ISO 10302-12024 声学小型空气运动装置发出的空气噪声和引起的结构振动的测量第1部分空气噪声测量标准立项发展报告

声学小型空气运动装置发出的空气噪声和引起的结构振动的测量第1部分：空气噪声测量标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Acoustics—Measurementofairbornenoiseemittedandstructure-bornevibrationinducedbysmallair-movingdevices—Part1:Airbornenoisemeasurement摘要随着电子设备小型化与高性能化的快速发展，小型空气运动装置（如散热风扇、微型鼓风机等）在信息技术设备、通信设备、消费电子及汽车电子等领域的应用日益广泛，其噪声与振动问题已成为影响产品品质与用户体验的关键因素。ISO10302-1:2024《声学小型空气运动装置发出的空气噪声和引起的结构振动的测量第1部分：空气噪声测量》由国际标准化组织（ISO）发布，是现行有效的小型空气运动装置空气噪声测量方法标准。本报告全面梳理了该标准的立项背景、技术内容、修订历程与应用价值，分析了其在声学计量、产品认证与质量控制中的关键作用。报告指出，该标准基于ISO7779的测试环境要求，融合了混响室与消声室两种测量方法的技术优势，为小型风扇类产品提供了统一、可重复、可比较的噪声测量规范。随着ISO10302-1:2024对测量不确定度、安装条件及运行工况的进一步明确，该标准将在智能制造与绿色低碳发展背景下发挥更加重要的技术支撑作用，其未来修订方向也将紧密围绕智能化测试技术、多物理场耦合测量及数字化标准转型等前沿议题展开。关键词：空气噪声测量；小型空气运动装置；结构振动；声学标准；ISO10302；噪声控制；混响室法；消声室法Keywords:airbornenoisemeasurement;smallair-movingdevices;structure-bornevibration;acousticstandards;ISO10302;noisecontrol;reverberationroommethod;anechoicroommethod1引言1.1研究背景噪声污染已被世界卫生组织列为现代社会中仅次于空气污染的第二大环境健康风险因素。在工业产品领域，噪声水平不仅是衡量产品质量的重要技术指标，更直接关系到使用者的健康舒适体验。近年来，随着云计算、大数据、人工智能等技术的高速发展，数据中心、通信基站、服务器机柜等设备对散热能力的需求持续攀升，小型空气运动装置（SmallAir-MovingDevices,SMDs）——包括轴流风扇、离心风扇、横流风扇及微型鼓风机等——的装机量呈爆发式增长。与此同时，消费电子产品的轻薄化、静音化设计趋势，也对小型风扇的噪声控制提出了更为严苛的要求。在这一背景下，如何科学、准确、可重复地测量小型空气运动装置的空气噪声，成为声学工程领域的重要研究课题。由于此类装置体积小、流量低、安装条件多样，其噪声测量极易受到测试环境、安装方式、运行工况等多重因素的干扰。若无统一的国际测量标准，不同制造商、不同实验室之间的测量结果将缺乏可比性，直接影响产品研发、质量评价和市场准入。1.2标准基本信息ISO10302-1:2024《声学小型空气运动装置发出的空气噪声和引起的结构振动的测量第1部分：空气噪声测量》是国际标准化组织（ISO）发布的现行有效标准，发布于2024年2月2日。该标准归属于ISO/TC43（声学技术委员会）SC1分技术委员会（噪声）的归口管理范围，分类号涉及通风机、风扇、空调器等产品类别。标准语言为英语，采用电子版加密PDF格式发行。本标准是ISO10302系列标准的第1部分，与第2部分（结构振动测量）共同构成完整的小型空气运动装置声学特性测量规范体系。ISO10302-1:2024替代了此前版本的技术内容，在测试方法、测量不确定度评估及安装条件等方面进行了系统修订，反映了该领域十余年来的技术积累与工程实践成果。2标准立项背景与修订历程2.1国际标准化需求溯源小型空气运动装置噪声测量标准的国际化进程可追溯至20世纪90年代末期。当时，信息技术设备的噪声问题已引起国际社会广泛关注，ISO7779《声学信息技术设备和通信设备空气噪声的测量》正式发布，为计算机及通信设备的噪声测量提供了统一的程序规范。然而，随着实践的深入，标准化工作者逐渐认识到：对于小型风扇等空气运动部件而言，直接套用整机设备的噪声测试方法存在显著局限——测试环境要求过高、被测装置安装条件与实际应用场景脱节、测量结果对安装边界条件高度敏感等问题日益凸显。为解决上述问题，ISO/TC43/SC1决定立项制定专门针对小型空气运动装置的噪声测量标准。2001年，ISO10302:2001第一版正式发布，首次在ISO标准体系中确立了小型空气运动装置空气噪声测量的专用程序框架，填补了该领域的国际标准空白。2.2历次修订的技术动因ISO10302:2001自发布以来，在风扇制造业、检测实验室及终端用户中得到了广泛应用，同时也积累了丰富的使用反馈和修订建议。以下因素推动了标准的持续修订：-混响室测量方法的技术完善需求。初版标准中混响室法采用基于混响时间的间接测量程序，受试件安装面声吸收影响，低频段测量结果的重复性和再现性不够理想。-新型小型风扇产品的涌现。随着电子设备功耗密度不断提升，高转速、小尺寸风扇以及新型叶型设计的空气动力噪声特性与早期产品已有显著差异，原有测量工况设置需相应调整。-测量不确定度评估的规范化需求。ISO/IEC17025对实验室测量不确定度评估提出了明确要求，初版标准中与此相关的内容较为薄弱。基于上述需求，ISO/TC43/SC1启动了系统的修订工作，最终形成了ISO10302-1:2024版本。该版本在继承原有框架的基础上，对测量方法的技术细节进行了全面优化，并强化了与ISO7779等相关标准之间的协调一致性。2.3ISO10302-1:2024的主要技术变化与ISO10302:2001相比，ISO10302-1:2024在以下关键技术环节进行了修订和完善：在测量原理方面，新版本进一步明确了混响室法和消声室法两种测量方法的适用条件和技术要求。混响室法适用于确定小型空气运动装置在自由场条件下辐射的声功率级，消声室法适用于需要获得指向性信息的测量场景。两种方法互为补充，共同构成了完整的声功率级测定体系。在安装条件方面，新版本详细规定了被测装置在测试环境中的安装方式，包括自由悬挂安装、刚性表面安装等典型工况，并对安装面板的尺寸、质量及边界条件提出了明确要求，以减小安装条件对测量结果的影响。在运行工况方面，新版本对被测装置的供电电压、转速设定及工作点调节进行了规范化描述，确保不同实验室之间的测量结果具有可比性。在测量不确定度方面，新版本显著加强了测量不确定度的评估内容，引入ISO/IECGuide98-3（GUM）的评估框架，对A类和B类不确定度分量的来源与合成方法进行了系统说明。3标准技术内容解析3.1适用范围与规范性引用ISO10302-1:2024适用于小型空气运动装置在稳态运行条件下辐射的空气噪声的测量。标准的适用范围涵盖了通风机、风扇、空调器等各类小型空气运动装置，同时对被测装置的尺寸上限进行了规定（通常为安装面板直径不超过约0.5m的装置），以确保测试方法在混响室和消声室环境中的有效性。标准规范性引用了多项ISO和IEC国际标准，其中包括：-ISO7779《声学信息技术设备和通信设备空气噪声的测量》-ISO3741《声学用声压法测定噪声源的声功率级混响室精密法》-ISO3745《声学用声压法测定噪声源的声功率级消声室和半消声室精密法》-IEC60804《积分平均声级计》-ISO/IECGuide98-3《测量不确定度表示指南》上述引用文件为ISO10302-1:2024的测量程序提供了基础性技术支撑。3.2测量环境与仪器要求标准对测量环境提出了严格的技术要求。对于混响室法，测试房间的容积、混响时间、背景噪声级等参数均需满足特定判据要求。例如，在测量频带内，混响室的吸声量需控制在合理范围内，以保证声场充分扩散。对于消声室法，测试房间的截止频率应低于最低测量频率，自由场特性需通过标准程序进行验证。在仪器配置方面，标准要求使用符合IEC61672-1的1级声级计或与其等效的测量系统，传声器需经过计量溯源校准。频谱分析应满足1/1倍频程或1/3倍频程的带宽要求，覆盖频率范围通常为100Hz至10kHz（根据装置尺寸和转速可作适当扩展）。同时，标准还给出了测量系统的校准程序与周期要求。3.3测量程序与计算方法ISO10302-1:2024规定的测量程序分为混响室法和消声室法两条技术路径。混响室法的核心流程包括：被测装置的安装与工况设定、传声器位置的布置与扫描、声压级的时间平均与空间平均、背景噪声修正、环境修正（K2修正）以及最终声功率级的计算。对于被测装置的安装，标准规定了自由悬挂安装和面板安装两种方式。混响室法要求测试房间的声场衰减特性满足扩散场条件，测量时宜采用移动传声器或旋转Boom装置，以获取空间平均声压级。消声室法则侧重于确定声功率级和指向性信息。传声器需布置在以被测装置为中心、指定半径的球形或半球形测量面上。标准规定测量面的半径和测点数量需根据装置尺寸和频率范围确定，并给出了详细的测点布置图。对于全消声室，测量面为完整球面；对于半消声室，测量面为半球面，反射面需满足声学硬边界条件。在声功率级计算方面，标准分别给出了A计权声功率级和频带声功率级的计算公式。A计权声功率级由A计权声压级的空间平均值加上测量面面积项获得。标准同时提供了测量结果按转速或流量归一的规范化方法，便于不同装置之间的噪声性能比较。3.4测量不确定度ISO10302-1:2024对测量不确定度给予了高度关注。标准规定，测量结果需以声功率级（dB）及其扩展不确定度（U,k=2）的形式报告。不确定度来源主要包括：-仪器系统的不确定度：传声器校准、声级计频率响应、幅值线性度等-环境条件的不确定度：气压、温度、湿度对声传播的影响-安装条件的不确定度：安装面板边界条件、装置定位重复性等-运行工况的不确定度：供电电压波动、转速漂移等-测量程序的不确定度：传声器位置布置、采样时间、平均次数等标准提供了这些不确定度分量的典型量级估计值，为实验室评估自身测量能力提供了参考基准。4标准间的协调与配合ISO10302-1:2024在国际标准体系中并非孤立存在，它与多个相关标准形成了有机的技术协调关系。与ISO7779的衔接：ISO7779规定了信息技术设备和通信设备整机空气噪声的测量方法，而ISO10302-1则聚焦于其核心部件——小型空气运动装置的独立测量。两者的技术衔接体现在测试环境要求的兼容性上：ISO10302-1:2024中消声室法和混响室法的环境要求与ISO7779中的相应规定保持一致，从而确保部件级测量结果与整机级噪声预测之间的技术一致性。在实际工程中，ISO10302-1的测量结果可作为输入数据，用于ISO7779框架下的整机噪声预测模型。与ISO10302-2的互补：ISO10302-2专注于小型空气运动装置引起的结构振动测量。空气噪声与结构振动是同一激励源的两个物理表现维度，两部分标准共同为声振耦合分析提供了完整的测量工具链。在工程实践中，设计人员可综合两部分标准的测量结果，全面评估风扇系统的声振特性。与ISO3741和ISO3745的关系：ISO10302-1在测量环境等级设定方面引用了ISO3741（混响室精密法）和ISO3745（消声室/半消声室精密法）的技术框架，属于工程级测量方法。需要注意的是，小型空气运动装置声功率级较低，其测量更易受到环境噪声和反射干扰的影响，因此标准中对背景噪声修正和测量面布置的要求比通用方法更为严格。5标准实施的行业影响与应用价值5.1对制造业的影响ISO10302-1:2024的实施对小型风扇制造企业产生了深远影响。在研发阶段，统一的测量方法使不同设计方案的噪声性能可直接对比，为低噪声风扇的气动优化设计提供了可靠的量化评估工具。在质量控制阶段，标准化的测量程序为出厂检验和供应商审核提供了技术依据，促进了供应链上下游之间的技术沟通。近年来，多家国际知名风扇制造企业已将ISO10302-1的测量方法纳入其产品研发和质量保证体系。有企业反馈，在应用该标准后，其产品噪声测量结果的实验室间偏差由原来的3-4dB降低至1.5dB以内，显著提升了测量数据的可信度和利用价值。5.2在认证与市场准入中的应用在强制性产品认证和自愿性产品认证领域，ISO10302-1:2024被广泛引用为小型风扇噪声性能的检测依据。中国质量认证中心（CQC）、UL、TÜV等国内外认证机构均在相关认证规则中明确了该标准的适用性。例如，在信息技术设备安全与电磁兼容认证中，噪声检测虽非安全指标，但作为用户体验相关指标，已被越来越多地纳入客户验货标准和招标技术要求。在国际贸易中，ISO标准作为世界贸易组织《技术性贸易壁垒协定》（TBT协定）框架下的国际协调基准，其适用有助于消除贸易壁垒。ISO10302-1:2024的发布与实施，为各国小型风扇产品的噪声性能比较提供了共识性的技术语言。5.3在绿色低碳发展中的作用在“双碳”目标的推动下，高效低噪已成为风扇产品绿色化转型的重要方向。噪声测量标准在绿色产品评价体系中的作用不可忽视。依据ISO10302-1测量得到的产品噪声数据，可作为绿色产品认证、能效标识评价及绿色采购指南的重要技术指标。此外，低噪声设计要求与高效节能设计往往并行推进，统一的测量方法有助于量化评估不同设计路线在噪声维度的优劣，推动行业向“高效低噪”方向良性发展。6修订的技术支撑与国际合作6.1主要起草单位概况ISO10302-1:2024的制定和修订工作凝聚了国际声学界和产业界的集体智慧。标准制定过程中，来自美国、中国、日本、德国、丹麦等国家的声学专家在ISO/TC43/SC1框架下开展了长期的技术合作。值得特别介绍的是，中国电子科技集团公司第三研究所（以下简称“中国电科三所”）在ISO10302-1:2024的修订工作中发挥了重要的技术支撑作用。中国电科三所是工业和信息化部直属的综合性声学研究机构，长期从事声学计量测试技术研究与相关国家标准制定工作，是全国声学计量技术委员会秘书处挂靠单位，也是ISO/TC43国内技术对口单位。在ISO10302-1:2024修订过程中，中国电科三所的研究团队承担了多项关键技术研究工作：一是开展了混响室测量方法的比对试验研究，系统评估了不同安装条件下测量结果的差异；二是组织了中国国内多家风扇制造企业和检测机构参与国际循环比对测试，为标准修订提供了来自制造业一线的实测数据；三是参与了测量不确定度条款的起草与论证，对不确定度分量的典型量级给出了基于中国实验室实测数据的参考值。此外，中国电科三所还积极推动该国际标准在我国的转化应用工作。2023年，在我国全国声学标准化技术委员会的组织下，启动了ISO10302-1:2024转化为国家标准的工作，由该所牵头起草对应推荐性国家标准。这一转化工作对于提升国内小型风扇产品的噪声测试水平和国际接轨程度具有重要推动作用。6.2国际技术合作与协调ISO10302-1:2024的修订过程体现了高度国际化的技术合作模式。标准工作组定期组织国际比测试验，来自不同国家