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本研究就消音箱實驗檢測之相關文獻、管路聲場之機制,消音箱檢測設備與 相關測試規範做資料蒐集與分析,首先進行因地震損傷之音響實驗室消音箱檢測 相關設施修復,於完成相關設檢修(包含測試段替代空管更換、量測用皮托管路 檢修、及流場量測設備購置與更新)後,並進行聲場量測,完成R1迴響室之聲場 均勻度、溫溼度、背景噪音及銜接組件之聲場參數進行實際量測驗證,後續進行 聲源室平面波聲場之量測與檢核,及聲源縱向衰減量之量測與探討,另外於風管 測試段則進行測試段之總壓、靜壓之壓力量測,及上、下游斷面之流速量測,再 進行整體設備之整體運轉測試。

於R1迴響室之驗證部分,聲場部分共包含聲場均勻度及背景噪音量測驗證,

於聲場均勻度之驗證部分,本研究參考相關研究文獻,採用於迴響室內變換5點 聲源位置方式,激發室內模態(Room mode)來進行量測,由量測結果各頻帶之聲 壓標準差可知相關聲場均勻度性能符合規範;而於背景噪音部分將量測結果化為 A加權總量,並與歷年實驗室之R1迴響室背景噪音A加權值比較,近5年內之實驗 紀錄中,於不同時間點各次量測中,A加權背景噪音值介於19~26間,而本次3次 量測之背景噪音值分別為21.06、21.28及20.96,較以往之測試資料並無偏高之 情況。迴響室溫溼度採用TSI溫濕度探棒變換多點量測位置方式進行,由相關結 果顯示R1迴響室之溫溼度性能符合規定。綜合前面驗證結果可確保R1迴響室量測 時環境溫溼度、室內空間模態與背景噪音等因素,對聲壓量測影響量為在規範規 定之性能範圍。

風管測試段部分本研究共進行銜接組件反射係數聲場量測、管路流場均勻度 等2項測試驗證,其中銜接組件反射係數之目的為確保測試段銜接組件聲學性能,

可充分引導聲音能量能傳播至迴響室,而管路流場均勻度部分則進行測試段斷面

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上之剖面流速量測。比較銜接組件之各點量測聲壓值結果,觀察數值並無較大差 異,由此趨勢可知聲波沿軸向並無大量衰減之情形,續由量測聲壓值計算銜接組 件聲場反射係數值,結果低於CNS 15256/ISO 7235規範規定之上限值,驗證銜接 組件性能符合。另為瞭解測試段內管路斷面內之流速分佈,測試規範須進行管路 流場均勻度測試,經取點量測剖面上流速後,檢核結果可符合規範要求。

聲源室部分依據規範則進行聲場驗證,包含平面波聲場與高階模態聲場量測 計算,依規範規定方式則採用量測插入損失及高階模態駐波方式,由量測結果之 差入損失限制值與模態聲場最大、最小值之差距量來進行驗證,平面波聲場部分 由比對直接聲源、聲源室配置等方式所測得之差入損失差距值最大量為0.6 dB,

符合相關規定。高階模態部分則沿聲源室與風管銜接段進行軸向聲壓之量測,由 軸向量測點聲壓值結果,比對規範之規定可知符合相關規定之需求。

第二節 建議

建議一

(消音箱試驗之TAF實驗室認證):立即可行建議 主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:內政部建築研究所

本所音響實驗室目前共有聲壓法隔音、樓板衝擊音隔音、吸音材吸音等多項實驗 項目通過TAF認證,於建築聲學領域內,消音箱實驗檢測對於建築空調設備降噪 實驗檢測具有重要性,在本次研究完成相關實驗設施修復及性能驗證後,相關成 果將可納入後續之TAF延展認證參考應用,延續R1消音箱實驗設備性能TAF認證,

以維持本所建築音環境完整之檢測與研究設備能量。

建議二

(國內建築空調消音箱本土實驗數據累積與實驗研究):中長期建議 主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:內政部建築研究所

因應國內密集之居住特性,對於各類型生活噪音之防治與研究相當重要,對 應不同類型之噪音需採用相對應之措施防治,除空氣音噪音(鐵公路交通、航空 等氣傳音),生活噪音源(如建築設備、跑跳走動等:固體音隔音)之外,管路噪音 之影響與研究亦為不可或缺之部份,關於消音箱本土實驗數據累積與實驗研究具 有重要之未來需求,尤以台灣國土涵蓋亞熱帶與熱帶氣候,南北之氣候特性具有 明顯差異與國外不同,相形之下本土建築空調設計亦無法完全依循國外之經驗,

未來可藉由本項實驗設備完成修復,進行各項本土建築空調消音箱實驗數據累積 與實驗研究,可供國內建築設計者與業界實務應用,以提升國內居住音環境品 質。

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附錄一

實驗設備檢修照片

1.實驗皮托管檢修更新過程

2.聲場量測分析儀器盤查檢修

附錄二

R1消音箱實驗標準作業程序(SOP)

配合此次實驗設備檢修,更新流場量測相關設備,故依照更新後之設備進行實驗,

消音箱試驗之標準作業程序部分章節修正如下

一、靜態插入損失計算

完成替代管及消音箱之背景噪音及聲壓位準量測後(消音箱或替代管之更換 方式,可參照 8.6.1 節之說明),並將兩者之試驗結果 copy 至新增的同一個資料 夾下,點選靜態試驗計算檔案”告數值計算(插入損失及自生氣流噪音).xls”檔,將 tempstatic.doc 檔案中共 3 次之量測聲壓數值,依 R4 為接收側數值、R5 為聲源 側數值之方式,將各值複製貼入前述 EXCEL 檔案工作表中(靜態插入損失聲壓量 測數值放入”聲壓量測數據 A”工作表中,動態插入損失聲壓量測數值放入”聲壓 量測數據B”工作表中)。

圖-插入損失計算資料複製方式 二、產生靜態消音性能試驗報告

完成上述資料輸入後,相關插入損失結果數據於計算檔案”告數值計算(插 入損失及自生氣流噪音).xls”檔之”插入損失試算(靜態)”工作表,點選複製 相關結果數據至”報告範本.DOC”中;另將相關插入損失數值複製至 FS.XLS 檔 案中,以繪製靜態插入損失圖形,並將所繪製之圖複製至”報告範本.DOC”中,

產生中文報表或英文報表出具中、英文報告書。

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三、消音箱動態性能測試

1.1 量測設備確認

動態試驗前先確認風扇及皮托管方向,風扇安裝方位與皮托管指向為相對的,

皮托管指向永遠與流場內之風向流向相反。試驗流向正、逆向之各種試驗時務必 確認風扇及皮托管的裝設是否正確。

調整完成風扇及皮托管之方向後,重新進行皮托管量測訊號擴大器之歸零設 定,設定方式同時按兩台擴大機面版上 1 的位置,待 A 處指示燈為常亮狀態後,

再同時按兩台擴大機面版上 2 的位置,即完成皮托管訊號擷取歸零之動作。

注意:進行歸零動作時,必須確認風扇為關閉狀態方可進行歸零程序。

1.2 壓力量測設備硬體接線設定

完成上述動態試驗前的各項確認動作後,執行動態試驗量測,包含之參數包含量 測上、下游斷面之動壓、靜壓,上游端之溫度、濕度、流速,及環境大氣壓等項 參數。

(1)儀器設備說明

採用 AIRFLOW TA465 量測儀器量測,其中溫度、濕度、流速部分以前述儀器搭配 測棒方式量測

圖-皮托管指向應與流向相反

圖-流場風向逆向,與聲場反向 圖-流場風向正向,與聲場同

向向

圖- AIRFLOW TA465 量測儀 (1) 上下游斷面動、靜壓量測管系連接設定

當量測上下游斷面動、靜壓時,需將皮托管之管路接至 TA465 之儀器壓力量測 PORT 上,其中“總壓”管路接至“+”號位置,而”靜壓”管路接至“-”號位 置,如下圖所示

圖- AIRFLOW TA465 量測儀之皮托管壓力量測銜接 PORT

其進行壓力量測時,需要將皮托管之壓力量測管與之連接,連接方式示意如下圖

圖- AIRFLOW TA465 量測儀之皮托管壓力量測銜接方式示意圖 (2) 上下游斷面動、靜壓及環境大氣壓量測

當完成管系連接後,接著進行量測儀設定,AIRFLOW TA465 量測儀之主畫面如下 圖所示

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圖- AIRFLOW TA465 量測儀主畫面圖

其主 MENU 之組成架構如下所示,包含 Zero Press、Display Setup、Settings 等項目選單,選單如下所示

圖- AIRFLOW TA465 量測儀項目選單

當要量測前,首先須由 Menu\Data Logging\Measurements\項下進入各項量測參 數設定,方式如下圖所示

圖- AIRFLOW TA465 量測參數設定進入順序

在此 Measurements 項下可設定所要量測之參數,共有 DISPLAY(僅顯示於螢幕)、

ON(紀錄),及 OFF(不記錄也不顯示)3 種,在此要將 Pressure 項目設定 ON

1.3 流場參數量測 (1)風速檢核

風扇開啟方式與 8.1.2 節相同,先啟動控制器本身之電源開關,在啟動風扇電源 開關,調整旋鈕並監看目前風速直至風速達到設定值再停止。監看各時刻風速歷 時圖可由監看。風速穩定係指量測平均值與目標值相差±0.5 m/s 以內。

(2)壓力及流速量測

待流場已穩定維持在欲量測之風速時,將所要量測之上或下游斷面之皮托管路依 照下圖方式與儀器銜接後開始量測

圖-壓力量測:皮托管管路系與 AIRFLOW TA465 量測儀示連接圖

量測時,先將管路連接完成,檢查確定無誤後壓下 TA465 之 ENTER 鍵即可自動量 測,俟到達預設之量測時間秒數(時間長度調整:可由 Menu\Data Logging\Log Settings\Sample time 項下,由設定 Sample time 長短調整)後,儀器會完成量 測後將自動停止量測動作。

完成所有量測後,將儀器與 PC 連接(需先安裝儀器所附之 Log Dat2 程式),可進 行量測數據傳輸,傳輸數據包含體積流率、壓力值、環境大氣壓、流速、及皮托 管速度(EXCEL 檔)。

(3)溫度、濕度量測

首先將 TSI 800220 量測探棒透過連接線與 AIRFLOW TA465 量測儀上之 D 型連接 阜連接

圖- TSI 800220 量測探棒與 AIRFLOW TA465 量測儀連接位置圖

由 Menu\Data Logging\Measurements\項下進入選單,將相對溼度及溫度量測選 項設定為 ON,將測棒由管路下側之孔插入(至少 7.5cm,以使探棒能完整置於氣

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地震的規模類似。臺南市震災嚴重,此起地震與1999年集集大地震為臺灣在二戰 後傷亡相當嚴重的地震,並造成臺灣有史以來單一建築物倒塌之罹難人數最多的

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