Дата обращения к информации: 02:00:44 ().

ГОСТ Р 51401‑99 является национальным вариантом международного стандарта ISO 3744:1994 и предназначен для оценки шумовой нагрузки, создаваемой машинами, технологическим оборудованием и другими источниками шума. Стандарт устанавливает единый технический метод определения уровней звуковой мощности в полосах частот, скорректированного по А‑фильтру уровня звуковой мощности, а также показателя направленности источника шума.

Область применения

Стандарт распространяется на:

• станки и агрегаты металлообрабатывающего производства;
• насосы, компрессоры, вентиляторы и другое гидравлическое и пневматическое оборудование;
• электростанции, трансформаторы и другие электротехнические установки;
• транспортные средства и их узлы (двигатели, коробки передач, подвески);
• любые другие источники, создающие в воздушной среде шумы по ГОСТ 12.1.003.

Применение ГОСТ Р 51401‑99 позволяет:

• сравнивать шумовые характеристики разных моделей оборудования;
• разрабатывать мероприятия по снижению шума на этапе проектирования;
• выполнять обязательные проверки при сертификации и вводе в эксплуатацию;
• контролировать соблюдение санитарных норм и нормативов occupational health.

Нормативные ссылки

При использовании настоящего стандарта необходимо учитывать следующие документы:

1. ГОСТ 12.1.003‑83 «Шум. Общие положения. Измерение уровня звукового давления»;
2. ГОСТ Р 51400‑9 «Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению (часть 1: измерения в свободном поле над отражающей поверхностью)»;
3. ГОСТ Р 51400‑10 «Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению (часть 2: измерения в помещении)»;
4. ISO 3744:1994 «Acoustics, Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure — Engineering method for free field conditions over a reflecting plane»;
5. ISO 3745:2012 «Acoustics — Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure — Precision methods for anechoic and semi‑anechoic rooms».

Термины и определения

Звуковая мощность (PWL)

Интегральная величина, характеризующая количество звуковой энергии, излучаемой источником за единицу времени, измеряемая в ваттах (Вт) и обычно выражаемая в децибелах относительно 1 пВт (дБ Вт).

Уровень звуковой мощности, скорректированный по А (L_WA)

Уровень звуковой мощности, полученный после применения А‑фильтра, имитирующего частотную характеристику человеческого слуха.

Показатель направленности (D)

Отношение звуковой мощности, излучаемой в определённом направлении, к средней сферической звуковой мощности источника.

Полусферическая измерительная поверхность

Поверхность, состоящая из полусферы радиусом r, расположенной с центром в точке измерения источника шума и используемая для определения показателя направленности.

Методика измерений

Общие принципы

Метод основан на измерении звукового давления на ряде точек, расположенных на измерительной поверхности (сферической, полусферической или плоской), после чего полученные данные обрабатываются для расчёта звуковой мощности.

Измерения в свободном поле (над отражающей поверхностью)

• Источник размещают на отражающей плоскости (например, на бетонном полу) на высоте не менее 0,2 r от поверхности.
• Измерительная поверхность – сфера радиусом r, центр которой совпадает с акустическим центром источника.
• Минимальное число точек измерения – 6 (по одной на каждую октавную полосу) или больше, в зависимости от требуемой точности.
• Измерения проводятся в диапазоне частот от 50 Гц до 10 кГц (по согласованию – до 20 кГц).

Измерения в помещении

• Используется метод сравнения с эталонным источником в условиях реверберационной камеры или полуанекоической комнаты.
• Измеряеться среднеквадратичное звуковое давление на нескольких точках сферической поверхности радиусом r.
• К полученным значениям применяются поправки на поглощение стен, пола и потолка (коэффициенты поглощения α).

Определение показателя направленности

Для оценки направленности используют полусферическую измерительную поверхность:

1. Источник размещают в центре полусферы радиусом r.
2. Измеряют звуковое давление в наборе точек, равномерно распределённых по поверхности полусферы (обычно 12–24 точки).
3. Среднее значение давления по всей полусфере используется для расчёта сферической звуковой мощности.
4. Максимальное значение давления в отдельной точке направления позволяет определить показатель направленности D = 10·log₁₀(P_max/P_avg).

Оборудование и подготовка к измерениям

• Калиброванные микрофоны (класс 1 или 2 согласно IEC 61672).
• Предусилители и измерительные анализаторы спектра с полосой пропускания, охватывающей измеряемый диапазон частот.
• Калибратор звукового давления (уровень 94 дБ SPL при 1 кГц).
• Стативы или подвесы для точного позиционирования микрофонов на измерительной поверхности.
• Программное обеспечение для обработки данных (расчёт уровней по формулам стандарта, построение спектров, коррекция по А‑фильтру).

Перед началом измерений необходимо выполнить калибровку всей измерительной цепи и проверить фоновый шум помещения (должен быть не менее 10 дБ ниже ожидаемого уровня источника).

Обработка результатов

Для каждой измеряемой частоты f_i вычисляется уровень звукового давления L_p(f_i) в дБ. Затем:

1. Применяеться А‑коррекция: L_pA(f_i) = L_p(f_i) + A(f_i), где A(f) – таблица поправок А‑фильтра.
2. Суммирование по частотам для получения общего уровня звуковой мощности:

L_WA = 10·log₁₀ [ Σ 10^{0.1·L_pA(f_i)} ] – 10·log₁₀(S₀/S),

где S – площадь измерительной поверхности, S₀ = 1 м² (reference area).

Показатель направленности D вычисляется как разность между максимальным и средним уровнями звуковой мощности по измерительной поверхности.

Примеры применения

Пример 1: Оценка шума промышленного вентилятора

Вентилятор диаметром 0,8 м установлен на бетонном полу. Измерения проведены по методике свободного поля с радиусом r = 1,0 м. Полученные уровни L_pA в октавных полосах от 63 Гц до 4 кГц варьировались от 68 дБ до 82 дБ. После суммирования получен L_WA = 89,3 дБ (референтная мощность ≈ 0,85 Вт). Показатель направленности D составил 3,2 дБ, что указывает на умеренную направленность излучения в осевом направлении.

Пример 2: Контроль шума электростанции в помещении

Турбогенератор мощностью 150 МВт расположен в машинном зале объёмом 1200 м³. Измерения выполнены в полуанекоической камере с радиусом r = 2,0 м. Средний уровень L_WA составил 101,5 дБ. Показатель направленности D = 5,6 дБ, подтверждая значительную анизотропию излучения, связанную с расположением лопаток турбины.

ГОСТ Р 51401‑99 предоставляет надёжный и internationally recognised метод оценки шумовой нагрузки машин и оборудования. Соблюдение изложенной процедуры позволяет получать сопоставимые результаты независимо от места проведения измерений (свободное поле или помещение), а также определять не только суммарный уровень звуковой мощности, но и направленность излучения – важный параметр при проектировании защитных экранов, расположения рабочих мест и планирования акустической среды предприятия;

Применение данного стандарта способствует:

• повышению прозрачности процедур сертификации и технического надзора;
• оптимизации конструктивных решений с целью снижения шума;
• обеспечению соблюдения санитарных норм и улучшению условий труда.

---

Статья подготовлена на основе информации из открытых источников и действующих нормативных документов на дату .