Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys
Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys - laboratoriotutkimus Valtteri Hongisto, Riikka Helenius, Mika Lindgren 45 x 120 puu LR 120 mm TC 125 mm AWS 125 mm TYÖYMPÄRISTÖTUTKIMUKSEN RAPORTTISARJA 1 Työterveyslaitos, 2002 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 2 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus JULKAISUTIEDOT Julkaisu: Kirjoittajat: Otsikko: Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1, Työterveyslaitos, 2002 ISBN 951-802-520-7, ISSN 1458-9311 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus PROJEKTITIEDOT Tutkimusprojekti: Ohjelma/muu tieto: Vastuullinen osasto: Rahoittajat: Projektin kesto: Painopäivämäärä: Sivuja: Seinärakenteiden ääneneristävyyden laskentamallit – ERVE Tekesin Värähtelyn ja äänenhallinnan teknologiaohjelma, VÄRE Turun aluetyöterveyslaitos, Ilmastointi- ja akustiikkalaboratorio Tekes, TTL, Kvaerner-Masa Yards Oy, Rannila Steel Oy, NSM Oy 11/1999 - 10/2002 TTL projektinumero: 305017 joulukuu 2002 Julkaisuvapaa: 1.7.2002 53 Painos: 2 TIIVISTELMÄ Rakennusosien ilmaääneneristävyys on otettava huomioon, kun suunnitellaan viihtyisiä ja toimivia työ- ja asuinrakennuksia. Perinteisesti ääntä on eristetty paksuilla massiivisilla seinärakenteilla. Kun halutaan keveitä ja hyvin ääntä eristäviä seinärakenteita, päädytään kaksinkertaisiin tai monikerroksisiin seinärakenteisiin, joissa levykerrosten välissä on ilmavälejä. Haluttaessa optimoida tällaisen seinärakenteen ääneneristävyys, pitää tuntea erityisen hyvin levyjen väliseen kytkentään vaikuttavat tekijät. Tässä tutkimuksessa pyritään antamaan selkeä käsitys siitä, miten kaksinkertaisen seinärakenteen ilmavälissä tehtävät muutokset vaikuttavat ilmaääneneristävyyteen. Tutkittavia parametreja olivat mm. ilmavälin paksuus, absorptiomateriaalin määrä ja ominaisuudet, rankojen määrä, paksuus ja jäykkyys, sekä ruuvausjako levyn ja rangan välillä. Kullekin parametrille valittiin kohtalainen määrä riittävän erilaisia arvoja, jolloin saatiin havainnollisia parametrisia testisarjoja. Ääneneristävyysmittauksia tehtiin yhteensä 68 kappaletta Työterveyslaitoksen akustiikkalaboratoriossa Turussa. Kaikissa rakenteissa pintalevyinä käytettiin 2 mm teräslevyä. Absorptiomateriaalina käytettiin eri tiheyksisiä mineraalivilloja. Rankoina käytettiin 4 eri jäykkyyksistä teräsrankaa sekä eri paksuisia puurankoja. Kun kyseessä olivat kytkemättömät seinärakenteet (erillisrankaseinät), tärkeimmiksi parametreiksi osoittautuivat ilmavälin paksuus ja absorptiomateriaalin määrä. Kun kyseessä olivat kytketyt seinärakenteet (ranka kytkee seinäpuoliskot toisiinsa), tärkeimmiksi parametreiksi osoittautuivat rangan tyyppi ja ruuvausjako. Puurangan paksuudella ei ollut käytännössä mitään vaikutusta. Ennakoitua vähemmän merkitsi myös rankojen välinen etäisyys. Sillä oli käytännön merkitystä vain alueella 100-200 Hz kun rankajako oli pieni. Tällöin pintalevy rupesi voimakkaasti resonoimaan. Tutkimustuloksista on hyötyä kehitettäessä seinärakenteita ja haluttaessa ymmärtää kaksoisseinärakenteiden ääneneristävyyskäyttäytymistä. Tuloksia voidaan soveltaa seinärakenteiden lisäksi ovi-, siirtoseinä- ja ikkunarakenteille sekä keveille välipohja-, kattoja fasadirakenteille. 3 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 ESIPUHE Työterveyslaitoksen ilmastointi- ja akustiikkalaboratoriossa Turussa toteutettiin vuosina 1999-2002 tutkimushanke "Seinärakenteiden ääneneristävyyden laskentamallit." Tutkimushankkeen päätavoitteena oli koota yhteen ja validoida olemassa olevat ilmaääneneristävyyden ennustemallit koskien kaksikerroksisia kevyitä seinärakenteita sekä kehittää uusi malli, joka olemassaolevia paremmin ottaa huomioon kaksinkertaisen seinärakenteen kaikki akustiset parametrit. Tutkimuksen rahoittivat Tekes, Työterveyslaitos, Rannila Steel Oy, KvaernerMasa Yards Oy, NSM Oy ja vuosina 1999-2000 myös Käefer Oy. Tutkimus oli osa Tekesin VÄRE 1998-2002 ohjelmaa. Tutkimuksen toteuttivat Työterveyslaitoksella Turussa erikoistutkija Valtteri Hongisto, laboratorioinsinööri Mika Lindgren ja tutkija Riikka Helenius. Lisäksi hankkeessa olivat osittain mukana tutkimusapulainen Esa Nousiainen, apulaistutkija Petteri Laitinen ja tutkija Jukka Keränen. Keskeisenä osana ERVE-hankkeen alkuvaihetta oli kaksoisseinärakenteiden parametrinen tutkimus, jossa pyrittiin selvittämään kokeellisesti kaksinkertaisen seinärakenteen eri puoliskojen kytkentätapojen vaikutusta ääneneristävyyteen. Tavoitteena varmistua tärkeimmistä ääneneristävyyteen vaikuttavista tekijöistä ja siten ohjata uuden ennustemallin kehitystä. Tämä raportti esittää kaksinkertaisille seinärakenteille tehdyn kokeellisen tutkimuksen tulokset. Raportti on kohdistettu erityisesti rakennustuotevalmistajille tuotekehityksen apuvälineeksi. Luvun 5 tuloksista arvioidaan olevan kuitenkin hyötyä kaikille alan parissa työskenteleville kuten akustiikkakonsulteille, tutkijoille, koneiden ja rakennusten suunnittelijoille ja opettajille. Tieteellisempää lähestymistapaa kaipaaville suositellaan tutkimuksen englanninkielistä versiota, joka julkaistaan vuonna 2002 tai 2003 eurooppalaisessa acta acustica ⋅ acustica -lehdessä.1 . 4 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO................................................................................................................. 7 1.1 Tausta ..................................................................................................................... 7 1.2 Tutkimuksen tavoite............................................................................................... 9 2 TEORIA ..................................................................................................................... 11 2.1 Yksinkertainen seinärakenne ............................................................................... 11 2.2 Kaksinkertainen seinärakenne ............................................................................. 13 3 MENETELMÄT ........................................................................................................ 17 3.1 Ilmaääneneristävyyden mittaus............................................................................ 17 3.2 Ilmaääneneristysluvun RW määritys .................................................................... 20 3.3 Kaksinkertaisen seinärakenteen asennus ............................................................. 20 4 MATERIAALIT......................................................................................................... 23 5 TULOKSET JA NIIDEN TARKASTELU................................................................ 25 5.1 Ilmavälin paksuuden vaikutus kytkemättömässä rakenteessa (tyhjä väli) .......... 26 5.2 Ilmavälin paksuuden vaikutus kytkemättömässä rakenteessa (absorboiva väli). 27 5.3 Absorptiomateriaalin täyttösuhteen vaikutus kytkemättömässä rakenteessa ...... 28 5.4 Rangan tyypin vaikutus (d = 125 mm) ................................................................ 30 5.5 Rangan tyypin vaikutus (d = 42 mm) .................................................................. 31 5.6 Puurankajaon vaikutus ......................................................................................... 32 5.7 Rankajaon vaikutus joustavilla teräsrangoilla ..................................................... 35 5.8 Ruuvausjaon vaikutus puurangoilla kytketyssä rakenteessa ............................... 36 5.9 Ilmavälin paksuuden vaikutus kytketyssä rakenteessa ........................................ 38 5.10 Mineraalivillan virtausresistiivisyyden ja tiheyden vaikutus ............................ 40 5.11 Rankajaon vaikutus yksittäisellä teräslevyllä .................................................... 42 5.12 Ruuvausjaon vaikutus yksittäisellä teräslevyllä ................................................ 43 5.13 Mineraalivillan ääneneristävyys ........................................................................ 44 6 JOHTOPÄÄTÖKSET ................................................................................................ 45 Liite 1 - Kaksinkertaisten seinien testisarjat .............................................................. 47 Liite 2 – Yksinkertaisten seinien testisarjat ............................................................... 49 Liite 3 – Kuvissa esiintyvät käyrät............................................................................. 51 KIRJALLISUUS ........................................................................................................... 53 5 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 6 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 1 JOHDANTO 1.1 Tausta Meluntorjunta on yksi kuudesta oleellisesta vaatimuksesta Euroopan rakennustuotedirektiivissä 89/106/EEC. Rakennus tulee suunnitella ja rakentaa siten, että työntekijöiden ja asukkaiden kokema melu on tasolla, joka ei haittaa heidän terveyttään ja sallii heidän nukkua, levätä ja työskennellä tyydyttävissä olosuhteissa. Rakennuksissa rakenteiden ääniominaisuuksia kuvataan ilmaja askelääneneristävyydellä, huonetilan ominaisuuksia jälkikaiunta-ajalla ja laitteiden ominaisuuksia melutasolla tai äänitehotasolla. Ilmaääneneristävyys on tärkein rakennuksen akustinen ominaisuus. Riippuen huoneissa tapahtuvista toiminnoista, voi olla välttämätöntä asettaa vaatimustaso ympäröiville rakenteille tai rakennusosille, joko eristämään huoneeseen tulevaa tai huoneessa syntyvää ääntä. Seinärakenteet mitoitetaan yleensä jonkin tavoitetason mukaan. Selkeimmät tavoitetasot on esitetty asuinhuoneistoille mutta yleisiä suosituksia voidaan esittää myös työpaikoille. Esimerkiksi olohuoneissa A-painotettu ekvivalentti äänitaso LAeq ei saisi ylittää arvoa 30 dB päiväsaikaan. Tämä koskee sekä ulkoa että naapurista tulevaa ääntä, ei huoneiston omaa ääntä. Luokka- ja kokoushuoneissa arvo on 35 dB, jotta riittävä puheen erotettavuus ja keskittymiskyky voidaan saavuttaa. Toimistotyyppisissä tiloilla tavoitetasona on tyypillisesti 35...50 dB riippuen tehtävän vaativuudesta. Teollisuuden valvomoissa arvo on 55...70 dB riippuen tehtävistä. Teollisuushalleissa ja muissa meluisissa tiloissa, joissa ei vaadita keskittymisrauhaa, arvo on 85 dB. Melun vaikutukset terveyteen ja viihtyvyyteen ovat niin kiistattomat, että rakennusakustisia vaatimuksia noudatetaan melko tunnollisesti suomalaisessa rivija kerrosrakentamisessa. Asuinhuoneistoissa ilmaääneneristysluvun pitää olla huoneistojen välillä Suomen Rakentamismääräyskokoelman osan C1 (1998) mukaan yli R'w = 55 dB. Arvon täyttävät seinärakenteet on hyvin kuvattu erilaisissa käsikirjoissa laboratorioarvoina Rw. Sivutiesiirtymät kylläkin huonontavat tätä arvoa käytännössä jopa 3...10 dB. Sivutiesiirtymien mitoittamiseksi ei ole vielä olemassa vakiintunutta käytäntöä Suomessa. Tämä onkin yksi tulevaisuuden tutkimusaihe. Hankalammat ääneneristysongelmat esiintyvät esimerkiksi työpaikoilla, julkisissa tiloissa ja laivoissa, joissa tavoitteelliset melutasot ja työtehtävät vaihtelevat paikasta riippuen ja ihmisten sietokyky erilaisissa tehtävissä vaihtelevat. Ääneneristävyyden vaatimustasot voivat vaihdella 20 ja 80 dB välillä. Vaatimukset riippuvat meluisan puolen melutason ja eristettävän puolen tavoitetason mukaan. Tällöin pitää rakenne mitoittaa eri tilanteen mukaan. Vastaavanlainen ongelma on rakennusten ulkoseinät. Ääneneristävyysmitoituksia voidaan joutua tekemään joko rakennuksen sisäpuolella tai ulkopuolella olevan 7 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 melutason perusteella. Esimerkkinä voi olla liikennemelusta häiriintyvä toimistorakennus tai voimalan melusta häiriintyvä asuinalue. Kokemusten mukaan seuraaviin kohteisiin ääneneristystuotteiden kehittämisen tarve: • • • • • • • • • on jatkuva uusien väliseinät, erityisesti kevytrakenteiset ja monikerroksiset ikkunat ulkoseinät ja katot toimistojen, potilashuoneiden, koulujen ja asuntojen äänieristysovet laivan henkilöstön ja matkustajien hytit sisältäen seinät, alakatot ja ovet kokoushuoneiden ja monitoimitilojen siirtoseinät koneiden, konehuoneiden ja valvomoiden erikoisseinät ja -kotelot teattereiden, studioiden ja vastaavien tilojen seinät tie- ja raideliikennemeluesteet2 Ääneneristävyysvaatimukset vaihtelevat edellisissä usein kohteesta toiseen ja tuotteiden ääneneristävyys pyritään optimoimaan kilpailukyvyn parantamiseksi tapauskohtaisesti, yleensä myynti- ja markkinointiprojektien yhteydessä. Oman ongelmansa muodostavat lisäksi kentällä äänivuodot esim. ovilla, siirtoseinillä ja ikkunoilla sekä rakenteelliset sivutiesiirtymät. Äänivuotoja ovissa on käsitelty aikaisemmissa tutkimuksissa melko tyhjentävästi.3,4,5,6 Rakenteellisista sivutiesiirtymistä on tehty vasta esitutkimusta7,8,9 ja niitä on tarkoitus tutkia lisää jatkohankkeessa. Optimaalisella ääneneristävyydellä tarkoitetaan sitä, että mm. seuraavat tekijät toteutuvat yhtä aikaa ääneneristävyystavoitteen ohella: • • • • • • • alhainen tuotantokustannus alhainen massa ohut rakenne jäykkä rakenne tavoitteellinen paloluokka helppo ja nopea valmistaa soveltuu tuotantolaitoksen olemassa oleviin tuotantoprosesseihin Yksinkertaisten seinärakenteiden ilmaääneneristävyyteen vaikuttavat tekijät tunnetaan melko hyvin. Merkittävimmät tekijät ovat: 1A Pintamassa 1B Youngin moduli 1C Kokonaishäviökerroin 1D Poissonin suhde 1E Näytteen koko Monikerroksisten seinärakenteiden ilmaääneneristävyyteen vaikuttavien tekijöiden määritys on huomattavasti vaikeampaa. Kaksinkertainen seinärakenne koostuu tyypillisesti rakennuslevyistä, huokoisista kerroksista ja erilaisista kytkennöistä niiden välillä. Tällaisen rakenteen ääneneristävyyteen vaikuttavat: 2A Levyjen välisten tukirankatyyppien jäykkyys 2B Rankojen etäisyys 8 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 2C Ilmavälin suuruus 2D Absorptiomateriaalin määrä ja ominaisuudet 2E Levyjen ruuvaustapa rankoihin/toisiinsa Kun monikerroksisia seinärakenteita kehitetään, törmätään aina kysymykseen, mitkä ovat tekijöiden 1A – 1E ja 2A – 2E vaikutukset ääneneristävyyteen. Kirjallisuudesta löytyy tutkimuksia, joissa on esitetty milloin minkäkin seinäparametrin vaikutuksia kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyyteen.1 Sen sijaan ei ole julkaistu tutkimuksia, joissa kaikkia keskeisimpiä parametreja olisi tutkittu yhtaikaa mukaanlukien tukirangan vaikutukset. 1.2 Tutkimuksen tavoite Tämän tutkimusraportin tavoitteena on esittää yleistajuisesti tärkeimpien parametrien vaikutus kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyyteen. Työssä keskitytään pintalevyjen välisten kytkentöjen tutkimiseen. Tulokset on esitetty niin, että niitä voidaan hyödyntää helposti esimerkiksi tuotekehityksessä ja opettamistarkoituksissa. 9 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 10 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 2 TEORIA Tämän luvun tarkoituksena on esittää lyhyt teoria, jonka avulla lukija voi halutessaan paremmin ymmärtää tuloksissa käsiteltävät resonanssi-ilmiöt. Tämä raportti ei käsittele ääneneristävyyden ennustemalleja kuitenkaan tätä laajemmin. Aiheesta saa tarvittaessa lisätietoja Hongiston tutkimuksesta.10 2.1 Yksinkertainen seinärakenne Yksinkertaisen ja kevyen (alle 50 kg/m2) levyn ääneneristävyyskäyrä on yleensä kuvassa 2.1.1 esitettyä muotoa. Siinä esiintyy kaksi keskeistä resonanssia, joilla ääneneristävyys on huono. Resonanssitaajuus f11 ja koinsidenssi-ilmiö on esitetty kuvassa 2.1.2 ja niiden laskentatapa esitetään seuraavassa. Alin ominaistaajuus tai normaaliresonanssi f11 (Hz) yksinkertaiselle reunoiltaan vapaasti tuetulle levylle, jonka leveys on Lx (m) ja korkeus Ly (m), saadaan yhtälöstä f 11 = 2 π Eh 3 ç 1 + 1 ÷ = c0 2 12(1 − ν 2 )m' ç L x 2 L y 2 ÷ 4 f c æ 1 1 ö÷ ç + ç L 2 L 2÷ è x y (1) missä h on levyn paksuus (m), E levymateriaalin kimmomoduli (N/m2), ν levymateriaalin Poissonin suhde, m’ levymateriaalin pintamassa (kg/m2), fc levymateriaalin kriittinen taajuus (Hz) ja c0 on äänen nopeus ilmassa (343 m/s). Resonanssi voi esiintyä yli 100 Hz alueella, jos levy on esimerkiksi kiinnitetty tukirankoihin erittäin tiheästi, kuten 400 mm välein tai tiheämmin. Tukirankojen välille voidaan tällöin katsoa muodostuvan itsenäisesti värähtelevä ”osalevy”. Ominaistaajuuden laskennassa pitää siis valita mitat Lx ja Ly sen mukaan, mitkä ovat levyn reunaehdot. Ominaistaajuuden f11 yläpuolella ääneneristävyys kasvaa noin 6 dB/oktaavi massalain mukaan koinsidenssitaajuuteen asti. Massalaki antaa ääneneristävyyden R (dB) äänen taajuuden f (Hz) funktiona yhtälöstä R = 20 log m' f − 48dB (2) Korkeammilla taajuuksilla koinsidenssi pienentää seinärakenteen ääneneristävyyttä. Koinsidenssi tapahtuu silloin, kun äänen etenemisnopeus ilmassa on yhtä suuri kuin taivutusaallon etenemisnopeus levyssä. Kriittinen taajuus fc (Hz) eli alin koinsidenssitaajuus voidaan laskea yhtälöstä ( ) 2 ö æ c0 ç 12 ρ 1 − ν ÷ fc = ÷ E 2πh ç è 2 1/ 2 (3) missä ρ on levymateriaalin tiheys (kg/m3). Esim. 2 mm teräslevyllä fc = 6200 Hz, jossa esiintyy kuoppa ääneneristävyyskäyrässä. 11 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 50 fc 40 f11 R [dB] 30 20 10 2 mm teräslevy massalaki 8000 4000 2000 1000 500 250 125 63 0 Taajuus [Hz] Kuva 2.1.1 – Yksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyyttä heikentävät resonanssit: ominaistaajuus f11 ja kriittinen taajuus fc. Kyseessä on 2 mm teräslevy, jossa on puiset pystyrangat 1100 mm välein (bs = 170 mm). Yhtenäinen käyrä on mitattu. Kuva 2.1.2 – Yksinkertaisen levyn poikkeustaajuudet. Vasemmalla alin ominaistaajuus f11, jossa levy kokonaisuudessaan värähtelee reunan tukipisteiden välissä. Oikealla koinsidenssi, jossa levyn taivutusaalto λa ja ilmassa etenevä ääniaalto λB ovat yhtä pitkät. 12 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 2.2 Kaksinkertainen seinärakenne Kaksinkertaisen kevyen seinärakenteen (m’ < 200 kg/m2) ääneneristävyyskäyrät ovat yleensä kuvan 2.2.1 muotoisia. Kaksinkertaisella rakenteella saavutetaan huomattavasti parempi ääneneristävyys kuin samanmassaisella yksinkertaisella levyllä, poislukien matalat taajuudet. Matalilla taajuuksilla kytkemättömän kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyyttä pienentää massa-ilma-massa – resonanssi. Ilmavälissä oleva ilma käyttäytyy jousen tavoin. Alhaisin resonanssitaajuus f0 normaalille tulokulmalle saadaan yhtälöstä f0 = 1 2π ρ 0 c 0 2 m1 '+ m 2 ' d m1 ' m 2 ' (4) missä m1’ ja m2’ ovat levyjen pintamassat (kg/m2), ρ0 on ilman tiheys (1,19 kg/m3) ja d on ilmavälin paksuus (m). Tyhjällä ilmavälillä massa-ilma-massa –resonanssi tapahtuu välillä f0 … 5f0, jolloin ääneneristävyys on huono laajalla alueella. Taajuuden 5f0 yläpuolella ääneneristävyys kasvaa jyrkästi. Absorboivalla ilmavälillä resonanssi näkyy vain f0:n kohdalla. Tämän yläpuolella ääneneristävyys kasvaa 18 dB/oktaavi. Useimmat oppikirjat esittävät, että kaksinkertaisilla rakenteilla esiintyy ilmavälin resonanssi taajuuksilla, kun ilmavälin paksuus d on puolet aallonpituudesta, toisin sanoen fr = n c0 , 2d (5) n = 1, 2, ... Tyypillisesti resonanssitaajuus on keskikorkeilla taajuuksilla. Kerroin n kertoo, että resonanssi tapahtuu myös alimman taajuuden (n=1) kokonaislukumonikerroilla. Tämä raportti osoittaa kuitenkin, ettei tämä resonanssi ole kovin merkittävä. Samanlainen resonanssi voi samalla periaatteella tapahtua myös pysty- tai vaakasuunnassa ilmavälin sisällä. Tällöin mitan d tilalle asetetaan yhtälössä (5) kaviteetin korkeus tai leveys. Resonanssit ovat tällöin huomattavasti alemmilla taajuuksilla. Kuvassa 2.2.2c on esitetty resonanssin riippuvuutta ilmavälin mitasta. Kaksoisrakenteen ääneneristävyys heikkenee tukirankojen myötä, jos ne kytkevät levypuoliskot mekaanisesti toisiinsa. Pienillä taajuuksilla ääni etenee aina ilmaväliä pitkin, jolloin rangoilla ei ole ääneneristävyyteen huomattavaa vaikutusta. Ns. silta-taajuuden fb yläpuolella ääni kulkeutuu lähes pelkästään rankaa pitkin. Siltataajuus on yleensä alueella 50 … 500 Hz. Sille ei esitetä kaavaa tässä raportissa. Siltataajuuden yläpuolella ääneneristävyys kasvaa 6 dB/oktaavi. Kriittinen taajuus näkyy myös kaksoisrakenteilla, mutta jos käytetään erilaisia levyjä, (joilla on siis eri fc), tai paksuja absorboivia ilmavälejä, on kuoppa vähemmän syvä. Kuvassa 2.2.2 on esitetty yhtälöiden (1) ja (3) mukaan lasketut tärkeimpien resonanssitaajuuksien kuvaajat tulosten tulkinnan helpottamiseksi. 13 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 90 80 fB 70 R [dB] 60 50 f0 40 30 20 fc 10 6300 3150 1600 800 400 200 100 50 0 Taajuus [Hz] Kytketty rakenne, AWS-rangat 1100 mm välein, absorboiva ilmaväli Kytkemätön rakenne, absorboiva ilmaväli Kytkemätön rakenne, tyhjä ilmaväli b = 1100 mm d = 125 mm d = 125 mm Kuva 2.2.1 – Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyyttä heikentävät tekijät: massa-ilma-massa -resonanssitaajuus f0, siltataajuus fb ja kriittinen taajuus fc. Kyseessä on kaksi 2 mm teräslevyä, joita erottaa 125 mm paksu ilmaväli. 14 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 350 200 180 300 [Hz] 140 250 0 Resonanssitaajuus f 120 275 100 80 60 200 45 150 84 100 125 250 40 550 50 20 1100 0 Rankajako b [mm] Ilmavälin paksuus d [mm] a) b) 1000 100 10 1000 10000 0 100 10000 r (Hz) 100000 Resonanssitaajuus f Resonanssitaajuus f 11 [Hz] 160 1000 100 10 0.01 0.1 1 Ilmavälin paksuus d (m) c) Kuva 2.2.2 – a) Rankajaon b vaikutus 2 mm teräslevyn ominaistaajuuteen f11. b) Ilmavälin paksuuden d vaikutus massa-ilma-massa –resonanssiin f0, kun molempina pintalevyinä on 2 mm teräs. c) Ilmavälin paksuuden d vaikutus kaviteetin resonanssiin fr. 15 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 16 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 3 MENETELMÄT 3.1 Ilmaääneneristävyyden mittaus Kunkin seinärakenteen ilmaääneneristävyys mitattiin standardin ISO 140-3:1995 mukaisesti. Ilmaääneneristysluku määritettiin standardin ISO 717-1:1996 mukaisesti. Standardin 140-3:1995 mukaan rakennuselementin ilmaääneneristävyys R (dB) saadaan yhtälöstä R = L1 − L2 + 10lg S A (6) missä L1 on keskimääräinen äänenpainetaso lähetyshuoneessa (dB), L2 on keskimääräinen äänenpainetaso vastaanottohuoneessa (dB), S on näytteen pintaala (m2) ja A on vastaanottohuoneen absorptiopinta-ala (m2). Vastaanottohuoneen absorptiopinta-ala määritetään käyttäen Sabinen kaavaa A= 0,16V T (7) missä V on vastaanottohuoneen tilavuus (m3) ja T on vastaanottohuoneen jälkikaiunta-aika (s). Vastaanottohuoneessa mitattavan keskimääräisen äänenpainetason L2 tulisi olla ainakin 6 dB taustamelutasoa L2b korkeampi. Mikäli tasoero L2 - L2b on suurempi kuin 6 dB, mutta pienempi kuin 15 dB, tehdään taustamelukorjaus käyttäen yhtälöä L' 2 = 10 lg(10 L2 / 10 − 10 L2 b / 10 ) (8) missä L'2 on taustamelukorjattu äänenpainetaso (dB). Jos tasoero on pienempi tai yhtä suuri kuin 6 dB, tehdään korjaus L2 – 1,3 dB. Sivutiesiirtymiä ei saa olla mittauksien aikana. Näytettä ympäröivän rakenteen läpi kulkeutuvan äänitehon (sivutiesiirtymien) pitää olla 6 dB alhaisempi kuin näytteen läpi menevän, jos halutaan antaa tarkka mittausarvo näytteestä. Toisin sanoen ympäröivän rakenteen ääneneristävyyden pitää olla 6 dB (mieluiten 15 dB) parempi kuin näytteen, jotta luotettavia laboratoriotuloksia voidaan antaa. Niiden osuus mitatusta äänestä pitää tarkastella kussakin tapauksessa erikseen. Ympäröivän rakenteen riittävyys selvitetään mittaamalla kulloisenkin näyteasennuksen R'T -arvo, jonka aikana näyte on peitetty lisärakenteella. Sillä pyritään vaimentamaan näytteen läpi kulkeutuvaa ääntä vähintään 6 dB. Pelkällä näytteellä saadaan mittaustulokseksi R'S. Kun lisärakenne on näytteen päällä, saadaan mittaustulokseksi R'T. Tästä seuraa kolme tapausta ja toimenpidettä: 17 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 1) R'T > R'S + 15 dB → sivutiesiirtymä on vähäistä, tuloksena ilmoitetaan R'S. 2) R'S + 6 dB < R'T < R'S + 15 dB → sivutiesiirtymä häiritsee näytteelle saatua mittaustulosta R'S, jolloin suoritetaan korjaus ISO 140-3 mukaan yhtälöllä ( R = −10 log 10 − R 'S /10 − 10 − R 'T /10 ) (9) Yhtälöstä seuraa 0.2 dB:n korjaus, kun R'T = R'S + 15 dB ja 1.3 dB:n korjaus, kun R'T = R'S + 6 dB. 3) R'T < R'S + 6 dB → sivutiesiirtymän vaikutus on liian suuri eikä luotettavaa tulosta voida esittää. Ääneneristävyystulokseksi annetaan R=R'S+1.3 dB ja tuloksen perässä ilmoitetaan, että se on ala-arvio (underestimate). Korkeimman ääneneristävyyden omaavissa rakenteissa intensiteettimenetelmää, joka on kuvattu eri viitteessä.11 käytettiin Mittaukset suoritettiin Työterveyslaitoksen akustiikkalaboratoriossa Turussa. Kaiuntahuoneiden 1 ja 2 pohjakuva ja mitat on esitetty kuvassa 3.1.1. Erottavan seinän rakenteet on esitetty kuvassa 3.3.1. Lähetyshuoneen seinät ovat 160 mm betonia. Vastaanottohuoneen seinät ovat 150 mm lecaharkkoa. Vastaanottohuone on erotettu lähetyshuoneesta siten, että seinien välillä on 80 mm ilmaväli täynnä mineraalivillaa. Lisäksi vastaanottohuoneen seinät on rakennettu tärinäeristimien päälle, joiden myötä rakenteellinen eristys yhteisestä alapohjasta on noin 10...15 dB. Ääni tuotettiin lähetyshuoneeseen neljää eri äänilähdettä käyttäen (B - E). Käytössä on kolme korreloimatonta kohinageneraattoria. Kaiutinpaikat on valittu standardin ISO 140-3:1995 liitteen C mukaisesti. Äänitaso lähetyshuoneessa sekä vastaanottohuoneessa mitattiin käyttäen kahta kiertyvää mikrofonipuomia (Bruel&Kjaer 3923) sekä kahta kondensaattorimikrofonia (Bruel&Kjaer 4165 esivahvistimella Bruel&Kjaer 2669). Kiertyvän mikrofonipuomin pyörimissäde oli 100 cm. Mittaus tehtiin 64 sekunnin aikakeskiarvona yhdellä puomin paikalla. Vastaanottohuoneen äänenpainetaso mitattiin samanaikaisesti lähetyshuoneen äänenpainetason mittauksen kanssa. Lähetys- ja vastaanottohuoneiden kanavien tasot tarkistettiin ennen mittauksia äänitasokalibraattorin kanssa (Bruel&Kjaer 4220). Vastaanottohuoneen jälkikaiunta-aikamittaus suoritettiin kahdella eri kaiuttimen paikalla ja kolmella eri mikrofonin paikalla. Kaiuttimia on kiinteästi asennettuna 2 kpl vastaanottohuoneessa (Focal 1 ja 2). Signaalina käytettiin vaaleanpunaista kohinaa, joka tuotettiin analysaattorilla (Bruel&Kjaer 2133). Signaali vahvistettiin päätevahvistimella (Eagle PA). Jälkikaiunta-aika määritettiin 12 mittauksen perusteella käyttäen 20 dB vaimenemiseen kuluvaa aikaa. Kaikki äänisignaalit analysoitiin kaksikanavaisella reaaliaikaanalysaattorilla (Bruel&Kjaer 2133). Akustiset mittalaitteet täyttävät seuraavat IEC-standardit ja niiden tarkkuusluokat: IEC 651, äänitasomittarit, tyyppi 1 IEC 804, integroivat äänitasomittarit, luokka 1 IEC 1260, oktaavi- ja kolmasosaoktaavikaistasuotimet, luokka 1 IEC 942, äänitasokalibraattorit, luokka 1 18 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus Mittaushuoneiden lämpötila ja suhteellinen kosteus mitattiin psykrometrillä (Casella London 5200). Lämpötila oli alueella 22 – 25 °C ja suhteellinen kosteus alueella 25 – 50 %. lähetyshuone vastaanottohuone 7650 x 2950 h = 3600 6900 x 4500 h = 3650 Neutrik MR1 kohinageneraattori QSC 1300 W USA päätevahvistin (2 ch) C AUKKO 2 2250 x 1250 1 2 a a Behringer DSP 8000 taajuussuodin ja kohinageneraattori mikrofoni 1 Eagle PA 4060E vahvistin E B mikrofoni 2 AUKKO 1 2650 x 3840 D B&K 2133 reaaliaikaanalysaattori + kohinageneraattori Focal 2 Focal 1 X2 X1 A Y2 Ch A Ch B Y1 lähetyshuone vastaanottohuone mikrofoni 1 1 2 mikrofoni 2 r=1000 h=1800 2.8 m 3650 3600 AUKKO 2 kiertyvä mikrofonipuomi 2 r=1000 h=1550 tärinäneristin 480 leikkaus a-a Kuva 3.1.1 - Akustiikkalaboratorion kaiuntahuoneet. Huoneiden tilavuudet ovat 81 ja 113 m3. 19 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 3.2 Ilmaääneneristysluvun RW määritys Ilmaääneneristysluku Rw määritettiin vertailukäyrän avulla, jonka muoto on ISO 717-1 mukainen. Käyrää siirretään 1 dB pykälin ylimpään mahdolliseen asentoon, jossa ei-toivottujen poikkeamien summa on enintään 32 dB. Ei-toivottu poikkeama tapahtuu, kun mittaustulos on vertailukäyrän alapuolella. Rw on tällöin vertailukäyrän arvo 500 Hz:llä. Esimerkki määrityksestä on kuvassa 3.2.1. 80 70 Rw 60 ↓ R [dB] 50 40 30 Mittaustulos 20 ISO 717-1 vertailukäyrä 10 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 63 0 Taajuus [Hz] Kuva 3.2.1 – Ilmaääneneristysluvun Rw määritys vertailukäyrän avulla. 3.3 Kaksinkertaisen seinärakenteen asennus Akustiikkalaboratoriossa on kaksi näyteaukkoa: pieni näyteaukko 2250 mm × 1250 mm ja suuri näyteaukko 2650 mm × 3840 mm. Näyteaukko koostuu kahdesta asennusseinästä (AS), jotka on rakenteellisesti eristetty toisistaan. Mittauksissa käytettiin pienempää mittausaukkoa eli aukkoa 2, jonka ala on 2,8 m2. Näytteet rakennettiin aina sen kokoiseksi. Mittausaukkojen kehykset ovat 28 mm vaneria (kuva 3.3.1). Kaksinkertaisten seinien levyt asennettiin aukkoon puulistojen ja ruuvien avulla. Laitojen tiiveys varmistettiin joko akryylimassalla tai ilmastointiteipillä molemmin puolin. Suurin osa mittauksista tehtiin, kun aukko oli 1105 mm leveä (ennen kesäkuuta 2001). Viimeisissä mittauksissa leveys oli 1250 mm. Näin ollen näytekoko kasvoi aavistuksen tutkimuksen edetessä. Tällä ei kuitenkaan ole suurta merkitystä tulosten arvioinnin kannalta. 20 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 160 mm teräsbetoniseinä 50 mm mineraalivilla 80 mm ilmavälissä 150 mm kevytsoraharkkoseinä + 5 mm tasoite 28 mm vaneri 200 2650 (mittausaukko1) 2250 (mittausaukko 2) 280 3840 (mittausaukko 1) 1250 (mittausaukko 2) AS-1 280 200 AS-1 AS-2 AS-2 RAKENNE LEVEYSSUUNNASSA RAKENNE PYSTYSUUNNASSA Kuva 3.3.1 - Mittausaukkojen 1 ja 2 poikkileikkauskuvat (AS = asennusseinä). Lähetyshuone on AS-1 puolella. Tämä tutkimus tehtiin mittausaukossa 2. 21 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 22 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 4 MATERIAALIT Pintalevyinä käytettiin 2 mm paksuisia teräslevyjä. Teräksen ominaisuuksille löytyy kirjallisuudesta seuraavat arvot: tiheys ρ = 7800 kg/m3 tai pintamassa m’ = 15,6 kg/m2, Youngin moduli E = 2⋅1011 N/m2 ja Poissonin suhde ν = 0,28. Teräslevyn kriittinen taajuus on fc = 6200 Hz. Seinärakenne oli joko kytkemätön (ei levyt toisiinsta kytkeviä rankoja) tai kytketty. Kytketyissä rakenteissa käytettiin puu- tai teräsrankoja. Kaikki rangat asennettiin pystyyn, jolloin ne olivat 2250 mm pitkiä. Teräsrangat olivat tyyppiä AWS-, LR-, TC- ja LPR-ranka (kuva 4.1 ja taulukko 4.1). Puurangat olivat kaikki samaa materiaalia mutta eri paksuisia. Absorptiomateriaaleina käytettiin erilaisia mineraalivilloja, joiden ominaisuudet esitetään taulukossa 4.2. Materiaaliparametrien mittausmenetelmät on kuvattu eri artikkeleissa,12,13,14,15 joten niistä esitetään vain tulokset taulukoissa 4.1 ja 4.2 sekä kuvassa 4.2. Määritetyt parametrit ovat rakennuslevyn kokonaishäviökerroin ηtot, mineraalivillojen virtausresistiivisyys r ja dynaaminen jäykkyys s’ sekä tukirangan dynaaminen jäykkyys K’ ja taivutusjäykkyys yksikköleveyttä kohti B'. Tutkimus koostui kaikkiaan 68 ääneneristävyysmittauksesta, joista yhteensä 54 mittausta tehtiin kaksinkertaisille seinärakenteille ja 14 mittausta yksinkertaisille seinärakenteille tai mineraalivilloille. Kunkin mittauksen yksityiskohtaiset tiedot esitetään liitteissä 1 ja 2. Kuva 4.1 - Levyjen kytkentään käytetyt Rannila Steel Oy:n teräsrangat: vasemmalta lukien rankatyypit AWS, TC, LR ja LPR. Paksuudet on esitetty taulukossa 4.1. 23 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 Kokonaishäviökerroin 0.100 0.010 ilman rankoja rankojen kanssa 0.001 50 100 200 400 800 1600 3150 6300 f [Hz] Kuva 4.2 - Teräslevylle asennettuna mitattuja kokonaishäviökertoimia ηtot. Taulukko 4.1 – Rankojen ominaisuudet. Ranka AWS TC LR LPR puu puu puu Paksuus Leveys Materiaalin paksuus t Dynaaminen jäykkyys K' Taivutusjäykkyys B (mm) (mm) (mm) (MN/m) (Nm2) 125 120 125 42 120 84 42 85 52 42 40 42 42 42 1,3 1,6 1,0 0,8 - 0,2 2,8 3,3 0,9 - 10400 29000 20600 3100 72000 27600 3500 Taulukko 4.2 – Absorptiomateriaalien ominaisuudet. Villan nimi TAKU 30 TAKU 50 PAL 30 PAL 50 I - KH 30 I - KT 50 EL 100 Villamatto Laivavilla Tiheys==ρ= Huokoisuus (kg/m3) 63 57 121 113 21 17 68 25 217 Virtausresistiivisyys r (Pas/m2) Dynaaminen jäykkyys s' (MN/m3) 30000 20000 110000 70000 8000 8000 40000 8000 300000 8.87 6.27 14.4 11.7 5.71 42.7 0.98 0.98 0.96 0.96 0.99 0.99 0.98 0.99 0.92 24 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 5 TULOKSET JA NIIDEN TARKASTELU Kaksinkertaisen rakenteen akustisten parametrien vaikutukset ääneneristävyyteen esitetään luvuissa 5.1 – 5.10. Tutkitut parametrit olivat: • • • • • • • • ilmavälin paksuus kytkemättömässä rakenteessa absorptiomateriaalin täyttösuhde rangan tyyppi ja dynaaminen jäykkyys rankajako puurangoilla rankajako joustavilla teräsrangoilla ruuvausjako pintalevyn ja puurangan välillä ilmavälin paksuus kytketyssä rakenteessa mineraalivillan virtausresistiivisyys Lisäksi luvuissa 5.11-5.12 esitetään rankajaon ja ruuvaustiheyden vaikutukset yksittäisen teräslevyn ääneneristävyyteen. Lopuksi esitetään luvussa 5.13 vielä pelkän mineraalivillan ääneneristävyys eri tiheyksillä ja paksuuksilla. Kaksoisrakenteilla merkittävimmät resonanssit olivat teräslevyn ominaistaajuus f11 ja massa-ilma-massaresonanssi f0. Niiden laskentaesimerkkejä ei esitetä joka luvussa erikseen vaan lukijaa kehotetaan tarpeen mukaan tarkistamaan kuvasta 2.2.2 kyseinen taajuus. 25 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.1 Ilmavälin paksuuden vaikutus kytkemättömässä rakenteessa (tyhjä väli) 90 d = 25 mm 80 d = 42 mm 70 d = 84 mm 50 d = 125 mm 40 30 10 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 d = 250 mm 6300 20 4000 0 mm 25 mm 42 mm 84 mm 125 mm 250 mm 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.1.1 Tutkimuksen kohteena oli ilmavälin d (mm) paksuuden vaikutus kytkemättömän seinärakenteen ääneneristävyyteen, kun ilmaväli oli tyhjä. Kuvasta 5.1.1 voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Selvästi havaitaan kaksinkertaisten rakenteiden perusilmiö: ilmavälin puuttuessa (d=0 mm) ääneneristävyys on huonompi kuin ilmavälin kanssa. • Ääneneristävyys kasvaa voimakkaasti massa-ilma-massa –resonanssitaajuuden f0 (tässä 50...160 Hz) ja kriittisen taajuuden (tässä fc=6200 Hz) välisellä alueella, kun ilmaväli kasvaa. Ääneneristävyyden kasvu riippuu hieman taajuudesta. Alueella f0 … 800 Hz kasvu on suurempaa kuin alueella 1000 … 4000 Hz. • Kriittisellä taajuudella ääneneristävyys ei riipu lainkaan ilmavälin paksuudesta. Tämä johtuu siitä, että resonoivien levyjen välillä on voimakas kytkentä, joka voi heiketä vain käyttämällä absorptiomateriaalia ilmavälissä. • Kun ilmaväliä ei ole lainkaan (d = 0 mm), ääneneristävyys on tapauksia d = 25 ja 42 mm parempi matalilla taajuuksilla, koska f0-resonanssi heikentää jälkimmäisten ääneneristävyyttä. • Ns. seisovan aallon resonanssia fr ilmavälin paksuuden puolikkaalla ei havaita, toisin kuin useimmat oppikirjat antavat olettaa. Ainoa viite tällaisesta on tapauksen d = 250 mm kuoppa 800 Hz:llä, mutta sekin on vähäinen. Käytännön ennustemallien ei siten tarvitse ottaa resonanssia huomioon. 26 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 5.2 Ilmavälin paksuuden vaikutus kytkemättömässä rakenteessa (absorboiva väli) 90 d = 25 mm 80 d = 42 mm 70 d = 84 mm 50 40 25 mm 30 42 mm d = 125 mm 84 mm 20 d = 250 mm 125 mm 10 250 mm 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.2.1 Tutkimuksen kohteena oli ilmavälin d (mm) paksuuden vaikutus kytkemättömän seinärakenteen ääneneristävyyteen, kun ilmaväli oli absorboiva. Kuvasta 5.2.1 voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Ääneneristävyydet ovat parempia kuin tyhjän ilmavälin tapauksessa (kuva 5.1.1). Lisäksi ääneneristävyydet kasvavat nopeammin taajuuden kasvaessa, toisin sanoen käyrät ovat jyrkempiä. • Ääneneristävyyden kasvu ilmavälin kasvaessa ei riipu juurikaan taajuudesta toisin kuin kuvassa 5.1.1. • Resonanssitaajuus f0 on selvemmin havaittavissa kuin kuvassa 5.1.1. Se pienenee ilmavälin kasvaessa 125 Hz:stä alaspäin, kuten yhtälö (4) ja kuva 2.2.2 ennustaa. • Kriittisellä taajuudella fc ääneneristävyys muista taajuuksista poikkeamatta kasvaa, kun ilmaväli kasvaa. Tämä on siis toisin kuin kuvassa 5.1.1. Ero johtuu siitä, että mineraalivillan määrä kasvaa ilmavälin kasvaessa ja kytkentä siten heikkenee levyjen välillä. HUOM: Absorbentin ei tarvitse olla täysin irti molemmista levyistä kuten kuvasta saattaa ymmärtää. Absorbentti voi nojata esim. toiseen levyyn. Sen sijaan absorbenttia ei missään tapauksessa saa liimata kumpaankaan levyyn, koska tämä vaikuttaa levyn jäykkyyteen ja siten laskee koinsidenssitaajuutta. Absorbenttia ei myöskään saa liimata molempiin levyihin saatikka ahtaa ilmaväliin, koska tästä seuraa mekaaninen kytkentä pintalevyjen väliin ja ääneneristävyys romahtaa, koska absorbentti toimii yleensä erittäin jäykkänä jousena (syntyy sandwich-rakenne). 27 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.3 Absorptiomateriaalin täyttösuhteen vaikutus kytkemättömässä rakenteessa 90 80 a% = 0% 70 50 a% = 24% 40 0% 30 a% = 48% 24% 20 48% 10 88% a% = 88% 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.3.1 – Ilmaväli d = 125 mm. Tutkimuksen kohteena oli absorptiomateriaalin täyttösuhteen a (%) vaikutus kytkemättömän seinärakenteen ääneneristävyyteen. Täyttösuhde määritetään yhtälöstä a= da 100 % d (10) missä da (mm) on absorptiomateriaalin paksuus. Mittauksissa käytettiin viittä eri paksuista ilmaväliä: 25, 42, 84, 125 ja 250 mm. Kuvassa 5.3.1 esitetään ilmavälillä d = 125 mm saadut mittaustulokset. Kuvissa 5.3.2 – 5.3.5 esitetään tulokset muilla ilmavälin d arvoilla. Kuvista voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Ääneneristävyys kasvaa voimakkaasti jo pienellä absorptiomateriaalin lisäyksellä. Kasvu on huomattavasti suurempi täyttösuhteen muuttuessa 0 % → 24 % verrattuna täyttösuhteen muutokseen 24 % → 88 %. • Eri ilmaväleillä tehtyjen mittausten perusteella havaittiin, että ääneneristävyyden suhteellinen kasvu ei riipu ilmavälin paksuudesta. Se on aina 15 … 25 dB keskitaajuuksilla, 5 dB 2500 Hz lähistöllä ja 0 dB f0 :n alapuolella. • Täyttösuhteen vaikutuksen vähäisyyteen 2500 Hz alueella, jossa esiintyy tasanne, ei löydetty pätevää selitystä. Ilmiö esiintyy myös jatkossa. • Matalilla taajuuksilla kaksoisrakenteiden ääneneristävyys on huonoimmillaan. Kaikki keinot ääneneristävyyden parantamiseksi ovat tällöin tarpeen. Tästä johtuen päädytään yleensä käyttämään korkeaa täyttösuhdetta ilmavälissä. 28 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 R [dB] 40 30 40 30 20 0% 20 10 60% 10 0% 36% 71% 6300 4000 2500 1600 1000 630 Taajuus [Hz] Taajuus [Hz] Kuva 5.3.2 – Ilmaväli d = 25 mm. Kuva 5.3.3 – Ilmaväli d = 42 mm. 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 R [dB] 40 30 40 0% 30 0% 20 10% 10 20% 20 80% 10 71% 84% Taajuus [Hz] Taajuus [Hz] Kuva 5.3.4 – Ilmaväli d = 84 mm. Kuva 5.3.5 – Ilmaväli d = 250 mm. 29 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 63 8000 4000 2000 1000 500 250 125 63 160 0 0 100 R [dB] 400 250 63 8000 4000 2000 1000 500 250 125 63 160 0 0 100 R [dB] HUOM. Kuvassa 5.3.5 puuttuu mittausdataa korkeilla taajuuksilla, koska sivutiesiirtymät olivat liian voimakkaita eikä luotettavia tuloksia näin ollen saatu. Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.4 Rangan tyypin vaikutus (d = 125 mm) 90 80 45 x 120 puu 70 50 LR 120 mm 40 puu 30 TC 125 mm LR väliseinäranka 20 TC termoranka AWS-ranka 10 AWS 125 mm 6300 4000 2500 1000 630 400 250 160 100 0 1600 kytkemätön 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.4.1 Tutkimuksen kohteena oli rangan tyypin vaikutus seinärakenteen ääneneristävyyteen. Absorboivan ilmavälin paksuus oli d = 120 mm tai 125 mm. Rankajako oli b = 550 mm ja ruuvausjako bs = 170 mm. Kuvasta 5.4.1 voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Verrattaessa kytkemättömään tilanteeseen, kaikkien rankojen vaikutus on ääneneristävyyttä huonontava. • Siltataajuuden 200 Hz alapuolella rangoilla ei ole vaikutusta ääneneristävyyteen. Ääni kulkeutuu tällöin pääasiassa ilmavälin kautta. • Teräsrangoilla saavutetaan parempi ääneneristävyys kuin puurangalla, koska teräsrangat ovat joustavia. AWS-rangan ja puurangan välinen ero on suurempi kuin 5 dB taajuusvälillä 125 – 2000 Hz, suurimmillaan 20 dB. Syynä AWS:n paremmuuteen on alhaisin dynaaminen jäykkyys. Puuranka on käytännössä puristumaton levyjä vastaan kohtisuorassa suunnassa, jolloin kaksoisrakenne on ”kuin yhtä puuta” rangan kohdalla. • 1000-4000 Hz alueella joustavan rangan ero puurankaan oli teoriaa pienempi. Joustovaikutus ei ilmeisesti sittenkään yllä korkeille taajuuksille. • Puurangalla havaitaan voimakkaat resonanssit taajuuksilla 160 ja 315 Hz, joista lisää luvussa 5.6. 30 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 5.5 Rangan tyypin vaikutus (d = 42 mm) 90 80 70 50 40 30 LPR 42 mm LPR väliseinäranka 20 puu 10 kytkemätön puu 45 mm 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.5.1 Tutkimuksen kohteena oli rangan tyypin vaikutus seinärakenteen ääneneristävyyteen. Absorboivan ilmavälin paksuus oli d = 42 mm tai 45 mm. Rankajako oli b = 550 mm ja ruuvausjako bs = 170 mm. Kuvasta 5.5.1 voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Joustavalla LPR-rangalla saadaan parempi ääneneristävyys kuin puurangalla. • LPR-rangalla saatu ääneneristävyys on yhtä suuri kytkemättömän rakenteen ääneneristävyyden kanssa 315 Hz saakka, koska ääni kulkeutuu ilmavälin kautta eikä rangan kautta. Rangan huonontava vaikutus alkaa kuitenkin paljon korkeammalla taajuudella kuin kuvassa 5.4.1. • LPR-rangalla saatu ääneneristävyys on pienempi kuin puurangalla massailma-massa -resonanssitaajuudella f0 (100 Hz). Puuranka jäykistää ilmeisesti levyä enemmän kuin LPR-ranka, jolloin voimakasta resonanssia ei pääse siinä syntymään. • 1000 Hz yläpuolella puu ja teräs ovat yhtä hyviä. Syytä tähän ei tiedetä. Ilmeisesti teräksen joustavuusvaikutus ei yllä korkeille taajuuksille. 31 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.6 Puurankajaon vaikutus 90 80 70 50 40 b = 1100 mm 30 275 mm 20 550 mm b = 550 mm 1100 mm 10 kytkemätön b = 275 mm 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.6.1 – Ilmaväli d = 45 mm ja ruuvausjako bs = 170 mm. Tutkimuksen kohteena oli puurankajaon b (mm) vaikutus kytketyn seinärakenteen ääneneristävyyteen. Absorboivan ilmavälin paksuudet olivat d = 45 mm (kuva 5.6.1), d = 84 mm (kuvat 5.6.2 ja 5.6.3) ja d = 120 mm (kuva 5.6.4). Kuvista voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Ääneneristävyys kasvaa vain jonkin verran yli 200 Hz:llä, kun rankajako suurenee. • Taajuuksilla 160 – 315 Hz tapahtuu voimakas resonanssi, joka heikkenee rankajaon kasvaessa. Resonanssit johtuvat teräslevyn jäykistymisestä. Teräslevyyn muodostuu kapeita ”osalevyjä” rankojen väliin, joissa tapahtuu normaaliresonanssi f11 huomattavasti täyslevyistä (Lx=1105 mm) näytettä korkeammalla taajuudella. Esimerkiksi tilanteessa b=275 mm on osalevyn leveys Lx=225 mm, jolloin saadaan kuvasta 2.2.2 resonanssiksi f11=160 Hz. • Resonanssitaajuuden f0 alapuolella kytkemättömän seinärakenteen ääneneristävyys on pienempi kuin kytketyn seinärakenteen äänenristävyys. Levyjen jäykistäminen siis heikentää massa-ilma-massa –resonanssia. • Kuvassa 5.6.3 ääneneristävyydet ovat selvästi paremmat kuin kuvassa 5.6.2, mikä johtuu siitä, että ruuvausjako bs kasvaa arvosta 170 mm arvoon 680 mm. Ruuvausjaon vaikutus esitetään paremmin kuvissa 5.8. • Normaaliresonanssi f11 on huomattavasti heikompi kuvassa 5.6.3. Ruuvauksen löyhentäminen ilmeisesti vaikuttaa puurangan luoman jäykän reunaehdon voimakkuuteen. 32 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 90 80 70 R [dB] 60 50 b = 1100 mm 40 275 mm 30 550 mm 20 b = 550 mm 1100 mm 10 kytkemätön b = 275 mm 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 63 0 Taajuus [Hz] Kuva 5.6.2 – Ilmaväli d = 84 mm ja ruuvausjako bs = 170 mm. 90 80 70 b = 1200 mm b = 600 mm b = 300 mm 50 40 30 300 mm 600 mm 20 1200 mm 10 kytkemätön 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.6.3 – Ilmaväli d = 84 mm ja ruuvausjako bs = 680 mm (vertaa kuvaan 5.6.2). 33 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 90 80 70 50 40 30 b = 1100 mm 550 mm 20 1100 mm 10 b = 550 mm kytkemätön 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.6.4 – Ilmaväli d = 120 mm ja ruuvausjako bs = 170 mm. 34 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 5.7 Rankajaon vaikutus joustavilla teräsrangoilla 90 80 70 b = 275 mm 50 40 30 275 mm 20 550 mm b = 550 mm 1100 mm 10 b = 1100 mm kytkemätön 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.7.1 Tutkimuksen kohteena oli rankajaon b (mm) vaikutus joustavalla AWSteräsrangalla kytketyn seinärakenteen ääneneristävyyteen. Absorboivan ilmavälin paksuus oli d = 125 mm ja ruuvausjako bs = 170 mm. Kuvasta 5.7.1 voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Normaaliresonanssi f11 tapahtuu samalla taajuudella (200 Hz) kuin puurangoilla (kuva 5.6.4), mutta se on huomattavasti heikompi. • 200 Hz:n yläpuolella rankajaon vaikutus ääneneristävyyteen on hyvin vähäinen, kuten puurangoillakin. • Rankajaon vaikutus on vielä pienempi joustavilla rangoilla kuin puurangoilla. 35 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.8 Ruuvausjaon vaikutus puurangoilla kytketyssä rakenteessa 90 80 70 bs = 170 mm bs = 340 mm bs = 680 mm 50 40 30 170 mm 20 340 mm 680 mm 10 kytkemätön 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.8.1 – Rankajako b = 300 mm. Tutkimuksen kohteena oli ruuvausjaon bs (mm) vaikutus puurangoilla kytketyn seinärakenteen ääneneristävyyteen. Mittauksissa käytetyt rankajaot olivat b = 300 mm (kuva 5.8.1) ja b = 1200 mm (kuva 5.8.2). Absorboivan ilmavälin paksuus oli d = 84 mm. Kuvista voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Kun rankajako on pieni (300 mm), ruuvausjaon lyhentyessä ääneneristävyys heikkenee melko lineaarisesti koko taajuusalueella. Eniten ruuvausjako vaikuttaa keskitaajuuksilla, jopa 12 dB, vähiten kriittisen taajuuden läheisyydessä ja matalilla taajuuksilla. • Kun rankajako on suuri (1200 mm), ruuvausjaon kasvattaminen parantaa ääneneristävyyttä vain 160 Hz yläpuolella, parhaimmillaan jopa 20 dB. • Ruuvausjaon bs vaikutus ääneneristävyyteen on huomattavasti suurempi kuin rankajaon b vaikutus (ks. kuvat 5.6.1 – 5.7.1). • On ilmeistä, että puurankoja käytettäessä ruuvausjaon tulisi olla mahdollisimman harva. Kukin ruuvi toimii runkoäänen siirtymäreittinä rangasta levyyn, jolloin mm. ruuvauskireys voi myös olla vaikuttava tekijä. Levyt rankaan kiinnittävien ruuvien kiristysmomentti on luultavasti tekijä, joka vaikuttaa myös ääneneristävyyteen ruuvaustiheyden lisäksi. Momenttia ei määritetty lainkaan tässä tutkimuksessa. 36 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 90 80 70 60 40 170 mm 30 340 mm 20 680 mm 2250 mm 10 kytkemätön 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] bs = 170 mm 50 Taajuus [Hz] Kuva 5.8.2 – Rankajako b = 1200 mm. 37 bs = 340 mm bs = 680 mm Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.9 Ilmavälin paksuuden vaikutus kytketyssä rakenteessa 90 45 mm 80 84 mm 70 120 mm 50 d = 45 mm 40 d = 84 mm 30 20 d = 120 mm 10 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.9.1 – Rankajako b = 550 mm. Tutkimuksen kohteena oli ilmavälin paksuuden d (mm) vaikutus puurangoilla kytketyn seinärakenteen ääneneristävyyteen. Ilmaväli oli absorboiva. Mittauksissa käytetyt rankajaot olivat b = 550 mm (kuva 5.9.1) ja b = 1100 mm (kuva 5.9.2). Ruuvausjako oli bs = 170 mm. Kuvista voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Kytketyllä rakenteella ilmavälin vaikutus on pieni verrattuna kytkemättömällä rakenteella saatuihin eroihin (ks. kuvat 5.1.1 ja 5.2.1). • Suurimmat erot tapahtuvat matalilla taajuuksilla. Siltataajuuden fb (tässä 200 Hz) alapuoli on ainut taajuusalue, johon ilmavälin paksuus vaikuttaa, koska siellä äänen läpäisy tapahtuu yksinomaan ilmaväliä pitkin. • Taajuuden 400 Hz yläpuolella ilmavälin paksuudella on pieni vaikutus, mikä johtuu siitä, että ilmavälin kautta ei käytännössä kulkeudu ääntä paljoakaan. Näin ollen ääneneristävyyden kasvu johtuu luultavasti osin rangan massan kasvusta (liikkuvuuden laskusta). • Kun rankajako kasvaa, kasvaa myös rangan paksuuden vaikutus (vrt. kuvia 5.9.1 ja 5.9.2). Tämä on seurausta siitä, että ilmareitin suhteellinen merkitys kasvaa rankojen vähentyessä. 38 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 90 45 mm 80 84 mm 70 120 mm 50 d = 45 mm 40 30 d = 84 mm 20 10 d = 120 mm 8000 4000 2000 1000 500 250 125 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.9.2 – Rankajako b = 1100 mm. 39 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.10 Mineraalivillan virtausresistiivisyyden ja tiheyden vaikutus r = 0 Pas/m2 100 0 kg/m3 90 80 r = 8000 Pas/m2 17 kg/m3 70 r = 30000 Pas/m2 50 40 0 Pas/m2 30 8000 Pas/m2 61 kg/m3 r = 100000 Pas/m2 118 kg/m3 r = 300000 Pas/m2 217 kg/m3 30000 Pas/m2 20 100000 Pas/m2 10 300000 Pas/m2 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.10.1 – Kytkemätön rakenne, ilmaväli d = 125 mm. Tutkimuksen kohteena oli absorptiomateriaalin virtausresistiivisyyden r (Pas/m2) ja tiheyden ρa (kg/m3) vaikutus kytkemättömän (kuvat 5.10.1 ja 5.10.2) ja kytketyn (kuva 5.10.3) seinärakenteen ääneneristävyyteen. Mittauksissa käytetyt ilmavälin paksuudet olivat d = 125 mm ja 84 mm. Absorbentin täyttösuhde oli kaikissa tapauksissa yli 70 %. Kuvista voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Absorptiomateriaalin virtausresistiivisyyden vaikutus kytkemättömän seinärakenteen ääneneristävyyteen on melko pieni, 0 … 8 dB. Vaikutus on suurimmillaan korkeilla taajuuksilla. Mineraalivillan tiheys ei siten myöskään vaikuta seinärakenteen ääneneristävyyteen merkittävästi. • Kytketyllä rakenteella virtausresistiivisyyden vaikutus on vielä pienempi kuin kytkemättömällä rakenteella, koska ääntä etenee melko vähän korkeilla taajuuksilla ilmaa pitkin. Suurin osa äänestä etenee rankaa pitkin. • Absorptiomateriaalin täyttösuhteen vaikutusta ei nähty tarpeen tutkia lainkaan kytketyillä rakenteilla, koska on oletettavissa, ettei löydetä uusia ilmiöitä. Koska kuvassa 5.10.3 ei ääneneristävyys kasva kuin korkeintaan 8 dB absorbentin vaikutuksesta, on helppoa päätellä täyttösuhteen vaikutus luvun 5.3 perusteella. Kansainvälisten tutkimusten mukaan virtausresistiivisyys vaikuttaisi ääneneristävyyteen vain pienillä virtausresistiivisyysarvoilla alueella 0 < r < 5000 Pas/m2. 40 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 90 80 70 R [dB] 60 50 r = 0 Pas/m2 0 kg/m3 40 30 0 Pas/m2 20 r = 8000 Pas/m2 21 kg/m3 r = 30000 Pas/m2 63 kg/m3 8000 Pas/m2 10 30000 Pas/m2 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 63 0 Taajuus [Hz] Kuva 5.10.2 - Kytkemätön rakenne, ilmaväli 84 mm. 90 80 70 r = 0 Pas/m2 0 kg/m3 50 r = 8000 Pas/m2 40 30 0 Pas/m2 20 8000 Pas/m2 r = 30000 Pas/m2 21 kg/m3 63 kg/m3 30000 Pas/m2 10 110000 Pas/m2 r = 110000 Pas/m2 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] 60 Taajuus [Hz] Kuva 5.10.3 - Kytketty rakenne, ilmaväli d = 84 mm. 41 121 kg/m3 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.11 Rankajaon vaikutus yksittäisellä teräslevyllä 50 30 b = 275 mm 20 2 mm, b = 275 mm 10 b = 550 mm 2 mm, b = 550 mm 2 mm, b = 1100 mm b = 1100 mm 6300 3150 1600 800 400 100 200 0 50 R [dB] 40 b = 1100 mm Taajuus [Hz] Kuva 5.11.1 Tutkimuksen kohteena oli puurankojen rankajaon b (mm) vaikutus yksittäisen teräslevyn ääneneristävyyteen. Ruuvausjako oli bs = 170 mm. Kuvasta 5.11.1 voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Matalilla taajuuksilla havaitaan samanlaisia kuoppia kuin puurangoilla kuvissa 5.4-5.6 ja 5.8. Kuopat johtuvat normaaliresonanssista f11 kaavan (1) mukaan. • Resonanssi heikkenee rankajaon kasvaessa siten, että rankajaolla b = 1100 mm resonanssia ei enää havaita. • Kriittisen taajuuden kuoppa fc=6200 Hz näkyy selvästi yksinkertaisessa rakenteessa. Kriittinen taajuus näkyi selvästi myös kaksoisrakenteissa. Ainoa tekijä, joka hillitsi kuoppaa eli paransi vaimennusta tällä taajuudella, oli paksut absorboivat kerrokset ilmavälissä. 42 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 5.12 Ruuvausjaon vaikutus yksittäisellä teräslevyllä 50 170 mm 340 mm 40 bs = 170 mm 30 bs = 340 mm bs = 680 mm 20 10 6300 3150 1600 800 400 200 100 0 50 R [dB] 680 mm Taajuus [Hz] Kuva 5.12.1 Tutkimuksen kohteena oli ruuvausjaon bs (mm) vaikutus yksittäisen teräslevyn ääneneristävyyteen. Puurankojen rankajako oli b = 550 mm. Kuvasta 5.12.1 voidaan tehdä seuraava havainto: • Ruuvausjako ei vaikuta yksittäisen levyn ääneneristävyyteen. Tästä seuraa se, että kuvissa 5.6.3, 5.8.1 ja 5.8.2 havaittu ruuvausjaon kasvun voimakas vaikutus kaksoisseinärakenteisiin johtuu puhtaasti rakenteellisen kytkennän parantumisesta levyjen välillä eikä levyjen värähtelymuotojen muuttumisesta. 43 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 5.13 Mineraalivillan ääneneristävyys 70 KT 50 KT, 50 mm KT, 50+30 mm KT, 50+30+30 mm PAL, 50 mm PAL, 50+30 mm PAL, 50+30+30 mm 60 50 KT 50 + 30 30 PAL 50 20 PAL 50 + 30 10 PAL 50 + 30 + 30 6300 4000 2500 1600 1000 630 400 250 160 100 0 63 R [dB] KT 50 + 30 + 30 40 Taajuus [Hz] Kuva 5.13.1 Tutkimuksen kohteena oli mineraalivillan ääneneristävyys. Tutkimus suoritettiin kahta eri villatyyppiä käyttäen. Ensimmäinen villatyyppi oli lämmöneristematto KT, jonka tiheys oli ρa = 19 kg/m3 ja virtausresistiivisyys r = 8 000 Pas/m2. Toinen villatyyppi oli palosuojalevy PAL, jonka tiheys oli ρa = 117 kg/m3 ja virtausresistiivisyys r = 90 000 Pas/m2. Mittauksissa käytettiin kolmea eri villan paksuutta da: 50, 80 ja 110 mm. Kuvasta 5.13.1 voidaan tehdä seuraavat havainnot: • Ääneneristävyys kasvaa virtausresistiivisyyden r kasvaessa. • Ääneneristävyys riippuu melko lineaarisesti villan paksuudesta. • Ääneneristävyys kasvaa voimakkaasti taajuuden kasvaessa. Kasvu on tiheämmällä villalla suurempi kuin massalaki yhtälön (2) mukaan olettaa, jopa 12 dB/oktaavi. • Korkeilla taajuuksilla saadaan massalakia suurempia ääneneristävyyden arvoja, ts. tiheä villa on parempi äänieriste kuin samanmassainen levy. • Yhtä voimakasta ääneneristävyyden kasvua ei kuitenkaan havaittu, kun mineraalivillan tiheyttä kasvatettiin ilmavälin sisällä (luku 5.10). Tähän on syynä se, että ilmavälissä mineraalivilla toimii ilmavälissä tapahtuvan kaiunnan poistajana, ei niinkään ääneneristävyyttä parantavana elementtinä. Tyhjässä ilmavälissä kaiunta kasvattaa äänitasoa noin 20 dB, johon absorbentti hyvin puree. Kuitenkaan virtausvastusta kasvattamalla ilmavälissä ei päästy oleellisesti parempiin tuloksiin kuten kuvassa 5.13.1. 44 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus 6 JOHTOPÄÄTÖKSET Tästä tutkimuksesta voidaan vetää seuraavat tärkeät havainnot koskien kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyyttä: • Ilmavälin paksuuden d kasvattaminen parantaa kytkemättömän seinärakenteen ääneneristävyyttä huomattavasti riippumatta siitä, onko ilmaväli tyhjä tai absorboiva. • Kun käytetään rankoja, ilmavälin paksuuden (rankapaksuuden) kasvattaminen ei juurikaan vaikuta. • Absorptiomateriaalin täyttösuhteen a vaikutus kytkemättömän seinärakenteen ääneneristävyyteen on suhteellisesti tehokkainta silloin, kun täyttösuhde on alkujaan pieni. Jos täyttösuhde kasvaa nollasta arvoon 20 %, on vaikutus suurimmillaan. Jos taas täyttösuhdetta kasvatetaan 50 %:sta 90 %:iin, on ääneneristävyyden kasvu suhteellisen pieni. • Kun käytetään rankoja, ei mineraalivillalla tai sen täyttöasteella ole paljoakaan merkitystä paitsi matalimmilla taajuuksilla. • Joustavilla rangoilla (AWS-teräsranka) ääneneristävyys on huomattavasti parempi kuin jäykillä rangoilla (puuranka). • Ruuvausjaon bs kasvattaminen rangan ja levyn välillä parantaa merkittävästi ääneneristävyyttä. Mitä vähemmän ruuveja käytetään sitä parempi on rakenteen ääneneristävyys. • Puurankajaon b vaikutus ääneneristävyyteen on vähäinen. Rankajaon kasvattaminen parantaa rakenteen ääneneristävyyttä vain matalilla taajuuksilla, kun ruuvausjakokin on suuri. • Rankajaon vaikutus puurangoilla. • On ilmeistä, että kaksoisseinärakenteissa tulee pyrkiä erillisrankarakenteisiin aina kuin mahdollista. Muussa tapauksessa tulisi valita mahdollisimman harva ja joustava ranka. Puurangoilla ei päästä kovin hyvään ääneneristävyyteen paitsi jos ilmaväli on suuri (mielellään yli 125 mm), ilmaväli on kokonaan absorboiva, rankajako on suuri ja ruuvausjako mahdollisimman harva (mielellään yli 30 cm). • Ilmavälissä olevan mineraalivillan tiheyden tai virtausvastuksen vaikutus kaksoisseinärakenteen ääneneristävyyteen näyttäisi olevan mitätön sekä kytkemättömässä että kytketyssä rakenteessa. Käytössä oli mineraalivilloja tiheysvälillä 30 ja 220 kg/m3. joustavalla 45 rangalla on vielä vähäisempi kuin Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 46 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus Liite 1 - Kaksinkertaisten seinien testisarjat Taulukko L1.1 - Kaksinkertaisten seinärakenteiden (54 kpl) parametriluettelo. 2 nro a [%] r [Pas/m ] d [mm] b [mm] Rangan tyyppi bs [mm] Villat ja tuplalevyt 1 71 30000 84 - - 170 TAKU 30+30 58 2 10 20000 84 - - 170 Reunoilla 80x50 mm TAKU 51 3 0 - 84 - - 170 44 4 0 - 250 - - 170 56 Rw 5 0 - 125 - - 170 6 88 30000 125 - - 170 50 7 24 30000 125 - - 170 TAKU 30 57 8 48 30000 125 - - 170 TAKU 30+30 57 TAKU 30+30+50 63 9 71 8000 84 - - 170 KH 30+30 59 10 95 8000 84 1100 puu 170 KH 30+KT 50 47 11 95 8000 84 550 puu 170 KH 30+KT 50 45 12 95 8000 84 275 puu 170 KH 30+KT 50 41 13 83 8000 120 550 puu 170 KT 50+50 47 14 83 8000 120 1100 puu 170 KT 50+50 50 15 80 8000 125 1100 AWS 170 KT 50+50 56 16 80 8000 125 550 AWS 170 KT 50+50 56 17 80 8000 125 275 AWS 170 KT 50+50 55 18 119 8000 42 550 LPR 170 KT 50 47 19 80 8000 125 550 TC 170 KT 50+50 51 20 83 8000 120 550 LR 170 KT 50+50 54 48 21 0 - 84 1100 puu 170 22 71 8000 84 1100 puu 170 KH 30+30 42 23 71 30000 84 1100 puu 170 TAKU 30+30 47 24 71 110000 84 1100 puu 170 PAL 30+30 48 25 67 8000 45 1100 puu 170 KH 30 44 26 67 8000 45 550 puu 170 KH 30 43 27 67 8000 45 275 puu 170 KH 30 40 28 71 8000 84 550 puu 170 KH 30+30 46 29 71 8000 84 550 puu 340 KH 30+30 51 30 71 8000 84 550 puu 680 KH 30+30 53 31 0 - 0 1100 puu 170 32 0 - 25 - - 170 33 60 8000 25 - - 170 36 34 Villamatto 41 Villamatto 47 34 0 - 42 - - 170 35 36 8000 42 - - 170 36 71 8000 42 - - 170 Villamatto 49 37 84 90000 250 - - 170 PAL 50+50+50+30+30 70 38 80 40000 250 - - 170 EL 100+100 68 39 20 20000 250 - - 170 TAKU 50 63 40 80 8000 125 - - 170 KT 50+50 62 41 80 8000 125 - - 170 KT 50+50, tuplalevyt 69 42 88 30000 125 - - 170 TAKU 30+30+50 63 43 88 100000 125 - - 170 PAL 30+30+50 61 44 84 300000 125 - - 170 Laivavilla 7x15 mm 60 45 71 30000 84 300 puu 170 TAKU 30+30 41 46 71 30000 84 300 puu 340 TAKU 30+30 46 47 71 30000 84 1200 puu 340 TAKU 30+30, tuplalevyt 58 48 71 30000 84 600 puu 340 TAKU 30+30 51 49 71 30000 84 1200 puu 170 TAKU 30+30 47 50 71 30000 84 1200 puu 340 TAKU 30+30 53 51 71 30000 84 300 puu 680 TAKU 30+30 51 52 71 30000 84 600 puu 680 TAKU 30+30 56 53 71 30000 84 1200 puu 680 TAKU 30+30 56 54 71 30000 84 1200 puu 2250 TAKU 30+30 57 47 39 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 Taulukko L1.2 - Ääneneristävyysarvot (dB) kaksinkertaisten seinärakenteiden mittauksille 1-54. Niillä rakenteilla ja taajuuksilla, joilla sivutiesiirtymää oli liikaa, ei tulosta esitetä lainkaan (tyhjät ruudut). Ääneneristävyys 1/3-oktaavikaistoittain nro 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 1 19.2 21.8 29.2 31.0 41.5 45.7 49.6 54.8 59.6 65.0 69.1 71.1 71.2 72.1 71.6 71.7 73.6 77.1 81.6 81.6 75.3 63.9 2 19.7 20.8 23.5 28.5 33.3 37.0 41.2 45.7 49.1 53.8 58.3 63.4 68.1 71.2 71.9 71.5 73.4 76.8 80.6 78.5 52.8 48.0 3 20.0 18.8 21.7 26.8 29.3 30.2 33.7 36.0 39.6 40.7 42.3 44.4 50.0 55.7 62.6 67.8 70.1 73.2 74.4 71.3 47.2 43.8 4 23.9 22.4 33.9 39.0 35.1 44.9 44.5 46.8 51.9 56.6 59.0 55.6 61.1 65.9 68.8 70.6 73.2 74.6 76.1 72.0 45.8 46.4 5 19.2 22.1 23.7 33.5 32.5 35.4 38.4 42.2 44.2 48.3 52.4 54.2 56.8 61.7 63.8 67.9 71.7 74.7 75.4 71.8 47.8 44.6 6 21.2 29.2 33.7 37.2 46.2 52.2 55.0 57.7 63.8 68.7 73.5 75.4 76.5 76.0 75.4 75.7 77.6 81.1 88.7 87.0 77.3 72.1 7 20.8 22.4 30.5 31.9 37.0 44.5 49.0 52.1 57.1 61.8 66.7 71.2 73.4 74.9 74.6 75.0 76.9 80.8 87.2 85.1 72.2 66.5 8 16.8 26.8 31.3 35.2 42.6 48.7 52.1 55.1 61.0 65.4 70.4 74.2 76.0 76.1 76.2 79.9 87.5 87.2 76.1 71.8 9 18.7 21.3 29.8 35.4 42.5 46.8 50.1 54.0 59.3 63.6 67.7 71.0 72.0 74.2 72.9 72.6 74.6 77.9 82.2 81.7 72.3 63.1 10 20.0 22.3 32.3 33.7 39.0 40.6 35.9 36.2 40.3 43.6 45.9 47.5 48.7 48.9 48.0 49.9 52.5 55.3 57.8 58.9 44.2 42.5 11 18.6 22.1 32.0 30.9 31.2 28.0 38.6 35.7 40.0 40.9 43.9 44.5 46.7 47.9 47.0 49.4 51.6 53.4 55.9 57.7 44.4 42.9 12 23.3 24.6 18.6 19.1 15.5 25.2 40.6 40.3 37.2 43.9 43.0 41.8 45.7 47.1 47.5 50.2 52.4 53.3 54.7 55.7 43.8 43.0 13 17.8 22.7 34.6 33.0 31.2 26.9 40.9 36.0 43.1 44.0 45.7 47.2 49.4 51.9 52.3 54.0 56.3 58.2 60.2 60.6 46.2 46.0 14 20.6 22.0 34.6 39.3 39.5 42.8 38.3 38.4 40.7 48.7 48.9 50.3 53.0 54.3 54.1 55.5 57.9 60.0 61.8 62.7 46.6 45.9 15 20.4 21.4 32.5 37.7 45.7 50.4 49.4 51.8 54.8 54.9 55.6 55.7 56.3 57.4 56.9 58.7 61.1 62.8 64.6 66.1 49.1 48.6 16 20.7 21.7 32.4 38.9 45.6 47.0 47.3 51.8 53.5 54.6 54.9 55.1 56.3 57.3 57.3 59.3 61.7 62.9 64.0 65.0 48.8 48.6 17 19.2 22.4 31.4 37.2 44.5 40.7 49.1 51.3 55.4 53.5 53.0 53.1 53.6 55.8 57.1 58.7 60.4 60.8 61.6 62.0 48.3 48.3 18 21.8 22.8 13.2 20.3 32.4 39.3 43.8 48.3 51.6 50.0 48.7 49.5 49.6 49.9 50.0 52.2 54.4 56.3 58.3 60.2 44.7 43.0 19 24.5 23.8 25.9 30.6 40.3 40.0 43.9 48.1 48.4 49.3 48.5 47.8 51.3 52.9 53.7 56.1 58.6 60.0 61.8 62.8 48.8 49.3 20 21.6 22.8 30.3 37.5 41.9 43.7 48.1 51.5 52.5 52.8 53.4 53.3 53.9 53.3 52.8 54.8 57.6 59.4 61.1 62.5 45.7 45.1 21 19.6 17.6 19.1 27.6 30.7 29.7 31.6 30.3 33.5 39.8 42.4 43.7 47.2 49.0 49.2 52.6 55.3 56.8 57.9 57.9 39.9 38.6 22 19.2 21.5 30.8 31.8 36.5 39.8 37.6 35.4 36.8 45.7 47.9 49.3 50.3 50.6 50.4 53.1 56.0 57.6 59.1 59.8 45.2 43.6 23 18.8 22.3 31.3 32.5 36.3 37.5 37.7 34.7 38.9 44.6 46.8 48.2 49.7 49.9 49.1 52.8 55.5 57.4 58.6 58.8 44.1 42.6 24 19.0 22.2 29.3 30.5 36.1 38.1 38.4 36.8 40.2 45.4 47.5 48.6 50.4 51.4 50.8 54.4 56.7 57.7 58.6 59.1 44.2 42.6 25 20.7 18.0 19.3 23.0 30.0 34.4 33.2 35.1 37.0 42.4 45.3 47.2 49.1 49.8 50.5 52.9 55.3 56.2 57.1 57.8 42.4 40.8 26 21.2 18.4 20.5 26.3 27.5 26.1 35.3 34.8 39.8 40.9 43.3 45.0 47.1 48.8 50.0 52.0 54.1 54.9 55.6 56.0 42.0 40.8 27 22.4 23.7 20.9 19.4 15.6 19.3 35.9 38.5 37.7 42.5 41.1 41.0 44.7 44.9 46.9 50.0 52.5 53.1 53.7 54.3 41.9 41.3 28 18.2 22.5 32.2 32.5 33.7 27.5 39.4 35.4 40.8 42.6 45.3 45.5 47.5 48.9 49.1 51.9 54.6 56.0 57.3 58.0 44.7 43.6 29 17.3 22.8 31.5 33.9 33.3 36.5 45.6 45.5 48.9 50.3 49.7 49.5 51.1 51.7 50.9 53.7 57.1 58.9 60.7 62.3 48.4 46.7 30 19.7 22.9 28.1 33.8 42.3 43.7 47.5 48.9 50.6 53.3 53.5 52.8 52.4 52.1 51.4 54.3 57.9 60.1 62.0 63.7 51.0 49.2 31 24.9 23.6 21.1 24.7 28.3 28.5 27.7 29.8 28.3 29.9 30.8 33.5 36.5 38.9 41.6 44.2 47.0 49.2 50.4 49.1 34.8 34.6 32 27.3 23.7 17.8 17.5 15.8 21.2 23.0 27.1 26.5 30.6 33.8 38.2 43.6 48.9 55.0 59.4 62.6 65.2 66.5 61.4 43.3 49.4 33 26.7 23.1 15.1 14.0 19.7 28.0 34.5 42.1 46.3 52.1 56.9 60.5 63.5 64.4 64.5 64.0 65.3 69.0 71.4 67.9 57.5 56.5 34 26.8 19.3 17.1 17.1 24.5 24.2 29.9 33.8 34.5 35.6 39.1 42.1 47.8 53.3 60.2 65.4 68.2 71.0 71.4 66.1 44.4 46.9 35 27.0 18.4 18.6 19.9 28.0 33.9 39.0 45.4 49.3 55.2 60.0 64.9 68.6 71.8 73.1 71.9 72.6 75.6 76.1 72.0 57.2 55.4 36 24.9 19.6 16.2 22.1 32.4 39.1 43.2 49.8 54.2 59.7 63.9 67.9 70.0 72.0 71.9 70.3 71.2 75.4 76.5 73.4 63.6 60.4 37 31.1 30.8 35.9 42.6 51.7 60.5 66.4 73.5 75.6 75.6 73.5 77.0 81.5 80.4 82.1 83.8 84.5 86.2 87.7 38 32.7 33.2 39.5 41.8 48.8 57.1 59.8 62.9 70.0 72.9 75.0 78.5 81.2 86.3 80.5 84.6 84.6 86.6 85.8 39 25.7 27.2 38.2 40.2 40.5 49.6 54.9 58.2 64.5 68.1 72.0 73.5 77.4 82.3 84.6 85.2 83.5 86.1 40 26.1 26.4 30.5 37.9 45.4 49.6 53.1 58.5 62.3 66.5 71.2 75.5 79.6 82.2 84.1 87.2 89.3 87.8 86.8 84.0 75.9 70.2 41 26.1 24.0 39.1 44.8 51.2 55.3 60.2 64.6 68.1 71.8 76.2 78.1 79.6 82.1 83.7 87.4 90.6 88.4 86.7 84.3 79.8 73.4 42 25.6 25.4 31.6 38.1 46.0 50.1 53.6 59.8 64.1 68.2 73.5 77.7 81.1 83.0 83.3 85.0 86.3 86.2 85.3 82.0 79.6 71.4 43 24.4 31.3 30.1 35.4 42.3 48.0 54.0 60.2 65.8 72.2 75.4 77.7 84.1 89.2 90.2 90.3 92.6 89.3 85.7 77.9 76.0 44 27.6 25.6 27.9 33.7 41.3 47.5 54.8 63.1 68.2 72.8 77.4 81.0 84.4 85.7 86.0 89.1 92.9 89.4 89.0 87.9 85.3 79.2 45 30.0 25.1 18.6 15.7 19.5 35.9 45.8 41.2 42.7 39.7 38.5 42.5 45.2 47.5 51.3 53.3 55.0 57.2 59.6 60.8 47.3 48.1 46 30.0 25.1 15.3 15.6 28.7 41.7 43.3 47.9 46.0 45.8 46.1 48.4 52.6 54.6 57.3 58.1 60.0 61.7 64.4 66.2 50.8 50.5 47 30.0 25.1 38.8 45.6 50.7 48.5 52.9 50.5 50.6 51.9 54.6 55.9 58.2 60.9 62.7 62.9 64.4 67.5 72.0 75.1 57.0 56.6 48 17.8 25.1 32.3 28.2 28.9 43.9 45.0 46.6 46.4 46.8 48.4 51.3 54.7 57.8 60.6 61.4 62.6 63.7 66.4 68.7 52.0 51.0 49 15.7 25.1 23.3 33.7 41.6 40.7 35.4 40.4 38.0 39.0 44.2 48.7 50.2 52.0 54.4 55.7 57.1 58.7 60.2 62.9 49.0 48.1 50 16.1 25.1 23.5 34.3 42.7 45.0 48.3 50.9 49.3 48.4 50.7 53.4 55.0 57.0 58.9 59.3 61.4 63.4 65.8 69.1 53.5 52.3 51 30.0 25.1 23.4 20.5 30.8 41.0 48.8 49.3 49.6 51.8 51.7 54.1 56.0 57.5 59.8 60.3 62.6 64.7 67.3 70.0 53.8 53.1 52 21.3 25.1 32.2 35.5 38.6 44.5 48.5 50.0 50.4 52.3 53.4 56.8 58.1 60.3 62.6 63.9 65.6 66.9 69.3 71.4 55.1 53.8 53 16.9 25.1 26.4 35.8 42.2 45.9 49.8 53.0 51.5 51.7 53.5 55.5 57.5 59.2 60.8 60.5 63.2 65.9 68.7 71.6 56.1 55.7 54 16.0 25.1 26.3 33.4 40.1 44.7 49.2 55.1 57.2 56.2 57.4 59.3 60.0 59.9 62.0 61.1 63.9 67.9 72.9 74.3 63.5 61.2 48 84.9 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus Liite 2 – Yksinkertaisten seinien testisarjat Taulukko L2.1 - Yksinkertaisten seinärakenteiden ääneneristävyysmittausten (14 kpl) parametriluettelo. nro a [%] r [Pas/m2] d [mm] b [mm] Rangan tyyppi bs [mm] Villat ja levyt Rw A - - - 1100 puu 170 2 mm teräslevy 33 B - - - 1100 puu 170 2 mm teräslevy 34 C - - - 1100 puu 150 4 mm teräslevy 37 D - - - 550 puu 170 2 mm teräslevy 33 E - - - 275 puu 170 2 mm teräslevy 33 F - 8000 - - - - KT 50 6 G - 8000 - - - - KT 50+KH 30 10 H - 8000 - - - - KT 50+KH 30+30 13 I - 70000 - - - - PAL 50 18 J - 90000 - - - - PAL 50+30 26 K - 100000 - - - - PAL 50+30+30 30 L - - - 600 puu 170 2 mm teräslevy 33 M - - - 600 puu 340 2 mm teräslevy 34 N - - - 600 puu 680 2 mm teräslevy 33 Taulukko L2.2 - Ääneneristävyysarvot (dB) yksinkertaisten seinärakenteiden mittauksille A-N. Ääneneristävyys 1/3-oktaavikaistoittain nro 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 A 22.9 21.7 19.6 19.1 22.8 22.6 23.1 25.9 26.7 28.1 29.8 32.0 34.1 36.2 38.3 40.5 42.4 43.5 44.2 43.8 B 21.8 24.9 18.9 19.0 24.4 24.4 24.8 26.0 27.6 29.6 30.9 32.6 34.9 36.8 38.0 39.8 41.3 42.5 43.0 42.6 32.0 30.2 C 24.3 23.4 16.5 25.0 28.8 29.7 29.1 30.8 31.3 33.2 35.7 37.2 39.6 41.4 42.4 43.0 40.8 30.3 31.8 35.8 39.0 43.4 D 23.7 23.2 16.0 22.4 23.7 19.5 21.2 25.3 26.8 29.0 32.1 32.5 34.9 36.7 38.7 40.1 41.8 42.8 43.2 41.9 30.4 29.6 E 24.4 21.4 18.1 22.2 18.3 18.4 21.2 24.7 27.9 32.1 33.8 32.7 33.8 35.7 37.3 39.4 40.6 41.6 42.2 41.3 31.3 31.0 F 10.4 7.0 1.4 2.4 3.6 3.0 3.3 3.8 4.4 5.3 5.2 5.1 5.4 6.0 6.8 7.0 7.5 7.5 7.6 8.0 9.2 34.3 G 11.2 7.6 1.4 2.5 4.0 4.0 4.5 5.9 6.5 7.7 8.0 8.4 9.0 9.8 11.0 11.7 12.2 12.8 13.4 14.1 15.6 H 12.7 8.7 1.8 2.5 4.6 4.9 6.4 8.0 9.0 9.9 10.9 11.7 12.7 13.6 15.3 16.1 17.0 18.0 18.9 20.1 22.2 36.7 I 17.7 14.9 8.1 8.5 10.4 9.5 9.6 9.8 11.2 12.4 13.7 16.2 18.1 20.1 23.1 24.7 26.7 28.6 31.1 33.7 J 20.9 17.2 10.1 11.2 13.3 12.7 14.4 15.6 18.1 21.3 24.1 27.8 31.7 35.6 40.1 44.7 48.7 52.1 56.7 59.7 55.4 K 21.2 19.4 11.0 12.5 15.0 16.0 18.5 21.0 23.0 27.8 32.9 38.7 44.6 49.4 52.6 57.0 59.3 60.2 63.0 63.5 57.9 L 30.0 25.1 17.0 20.8 21.6 21.9 23.8 26.2 27.0 28.6 29.9 32.1 34.3 36.3 38.4 40.1 41.7 42.9 44.3 44.8 34.9 M 30.0 25.1 17.7 21.7 22.9 22.7 24.4 26.0 27.1 28.2 30.5 32.7 34.3 36.4 38.6 40.2 41.9 43.1 44.7 45.3 34.7 33.3 N 30.0 25.1 17.0 21.8 23.1 22.9 24.4 25.8 26.4 27.9 30.4 32.6 34.1 36.0 38.3 40.1 41.8 42.7 44.1 45.0 34.3 32.4 49 34.2 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 50 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus Liite 3 – Kuvissa esiintyvät käyrät Taulukko L3.1 - Tuloksissa esitettyjen kuvien sisältämien rakenteiden tunnukset kaksinkertaisten rakenteiden osalta. Kuva Käytettyjen rakenteiden tunnukset 5.1.1 3, 4, 5, 31, 32, 34 5.2.1 6, 9, 33, 36, 38 5.3.1 5, 6, 7, 8 5.3.2 32, 33 5.3.3 34, 35, 36 5.3.4 1, 2, 3 5.3.5 4, 37, 38, 39 5.4.1 6, 13, 16, 19, 20 5.5.1 18, 26, 36 5.6.1 25, 26, 27, 36 5.6.2 9, 10, 11, 12 5.6.3 6, 13, 14 5.6.4 1, 51, 52, 53 5.7.1 6, 15, 16, 17 5.8.1 1, 45, 46, 51 5.8.2 1, 49, 50, 53, 54 5.9.1 13, 26, 28 5.9.2 14, 22, 25 5.10.1 1, 3, 9 5.10.2 5, 40, 42, 43, 44 5.10.3 21, 22, 23, 24 Taulukko L3.2 - Tuloksissa esitettyjen kuvien sisältämien rakenteiden tunnukset yksinkertaisten rakenteiden osalta. Kuva Käytettyjen rakenteiden tunnukset 5.11.1 B, D, E, 31 5.12.1 L, M, N 5.13.1 F, G, H, I, J, K 51 Työympäristötutkimuksen raporttisarja 1 Työterveyslaitos, 2002 52 Valtteri Hongisto, Riikka Helenius ja Mika Lindgren Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys – laboratoriotutkimus KIRJALLISUUS 1 Hongisto Valtteri, Lindgren Mika, Helenius Riikka, Sound insulation of double walls - an experimental parametric study, acta acustica ⋅ acustica (accepted for publication, 5th July 2002). 2 Hongisto Valtteri, Meluesteen akustisten ominaisuuksien määritys ja luokittelu, Ympäristö ja Terveys 2-3:2001 69-74 3 Hongisto V, Sound insulation of doors - Part 1: Prediction models for structural and leak transmission, Journal of Sound and Vibration 230(1) 2000 133-148. 4 Hongisto V, Keränen Jukka, Lindgren M, Sound insulation of doors - Part 2: Comparison between measurement results and predictions, Journal of Sound and Vibration 230(1) 2000 149-170. 5 Hongisto V, Improvement of the sound reduction index of doors, Proceedings of Internoise 97, Budapest Aug 25-27, 1997, 747-750, OPAKFI, Hungary. 6 Hongisto V, Ovien ääneneristävyyden parantaminen, Akustiikkapäivät 1997, Espoo 9-10.10.1997, 85-88, Akustinen Seura ry. 7 Hongisto V, A case study of flanking transmission through double structures, Applied Acoustics, 62(5) 2001 589-599. 8 Virjonen Terhi, Huoneiden välisen ilmaääneneristävyyden laskennallinen määrittäminen – Sovellus betonikerrostalossa (LuK-tutkielma), Turun yliopisto, Fysiikan laitos, 1997. 9 Hongisto V, Flanking transmission through a floating floor covering, Proceedings of Internoise 2001, August 27-30, 2001, The Hague, Holland, Vol 3, pp. 1119-1122. 10 Hongisto V (doctoral dissertation), Airborne sound insulation of wall structures - measurement and prediction methods, Helsinki University of Technology, Laboratory of Acoustics and Audio Signal Processing, Report 56, Espoo, Finland, 2000, ISBN 951-22-5215-5, ISSN 1456-6303. 11 Hongisto V, Lindgren M and Keränen J, Enhancing the maximum measurable sound reduction index of a laboratory using sound intensity technique and high amount of absorbents, Journal of the Acoustical Society of America, 109(1) 2001 254-265. 12 Helenius R, Lindgren M, Laitinen P, Nousiainen E ja Hongisto V, Seinärakenteiden ääneneristävyyden mallinnuksessa tarvittavien parametrien mittausmenetelmät, Akustiikkapäivät 2001, Espoo 8-9.10.2001, 81-86, Akustinen Seura ry. 13 Nousiainen E, Hongisto V and Lindgren M, Acoustical charaterization of fibrous materials by using measured flow resistivity data, Proceedings of Internoise 2000, August 27-30, 2000, Nice, France, Vol 6, pp. 3875-3878. 14 Nousiainen E ja Hongisto V, Huokoisten materiaalien absorptiosuhteen laskeminen virtausvastuksen perusteella, Akustiikkapäivät 2001, Espoo 8-9.10.2001, 87-92, Akustinen Seura ry. 15 Nousiainen E, Virtausvastus kuitumaisten materiaalien akustisia ominaisuuksia määräävänä tekijänä, Turun yliopisto, Fysiikan laitos, 2000. 53
© Copyright 2024