K.P.B. Politechniki Śląskiej Gliwice - Kokotek, 28.09 - 01.10.2000 r.
R afał Ż U C H O W S K I1
MODERNIZACJA AKUSTYCZNYCH KOMÓR POGŁOSOWYCH I APARATURY BABAWCZEJ
DO POMIARU IZOLACYJNOŚCI PRZEGRÓD DLA POTRZEB AKREDYTACYJNYCH
1. W stęp
Procedury aprobacyjne w yrobów budow lanych uw zględniają ocenę takich cech w yrobów , które w pływ ają na w łaściw ości obiektu budow lanego w ykonanego z zastosow aniem tych w yrobów . D o tego typu cech n ależą m. in. w łaściw ości akustyczne.
A by popraw nie w yznaczyć takie w łaściw ości m ateriałów , laboratorium badaw cze musi spełniać odpow iednie kryteria. W tym celu w yznaczono param etry akustyczne istniejących kom ór pogłosow ych i porów nano je z w ym ogam i staw ianym i przez PN - EN 20140 - 3 : 1999 „Pom iar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elem entów budow lanych”, określającej w szystkie w arunki w zakresie pom iarów izolacyjności akustycznej przegród budow lanych.
2. O pis k om ór i ap aratu ry przed rozp oczęciem m od ern izacji
L aboratorium A kustyczne P olitechniki Śląskiej w G liw icach w y p o sażo n e je s t w n astęp u jący zestaw ko m ó r pom iarow ych:
• 3 kom ory po g ło so w e do pom iaru przegród poziom ych i pionow ych;
• 1 kom ora bezech o w a do w yznaczania charakterystyk akustycznych;
• 1 kom ora po g ło so w a do pom iaru w spółczynnika p o ch łan ian ia dźw ięku m ateriałów ; G łów nym centrum naszych zainteresow ań s ą kom ory p o g ło so w e do w yznaczania izolacyjności akustycznej przegród b udow lanych, które p o sia d a ją n astęp u jące w ielkości ch arakteryzujące je :
> o bjętość kom ory nadaw czej - 62,4 m 3;
> o bjętość kom ory odbiorczej - 54,4 m 3;
> w ysokość k o m ó r - 3,2 m;
1 M gr inż., K atedra P rocesów B udow lanych, P olitech n ik a Śląska, ul. A k ad em ic k a 5, 44 - 100 G liw ice, e - m ail: rzuchow ski@ poczta.w p.pl
> >
ściany, sufit i podłoga w obydw u kom orach w ykonane s ą z żelbetu o grubości 25 cm , a pow ierzchnie pokryte s ą w ygładzonym tynkiem ;
k om ory do badań s ą oddylatow ane od siebie i od pozostałej części budynku - dylatacj a w y p ełn io n a styropianem gr. 5 cm;
p o w ierzch n ia badanej próbki 9,5 m 2 - najm niejszy w ym iar liniow y w ynosi 2,65 m;
drzw i do kom ór, w ew nętrzne i zew nętrzne, s ą podw ójne o konstrukcji: b lacha 2 m m + 2 x 5 m m płyta pilśniow a tw arda + 40 m m korek ekspanadow any + blacha 2 mm .
W tab. 1 przedstaw iono specyfikację aparatury pom iarow ej w ykorzystyw anej do pom iarów izolacyjności przed w drożeniem now ej.
3. Pom iary w stępne istniejących kom ór pogłosow ych
A by o kreślić przydatność kom ór pogłosow ych do p ro w ad zen ia w w badań, w ykonano pom iary:
❖ czasu pogłosu w obu kom orach;
❖ poziom u tła akustycznego;
❖ izolacyjności akustycznej w łaściw ej zabudow anej przegrody (ścian a z cegły pełnej o grubości 25 cm , otynkow ana obustronnie tynkiem cem entow o - w apiennym o grubości min. 10 mm . D o badań w ybrano ścianę m asy w n ą M = 450 k g /n r + 57 kg/m 2);
Z przeprow adzonych badań otrzym ano kom plet w yników , po przeanalizow aniu których w ysunięto następujące w nioski:
■ stw ierdzono znaczne rozrzuty w artości czasu pogłosu w poszczególnych punktach kom ór pom iarow ych, które w y stęp u ją w przedziale niskich częstotliw ości, tj. 100 do 250 (320) Hz. Jak w ynika z porów nania, w obydw u kom orach w artości czasu pogłosu są w yższe od w ym aganych. M ożna przyjąć, że w kom orze nadaw czej w zakresie częstotliw ości pow yżej 2000 H z czas pogłosu m a w artość m n ie jsz ą od 2, lecz w tym paśm ie pow inien się zbliżać do 1;
T ablica 1. S pecyfikacja aparatury w ykorzystyw ana do pom iarów izolacyjności
N azw a P rzyrządu T yp Produkcja R ok
K alibratory :
K alibrator akustyczny PF 101 RTF 1974
P rz e tw o rn ik i:
W kładka m ikrofonow a 4133 B& K 1975
P rzedw zm acniacz m ikrofonow y 2615 B& K 1975
A nalizatory :
A nalizator dźw ięku 2113 B& K 1973
D w ukanałow y przełącznik mikr. 4408 B& K 1974
R ejestrato r poziom u dźw ięku 2385 B& K 1974
O s p r z ę t:
G enerator szum u 1402 B& K 1970
Filtr pasm ow y 1615 B& K 1974
W zm acniacz m ocy SU -V X 920 T echnics 1994
K olum ny głośnikow e PA 1 1 5 / H PO L A udio 1997
■ poziom tła akustycznego w kom orach pom iarow ych, zw łaszcza w kom orze odbiorczej je s t w arto ścią zm ienną, p oniew aż kom ora to na bram ę p ro w ad zącą na zew nątrz budynku, w w yniku czego istnieje m ożliw ość przen ik an ia hałasów zew nętrznych. W trak cie p row adzenia badań poziom tła , zarów no w kom orze nadaw czej ja k i odbiorczej nie przekraczał 25 dB (A ). Jest to w artość d o puszczalna z uw agi na m oc zastosow anych głośników do pom iaru izolacyjności (poziom ciśnienia akustycznego w k om orze nadaw czej w tercjow ych pasm ach częstotliw ości w ahał się w granicach 95 - 1 0 8 dB, LA = 112 dB ) i m ierzonej izolacyjności akustycznej przegrody (poziom ciśn ien ia akustycznego w kom orze odbiorczej w tercjow ych pasm ach częstotliw ości w ahał się w g ranicach 3 1 - 6 8 dB , La = 64 dB );
■ w yniki pom iaru poziom u ciśnienia akustycznego p odczas w yznaczania izolacyjności w skazują, że w obydw u kom orach w y stę p u ją d ość zn aczn e różnice tego ciśnienia pom iędzy poszczególnym i punktam i kom ory w przedziale częstotliw ości 100 - 250 (315) H z. W iększe rozrzuty p oziom ów w y stę p u ją w kom orze odbiorczej (praw dopodobnie pole akustyczne kształtow ane je s t pod w pływ em fali akustycznej przenikającej z kom ory przyległej - nadaw czej);
■ w p rzedziale częstotliw ości [250 - 3150], (rys. 1) H z p rzebieg charakterystyk R = F (f) je s t praw idłow y, natom iast w przedziale [100 - 250] H z p rzeb ieg je s t zaburzony, gdzie przy częstotliw ości [160 - 250] H z w y stęp u je spadek w artości R, a przy częstotliw ości [100 - 160] H z obserw uje się je j w zrost. M ożna przypuszczać, że zjaw isk a te sp ow odow ane s ą m iędzy innym i niedostatecznym rozproszeniem pola akustycznego, nie m o żn a także w y k lu czy ć iż p ew ien w pływ n a om aw iany p rzebieg charakterystyki R = F (f) m o g ą m ieć m ody drgań w łasnych konstrukcji i w n ętrza kom ór;
C z ę s t o t l i w o ś ć H z
R y s .l. Izolacyjność w łaściw a Rw = 58 dB.
• bezw zględne w artości izolacyjności akustycznej w łaściw ej R (w ażonego w skaźnika izolacyjności akustycznej w łaściw ej R w) s ą stosunkow o duże, co pośrednio św iadczy o stosunkow o m ałym przenoszeniu bocznym m iędzy kom oram i, a
ró w n ież o odprom ieniow aniu energii akustycznej przez b a d a n ą próbkę dzięki sprzężeniu je j z k o m o rą o d b io rczą ; w g praw a m asy dla elem en tó w z ceram iki b ad an a przegroda p ow inna charakteryzow ać się w skaźnikiem R w = 53 - 54 dB , a w przypadku odprom ieniow ania energii akustycznej do przegród bocznych, w skaźnikiem o około 3 - 4 dB w iększym . W w yniku kolejnych badań uzyskano w skaźniki p rzegrody Rw = 57,58,58,58 dB (przy rozpatryw anym kształcie krzyw ej R = F (f) izolacyjność w paśm ie niskich częstotliw ości w pływ a ty lk o w m inim alnym stopniu n a w artość w skaźnika R w);
4. M odernizacja kom ór pogłosow ych do pom iaru izolacyjn ości
Z przeprow adzonej pow yżej analizy w ynika, że laboratorium w ym aga p rzeprow adzenia częściow ej m odernizacji aby popraw ić niektóre w alory akustyczne. W w yniku tego w ykonano następujące prace:
• w pierw szej kolejności zam ieniono funkcję kom ór: kom orę n a d aw czą na odbiorczą, natom iast kom orę o d b io rczą n a nadaw czą, (rys.2) w w yniku czego udało się uciec od coraz w iększego hałasu pochodzącego od bram y w jazdow ej (w ostatnim czasie stw orzono tam parking sam ochodow y) a z drugiej strony kom ora „teraz o d b io rcza”
stanie się k o m o rą o d b io rczą do badań zarów no przegród pionow ych ja k i poziom ych;
• w ykonanie adaptacji akustycznej korygującej czas pogłosu kom ór pom iarow ych p o p rzez w prow adzenie ustrojów pochłaniających, um ieszczonych w narożach kom ór po stronie badanej ściany, (rys.3). P ochłaniacze m a ją reg u lo w an ą w ielkość pow ierzchni pochłaniającej w zależności od rodzaju badanego elem entu;
Rys.2. S chem at kom ór pogłosow ych do pom iaru izolacyjności.
• w ykonanie ustroju izolacyjnego na obrzeżu otw oru m ontażow ego, co zw iększy g ran iczn ą m asę lekkich przegród m asyw nych i w w iększym stopniu ograniczy przenoszenie boczne, ( rys. 3);
• zainstalow anie elem entów rozpraszających w górnych n arożach kom ór, które popraw iły ro zproszenie dźw ięku w zakresie niskich częstotliw ości, ( rys. 3);
• w yk o n an ie izolacji akustycznej drzw i prow adzących do k o m ó r akustycznych.
Rys.3. W idok ustroju dźw iękochłonnego, elem entu rozpraszającego oraz ustroju izolacyjnego na obrzeżu otw oru pom iarow ego kom ór pogłosow ych.
5. Instalacja now ej ap aratu ry do pom iaru izolacyjn ości
W ykonując prace zw iązane z m o d e rn iz a c ją kom ór pogło so w y ch postan o w io n o ró w n ież zaopatrzyć laboratorium w n o w o czesn ą aparaturę p om iarow ą, k tó ra spełnia w szelk ie w y m ag an ia norm ow e. W (tab. 2) przedstaw iono specyfikację now ej aparatury pom iarow ej, nato m iast na rysunkach 4 - p okazano schem at blokow y to ru p om iarow ego izolacyjności, 5 - stanow isko do przetw arzania danych pom iarow ych, 6 - zestaw do generacji akustycznych sygnałów testow ych w raz z k u lą głośnikow ą.
T ab lica 2. S pecyfikacja now ej aparatury w y k o rzy sty w an a do p om iarów
N azw a Przyrządu T yp P rodukcja R ok
K alibratory :
K alibrator akustyczny SV 03A S vantek 1999
Przetw orniki :
W kładka m ikrofonow a SV 02 S vantek 1999
P rzedw zm acniacz m ikrofonow y S V 0 1 S vantek A nalizatory :
A nalizator dźw ięku i drgań SV A N 921A E S vantek 1999 4 - kanałow y p rzedw zm acniacz
m ikrofonow y ICP / m ultiplekser S V 0 8 S vantek 1999
O s p r z ę t:
Z estaw do generacji akustycznych
sygnałów testow ych w raz z k u lą T - 6,3 A Svantek 2000 g ło śn ik o w ą
K om puter z oprogram ow aniem 1999
K O M O R A N A D A W C Z A K O M O R A O D B IO R C Z A
R ys.4. S chem at blokow y toru pom iarow ego izolacyjności akustycznej.
Rys 5. Stanow isko do obróbki w yników pom iarow ych.
Rys. 6. Z estaw do generacji akustycznych sygnałów testo w y ch w raz z k u lą głośnikow ą.
W yniki p om iarów czasu pogłosu i izolacyjności akustycznej po przeprow adzonej m odernizacji s ą przed staw io n e w odrębnym referacie przy w y konyw aniu badań R max d la kom ór pogłosow ych.
Literatura
[1] ISO / IEC nr 25 : 1990 „ O gólne w ym agania dotyczące k om petencji laboratoriów p om iarow ych i badaw czych ” ;
[2] P N - E N 45001 „ O gólne kryteria działan ia laboratoriów badaw czych ” ;
[3] PN - EN 20140 - 3 : 1999 „ P om iar izolacyjności akustycznej w budy n k ach i izolacyjności akustycznej elem entów budow lanych ” .
M O D E R N IZ A T IO N O F A C O U S T IC S R E V E R B E R A T IO N C H A M B E R S A N D IS O L A T IO N O F P A R T IT IO N M E A S U R E M E N T S F O R A C R E D IT A T IO N
Summary
We are describing reverberation chambers for insulation measurment o f Bulding Acustic Laboratory in Gliwice. Modernisation o f chambers was done after our primary investigation using m any adaptaion within sound absorbing. New measurement equipment and new method to calculate isolation o f vertical and horizontal partition was presented at the last phase.
