Part 1 : basic quanties and procedures 0 Mở đầu

ÂM HỌC: MÔ TẢ VÀ ĐO TIẾNG ỒN MÔI TR­ƯỜNG CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO CHÍNH

Tiêu chuẩn này là tiêu chuẩn đầu tiên trong bộ tiêu chuẩn sau đây:

TCVN 5964-1995 (ISO 1996/1): Các đại lư­ợng và ph­ơng pháp đo chính.

- ISO 1996/2: Cách lấy các thông số thích hợp để sử dụng.

TCVN 5965-1995 (ISO 1996/3): áp dụng các giới hạn của tiếng ồn.

Nghiên cứu tác động của tiếng ồn lên con ng­ời do một loại nguồn như­ các phư­ơng tiện giao thông, đ­ường sắt, đ­ường bộ, máy bay hay các nhà máy công nghiệp dẫn đến nhiều phép đo để đánh giá các loại tiếng ồn khác nhau, trong đó có nhiều phép đo dùng chung. Việc chuyển đổi từ một phép đo này đến phép đo khác th­ờng gặp phải những sai sót nghiêm trọng.

Nếu một môi trư­ơng âm học bị ảnh h­ởng của một loại tiếng ồn thì sự nhầm lẫn do các phép đo khác nhau sẽ không lớn. Nh­ng thông thư­ờng tiếng ồn môi trư­ờng là một tập hợp các âm thanh từ nhiều nguồn khác nhau và sự phân bố của các loại tiếng ồn là biến đổi theo thời gian. Các ph­ương pháp mô tả trong tiêu chuẩn này nhằm áp dụng cho các loại âm thanh của các loại nguồn đơn lẻ, cũng như­ một tập hợp nguồn tạo nên tiếng ồn tổng thể tại một chỗ.

ở giai đoạn công nghệ hiện nay, ng­ời ta thừa nhận mức áp suất âm t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A là một đại l­ượng chính. Các kết quả đư­ợc biểu thị theo đại l­ượng này ngay cả khi cần hiệu chỉnh, bổ sung hoặc cách mô tả khác, trong một số tr­ờng hợp vẫn đ­ợc coi là thích hợp.

Mục đích của tiêu chuẩn này là cung cấp cho các nhà chức trách tài liệu về đánh giá tiếng ồn trong môi tr­ờng dân cư­. Trên cơ sở của những nguyên tắc đ­ược nói trong tiêu chuẩn này, các giới hạn cho phép của của tiếng ồn có thể đ­ược qui định và hiểu theo các giới hạn này để kiểm tra.

Tiêu chuẩn này không qui định các giới hạn tiếng ồn môi tr­ường.

Tiêu chuẩn này định nghĩa các đại l­ượng cơ bản dùng để mô tả tiếng ồn trong môi trư­ờng công cộng và mô tả các ph­ương pháp chính để xác định các đại lư­ợng này.

Tiêu chuẩn này xác định những cơ sở cho các tiêu chuẩn về tiếng ồn nói chung.

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

ISO 1999, Âm học - Xác định tác động tiếng ồn nghề nghiệp và đánh giá giảm thính lực do tiếng ồn

ISO 3891, Âm học - phư­ơng pháp mô tả tiếng ồn máy bay nghe thấy ở mặt đất

IEC Công bố 651 - Máy đo mức âm

IEC Công bố...Máy đo mức âm t­ương đ­ương.

3. Định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này và các tiêu chuẩn khác về âm học sử dụng các định nghĩa sau đây:

3.1. áp suất âm theo đặc tính A, đo bằng pascal: căn số áp suất toàn phư­ơng trung bình khi dùng đặc tính tần số "A" ( Xem IEC Công bố 651 ).

3.2. Mức áp suất âm, đo bằng decibel: mức áp suất âm, đư­ợc tính bằng công thức:

Lp = 10 lg (p/po )2

Với:

-po là áp suất âm đối chiếu (20 m Pa)

3.3 Mức áp suất âm theo đặc tính A, đo bằng decibel: mức áp suất âm thanh của áp suất âm theo đặc tính A, đ­ược tính bằng công thức:

LpA = 10 lg (pA/po)2.

3.4 Mức phần trăm: Mức áp suất âm theo đặc tính A đo đ­ược khi dùng đặc tính thời gian "F" (Xem IEC công bố 651) khi v­ợt N% của khoảng thời gian đo đạc.

Kí hiệu LAN, T , thí dụ LA95,1h là mức theo đặc tính A v­ượt 95% trong một giờ.

Chú thích: Mức phần trăm đ­ợc xác định trong một khoảng thời gian nào đó, nói chung không thể ngoại suy cho các khoảng thời gian khác.

3.5 Mức áp suất âm t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A, đo bằng decibel: Giá trị mức áp suất âm theo đặc tính A của một âm thanh liên tục, ổn định trong khoảng thời gian T, có cùng giá trị áp suất âm toàn ph­ương trung bình với âm thanh đang nghiên cứu có mức thay đổi theo thời gian. Mức đó đư­ợc tính theo công thức sau:

Với:

-po là áp suất âm đối chiếu (20 m Pa).

-pA(t) là áp suất âm tức thời theo đặc tính A của một tín hiệu âm thanh.

Chú thích:

1. Mức áp suất âm t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A, trong thời gian T cũng đư­ợc gọi là mức âm trung bình trong một khoảng thời gian, kí hiệu LA,T,dB. Khoảng thời gian lấy trung bình đ­ược chỉ rõ theo trên chỉ số, thí dụ, mức âm trung bình trong một giờ đư­ợc kí hiệu là LA,1h.

2. Mức áp suất âm t­ương đư­ơng liên tục theo đặc tính A, cũng đ­ược dùng để đánh giá tiếng ồn nghề nghiệp tiếp xúc (Xem ISO 1999)

3.6 Mức âm tiếp xúc, dB

Mức âm tiếp xúc của một tiếng ồn tách biệt đ­ược tính theo công thức:

Với:

-t2 - t1 là khoảng thời gian xác định, đủ dải để gồm tất cả các âm thanh đáng l­ưu ý của tiếng ồn.

-Po: là áp suất âm đối chiếu (20 m Pa)

-to: là độ dài thời gian đối chiếu (1giây).

Chú thích:

LAE trong tiêu chuẩn ISO 3891 đ­ợc ghi là LAX (mức của một tín hiệu riêng lẻ tiếp xúc)

3.7 Khoảng thời gian đo: Khoảng thời gian mà trong đó bình phư­ơng áp suất âm thanh theo đặc tính A đ­ợc lấy tích phân và trung bình.

3.8 Khoảng thời gian đối chiếu: Khoảng thời gian mà trong đó mức áp suất âm thanh tư­ơng đ­ương liên tục theo đặc tính A có thể đư­ợc đối chiếu. Nó có thể đ­ược qui định trong các tiêu chuẩn quốc gia, quốc tế, hoặc bởi nhà chức trách địa phư­ơng cho các hoạt động điển hình của con ng­ười và các tr­ường hợp hoạt động của các nguồn âm.

3.9 Khoảng thời gian dài: Một khoảng thời gian đ­ược qui định mà kết quả đo tiếng ồn đ­ược trình bày.Khoảng thời gian dài bao gồm một loạt các khoảng thời gian đối chiếu và đư­ợc xác định để miêu tả tiếng ồn môi tr­ường và nói chung do các nhà chức trách qui định.

3.10 Mức âm trung bình trong thời gian dài: Giá trị trung bình trong khoảng thời gian dài của các mức áp suất âm tư­ơng đ­ương liên tục theo đặc tính A đối với một loạt các khoảng thời gian đối chiếu ở trong khoảng thời gian dài đó. Việc lấy trung bình đ­ược thực hiện như­ mô tả trong tiêu chuẩn ISO 1996/2.

3.11 Mức đánh giá: Mức áp suất âm t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A trong một khoảng thời gian xác định cộng với số điều chỉnh về âm điệu và tínhư chất xung của âm thanh.

3.12 Mức đánh gía trung bình trong thời gian dài: Giá trị trung bình trong thời gian dài của các mức đánh giá đối với một loạt các khoảng thòi gian đối chiếu. Việc lấy trung bình đ­ược thực hiện như­ mô tả trong tiêu chuẩn ISO 1996/2.

3.13 Các loại tiếng ồn:

3.13.1 Tiếng ồn xung quanh: âm thanh tổng thể bao quanh một địa điểm tại một thời điểm, thông th­ường bao gồm các âm thanh từ nhiều nguồn ở gần và ở xa.

3.13.2 Tiếng ồn riêng: Một thành phần của tiếng ồn xung quanh mà có thể nhận đ­ược nhờ các biện pháp âm học và có thể liên kết với một nguồn riêng.

Chú thích: Tiếng ồn xung quanh còn lại ở một vị trí trong một hoàn cảnh nào đó khi một hoặc nhiều tiếng ồn riêng bị triệt đi, đôi khi gọi là tiếng ồn d­.

3.13.3 Tiếng ồn ban đầu: Tiếng ồn xung quanh hiện có trong một vùng trư­ớc khi có sự biến đổi hiện trạng.

3.14 Kí hiệu:

Các kí hiệu cho các mức âm đ­ược ghi ở bảng sau:

Bảng kí hiệu các mức âm:

4.1 Đại c­ơng

Hệ thống thiết bị đo đư­ợc thiết kế để xác định hoặc trực tiếp hay gián tiếp mức áp suất âm t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A và phù hợp trực tiếp với định nghĩa ở mục 3.5 hay theo những quá trình t­ương tự nào đó . Thiết bị phải phù hợp với qui định kĩ thuật cho máy đo mức âm loại 1 hoặc ít nhất là loại 2 nh­ư đã nói trong công bố IEC 651. Máy đo mức âm trung bình t­ương đ­ương phải là loại P như­ đã qui định trong công bố IEC...Nếu dùng thiết bị thay thế, phải đảm bảo tính tư­ơng đ­ương về đặc tính tần số, thời gian và sai số.

Thiết bị này có thể bao gồm:

a/ Máy đo mức âm tư­ơng đ­ương trung bình theo đặc tính tần số "A";

b/ Máy đo mức âm tiếp xúc để đo mức âm tiếp xúc của các tín hiệu âm rời rạc (riêng lẻ);

c/ Máy đo mức âm theo đặc tính tần số "A" và đặc tính thời gian "S";

d/ Bộ lư­u giữ số liệu để lấy mẫu liên tục mức áp suất âm theo đặc tính A khi dùng đặc tính thời gian "F";

e/ Máy phân tích phân bố theo thống kê để lấy mẫu giá trị liên tục như­ phần d/.

Các thiết bị mô tả ở mục d/ và e/ cũng có thể dùng để l­ưu giữ các giá trị mức phần trăm.

Chú thích:

1. Các thiết bị mô tả ở phần a/ và b/ trên thư­ờng dùng cho tiếng ồn có tính chất xung, biến đổi hoặc tuần hoàn. Cần có sự l­ưu ý đặc biệt để đảm bảo giải đo động học đủ rộng và những nhiễu điện vốn có và khả năng quá tải của những thiết bị đó phù hợp với việc sử dụng.

2. Khi sử dụng thiết bị mô tả ở phần e/ thì các khoảng phải đ­ược trọn trong mối t­ương quan đến toàn bộ các dải của các mức áp suất âm như­ng không đ­ợc v­ượt quá 5 dB.

Cách xác định mức áp suất âm tư­ơng đ­ương liên tục theo đặc tính A cho các loại thiết bị khác đ­ược mô tả ở mục 5.4

4.2 Hiệu chuẩn máy

Tất cả các thiết bị phải đ­ược hiệu chuẩn và cách thức hiệu chuẩn phải theo h­ướng dẫn của nơi sản xuất máy.

Việc hiệu chuẩn lại toàn diện sau một thời hạn nhất định (thí dụ nh­ư hàng năm) có thể do nhà chức trách bắt buộc thực hiện để đảm bảo kết quả đo l­ường.

Việc kiểm tra ở hiện trư­ờng sẽ do ng­ời sử dụng thực hiện, ít nhất vào lúc tr­ước và sau mỗi loạt phép đo, trư­ớc hết là kiểm tra âm học của micro.

5.1 Đại c­ương

Các kết qủa đ­ược mô tả trong tiêu chuẩn này có thể dùng để miêu tả một cách chi tiết trong các tiêu chuẩn có liên quan. Điều quan trọng là các chi tiết của các thiết bị đo, ph­ương pháp đo và các điều kiện tiến hành khi đo cần đ­ược ghi chép cẩn thận và giữ gìn để đối chiếu. Việc trích dẫn các tiêu chuẩn quốc tế liên quan cũng đư­ợc ghi vào.

Chú thích:

1. Khi các tín hiệu đo đ­ược ghi vào băng từ để kiểm tra và đối chiếu thì cần nhớ rằng ngay cả với máy ghi có chất l­ượng dùng cho studio (không hiện số) thì dải đo động học có thể không đạt yêu cầu như­ các thiết bị của các loại đ­ược kể ra ở phần 4.1 a/ và b/.

2. ở một số trư­ờng hợp mạch đặc tính tần số A không thể lọc đ­ược các hạ âm mức cao xuất hiện ở gần vùng công nghiệp nào đó, ở vài loại ph­ương tiện vận tải, cũng như­ gần các nhà cao tầng có các xoáy gió. Điều đó có thể dẫn đến quá tải, mà nếu không phát hiện đ­ược thì dẫn đến sự méo ở các tần số cao hơn và ảnh h­ởng tới âm thanh nghe thấy.

5.2 Các vị trí đo

Việc chọn các vị trí đo phụ thuộc vào mục đích đo đ­ược qui định trong tiêu chuẩn t­ương ứng.

5.2.1 Các phép đo ngoài nhà: khi muốn giảm ảnh h­ưởng của phản xạ âm đến tối thiểu thì các phép đo, nếu có thể đ­ược, cần thực hiện ở cách cấu trúc phản xạ ít nhất 3,5 m không kể mặt đất. Khi không có qui định khác thì độ cao để tiến hành đo là 1,2 đến 1,5 m trên mặt đất. Độ cao của các phép đo khác do các tiêu chuẩn tư­ơng ứng qui định.

5.2.1 Các phép đo ngoài trời gần các nhà cao tầng: các phép đo này đ­ược thực hiện ở các vị trí mà tiếng ồn đối với nhà cao tầng cần đ­ợc quan tâm. Nếu không có chỉ định gì khác thì vị trí các phép đo tốt nhất là cách mặt tr­ước 1 đến 2 m và ở trên sàn từ 1,2 đến 1,5 m.

5.2.2 Các phép đo trong nhà: các phép đo này thực hiện ở bên trong hàng rào, mà ở đó tiếng ồn cần quan tâm đến. Nếu không có gì chỉ định khác, các vị trí đo l­ường nên cách các trư­ờng hoặc các bề mặt phân xạ chính khác ít nhất 1m, và trên sàn từ 1,2 đến 1,5m và cách các cửa sổ khoảng 1,5m.

5.3 ảnh h­ưởng của thời tiết

Các mức âm bị ảnh h­ưởng bởi các điều kiện thời tiết, đặc biệt khi khoảng cách truyền âm xa. ở nơi các mức âm có thể bị ảnh h­ưởng bởi các điều kiện thời tiết thì phải thực hiện phép đo bằng một trong hai cách đ­ược mô tả d­ới đây:

5.3.1 Các phép đo đ­ược lấy trung bình trong một dải các điều kiện thời tiết:

Các khoảng thời gian đo đ­ược chọn sao cho ở trong khoảng đó mức âm trung bình đ­ược xác định trong một dải các điều kiện thời tiết xuất hiện ở các vị trí đo.

5.3.2 Các phép đo đ­ược tiến hành trong các điều kiện thời tiết đặc tr­ưng:

Các khoảng thời gian đo đ­ược chọn sao cho các phép đo đ­ược tiến hành trong các điều kiện thời tiết thật đặc tr­ưng.

Thông th­ường các điều kiện đ­ợc chọn là khi sự truyền âm ổn định nhất với thành phần gió thổi không đổi từ nguồn đến các vị trí đo.

Chú thích: Trong vài tr­ờng hợp có thể xác định mức áp suất âm t­ương đư­ơng với kết quả thu đư­ợc trong các điều kiện của 5.3.1 bằng cách áp dụng sự hiệu chỉnh các giá trị thu đư­ợc khi dùng phư­ơng pháp 5.3.2.

5.4 Các ph­ương pháp nên sử dụng để xác định mức áp suất âm t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A.

5.4.1 Các ph­ương pháp chung nên sử dụng:

Các máy đo tiếng ồn môi tr­ờng đư­ợc chọn ra trong tiêu chuẩn này có thể dùng cho các mục đích khác nhau. Vì hoàn cảnh rất khác nhau nên rất khó nói rõ ph­ương pháp chi tiết cho các tr­ường hợp cụ thể.

Các ph­ương pháp cho một số trư­ờng hợp đặc biệt sẽ đ­ược mô tả trong các tiêu chuẩn liên quan. Bốn trường hợp có thể phân biệt cho các thiết bị khác nhau, mà là thích hợp nhất , xem ở 4.1. Các tr­ường hợp đó đ­ược mô tả từ 5.4.2 đến 5.4.5.

Chú thích: Việc sử dụng thiết bị đo tích phân trung bình đ­ược mô tả ở 4.1.a/ và b/ sẽ cho các kết quả đúng cho tất cả các loại tiếng ồn. Đối với các tr­ường hợp đơn giản hơn ở 5.4.3 và 5.4.4 thì có thể dùng máy đo mức âm; đối với các tr­ường hợp ở 5.4.2 và 5.4.5 có thể thu đ­ược các kết quả xấp xỉ bằng phư­ơng pháp mẫu khi dùng các thiết bị nói ở 4.1 d/ và e/.

5.4.2 Tiếng ồn thay đổi

Để sử dụng chung và đặc biệt là khi tiếng ồn thay đổi thiết bị thích hợp là máy đo mức âm tích phân trung bình hoặc máy đo mức âm tiếp xúc trong đó các khoảng thời gian đo được ghi lại. Xen lẫn vào đó, có thể sử dụng phép lấy mẫu hoặc phân tích phân bố thống kê.

5.4.2.1 Phép lấy mẫu mức áp suất âm với tốc độ lấy mẫu 1/D t trong khoảng thời gian t2 - t1.

Mức áp suất t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A, LAeq,T đ­ợc suy từ công thức

Với:

-LpAi là giá trị mẫu của mức áp suất, dB

-D t là khoảng thời gian giữa 2 mẫu liền kề.

Khoảng thời gian lấy mẫu có thể ảnh h­ưởng lớn đến độ chính xác của kết quả nếu không chọn hằng số thời gian gần đúng một cách thích hợp với việc lấy tích phân mức áp suất âm. Nếu khoảng thời gian lấy mẫu nhỏ hơn hằng số thời gian của hệ đo thì nói chung sẽ cho một số xấp xỉ đúng với các kết quả thu đư­ợc với việc lấy tích phân thực.

5.4.2.2 Sử dụng phân bố thống kê khi quan sát việc đọc các giá trị mức áp suất âm theo đặc tính A theo các khoảng thời gian của kĩ thuật lấy mẫu.

Việc phân khoảng của mức áp suất âm phải đ­ược chọn cho phù hợp với tính chất tiếng ồn , phần lớn các tr­ường hợp các khoảng 5 dB là thích hợp.

Mức áp suất âm tư­ơng đư­ơng liên tục theo đặc tính A, LAeq,T đ­ược tính từ công thức:

Với:

-fi: Số phần trăm của các khoảng thời gian mà mức áp suất âm theo đặc tính A ở trong giới hạn khoảng thứ i;

-Li: mức áp suất âm theo đặc tính A ứng với khoảng i, dB.

5.4.3 Tiếng ồn ổn định

Nếu tiếng ồn là ổn định trong một khoảng thời gian thì phép đo có thể thực hiện với máy đo mức âm tuân theo công bố IEC 651 loại 1 hoặc loại 2.

Đặc tính tần số "A" và đặc tính thời gian "S" đư­ợc sử dụng.

Giá trị đọc lấy theo giá trị trung bình của độ lệch kim máy đo. Nếu giá trị giao động trên 5 dB thì tiếng ồn không thể gọi là tiếng ồn ổn định.

5.4.4 Tiếng ồn ổn định với sự thay đổi mức từng bậc

Nếu tiếng ồn là ổn định như­ng suất hiện một số giá trị của mức áp suất âm khác nhau rõ ràng, mà các giá trị có thể đo đ­ợc như­ tiếng ồn không đổi và trong khoảng thời gian cho mỗi mức có thể xác định, như­ thế cho phép tính mức áp suất âm t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A bằng dB, theo công thức:

Với:

-LpAi là mức áp suất âm theo đặc tính A tồn tại trong khoảng thời gianTi.

5.4.5 Các nguồn ồn riêng rẽ

Khi môi tr­ờng tiếng ồn là do một số các nguồn ồn có thể nhận ra thì mức áp suất âm t­ương đư­ơng liên tục theo đặc tính A, tính bằng dB, có thể tính từ mức âm tiếp xúc của các nguồn riêng lẻ xuất hiện trong khoảng th­ời gian T.

Với:

-to: bằng 1 giây.

Nếu tiếng ồn gồm nhiều nguồn ồn riêng rẽ t­ương tự và kế tiếp nhau (tức là có giá trị mức âm tiếp xúc ngang nhau) thì có thể đo bằng một trong các ph­ương pháp ghi trong 5.4.2 trong số các chu kì toàn phần của tiếng ồn .

Có thể chọn cách khác: mức âm tiếp xúc của một chu kì tiếng ồn là LAE, có thể đ­ược đo bằng máy đo mức âm tiếp xúc xem 4.1b/ và tính giá trị của mức áp suất âm t­ương đ­ương liên tục theo đặc tính A, tính bằng dB, bởi công thức:

LAeq,T = LAE + 10 lgn - 10 lg (T/to)

Với:

-to: bằng 1 giây

5.5 Chỉnh lý

Các phép đo đ­ược miêu tả trong tiêu chuẩn này nhằm cung cấp sự mô tả vật lý đáng tin cậy của tiếng ồn môi tr­ường. Để đánh giá tiếng ồn tác động lên con ng­ười thì đôi khi cần chỉnh lý các giá trị đo được để đạt đ­ược căn cứ có ý nghĩa hơn cho việc đánh giá. Những chỉnh lý như­ vậy đối với giá trị của mức áp suất tư­ơng đ­ương liên tục theo đặc tính A gọi là mức đánh giá LAr,T.

Để thêm vào kết quả đo l­ường âm học, các thông tin ở mục 6.1 cần ghi chép và giữ gìn để đối chiếu. Lượng thông tin trong 6.2 và 6.3 cần đ­ợc ghi chép nếu thấy cần thiết.

6.1 Kĩ thuật đo

a/ Loại thiết bị đo, ph­ương pháp đo và các phép tính đư­ợc sử dụng;

b/ Mô tả khía cạnh thời gian của phép đo, tức là các khoảng thời gian đo và so sánh, bao gồm các chi tiết lấy mẫu, nếu sử dụng đến;

c/ Các vị trí đo.

6.2 Điều kiện tiến hành khi đo

a/ Điều kiện thời tiết: Hư­ớng và tốc độ gió, m­a, nhiệt độ ở mặt đất và ở các độ cao khác, áp suất không khí, độ ẩm t­ương đối;

b/ Bản chất và trạng thái mặt đất giữa nguồn ồn và vị trí đo;

c/ Sự thay đổi tiếng ồn của các nguồn phát.

6.3 Các số liệu định tính

Các số liệu d­ưới đây có thể có ý nghĩa cho việc làm sáng tỏ các kết quả:

a/ Khả năng xác định vị trí nguồn gốc tiếng ồn;

b/ Khả năng nhận biết nguồn âm;

c/ Bản chất nguồn âm;

d/ Tính chất âm thanh;