1. No category

Meluntorjunta L
ELEC-5640
Askelääneneristys.
14.9.2015
Valtteri Hongisto
[email protected]
Määräykset ja ohjeet
• C1:1998 määräys:
• arvot mitataan sekä vaaka- että pystysuunnassa
• SFS 5907:2004
Mittauksen suunta
Porrashuoneesta asuinhuoneistoon
Hotellihuoneesta toiseen hotellihuoneeseen
Asuinhuoneesta toiseen asuinhuoneistoon
Päivittäistavarakaupasta asuinhuoneistoon
Tanssiravintolasta asuinhuoneistoon
Suurin sallittu tai suositeltava askeläänitasoluku L’ n,w
63 dB
58 dB
53 dB
49 dB
43 dB
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
2
Askeläänitason määritelmä
• Askeläänikojeen tuottama
normalisoitu askeläänitaso Ln
– A=huoneen absorptioala [m2-Sab]
– A0=10 m2
– L2=askeläänitason tuottama
äänitaso huoneessa
A2
Ln  L2  10 lg
A0
dB
• Tulos edustaa absoluuttista
äänitasoa, eli mitä alempi arvo,
sitä parempi eristys
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
• Standardin ISO 140-6
mukaisessa askeläänikojeessa
on viisi 0.5 kg painavaa
vasaraa, jotka putoavat 40 mm
korkeudelta lattialle.
• Kukin vasara aiheuttaa lattiaan
iskun kahdesti sekunnissa.
• Lattiaan kohdistuu 10 iskua
sekunnissa.
3
Ln Normalisoitu askeläänitaso
A Vertailukäyrän ISO 717-2 muoto
70
60
60
50
50
40
40
R [dB]
70
30
Ln
B
20
30
R
20
B
10
10
Kolmasosaoktaavimenetelmä
Oktaavimenetelmä
0
B Vertailukäyrä asennossa 50 dB
C Ei-toivottu poikkeama: Max(0; Ln -B)
Ei-toivottujen poikkeamien C summa:
Kolmasosaoktaavikaistamenetelmä:
Oktaavikaistamenetelmä:
f [Hz]
27.2
9.3
(korkein sallittu 32.0 dB)
(korkein sallittu 10.0 dB)
• Ei-toivottujen poikkeamien (punaiset viivat) summan
oltava alle 32.0 dB.
• Kun käyrä on oikealla korkeudella, Ln,w on vertailukäyrän
arvo 500 Hz kohdalla.
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
4
2000
1000
f [Hz]
500
125
250
0
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
Kolmasosaoktaavimenetelmä
Oktaavimenetelmä
Ln
A
B
C
R
A
B
C
[dB] [dB] [dB] [dB] [dB] [dB] [dB] [dB]
49.0 L n,w +2 53
0.0
50.9 L n,w +2 53
0.0
51 L n,w +2 54
0.0
52.0 L n,w +2 53
0.0
56.0 L n,w +2 53
3.0
56.6 L n,w +2 53
3.6
57 L n,w +2 54
2.7
57.5 L n,w +2 53
4.5
60.5 L n,w +1 52
8.5
58.6 L n,w 51
7.6
59
L n,w 52
6.5
54.7 L n,w -1 50
4.7
48.9 L n,w -2 49
0.0
44.7 L n,w -3 48
0.0
46 L n,w -3 49
0.0
39.5 L n,w -6 45
0.0
35.3 L n,w -9 42
0.0
33.4 L n,w -12 39
0.0
34 L n,w -16 36
0.0
30.6 L n,w -15 36
0.0
L
-18
28.8 n,w
33
0.0
R [dB]
Askeläänitasoluku Ln,w
Spektripainotustermi CI,50-2500
• SFS 5907 soveltaa mittalukua
Ln,w+CI,50-2500 paremmissa
äänieristysluokissa A ja B
• Termin arvo on positiivinen, jos
askeläänitasossa on korostuma
jollain taajuudella:
C I,50 - 2500  10 lg
2500

i  50
10
Ln,i / 10
 15  L'n, w
– Kelluvien lattioiden
resonanssitaajuus
– Kevytrakenteisten lattioiden
resonanssitaajuudet
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
5
2 yleistä välipohjarakennetta asunnoissa
Askeläänitasoluvut ja resonanssitaajuus f0
Askeläänitaso L'n [dB]
70
60
50
40
30
20
10
Rakenne A
Rakenne B
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
0
Rakenne A
Rakenne B
L 'n,w
42 dB
49 dB
CI,50-2500
6 dB
0 dB
L 'n,w+CI,50-2500
48 dB
49 dB
f0
80 Hz
400 Hz
Rakenne A
paikallavalettu laatta 300 mm
lattianalusvilla 30 mm
lattiakipsi 15 mm
lattiakipsi 15 mm
parketinalusmateriaali Parkolag
lautaparketti 14 mm
Rakenne B
paikallavalettu laatta 300 mm
parketinalusmateriaali Parkolag
lautaparketti 14 mm
Taajuus [Hz]
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
6
Lattiapäällysteen askeläänitason
paranema DL
DL  Ln,0  Ln
• Ln,0 askeläänitaso ilman
päällystettä
Askeläänitaso L n [dB]
70
60
DL
50
– raakavälipohja (120 mm)
40
30
20
Raakavälipohja
Raakavälipohja +
muovimatto
Askeläänenpainetason
alenema DL
10
0
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
• Ln askeläänitaso päällysteen
kanssa
• Askeläänieristyksen
parannusluku DLw=Ln,0,w-Ln,w
• ISO 140-8
• Asuinhuoneistoissa
vaatimuksena DLw>16…22 dB
välipohjan paksuudesta riippuen
Taajuus [Hz]
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
7
Askeläänitasoluvun paranema DL
D L [dB]
70
Vaahtomuovialustainen neulehuopamatto
60
PVC-päällyste, alustana joustava polyesterihuopa 600 g/m2
50
PVC-päällyste, alustana joustava pe-huopa 300 g/m2
40
Parketti, alustana aaltopahvi, korkkiraehuopa tms.
30
Neulehuopamatto 4-5 mm ilman erityisalustaa
20
Korkkilaatta 3 m, alustana kova PVC-kalvo
10
Kulunut ja vanha huopa-alustainen PVC-päällyste
3150
2500
2000
1600
1250
1000
800
630
500
400
315
250
200
160
125
100
0
Parketti ilman alustaa, Linoleumi ilman aluskorkkia
Taajuus [Hz]
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
8
Askeläänitason paranema DL
Joustavat ja kevyet lattiapäällysteet
• Joustava päällyste heikentää vasaran lattiaan aiheuttamaa
voimaa.
• Vasaran massa, joustavan päällysteen kimmoisuus sekä ja
alapuolinen lattia muodostavat massa-jousi-massa -systeemin,
jonka resonanssitaajuus f0 on
–
–
–
–
mh on vasaran massa [kg]
Sh on vasaran pinta-ala [m2]
Et on pinnoitteen kimmomoduli [Pa]
ht on pinnoitepaksuus [m].
1
f0 
2
Sh Et
mh ht
• Standardisoitu askeläänikoje:
– mh = 0.500 kg
– Sh = 700 mm2.
• Resonanssitaajuuden alapuolella (f<f0) lattianpäällyste ei
juurikaan vaikuta askeläänitasoon, eli DL=0.
• Resonanssitaajuuden yläpuolella:
f
DL  40 lg
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
f0
f  f0
9
VP1
Lattiapäällysteen vaikutus Raakavälipohja 265 mm
Kylliäinen et al. (2015)
Acta Acust united Ac
Askeläänitaso Ln [dB]
80
EI PINNOITETTA
Lietzén, TTY, 2012
VP2
Julkitilan muovimatto
DLw=2 dB
70
60
VP3
Asunnon muovimatto
DLw=21 dB
50
40
VP4
VP1
30
Tuplex ja parketti
DLw=20 dB
VP2
VP3
20
10
VP4
VP5
VP5
Tekstiili, toimisto
DLw=21 dB
VP6
Taajuus [Hz]
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
5000
3150
2000
1250
800
500
315
200
125
80
50
0
VP6
Tekstiili, asunto
DLw=29 dB
10
Vaikutus kentälläkin jopa 40 dB
Hongisto (2001)
Appl Acoust
Vaakasuuntainen askeläänieristys paritalon alakerrassa jossa yhteinen alapohjalaatta
Lattialaatta katkaisematon 160 mm teräsbetoni
A: Parketti ja parketinalushuopa (olohuone)
L'n,w=51 dB
B: Kaakeli suoraan liimattu betoniin (keittiö)
L'n,w=65 dB
dwelling 2
dwelling 1
Askeläänitaso L'n [dB]
80
100
70125
160
60200
250
50315
400
40500
630
30800
1000
1250
20
1600
2000
10
100
2500
3150
L'n,w
A
B
45.3
49.4
47.5
47.9
50.3
53.9
54.9
57.2
56.9
61.2
60.5
63.8
60.3
67.1
58.0
68.7
49.6
65.5
A
43.9
62.5
32.6
60.8
B
23.7
59.2
21.5
57.5
21.8
58.0
200
800 1600
22.1 400 58.3
22.5
56.9 Hz
Taajuus,
51
65
3
living room
5.4 m
2
4
3.6 m
5
A
entry
street door
section A - A
2.5 m
3150
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
brick
facade
street door
window
11
A
Kelluva lattia
• kantavan rakenteen päällä on ohut joustava eristekerros, jonka
dynaaminen jäykkyys on s’ (tai K’’)
• Eristeen päällä levyjä/betonivalu + lattiapäällyste
• Syntyy massa-jousi-massa systeemi
- Lattianpäällyste
- Rakennuslevy (15 kg/m2)
- Rakennuslevy (15 kg/m2)
- Eristekerros, s' < 20 MN/m3
- Tasoite 5-20 mm
- Kantava rakenne
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
- Lattianpäällyste
- Kelluva betonirakenne 80 mm
- Eristekerros, s' < 20 MN/m3
- Tasoite 5-20 mm
- Kantava rakenne
12
Joustavan kerroksen
dynaaminen jäykkyys
• Resonanssitaajuus f0 [Hz] riippuu
m'1
K''
m'2
– kelluvan rakenteen pintamassasta
m'1 [kg/m2],
– joustavan kerroksen dynaamisesta
jäykkyydestä yksikköalaa kohti K''
[N/m3]
– kantavan rakenteen pintamassasta
m'2:
• Jos eristeessä ilmahuokosia, on K''
materiaalin (Km'') ja huokosiin jäävän
ilman (Ka'') dynaamisen jäykkyyden
K '' 
summa:
• Asunnoissa suositus: f0<50 Hz ja K''
8-50 MN/m3.
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
1
f0 
2
m'1  m'2
K ''
m'1 m'2
K m ' ' K a ' ' 
mcm2
d

aca2
qd
m=material
a=air
13
Dynaamisen jäykkyyden
mittaus
•
•
•
•
Näyte 20x20 cm
Paksuus d [m]
Kuormalevy 8 kg näytteen päällä
Levyä täristetään ja määritetään
systeemin resonanssitaajuus fr
• Dynaaminen jäykkyys yksikköalaa kohti
K'' [N/m3] yhtälöllä
4 2 mt f r2
A
2.0
1.8
– mt on kuormalevyn massa [kg].
– A=näytteen ala [m2]
1.6
1.4
H2 magnitude [1/kg]
• Resonanssitaajuudella levy värähtelee
voimakkaasti, vaihe kääntyy (raja -90 º)
180
Magnitude specimen 1
Magnitude specimen 2
Magnitude specimen 3
Phase specimen 1
Phase specimen 2
Phase specimen 3
Resonant frequency
1.2
140
100
60
20
1.0
-20
0.8
-60
0.6
-100
0.4
-140
0.2
0.0
-180
20
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
25
30
Frequency [Hz]
35
40
14
H2 phase [degrees]
K ''
Kelluvan lattian resonanssitaajuus
• Joustavien alusmateriaalien
1
m'1  m'2 m'2 m'1
1
f

K
'
'





valmistajat ilmoittavat
0
2
m'1 m'2
2
dynaamisen jäykkyyden
suureella s' [MN/m3]
s'
• Käytännön oppaissa
f 0  159
resonanssikaavalla
m'1
yksinkertaisempi muoto
K ''
m'1
s'
m'2
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
15
1
m'1
Luentoesimerkki 3.1
Valmistaja ilmoittaa alusmateriaalin dynaamiseksi jäykkyydeksi 10 MN/m3.
Mikä on resonanssitaajuus, jos alusmateriaali asennetaan massiivisen
betonilaatan (450 kg/m2) päälle ja alusmateriaalin päälle asennetaan
a) 22 mm lastulevy
b) kaksi sellaista
c) 60 mm betonivalu
s'
m'1
MN/m3
kg/m2
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
s'
f 0  159
m'1
16
Kelluvan lattian resonanssitaajuus
Resonanssitaajuus [Hz]
350
300
250
m'=20 kg/m2
m'=40 kg/m2
m'=80 kg/m2
m'=160 kg/m2
200
150
100
50
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Dynaaminen jäykkyys yksikköalaa kohti s' (MN/m3)
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
17
Askeläänitason paranema kelluvalla
lattialla
• Resonanssitaajuudella f0
askeläänitaso korkeampi kuin
ilman kelluvaa osaa
• Kelluva lattia eristää sitä
paremmin, mitä pienempi
massa-jousi-massa
resonanssitaajuus f0.
• f0 pienenee

 2 m'1 d
20 lg
2


c
m m
DL  
m'1

20 lg  c
m m

– s’ pienentämällä
– m’ lisäämällä.
• f0 lasketaan edellisen sivun
kaavoilla, jos s' tunnetaan eikä
käytetä mcm2/d termiä.
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
1
f0 
2
f0  f  fd
f  fd
2
 m cm
m'1 d
cm
fd 
2d
18
Kelluvan lattioiden mittaussarja
Askeläänitaso Ln [dB]
80
Kylliäinen et al. (2015)
Acta Acust united Ac
Lietzén, TTY, 2012
VP1
265
Ontelolaatta
380 kg/m2
70
VP7
60
13mm villa
16 MN/m3
2x15 mm kipsi
f0=80 Hz
50
40
VP8
30
50 mm villa
11.5MN/m3
2x15 mm kipsi
f0=50 Hz
VP1
20
VP7
VP8
10
VP9
VP9
Taajuus [Hz]
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
5000
3150
2000
1250
800
500
315
200
125
80
50
0
50 mm villa
11.5MN/m3
4x15 mm kipsi
f0=31 Hz
19
Kelluva lattia erittäin vaativassa kohteessa
• f0<20 Hz
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
20
Asennuslattia
Lautaparketti
Joustava alusta
Rakennuslevy, m > 20 kg/m2
Asennuslattian tukirakenteet ja
tärinäneristetyt jalat
Ilmaväli ja mineraalivilla
Kantava rakenne
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
21
"Kevytvälipohjia"
Rakenne 1
47
Rakenne 2
47
CI,50-2500
6
2
L 'n,w+CI,50-2500
53
49
L 'n,w
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
22
• Kelluvan lattian tai lattiapäällysteen
ominaistaajuudet yleensä välillä 20500 Hz
• Askeläänet voivat häiritä, vaikka
tavoitetasot täyttyisivät etenkin jos
resonanssi osuu alle 100 Hz:lle
– Ln,w ei kuvaa enää rakenteen laatua
subjektiiviselta kannalta
– Ln,w+CI,50-2500 korjaisi arvioiden
mukaan ongelmaa osittain.
• Ruotsissa havaittu, että puuvälipohjilla
askeläänten häiritsevyys selitettävissä
mittaamalla vain 20-100 Hz alue!
– Ljunggren et al. (2014) Appl Acoust
• Standardisointi ja tavoitetasot
luultavasti kehittyvät tältä osin
lähivuosina.
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
60
Askeläänikojeen heräte
Todellisen kävelyn heräte
50
40
30
20
10
0
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Askeläänikoje vs. kävely
Askeläänitaso L' n [dB]
70
Taajuus [Hz]
Askeläänikojeen ja kävelyn
aiheuttamat äänenpainetasot
lautaparketilla ja joustavalla
alustalla päällystetyn 300 mm
paksun betonilaatan alapuolella
olevassa huoneessa.
23
Koettu askelääneneristys
• 55 koehenkilöä kuunteli 5 erilaista
askeläänilähdettä 9 välipohjarakenteen läpi
• Arvioi häiritsevyyden asteikolla 0-10
• Määritettiin korrelaatio lattioiden eri
mittalukuarvojen ja häiritsevyyden välillä
• Parhaiten selitti L’n,w + CI ja L’n,w + CI,50-2500
S1 miehen kävely kovapohjaisilla kengillä
S2 miehen kävely sukat jalassa
S3 miehen kävely pehmeäpohjaisilla kengillä
S4 superpallon pompotus 1 m korkeudelta
S5 tuolin siirto
Mittaluku
L'n,w
L'n,w + CI
L'n,w + CI,50-2500
L'n,Fas,100
L'n,Fas,50
L'n,Ger
L'n,Bod
L'n,Hag
S1
0,41
0,50
0,49
0,49
0,48
0,51
0,53
0,40
S2
0,03
0,05
0,08
0,04
0,06
0,05
0,12
0,09
S3
0,26
0,32
0,31
0,31
0,31
0,32
0,35
0,25
S4
0,09
0,13
0,08
0,12
0,10
0,12
0,11
0,04
Aalto-yliopisto. Meluntorjunta ELEC-5640. Askelääneneristys.
Kylliäinen ym. (2015) Akustiikkapäivät
S5
0,52
0,47
0,51
0,47
0,51
0,45
0,43
0,51
24