Национальный стандарт РФ ГОСТ Р EH 1177-2013 "Покрытия игровых площадок ударопоглощающие. Определение критической высоты падения" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2013 г. N 181-ст)

Impact attenuating playground surfacing. Determination of critical fall height

Дата введения - 1 января 2014 г.

Взамен ГОСТ Р ЕН 1177-2006

Предисловие

1 Подготовлен Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык европейского регионального стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 455 "Оборудование детских игровых площадок"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2013 г. N 181-ст

4 Настоящий стандарт идентичен европейскому региональному стандарту ЕН 1177:2008 "Покрытия игровых площадок, поглощающие удар. Определение критической высоты падения" (EN 1177:2008 "Impact attenuating playground surfacing - Determination of critical fall height").

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных и европейских региональных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Взамен ГОСТ Р ЕН 1177-2006

Введение

Настоящий стандарт базируется на требованиях безопасности, установленных ЕН 1176-1, и устанавливает метод испытания для оценки способности покрытий игровых площадок смягчать удар при падении в зоне приземления оборудования детской игровой площадки.

Травмы и повреждения детей на игровых площадках происходят по различным причинам. Считается, что к наиболее тяжелым последствиям приводят повреждения головы при падении.

Комитет, ответственный за данный европейский стандарт, признает, что существует множество факторов получения травмы, на которые не влияет покрытие игровой площадки, такие как положение тела, неуклюжесть падения, плотность костей и т.п. Недавние исследования показали, что к постоянной инвалидности и повреждениям костей могут привести длительные импульсы ускорения. Комитет, ответственный заданный европейский стандарт, намеревается принять во внимание последние результаты исследований в этой области при последующем пересмотре стандарта.

В результате приоритет был отдан разработке критерия, который должен оценить эффективность покрытий игровой площадки, по способности уменьшать вероятность повреждения головы ребенка.

На основе статистического анализа полученных данных было принято значение критерия повреждения головы (Head Injury Criterion, HIC), равное 1000, в качестве предела допустимого повреждения головы ребенка, не приводящего к тяжелым последствиям. Применяемый критерий HIC учитывает только кинетическую энергию при ударе головы ребенка о поверхность игровой площадки. Это представляется наиболее доступной моделью для оценки степени риска повреждения головы ребенка при падении.

Покрытия, которые соответствуют требованиям настоящего стандарта, удовлетворяют требованиям ЕН 1176-1.

Примечание - Значение HIC 1000 - только точка данных на кривой тяжести повреждений. HIC 1000 допускает вероятность 3% критической травмы головы соответственно MAIS 5* вероятность 18% тяжелой травмы головы (MAIS 4), вероятность 55% серьезной травмы головы (MAIS 3), вероятность 89% травмы головы средней тяжести (MAIS 2) и вероятность 99,5% легкой травмы головы (MAIS 1) для взрослого мужчины.

К материалам, обеспечивающим смягчение удара при падении, относят резиновые плитки, мягкие плиточные материалы, маты, сплошное синтетическое покрытие как промышленного производства, так и изготовленное непосредственно на месте установки, сыпучие материалы - песок, гравий, древесные опилки, стружку, древесную кору, сплошное резиновое покрытие. Метод испытания, изложенный в настоящем стандарте, позволяет оценивать различные покрытия.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на ударопоглощающие покрытия детских игровых площадок и устанавливает метод испытания покрытия по способности смягчать удар при падении ребенка. Метод испытания позволяет определять критическую высоту падения, которая является верхним пределом допустимого повреждения головы ребенка при падении.

Метод испытания пригоден как для лабораторных, так и для натурных испытаний покрытий детских игровых площадок.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные и европейские региональные стандарты:

ЕН 933-1 Заполнители. Испытания для определения геометрических характеристик. Часть 1. Определение гранулометрического состава. Гранулометрический анализ. Ситовый метод (EN 933-1, Tests for geometrical properties of aggregates - Part 1: Determination of particle size distribution - Sieving method)

EH 1176-1:2008 Оборудование и покрытия детских игровых площадок. Часть 1. Требования безопасности и методы испытаний (EN 1176-1:2008, Playground equipment and surfacing - Part 1: General safety requirements and test methods)

EH ИСО/МЭК 17025:2005 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий (EN ISO/IEC 17025:2005, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories)

ИСО 6487:2002 Транспорт дорожный. Методы измерений при ударных испытаниях. Контрольно-измерительная аппаратура (ISO 6487:2002, Road vehicles - Measurement techniques in impact tests - Instrumentation)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ЕН 1176-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 демпфирование удара: Свойство покрытия снижать кинетическую энергию удара за счет местной деформации или вытеснения материала покрытия.

3.2 критическая высота падения: Максимальная высота падения, при которой покрытие обеспечивает допустимый уровень демпфирования удара, определяемый согласно 4.4.

3.3 критерий повреждения головы; HIC: Критерий оценки степени повреждения головы в результате падения, рассчитанный по 4.6.1.

3.4 тестируемый участок: Участок материала покрытия, предназначенный для испытаний, расположенный по вертикали ниже центра муляжа головы.

3.5 высота сбрасывания: Расстояние между тестируемым участком покрытия и самой нижней точкой муляжа головы перед сбрасыванием.

Примечание - В случае применения направляющего устройства для муляжа головы значение высоты сбрасывания определяют измерением скорости (см. 4.2.6).

3.6 измерение удара: Значение критерия HIC, полученное по записи кривой сигнала ускорения при падении муляжа головы с определенной высоты на тестируемый участок.

3.7 испытание при ударной нагрузке: Серия измерений ударов (не менее четырех) о поверхность тестируемого участка при сбрасывании муляжа головы при увеличивающихся высотах сбрасывания.

3.8 сыпучий материал: Материал, поглощающий энергию удара за счет вытеснения частиц.

4 Метод испытания

4.1 Сущность метода испытания

Образцы материалов или участки смонтированного покрытия проверяют сбрасыванием с различной высоты муляжа головы с установленным внутри него акселерометром. При каждом ударе муляжа о покрытие регистрируют и обрабатывают сигнал, поступающий от акселерометра (см. приложение В, рисунок В.1), для определения энергии удара, характеризующей критерий повреждения головы HIC. По записи сигнала, поступающего от акселерометра при ударе, вычисляют значение критерия повреждения головы HIC и строят кривую зависимости значения HIC от высоты сбрасывания муляжа головы. Определяют критическую высоту падения как наименьшую высоту, которой соответствует HIC, равный 1000 (см. приложение В, рисунок В.2).

4.2 Испытательное устройство

4.2.1 Испытательное устройство включает в себя муляж головы (4.2.2), усилитель (при необходимости) (4.2.3), при использовании одноосевого акселерометра - направляющую систему (4.2.4) и устройство, регистрирующее силу удара (4.2.8) (см. приложение А, рисунок А.1).

4.2.2 Муляж головы представляет собой:

a) алюминиевый шар или

b) цилиндр с полусферой на конце.

Диаметр шара или цилиндра - (1605) мм с максимальным отклонением от сферической поверхности не более 0,5 мм, масса - (4,60,05) кг.

В центре тяжести муляжа помещают акселерометр, установленный следующим образом:

a) при испытаниях без направляющей системы - трехосевой акселерометр;

b) при испытаниях с направляющей системой - одноосевой акселерометр, размещаемый вдоль вертикальной оси с точностью +5°.

Пространство между нижней стенкой ударной части муляжа головы и акселерометром должно быть однородным и без пустот.

4.2.3 Усилитель применяют при необходимости.

4.2.4 Направляющую систему применяют при использовании одноосевого акселерометра совместно с устройством для измерения скорости падения муляжа головы до удара о покрытие.

4.2.5 Перед началом проведения испытания измеряют высоту сбрасывания муляжа головы.

Измерение высоты сбрасывания выполняют с точностью не менее 1%.

Примечание - Расчет высоты сбрасывания по периоду времени может иметь значительную погрешность (например за счет постоянной намагниченности системы сбрасывания).

4.2.6 При использовании направляющей системы применяют устройство для измерения скорости муляжа головы перед ударом о покрытие для расчета теоретической высоты сбрасывания.

Измерение скорости выполняют с точностью не менее 1%.

Примечание - Для учета потерь на трение в направляющем устройстве скорость падения муляжа головы регистрируют непосредственно перед ударом о покрытие и по скорости рассчитывают эквивалентную высоту сбрасывания, как если бы муляж свободно падал.

4.2.7 Применение специальной системы сбрасывания позволяет проводить испытание муляжа головы в свободном падении и исключить возникновение крутящего момента или других внешних сил.

Примечание - Наличие крутящего момента или других внешних сил, действующих на муляж головы, может вызвать после удара в трехосевом акселерометре дополнительные ускорения, что приводит к неконтролируемой погрешности результата измерения.

4.2.8 Устройство для измерения ударного воздействия состоит из системы измерения ускорения (4.2.9), регистрирующего устройства (4.2.10) и программного обеспечения для расчета значения критерия HIC (4.2.11).

4.2.9 Система измерения ускорения должна измерять все частоты в диапазоне 0,3 до 1000 Гц и на всех частотах иметь достаточное время отклика согласно ИСО 6487, погрешность измерения амплитуды - не более 5%. Система должна быть пригодна для измерения, регистрации и индикации ускорения в течение всего периода ударного воздействия.

Примечание - Чувствительность отклика на низких частотах -3 дБ, нижний предел частот менее 0,3 Гц для предотвращения ошибки, вызванной уровнем сигнала после удара, превышающим уровень чувствительности системы измерения и полученным в результате этого заниженным значением максимального ускорения g и расчетного значения критерия HIC особенно в случае продолжительных импульсов [см. амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) ИСО 6487, рисунок 1]. Для выполнения указанных требований применяют акселерометр с постоянной времени 2 с или более.

4.2.10 Регистрирующее устройство должно регистрировать и записывать сигналы ускорения и времени, которые образуются при ударе частотой не менее 10 кГц. Обработка и фильтрация сигнала канала передачи данных должны соответствовать ИСО 6487.

Примечание - В соответствии с ИСО 6487 регистрирующее устройство должно быть оснащено аналоговым фильтром, сглаживающим сигналы не менее 30 дБ на полупериод сигнала развертки.

4.2.11 Программное обеспечение должно выполнять расчеты HIC по параметрам ускорения и времени для каждого ударного воздействия согласно 4.6.

4.3 Точность метода

4.3.1 Все измерительное оборудование и приборы должны проходить тарировку и поверку.

Средства измерения ударного воздействия, в том числе формирования сигнала и оценки измерения высоты сбрасывания, должны быть поверены не менее одного раза в год компетентной лабораторией согласно ЕН ИСО/МЭК 17025.

Примечание - При проведении натурных испытаний рекомендуется увеличить частоту поверки средств измерения.

4.3.2 Акселерометры должны быть откалиброваны во всем диапазоне частот. Повторная калибровка должна быть выполнена изготовителем акселерометров в рекомендуемые интервалы или по крайней мере каждые два года. Акселерометры должны иметь погрешность измерения менее 5%.

4.3.3 Калибровку системы измерения скорости проводят во всем диапазоне частот (до высоты 3 м).

4.3.4 Компьютер, используемый для расчета алгоритма, проверяют с помощью полупериода синусоиды, и результат сравнивают с независимыми математическими расчетами этой кривой, отклонения при сравнении должны составлять не более 1%.

4.3.5 Чувствительность измерительной системы муляжа головы проверяют проведением не менее трех испытаний сбрасыванием на покрытие с постоянными свойствами. Результаты определения критерия HIC должны быть в 5%.

Примечания

1 Данные испытания проводят для проверки наличия аномалий в элементах измерительной системы, а не калибровки или проверки соответствия оборудования требованиям настоящего стандарта.

2 Опыт показал, что сравнительные испытания на покрытиях с постоянными свойствами не могут считаться достаточным и что калибровка средств измерений и компьютерного оборудования обязательна.

4.4 Виды испытаний

4.4.1 Лабораторные испытания

4.4.1.1 Испытания проводят при температуре (235)°С.

4.4.1.2 Испытания проводят на ровном прочном основании из бетона или другого материала достаточной массы, плотности и толщины для исключения влияния его деформации на результаты испытаний.

4.4.1.3 Для испытаний сыпучих материалов применяют контейнер без дна с внутренними размерами не менее 1 х 1 м и высотой, позволяющей вместить слой испытуемого материала толщиной, заданной изготовителем или поставщиком материала.

Примечания

1 Заданные внутренние размеры позволяют снизить влияние нижних слоев испытуемого материала на его свойства.

Контейнер для испытания устанавливают на ровном прочном основании и заполняют равномерно без уплотнения сыпучим материалом толщиной, заданной изготовителем или поставщиком материала.

2 Толщину слоя сыпучего материала в контейнере измеряют от нижней стороны листа фанеры размерами 100 х 100 х 10 мм, помещенного на поверхность испытуемого материала.

4.4.1.4 Плиточный материал (не менее четырех плиток) монтируют на ровном твердом основании (4.4.1.2) способом, указанным изготовителем, включая установочные и фиксирующие элементы, необходимые для монтажа на детской игровой площадке.

4.4.1.5 Для сплошных покрытий, монтируемых на детской игровой площадке без стыков и швов, испытуемые образцы подготавливают следующим образом:

- не менее одного образца минимальными размерами 1 x 1 м монтируют на ровном твердом основании (4.4.1.2) по инструкции изготовителя или

- девять отдельных образцов испытуемого материала, каждый размерами не менее 500 x 500 мм, монтируют совместно на ровном твердом основании (4.4.1.2) по инструкции изготовителя.

4.4.1.6 Если демпфирующие свойства испытуемого материала зависят от влажности, измеряют и записывают влажность испытуемого материала и метод измерения влажности.

Примечания

1 Демпфирующие свойства сыпучих материалов могут зависеть от содержания влаги в этих материалах.

2 Покрытия, в которых применяются естественные материалы (например трава, дерн, земля, песок), в лабораторных условиях не могут быть эффективно проверены, и по ним не составляют отчет по ЕН ИСО/МЭК 17025. Критическую высоту падения таких материалов определяют индивидуально натурными испытаниями.

4.4.2 Натурные испытания

4.4.2.1 Натурные испытания проводят и оформляют их результаты, так же как испытания в лабораторных условиях.

Соответствующие климатические условия (температура, влажность и т.д.) измеряют, записывают во время испытаний и заносят в отчет.

4.4.2.2 Испытания не могут быть использованы для сертификации продукции. Отчет об испытаниях по 4.7.2 должен содержать формулировку, приведенную в предисловии к отчету по 4.7.3.

Примечание - Поскольку свойства естественных материалов покрытия и нижележащих слоев сильно зависят от температуры, влажности и других факторов, в процессе испытаний определяют критическую высоту падения, соответствующую времени и конкретным условиям проведения испытаний.

4.5 Проведение испытаний

4.5.1 Запись кривой сигнала "время/ускорение"

Записывают кривую сигнала "время/ускорение" каждого ударного воздействия при сбрасывании муляжа головы и исследуют на наличие отклонений, прежде чем обработать и оценить.

Если в сигнале, полученном при сбрасывании муляжа головы, описанном в данном методе, присутствует высокочастотная составляющая, то высока вероятность наличия механической неисправности в аппаратуре. Следует проверить крепление деталей муляжа головы, особенно акселерометра.

Если наличие высокочастотного сигнала вызвано колебаниями при испытаниях сбрасыванием муляжа головы, то необходима фильтрация сигнала стандартным фильтром. Проводят измерение с фильтром и без фильтра и сравнивают полученные значения критерия HIC.

4.5.2 Выбор и описание тестируемого участка

4.5.2.1 Для каждой установленной высоты сбрасывания проводят испытания на всех установленных тестируемых участках испытуемого образца или материала для определения соответствия тестируемого участка критической высоте падения.

4.5.2.2 Необходимо обеспечить расстояние между двумя любыми испытуемыми участками не менее 250 мм от края образца, результаты испытаний, полученные на расстоянии менее 250 мм от края образца покрытия или контейнера, исключаются.

Примечание - Это требование необходимо соблюдать для исключения влияния на результаты испытаний предыдущих испытаний и участков, находящихся близко к краям образца.

4.5.2.3 Позицию по измерению критической высоты падения необходимо выбирать с учетом свойств испытуемого образца материала или грунта. Это должно быть отражено в отчете.

4.5.2.4 При натурных испытаниях необходимо, чтобы выбор позиции по оценке критической высоты падения осуществлялся с учетом типа игрового оборудования. Это должно быть отражено в отчете.

4.5.2.5 Для сыпучих и естественных материалов покрытий тестируемые участки для каждой высоты сбрасывания выбирают на новых, не прошедших испытание участках поверхности.

Примечание - К сыпучим и естественным материалам относят разрыхленную почву и песок.

4.5.2.6 На наклонных участках поверхности, если они имеют наклон более 10° к горизонтали, испытания не проводят.

4.5.2.7 При наличии в зоне приземления различных типов грунта и/или покрытий каждый тип испытывают отдельно.

4.5.3 Особые процедуры испытаний

4.5.3.1 Испытания синтетических покрытий

4.5.3.1.1 Лабораторные испытания

Для синтетических покрытий в виде плиток, матов и других изделий проводят не менее девяти испытаний, каждое на новых тестовых участках, расположенных на испытуемом образце (согласно 4.4.1.4 и 4.4.1.5).

На плиточных материалах испытания сбрасыванием проводят (не менее чем для четырех высот сбрасывания) на следующих участках:

a) в центре плитки;

b) в центре соединения двух смежных плиток;

c) в углах соединения плиток;

d) в любых точках образца плиточного покрытия, в которы