УДК 699.8
Ю.Б. РЕДЬКО, технический директор ООО «АлгоритмСтрой», г. Санкт-Петербург
На основании информационного анализа предлагается методика, а также экспериментально полученные данные о звукоизоляции оконных конструкций из ПВХ-профилей в зависимости от конструктивного исполнения, наличия и конструкции наборных элементов.
Современные светопрозрачные конструкции широко используют оконные системы из ПВХ. 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].
С точки зрения архитектурной акустики оконные блоки относятся к категории светопрозрачных ограждающих конструкций, обладающих относительно низкой звукоизоляцией. Этим определяются особенности проведения лабораторных испытаний изделий на соответствие показателей звукоизоляции оконных конструкций 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
Изделия должны соответствовать требованиям технических условий, рабочих чертежей (эскизов заказчика) и изготавливаться по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.
Основные параметры и характеристики
Изделия состоят из рамочных элементов, сваренных из ПВХ-профиля, усиленного металлическими вкладышами. Конструкция изделий предусматривает распашное, раздвижное, подвесное, откидное и поворотно-откидное открывание створных элементов. По согласованию с потребителем допускается применять другие системы открывания изделий. Габаритные размеры и архитектурный вариант рисунка изделий устанавливаются в заказе на изделие.
Номинальные размеры изделий и их элементов, а также другие необходимые размеры учитываются в операционных схемах на каждое конкретное изделие в соответствии с технической документацией фирмы-изготовителя.
Предельные отклонения размеров изделий и их элементов не должны превышать указанных в приложении 1. При этом отклонение от номинальных размеров зазоров в притворах не должно превышать указанных значений.
Стык прокладок для уплотнения притворов должен находиться в верхней части изделия. Стык рекомендуется склеивать клеем. Прилегание прокладок должно быть плотным.
Изделия могут быть белого цвета. Цвет изделия должен быть однотонный, без побежалости, цветных пятен и включений. По согласованию с заказчиком допускается изготовление изделий других цветов.
Внешний вид изделий должен соответствовать образцу-эталону, утвержденному в установленном порядке. Дефекты поверхности (риски, царапины, вмятины), различимые невооруженным глазом с расстояния в 1 м при естественном освещении, не допускаются.
Детали изделий не допускается изготавливать сварными по длине.
Лицевые поверхности ПВХ-профилей изделий должны быть защищены самоклеющейся пленкой. Ее удаление следует производить после монтажа изделий и отделки монтажного проема.
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 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 (стекла) устанавливают в фальц створки или коробки на подкладках, исключающих касание кромок стеклопакета (стекла) 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 (стекол), а также уплотнение притворов створок производят при помощи эластичных полимерных уплотняющих прокладок. Допускается для крепления стеклопакетов с внутренней стороны применение штапиков с эструдированным 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]:
1. А – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран, дБА свыше 36 дБА;
2. Б – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран, дБА свыше 34-36 дБА;
3. В – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран, дБА свыше 31-33 дБА;
4. Г – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран, дБА свыше 28-30 дБА;
5. Д – степень снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран, дБА 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.
Термины, отражающие специфику конструкции оконных блоков из ПВХ-профилей, а также определения их основных функциональных зон, деталей и размеров даны в [6].
В стандарте [6] применяют следующие термины с соответствующими определениями.
Окно – элемент стеновой или кровельной конструкции, предназначенный для сообщения внутренних помещений с окружающим пространством, естественного освещения помещений, их вентиляции, защиты от атмосферных, шумовых воздействий и состоящий из оконного проема с откосами, оконного блока, системы уплотнения монтажных швов, подоконной доски, деталей слива и облицовок.
Оконный проем – проем в стене (кровле) для монтажа одного или нескольких оконных блоков, конструкция которого предусматривает также установку монтажного уплотнения, откосов, сливов, подоконной доски.
Оконный блок – светопрозрачная конструкция, предназначенная для естественного освещения помещения, его вентиляции и защиты от атмосферных и шумовых воздействий. Оконный блок состоит из сборочных единиц: коробки и створчатых элементов, встроенных систем проветривания и может включать в себя ряд дополнительных элементов: жалюзи, ставни и др.
Рамочная конструкция (элемент) оконного блока – сборочная единица оконного блока, состоящая из брусков (профилей), соединенных между собой посредством жестких угловых связей: на шипах и клее, сварке, механических связях (винтовых, на зубчатых пластинах, путем опрессовки) и др.
Коробка – сборочная единица оконного или дверного блока рамочной конструкции, предназначенная для навески створок или полотен, неподвижно закрепляемая к стенкам оконного или дверного проема.
Створка, створчатый элемент – сборочная единица оконного блока рамочной конструкции со светопрозрачным заполнением и соединенная с коробкой, как правило, посредством шарнирной или скользящей связи. Не открывающаяся створка закрепляется в коробке неподвижно.
Узкая створка – створка шириной, как правило, до 450 мм, используемая для проветривания помещения.
Клапанная створка – узкая створка (шириной, как правило, до 250 мм) без светопрозрачного заполнения, предназначенная для проветривания помещения.
Разрезная узкая створка – узкая створка, состоящая из двух полустворок, соединенных через штульповой притвор. В том случае, если верхняя полустворка имеет высоту до 400 мм, ее допускается относить к форточным элементам.
Форточка – створчатый элемент с размерами, как правило, не превышающими 350х450 мм, соединенный посредством шарнирной связи с брусками створки или коробки, предназначенный для проветривания помещения.
Фрамуга – створчатый элемент, имеющий откидное открывание, ограниченный горизонтальным импостом и брусками коробки и предназначенный для проветривания помещения.
Светопрозрачное заполнение – заполнение из прозрачного листового стекла или стеклопакета.
Метод определения изоляции воздушного шума
Метод определения звукоизоляции оконных конструкций, 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 звукоизоляции оконных конструкций 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 треть октавных 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 [7] путем сопоставления полученной в результате измерений частотной характеристики изоляции воздушного шума R(f) со специальной оценочной кривой.
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 [5-13].
Испытательная (реверберационная) камера состояла из двух смежных по горизонтали помещений (пара помещений): камеры (помещения) высокого уровня (КВУ) и камеры (помещения) низкого уровня (КНУ). 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. Перечень основных характеристик акустических систем, а также наименования и типы поверенного в установленном порядке испытательного оборудования и аппаратуры измерительных систем приведен в таблице 1.
Таблица 1. Перечень аппаратуры измерительных систем при определении звукоизоляции оконных конструкций из ПВХ-профиля 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 |
Перечень основных характеристик акустической камеры приведен в таблице 2.
Таблица 2. Перечень основных геометрических 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 | 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 «Gea»
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 размерами 1500×1500 мм, толщиной 60 мм, с двойным контуром уплотнения, с импостом, двухстворчатые, снабженные поворотной или поворотно-откидной системой открывания створок.
Рассмотрим результаты проведения испытаний оконных блоков из ПВХ-профиля системы «Gea» со стеклопакетами формулы 4М1-10-4М1-10-4М1 и формулы 4М1-16-4М1.
К настоящему времени результатов измерений и расчетов показателей звукоизоляции оконных конструкций этого типа изделий получено достаточное количество, чтобы привести здесь результаты испытаний блока с характерными значениями данных. В таблице 3 (серии №1-3, формула стеклопакета 4М1-10-4М1-10-4М1) и таблице 4 (серии №1-3, формула стеклопакета 4М1-16-4М1) приведены частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении высокого (LBср) и низкого (LНср) уровней давления и значения показателя изоляции воздушного шума R (f), полученные по результатам испытаний десяти образцов (партий) разных производителей.
Таблица 3. Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ системы «Gea», серий №1-3, (партии 1-3) со стеклопакетами формулы 4М1-10-4М-10-4М1 от воздушного шума. Звукоизоляция RАтран = 30 дБА, индекс звукоизоляции RW = 35 дБ
| f, Гц | Серия №1-1LВср, Гц | Серия №1-2LНср, Гц | Серия №1-3R(f), дБ | Серия №2-1LВср, Гц | Серия №2-2 LНср, Гц | Серия №2-3R(f), дБ | Серия №3-1LВср, Гц | Серия №3-2LНср, Гц | Серия №3-3R(f), дБ |
| 100 | 96,7 | 70,5 | 22,2 | 96,7 | 72,17 | 19,2 | 96,7 | 72,33 | 20,4 |
| 125 | 97,3 | 75,7 | 18,4 | 97,3 | 77,0 | 18,0 | 97,3 | 76,2 | 17,9 |
| 160 | 92,0 | 52,0 | 36,1 | 92,0 | 52,0 | 13,7 | 92,0 | 52,0 | 36,1 |
| 200 | 92,2 | 70,5 | 17,4 | 92,2 | 69,5 | 18,1 | 92,2 | 69,7 | 18,2 |
| 250 | 93,3 | 59,7 | 29,0 | 93,3 | 61,0 | 25,7 | 93,3 | 61,5 | 27,2 |
| 315 | 91,3 | 60,7 | 27,1 | 91,3 | 59,8 | 27,4 | 91,3 | 60,3 | 27,4 |
| 400 | 94,3 | 61,2 | 29,6 | 94,3 | 61,7 | 30,9 | 94,3 | 61,2 | 29,6 |
| 500 | 95,0 | 61,0 | 28,9 | 95,0 | 62,3 | 29,6 | 95,0 | 61,2 | 28,8 |
| 630 | 93,0 | 55,8 | 33,9 | 93,0 | 55,0 | 34,2 | 93,0 | 55,5 | 34,2 |
| 800 | 91,3 | 53,0 | 34,4 | 91,3 | 51,0 | 36,6 | 91,3 | 51,5 | 35,9 |
| 1000 | 89,3 | 50,2 | 34,5 | 89,3 | 48,2 | 37,5 | 89,3 | 49,2 | 35,5 |
| 1250 | 88,3 | 46,7 | 37,0 | 88,3 | 45,3 | 38,4 | 88,3 | 45,2 | 38,5 |
| 1600 | 88,0 | 44,8 | 38,9 | 88,0 | 43,5 | 40,1 | 88,0 | 43,5 | 40,2 |
| 2000 | 87,0 | 44,2 | 39,5 | 87,0 | 43,3 | 42,2 | 87,0 | 43,0 | 40,7 |
| 2500 | 87,2 | 44,7 | 38,9 | 87,2 | 43,2 | 38,9 | 87,2 | 44,0 | 39,6 |
| 3150 | 88,3 | 46,3 | 37,4 | 88,3 | 45,5 | 38,0 | 88,3 | 47,2 | 36,5 |
Таблица 4. Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ системы «Gea», серий № 1-3, (партия 1-3) со стеклопакетами формулы 4М1-16-4М1 от воздушного шума. Звукоизоляция RАтран = 29 дБА, индекс звукоизоляции RW = 35 дБ
| f, Гц | Серия №1-1LВср, Гц | Серия №1-2LНср, Гц | Серия №1-3R(f), дБ | Серия №2-1LВср, Гц | Серия №2-2LНср, Гц | Серия №2-3R(f), дБ | Серия №3-1LВср, Гц | Серия №3-2LНср, Гц | Серия №3-3R(f), дБ |
| 100 | 96,7 | 73,0 | 19,7 | 86,8 | 62,83 | 20,1 | 96,7 | 72,33 | 20,4 |
| 125 | 97,3 | 76,0 | 18,0 | 89,7 | 66,3 | 20,0 | 97,3 | 76,2 | 17,9 |
| 160 | 92,0 | 52,0 | 36,1 | 83,8 | 61,0 | 18,9 | 92,0 | 52,0 | 36,1 |
| 200 | 92,2 | 71,8 | 16,1 | 84,8 | 61,8 | 18,7 | 92,2 | 71,8 | 16,1 |
| 250 | 93,3 | 62,5 | 26,2 | 85,5 | 54,2 | 26,7 | 93,3 | 62,0 | 26,7 |
| 315 | 91,3 | 60,7 | 27,1 | 84,0 | 53,5 | 26,9 | 91,3 | 60,8 | 26,9 |
| 400 | 94,3 | 61,5 | 29,2 | 85,5 | 52,8 | 29,1 | 94,3 | 61,7 | 29,1 |
| 500 | 95,0 | 62,7 | 27,3 | 86,8 | 53,2 | 26,6 | 95,0 | 63,2 | 26,8 |
| 630 | 93,0 | 55,5 | 34,2 | 86,3 | 49,8 | 33,2 | 93,0 | 54,8 | 34,9 |
| 800 | 91,3 | 52,2 | 35,2 | 83,7 | 43,3 | 36,4 | 91,3 | 51,2 | 36,2 |
| 1000 | 89,3 | 49,7 | 35,0 | 82,2 | 40,3 | 37,2 | 89,3 | 49,2 | 35.5 |
| 1250 | 88,3 | 47,0 | 36,7 | 79,8 | 35,7 | 39,5 | 88,3 | 47,5 | 36,2 |
| 1600 | 88,0 | 44,3 | 39,4 | 79.5 | 33,5 | 41,7 | 88,0 | 43,7 | 40.1 |
| 2000 | 87,0 | 44,0 | 39,7 | 79,0 | 32,2 | 43,5 | 87,0 | 43,8 | 39,9 |
| 2500 | 87,2 | 46,2 | 37,4 | 78.7 | 34,0 | 41,1 | 87,2 | 43,0 | 40,6 |
| 3150 | 88,3 | 49,0 | 34,7 | 79.0 | 36,2 | 38,2 | 88,3 | 45,7 | 38,0 |
Были определены и показатели качества звукоизоляции оконных конструкций. Так для оконных блоков из ПВХ-профиля системы «Gea» со стеклопакетами формулы 4М1-10-4М1-10-4М1, индекс изоляции воздушного шума Rw, служащий для оценки звукоизоляции изделия одним числом, составил 35 дБ, звукоизоляция от шума транспортого потока RАтран =30 дБА, а для оконных блоков из ПВХ-профиля системы «Gea» со стеклопакетами формулы 4М1-16-4М1 Rw=35 дБ и RАтран =29 дБА соответственно.
Погрешность метода испытаний: ±2 дБ.
Выводы:
1. Получены количественные значения показателей звукоизоляции распространенных типов оконных блоков из ПВХ-профилей системы «Gea» со стеклопакетами формул 4М1-10-4М1-10-4М1 и 4М1-16-4М1.
2. Получены в том числе частотные характеристики показателя изоляции воздушного шума транспортного потока и индекса изоляции.
3. Погрешность измерений, характеризуемая повторяемостью измерений, соответствует требованиям [7].
4. 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. ГОСТ 30673-99 Профили поливинилхлоридные для оконных и дверных блоков. Технические условия.
7. СТ СЭВ 4867-84. Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий. Нормы.
8. ГОСТ 27296-87. (СТ СЭВ 4866-84). Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерения.
9. ГОСТ 6495-89. Микрофоны. Общие технические условия.
10. ГОСТ 17168-82. Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний.
11. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.
12. ГОСТ 23854-79. Измерители уровня электрических сигналов. Общие технические требования и методы испытаний.
13. ГОСТ 24388-88. Усилители сигналов звуковой частоты бытовые. Общие технические условия.
