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.
Общие положения
В последнее время широкое применение находят такие светопрозрачные конструкции, как оконные блоки из поливинилхлоридных (ПВХ) профилей. Они не только придают зданию современный вид, но и обеспечивают в его помещениях высокий уровень естественного освещения. Область применения таких оконных блоков устанавливается в зависимости от условий эксплуатации, в соответствии с действующими строительными нормами и правилами, с учетом требований 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 сертификации образцов современных типов оконных блоков, позволившем выявить некоторые особенности определения показателей звукоизоляции оконных блоков при использовании ПВХ-профилей.
По результатам проведенных сертификационных и иных испытаний оконных блоков можно сделать вывод об ослаблении на иных предприятиях должного внимания к поддержанию системы контроля качества. Эта одна из основных причин получения заниженных результатов инструментальных испытаний представленных изделий. Одним из первых этапов при создании и поддержании на должном уровне системы контроля качества технологии производства служит разработка и организация системы входного контроля материалов и комплектующих изделий.
Входной контроль материалов и комплектующих изделий
Учитывая опыт успешных предприятий, можно предложить для рассмотрения следующую матрицу контроля:
1. Профиль ПВХ
Контролируемый параметр: внешний вид.
• Периодичность контроля: при получении каждой новой партии.
• Разрешающие правила приемки: отсутствие трещин, вмятин, царапин. Лицевые поверхности должны быть защищены самоклеящейся защитной пленкой.
• Методы и средства контроля: визуально.
Контролируемый параметр: цвет – соответствие образцу-эталону.
• Методы и средства контроля: визуально.
Контролируемый параметр: изменение линейных размеров после испытания не должно превышать 2%.
• Методы и средства контроля: инструментальный контроль (рулетка, штангенциркуль), металлическая разметка.
Контролируемый параметр: отклонение от прямолинейности и параллельности. Прочность при ударе при отрицательной температуре – отклонение от прямолинейности не должно превышать 1 мм на 1 м.
2. Металлический прокат (усилительные вкладыши)
Контролируемый параметр: внешний вид.
• Разрешающие правила приемки: усилительные вкладыши должны иметь защитное покрытие толщиной не менее 9 мкм. Пропуски и повреждения защитного покрытия не допускаются.
• Методы и средства контроля: инструментальный контроль (микрометр), визуально.
Контролируемый параметр: геометрические размеры.
• Методы и средства контроля: инструментальный контроль (микрометр), визуально.
3. Стеклопакеты
Контролируемый параметр: внешний вид.
• Разрешающие правила приемки: стекла и стеклопакеты должны иметь ровные кромки и целые углы. Пузыри, радужные и матовые пятна не допускаются. Герметик должен быть нанесен ровным слоем без пропусков и разрывов.
• Методы и средства контроля: визуально.
Контролируемый параметр: геометрические размеры. Предельные отклонения размеров должны соответствовать нормативным документам. Разность длин диагоналей не должна превышать указанных в нормативных документах.
• Методы и средства контроля: инструментальный контроль (рулетка, штангенциркуль), визуально.
4. Уплотняющие прокладки
Контролируемый параметр: внешний вид
• Разрешающие правила приемки: уплотняющие прокладки должны изготовляться из атмосферостойких, эластичных, полимерных материалов в соответствии с требованиями НТД.
• Методы и средства контроля: визуально.
5. Приборы и крепежные изделия
Контролируемый параметр: внешний вид
• Разрешающие правила приемки. Лицевые поверхности металлических деталей должны иметь защитно-декоративное покрытие, нелицевые – защитное покрытие.
• Методы и средства контроля: инструментальный контроль (микрометр), визуально.
Контролируемый параметр: геометрические размеры.
• Методы и средства контроля: инструментальный контроль (микрометр), визуально.
• Проверка работы подвижных деталей – необходимо выполнить 5 раз подряд полный цикл работы.
• Методы и средства контроля: вручную.
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 помещений при помощи форточек, фрамуг, створок с поворотно-откидным (откидным) регулируемым открыванием или вентиляционных клапанов.
Для улучшения влажностного режима помещений рекомендуется применение в изделиях систем самовентиляции с помощью внутрипрофильных каналов, а также оконных блоков со встроенными регулируемыми и саморегулирующими климатическими клапанами.
Для повышения звукоизоляционных характеристик изделия 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. Их прилегание 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.
По степени снижения воздушного шума потока городского транспорта RАтран, дБА, оконные блоки подразделяют на классы [2]:
А – изделия со снижением воздушного шума свыше 36 дБА,
Б – изделия со снижением воздушного шума 34-36 дБА,
В – изделия со снижением воздушного шума 31-33 дБА,
Г – изделия со снижением воздушного шума 28-30 дБА,
Д – изделия со снижением воздушного шума 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 (ПВУ) и низкого (ПНУ) 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 (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. Наименования и типы поверенного в установленном порядке испытательного оборудования и аппаратуры измерительных систем представлены в табл. 1.
Таблица 1. Перечень оборудования и аппаратуры измерительных систем при определении звукоизоляции панелей стеновых 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 |
В табл. 2 представлены основные геометрические характеристики акустической камеры.
Таблица 2. Основные геометрические характеристики 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 |
Результаты испытаний оконных блоков профиля «P»
Для проведения всех испытаний, результаты которых приведены в данной статье, использовались трехкамерные оконные блоки толщиной 60 мм, с двойным контуром уплотнения, с импостом, двухстворчатые, снабженные поворотной или поворотно-откидной системами открывания створок.
Ниже приведены результаты испытаний, накопленные в ходе сертификации оконных блоков с трехкамерными профилями коробок и створок, для которых стандарт устанавливает следующие требования [1]:
• изоляция оконного блока воздушного шума потока городского транспорта (звукоизоляция) RАтран, должна быть не менее 26 дБА;
• класс звукоизоляции не менее Д.
В табл. 3 и 4 приведены частотные характеристики средних уровней звукового давления в помещении высокого (LBср) и низкого (LНср) уровней давления и показателя изоляции воздушного шума R(f) образцов разных производителей.
Таблица 3. Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ системы Plaf, со стеклопакетами формулы 4М1-10-4М1-10-4М по изоляции от воздушного шума (серии №1 и №2). Показатели звукоизоляции: RАтран = 29 дБА, RW = 35 дБ.
| f, Гц |
Серия №1 Партия №1 LВср, Гц |
Серия №1 Партия №2 LНср, Гц |
Серия №1 Партия №3 R(f), дБ |
Серия №2 Партия №1 LВср, Гц |
Серия №2 Партия №2 LНср, Гц |
Серия №2 Партия №3 R(f), дБ |
| 100 | 79,2 | 56,83 | 18,4 | 95,5 | 72,17 | 19,4 |
| 125 | 85,8 | 65,3 | 17,2 | 98,2 | 77,7 | 17,2 |
| 160 | 83,8 | 69,7 | 10,2 | 93,0 | 73,8 | 15,2 |
| 200 | 83,3 | 60,7 | 18,4 | 93,7 | 66,3 | 23,1 |
| 250 | 82,8 | 51,8 | 26,4 | 93,3 | 64,2 | 24,5 |
| 315 | 83,2 | 54,5 | 25,1 | 91,2 | 62,0 | 25,6 |
| 400 | 84,3 | 52,2 | 28,6 | 94,7 | 61,2 | 29,9 |
| 500 | 84,3 | 49,8 | 29,4 | 95,8 | 61,2 | 29,6 |
| 630 | 832 | 47,5 | 32,4 | 95,3 | 57,3 | 34.7 |
| 800 | 81,0 | 43,8 | 33,2 | 91,7 | 52,7 | 35,1 |
| 1000 | 80,0 | 41,2 | 34,2 | 90,2 | 50,0 | 35,5 |
| 1250 | 79,2 | 40,0 | 34,5 | 87,8 | 45,7 | 37,5 |
| 1600 | 78,3 | 38,2 | 35,9 | 88,2 | 44,2 | 39,7 |
| 2000 | 77,7 | 36,5 | 37,9 | 87,2 | 43,0 | 41.5 |
| 2500 | 78,3 | 36,3 | 38,4 | 87,3 | 42,7 | 41,1 |
| 3150 | 79,0 | 40,2 | 34,2 | 88,2 | 45,3 | 38,2 |
Таблица 4. Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ системы Plaf со стеклопакетами формулы 4М1-16-4М1 по изоляции от воздушного шума (серия № 1). Показатели звукоизоляции: RАтран = 29 дБА, RW = 35 дБ
| f, Гц |
Серия №1 LВср, Гц |
Серия №1 LНср, Гц |
Серия №1 R(f), дБ |
| 100 | 79,2 | 57,0 | 18,2 |
| 125 | 85,8 | 63,5 | 19,0 |
| 160 | 83,8 | 66,0 | 13,9 |
| 200 | 83,3 | 63,3 | 15,7 |
| 250 | 82,8 | 51,5 | 26,7 |
| 315 | 83,2 | 56,7 | 23,9 |
| 400 | 84,3 | 52,2 | 28,6 |
| 500 | 84,3 | 51,0 | 28,3 |
| 630 | 832 | 49,2 | 30,7 |
| 800 | 81,0 | 45,0 | 32,1 |
| 1000 | 80,0 | 42,2 | 33,2 |
| 1250 | 79,2 | 40,8 | 33,7 |
| 1600 | 78,3 | 39,2 | 34,9 |
| 2000 | 77,7 | 37,2 | 37,2 |
| 2500 | 78,3 | 37,3 | 37,4 |
| 3150 | 79,0 | 38,8 | 35,5 |
Для каждого образца оконного блока были определены и показатели характеризующие качество его звукоизоляции. Так, индекс изоляции воздушного шума Rw, служащий для оценки звукоизоляции изделий одним числом, составил 35 дБ. Величина звукоизоляции воздушного шума потока транспорта RАтран получилась равной 29 дБА, что лучше нормированного значения в 26 дБА [2].
Погрешность метода испытаний составила ±2 дБ.
Результаты проведения испытаний оконных блоков из ПВХ-профиля системы Plaf со стеклопакетами формулы 4М1-10-4М1-10-4М1 приведены в табл. 3 (серии №1 и №2). Величина звукоизоляции воздушного шума потока транспорта RАтран получилась равной 29-30 дБА, а индекс изоляции воздушного шума Rw=35 дБ.
Результаты испытаний образца оконного блока из ПВХ-профиля системы Plaf со стеклопакетами формулы 4М1-16-4М1 представлены в табл. 4 (серия №1).
Величина звукоизоляции воздушного шума потока транспорта RАтран получилась равной 29-30 дБА, а индекс изоляции воздушного шума Rw=35 дБ.
Выводы:
1. Получены количественные значения показателей звукоизоляции распространенных типов оконных блоков из ПВХ-профилей, в том числе частотные характеристики показателя изоляции воздушного шума в зависимости от типа стеклопакета.
2. Исследовано влияние различных типов вентиляционных клапанов оконных блоков на состояние их звукоизоляции.
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.
