ГОСТ Р ЕН 29053-2008 Материалы акустические. Методы определения сопротивления продуванию потоком воздуха
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ |
||
|
|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ российской ФЕДЕРАЦИИ |
ГОСТ Р ЕН 29053 - 2008 |
МАТЕРИАЛЫ АКУСТИЧЕСКИЕ
Методы определения сопротивления продуванию потоком воздуха
EN 29053:1993
Acoustics - Materials for acoustical applications -
Determination of airflow
resistance
(IDT)
|
|
Москва Стандартинформ 2008 |
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27
декабря
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Некоммерческим партнерством «Производители современной минеральной изоляции «Росизол»» на основе выполненного Открытым акционерным обществом «Центр методологии нормирования и стандартизации в строительстве» ( ОАО «ЦНС» ) аутентичного перевода европейского стандарта , указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от
13 марта
4 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту ЕН 29053:1993 «Акустика - Материалы , применяемые в акустике - Определение сопротивления продуванию потоком воздуха» ( EN 29053:1993 « Acoustics - Materials for acoustical applications - Determination of airflow resistance » ).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно европейского стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 ( подраздел 3.5)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» , а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты» . В случае пересмотра ( замены ) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» . Соответствующая информация , уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Содержание
|
1 Область применения 2 Термины и определения 3 Сущность методов 3.1 Метод определения сопротивления продуванию постоянным потоком воздуха (метод А) 3.2 Метод определения сопротивления продуванию переменным потоком воздуха (метод В) 4 Средства испытаний 4.1 Средства испытания, применяемые в методе А 4.1.1 Измерительная камера 4.1.2 Устройство, создающее поток воздуха 4.1.3 Прибор для измерения объемной скорости потока воздуха 4.2 Средства испытания, применяемые в методе В 4.2.1 Измерительная камера 4.2.2 Устройство, создающее переменный поток воздуха 4.3 Прибор для измерения толщины образца 5 Образцы для испытаний 5.1 Форма образцов 5.2 Размеры образцов 5.2.1 Поперечные размеры 5.2.2 Толщина 5.3 Число образцов 6 Методика проведения испытаний 7 Точность методов 8 Отчет об испытаниях Приложение А (справочное) Библиография
|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
МАТЕРИАЛЫ АКУСТИЧЕСКИЕ Методы определения сопротивления продуванию потоком воздуха Acoustical materials. Methods for determination of airflow resistance |
Дата введения - 2009 - 01 - 01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на акустические пористые материалы и устанавливает требования к средствам и методике проведения испытания по определению сопротивления продуванию потоком воздуха образцов , вырезанных из изделий , изготовленных из этих материалов .
Примечание - Перечень публикаций о характеристиках продувания материалов потоком воздуха в ламинарных и турбулентных условиях , приведен в приложении А .
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями :
2.1 сопротивление продуванию потоком воздуха ( airflow resistance ) R , Па∙с / м 3 : Отношение разности давлений с двух сторон образца пористого материала к объемной скорости потока воздуха через образец , определяемое по формуле
где ∆р - разность между давлением воздуха , проходящего через образец , и давлением атмосферного воздуха , Па ;
qv - объемная скорость потока воздуха , проходящего через образец , м 3 / с .
2.2 удельное сопротивление продуванию потоком воздуха ( specific airflow resistance ) R s , Па∙с / м : Отношение разности давлений с двух сторон образца пористого материала к линейной скорости потока воздуха через образец , определяемое по формуле
R S = R ∙ A ,
где R - сопротивление продуванию потоком воздуха образца , Па∙с / м 3 ;
А - площадь поперечного сечения образца , перпендикулярного к направлению потока воздуха , м 2 .
2.3 удельное сопротивление потоку воздуха ( для однородных материалов ) ( airflow resistivity ) r , Па∙с / м 2 : Отношение удельного сопротивления продуванию к толщине образца , определяемое по формуле
где R s - удельное сопротивление продуванию потоком воздуха , Па∙с / м ;
d - толщина образца в направлении потока воздуха , м .
2.4 линейная скорость потока воздуха ( linear airflow velocity ) u , м / с : Величина , определяемая по формуле
где q v - объемная скорость потока воздуха , проходящего через образец , м 3 / с ;
А - площадь поперечного сечения образца , м 2 .
3 Сущность методов
3.1 Метод определения сопротивления продуванию постоянным потоком воздуха (метод А)
Метод заключается в прохождении регулируемого однонаправленного потока воздуха через образец , имеющий форму кругового цилиндра или прямоугольного параллелепипеда , и измерении перепада давления между двумя свободными лицевыми поверхностями образца ( см . рисунок 1).
Рисунок 1 - Метод определения сопротивления продуванию постоянным потоком воздуха ( метод А ) - основной принцип
3.2 Метод определения сопротивления продуванию переменным потоком воздуха (метод В)
Метод заключается в прохождении медленно меняющегося потока воздуха через образец , имеющий форму кругового цилиндра или прямоугольного параллелепипеда , и измерении переменной составляющей давления в испытательном объеме , ограниченном образцом ( см . рисунок 2).
Рисунок 2 - Метод определения сопротивления продуванию переменным потоком воздуха ( метод В ) - основной принцип
4 Средства испытаний
4.1 Средства испытания, применяемые в методе А
a ) Измерительная камера , в которую помещают образец для испытания .
b ) Устройство , создающее постоянный поток воздуха .
c ) Прибор для измерения объемной скорости потока воздуха .
d ) Прибор для измерения разности давлений воздуха , проходящего через образец .
e ) Прибор для измерения толщины образца , помещенного в измерительную камеру .
Схема установки для проведения испытания по методу А приведена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема установки с цилиндрической измерительной камерой для определения сопротивления продуванию по методу А
4.1.1 Измерительная камера
Измерительная камера должна иметь форму кругового цилиндра или прямоугольного параллелепипеда . Пример цилиндрической камеры приведен на рисунке 3.
Если поперечное сечение камеры имеет форму круга , то ее внутренний диаметр должен превышать
Поперечное сечение камеры , имеющей форму прямоугольного параллелепипеда , должно быть предпочтительно квадратное . В этом случае длина стороны квадрата должна быть не менее
Полная высота камеры должна быть такой , чтобы в ней создавался ламинарный однонаправленный поток воздуха , входящий в образец и выходящий из него .
Высота камеры должна быть не менее чем на
Образец должен располагаться внутри измерительной камеры ( если необходимо , то на перфорированном держателе ) достаточно высоко над основанием камеры . Перфорированный держатель должен иметь равномерно распределенные отверстия , суммарная площадь которых должна быть не менее 50 % площади держателя . Диаметр отверстий в держателе должен быть не менее
Примечание - Допускается в отдельных случаях увеличивать суммарную площадь отверстий , чтобы не ограничивать поток воздуха , проходящий через образец .
Места соединения приборов для измерения давления и объемной скорости потока воздуха с камерой должны быть герметичными , не допускать утечек воздуха и располагаться ниже перфорированного держателя .
4.1.2 Устройство, создающее поток воздуха
Рекомендуется использовать устройства , позволяющие создавать пониженное давление воздуха , например водоструйный или вакуумный насос .
Допускается использовать системы нагнетания , создающие повышенное давление ( воздушный компрессор и т . д .) при условии , что они не будут загрязнять воздух , поступающий в образец .
Устройство , создающее поток воздуха , должно обеспечивать регулирование потока воздуха и его стабильность в нижней части измерительной камеры .
Устройство должно также обеспечивать такую интенсивность потока воздуха , чтобы его скорость была бы достаточно низкой для обеспечения измерения сопротивления продуванию независимо от скорости .
Рекомендуется использовать устройство , обеспечивающее снижение скорости потока воздуха не более 0,5 ∙10 -3 м / с .
4.1.3 Прибор для измерения объемной скорости потока воздуха
Прибор для измерения объемной скорости потока воздуха устанавливают между устройством , создающим поток , и образцом , находящимся внутри измерительной камеры , как можно ближе к образцу .
Прибор должен обеспечивать измерение объемной скорости потока воздуха с точностью ± 5 % установленного значения .
4.1.4 Прибор для измерения разности давлений
Прибор должен обеспечивать измерение снижения разности давлений до минимального значения , равного 0,1 Па , с точностью ± 5 % установленного значения .
4.2 Средства испытания, применяемые в методе В
a ) Измерительная камера , в которую помещают образец .
b ) Устройство , создающее переменный поток воздуха .
c ) Прибор для измерения переменной составляющей давления в испытательном объеме , ограниченном образцом .
d ) Прибор для измерения толщины образца , помещенного в измерительную камеру .
Примеры измерительных камер с разными держателями для образцов приведены на рисунках 4 и 5.
4.2.1 Измерительная камера
Измерительная камера должна состоять из двух частей :
a ) держателя для образца ;
b ) испытательного объема ( см . рисунки 4 и 5).
Обе части измерительной камеры должны иметь форму кругового цилиндра , как показано на рисунках 4 и 5, или прямоугольного параллелепипеда .
Рисунок 4 - Измерительная камера , снабженная держателем для образца , изготовленного из волокнистого , сыпучего материала или материала плотной структуры ( метод В )
Рисунок 5 - Измерительная камера с держателем для цилиндрического образца ( метод В )
Если поперечное сечение держателя для образца имеет форму круга , то его внутренний диаметр должен быть более
Поперечное сечение прямоугольного держателя для образца должно быть предпочтительно квадратным . Длина стороны квадрата должна быть не менее
Площадь поперечного сечения испытательного объема должна быть равна площади поперечного сечения держателя для образца .
Образец должен находиться внутри держателя ( или на перфорированной опоре , если необходимо ). Нижняя лицевая поверхность образца должна ограничивать испытательный объем измерительной камеры .
Держатель для образца ( если применяется ) должен иметь равномерно распределенные отверстия суммарной площадью не менее
50 % площади опоры . Диаметр отверстий в держателе должен быть не менее
Примечание - В отдельных случаях необходимо увеличивать суммарную площадь отверстий с тем , чтобы не ограничивать поток воздуха , проходящий через образец . В этом случае сопротивление продуванию потоком воздуха держателя ( измеренное при расходе воздуха , превышающем максимальный расход воздуха при испытании образца ) должно быть менее 1 % значения сопротивления продуванию испытуемого образца .
4.2.2 Устройство, создающее переменный поток воздуха
Переменный поток воздуха создают поршнем , совершающим синусоидальные колебания частотой примерно 2 Гц . Среднеквадратичное значение объемной скорости переменного потока воздуха qvr . m . s ., м 3 / c определяют по формуле
(1)
где f - частота колебания поршня , Гц ;
h - ход поршня ( двойная амплитуда смещения ), м ;
А р - площадь поперечного сечения поршня , м 2 .
Среднеквадратичное значение линейной скорости потока воздуха u r . m . s , м / с , определяют по формуле
(2)
где q vr . m . s . - среднеквадратичное значение объемной скорости переменного потока воздуха , м 3 / с ;
А - площадь поперечного сечения образца , м 2 .
Рекомендуется использовать диапазон значений ur . m . s от 0,5 до 4 мм / с .
Переменное давление под держателем с образцом измеряют с помощью конденсаторного микрофона , соединенного с измерительным прибором . Измерительный прибор калибруют с помощью поршневого калибратора , соединенного с испытательным объемом , в который помещен образец . При калибровании держатель с образцом герметизируют . При проведении измерений держатель с образцом и соединение поршневого калибратора с испытательным объемом герметизируют . Переменное давление , создаваемое поршневым калибратором p eff , Па , определяют по формуле
(3)
где р 0 - атмосферное давление , Па ;
V pk - произведение амплитуды на площадь поперечного сечения поршневого калибратора , м 3 ;
V - объем измерительной камеры , м 3 .
Измерительный прибор калибруют в абсолютных единицах давления . При постоянной амплитуде колебаний поршня шкала показывает непосредственно удельное сопротивление продуванию потоком воздуха в Па∙с / см .
Диаметр поршня калибратора должен быть равен приблизительно
Примечание - Сравнение результатов испытания образца с известным удельным сопротивлением продуванию показывает , что при колебаниях поршня с частотой 2 Гц давление в измерительной камере изменяется почти адиабатически .
4.3 Прибор для измерения толщины образца
Держатель образца должен быть снабжен микрометром или другим индикаторным прибором , обеспечивающим измерение толщины образца с погрешностью ± 2,5 % измеренного значения .
5 Образцы для испытаний
5.1 Форма образцов
Образцы могут иметь форму кругового цилиндра или прямоугольного параллелепипеда в зависимости от типа применяемой измерительной камеры .
5.2 Размеры образцов
5.2.1 Поперечные размеры
При испытании мягких сжимаемых материалов , таких как волокнистые материалы или мягкие пенопласты , подготовку образцов к испытанию следует проводить так , чтобы снизить вероятность утечки воздуха вдоль боковых граней образца . В этих случаях поперечные размеры образцов должны слегка превышать внутренние поперечные размеры измерительной камеры .
Размеры образцов из жестких материалов должны быть такими же , что и размеры измерительной камеры .
Примечание - При проведении испытания не допускается нарушение формы образца .
5.2.2 Толщина
Толщину образцов выбирают такой , чтобы полученные перепады давления могли быть измерены . Толщина образцов должна быть соизмеримой с высотой измерительной камеры .
Если толщина образцов не достаточна для создания соответствующего перепада давления , то используют составные образцы , изготовленные не более чем из пяти образцов , наложенных друг на друга .
5.3 Число образцов
Для изготовления образцов отбирают не менее трех изделий ; из каждого изделия вырезают по три образца .
6 Методика проведения испытаний
6.1 Образец , подготовленный в соответствии с разделом 5, помещают в измерительную камеру .
6.2 Герметизируют зазоры между боковыми гранями образца и стенками измерительной камеры . Для герметизации жестких образцов допускается использовать вазелин .
6.3 Прибор для измерения толщины образцов приводят в соприкосновение с верхней поверхностью образца , слегка сжимая его ( если необходимо ).
6.4 Измеряют толщину образца и результат измерения используют для определения объема и плотности образца в свободном или сжатом состоянии .
6.5 Акустические материалы , удельное сопротивление продуванию которых увеличивается при увеличении линейной скорости потока воздуха , следует испытывать при наименьшей возможной скорости потока воздуха . Нижний предел линейной скорости потока воздуха u рекомендуется принимать равным 0,5 ´ 10-3 м / с . Данное значение скорости соответствует звуковому давлению 0,2 Па (80 дБ относительно опорного значения 20 μПа ).
При испытании по методу А перепад давления ∆р измеряют или при u = 0,5 ´ 10-3 м / с , или ступенчато снижая до нижнего предела линейную скорость потока воздуха .
Удельное сопротивление продуванию потоком воздуха определяют в соответствии с 2.2.
В случае ступенчатого снижения скорости потока воздуха для каждого образца строят график зависимости удельного сопротивления продуванию от линейной скорости потока воздуха . По графику определяют удельное сопротивление продуванию при u = 0,5 ∙ 10-3 м / с методом графического усреднения или ( если необходимо ) экстраполированием до указанного значения .
При испытании по методу В удельное сопротивление продуванию определяют , как правило , при среднеквадратичной скорости u r . m . s . , равной 0,5 ´ 10-3 м / с . В других случаях следует использовать метод А , применяя ступенчатое снижение линейной скорости потока воздуха до нижнего предела .
7 Точность методов
Для установления точности применяемых методов предполагается проведение межлабораторных испытаний .
8 Отчет об испытаниях
Отчет об испытаниях , кроме результатов , полученных для образцов в соответствии с 6.5, их средних и других статистических параметров ( значение среднеквадратичного отклонения и т . д .), ( если они необходимы в соответствии со стандартом на конкретное изделие ), должен содержать :
a ) ссылку на настоящий стандарт ;
b ) сведения о материале , из которого изготовлено изделие , его плотность с указанием стандарта на метод определения плотности ;
c ) применяемый метод и минимальное значение линейной скорости потока воздуха при определении сопротивления продуванию ;
d ) условия испытания , например форму и размеры измерительной камеры ;
e ) методику подготовки образца к испытанию ;
f ) число образцов и размеры их поперечного сечения ;
g ) размещение оси образца по отношению к направлению осей изделия , из которого вырезан образец ( если необходимо );
h ) наличие и вид покрытия ;
i ) толщину и плотность образцов в процессе испытания ;
j ) любые отклонения от требований , приведенных в настоящем стандарте , которые могли бы повлиять на результаты испытания .
Приложение А
(справочное)
Библиография
[1] ИСО 4638:1984 Материалы полимерные эластичные ячеистые . Метод определения сопротивления продуванию
[2] Gremer, L,
Die wissenschaftlichen Grundlangen der Raumakustik (The scientific fundamental principles
of room acoustics), vol. 3,
[3] Kraak, W., Der dynamische Stromungsstandwert kreistormiger kurzer Kanale. Hochfreguenztechnik und Elektroakustik, 65 (10), 1956: p.46
[4] Reichardt,
W.,Grundlagen der Elektroakustik, 2nd ed.,
[5] Weber, K.,
Apparatur zur Messung kleiner Stromungsstandwert, Diplomarbeit am Institut fur
Elektro- und Bauakustik der Technischen Hochschule,
[6] James, E. A.
J., Gas dynamics,
[7] Zwikker, C,
and Kosten, C.W., Sound absorbing materials,
[8] Brown, R.L. and Bolt, The measurement of flow resistance of porous acoustic material. J. Acoust. Soc. Am., 13(4), 1942: pp. 337 - 344
Ключевые слова : акустика , акустическая изоляция , изоляционные материалы ( акустические ), пористые материалы , испытания , испытания на продувание