Poziom mocy akustycznej (Lw) a poziom ciśnienia akustycznego (Lp) – co się mierzy, a co oblicza?

Poziom mocy akustycznej Lw opisuje energię dźwięku emitowaną przez źródło i jest wielkością obliczaną, a poziom ciśnienia akustycznego Lp opisuje dźwięk w danym punkcie i jest wielkością mierzoną mikrofonem. Mierzy się zatem ciśnienie akustyczne, a moc akustyczną wyznacza się na podstawie tych pomiarów.

Spis treści

1. Czym jest poziom mocy akustycznej i poziom ciśnienia akustycznego?
2. Co się mierzy, a co oblicza?
3. Poziom mocy akustycznej Lw jako właściwość źródła dźwięku
4. Poziom ciśnienia akustycznego Lp jako to, co mierzy mikrofon
5. Zależność między mocą akustyczną a ciśnieniem akustycznym
6. Dane akustyczne urządzeń – klimatyzacja, wentylacja, pompy i sprężarki
7. Dlaczego rozróżnienie ma znaczenie w analizie i pomiarach hałasu?
8. Potrzebujesz pomiarów hałąsu lub analizy akustycznej? Skorzystaj z naszej oferty

Najważniejsze wnioski

• Poziom mocy akustycznej Lw opisuje samo źródło dźwięku i nie zależy od odległości ani otoczenia.
• Poziom ciśnienia akustycznego Lp opisuje dźwięk w konkretnym punkcie i maleje wraz z odległością od źródła.
• Mikrofon mierzy ciśnienie akustyczne, a moc akustyczną wyznacza się z pomiarów w komorze pogłosowej lub bezechowej.
• Dla źródła punktowego w polu swobodnym poziom dźwięku spada o 6 dB przy każdym podwojeniu odległości.
• Mylenie poziomu mocy akustycznej z poziomem ciśnienia akustycznego zmienia wynik analizy o kilkanaście decybeli.

Czym jest poziom mocy akustycznej i poziom ciśnienia akustycznego?

Poziom mocy akustycznej i poziom ciśnienia akustycznego to dwie różne wielkości opisujące hałas. Poziom mocy akustycznej Lw opisuje całkowitą energię akustyczną emitowaną przez źródło, a poziom ciśnienia akustycznego Lp opisuje zmiany ciśnienia powietrza wywołane falą dźwiękową w danym punkcie.

Obie wielkości wyraża się w decybelach, ale odnoszą się do innych wartości odniesienia. Moc akustyczną odnosi się do 1 pikowata (10^-12 W). Ciśnienie akustyczne odnosi się do 20 mikropaskali (20 µPa).

Rozróżnienie tych wielkości warunkuje poprawność każdej oceny hałasu. Pomiar i wyznaczenie poziomów prowadzimy w ramach pomiaru hałasu i pomiarów akustycznych, a przeliczenie na poziom dźwięku w otoczeniu w ramach analizy akustycznej inwestycji.

Co się mierzy, a co oblicza?

Mierzy się poziom ciśnienia akustycznego, a poziom mocy akustycznej się oblicza. Mikrofon miernika reaguje na zmiany ciśnienia powietrza, więc bezpośrednio rejestruje ciśnienie akustyczne w miejscu pomiaru.

Poziomu mocy akustycznej nie da się zmierzyć jednym mikrofonem. Moc akustyczną źródła wyznacza się z wielu pomiarów ciśnienia akustycznego wykonanych wokół urządzenia w kontrolowanych warunkach. Metody opisują normy z serii ISO 3740.

Kierunek przeliczenia zależy od potrzeby. Producent wyznacza moc akustyczną z pomiarów ciśnienia w komorze. Specjalista od analizy odwraca zależność i oblicza poziom ciśnienia akustycznego w punkcie oceny na podstawie mocy akustycznej źródła.

Poziom mocy akustycznej Lw jako właściwość źródła dźwięku

Poziom mocy akustycznej Lw to stała właściwość źródła dźwięku, niezależna od odległości i otoczenia. Opisuje, ile energii akustycznej urządzenie emituje w jednostce czasu, niezależnie od tego, gdzie postawimy mikrofon.

Moc akustyczną wyznacza się w warunkach laboratoryjnych. Komora pogłosowa wykorzystuje ściany odbijające dźwięk i zgodnie z normą ISO 3741 przelicza uśrednione ciśnienie na moc akustyczną. Komora bezechowa tworzy pole swobodne i według ISO 3745 pozwala wyznaczyć moc akustyczną emitowaną w przestrzeni otwartej.

Poziom mocy akustycznej podaje się dla pasm częstotliwości. Widmo oktawowe lub tercjowe pokazuje, przy jakiej częstotliwości urządzenie emituje najwięcej energii. Wartość sumaryczną koryguje się charakterystyką A i podaje w dB(A) przy odniesieniu do 1 kHz.

Lw jest podstawową daną wejściową do modelu. Turbina wiatrowa o mocy 2-3 MW emituje 100-105 dB mocy akustycznej. Ta wartość opisuje samo źródło i nie mówi jeszcze, ile hałasu dotrze do zabudowy.

Poziom ciśnienia akustycznego Lp jako to, co mierzy mikrofon

Poziom ciśnienia akustycznego Lp to wielkość, którą mierzy mikrofon miernika w danym punkcie. Opisuje odbierany dźwięk i zależy od odległości od źródła oraz od otoczenia, w tym od odbić i hałasu tła.

Ciśnienie akustyczne maleje z odległością od źródła dźwięku. Przy stacji transformatorowej poziom ciśnienia wynosi 55-59 dB tuż przy obudowie. W odległości 10 m spada do około 39-40 dB, a przy kilkudziesięciu metrach zrównuje się z tłem akustycznym spokojnej okolicy.

Pomiar ciśnienia akustycznego zależy od warunków. Odbicia od ścian, twardy grunt i hałas tła zmieniają wynik. Gdy różnica między poziomem źródła a poziomem tła jest mniejsza niż 3 dB, pomiaru nie da się wykonać poprawnie według metodyki referencyjnej.

Ciśnienie akustyczne porównuje się z wartościami dopuszczalnych poziomów hałasu. Ocena dotyczy poziomu dźwięku w punkcie przy granicy terenu lub przy elewacji budynku. To ciśnienie akustyczne, a nie moc akustyczna, decyduje o zgodności z normą.

Zależność między mocą akustyczną a ciśnieniem akustycznym

Zależność między mocą akustyczną a ciśnieniem akustycznym opisuje odległość i charakter pola akustycznego. Dla źródła punktowego w polu swobodnym obowiązuje wzór Lp = Lw – 20·log(r) – 11, gdzie r to odległość w metrach.

Z tego wzoru wynikają praktyczne reguły. W odległości 1 m poziom ciśnienia akustycznego jest niższy od poziomu mocy akustycznej o około 11 dB. Nad gruntem odbijającym dźwięk różnica spada do około 8 dB.

Poziom dźwięku spada o 6 dB przy każdym podwojeniu odległości. Źródło punktowe o mocy akustycznej 60 dB daje około 49 dB w 1 m, 43 dB w 2 m i 37 dB w 4 m. Dla źródła liniowego, na przykład drogi, spadek wynosi 3 dB na podwojenie odległości.

Model propagacji dodaje kolejne czynniki. Pochłanianie przez powietrze, wpływ gruntu, przeszkody i wiatr zmieniają wynik. Dlatego analiza akustyczna oblicza poziom ciśnienia akustycznego z mocy akustycznej źródła dla realnej geometrii terenu.

Porównanie poziomu mocy akustycznej i poziomu ciśnienia akustycznego

Zestawienie porządkuje dwie wielkości. Poziom mocy akustycznej opisuje emisję źródła, a poziom ciśnienia akustycznego opisuje efekt w punkcie. Model łączy obie wielkości przez wzór propagacji.

Dane akustyczne urządzeń – klimatyzacja, wentylacja, pompy i sprężarki

Dane akustyczne urządzeń podaje się jako poziom mocy akustycznej lub poziom ciśnienia akustycznego w określonej odległości. Producenci klimatyzatorów, wentylatorów, pomp ciepła i sprężarek stosują różne formaty, dlatego trzeba sprawdzić, którą wielkość zawiera karta.

Urządzenia klimatyzacyjne i wentylacyjne generują hałas pochodzenia powietrznego oraz drgania. Wentylator i sprężarka mają elementy wirujące, które emitują ton o określonej częstotliwości. Ten ton bywa najczęstszym źródłem hałasu tonalnego w instalacji.

Karta w standardzie Eurovent podaje zwykle całkowitą moc akustyczną w pasmach oktawowych. Prosta ulotka podaje poziom ciśnienia akustycznego w 1 m lub w 3 m. Dwie wartości dla tego samego urządzenia różnią się o kilkanaście decybeli, więc format danych trzeba odczytać dokładnie.

Redukcja hałasu urządzeń opiera się na tych danych. Obudowa dźwiękochłonna i materiał o wysokim współczynniku pochłaniania dźwięku obniżają emisję. Dobór środka wymaga widma mocy akustycznej, a nie pojedynczej liczby.

Dlaczego rozróżnienie ma znaczenie w analizie i pomiarach hałasu?

Rozróżnienie mocy akustycznej i ciśnienia akustycznego decyduje o poprawności analizy oraz pomiarów hałasu. Wprowadzenie ciśnienia akustycznego jako mocy akustycznej zaniża emisję, a odwrotny błąd ją zawyża.

W analizie obliczeniowej model wymaga mocy akustycznej źródła. Poziom ciśnienia akustycznego w 1 m trzeba wtedy przeliczyć na moc akustyczną, znając odległość i warunki pomiaru. Bez tej korekty wynik modelowania jest błędny.

W pomiarach hałasu w środowisku mierzy się ciśnienie akustyczne w punkcie oceny. Ten poziom porównuje się z dopuszczalnym poziomem hałasu z rozporządzenia. Ocena dotyczy ciśnienia akustycznego, uwzględniając hałas tła i charakter dźwięku.

Porada specjalisty AvesNature

“Zawsze zaczynam od sprawdzenia, czy dana z karty to poziom mocy akustycznej Lw, czy poziom ciśnienia akustycznego Lp. Producent klimatyzatora podaje na przykład 60 dB(A). Jeśli to poziom mocy akustycznej, w odległości 1 m w polu swobodnym usłyszę około 49 dB, bo Lp = Lw – 11 dB dla źródła punktowego. Jeśli potraktuję te 60 dB jako ciśnienie akustyczne przy urządzeniu, zawyżę emisję hałasu o 11 dB i cała analiza się zawali. Dlatego czytam, według jakiej normy podano wartość, bo karty w standardzie Eurovent zwykle podają moc akustyczną, a proste ulotki poziom ciśnienia akustycznego w 1 m.”

Potrzebujesz pomiarów hałąsu lub analizy akustycznej? Skorzystaj z naszej oferty

Pomiary akustyczne prowadzimy akredytowanym sprzętem klasy 1 firmy SVANTEK, zgodnie z metodyką referencyjną. Wynik dokumentujemy w raporcie z pełnym opisem warunków pomiaru. Zakres badań opisujemy na stronie pomiary hałasu i pomiary akustyczne.

Dane o tle przenosimy do oceny i do modelu propagacji hałasu. Dzięki temu analiza akustyczna inwestycji opiera się na rzeczywistym stanie terenu. Zakres opracowań prognostycznych opisujemy na stronie analiza akustyczna inwestycji.

Obsługujemy instalacje przemysłowe, zakłady produkcyjne i nowe inwestycje na etapie projektu. Jeśli planujesz inwestycję na terenie chronionym akustycznie, pomożemy wykonać pomiar tła i ocenić ryzyko przekroczeń.

FAQ – najczęściej zadawane pytania

Czym różni się poziom mocy akustycznej od poziomu ciśnienia akustycznego?

Poziom mocy akustycznej Lw opisuje energię emitowaną przez źródło dźwięku i nie zależy od odległości. Poziom ciśnienia akustycznego Lp opisuje dźwięk w danym punkcie i maleje wraz z odległością od źródła.

Co mierzy miernik hałasu?

Miernik hałasu mierzy poziom ciśnienia akustycznego, ponieważ mikrofon reaguje na zmiany ciśnienia powietrza. Poziomu mocy akustycznej nie da się zmierzyć jednym mikrofonem.

Jak wyznacza się poziom mocy akustycznej?

Poziom mocy akustycznej wyznacza się z wielu pomiarów ciśnienia akustycznego wokół urządzenia. Pomiary prowadzi się w komorze pogłosowej lub bezechowej zgodnie z normami serii ISO 3740.

O ile spada poziom dźwięku z odległością?

Dla źródła punktowego w polu swobodnym poziom dźwięku spada o 6 dB przy każdym podwojeniu odległości. Dla źródła liniowego, takiego jak droga, spadek wynosi 3 dB na podwojenie.

Ile wynosi różnica między Lw a Lp w odległości 1 m?

Dla źródła punktowego w polu swobodnym poziom ciśnienia akustycznego w 1 m jest niższy od mocy akustycznej o około 11 dB. Nad gruntem odbijającym dźwięk różnica spada do około 8 dB.

Którą wielkość podają producenci urządzeń?

Producenci podają moc akustyczną lub ciśnienie akustyczne w określonej odległości. Karty w standardzie Eurovent zwykle zawierają moc akustyczną, a proste ulotki poziom ciśnienia akustycznego w 1 m.

Dlaczego rozróżnienie ma znaczenie w analizie akustycznej?

Model propagacji wymaga mocy akustycznej źródła jako danej wejściowej. Wprowadzenie ciśnienia akustycznego zamiast mocy akustycznej zmienia wynik o kilkanaście decybeli.

Która wielkość decyduje o zgodności z normą?

O zgodności z dopuszczalnym poziomem hałasu decyduje poziom ciśnienia akustycznego w punkcie oceny. Moc akustyczna służy do obliczenia tego poziomu, ale sama nie jest porównywana z normą.

Materiał ma charakter informacyjny. Wartości poziomu mocy akustycznej i poziomu ciśnienia akustycznego dla konkretnej inwestycji wynikają z danych urządzeń oraz pomiarów wykonanych zgodnie z obowiązującą metodyką.