калькулятора 20444

Калькулятор 20444 был создан для расчетов эквивалентного уровня звука А шума транспортных потоков по методу, основанному на измерениях уровней звукового воздействия отдельных проездов. Это один из методов стандарта ГОСТ 20444-14, стандарта, который дал название калькулятору. Стандарт регламентирует получение характеристик транспортного потока, как источника шума для последующего использования в расчетах, например, карт шума. С этой целью связаны условия выбора контрольных точек и требования к состоянию полотна автодороги или железнодорожного пути, их уклон или кривизна и т.п. Все это требуется для единообразного определения характеристик транспортных потоков.

Если же рассматривать схему проведения измерений и обработки результатов, то она может быть применена не только для измерения шума транспортных потоков. И не только для параметров шума.

Основные этапы схемы:

• измерение уровней воздействия фактора от отдельных событий (разделенных при необходимости на категории);
• определение среднего уровня воздействия события одной категории;
• определение числа событий каждой категории за период оценки;
• расчет эквивалентного уровня за период оценки.

Такая схема имеет самостоятельную ценность. Она применима для любого параметра акустики или вибрации в разных ситуациях. Поэтому описана в аттестованных методиках «по составляющим событиям» для измерения нормируемых параметров виброакустических факторов и реализована калькуляторе 20444. Обработка в калькуляторе 20444 отличается для разных факторов только приборной составляющей в бюджете неопределенности. Ее выбор калькулятором предусмотрен. Пример. Измерение эквивалентного корректированного уровня виброускорения в жилом помещении, «приведенного к нормируемому периоду контроля вибрации» (СанПин 1.2.3685-21). Вибрация создается проездами транспорта. Тогда выбор контрольных точек выполняется по правилам для измерения параметров вибрации в жилых помещениях. Порядок выполнения измерений и обработка результатов соответствует схеме.
Еще пример. Измерение нормируемых параметров шума на территории жилой застройки, «осредненных для дневного времени суток за 16 часов, для ночного времени суток – за 8 часов» (СанПин 1.2.3685-21). Источник шума – пролеты воздушных судов. Тогда выбор контрольных точек выполняется по правилам измерения параметров шума на селитебной территории. Порядок выполнения измерений соответствует схеме, а обработка результатов – калькулятору 20444.

Стоит еще раз подчеркнуть разницу двух целей измерения:

• измерения для получения характеристик источника фактора: потоков автотранспорта, воздушных судов, железнодорожных ТС и т.п. Они проводятся в условиях и точках, выбранных относительно источника для единообразного определения его характеристик.
• измерения для оценки соответствия воздействия фактора гигиеническому нормативу для данного объекта: жилого помещения, территории или рабочего места. Они проводятся в условиях и точках, выбранных относительно объекта. Независимо от кривизны, уклона и состояния полотна для наземного транспорта или расстояния до точки отрыва от ВПП и состояния атмосферы для воздушного. Гигиенический норматив должен соблюдаться.

Основные понятия.

Характеристиками шума транспортного потока (ТП) согласно ГОСТ 20444-2014 являются эквивалентный уровень звука L_AeqT и средний максимальный уровень звука L_Amax на интервале оценки Т.

Интервалом оценки называется отрезок времени, к которому должны быть приведены измеряемые характеристики шума для сравнения с нормативными значениями. Интервал оценки задается документом, устанавливающим нормативные значения характеристик шума.

Интервалом наблюдения называется отрезок времени, за который проводятся все необходимые измерения. Интервал наблюдения не обязательно совпадает с интервалом оценки.

Максимальный уровень звука определен, как уровень звука, превышенный в течение 1% времени измерения, т.е. статистический максимум по уровню 1%. Большинство современных приборов могут измерять эту величину. За характеристику шума транспортного потока в ГОСТ принимается значение среднего уровня из всех максимальных уровней, полученных в отдельных проведенных измерениях. Вычисление среднего уровня проще всего выполнять с помощью виброакустического калькулятора, закладка СРЕДНИЙ УРОВЕНЬ.

Примечание. Если прибор не может измерять статистический максимум, за максимальный уровень звука обычно принимают наибольшее значение, зафиксированное во время измерения для параметра L_AS. Разница со статистическим максимальным уровнем может превышать 10 дБ. Для ее уменьшения следует, как минимум, контролировать и исключать звуковые события, не связанные с объектом измерения.

Для измерения эквивалентного уровня звука транспортных потоков стандарт описывает два метода.

Метод прямого многократного измерения эквивалентного уровня звука ТП на интервале наблюдения.

В случае интенсивных транспортных потоков непосредственно измеряется эквивалентный и максимальный уровни звука потока. Интенсивным можно считать поток, для которого заданное число участников транспортного потока (УТП) каждой категории проходит мимо точки измерения за приемлемое время, десятки минут. Или поток, в котором отсутствуют интервалы между отдельными проездами и невозможно измерить каждый проезд отдельно. Ситуация характерна для автотранспортных потоков. Проводится несколько измерений, каждое из которых должно включить как минимум заданное количество проездов каждой категории УТП. Дополнительно, за последнюю минуту измерения эквивалентный уровень звука не должен измениться более, чем на 0,5 дБ.

По результатам проведенных измерений определяется среднее значение эквивалентного уровня звука ТП и его неопределенности по формулам, аналогичным ГОСТ 23337-14.
Примечание. Метод ГОСТ 23337-14 и первый метод ГОСТ 20444-14 прямо иллюстрируют разницу двух целей измерения, упомянутую выше. В ГОСТ 23337-14 метод построен относительно объекта, в котором контролируется норматив. В ГОСТ 20444-14 метод построен относительно источника, характеристика которого определяется. А схема измерения одна, как и формулы для обработки результатов.

Среднее значение:

 Неопределенность по типу А:

Неопределенность по типу B равна u_B=0,7 дБ (или 1,5 дБ) для шумомеров 1 (или 2) класса.

Стандартная неопределенность эквивалентного уровня звука ТП:

 

Для обработки результатов, полученных методом прямого измерения, можно использовать виброакустический калькулятор НТМ. В его закладке СРЕДНИЙ УРОВЕНЬ расчет ведется по формулам (1) - (3)

Расширенная неопределенность вычисляется умножением стандартной на коэффициент охвата.

Расширенная (к=2, Р=0,95) неопределенность эквивалентного уровня звука ТП:

Расширенная (k=1,65, P=0,95) неопределенность эквивалентного уровня звука ТП с односторонним интервалом охвата:

Метод на основе измерений звукового воздействия отдельных проездов участников транспортного потока. Метод отдельных проездов.

Метод заключается в измерении уровней звукового воздействия событий, представляющих отдельные проезды УТП на интервале наблюдения и последующего расчета эквивалентного уровня звука за период оценки. Принципиальным преимуществом этого метода является возможность рассчитать нормируемые параметры для любого интервала оценки и графика движения, а не только фактического графика на интервале наблюдения, в котором проводились измерения.

Все УТП разделяются на категории с близкими шумовыми характеристиками. Для автотранспорта такими категориями являются: грузовые автомобили, легковые автомобили, мотоциклы и т.п. Для железнодорожного транспорта: пассажирские поезда, грузовые, пригородные и т.п.

Для каждой категории проводятся измерения уровней звукового воздействия проездов L_AEmi , где m – категория УТП, i – номер измеренного проезда УТП данной категории. Необходимое число измерений проездов УТП каждой категории определено в стандарте. Если средство измерения (СИ) является интегрирующим шумомером, значение L_AEmiсчитывается непосредственно с индикатора СИ. Если СИ является интегрирующим усредняющим шумомером, значение L_AEmi рассчитывается по формуле:

Где:
L_Aeqmi – эквивалентный уровень звука, измеренный за время прохождения i-го УТП категории m;
Т_mi – время измерения L_Aeqmi.

Примечание. Время измерения одного проезда не равно времени прохождения поезда мимо точки измерения. Начало измерения не должно быть позже момента достижения нарастающим шумом уровня Lmax-10 дб. Окончание измерения не должно быть раньше достижения этого уровня спадающим шумом уходящего УТС. Если шум проходящего УТС на 10 и больше дБ превышает фоновый шум, целесообразно время измерения брать с запасом. Начинать измерение на 5-10 секунд раньше и заканчивать на 5-10 с позже указанных выше моментов. Это не повысит результат измерения L_AEmi , но предотвратит его занижение.

Результаты измерений отдельных проездов заносятся в соответствующие окна ввода вкладки РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ калькулятора-20444. В окно КАТЕГОРИЯ ТРАНСПОРТА можно внести ее название. В примере ПАССАЖИРСКИЙ. Если измерены уровни звукового воздействия L_AEmi, они вносятся в третье окно ввода. Первые два окна не заполняются. По кнопке ВЫЧИСЛИТЬ будет вычислен средний уровень звукового воздействия единичного проезда данной категории транспорта L _AEm и его стандартная неопределенность u_am.

Если измерены эквивалентные уровни звука, они вносятся в первое окно. Во второе вносятся соответствующие времена измерений. В нижней части окна можно для удобства выбрать единицу измерения времени. Уровни звукового воздействия калькулятор вычислит по формуле (4) и внесет в третье окно после нажатия кнопки ВЫЧИСЛИТЬ. Дальше также вычисляются средний уровень звукового воздействия данной категории транспорта L_AEm и его стандартная неопределенность u_am.

Аналогично производится ввод результатов измерения и расчет для остальных категорий транспорта. После нажатия кнопки ДОБАВИТЬ КАТЕГОРИЮ возникает следующая секция для ввода. Число секций не ограничено.

После ввода всех результатов в закладке РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ можно переходить к закладке РАБОЧАЯ ТАБЛИЦА. В ней для каждой категории транспорта вводится число проездов за период оценки N_m. В правой колонке автоматически вычисляется уровень звукового воздействия каждой категории от Nm проездов за время оценки L_AENm:

В закладке ИТОГОВАЯ ТАБЛИЦА приводятся окончательные результаты. Общий уровень звукового воздействия при заданном числе проездов всех категорий L_{AEпотока} за период оценки:

Соответствующий ему и продолжительности периода оценки Т эквивалентный уровень звука L_{Aeqпотока}

Расчет неопределенности эквивалентного уровня звука транспортного потока. Формулы (7)-(9) в ГОСТ 20444-14 объединены в одну:

После преобразования она принимает вид:

Вид, аналогичный по структуре формуле ГОСТ Р ИСО 9612-2016 для вычисления эквивалентного уровня звука за рабочий день по стратегии на основе рабочей операции:

Место среднего уровней звука m-й операциив формуле 12 в формуле 11 занимает средний уровень звукового воздействия для m-й категории транспорта, а место продолжительности m-й операции – число проездов m-й категории транспорта.Поэтому для расчета общей стандартной неопределенности результата измерения эквивалентного уровня звука транспортного потока использовался алгоритм расчета из ГОСТ Р ИСО 9612-2013 с соответствующей заменой входных параметров. Из баланса неопределенностей исключены составляющие, обусловленные неопределенностью числа проездов. Суммарная стандартная неопределенность u в общем случае определяется из уравнения:

где:

L_Em - среднее арифметическое результатов измерений уровня воздействия для категории m,
L_Emi- результат i-го измерения уровня воздействия для категории m,
u_(2,m) – приборная составляющая стандартной неопределенности, зависит от измеряемого параметра.
u₃ – составляющая стандартной неопределенности, вызванная разбросом установки микрофона, 1 дБ;

– коэффициент чувствительности.

Дополнительные возможности.

Калькулятор позволяет в полной мере использовать преимущества метода отдельных проездов.

1. Измерение в момент события происходит при максимальных значениях фактора. Это соответствует минимальному вкладу фонового уровня.
2. Результат расчета за период оценки, может быть значительно ниже диапазона измерения прибора. При том, что результат измерения каждого события, лежит в диапазоне измерения.
3. Изменение числа событий и продолжительности периода оценки, предусмотренные калькулятором, дают значение эквивалентного уровня фактора при разных сценариях событий. По один раз полученным результатам. Например, отдельно для ночного и дневного периодов. Или для летнего и зимнего графиков движения. Или для часа пик. И т.п.
4. Обнуление числа проездов любой категории соответствует ее исключению из транспортного потока. И наоборот, чтобы учесть появление новой категории в потоке, достаточно провести измерения только для ее событий и добавить в расчет.
5. Если необходимо получить дополнительную шумовую характеристику ТП в виде эквивалентных уровней звукового давления или ускорения в полосах частот, то все сказанное справедливо для каждой полосы в отдельности.

Другие применения.

Метод измерение эквивалентного уровня звука за заданный интервал времени с помощью измерений уровней звукового воздействия отдельных событий применим не только для транспортных потоков.

Шум, создаваемый движением лифтов, можно рассмотреть, как транспортный поток с одной категорией УТП.

Шум любого оборудования, работа которого предполагает периодическое включение и выключение. В том числе включения на разных режимах работы. В этом случае отдельные включения будут аналогами отдельных проездов, а разные режимы работы, аналогами разных категорий.

Или для разных видов оборудования с разной звуковой мощностью, каждое их которых периодически включается и выключается.

Перечень вариантов применения метода можно продолжать, но принцип обозначен.