В статье приведены результаты анализа и систематизации вопросов организации и проведения измерений показателей изоляции воздушного и ударного шума ограждающими конструкциями. Рассмотрены требования нормативно-технической документации к методике измерений и обработке результатов, а также приведены результаты сравнительных испытаний межэтажных перекрытий, полученные в соответствии с рассматриваемой методикой.
УДК 699.8
Ю.Б. РЕДЬКО, технический директор ООО» Алгоритм Строй», г. Санкт-Петербург
Ключевые слова: анализ, методика, частотные характеристики звукоизоляции, шум, жилое здание, перекрытие, шумомер, конструкция
Keywords: analysis, methodology, frequency characteristics of sound insulation, noise, residential building, sound level meter, construction
Для увеличения изоляции воздушного шума стеной или перегородкой в ряде случаев целесообразно использовать дополнительную обшивку. В качестве материала обшивки могут использоваться всевозможные листы, плиты, панели из соответствующих материалов и композиций [1].
Стеновые панели дополнительной звукоизоляции изготавливают в виде прямоугольных листов и подразделяют на типы в зависимости от использованных материалов.
Панели применяют в соответствии со строительными нормами и правилами для ограждающих конструкций жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий.
Нормируемым параметром звукоизоляции таких панелей является индекс воздушного шума Rw, дБ [1].
Термины, обозначения и определения
При проведении измерений звукоизоляции ограждающих конструкций применяют следующие термины с соответствующими определениями [1]:
1. Изоляция от воздушного шума R – величина, характеризующая снижение уровня воздушного шума.
2. Фактическая изоляция воздушного шума R’ – 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.
3. Средний уровень звукового давления в помещении Lm – десятикратный десятичный логарифм отношения усредненных в пространстве и времени квадратов звукового давления к квадрату порогового звукового давления.
4. Время реверберации Т, с – время, требуемое для снижения уровня звукового давления в замкнутом помещении на 60 дБ после выключения источника звука.
5. 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.
6. Изоляция воздушного шума (звукоизоляция) R, дБ – десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности, падающей на испытываемый образец, к звуковой мощности, переданной через этот образец.
7. 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.
8. Частотная характеристика изоляции воздушного шума R(f), дБ – значение изоляции воздушного шума R в каждой из третьоктавных полос с частотами f, Гц, лежащими в диапазоне 100÷3150 Гц (в графической или табличной форме).
9. Повторяемость результатов измерений r – значение величины, охватывающей с вероятностью 95% абсолютную разность результатов двух измерений, проведенных в коротком интервале времени и при одинаковых условиях.
10. Стандартизованная разность уровней звукового давления DnT – разность уровней, скорректированная по стандартизованному значению звукопоглощения по стандартизованному значению времени реверберации в помещении низкого уровня.
Сущность метода
Метод определения изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями в лабораторных условиях 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 [1-3].
Испытательное оборудование и аппаратура
Испытательное оборудование и аппаратура включают в себя испытательную камеру с передающей и приемной измерительными системами, отвечающими требованиям, изложенным в [1-3].
Порядок подготовки к проведению испытаний
Порядок отбора и количество образцов для испытаний устанавливают в нормативной документации на испытываемые изделия или в договоре на проведение испытаний, при этом соблюдаются требования, изложенные в [1, 3].
Проведение испытаний
Первоначально включают передающую систему, далее измеряют уровень звукового давления при помощи приемной измерительной системы в последовательности, предусмотренной [1, 3].
Измерения проводят после выдерживания образца в камере при температуре 17-23°С в течение 24 ч. Измерения выполняют в соответствии с требованиями, изложенными в [1, 3].
Индекс изоляции воздушного шума испытываемой конструкции определяют по [1, 3] путем сопоставления полученной в результате измерений частотной характеристики изоляции воздушного шума R(f) с оценочной кривой.
Правила обработки результатов испытаний
Акустические расчеты выполняются в соответствии с требованиями алгоритма и формул, приведенными в [1, 3].
Погрешность результатов измерений оценивают по [3].
Результаты испытаний
Для проведения испытаний были представлены панели стеновые дополнительной звукоизоляции типа «С-7» и «С-13».
Представленные для испытаний образцы панелей конструктивно были изготовлены из минеральной ваты и гипсоволокнистого листа (ГВЛ). Минеральное волокно на основе горных пород обеспечивает высокие характеристики пожарной безопасности и теплоизоляции. Панели можно монтировать бескаркасным методом. Панели обеспечивают увеличение звукоизоляции в зависимости от материала и толщины несущей конструкции.
Испытываемые образцы монтировались на фрагменте кладки из кирпича строительного керамического щелевого с рифлением марки М150, толщиной 120 мм, площадью 9,0576 м2. Фрагменты кладки с покрытием из панелей размещались в перегородке испытательной камеры, разделяющей помещения высокого уровня давления (ПВУ) и низкого уровня давления (ПНУ), несимметрично по отношению к стенам, полу и потолку камеры.
Испытания осуществлялись в лабораторных условиях в соответствии с требованиями [2, 3].
Испытательные объекты состояли из двух смежных по горизонтали помещений, разделенных ограждением с проемом для монтажа образцов испытываемых конструкций.
Измерения проводились в третьоктавных полосах частот. Частоты изменялись в диапазоне 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.
Объемы испытательных помещений: ПВУ – 30,3 м3; ПНУ – 36,6 м3.
Кладка выполнялась по принятой технологии. Выдержка и сушка кладки выполнялась в соответствии с программой испытаний. Фрагмент кладки при испытаниях располагался вертикально. Измерения звукоизоляции и обработку результатов выполняли в соответствии с методикой, изложенной в [3]. Оценка полученных результатов – в соответствии с [2, 3].
Перечень наименований и типов поверенных в установленном порядке испытательного оборудования и аппаратуры приведен в табл. 1.
Таблица 1. Перечень аппаратуры измерительных систем
| № п/п | Наименование | Тип |
| 1 | Шумомер | 2209 |
| 2 | Генератор шума | 03004 |
| 3 | Усилитель мощности | УМ 100/2 |
| 4 | Излучатель звука | AC-5 |
| 5 | Узкополосный фильтр | 01013 |
| 6 | Гигрометр психометрический | ВИТ-3 |
| 7 | Предусилитель | КММ- 400 |
| 8 | Согласующий усилитель | 00011 |
| 9 | Переключатель каналов | 04002 |
| 10 | Измерительный микрофон | МК 102 |
| 11 | Переключатель каналов | 04002 |
| 12 | Барометр-анероид | БАММ-4 |
Объект: фрагмент кирпичной стены. Фрагменты кладки выполнялись из кирпича строительного керамического щелевого с рифлением, толщиной 120 мм, площадь составила 9,1 м2. Результаты испытаний трех образцов фрагментов приведены в табл. 2.
Таблица 2. Результаты испытаний фрагментов ограждающей конструкции без стеновых панелей
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами f, Гц | Образец №1 | Образец №2 | Образец №3 | |||||||||
| Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ |
Время реверберации Т, с |
Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ |
Время реверберации Т, с |
Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ |
Время реверберации Т, с |
Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | |
| 100 | 84,3 | 52,8 | 3,6 | 34,7 | 84,1 | 53,3 | 3,6 | 34 | 83,9 | 53,9 | 3,6 | 33,2 |
| 125 | 84,1 | 59,3 | 4,9 | 29,3 | 83,9 | 59,6 | 4,9 | 28,8 | 83,7 | 58,4 | 4,9 | 29,8 |
| 160 | 82,6 | 57,7 | 4,9 | 29,4 | 82,6 | 58,1 | 4,9 | 29 | 82,6 | 57,2 | 4,9 | 29,9 |
| 200 | 83,5 | 53,7 | 4,4 | 33,9 | 84,5 | 55,2 | 4,4 | 33,3 | 82,4 | 53,7 | 4,4 | 32,7 |
| 250 | 87,5 | 58,0 | 4,6 | 33,7 | 87,2 | 58 | 4,6 | 33,4 | 87,2 | 58,5 | 4,6 | 32,9 |
| 315 | 89,1 | 59,6 | 4,4 | 33,5 | 89,1 | 60 | 4,4 | 33,1 | 89,1 | 59,1 | 4,4 | 34 |
| 400 | 89,5 | 58,5 | 4,3 | 34,9 | 89,5 | 59,2 | 4,3 | 34,2 | 90,5 | 59,6 | 4,3 | 34,8 |
| 500 | 89,2 | 54,9 | 4,2 | 38,1 | 89,5 | 55,7 | 4,2 | 37,6 | 89,5 | 56,3 | 4,2 | 37 |
| 630 | 90,8 | 54,4 | 3,7 | 39,7 | 90,8 | 54,8 | 3,7 | 39,3 | 90,8 | 55,9 | 3,7 | 38,2 |
| 800 | 89,3 | 50,2 | 3,2 | 41,8 | 89,3 | 50,6 | 3,2 | 41,3 | 89,3 | 51,1 | 3,2 | 40,8 |
| 1000 | 87,7 | 46,1 | 2,9 | 43,9 | 87,7 | 48 | 2,9 | 41,9 | 87,7 | 47 | 2,9 | 42,9 |
| 1250 | 86,9 | 45,0 | 2,7 | 43,8 | 87,9 | 46,6 | 2,7 | 43,2 | 87,9 | 47,3 | 2,7 | 42,5 |
| 1600 | 90,4 | 46,2 | 2,5 | 45,8 | 90,4 | 47,7 | 2,5 | 44,3 | 91,3 | 48,3 | 2,5 | 44,6 |
| 2000 | 91,2 | 45,6 | 2,5 | 47,1 | 91,2 | 46,1 | 2,5 | 46,7 | 91,2 | 46,7 | 2,5 | 46,1 |
| 2500 | 91,1 | 44,3 | 2,4 | 48,2 | 92,2 | 46 | 2,4 | 47,6 | 93,1 | 47,5 | 2,4 | 47 |
| 3150 | 87,6 | 39,4 | 2,2 | 49,2 | 87,6 | 39,9 | 2,2 | 48,7 | 87,9 | 40,7 | 2,2 | 48,2 |
| Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=42 дБ | Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=41 дБ | Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=42 дБ | ||||||||||
| Среднее значение индекса изоляции по серии испытаний Rw ср=42 дБ | ||||||||||||
| Погрешность метода испытаний Sα=±2 дБ | ||||||||||||
Объект, марка: панели стеновые дополнительной звукоизоляции «С-7», общая толщина фрагмента 190 мм. Количество образцов – 3. Результаты испытаний образцов приведены в табл. 3.
Таблица 3. Результаты испытаний панелей стеновых дополнительной звукоизоляции «С-7»
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами f, Гц | Образец №4 | Образец №5 | Образец №6 | |||||||||
| Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ | Время реверберации Т, с | Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ | Время реверберации Т, с | Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ | Время реверберации Т, с | Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | |
| 100 | 76,2 | 43,8 | 3,6 | 35,6 | 80,4 | 43,3 | 3,6 | 40,3 | 78,5 | 43,4 | 3,6 | 38,3 |
| 125 | 77,4 | 45,6 | 4,9 | 36,3 | 77,7 | 46 | 4,9 | 36,2 | 77 | 47,1 | 4,9 | 34,4 |
| 160 | 77,3 | 42 | 4,9 | 39,8 | 76,2 | 43,5 | 4,9 | 37,2 | 76,8 | 44,3 | 4,9 | 37,0 |
| 200 | 76 | 41 | 4,4 | 39,0 | 78,1 | 40 | 4,4 | 42,1 | 77,2 | 40,9 | 4,4 | 40,3 |
| 250 | 81,1 | 43 | 4,6 | 42,3 | 81 | 43,4 | 4,6 | 41,8 | 80,5 | 42,5 | 4,6 | 42,2 |
| 315 | 83,3 | 44,2 | 4,4 | 43,1 | 82,1 | 44,3 | 4,4 | 41,8 | 81,9 | 43 | 4,4 | 42,9 |
| 400 | 84,9 | 42,6 | 4,3 | 46,2 | 83,7 | 43 | 4,3 | 44,6 | 85,2 | 42,9 | 4,3 | 46,2 |
| 500 | 86,4 | 40,2 | 4,2 | 50,0 | 85,8 | 40,7 | 4,2 | 48,9 | 88 | 40,1 | 4,2 | 51,7 |
| 630 | 86,5 | 39,2 | 3,7 | 50,6 | 88,1 | 39,5 | 3,7 | 51,9 | 88,1 | 39,9 | 3,7 | 51,5 |
| 800 | 87,1 | 37,2 | 3,2 | 52,5 | 85,9 | 36,9 | 3,2 | 51,6 | 86,1 | 37,3 | 3,2 | 51,4 |
| 1000 | 84,6 | 33,6 | 2,9 | 53,2 | 85,5 | 33,5 | 2,9 | 54,2 | 84,6 | 32,7 | 2,9 | 54,1 |
| 1250 | 86,4 | 32,7 | 2,7 | 55,6 | 87,3 | 31,9 | 2,7 | 57,3 | 86,8 | 30,9 | 2,7 | 57,8 |
| 1600 | 86,5 | 33 | 2,5 | 55,1 | 88,1 | 32,3 | 2,5 | 57,4 | 88,1 | 30,9 | 2,5 | 58,8 |
| 2000 | 88,5 | 31,7 | 2,5 | 58,4 | 89,1 | 31,8 | 2,5 | 58,9 | 89 | 31,8 | 2,5 | 58,8 |
| 2500 | 88,8 | 32 | 2,4 | 58,2 | 89 | 31,4 | 2,4 | 59,0 | 89,4 | 32,1 | 2,4 | 58,7 |
| 3150 | 87,1 | 29,8 | 2,2 | 58,3 | 87,7 | 31,2 | 2,2 | 57,5 | 88,3 | 31,2 | 2,2 | 58,1 |
| Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=53 дБ | Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=54 дБ | Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=52 дБ | ||||||||||
| Среднее значение индекса изоляции по серии испытаний Rw ср=53 дБ | ||||||||||||
| Погрешность метода испытаний Sα=±2 дБ | ||||||||||||
Объект, марка: панели стеновые дополнительной звукоизоляции «С-13», общая толщина фрагмента 250 мм. Количество образцов – 3. Результаты испытаний образцов приведены в табл. 4.
Таблица 4. Результаты испытаний панелей стеновых дополнительной звукоизоляции «С-13»
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами f, Гц | Образец №7 | Образец №8 | Образец №9 | |||||||||
| Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ | Время реверберации Т, с | Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ | Время реверберации Т, с | Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | Средний уровень звукового давления в КВУ, дБ | Средний уровень звукового давления в КНУ, дБ | Время реверберации Т, с | Фактическая изоляция воздушного шума, дБ | |
| 100 | 95,4 | 48,5 | 3,6 | 50,1 | 96,3 | 46,5 | 3,6 | 53,0 | 98 | 49,4 | 3,6 | 51,8 |
| 125 | 98,2 | 53,7 | 4,9 | 49,0 | 96,4 | 53,7 | 4,9 | 47,2 | 92,9 | 54,1 | 4,9 | 43,3 |
| 160 | 92,7 | 53,5 | 4,9 | 43,7 | 92,4 | 51,2 | 4,9 | 45,7 | 92,5 | 53,9 | 4,9 | 43,1 |
| 200 | 92,2 | 49,7 | 4,4 | 46,5 | 94 | 50,2 | 4,4 | 47,8 | 94,9 | 50,1 | 4,4 | 48,8 |
| 250 | 94,3 | 47,5 | 4,6 | 51,0 | 93,6 | 48,2 | 4,6 | 49,6 | 96,5 | 48,6 | 4,6 | 52,1 |
| 315 | 96,2 | 50,1 | 4,4 | 50,1 | 96,9 | 50,5 | 4,4 | 50,4 | 96,6 | 49,3 | 4,4 | 51,3 |
| 400 | 97,3 | 46,1 | 4,3 | 55,1 | 95,4 | 45,7 | 4,3 | 53,6 | 96,5 | 46,1 | 4,3 | 54,3 |
| 500 | 94,3 | 46,9 | 4,2 | 51,2 | 94,3 | 46,9 | 4,2 | 51,2 | 95,8 | 47,1 | 4,2 | 52,5 |
| 630 | 94,7 | 44,3 | 3,7 | 53,7 | 94,2 | 44,5 | 3,7 | 53,0 | 95,5 | 43,8 | 3,7 | 55,0 |
| 800 | 92,5 | 45 | 3,2 | 50,1 | 93,3 | 44,6 | 3,2 | 51,3 | 92,7 | 45,1 | 3,2 | 50,2 |
| 1000 | 90,8 | 40,2 | 2,9 | 52,8 | 89,6 | 40,2 | 2,9 | 51,6 | 89,9 | 39,8 | 2,9 | 52,3 |
| 1250 | 90 | 35,7 | 2,7 | 56,2 | 89,4 | 36,6 | 2,7 | 54,7 | 88,9 | 35,8 | 2,7 | 55,0 |
| 1600 | 88,3 | 33,4 | 2,5 | 56,5 | 89,4 | 33,3 | 2,5 | 57,7 | 90 | 36,1 | 2,5 | 55,5 |
| 2000 | 88,8 | 31,5 | 2,5 | 58,9 | 89,1 | 31,8 | 2,5 | 58,9 | 89 | 32,7 | 2,5 | 57,9 |
| 2500 | 88,8 | 32 | 2,4 | 58,2 | 89 | 31,6 | 2,4 | 58,8 | 89,4 | 32,4 | 2,4 | 58,4 |
| 3150 | 87,1 | 29,9 | 2,2 | 58,2 | 87,7 | 31,4 | 2,2 | 57,3 | 88,4 | 31,6 | 2,2 | 57,8 |
| Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=55 дБ | Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=56 дБ | Индекс изоляции воздушного шума конструкцией Rw=54 дБ | ||||||||||
| Среднее значение индекса изоляции по серии испытаний Rw ср=55 дБ | ||||||||||||
| Погрешность метода испытаний Sα = ±2 дБ | ||||||||||||
Индекс изоляции воздушного шума Rw, дБ, определялся по [4] путем сопоставления полученной в результате измерений частотной характеристики изоляции воздушного шума R(f) со специальной оценочной кривой.
Средства измерения соответствовали [2, 5, 6].
Выводы:
1. Полученные результаты испытаний соответствуют заявленным значениям.
2. Отклонения от методики процедуры измерений отсутствуют.
3. Погрешность измерений составила ±2 дБ.
Библиографический список
1. СНиП 23-03-2003. Защита от шума.
2. ГОСТ 27296-87. Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерения.
3. СП 23-103-2003. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.
4. СТ СЭВ 4867-84. Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий. Нормы.
5. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.
6. ГОСТ 17168-82. Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие требования и методы испытаний.
