СПОСОБ ПОВЕРКИ АКУСТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И АППАРАТУРЫ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
METHOD TO CALIBRATE ACOUSTIC EQUIPMENT AND EQUIPMENT OF TEST ROOMS

Область техники
Изобретение относится к области наземного строительства и предназначено для проведения внеплановых и плановых поверок акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений, в которых проводятся в лабораторных условиях типовые, сертификационные и другие измерения показателя изоляции воздушного шума (звукоизоляции) образцов внутренних и наружных ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, в том числе оконных и дверных блоков, а также светопрозрачных ограждающих конструкций и их фрагментов. Сюда же относится и группа испытаний, позволяющая проверить расчетные и конструктивные акустические решения ограждающих конструкций в лабораторных условиях.
Цель изобретения - осуществление поверки акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений.
Это достигается обеспечением нормированной звукоизоляции узла крепления панели из силикатного стекла в испытательном проеме, расширением режимов осуществления испытаний, использованием панели в качестве звукоизоляционной меры, обладающей регламентированной стандартом частотной характеристикой звукоизоляции в широком диапазоне частот, и представлением числовых значений поверочных оценок, для чего все щели заполняют эластичным уплотняющим материалом или замазкой, звукоизоляционные свойства которой отвечают нормативным требованиям, а измерения дополнительно проводят в диапазоне частот 100-1250 Гц, при этом результаты измерений должны соответствовать следующим поверочным оценкам с допустимым отклонением ±0,5 дБ:
100 Гц…R=23 дБ;
125 Гц…R=24,5 дБ;
160 Гц…R=26 дБ;
200 Гц…R=27,5 дБ;
250 Гц…R=29 дБ;
315 Гц…R=30,5 дБ;
400 Гц…R=32 дБ;
500 Гц…R=33,5 дБ;
630 Гц…R=35 дБ;
800 Гц…R=33 дБ;
1000 Гц…R=31 дБ;
1250 Гц…R=29 дБ.
Описание аналогов
Известен экспериментальный метод определения принадлежности пары испытательных помещений либо к виду помещений без косвенной передачи звука, либо к виду помещений с косвенной передачей звука, когда в проем между испытательными помещениями устанавливают образец устройства, звукоизоляция которого должна быть не ниже звукоизоляции остальных ограждающих устройств этих помещений, и производят обычные измерения и вычисления звукоизоляции этого образца [1, Приложение 1, пункт 2].
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, относится отсутствие технического обоснования конструктивных размеров, физических и акустических свойств устанавливаемого образца, что не позволяет применять его в качестве звукоизоляционной меры при проведении поверок акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений.
Описание прототипа
Наиболее близким решением того же назначения по совокупности признаков является метод, предназначенный для проведения специальных испытаний замазки на соответствие ее звукоизоляционных свойств установленным нормативным требованиям стандарта [2, приложение Б].
3
3
4
2
Метод заключается в следующем: в испытательный проем монтируют панель из силикатного стекла плотностью 2,5×10 кг/м, модулем упругости 7×10 Н/мм, толщиной (10,0±0,3) мм и размерами 1230×1480 мм, все щели заполняют замазкой выбранного типа и проводят измерения для определения величины показателя снижения шума (звукоизоляции) в третьоктавных полосах в диапазоне частот 1600-3150 Гц, при этом результаты должны соответствовать следующим требованиям: 1600 Гц…R=(31,1±1,6) дБ; 2000 Гц…R=(35,6±1,2) дБ; 2500 Гц…R=(39,1±1,1) дБ; 3150 Гц…R=(42,7±1,8) дБ.
Критика прототипа
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного метода, относится его узконаправленное применение для проведения специальных лабораторных испытаний в отношении звукоизоляционных свойств замазки на соответствие установленным требованиям стандарта [2].
Кроме того, в прототипе [2, приложение Б] измерения проводят в узком высокочастотном диапазоне частот от 1600 Гц до 3150 Гц, а не во всем нормированном для определения звукоизоляции диапазоне 100-3150 Гц. Также даны требования к значению показателя звукоизоляции только в диапазоне частот 1600-3150 Гц, т.е. отсутствует техническое обоснование акустических свойств во всем нормированном частотном диапазоне частот, что не позволяет получить соответствие акустическим требованиям методов определения звукоизоляции как в отношении ограждающих конструкций [1, пункт 4.6], так и в отношении оконных и дверных блоков, в том числе светопрозрачных ограждающих конструкций и их фрагментов [2, пункт 5.3.3], где измерения должны проводиться во всех третьоктавных полосах со средними геометрическими частотами в диапазоне 100-3150 Гц.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в осуществлении поверки акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений.
Указанная задача решается за счет достижения при осуществлении изобретения технического результата, который заключается в обеспечении нормированной звукоизоляции узла крепления панели из силикатного стекла в испытательном проеме, в расширении режимов осуществления испытаний, в использовании панели в качестве звукоизоляционной меры, обладающей регламентированной стандартом частотной характеристикой звукоизоляции в широком диапазоне частот, и представлении числовых значений поверочных оценок.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что все щели заполняют эластичным уплотняющим материалом или замазкой, звукоизоляционные свойства которой отвечают нормативным требованиям, а измерения дополнительно проводят в диапазоне частот 100-1250 Гц, при этом результаты измерений должны соответствовать следующим поверочным оценкам с допустимым отклонением ±0,5 дБ:
100 Гц…R=23 дБ;
125 Гц…R=24,5 дБ;
160 Гц…R=26 дБ;
200 Гц…R=27,5 дБ;
250 Гц…R=29 дБ;
315 Гц…R=30,5 дБ;
400 Гц…R=32 дБ;
500 Гц…R=33,5 дБ;
630 Гц…R=35 дБ;
800 Гц…R=33 дБ;
1000 Гц…R=31 дБ;
1250 Гц…R=29 дБ.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из числа выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков, позволило определить совокупность существенных по отношению к техническому результату признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» действующего законодательства.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня, заявителем проведен дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с признаками, отличительными от прототипа, результаты которого показали, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень» действующего законодательства.
Перечень чертежей
На фигуре представлена частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойным плоским тонким ограждением из силикатного стекла, полученная расчетным путем в соответствии с нормативными требованиями СП 23-103 [3, рисунок 5].
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Сущность изобретения в отношении необходимости обеспечения нормативной звукоизоляции узла крепления панели из силикатного стекла в испытательном проеме, в отношении возможности использования панели из силикатного стекла, имеющей регламентированные конструктивные размеры, физические и акустические свойства, в качестве звукоизоляционной меры, а также в отношении необходимости расширения режимов осуществления испытаний, проводимых с ее помощью, продиктована требованиями регламентирующих документов.
Устройство для осуществления предлагаемого способа поверки акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений представляет собой панель из силикатного стекла, которую монтируют в испытательный оштукатуренный проем, все щели заполняют эластичным уплотняющим материалом или замазкой, звукоизоляционные свойства которой отвечают нормативным требованиям. Измерения звукоизоляции проводят в третьоктавных полосах в широком диапазоне частот от 100 до 3150 Гц.
Использование для звукоизоляции узла крепления панели в испытательном проеме эластичного уплотняющего материала или замазки, прошедшей специиальные испытания и подтвердившей соответствие звукоизоляционных свойств требованиям стандарта, предусмотрено нормативным документом [2, пункт 5.2.6].
Предлагаемый способ основан на использовании в качестве звукоизоляционной меры панели из силикатного стекла, универсальной по своим конструктивным размерам. Толщина стекла (10,0±0,3) мм соответствует требованиям, указанным в [2, Приложение Б]. Размеры панели 1230×1480 мм соответствуют требованиям, указанным в [2, Приложение Б], в части возможности применения ее при испытаниях звукоизоляционной замазки - 1230×1480 мм, и требованиям, указанным в [2, пункт 5.2.7], в части минимальных размеров испытываемых образцов светопрозрачных ограждений - [(1250×1500)±50] мм.
3
3
4
2
Предлагаемый способ основан на использовании в качестве звукоизоляционной меры панели из силикатного стекла, имеющей строго указанные физические свойства материала: она выполняется из силикатного стекла плотностью 2,5×10 кг/м, модулем упругости 7×10 Н/мм.
Предлагаемый способ основан на использовании в качестве звукоизоляционной меры панели из силикатного стекла, универсальной по своим акустическим свойствам, так как ее частотная характеристика показателя изоляции воздушного шума (звукоизоляции) регламентирована в широком диапазоне частот от 100 до 3150 Гц, что удовлетворяет как требованиям при измерениях звукоизоляции светопрозрачных ограждений [2, пункт 5.3.3], так и требованиям при измерениях звукоизоляции ограждающих конструкций [1, пункт 4.6]. При этом частотная характеристика изоляции воздушного шума панели, измеренная в третьоктавных полосах в широком диапазоне частот, соответствует нормативным требованиям СП 23-103 [3, рисунок 5] в отношении однослойных плоских тонких ограждений из силикатного стекла, т.е. панель может служить мерой звукоизоляции, что является необходимым условием ее использования при проведении поверочных испытаний акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений.
В подтверждение вышеизложенного приведем обоснование полученных акустических результатов. Согласно [4, пункт 9.9], расчет звукоизоляции ограждающих устройств должен производиться при разработке новых конструктивных решений ограждений, при применении новых строительных материалов и изделий. Окончательная оценка звукоизоляции таких устройств должна производиться на основании натурных испытаний по ГОСТ 27296 [2].
Расчет звукоизоляции ограждающих устройств должен производиться на основании нормативных требований СП 23-103 [3].
Согласно [3, пункт 3.5], частотную характеристику изоляции воздушного шума (R, дБ) однослойного плоского тонкого ограждающего устройства из металла, стекла, гипсокартонных листов и тому подобных материалов следует определять графическим способом, изображая ее в виде ломаной линии, аналогичной линии на рисунке [3, рисунок 5]. Однако в [3] эта ломаная изображена на графике без указания масштабов по осям координат.
В соответствии с приведенной в [3] методикой, определим масштабы по осям координат частотной характеристики изоляции воздушного шума ограждением из листа силикатного стекла. Координаты точек В и С определяются по таблице для силикатного стекла толщиной h [3, таблица 11]
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
f<sub>B</sub>, Гц
f<sub>C</sub>, Гц
R<sub>B</sub>, дБ
R<sub>C</sub>, дБ
2500
6000/h
12000/h
35
29
B
C
При этом значения частот f и f округляются до ближайшей среднегеометрической частоты однотретьоктавной полосы. Наклон участка АВ принимается равным 4,5 дБ/окт.
B
C
B
C
По таблице [3, таблица 11] находим координаты точек В и С, приняв толщину стекла h равной 10 мм, что соответствует толщине применяемой панели: f=6000/10=600 Гц, f=12000/10=1200 Гц, R=35 дБ, R=29 дБ. Строим частотную характеристику в соответствии со схемой на рисунке [3, рисунок 5] в диапазоне частот 100-1250 Гц. Из точки В проводим влево отрезок ВА с наклоном 4,5 дБ/окт.
Результаты построений представлены на фигуре.
В соответствии с полученной частотной характеристикой переведем результаты из графической формы в числовую
100 Гц…R=23 дБ;
125 Гц…R=24,5 дБ;
160 Гц…R=26 дБ;
200 Гц…R=27,5 дБ;
250 Гц…R=29 дБ;
315 Гц…R=30,5 дБ;
400 Гц…R=32 дБ;
500 Гц…R=33,5 дБ;
630 Гц…R=35 дБ;
800 Гц…R=33 дБ;
1000 Гц…R=31 дБ;
1250 Гц…R=29 дБ.
Величины звукоизоляции в диапазоне частот 1600-3150 Гц должны соответствовать величинам, приведенным в [2, Приложение Б]:
1600 Гц…R=(31,1±1,6) дБ; 2000 Гц…R=(35,6±1,2) дБ; 2500 Гц…R=(39,1±1,1) дБ; 3150 Гц…R=(42,7±1,8) дБ.
Выше получено техническое обоснование акустических свойств панели в нормированном диапазоне частот, что позволяет получить одновременное соответствие требованиям стандартизированных методов определения звукоизоляции [1] и [2], согласно которым измерения должны проводиться во всех третьоктавных полосах со средними геометрическими частотами в диапазоне 100-3150 Гц.
Результаты измерений, полученные в ходе поверки акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений, должны соответствовать полученным поверочным оценкам в диапазоне частот 100-1250 Гц, а в диапазоне частот 1600-3150 Гц - нормативным требованиям [2, Приложение Б], в противном случае потребуется проведение мероприятий для устранения несоответствия технических характеристик поверяемого оборудования и аппаратуры нормативным требованиям.
Периодическое использование предлагаемого способа, основанного на применении универсальной по своим конструктивным размерам, физическим и акустическим свойствам панели из силикатного стекла, для проведения внеплановых и плановых поверок оборудования и аппаратуры испытательных помещений позволит повысить достоверность результатов измерений звукоизоляции образцов ограждающих конструкций, в том числе оконных и дверных блоков, светопрозрачных ограждающих конструкций, используемых в сооружении внутренних и наружных ограждений жилых и общественных зданий.
Вышеизложенное подтверждает обоснованность использования панели из силикатного стекла, обладающей универсальностью конструктивных размеров, физических и акустических свойств, в качестве звукоизоляционной меры при проведении поверочных испытаний, отражает обеспечение звукоизоляции узла крепления панели в испытательном проеме, отвечающей установленным нормативным требованиям стандарта, свидетельствует о необходимости расширения режимов испытаний и представляет полученные числовые значения поверочных оценок величины звукоизоляции в третьоктавных полосах в диапазоне испытательных частот 100-1250 Гц. Предлагаемый способ дает возможность расширить набор специальных испытаний, проводимых с помощью панели из силикатного стекла, за счет появившейся возможности проводить поверки акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений.
Для подтверждения возможности воплощения предлагаемого способа было собрано устройство для его осуществления и проведены испытания в сертифицированной лаборатории. Отклонение результатов, полученных экспериментальным путем, от результатов расчетов, приведенных выше, составило не более ±0,5 дБ.
Таким образом, вышеуказанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующих условий:
- способ, воплощающий заявленное изобретение, предназначен для проведения внеплановых и плановых поверок акустического оборудования и аппаратуры испытательных помещений в лабораторных условиях;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- способ, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение указанного технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленная применимость» по действующему законодательству.
Литература
1. ГОСТ 27296-87. Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерения. - М.: изд. стандартов, 1987.
2. ГОСТ 26602.3-99. Блоки оконные и дверные. Метод определения звукоизоляции. - М.: МНТКС, 2000 (прототип - Приложение Б).
3. СП 23-103-2003. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. - М.: МНТКС, 2004.
4. СНиП 23-03-2003. Защита от шума. - М.: МНТКС, 2004.