В статье рассматриваются частотные характеристики звукоизоляции балконных деревянных дверей для жилых и общественных зданий, полученные экспериментальным путем с помощью разработанной методики.
УДК 699.8
Ю.Б. РЕДЬКО, технический директор ООО «АлгоритмСтрой», г. Санкт-Петербург
Процесс акустического проектирования зданий, сооружений и помещений различного назначения включает в себя и оценку шумового режима, создающегося в них.
Для обеспечения нормированного значения уровня шума в проектируемом помещении помимо применения соответствующего архитектурно-планировочного решения, снижения шума систем вентиляции и кондиционирования воздуха следует использовать ограждающие конструкции с требуемой степенью звукоизоляции, обращая особое внимание на конструкции с относительно невысокой звукоизоляцией. К таковым относятся и дверные блоки, в т.ч. и балконные.
Для проведения акустических расчетов необходимо знание показателей звукоизоляции применяемых материалов и конструкций [1, 2]. Однако конкретные данные для различных типов дверей в литературе отсутствуют. Измерению таких данных и были посвящены лабораторные испытания, проведенные в соответствии с установленными методами измерения изоляции воздушного и ударного шума внутренними и наружными ограждающими конструкциями (стенами, перекрытиями и их элементами, перегородками) жилых и общественных зданий в натурных и лабораторных условиях [3, 4]. Эти методы применяются при проведении типовых, сертификационных и других периодических испытаний.
Термины, обозначения и определения
При проведении определения звукоизоляции ограждающих конструкций применяют следующие термины с соответствующими определениями [3-5].
Балконный дверной блок – светопрозрачная конструкция, предназначенная для обеспечения сообщения внутреннего помещения с балконом (лоджией), естественного освещения помещения и защиты от атмосферных и шумовых воздействий. Балконный дверной блок состоит из сборочных единиц: коробки, дверного полотна и в отдельных случаях фрамуги.
Коробка – сборочная единица оконного или дверного блока рамочной конструкции, предназначенная для навески створок или полотен, неподвижно закрепляемая к стенкам оконного или дверного проема.
Фрамуга – створчатый элемент, имеющий откидное открывание, ограниченный горизонтальным импостом и брусками коробки и предназначенный для проветривания помещения.
Полотно – сборочная единица балконного дверного блока рамочной конструкции, включающая светопрозрачное заполнение и, как правило, нижнюю глухую часть, выполненную в виде щитовой или филенчатой конструкции.
Светопрозрачное заполнение – заполнение из прозрачного листового стекла или стеклопакета.
Изоляция от воздушного шума R, дБА – величина, характеризующая снижение уровня воздушного шума.
Фактическая изоляция воздушного шума R’, дБА – десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности, падающей на испытываемый образец, к полной звуковой мощности, переданной в помещении низкого уровня, в т.ч. и по обходным путям.
Средний уровень звукового давления в помещении Lm – десятикратный десятичный логарифм отношения усредненных в пространстве и времени квадратов звукового давления к квадрату порогового звукового давления.
Время реверберации Т, с – время, требуемое для снижения уровня звукового давления в замкнутом помещении на 60 дБ после выключения источника звука.
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.
Изоляция воздушного шума (звукоизоляция) R, дБ – десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности, падающей на испытываемый образец, к звуковой мощности, переданной через этот образец.
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).
Повторяемость результатов измерений r – значение величины, охватывающей с вероятностью 95% абсолютную разность результатов двух измерений, проведенных в коротком интервале времени и при одинаковых условиях.
Стандартизованная разность уровней звукового давления DnT – разность уровней, скорректированная по стандартизованному значению звукопоглощения по стандартизованному значению времени реверберации в помещении низкого уровня
Классификация оконных блоков
Оконные блоки классифицируют прежде всего по основным эксплуатационным признакам [7]:
• по материалам элементов;
• по вариантам заполнения светопрозрачной части изделия;
• по назначению;
• по вариантам конструктивного исполнения;
• по конструкциям устройств для проветривания и регулирования температурно-влажностного режима помещения;
• по числу и расположению контуров уплотнения;
• по видам угловых соединений;
• по архитектурным рисункам.
Классификация изделий по виду отделочного покрытия, а также по специфическим признакам устанавливается стандартами на конкретные виды изделий.
По материалам элементов изделия подразделяют на следующие виды:
• деревянные;
• поливинилхлоридные;
• из алюминиевых сплавов;
• стальные;
• стеклопластиковые;
• комбинированные (деревоалюминиевые, деревополивинилхлоридные и т.п.).
По вариантам заполнения светопрозрачной части изделия подразделяют на следующие виды:
• с листовым стеклом;
• со стеклопакетами;
• с листовым стеклом и стеклопакетами.
По назначению изделия подразделяют на предназначенные для применения в жилых, производственных и других видах зданий и сооружений.
По вариантам конструктивного исполнения изделия классифицируют:
— по типам конструкции: одинарные, спаренные, раздельные, раздельно-спаренные;
— по числу рядов остекления:
• с одинарным остеклением (для неотапливаемых помещений);
• с двойным остеклением;
• с тройным остеклением;
• с четверным остеклением.
По конструкциям устройств для проветривания и регулирования температурно-влажностного режима помещения различают изделия:
• с форточками;
• с фрамугами;
• с вентиляционными клапанами;
• с климатическими клапанами;
• с системами самовентиляции.
По числу и расположению контуров уплотнения различают изделия:
• с одним контуром уплотнения (для неотапливаемых помещений);
• со средним и внутренним уплотнением.
По видам угловых соединений различают изделия:
• неразборные (клеевые, сварные, опрессованные и др.);
• сборно-разборные (на механических связях).
По архитектурным рисункам изделия подразделяют на следующие виды:
• прямоугольные;
• фигурные (треугольные, многоугольные, арочные, круглые, овальные и др.);
• с декоративными переплетами;
• со сложным рисунком.
Изделия также классифицируют по основным эксплуатационным характеристикам: приведенному сопротивлению теплопередаче, воздухо- и водопроницаемости, звукоизоляции, общему коэффициенту пропускания света, сопротивлению ветровой нагрузке, стойкости к климатическим воздействиям.
Требования к оконным блокам
Балконные дверные блоки должны соответствовать требованиям [6], стандартам на конкретные виды изделий [7-9] и изготавливаться по конструкторской и технологической документации, утвержденной в установленном порядке.
Изделия состоят из рамочных элементов (коробок, полотен, форточек, фрамуг). В качестве светопрозрачной части изделий применяют листовое стекло по [10], стеклопакеты по [11] или по нормативной документации, утвержденной в установленном порядке.
Методика измерений частотной характеристики звукоизоляции дверных блоков
В ходе информационных исследований была разработана методика определения изоляции воздушного шума дверными блоками в лабораторных условиях, которая 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 R и ее частотной зависимости R(f).
Результаты проведенных испытаний по данной методике частично были изложены в [12].
Испытательное оборудование и аппаратура
Испытания осуществлялись в лабораторных условиях в акустической камере в соответствии с требованиями [3, 4].
Испытательное оборудование и аппаратура включают в себя испытательную камеру с передающей и приемной измерительными системами, отвечающими требованиям, изложенным в [3, 4, 13-17].
В таблице 1 перечислены наименования и типы поверенной в установленном порядке аппаратуры.
Таблица 1. Перечень аппаратуры измерительных систем
| № п/п | Наименование | Тип |
| 1 | Шумомер | 2209 |
| 2 | Генератор шума | 03 004 |
| 3 | Усилитель мощности | RMX 85 |
| 4 | Излучатель звука | 25КЗ-12Б |
| 5 | Третьоктавный фильтр | 01024 |
| 6 | Узкополосый фильтр | 01 013 |
| 7 | Излучатель звука | АС SBN 1121 |
| 8 | Барометр-анероид | БАММ-1 |
| 9 | Психрометр | МТВ-4м |
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 [3, 4, 18-20].
Проведение испытаний
В ходе испытаний попеременно открывают и закрывают створки (полотна) испытываемых образцов не менее 10 раз. При этом включают передающую систему и измеряют уровень звукового давления при помощи приемной измерительной системы в последовательности, предусмотренной в [3].
Измерения следует проводить после выдерживания образца при температуре (20±3)°С в течение 24 ч. Сами измерения выполняют в соответствии с требованиями, изложенными в [3, 4].
Индекс изоляции воздушного шума испытываемой конструкции определяют по [8] 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, приведенных в [3, 4, 5]. При этом погрешность результатов измерений следует оценивать по [3].
Результаты испытаний
Представленные для испытания балконные деревянные двери были изготовлены заказчиком по техническим условиям, разработанным в соответствии с требованиями [5-8, 10, 11] и в соответствии с конструкторской и технологической документацией, утвержденной в установленном порядке.
Уплотнение притворов окон и балконных дверей производилось при помощи эластичных полимерных прокладок. Прилегание прокладок плотное, исключающие проникновение воды. Стекло и стеклопакеты были установлены на атмосферостойкой силиконовой мастике.
Для остекления изделий применялось двойное остекление. Толщина стекла составляла: для блоков, предназначенных для жилых зданий, – 2,5-3 мм; для блоков, предназначенных для общественных зданий, – 3-4 мм. Обычно толщину стекла уточняют в заказе с учетом ветровых нагрузок и шумовых воздействий на здание.
Следует отметить, что при проведении испытаний монтаж конструкций в проеме испытательной камеры осуществлялся с применением упругого уплотняющего материала, размещаемого по контуру образца, чем обеспечивалось демпфирование образца от передачи колебательных волн через кирпичную кладку проема [2].
Для проведения испытаний были отобраны образцы разных марок деревянных балконных дверей для жилых и общественных зданий. Отбор образцов осуществлялся на основании требований ТУ заказчика и в соответствии с требованиями [18-20].
В таблицах 2-7 приведены усредненные данные частотных характеристик средних уровней звукового давления в помещении высокого (LBср) и низкого (LНср) уровней давления, полученные в результате испытаний отобранных образцов, а также частотные характеристики величины звукоизоляции воздушного шума R(f) для испытанных образцов дверей различных марок. Испытания осуществлялись на четырех образцах каждого типа изделия.
Таблица 2. Частотная характеристика балконного дверного деревянного блока раздельной конструкции, вариант заполнения светопрозрачной части 2,5М1+(4М1-10-4М1-10-4М1), RА трансп.=24,0 дБА, RW=29,8 дБ
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| LBср, дБ | 107,0 | 107,4 | 105,3 | 106,5 | 106,5 | 105,6 | 106,8 | 106,2 | 105,2 | 100,0 | 96,3 | 93,7 | 94 | 79,7 | 88,1 | 94,2 |
| LHср, дБ | 86,5 | 83,0 | 76,5 | 78,1 | 73,8 | 70,1 | 70,2 | 68,7 | 67,0 | 58,9 | 56,3 | 52,1 | 52,7 | 47,4 | 52,7 | 54,0 |
| Rf, дБ | 15,7 | 20,2 | 24,1 | 23,3 | 27,2 | 31,1 | 32,2 | 31,5 | 34,1 | 36,4 | 34,5 | 36,1 | 36,2 | 28,2 | 30,9 | 34,7 |
Таблица 3. Частотная характеристика балконного дверного деревянного блока одинарной конструкции, вариант заполнения светопрозрачной части 4М1-16-4М1, RА трансп.=23,0 дБА, RW=24,2 дБ
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| LBср, дБ | 107,8 | 109,7 | 105,8 | 104,9 | 105,8 | 106,7 | 109,7 | 108,9 | 103,5 | 99,3 | 94,8 | 90,5 | 92,3 | 77,9 | 85,8 | 94,4 |
| LHср, дБ | 87,2 | 86,5 | 92,4 | 79,4 | 81,2 | 79,1 | 83,6 | 75,9 | 70,2 | 65,4 | 89,8 | 59,4 | 56,1 | 48,2 | 52,1 | 56,7 |
| Rf, дБ | 15,8 | 19,1 | 18,6 | 19,9 | 19,1 | 23,1 | 21,7 | 27,1 | 29,1 | 29,2 | 29,5 | 25,6 | 31,1 | 25,5 | 29,2 | 32,2 |
Таблица 4. Частотная характеристика балконного дверного деревянного блока одинарной конструкции, вариант заполнения светопрозрачной части 4М1-10-4М1-10-4М1, RА трансп.=23,0 дБА, RW=24,5 дБ
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| LBср, дБ | 107,9 | 108,6 | 105,8 | 104,2 | 106,8 | 108,6 | 108,8 | 108,4 | 105,7 | 100,9 | 94,8 | 91,4 | 93,1 | 78,2 | 83,6 | 93,8 |
| LHср, дБ | 87,8 | 85, 1 | 94,8 | 77,5 | 82,2 | 82,1 | 80,3 | 75,4 | 71,8 | 69,7 | 60,8 | 55,2 | 56,1 | 47,7 | 51,8 | 56,3 |
| Rf, дБ | 15,3 | 19,3 | 15,9 | 22,1 | 19,2 | 22,0 | 24,1 | 27,0 | 29,8 | 26,4 | 29,5 | 30,7 | 31,9 | 26,3 | 27,4 | 32,0 |
Таблица 5. Частотная характеристика балконного дверного деревянного блока одинарной конструкции, вариант заполнения светопрозрачной части 4М1-6-4М1 -14-4М1, RА трансп.=24,9 дБА, RW=27,2 дБ
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| LBср, дБ | 107,9 | 107,6 | 106,4 | 107,8 | 108,6 | 106,4 | 108,3 | 107,8 | 104,0 | 97,3 | 94,9 | 91,0 | 92,9 | 78,5 | 85,7 | 96,1 |
| LHср, дБ | 87,4 | 91,3 | 91,7 | 82,8 | 81,1 | 80,5 | 79,1 | 72,2 | 67,8 | 58,5 | 54,0 | 49,8 | 50,9 | 45,3 | 51,0 | 55,8 |
| Rf, дБ | 16,4 | 12,9 | 10,7 | 20,6 | 22,6 | 22,3 | 25,5 | 30,5 | 32,9 | 34,8 | 36,1 | 36,6 | 37,7 | 29,9 | 31,0 | 35,6 |
Таблица 6. Частотная характеристика балконного дверного деревянного блока одинарной конструкции, вариант заполнения светопрозрачной части 4М1-10-4М1-10-4М1, RА трансп.=29,0 дБА
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| LBср, дБ | 93,0 | 94,8 | 88,8 | 89,2 | 90,4 | 88,7 | 91,8 | 92,2 | 90,7 | 89,2 | 86,7 | 86,0 | 85,0 | 83,8 | 84,3 | 85,5 |
| LHср, дБ | 69,17 | 71,8 | 52,0 | 60,8 | 64,5 | 58,7 | 59,5 | 56,7 | 53,0 | 49,8 | 47,5 | 47,3 | 46,5 | 45,2 | 43,5 | 47,0 |
| Rf, дБ | 19,1 | 18,9 | 32,1 | 23,2 | 20,7 | 25,6 | 27,9 | 29,6 | 33,5 | 34,6 | 33,7 | 33,2 | 33,9 | 34,5 | 36,4 | 33,0 |
Таблица 7. Частотная характеристика балконного дверного деревянного блока раздельной конструкции, вариант заполнения светопрозрачной части 4М1+( 4М1-10-4М1-10-4М1), RА трансп.=30 дБА
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| LBср, дБ | 78,5 | 83,2 | 77,3 | 77,5 | 78,3 | 78,3 | 80,7 | 78,7 | 75,7 | 76,7 | 74,5 | 74,3 | 72,0 | 66,8 | 68,5 | 69,2 |
| LHср, дБ | 60 | 63,3 | 52,5 | 45,7 | 46,2 | 44,0 | 44,3 | 41,3 | 35,0 | 33,2 | 29,5 | 27,3 | 23,3 | 20,3 | 21,5 | 21,7 |
| Rf, дБ | 14,6 | 15,5 | 20,9 | 27,6 | 27,5 | 30,7 | 32,7 | 32,3 | 37,4 | 39,6 | 40,4 | 42,4 | 44,4 | 43,2 | 43,4 | 42,9 |
Выводы:
Получены количественные значения показателей звукоизоляции распространенных типов балконных деревянных дверей, в том числе частотные характеристики показателя изоляции воздушного шума в зависимости от типа заполнения светопрозрачной части и иных конструктивных отличий.
Погрешность результатов серии испытаний составила ΔSα=±0,6 дБ.
Установлено, что испытанные изделия соответствуют требованиям НД заказчика в части заявленных требований по звукоизоляционным характеристикам.
Библиографический список
1. СНиП 23-03-2003. Защита от шума.
2. СП 23-103-2003. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.
3. ГОСТ 27296-87 (СТ СЭВ 4866-84). Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерения.
4. ГОСТ 26602.3-99. Блоки оконные и дверные. Метод определения звукоизоляции.
5. СТ СЭВ 4867-84. Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий. Нормы.
6. ГОСТ 23166-99. Блоки оконные, деревянные. Общие технические условия.
7. ГОСТ 112.14-86. Окна и балконные двери деревянные с двойным остеклением для жилых и общественных зданий. Типы, конструкции и размеры.
8. ГОСТ 24699-2002. Блоки оконные деревянные со стеклами и стеклопакетами. Технические условия.
9. ГОСТ 24700-99. Блоки оконные деревянные со стеклопакетами. Технические условия.
10. ГОСТ 111-2001. Стекло листовое. Технические условия.
11. ГОСТ 24866-99. Стеклопакеты клееные строительного назначения. Технические условия.
12. Редько Ю.Б. Звукоизоляция дверей деревянных балконных в зависимости от их конструкции. – М.: Кровельные и изоляционные материалы, № 4, 2013.
13. ГОСТ 17168-82. Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний.
14. ГОСТ 24388-88. Усилители сигналов звуковой частоты бытовые. Общие технические условия.
15. ГОСТ 6495-89. Микрофоны. Общие технические условия.
16. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.
17. ГОСТ 23854-79. Измерители уровня электрических сигналов. Общие технические требования и методы испытаний.
18. ГОСТ Р 5079-52-95. Статистические методы. Приемочный контроль качества по альтернативному признаку.
19. ГОСТ 24660-81. Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку на основе экономических показателей.
20. ГОСТ 1832-73* (СТ СЭВ 1934-79). Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции.
