建筑振动的对人体影响测试

2022-06-23浏览次数:146

建筑振动的对人体影响测试


Application Note
By Samuele Ardizio, NVH Specialist, Dewesoft Italy

如今,越来越多的震源在建筑物中产生振动,使居住者感到振动和不适。通过国家和国际标准进行的客观测量可以确定这些振动如何影响个人的舒适度。
这些标准包括对采集系统的说明以及供参考和可比索引的数学公式。DewesoftX 数据采集软件插件-“人体振动”就是便于实验过程中按标准进行测量插件。

引言


个人可以感受到建筑物振动值远低于那些可能导致任何风险的建筑物损坏的振动值-它可能会影响他们的舒适和健康。

建筑物内部的振动加速度或速度可以通过测量来评估人们在里面的感知能力。有许多的研究与调查已经完成了对过度暴露对人体振动的影响的评估,特别是在工作环境中。研究结果已被用于建立国际和国家标准,以便对人类接触振动的情况进行评估。其中包括评估对人类影响的特定参数、考虑频率的范围、振动的持续时间和信号处理。

这些国家标准大多数是根据国际 ISO 2631——机械振动和冲击——人体暴露于全身振动的评估。

一般来说,这个 ISO 提出了一系列详细的设备,程序和计算,以实验性地评估整个身体的振动与人类健康,健康的感知,或功能效率。

这些标准的一些例子是美国 ANSI-S2.71、英国的 BS 6472-1、德国的 DIN 4150和意大利的 UNI9614:2017。意大利标准 UNI9614:2017适用于所有受道路或火车交通、重型机械、爆炸、建筑活动等引起的振动影响的建筑物。它不适用于地震,也不是为了评估对建筑物的任何损害。


测量仪器

符合 UNI9614:2017标准的测量需要:

▶  一系列符合ISO8041的数据采集设备,
▶  权重曲线 Wm,
▶  采样频率不低于1500Hz,建议 ADC 分辨率为24bit,
▶  在测试前后校准采集链
▶  传感器灵敏度不低于10mV/m/s2

Dewesoft 目录提供更多的数据采集系统,以满足这些要求。你可以选择 SIRIUS、 KRYPTON 或 DEWE-43 DAQ 系列。

根据可移植性、通道数、 AC/DC 电源和 IP 保护等因素可以选择合适的仪器。在测量操作期间,Dewesoft 解决方案还将允许您测量任何其他类型的物理现象。例如,声压通过简单地将一个额外的麦克风连接到 DAQ 系统的一个自由通道。

采用这种方法,可以在一次测量中同时测量振动和声学特性。

Dewesoft 数据采集系统 DEWE-43A 与加速度计和麦克风。


用于数据存储和后处理的软件在 UNI9614:2017的测试场景中发挥着基本作用。DewesoftX-人体振动插件,使自动化的完整后处理分析,但也提供了灵活性,以微调所有进程,由于存储原始时间信号并行的所有在线数学。

测量和后处理

在测量建筑物的振动时,测量点的选择至关重要,在应用人体接触振动的标准时,重要的是要注意振动可能沿着不同的正交轴线进入人体。即 x 轴(背胸方向)、 y 轴(右左方向)或 z 轴(脚头方向)。

UNI9614:2017标准要求加速度计必须放置在用户的相关位置——这意味着,例如,在从建筑物到站立人的脚的振动路径上。

测量点应该放在客厅、厨房等占用大部分时间的地方。避免使用走廊、储藏室、楼梯等地方。

建筑物测量适合点的标示


所有测量应在三轴方向进行,信号应用适当的加权曲线进行滤波和加权,然后计算三轴的均方根值之和,得到加权均方根加速度 a (w)(t)。

加权均方根加速度 a (w)(t)的计算


当扰动事件发生时,时变曲线 a (w)(t)将出现最大值。

在 DewesoftX-人体振动软件插件所有这些数学已经实现,并准备好被选择并只需简单的点击鼠标。启用插件之后,只需按照用户界面中的指南选择所需的索引。

测量是基于 ISO 2631-1标准,定义了基本程序和 ISO 8041,定义了测量的确切程序。

可以将参数计算为总体值(在测量结束时只有一个值)和/或间隔日志值(以秒为单位定义的日志时间间隔)。


▶  RMS-均方根平方是加权信号幅度的统计量
▶  峰值-信号与零线的最大偏差
▶  峰值-峰值和均方根值之间的比率。峰值因子给出了信号中峰值的印象
▶  VDV-四次方振动剂量值
▶  MSDV- 运动病剂量值
▶  MTVV- 最大瞬态振动值,以一秒钟间隔计算

在 Dewesoft x 的人类振动插件设置屏幕


它也可以连接一个以上的三轴加速度计传感器到数据采集系统,以便同时测量建筑物的许多不同点。这样就大大减少了测量时间和相关的成本。

在测试过程中,可以在线计算所有的数学运算,并检查信号的完整性和质量。

除此之外,还可以定义触发数学计算。您可以选择信号中最关键的部分,并直接提取最终索引 a (w) ,其中考虑到事件的平均值及其统计变化。

由于在所有计算中并行存储原始数据,您可以在实际测试之后的后期处理天内更改所有的数学知识并对流程进行微调。这样还可以灵活地添加更深入的分析,以便排除故障和更好地诊断建筑物的振动特性。

所有计算数据可以不同的格式显示,并为最终报告做好准备。

Dewesoft x 软件-最终索引显示

总结

DewesoftX-人体振动插件是一个完美的工具,可以完成基于 ISO2631的测试,如住宅建筑的振动感知和居住者舒适度,例如根据 UNI9614:2017。传感器的即插即用设置和引导用户界面简化了所有的采集和分析过程。

预先定义的数学和系统的模块性允许同时测量多个点,减少了现场时间和相对成本。

在平行的舒适振动测试,它甚至有可能执行其他类型的测量,如结构完整性和声学测量。一个独特的工具,满足您的所有需求!