iso reference to other acoustical 3382 parameters second edition … · 2020. 6. 12. · • iec...
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ISO
3382
Acoustics – Measurement of the reverberation time of rooms with reference to other acoustical parameters
INTERNATIONAL
STANDARD
Second edition
1997 – 06 - 15
1) ALCANCES
• DESCRIBE:
a) Procedimiento de medición.
b) El equipamiento requerido.
c) La cobertura requerida.
d) Método de evaluar los datos.
e) Formato de presentación de resultados.
• SE ORIENTA A:
• La aplicación de técnicas de medición digitales.
• La obtención de parámetros acústicos derivados de las
respuestas impulso.
.
2) NORMATIVA DE REFERENCIA
• ISO 3745:1988
• ISO 5725-2:1994
• IEC 268-1:1985
• IEC 651:1979
• IEC 1260:1995, Electroacoustics-Octave band filters and fractional
octave band filters.
• ITU Recommendation P.58:1994, Head and torso simulator for
telephonometry.
3) DEFINICIONES
3.1 Curva de decaimiento.
Decaimiento del Nivel de Presión Sonora (Lp), en el tiempo, y en un
punto del recinto, una vez que la fuente sonora ha cesado.
3.2 Método del ruido interrumpido.
Obtención de la curva de decaimiento grabando directamente después
de excitar la sala con un ruido de banda ancha o de ancho de banda
limitada.
3.3 Método de la respuesta impulso integrada.
Obtención de las curvas de decaimiento aplicando la integración
reversa a la respuesta impulso del recinto..
.
3) DEFINICIONES (cont.)
3.4 Respuesta (al) impulso.
Gráfico del Nivel de Presión Sonora en función del tiempo como
resultado de excitar el recinto con una función delta de Dirac.
Obs.1 – Una alternativa a la función delta de Dirac es usar una excitación sonora con una
transiente de corta duración (ej.: disparo de pistola con salvas)
Obs.2 – Una mejor alternativa es usar, como excitación sonora, una secuencia de longitud
máxima (MLS=Maximum-length sequence)
3.5 Tiempo de reverberación.
Es el tiempo, expresado en segundos, que requeriría el nivel de presión
sonora para decaer en 60 dB, a una tasa de decaimiento obtenida por
una regresión lineal de mínimos cuadrados, de la curva de decaimiento
medida desde un nivel 5 dB por debajo del nivel inicial hasta 35 dB por
debajo.
3) DEFINICIONES (cont.)
Obs. 1 – Es posible obtener un valor de T considerando un rango dinámico más
pequeño (con un mínimo de 20 dB; partiendo desde 5 dB hasta 25 dB por debajo
del valor inicial). Esta medición se debe rotular apropiadamente (por ej.: T20).
3.6 Estado de ocupación:
El tiempo de reverberación medido dependerá de la proporción de plazas
ocupadas por la audiencia. Para ello se definen diferentes estados de ocupación
del recinto. Se deben hacer descripciones detalladas de: cortina de seguridad,
foso de la orquesta, mobiliario de la orquesta, etc.
3.6.1 Estado desocupada.
Sala preparada para su uso y lista para el ingreso de oradores o
músicos y la audiencia; pero sin las personas presentes.
.
3) DEFINICIONES (cont.)
3.6.2 Estado de estudio (sólo para salas de oratoria y música).
Sala ocupada por los ejecutantes u oradores y sin audiencia (ej.: ensayos,
grabaciones. Se debe indicar el número de personas presentes (incluyendo
ejecutantes y técnicos).
3.6.3 Estado ocupada.
Estado de ocupación de las plazas de un auditorio o teatro igual o
superior a un 80%.
.
4) CONDICIONES DE MEDICIÓN
4.1 GENERALIDADES:
Las mediciones se pueden efectuar en cualquiera de los tres estados
de ocupación.
Se debe considerar la capacidad de acústica variable de la sala
(mediciones separadas).
La temperatura se debe medir con una precisión de ±1 oC
La humedad se debe medir con una precisión de ±5 %
.
4) CONDICIONES DE MEDICIÓN
4.2 EQUIPAMIENTO
4.2.1 Fuente sonora.
• Debe ser omnidireccional.
• Debe producir una relación S/N suficiente para realizar la medición
(para la correspondiente banda de frecuencias). Un mínimo 45 dB es
adecuado. Si se va a medir T20 se requieren sólo 35 dB.
4.2.2 Micrófonos, grabación y equipamiento para análisis.
4.2.2.1 Micrófono y filtros.
El equipamiento debe cumplir con las especificaciones de un sonómetro tipo 1 (IEC
651).
Los filtros (1/1 oct. O 1/3 oct.) deben cumplir con la normativa IEC 1260.
Los micrófonos deben ser omnidireccionales (incidencia aleatoria) y lo más pequeños
posible (preferentemente de 1/2 “ de diámetro o menor)..
4) CONDICIONES DE MEDICIÓN (cont.)
4.2.2.2 Grabadora.
Debe excluirse cualquier tipo de control automático de ganancia para no alterar la
verdadera pendiente de la curva de decaimiento.
La grabación debe ser lo suficientemente larga como para identificar el nivel de ruido
de fondo que sigue al decaimiento.
Debe cumplir con las especificaciones mínimas siguientes:
• Respuesta plana sobre el rango de medición, con tolerancia de ± 3 dB.
• Rango dinámico suficiente para la correspondiente banda de frecuencias.
Para el método del ruido interrumpido debe proporcionar S/N ≥50 dB.
• La razón de velocidad de reproducción a la velocidad de grabación debe ser
100,01n ± 2%, donde n = 0,1,2,…
• Si en la reproducción se cambia la velocidad, el correspondiente cambio de
la frecuencia debe ser un número entero del correspondiente espaciado de
una banda de 1/3 oct. o si n es múltiplo de 3, del espaciado de una banda de
octava.
.
4) CONDICIONES DE MEDICIÓN (cont.)
4.2.2.3 Aparato para conformar la curva del decaimiento.
Debe usar cualquiera de las siguientes opciones:
a) Promediación exponencial, teniendo como output una curva continua.
b) Promediación exponencial, teniendo como salida una secuencia de muestras
discretas obtenidas de una promediación continua como output.
c) Promediación lineal, teniendo como salida una sucesión discreta de promedios
lineales (en algunos casos con pequeñas pausas entre el proceso de
promediación).
La constante de tiempo del dispositivo de promediación exponencial debe ser menor
que (pero lo más próximo posible) a T/20.
La constante de tiempo del dispositivo de promediación lineal debe ser menor que
(pero lo más próximo posible) a T/7.
T se refiere al tiempo de reverberación efectivo (el que se obtiene de la señal
reproducida a una velocidad diferente a la de grabación), diferente al tiempo de
reverberación verdadero..
4) CONDICIONES DE MEDICIÓN (cont.)
• Indicaciones técnicas (ver detalles en la norma)
4.2.2.4 Indicación de saturación.
No se permite la sobrecarga en ninguna etapa del equipo de medición. Si se
utilizan fuentes sonoras impulsivas, entonces se requiere de dotar al equipo de
indicadores de nivel peak para prevenir las sobrecargas.
.
4) CONDICIONES DE MEDICIÓN (continuación)
4.3 POSICIONES DE MEDICIÓN:
• Deben estar separadas como mínimo a una distancia equivalente a media
longitud de onda (2 metros para el rango de frecuencias usual: 125Hz -
4KHz).
• La distancia mínima de una posición de micrófono a cualquier superficie
reflectante (incluyendo el piso) debe ser de ¼ de longitud de onda
(normalmente alrededor de 1 metro).
• Ningun micrófono debe ubicarse cerca de la fuente sonora para evitar la
influencia predominante del sonido directo. La distancia mínima está
determinada por
.
)(2min mcT
Vd
Donde
V = volumen del recinto, m3.
c = velocidad del sonido, m/s.
T = tiempo de reverberación estimado, s.
4) CONDICIONES DE MEDICIÓN (continuación)
Obs.: En recintos pequeños las condiciones anteriores son imposibles de cumplir.
Sólo en estos casos se recomienda suprimir el efecto del sonido directo,
interponiendo una barrera acústica (no absorbente) entre la fuente y el micrófono.
El número de posiciones (del par fuente-receptor) dependerá de si la cobertura
espacial es baja o normal.
4.3.1 Cobertura baja (mediciones menos rigurosas).
Para casos en que se quiere evaluar la Absorción para efectos de control de ruido
(incluyendo la obtención del Índice de Reducción Sonora R), o para evaluar el
tiempo de reverberación en proyectos de refuerzo sonoro (recordar la ecuación de
Hopkins-Stryker).
Usar dos posiciones (representativas) de fuente sonora.
Usar 3 ó 4 posiciones (representativas) de micrófono.
Utilizar más posiciones si se requiere disminuir las desviaciones entre mediciones
individuales..
4) CONDICIONES DE MEDICIÓN (continuación)
4.3.2 Cobertura normal.
Estas mediciones se efectúan para confrontar especificaciones de diseño de
construcciones contra los valores reales alcanzados.
.
5) PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN
5.1 CONSIDERACIONES GENERALES:
Para salas de concierto y recintos de oratoria es preferible medir el tiempo de
reverberación en bandas de octava.
5.2 MÉTODO DEL RUIDO INTERRUMPIDO
5.2.1 Sonorización de la sala.
• Se puede utilizar una señal aleatoria o pseudo-aleatoria.
• La fuente debe ser omnidireccional.
• El ancho de banda de la señal debe ser mayor que 1/1 oct o 1/3 oct
respectivamente.
• La duración de la excitación debe ser lo suficientemente larga como para producir
un campo sonoro estacionario, antes de que se proceda a cesar el
funcionamiento de la fuente sonora (se recomienda T/2 segundos).
• Para volumenes grandes la excitación debe durar algunos segundos.
5) PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN
5.2.2 Número de mediciones.
• El número de posiciones de micrófono quedará definido por el grado de cobertura
requerido.
• La aleatoridad de la señal obliga a promediar varias mediciones en cada posición
de micrófono con el objetivo de alcanzar una repetibilidad aceptable (ver 6.1.1). El
mínimo es de tres mediciones por posición; los resultados deben promediarse.
• Hay dos opciones:
1. Encontrar el tiempo de reverberación para cada curva de decaimiento y
tomar el valor medio. Se requieren seis posiciones con tres mediciones por
punto.
2. Producir una única curva de decaimiento (promediando p2(t) y encontrar el
tiempo de reverberación de la curva resultante. Se requiere un mínimo de 18
posiciones con sólo una curva de decaimiento por posición.
• Se debe indicar en el reporte la opción utilizada.
.
5.3 MÉTODO DE INTEGRACIÓN DE LA RESPUESTA IMPULSO
5.3.1 Generalidades.
La respuesta impulso de un recinto (para una ubicación específica del par
fuente-receptor).
Existen diferentes métodos para obtener la respuesta impulso. Esta norma no
excluye a ninguno.
5.3.2 Sonorización de la sala.
5.3.3 Integración de la respuesta impulso.
Se obtiene para cada banda de octava
t
tdpdptE )()()()( 22
0 0
222 )()()()()(
t
tdpdpdp
5.3 MÉTODO DE INTEGRACIÓN DE LA RESPUESTA IMPULSO (cont.)
Para minimizar el efecto del ruido de fondo en la parte final de la respuesta
impulso, se puede utilizar una de las siguientes técnicas:
a) Si no se conoce el nivel de ruido de fondo efectúe la integración reversa
utilizando un tiempo de integración fijo deslizable, T0.
t
TtdptE
0
)()()( 2
T0 = T/5, donde T es un tiempo de reverberación estimado. Si comparado con el T real
difiere por más de un 25% cambiar el tiempo de integración y repetir el proceso.
• El tiempo de integración inicial no debe ser inferior al tiempo de reverberación.
• El nivel de ruido de fondo debe estar más allá de 10 dB del rango inferior de
evaluación.
5.3 MÉTODO DE INTEGRACIÓN DE LA RESPUESTA IMPULSO (cont.)
b) Si el nivel del ruido de fondo es conocido, el punto de inicio de la integración t1,
se encuentra de la intersección entre una línea horizontal (representativa)
asociada al ruido de fondo y una línea recta de una parte representativa de la
respuesta impulso.
La curva de decaimiento se calcula por medio de
CdptEt
t 1
2 )()()(
Donde t < t1 y C es una constante de corrección opcional suponiendo un
decaimiento exponencial de la energía con la misma tasa de decaimiento que
la obtenida por p2(t) entre t0 y t1, donde t0 es el tiempo correspondiente a un
nivel de 10 dB más alto que el nivel en t1.
5.3 MÉTODO DE INTEGRACIÓN DE LA RESPUESTA IMPULSO (cont.)
5.3.3 Integración de la respuesta impulso (cont.)
6) EVALUACIÓN DE LAS CURVAS DE DECAIMIENTO
6.1 MÉTODO DEL RUIDO INTERRUMPIDO:
Se debe obtener una recta por el método de ajuste de los mínimos cuadrados en el
rango siguiente:
desde -5 dB hasta -35 dB para T30
desde -5 dB hasta -25 dB para T20
La pendiente de la línea recta representa a la tasa de decaimiento en decibeles por
segundo a partir de la cual se calcula el tiempo de reverberación.
6) EVALUACIÓN DE LAS CURVAS DE DECAIMIENTO (cont.)
6.1 MÉTODO DEL RUIDO INTERRUMPIDO (cont.):
6.1.1 Incerteza de las mediciones.
• Depende fuertemente de la cantidad de promediaciones efectuadas.
• La relación entre la repetibilidad de la medición, r, de acuerdo con ISO 5725-2 y el
número de promediaciones N es:
%200
30
30BNT
r %370
20
20BNT
r Para T30: Para T20:
Donde B = ancho de banda del filtro.
B = 0,71fc (filtro de octava)
B = 0,23fc (filtro de 1/3 oct.)
fc es la frecuencia central del respectivo filtro.
• Las mediciones realizadas en banda de octava requieren menos promediaciones
que las realizadas en bandas de tercio de octava.
• El mínimo de excitaciones, para ser promediadas, es igual a tres.
6) EVALUACIÓN DE LAS CURVAS DE DECAIMIENTO (continuación)
6.2 MÉTODO DE LA INTEGRACIÓN DE LA RESPUESTA IMPULSO.
• El rango que debe utilizarse para el análisis va desde 5 dB hasta al menos 25 dB
por debajo del nivel integrado total. Es deseable conseguir un rango de 30 dB.
• Para obtener la pendiente representativa de la curva de decaimiento se debe
aplicar el método de ajuste de los mínimos cuadrados (regresión lineal).
6.2.1 Incerteza de las mediciones.
• La repetibilidad de las mediciones utilizando este método equivale a la que podría
obtener con 10 promediaciones del método del ruido interrumpido.
• No se requiere aumentar el número de promediaciones para disminuir la
incerteza.
• La principal fuente de incerteza puede producirse por una elección inadecuada del
punto de partida de la integración reversa (ver 5.3.3).
.
6) EVALUACIÓN DE LAS CURVAS DE DECAIMIENTO (cont.)
6.3 CURVAS DE DECAIMIENTO NO LINEALES.
En algunos casos la curva de decaimiento muestra más de una pendiente. En estos
casos no se puede asignar ún valor único de tiempo de reverberación para el
recinto.
Se puede estimar la pendiente de cada tramo en que se pueda ajustar una recta. El
rango mínimo es de 10 dB por tramo.
.
6) EVALUACIÓN DE LAS CURVAS DE DECAIMIENTO (cont.)
6.4 EFECTOS DEL FILTRO Y EL DETECTOR PARA EL CASO DE
TIEMPOS DE REVERBERACIÓN CORTOS.
Para tiempos de reverberación cortos, la curva de decaimiento puede ser influenciada
por el filtro y por el detector. Para que este efecto sea despreciable se deben
cumplir los siguientes requerimientos mínimos:
BT > 16 y T > 2Tdet
Donde B es el ancho de banda del filtro y Tdet es el tiempo de reverberación del
detector promediador.
Para casos de cobertura baja estos límites se pueden reducir a:
BT > 8 y T > Tdet
Obs. Los tiempos de reverberación muy cortos pueden ser analizados con la técnica
de la reversión de tiempo (ver 4.2.2). En este caso, los límites se reducen a BT >
4 y T > Tdet/4
.
7) PROMEDIACIÓN ESPACIAL
El valor que representa al tiempo de reverberación del recinto (o de áreas por
separado de éste) debe ser un valor promedio que se obtendrá por alguno de los
siguientes dos métodos:
a) Promediación aritmética de los tiempos de reverberación. Para mayor exactitud se
puede agregar la desviación estándar.
b) Ensamble promediado de las curvas de decaimiento .
.
8) PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
8.1 TABLAS Y CURVAS.
El tiempo de reverberación evaluado para cada banda de frecuencias debe
representarse tanto en un gráfico como en una tabla (ver la norma para los
detalles formales).
Se puede calcular un único valor representativo llamado T30 mid. Se obtiene
promediando aritméticamente los valores del tiempo de reverberación para las
bandas de octava de 500 Hz y 1000 Hz.
.
8) PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
8.2 CERTIFICADO DE ENSAYO.
Establece que las mediciones se han realizado en conformidad con esta
normativa internacional. Debe incluir la siguiente información:
a) Nombre y locación del recinto.
b) Un croquis de la planta; incluyendo escala.
c) El volumen de la sala.
d) Número y tipo de asientos.
e) Descripción de la forma y materialidad de las paredes y cielo.
f) Estado(s) de ocupación durante las mediciones y número de
ocupantes..
8) PRESENTACIÓN DE RESULTADOS (continuación)
8.2 CERTIFICADO DE ENSAYO (continuación).
Establece que las mediciones se han realizado en conformidad con esta normativa internacional. Debe incluir
la siguiente información (continuación):
g) Descripción del uso de equipamiento variable (cortinas, sistema de refuerzo
sonoro, reverberación artificial, etc.).
h) Indicación del estado de uso de las cortinas decorativas o de seguridad (sólo
para teatros).
i) Descripción (si corresponde) del mobiliario presente en el escenario.
j) La temperatura y la humedad relativa de la sala durante las mediciones.
k) El tipo de fuente sonora las posiciones utilizadas.
l) Una descripción del tipo de señal utilizada.
m) Cobertura utilizada: posiciones de micrófonos indicadas en un croquis de
planta (incluir la altura de los micrófonos).
n) Descripción del aparato de medición, de la fuente sonora, de los micrófonos y
si se utilizó una grabadora.
o) La fecha de las mediciones y la identificación de la organización o empresa a
cargo de las mediciones.
.