УДК 699.8
Ю.Б. РЕДЬКО, технический директор ООО «АлгоритмСтрой», г. Санкт-Петербург
На основании информационного анализа предлагается методика, а также приводятся полученные с ее помощью экспериментальные данные звукоизоляции блоков оконных из ПВХ-профилей в зависимости от конструктивного исполнения, наличия и конструкции наборных элементов.
Общие положения
Область применения оконных блоков из поливинилхлоридных профилей (ПВХ) устанавливается в зависимости от условий эксплуатации, в соответствии с действующими строительными нормами и правилами, с учетом требований соответствующих стандартов [1, 2].
Оконные блоки относятся к категории светопрозрачных ограждающих конструкций, обладающих относительно низкой звукоизоляцией. Этим определяются особенности проведения лабораторных испытаний изделий на соответствие показателей звукоизоляции установленным нормативным значениям. Ниже приведены сведения об опыте проведения таких испытаний, накопленном при сертификационных испытаниях образцов современных типов оконных блоков, позволившем выявить некоторые особенности определения показателей звукоизоляции оконных блоков при использовании ПВХ-профилей соответствующих систем.
Конструкция оконных блоков из ПВХ-профилей
По вариантам конструктивного исполнения ПВХ-профилей оконные блоки подразделяют на изделия с одно-, двух- и более камерными профилями [1].
Изделия состоят из рамочных элементов (коробок и створок), сваренных из ПВХ-профилей, усиленных стальными вкладышами. Средняя перемычка блока (импост), закрепляется в рамочных элементах при помощи механических соединений или сварки. Конструкция изделий (кроме предназначенных для неотапливаемых помещений) должна включать в себя не менее двух рядов уплотняющих прокладок и притворов. При использовании блоков для жилых помещений предусматривается их проветривание при помощи форточек, фрамуг, створок с поворотно-откидным (откидным) регулируемым открыванием или вентиляционных клапанов.
Для улучшения влажностного режима помещений рекомендуется применение систем самовентиляции с помощью внутрипрофильных каналов, а также оконных блоков со встроенными регулируемыми и саморегулирующими климатическими клапанами.
Для повышения звукоизоляционных характеристик в режиме проветривания в оконные блоки могут устанавливаться шумозащитные клапаны.
Для остекления изделий применяют стекло [3], стеклопакеты [4], а также иные виды светопрозрачных заполнений.
Стеклопакеты устанавливают в фальц створки или коробки на подкладках, исключающих касание кромок стеклопакета внутренних поверхностей фальцев ПВХ-профилей. Подкладки изготавливают из жестких атмосферостойких полимерных материалов. Конструктивные решения узлов крепления стеклопакетов должны исключать возможность их демонтажа с наружной стороны.
Установку стеклопакетов, а также уплотнение притворов створок производят при помощи эластичных полимерных уплотняющих прокладок. Допускается для крепления стеклопакетов с внутренней стороны применение штапиков с экструдированным уплотнением.
Уплотняющие прокладки должны быть стойкими к климатическим и атмосферным воздействиям. Прилегание уплотняющих прокладок должно быть плотным, препятствующим проникновению воды и воздуха.
При изготовлении изделий применяют оконные приборы и крепежные детали, специально предназначенные для применения в оконных системах из ПВХ-профилей. Конструкции запирающих приборов и петель должны обеспечивать плотный и равномерный обжим прокладок по всему контуру уплотнения в притворах.
Оконные блоки подразделяют на классы по степени снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран, дБА [2]:
А – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран – свыше 36 дБА.
Б – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран свыше 34-36 дБА.
В – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран – свыше 31-33 дБА.
Г – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран – свыше 28-30 дБА.
Д – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран – свыше 25-27 дБА.
Термины, обозначения и определения
В соответствии с требованием [5] применяются следующие термины, обозначения и определения:
Время реверберации Т, с – время, требуемое для снижения уровня звукового давления в замкнутом помещении на 60 дБ после выключения источника звука.
Звукоизоляция оконного блока RАтран, дБА – величина, служащая для оценки снижения изделием воздушного шума потока городского транспорта.
Изоляция воздушного шума (звукоизоляция) R(f), дБ – десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности, падающей на испытуемый образец, к звуковой мощности, переданной через этот образец.
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 [6].
Частотная характеристика изоляции воздушного шума R(f), дБ – значение изоляции воздушного шума в каждой из третьоктавных полос с частотами f, Гц, лежащими в диапазоне 100-3150 Гц (в графической или табличной форме) [6].
Средний уровень звукового давления Lm, дБ – десятикратный десятичный логарифм отношения усредненных в пространстве и времени квадратов значения звукового давления к квадрату порогового значения давления Pо = 20 мкПа.
Эквивалентная площадь звукопоглощения A, м2 – площадь поверхности с коэффициентом поглощения, равным единице, которая обладала бы такой же способностью поглощать звук, как все вместе взятые поверхности ограждающих конструкций испытательной камеры.
Метод определения изоляции воздушного шума
Метод определения звукоизоляции таких изделий, как оконные и дверные блоки, стеклопакеты, витражи, витрины и другие светопрозрачные ограждающие конструкции, установлен стандартом для проведения в лабораторных условиях типовых, сертификационных и других периодических испытаний [5].
Метод определения заключается в последовательном измерении и сравнении средних уровней звукового давления в помещениях высокого и низкого уровней испытательной камеры в определенных полосах частот с последующим вычислением показателей звукоизоляции изделий.
Измерения проводились в третьоктавных полосах частот. Диапазон при измерениях составлял частоты от 100 до 3150 Гц со следующими средними геометрическими частотами третьоктавных полос: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150.
Индекс изоляции воздушного шума Rw, дБ, определялся по [6] путем сопоставления полученной в результате измерений частотной характеристики изоляции воздушного шума R(f) со специальной оценочной кривой по [6].
Испытываемый образец оконного блока размещался в перегородке испытательной камеры, разделяющей помещения с высоким и низким звуковым давлением, несимметрично по отношению к стенам, полу и потолку камеры.
Измерения проводились после выдерживания образца в камере при температуре (17-23)°С в течение 24 ч.
Испытательное оборудование и аппаратура
Испытания осуществлялись в лабораторных условиях в акустической камере в соответствии с требованиями [5, 7-12].
Испытательная (реверберационная) камера состояла из двух смежных по горизонтали помещений: камеры (помещение) высокого уровня и камеры (помещение) низкого уровня. Испытательная камера предназначена для измерения звукоизоляции ограждающих конструкций по [1] и звукоизоляции оконных и дверных блоков, а также иных светопрозрачных конструкций по [2].
Проверяемые при первичной аттестации испытательное оборудование и аппаратура включают в себя испытательные камеры с передающей и приемной измерительными системами. Наименования и типы поверенного в установленном порядке испытательного оборудования и аппаратуры измерительных систем представлены в табл. 1. Перечень основных характеристик акустических систем приведен в табл. 2.
Таблица 1. Перечень аппаратуры измерительных систем при определении звукоизоляции оконных блоков из ПВХ от воздушного шума
| № п/п | Наименование | Тип |
| 1 | Шумомер | 2209 |
| 2 | Третьоктавный фильтр | 01024 |
| 3 | Шумомер – анализатор спектра | 101А |
| 4 | Излучатель звука | АС SBN 1121 |
| 5 | Эталонный пистофон | 4220 |
| 6 | Самописец уровня портативный | 2306 |
| 8 | Барометр-анероид | БАММ-1 |
| 9 | Гигрометр психометрический | ВИТ-3 |
| 10 | Генератор шума | 03.004 |
| 11 | Усилитель мощности | RMX 85 |
| 12 | Измерительный усилитель | 2636 |
| 13 | Согласующий усилитель | 00011 |
| 14 | Узкополосный фильтр | 01.013 |
Таблица 2. Перечень основных характеристик акустической камеры
| № п/п | Наименование | Обозначение | Единица измерения | Паспортное значение |
| 1 | Длина КВУ | L1 | м | 4,25-4,6 |
| 2 | Ширина КВУ | В1 | м | 3,6-3,96 |
| 3 | Высота КВУ | H1 | м | 2,67-3,0 |
| 4 | Длина КНУ | L2 | м | 4,29-4,6 |
| 5 | Ширина КНУ | B2 | м | 3,2-3,57 |
| 6 | Высота КНУ | H2 | м | 2,7-3,0 |
| 7 | Высота проема | Hп | м | 2,2 |
| 8 | Ширина проема | Bп | м | 1,5 |
| 9 | Глубина проема | Lп | м | 0,25 |
| 10 | Объем КВУ | V1 | м3 | 47,6 |
| 11 | Объем КНУ | V2 | м3 | 43,0 |
| 12 | Отношение объемов | Vотн | % | 7 |
| 13 | Площадь поверхностей КВУ | SΣ | м2 | 80,1 |
| 14 | Площадь поверхностей КНУ | SΣ | м2 | 74,8 |
| 15 | СКО УЗД КВУ | σКВУ | дБ | ±2 |
| 16 | СКО УЗД КНУ | σКНУ | дБ | ±2 |
| 17 | Ср. уровень звукового давления КВУ | Li кву | дБ | 107 |
| 18 | Ср. уровень звукового давления КНУ | Li кну | дБ | 69,3 |
| 19 | Эквивалентная площадь звукопоглощения | ∑Аn I | м2 | 96,53 |
| 20 | Звукоизоляция воздушного шума | RI | дБ | 42 |
| 21 | Погрешность измерения | ∆I | дБ | 0,054 |
| 22 | Средний уровень фонового шума | дБ | 10,79 | |
| 23 | Время реверберации | Тр | сек. | 1-2 |
| 24 | Отношение площадей КВУ и КНУ | SΣ/Ani | м2 | ≥6,2 |
Обработка результатов измерений
Обработка результатов выполнялась по алгоритму в соответствии с требованиями, изложенными в [5].
Погрешность результатов измерений оценивалась по требованиям стандарта [7].
Результаты испытаний оконных блоков системы профиля «Plaf»
Ниже приведены результаты испытаний, накопленные в ходе сертификации оконных блоков с трехкамерными профилями коробок и створок.
Для проведения всех испытаний, результаты которых приведены в данной статье, использовались трехкамерные оконные блоки размером 1500×1500 мм, толщиной 60 мм, с двойным контуром уплотнения, с импостом, двухстворчатые, снабженные поворотной или поворотно-откидной системами открывания створок.
Рассмотрим результаты проведения испытаний оконных блоков из ПВХ-профиля системы «Рlaf» со стеклопакетами формулы 4М1-10-4М1-10-4М1.
К настоящему времени результатов измерений и расчетов показателей звукоизоляции этого типа изделий получено достаточно, чтобы привести здесь результаты испытаний блока с характерными значениями данных. В табл. 3 (серия №1) и табл. 4 (серия №2) даются частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении высокого (КВУ) и низкого (КНУ) уровней давления и значения показателя изоляции воздушного шума R(f), полученные по результатам испытаний десяти образцов от производителей, что отражено в таблицах с разными номерами серий.
Таблица 3. Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ-системы «Plaf», со стеклопакетами формулы 4М1-10-4М1-10-4М по показателю изоляции воздушного шума (серия №1)
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами, Гц | Частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении низкого уровня давления | Частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении высокого уровня давления | Показатель изоляции воздушного шума R(f), дБ |
| 100 | 49,17 | 68,8 | 16,8 |
| 125 | 52,3 | 73,3 | 17,8 |
| 160 | 54,5 | 72,5 | 14,2 |
| 200 | 50,8 | 70,8 | 15,8 |
| 250 | 40,5 | 71,7 | 26,6 |
| 315 | 45,2 | 72,0 | 23,3 |
| 400 | 41,8 | 73,3 | 28,0 |
| 500 | 41,7 | 73,2 | 26,5 |
| 630 | 36,3 | 71,2 | 31,6 |
| 800 | 33,8 | 70,0 | 32,3 |
| 1000 | 30,2 | 68,7 | 34,0 |
| 1250 | 27,3 | 68,0 | 36,1 |
| 1600 | 25,7 | 67,0 | 37,2 |
| 2000 | 24,8 | 66,2 | 38,1 |
| 2500 | 23,8 | 66,8 | 39,5 |
| 3150 | 27,8 | 67,2 | 34,8 |
| Фактические показатели:RАтран = 26 дБ, Rw = 35 дБ |
Таблица 4. Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ-системы «Plaf» со стеклопакетами формулы 4М1-10-4М1-10-4М по показателю изоляции воздушного шума (серия №2)
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами, Гц | Частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении низкого уровня давления | Частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении высокого уровня давления | Показатель изоляции воздушного шума R(f), дБ |
| 100 | 46,5 | 68,8 | 18,5 |
| 125 | 52,3 | 73,3 | 17,8 |
| 160 | 56,5 | 72,5 | 12,2 |
| 200 | 49,0 | 70,8 | 17,7 |
| 250 | 40,0 | 71,7 | 27,1 |
| 315 | 45,2 | 72,0 | 23,3 |
| 400 | 43,0 | 73,3 | 26,8 |
| 500 | 40,0 | 73,2 | 28,2 |
| 630 | 35,8 | 71,2 | 32,1 |
| 800 | 31,2 | 70,0 | 35,0 |
| 1000 | 29,5 | 68,7 | 34,6 |
| 1250 | 26,7 | 68,0 | 36,8 |
| 1600 | 25,0 | 67,0 | 37,8 |
| 2000 | 24,2 | 66,2 | 38,8 |
| 2500 | 22,7 | 66,8 | 40,7 |
| 3150 | 25,8 | 67,2 | 36,8 |
| Фактические показатели:RАтран = 26,3 дБ, Rw = 35 дБ |
Были определены и показатели, характеризующие качество звукоизоляции. Так, индекс изоляции воздушного шума Rw, служащий для оценки звукоизоляции изделия одним числом, составил 35 дБ, а звукоизоляция от шума испытаний транспортного потока RАтран = 26-26,3 дБА.
Результаты проведения подобных испытаний оконных блоков из ПВХ-профиля системы «Рlaf» со стеклопакетами формулы 4М1-16-4М1 с характерными значениями данных приведены в табл. 5 (серия №1) и 6 (серия №2), при этом индекс изоляции воздушного шума Rw составил 35 дБ, а звукоизоляция от шума транспортного потока RАтран – 26-26,24 дБА.
Таблица 5. Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ-системы «Plaf» со стеклопакетами формулы 4М1-16-4М по показателю изоляции воздушного шума (серия №1)
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами, Гц | Частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении низкого уровня давления | Частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении высокого уровня давления | Показатель изоляции воздушного шума R(f), дБ |
| 100 | 49,17 | 68,8 | 16,8 |
| 125 | 52,3 | 73,3 | 17,8 |
| 160 | 54,5 | 72,5 | 14,2 |
| 200 | 50,8 | 70,8 | 15,8 |
| 250 | 40,5 | 71,7 | 26,6 |
| 315 | 45,2 | 72,0 | 23,3 |
| 400 | 41,8 | 73,3 | 28,0 |
| 500 | 41,7 | 73,2 | 26,5 |
| 630 | 36,3 | 71,2 | 31,6 |
| 800 | 33,8 | 70,0 | 32,3 |
| 1000 | 30,2 | 68,7 | 34,0 |
| 1250 | 23,3 | 68,0 | 36,1 |
| 1600 | 257 | 67,0 | 37,2 |
| 2000 | 24,8 | 66,2 | 38,1 |
| 2500 | 23,8 | 66,8 | 39,5 |
| 3150 | 27,8 | 67,2 | 34,8 |
| Фактические показатели:RАтран = 26,24 дБ, Rw = 35 дБ |
Таблица 6. Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ-системы «Plaf» со стеклопакетами формулы 4М1-16-4М по показателю изоляции воздушного шума (серия №2)
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами, Гц | Частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении низкого уровня давления | Частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении высокого уровня давления | Показатель изоляции воздушного шума R(f), дБ |
| 100 | 57,0 | 79,2 | 18,3 |
| 125 | 63,5 | 85,8 | 19,0 |
| 160 | 66,0 | 83,8 | 13,9 |
| 200 | 63,3 | 83,3 | 15,7 |
| 250 | 51,5 | 82,8 | 26,7 |
| 315 | 55,7 | 83,2 | 23,9 |
| 400 | 52,2 | 84,3 | 28,6 |
| 500 | 51,0 | 83,2 | 28,3 |
| 630 | 49,2 | 84,3 | 30,7 |
| 800 | 45,0 | 843 | 32,1 |
| 1000 | 42,2 | 80,0 | 33,2 |
| 1250 | 40,8 | 79.2 | 33,7 |
| 1600 | 39,2 | 78,3 | 34,9 |
| 2000 | 37,2 | 77,7 | 37,2 |
| 2500 | 37,3 | 78,3 | 37,4 |
| 3150 | 38,8 | 38,8 | 35,5 |
| Фактические показатели:RАтран = 26 дБ, Rw = 35 дБ |
Отметим, что погрешность метода испытаний составила ±2 дБ.
Выводы:
1. Получены количественные значения показателей звукоизоляции распространенных типов оконных блоков из ПВХ-профилей, в том числе частотные характеристики показателя изоляции воздушного шума транспортного потока и индекса изоляции.
2. Погрешность измерений, характеризуемая повторяемостью измерений, соответствует требованиям [7].
3. Отклонений от процедуры измерений не зафиксировано.
Библиографический список
1. ГОСТ 30674-99. Блоки оконные из поливинилхлоридных профилей. Технические условия.
2. ГОСТ 23166-99. Блоки оконные. Общие технические условия.
3. ГОСТ 111-2001. Стекло листовое. Технические условия.
4. ГОСТ 24866-99. Стеклопакеты клееные строительного назначения. Технические условия.
5. ГОСТ 26602.3-99. Блоки оконные и дверные. Метод определения звукоизоляции.
6. СТ СЭВ 4867-84. Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий. Нормы.
7. ГОСТ 27296-87. (СТ СЭВ 4866-84). Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерения.
8. ГОСТ 6495-89. Микрофоны. Общие технические условия.
9. ГОСТ 17168-82. Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний.
10. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.
11. ГОСТ 23854-79. Измерители уровня электрических сигналов. Общие технические требования и методы испытаний.
12. ГОСТ 24388-88. Усилители сигналов звуковой частоты бытовые. Общие технические условия.
