Есть мнение Акустика и звукоизоляция

Измерения изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями

В статье приведены результаты анализа и систематизации вопросов организации и проведения измерений показателей изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями (звукоизоляции), рассмотрены требования нормативно-технической документации к методике измерений и обработки результатов.

Применение строительных материалов и конструкций в архитектурной акустике предполагает определение их звукоизолирующих свойств. Измерения изоляции (звукоизоляции) воздушного шума ограждающими конструкциями основывается на сравнении уровней звукового давления в испытательных (реверберационных) помещениях. Для этого последовательно измеряют и сравнивают средние уровни звукового давления в определенных полосах частот [1], [2]. При измерении звукоизоляции ограждающих конструкций в лабораторных условиях необходимо выполнять требования нормативно-технической документации.

Термины, обозначения и определения

При выполнении акустических испытаний применяют следующие термины с соответствующими определениями. Изоляция от воздушного шума R, дБ - величина, характеризующая снижение уровня воздушного шума.

Фактическая изоляция воздушного шума R, дБ - десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности, падающей на испытываемый образец, к полной звуковой мощности, переданной в помещении низкого уровня, в том числе и по обходным путям. Изоляция воздушного шума (звукоизоляция) R, дБ - десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности, падающей на испытываемый образец, к звуковой мощности, переданной через этот образец.

Средний уровень звукового давления в помещении Lm, дБ - десятикратный десятичный логарифм отношения усредненных в пространстве и времени квадратов звукового давления к квадрату порогового звукового давления р0= 20 мкПа. Приведенная разность уровней звукового давления Dn, дБ - разность усредненных в пространстве и времени уровней звукового давления, создаваемых в двух помещениях одним или несколькими источниками шума, установленными в одном из них.

Повторяемость результатов измерений г, - значение величины, охватывающей с вероятностью 95% абсолютную разность результатов двух измерений, проведенных в коротком интервале времени и при одинаковых условиях. Время реверберации Т, с - время, требуемое для снижения уровня звукового давления в замкнутом помещении на 60 дБ после выключения источника звука. Звукоизоляция оконного блока RArpaH, дБА - величина, служащая для оценки снижения оконным блоком воздушного шума потока городского транспорта.

Индекс изоляции воздушного шума Rw, дБ - величина, служащая для оценки звукоизоляции конструкции одним числом и определяемая путем сопоставления частотной характеристики изоляции воздушного шума R(f) со специальной оценочной кривой по [3]. Образец для испытания - изделие, пригодное для испытания, технические характеристики которого полностью соответствуют представленной в испытательный центр (лабораторию) сопроводительной нормативной и конструкторской документации.

Фрагмент изделия - часть изделия, отражающая его основные конструктивные особенности и звукоизоляционные характеристики. Частотная характеристика изоляции воздушного шума R(f), дБ - значение изоляции воздушного шума R в каждой из третьоктавных полос с частотами^ Гц, лежащими вдиапазоне 100-150 Гц (в графической или табличной форме).

Эквивалентная площадь звукопоглощения А, м2 - площадь поверхности с коэффициентом звукопоглощения, равным единице, которая обладала бы такой же способностью поглощать звук, как и все вместе взятые поверхности ограждающих конструкций испытательной камеры.

Организация проведения измерений

Для определения уровня звукового давления следует [1 ] применять один или несколько микрофонов. Измерения следует производить во всех третьоктавных полосах со средними геометрическими частотами 100-31 50 Гц. Время усреднения в диапазоне частот 100-500 Гц должно быть не менее 4 с, а в диапазоне 630-31 50 Гц - не менее 2 с. Громкоговорители в помещениях для измерений должны создавать диффузное звуковое поле. Они должны располагаться не менее чем в двух местах измерительного помещения высокого уровня - в углах на расстоянии не менее 2 м от испытательного объекта. Измерительный микрофон в помещениях высокого (ПВУ) и низкого (ПНУ) уровней должен последовательно устанавливаться не менее чем в шести точках (на каждой позиции громкоговорителя в трех точках). Точки измерений должны отстоять не менее чем на 1 м от поверхности ограждающих конструкций, друг от друга и от громкоговорителей. Результаты измерений должны представляться протоколом в виде таблицы или диаграммы для частот.

В диаграммах необходимо точки измерений, соответствующие значениям измерений, соединить прямой. По абциссе частоты показывать в логарифмическом масштабе, по ординате указывать значения изоляции звука в децибелах. Интервал между средними третьоктавными частотами должен соответствовать 5 мм, между значениями по ординатной оси 1 дБ - 2 мм. При напечата-нии протокола допускаются также и другие масштабы диаграммы.

Результаты измерений следует оценивать согласно [3,4].

При выполнении измерений можно руководствоваться следующим. Расчетные точки [4] в производственных и вспомогательных помещениях промышленных предприятий выбирают на рабочих местах и (или) в зонах постоянного пребывания людей на высоте 1,5 м от пола.

Алгоритмы акустических расчетов при обработке результатов испытаний зависят от типа ограждающей конструкции.

1. Внутренние и наружные ограждающие конструкции. Средние уровни звукового давления (Lm) при испытании ограждающих конструкций [1], рассчитывают по формуле:

где Lj - уровень звукового давления в точке j, дБ; п - число точек измерений. Эквивалентную площадь звукопоглощения ПНУ (А2) следует определять по значению времени реверберации (Т), измеренному в соответствии с [5] и рассчитанному по формуле: где V - объем измерительного помещения, м3. Допускается определять эквивалентную площадь звукопоглощения А2 по методу образцового источника шума. Изоляцию воздушного шума ограждающими конструкциями (R) рассчитывают по формуле: где Lm, и Lm2_средние уровни звукового давления в ПВУ и ПНУ, соответственно, дБ; S - поверхность испытываемой конструкции, м2. Для лабораторий с обычными для здания обходными путями при этих расчетах получают фактическую изоляцию воздушного шума RI. При измерениях изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями, установленными между помещениями, соединяющимися каналами, отверстиями и коммуникациями, следует определять приведенную разность уровней звукового давления (Dn) по формуле: где А0_значение стандартного звукопоглощения, равное 10м2.

2. Свегопрозрачные ограждающие конструкции.

При обработке результатов испытаний оконных и дверных блоков, стеклопакетов, витрин, витражей и их фрагментов, а также других светопрозрачных конструкций [4] средние уровни звукового давления Lml и Lm2, дБ, в ПВУ ПНУ определяют согласно [1 ] по формуле:

Таблица 1. Скорректированный уровень эталонного шума потока городского транспорта Индекс изоляции воздушного шума испытываемой конструкции определяют по [2] путем сопоставления полученной в результате измерений частотной характеристики изоляции воздушного шума R (f) с оценочной кривой. Оценку результатов измерений изоляции воздушного шума внутренними ограждающими конструкциями по [2, 3] производят путем вертикального смещения нормативной кривой или нормативными величинами (таблица 2) с шагом 1 дБ в сторону кривой измеренной частотной характеристики до тех пор, пока средняя величина неблагоприятных отклонений, рассчитанная делением суммы неблагоприятных отклонений на общее количество измеренных полос частот, не будет максимально близка 2 дБ, но не более последней. В расчет принимают только неблагоприятные отклонения. Отклонение считают неблагоприятным, когда измеренная величина меньше нормативной величины на данной частоте. Величину смещенной по нормативной кривой на частоте 500 Гц (среднегеометрической частоте третьоктавной полосы) принимают за индекс изоляции воздушного шума данной конструкцией и обозначают соответствующими символами с индексом w (например, Rw, R, Dw). Неблагоприятное отклонение от смещенной нормативной кривой на отдельной частоте более 8 дБ должно быть отмечено в протоколе.

Таблица 2. Нормативные величины

Оценка погрешности измерения

Погрешность измерений должна оцениваться статистическими методами [1]. Повторяемость результатов должна отвечать требованиям таблицы 3, если площадь испытываемой конструкции не менее 10 м2.

Погрешность метода измерений характеризуется повторяемостью г измерений, то есть через значение, которое охватывает абсолютную разницу результатов двух измерений с доверительной вероятностью 95%, проведенных в течение короткого интервала времени и при одинаковых условиях (аппаратура, лаборатория, испытатель). Контроль повторяемости измерений изоляции воздушного шума определяется в следующем порядке:

1. Шесть комплексных результатов измерений (например, изоляции воздушного шума R) разбивают на 5 пар последовательных измерений без изменения их исходной последовательности. Разность результатов измерений сопоставляют с таблицей 3. Если полученные результаты разности превышают значения, указанные в таблице 3 в любой из частотных полос, то проверку следует повторять с новыми шестью результатами. В случае повторного расхождения результатов с требованиями таблицы 3 следует изменить условия проведения измерений. При отсутствии указанного расхождения требуемая повторяемость результатов измерений соблюдается. Для достижения требуемой повторяемости рекомендуется изменять:

• количество и размеры рассеивающих элементов в помещениях высокого и низкого уровней;

• места установок громкоговорителя, расстояние между микрофоном и источником звука, рассеивающими элементами и ограждающими конструкциями;

• количество точек измерения;

• количество позиций источников шума;

• время усреднения уровня звукового давления;

• метод определения эквивалентной площади звукопоглощения.

При проведении проверки повторяемости результатов измерений в лабораторных условиях следует предусматривать возможность изменения состава аппаратуры и характеристик измерительных помещений.

Оценка звукоизоляции вспомогательной перегородкой

При испытании светопрозрачных ограждающих конструкций изоляция воздушного шума перегородкой между ПВУ и ПНУ должна быть на всех частотах на 6 дБ выше значений величины изоляции шума, прошедшего непосредственно через испытываемый образец [4].

Для определения изоляции воздушного шума перегородкой к установленному в ней испытываемому образцу добавляют дополнительный звукоизоляционный слой с поверхностной плотностью не менее 25 кг/м2 (например, гипсовую плиту с металлическим покрытием толщиной 2 мм) так, чтобы он находился заподлицо с перегородкой. Щели между дополнительным слоем и испытываемым образцом должны быть заполнены звукопоглощающим материалом.

Выполняют измерения изоляции шума Rls при наличии в проеме вспомогательной перегородки только испытываемого образца. Затем выполняют измерения изоляции воздушного шума RITпосле установки на образец дополнительного звукоизоляционного слоя.

Требования к звукоизоляционной замазке, применяемой при испытаниях

При проведении испытаний свето-прозрачных ограждающих конструкций образец для испытаний устанавливают в испытательный проем или внутрь вспомогательной перегородки. Щели между вспомогательной перегородкой и устанавливаемым в нее образцом должны быть герметизированы эластичным уплотняющим материалом или специальной замазкой. Применяемая замазка должна отвечать требованиям [4]. Установление соответствия замазки этим требованиям достигается проведением специальных испытаний.

В испытательный проем между ПВУ и ПНУ монтируют панель из силикатного стекла плотностью 2,5-103 кг/м3, модулем упругости 7-104Н/мм2, толщиной 10±0,3 мм и размерами 1 230x1480 мм. Все щели заполняют замазкой выбранного типа и проводят измерения для определения величины показателя снижения шума (звукоизоляции) в третьоктавных полосах в диапазоне частот 1600-3150 Гц. Первое измерение следует выполнить не позднее 1 ч после окончания монтажа.

Результаты измерений должны соответствовать следующим требованиям:

1600 Гц... R = (31,1 + 1,6) дБ;

2000 Гц... R = (35,б±1,2) дБ;

2500 Гц... R = (39,1+1,1) дБ;

31 50 Гц ...R = (42,7+1,8) дБ.

Повторное измерение следует провести через 24 ч. Отклонение результатов не должно превышать 0,5 дБ.