Springen naar inhoud

Geluiddrukniveau berekenen adhv gegeven geluidvermogen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Durnez

    Durnez


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 augustus 2011 - 21:10

Veronderstel een gebouw van 40 bij 100 meter en 5 meter hoog.
Op de gevel van 100 meter staat er om de 4 meter een ventilator (op 3 meter hoogte), dus 24 ventilators in totaal.

Elke ventilator produceert een geluidvermogenniveau van 74 dB (ref 1 pW) waarvan er even veel naar binnen als naar buiten wordt afgestraald.
De nagalmtijd binnen het gebouw bedraagt 4 sec en de geluidreductie-index van de zijgevels is 50 dB.

Nu is de vraag wat het maximaal te verwachten geluiddrukniveau in het midden van het gebouw is. Naast de ventilatoren zijn er geen andere geluidbronnen aanwezig.

Dit valt volgens mij op te lossen met een nomogram aangezien de afstand van de bron (20 meter), nagalmtijd (4 sec), totale volume van het gebouw (20.000 m≥) en directiviteitsfactor (2 denk ik ?) gekend zijn.

Nu zit ik wel met enkele veronderstellingen waar ik niet zeker van ben :
- Mogen de 24 ventilatoren als een lijnbron beschouwd worden of zijn dit afzonderlijke puntbronnen ?
- Indien er even veel naar binnen en naar buiten afgestraald wordt, betekent dit dan zogezegd dat er 37 dB naar binnen gaat en 37 dB naar buiten ?
- Is de geluidreductie-index een relevant gegeven ?

Alvast bedankt !

Veranderd door Durnez, 03 augustus 2011 - 21:13


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

E.Desart

    E.Desart


  • >1k berichten
  • 2391 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 augustus 2011 - 07:58

Veronderstel een gebouw van 40 bij 100 meter en 5 meter hoog.
Op de gevel van 100 meter staat er om de 4 meter een ventilator (op 3 meter hoogte), dus 24 ventilators in totaal.

Elke ventilator produceert een geluidvermogenniveau van 74 dB (ref 1 pW) waarvan er even veel naar binnen als naar buiten wordt afgestraald.
De nagalmtijd binnen het gebouw bedraagt 4 sec en de geluidreductie-index van de zijgevels is 50 dB.

Nu is de vraag wat het maximaal te verwachten geluiddrukniveau in het midden van het gebouw is. Naast de ventilatoren zijn er geen andere geluidbronnen aanwezig.

Dit valt volgens mij op te lossen met een nomogram aangezien de afstand van de bron (20 meter), nagalmtijd (4 sec), totale volume van het gebouw (20.000 m≥) en directiviteitsfactor (2 denk ik ?) gekend zijn.

Nu zit ik wel met enkele veronderstellingen waar ik niet zeker van ben :
- Mogen de 24 ventilatoren als een lijnbron beschouwd worden of zijn dit afzonderlijke puntbronnen ?
- Indien er even veel naar binnen en naar buiten afgestraald wordt, betekent dit dan zogezegd dat er 37 dB naar binnen gaat en 37 dB naar buiten ?
- Is de geluidreductie-index een relevant gegeven ?

Alvast bedankt !

Dit is een complexe situatie die je gestileerd kan berekenen maar waar complexere parameters meespelen.
Deze vraag verbaast mij te meer aangezien je hier een zware fout maakt bij berekening van je binnen-buiten afgestraald vermogen. 74†dB delen door 2 met als verondersteld 37†dB als resultaat betekent dat jij dringend de basis van logaritmisch rekenen moet (her)bekijken.

We praten hier over stochastisch geluid (verwaarlozing van fase-effecten), dus we rekenen zuiver energetisch. Het maakt geen verschil of we hier over geluidsdruk, intensiteit of vermogen praten. We moeten gewoon logaritmisch rekenen zonder de omweg via eenheden.

Je hebt 24 ventilatoren van 74 dB.
Je moet die 74 dB dus vermenigvuldigen met 24.
Een rekenkundige vermenigvuldiging wordt een logaritmische optelling.
Dus 74 dB x 24 = 74 dB + 10*log(24) = 74 dB + 13,8 dB = 87,8 dB totaal

Dit moeten we delen door 2 (verdeling vermogen binnen/buiten)
Een rekenkundige deling wordt een logaritmische aftrekking.
Dus 87,8 dB / 2 = 87,8 dB - 10*log(2) = 87,8 dB - 3 dB = 84,8 dB totaal

In het midden van die ruimte, op 20 m, met dergelijke spreiding van je ventilatoren kan je dat geluid praktisch als een vlakke golf zien. Tenslotte speelt de uitbreiding van een punt of lijnbron hoofdzakelijk op korte afstand. Wat je doet met dergelijke formules is de grote van de virtuele oppervlakte zoeken op een radius (afstand van bron) x.
Je mag niet krampachtig vasthouden aan dergelijke standaardbenaderingen.
De vraag is over welke oppervlakte heeft dat geluid zich verspreid op die 20 m?
En die oppervlakte is de sectie van die fabriek met name 100 x 5 = 500 m≤.
Als we die geluidsdruk nu gelijk veronderstellen aan de intensiteit (beide dB's zijn eenheden per m≤) moeten we dus dit totaal vermogen delen door 500.
Een rekenkundige deling wordt een logaritmische aftrekking.
Dus 84,8 dB / 500 = 84,8 dB - 10*log(500) = 84,8 dB - 27 dB = 57,8 dB

Nu hebben we het directe geluid: 57,8 dB

En nu moeten we nog dat diffuus geluidveld vinden gerelateerd aan die nagalmtijd.
Laat ons de Eyring methode gebruiken.
T=0,161*V/(-S*ln(1-a))

V = Volume in m≥ = 100*40*5= 20.000 m≥
S = Oppervlakte = 2*(100*40+100*5+40*5) = 9400 m≤
a = alpha = gemiddelde absorptie per oppervlakte-eenheid
A = Totale equivalente absorptie in m≤

Dus moeten we de formule omkeren om de gemiddelde absorptie te vinden
a = 1-exp(-0161*V/(T*S)) = 1-exp(-0,161*20000/(4*9400)) = 0,082073813
A = 0,082073813 * 9400 = 771,5 m≤

Het diffuus veld = 10*log((4*(1-a))/A) = 10*log((4*(1-0,082073813))/771,5) = -23,22468179 dB
Dus geluidsdruk in diffuusveld is totaal vermogen + diffuusveldcorrectie = 84,8 dB - 23,2 dB = 61,6 dB

Nu hebben we het diffuus veld: gevolg van reflecties geluid in ruimte: 61,6 dB

Nu moeten we het diffuus en direct veld nog optellen met elkaar:
57,8 dB + 61,6 dB = 10*log(10^(57,8/10)+10^(61,6/10)) = 63,1 dB

Dus totaal niveau in center ruimte is 63,1 dB (wordt dus meer gedomineerd door diffuus eerder dan direct geluid)

Nu is dit gestileerd in deze zin dat de theorie veronderstelt dat dit diffuus veld mooi verdeeld blijft binnen die ruimte, maar de realiteit is wat gecompliceerder.

Ik heb hier de Norris-Eyring formules gebruikt, terwijl jij mogelijk de Sabine benadering wenst (is wat eenvoudiger).
Bij deze hoge nagalmtijd (lage gemiddelde absorptie) zal dit echter niet zo ver uit elkaar blijven.
Je kan dit ook als puntbronnen gaan berekenen maar je praat in verschillen over fracties van dB's en het wordt veel complexer.

Het lijkt mij wel dat deze berekeningen en jouw: "is 74 dB / 2 = 37 dB" wel ver uit elkaar liggen en dat je eerst best wat basis moet bekijken.

En inderdaad de isolatie van dat gebouw doet niet of amper ter zake.

Veranderd door E.Desart, 04 augustus 2011 - 08:08

Eric

#3

Durnez

    Durnez


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 04 augustus 2011 - 12:34

Hallo,

Alvast bedankt voor je snelle en uitgebreide reply !
De gedachtengang kan ik goed volgen, het rekenen in dB's had ik inderdaad fout geÔnterpreteerd..

Ik heb alles nog eens overlopen met de formule van Sabine en het resultaat is zeer gelijklopend.
In de plaats van de formule na "Het diffuus veld = .." heb ik een nomogram gebruikt, waar bij benadering het verschil ook 23 dB is.


Ondertussen ben ik op een volgend probleem gestoten :

Het gaat nu over het bepalen van het geluidvermogenniveau van een toestel. Dit toestel wordt opgehangen in het midden van een dode kamer, met afmetingen 10 x 8 x 6 m (b x d x h). Men meet rondomrond op een straal van 2 m.
Verder zijn enkele gemiddelde waarden gegeven voor het ongewogen geluiddrukniveau.

Geplaatste afbeelding

De eerste opgave is het bepalen van de NR-waarde, veroorzaakt door het toestel op 2 m afstand. Dit is reeds gelukt, zijnde NR : 35
Het tweede gevraagde is het totaal ongewogen en A-gewogen geluidvermogenniveau van het toestel (in dB en dB(A))

Gedachtengang (voor het totaal ongewogen geluidvermogenniveau, A-gewogen resultaat zal wel op dezelfde wijze zijn) :
- Alle geluiddrukniveau's logaritmisch bij elkaar optellen (komt op 52,7 dB)
- Wetende dat geluiddruk = geluidintensiteit : formule W = I * 4 ;) r≤ (met r = afstand tot de bron : 2)

Dit heb ik omgerekend via Li = 10 log I/Io (hier I uit gehaald)
En dan na berekening van W, W omgerekend naar Lw via Lw = 10 log W/Wo

Lw komt dan op 69,7 dB terwijl de uitkomst 68 dB zou moeten zijn (en voor A-gewogen 55,3 dB(A))

Waar zit mijn fout ? Alvast bedankt !

Veranderd door Durnez, 04 augustus 2011 - 12:40


#4

E.Desart

    E.Desart


  • >1k berichten
  • 2391 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 augustus 2011 - 16:13

Ik weet het niet zonder details te zien.
Waarom gebruik je ook de 63 Hz band niet?
Is daar geen meettechnicus met ervaring die die meting kan volgen?

Als dat een 3D object is is de vraag of en in hoever je dit als puntbron kan beschouwen.

Begrijp je deze animatie?:
http://home.planet.n...DecayMovie.html

Die knoppen werken niet meer goed, maar je kan de animatie sturen door op het figuur te klikken en verder met je cursor over de animatie te gaan. Zo kan je deze pauzeren.
Een beetje mee spelen tot het lukt.

Veranderd door E.Desart, 04 augustus 2011 - 16:19

Eric

#5

Durnez

    Durnez


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 04 augustus 2011 - 17:25

Later deze avond zal ik de uitwerking eens posten.

Om nog even terug te komen op de eerste vraag :

In totaal produceren de 24 ventilatoren dus 87,8 dB waarvan er even veel naar binnen als naar buiten gaat.
Dit betekent dus 84,8 dB naar buiten en 84,8 dB naar binnen.
Dan volgt (via I = W / A) een omrekening van geluidsvermogen naar geluidintensiteit (=geluidsdruk).

Mijn interpretatie van die bekomen 57,8 dB is dat er dan buiten het gebouw gemeten wordt op een zekere afstand van de ventilatoren. De meting gebeurt echter wel in het gebouw zelf.

Verder kan er dan uit het nomogram enerzijds of uit uw formule voor het diffuus veld anderzijds een verschil gevonden worden tussen het geluidsvermogen en de te verwachten geluidsdruk. Beide manieren leveren ongeveer 23 dB.

Zou het niet kunnen dat de finale uitkomst dan gewoon 84,8 dB (geluid van alle ventilatoren samen naar binnen in het gebouw) - 23 dB (het aantal dB wat van het geluidsvermogen moet afgetrokken worden) is ?
Of dus 84,8 - 23 = 61,8 dB

Laat maar iets weten.

#6

E.Desart

    E.Desart


  • >1k berichten
  • 2391 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 augustus 2011 - 18:11

Het geluid binnen is de som van het directe geluid en het diffuus veld geluid.

Download deze cursus (beste vrij toegankelijke geluidscursus die ik ken op het net):
http://www.sabvba.co...rsus_geluid.pdf

Kijk naar de formule in het kadertje op blz 36

En hier is een klassiek tekeningetje dat je normaal in elke cursus vindt:

Geplaatste afbeelding

Bron: http://knol.google.c...j/fig1-copy.gif
Bron: http://knol.google.c...o-conferencing#
Sorry, ik vond niet direct een kleiner plaatje ........

Als jij in de buurt van een machine staat neemt je geluid af in functie van de afstand. Na zekere afstand kom je in dat diffuus of galmveld.
Elk punt op die curve is de logaritmische som van beide. Je merkt dat haast niet als het verschil groot is. Daar waar die niveaus in elkaar buurt komen kan je dit duidelijk merken: zie figuur. Waar die 2 lijnen (schuin en horizontaal) elkaar snijden heb je een verhoging met 3 dB (logisch aangezien je 2 bronnen met gelijk niveau hebt).

Hier komt trouwens ook het begrip galmstraal van. Dit is het punt waar het directe geluid gelijk is aan het geluid in het diffuus veld. Wat daar als "critical distance" staat kennen wij als galmstraal.
Kijk ook op blz 169 van die cursus.
Wat op die figuur staat over "inverse square law" geldt in zover je die bron als puntbron kan beschouwen. Anders: zie mijn animatie uit vorige post.

Ik vind dit een beetje vreemd. Jij bent echt al met serieuze dingen bezig, terwijl je anderzijds basisbegrippen mist.

Veranderd door E.Desart, 04 augustus 2011 - 18:25

Eric

#7

E.Desart

    E.Desart


  • >1k berichten
  • 2391 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 augustus 2011 - 08:41

Norm voor geluidsvermogen bepaling - metingen in de nagalmkamer
http://www.iso.org/i...?csnumber=52053

ISO 3741:2010 specifies methods for determining the sound power level or sound energy level of a noise source from sound pressure levels measured in a reverberation test room. The sound power level (or, in the case of noise bursts or transient noise emission, the sound energy level) produced by the noise source, in frequency bands of width one-third-octave, is calculated using those measurements, including corrections to allow for any differences between the meteorological conditions at the time and place of the test and those corresponding to a reference characteristic impedance. Measurement and calculation procedures are given for both a direct method and a comparison method of determining the sound power level and the sound energy level.
<knip>

Norm voor geluidsvermogen bepaling metingen in een dode of semi-dode kamer
http://www.iso.org/i...?csnumber=21750

ISO 3745:2003 specifies methods for measuring the sound pressure levels on a measurement surface enveloping a noise source in anechoic and hemi-anechoic rooms, in order to determine the sound power level or sound energy level produced by the noise source. It gives requirements for the test environment and instrumentation, as well as techniques for obtaining the surface sound pressure level from which the sound power level or sound energy level is calculated, leading to results which have a grade 1 accuracy.

The methods specified in ISO 3745:2003 are suitable for measurements of all types of noise.

The noise source can be a device, machine, component or sub-assembly. The maximum size of the source under test depends on the radius of the hypothetical sphere (or hemisphere) used as the enveloping measurement surface.

Ik ga ervan uit dat jij deze metingen exact volgens norm uitvoert?
Iemand of een organisatie met een dode kamer bezit normaal ook de gerelateerde normen die de meet- en rekenprocedures en randcondities exact beschrijven.

Met een dode kamer breng je dat diffuus veld zo laag mogelijk zodat je metingen doet in het direct veld. Men praat ook over een vrij-veld situatie. Dus je meet in die schuin aflopende lijn van bovenstaande figuur.

Met een nagalmkamer doe je het tegengestelde en breng je dat diffuus veld zo hoog mogelik waardoor het direct veld zeer kort wordt. Je berekent je vermogen vanuit geluidsdrukmetingen in het galmveld (die vlakke horizontale lijn).

Beide methodes laten toe een geluidsvermogenbepaling te doen.

In reŽle ruimtes heb je ergens een kruising tussen beide. Hoe dan ook geluid binnen is steeds een combinatie van beide velden: direct veld en galmveld, waarbij in de galmkamer de galmstraal zo kort mogelijk gehouden wordt, en in de dode kamer zo lang mogelijk (tot haast onbestaande binnen het frequentiebereik de kamer voor ontworpen is).

Veranderd door E.Desart, 05 augustus 2011 - 08:47

Eric

#8

thcook87

    thcook87


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 maart 2015 - 08:07

Beste E. Desart,

 

Ik vroeg me af of u mij kan helpen bij een soortgelijke situatie. Laten we zeggen, hetzelfde gebouw, alleen hangen de ventilatoren midden in de ruimte (ook gewoon 24 stuks) op een zelfde afstand van elkaar (de ventilator zit in een verwarmingsunit en haalt de lucht dus niet van buiten). In hoeverre kunnen we dezelfde formules gebruiken voor het berekenen van het geluid op een bepaald punt in de ruimte? Onder het toestel is het geluid harder dan verder weg (neem ik aan), maar heeft u een idee hoe we dit kunnen aanpakken? Kunnen we een soort gemiddelde nemen?

Alvast hartelijk dank!

 

Thomas

Veranderd door physicalattraction, 23 maart 2015 - 12:55
Onnodige quote verwijderd






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures