CC BY
8Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Расчет конструкций
УДК 699.86
И.Е. ЦУКЕРНИКОВ, д-р техн. наук, зав. лабораторией защиты зданий от вибрации и структурного шума, И.Л. ШУБИН, канд. техн. наук, директор НИИСФ РААСН(Москва)
Заявление и проверка значений изоляции воздушного шума звукоизоляционных изделий
Предлагаются методы заявления и проверки значений изоляции воздушного шума звукоизоляционными материалами и изделиями, измеряемых по ГОСТ27296-87 «Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерений» с учетом неопределенности измерений, определяемой по РМГ 43 при доверительной вероятности 0,95.
Ключевые слова: звукоизоляционные материалы, изоляция воздушного шума, неопределенность измерений
В документации и рекламных проспектах фирм-изготовителей звукоизоляционных материалов и изделий приводятся значения изоляции воздушного шума в виде индексов изоляции или третьоктавных спектров. При этом для каждой величины приводят по одному значению, подразумевая, очевидно, что это - наименьшее значение параметра звукоизоляции, превышение которого гарантируется изготовителем для представляемого ассортимента изделий. Методы измерения изоляции воздушного шума И в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 100-3150 Гц установлены ГОСТ 27296-87, а процедура определения по ним индекса изоляции Rw - СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» и его актуализированной редакцией - СП 51.13330-2003, введенной в действие с 20.05.2011. Вместе с тем отсутствуют методы подтверждения установленных в документах значений параметров изоляции, которые можно было бы использовать для проведения сертификации поставляемой на рынок продукции. В настоящее время при сертификации возможна лишь проверка удовлетворения нормативным значениям индекса изоляции воздушного шума внутренними ограждающими конструкциями жилых и общественных зданий, установленным СНиП 23-03-2003.
Кроме того, как отмечено во введении к международному стандарту ИСО 140-2:1991 [1], невозможно детально с исчерпывающей полнотой задать конструкцию испытательного оборудования или описать свойства полученного звукового поля. Поэтому в международных стандартах [2, 3] и межгосударственном стандарте ГОСТ 27296-87 установлены лишь общие обязательные требования к испытательному оборудованию и процедурам измерений. В деталях оставлена свобода выбора для специалиста-оператора. Это обстоятельство со статистическим характером звуковых полей в помещениях приводит к неопределенностям в результатах, вызванным случайными и систематическими воздействиями.
Случайные воздействия могут быть определены и учтены с помощью повторения независимых измерений при одинаковых условиях.
Систематические воздействия (связанные например, с размерами и формой испытательных помещений, особенностями установки испытываемого образца, калибровкой измерительной аппаратуры) не могут быть определены с
помощью какой-либо простой процедуры. Как правило, для оценки систематических воздействий необходимо сравнение измерений, выполненных в различных испытательных условиях с определением случайных неопределенностей для этих условий.
В соответствии с современными статистическими методами в [1] использованы концепции повторяемости и воспроизводимости, получаемые из полного набора результатов испытаний, выполняемых в достаточном числе различных испытательных лабораторий. В ГОСТ 27296-87 сохранено лишь использование повторяемости результатов, что позволяет оценивать погрешность результатов измерений, полученных стандартными методами в одной испытательной лаборатории.
В любом случае это предоставляет возможность оценить неопределенность результатов измерений, которую следует использовать при установлении заявляемых значений изоляции поставляемых на рынок изделий. Приведение же в сопроводительных документах на изделие кроме заявленного значения звукоизоляции также и суммарной неопределенности, с которой было определено заявленное значение, позволяет предложить метод его проверки и подтверждения гарантий изготовителя, что и является смыслом сертификационных испытаний продукции.
В данной работе предлагаются методы определения и проверки заявляемых значений изоляции воздушного шума. Неопределенность измерений оценивается в соответствии с Рекомендациями по межгосударственной стандартизации РМГ 43-01. Для проверки заявленного значения использован метод, соответствующий двухступенчатому плану контроля по ГОСТ 27408-87 (СТ СЭВ 5711-86*) «Шум. Методы статистической обрабоики результатов определения и контроля уровней шума, излучаемого машинами», примененный при проверке заявленных значений шумовых характеристик источников шума в ГОСТ 30691-01 (ИСО 4871-96) «Шум машин. Заявления и контроль шумовых характеристик».
Определение заявленных значений изоляции воздушного шума. Заявленные значения изоляции воздушного шума звукоизоляционными изделиями определяют для партии изделий, производимых одним изготовите-
102011
37
Расчет конструкций
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
лем по результатам измерении, выполненных в испытательных (реверберационных) помещениях по ГОСТ 27296-87 с учетом неопределенности измерении.
При определении заявленных значении звукоизоляции следует учитывать:
- погрешность метода измерении, характеризуемую стандартной неопределенностью повторяемости иг результатов измерений, полученных на одном и том же образце при одинаковых условиях, то есть при повторном применении одного и того же метода измерений в течение короткого промежутка времени между измерениями в одном и том же испытательном помещении, одним и тем же оператором, с использованием одного и того же испытательного оборудования;
- нестабильность процесса производства, характеризуемую стандартнои неопределенностью стабильности производства ир, для оценки которой проводят измерения звукоизоляции в одной лаборатории в одинаковых условиях, как они определены выше для оценки неопределенности повторяемости, на нескольких образцах изделия из одной партии;
- суммарные стандартные неопределенности ис измеренных значений звукоизоляции.
Из партии изделий выбирают п образцов. Для каждого образца в одинаковых условиях проводят j (до 25) измерений звукоизоляции по ГОСТ 27296-087 (п.п. 5.1.1 - 5.1.5) и определяют значения звукоизоляции в третьоктавных полосах частот.
Вычисляют п соответствующих средних арифметических значений Ят, дБ, и оценивают п средних квадратиче-ских отклонений s , дБ, по формулам:
ю
(1)
(2)
иг =тах{зт\ ]
(3)
т=1
(4)
(5)
Оценивают суммарную стандартную неопределенность ис по формуле:
ис=у/и? + и£.
(6)
Значения Я и ис являются оценками соответственно истинных среднего значения и суммарной стандартной неопределенности партии образцов акустических изделий.
Заявленное значение звукоизоляции Яй, дБ, соответствует нижней границе доверительного интервала, определяемой при доверительной вероятности 0,95 по формуле:
Яч= Я~2иг .
(7)
Если заявлению подлежат значения изоляции воздушного шума в октавных полосах частот, как это имеет место, например, для акустических панелей, используемых в конструкциях экранов для железнодорожного транспорта в соответствии с проектом национального стандарта [4], в выражениях (1), (2) следует использовать в качестве Ят значения изоляции в октавных полосах частот. Эти значения рассчитывают по трем измеренным значениям треть-октавного спектра Я1/3осттк, входящим в рассматриваемую октавную полосу, с помощью выражения [1]:
■| д -0,1Я 1/з осШк
(8)
\к=1
где Ят - -е значение звукоизоляции, измеренное в треть-октавной полосе для т-го образца, дБ.
В качестве оценки стандартной неопределенности повторяемости и,, дБ, принимают максимальное значение sm:
Если площадь испытываемых образцов составляет не менее 10 м2, оценочное значение стандартной неопределенности повторяемости можно определять, используя установленные ГОСТ 27296-87 предельные значения повторяемости г результатов измерений из выражения иг = г/2,8 [1].
Вычисляют среднее арифметическое значение звукоизоляции Я, дБ, выборки и оценивают стандартную неопределенность стабильности производства и , дБ, по формулам:
Аналогично, при заявлении индекса изоляции в выражения (1), (2) должны входить значения индексов изоляции Яшт/, рассчитанные по значениям изоляции в третьоктавных полосах частот для каждого /-го измерения т-го испытываемого образца.
Заявлению в технической документации на экран подлежат значения обеих величин Яй и ис, округленные до ближайшего целого значения.
Проверка заявленных значений. Проверке подлежат заявленные значения звукоизоляции Яй, приведенные в технической документации на изделие.
Проверка может быть выполнена с помощью одного из трех планов, установленных ГОСТ 27408-87. Рассмотрим случай двухступенчатого плана контроля с использованием выборки из трех образцов, случайным образом отобранных из проверяемой партии звукоизоляционных изделий. Такой план использован при проверке заявленных значений шумовых характеристик машин в ГОСТ 30691-01 и вибрационных характеристик машин и виброизолирующих изделий в ГОСТ 12.1.012-2004 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования».
На первом этапе контроля используют один образец, составленный из контролируемых изделий, случайным образом отобранных из партии. Выполняют измерения по ГОСТ 27296-87 (п.п. 5.1 - 5.5) и определяют значение заявленного параметра звукоизоляции Я1.
Критерием, позволяющим утверждать, что значение звукоизоляции соответствует заявленному значению, является выполнение неравенства:
т= 1
(Я,-Яй)> 1,194 ис,
(9)
38
10'2011
Научно-технический и производственный журнал
Расчет конструкций
где ис - заявленное в технической документации значение суммарной стандартной неопределенности измерения значения Иа.
Партию бракуют, если удовлетворяется неравенство:
(Я,-Я„) >-0,1201 ис. (10)
Если имеет место неравенство:
-0,1201 ис<(Я-Я(,)< 1,194ц,, (11)
то решение о годности партии панелей не может быть принято по результатам испытаний на трех образцах. В этом случае следует перейти к выполнению второго этапа. Однако испытанные изделия считают прошедшими проверку, если выполняется неравенство:
Я,> Rd .
(12)
Результаты вычисления частей неравенств (9)—(11), содержащих ис, округляют до 0,5 дБ.
Если решение о годности или негодности парии не может быть принято по контролю одного образца, то необходимо дополнительно испытать еще два образца, случайным образом отобранных из партии, и вычислить среднее арифметическое значение звукоизоляции И, дБ, для выборки из трех образцов по формуле (4) с п=3.
Партию принимают, если удовлетворяется неравенство:
(R-fld) > 0,533 ис.
(13)
Партию не принимают, если это неравенство не удовлетворяется.
Когда результат проверки для партии изделий оказывается неудовлетворительным, отдельные образцы считают прошедшими проверку индивидуально, если результаты их испытаний удовлетворяют неравенству (12).
Список литературы
1. ISO 140-2:1991. Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 2: Determination, verification and application of precision data. International standard. ISO standards handbook. Acoustics, vol. 2. International Organization for Standardization, Geneva, 1995. P. 574-588.
2. ISO 140-3:1995. Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 3: Laboratory measurements of airborne sound insulation of building elements. International standard. ISO standards handbook. Acoustics, vol. 2. International Organization for Standardization, Geneva, 1995. P. 589-608.
3. ISO 140-9:1985. Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements. Part 9: Laboratory measurements of room-to-room airborne sound insulation of a suspended ceiling with a plenum above it. International standard. ISO standards handbook. Acoustics, vol. 2. International Organization for Standardization, Geneva, 1995. P. 639-644.
4. ГОСТ Р Экраны акустические для железнодорожного транспорта. Технические требования. Проект стандарта РФ. Окончательная редакция. СПб., БГТУ 2011.
10'2011
39
