Rakennusten äänieristys ja meluntorjunta - Centria tutkimus ja kehitys

Rakennusten ääneneristys jameluntorjuntaYlivieska 29.9.2010Valtteri Hongistovanhempi tutkija, Työterveyslaitosrakennusakustiikan dosentti, Aalto-yliopistoÄäneneristyslaboratorio, Turkuvaltteri.hongisto@ttl.fi0405851888Aikataulu• 09.00-10.00 Äänieristyksenja meluntorjunnanperusteet• 10.15-10.45Kaavamääräykset ja niidenasettamat vaatimuksettuotteille• 11.00 Lounas• 11.45-12.45 Ilmaääneneteneminen ja –eristys• 12.45-13.15 Askelääneneteneminen ja –eristys• 13:59 Juna TurkuunHongisto/Ylivieska 29.9.2010 21

Työterveyslaitos, Turku, akustiikkapalvelutTYÖTILOJEN ÄÄNIOLOTSelvitykset• Teollisuus, toimistot, koulut...• Melu ja värähtely• Huone- ja rakennusakustiikka• SisäympäristökyselytParantaminen• Mallintaminen ym. laskelmatparannusvaikutuksista• MeluntorjuntasuunnitteluRAKENNUS- jaTUOTEAKUSTIIKKALaboratorio• Ilmaääneneristävyys*• Äänen absorptio*• IV-koneiden melupäästö• Kanavaäänenvaimentimet• Tuotearvojen mallintaminen* FINAS akkreditoitujaKenttätutkimus• koneiden melupäästö• akustinen kameraYhteyshenkilö: valtteri.hongisto@ttl.fi 040 5851 888Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 3Laboratoriotilat, TurkuHongisto/Ylivieska 29.9.2010 42

Äänieristyksen jameluntorjunnan perusteetHongisto/Ylivieska 29.9.2010 7Äänenpainetaso L p• Äänenvoimakkuutta määrätyllä alueellakuvaava suure• Äänenpaineen suhdevertailuäänenpaineeseen p 0• Vertailuäänenpaineenanormaalikuuloisen kuulokynnys p 0 =20Pa– p 0 vastaa 0 dB äänitasoa• Kipukynnys on 120 dB• Kuulovauriokynnys on 85 dBA, kun sillealtistutaan päivittäin• 3 dB kasvu merkitsee meluenergiantuplaantumista• kuulon erottelukynnys on 0.5 – 1.0 dB• 3 dB ero hyvin kuultavissa, ei suuri• 6-8 dB lasku koetaan puolittumisenaL p 20log10~ pp0Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 84

Taajuus f [Hz] ja aallonpituus [m]• värähdysten määrä sekuntia kohti• Ihmisen kuuloalue 20-20000 Hz• Rakennuksissa käytännöntaajuusalue on 20-10000 Hz,yleisimmin vain 63 Hz ylöspäin• Rakennusakustiset mittaukset1/3-oktaavikaistoittain(terssikaistoittain)– 100-3150 minimialue– 50 – 5000 Hz yleisimminkäytössä• Aallonpituus saadaan yhtälöstäc fc f• missä– c = äänen nopeus, 343 m/s– f = äänen taajuus [Hz]Aallonpituus [m]1001010.10.010.001101001000Taajuus f [Hz]Kuuloalue10000100000Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 9Äänten taajuusalueetHongisto/Ylivieska 29.9.2010 105

Siniaalto (esimerkiksi viheltäminen)äänenpaineen vaihteluajan funktionaspektri eliäänenvoimakkuustaajuuden funktiona(taajuusjakauma)Kuvassa vain yksi taajuus, äänes, vrt. vihellysHongisto/Ylivieska 29.9.2010 11Laajakaistainen ääni (esimerkiksiilmanvaihdon kohina)signaali aika-avaruudessataajuusjakauma (=spektri)Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 126

Taajuusanalyysi rakennusakustiikassa– terssit• 20, 25, ..., 20000 Hz• audioalueelle mahtuu 32 kpl– oktaavit: 31, 63 ..., 16000 Hz• audioalueelle mahtuu 10 kplHongisto/Ylivieska 29.9.2010 13Nimelliset terssi- ja oktaavikaistatoktaavit harmaa neliöKaista f m Terssikaista Oktaavikaista Kaista f m Terssikaista Oktaavikaista1 1.25 1.12 - 1.41 23 200 178 - 2242 1.6 1.41 - 1.78 24 250 224 - 282 178 - 3553 2 1.78 - 2.24 1.41 - 2.82 25 315 282 - 3554 2.5 2.24 - 2.82 26 400 355 - 4475 3.15 2.82 - 3.55 27 500 447 - 562 355 - 7086 4 3.55 - 4.47 2.82 - 5.62 28 630 562 - 7087 5 4.47 - 5.62 29 800 708 - 8918 6.3 5.62 - 7.08 30 1000 891 - 1120 708 - 14109 8 7.08 - 8.91 5.62 - 11.2 31 1250 1120 - 141010 10 8.91 - 11.2 32 1600 1410 - 178011 12.5 11.2 - 14.1 33 2000 1780 - 2240 1410 - 282012 16 14.1 - 17.8 11.2 - 22.4 34 2500 2240 - 282013 20 17.8 - 22.4 35 3150 2820 - 355014 25 22.4 - 28.2 36 4000 3550 - 4470 2820 - 562015 31.5 28.2 - 35.5 22.4 - 44.7 37 5000 4470 - 562016 40 35.5 - 44.7 38 6300 5620 - 708017 50 44.7 - 56.2 39 8000 7080 - 8910 5620 - 1120018 63 56.2 - 70.8 44.7 - 89.1 40 10000 8910 - 1120019 80 70.8 - 89.1 41 12500 11200 - 1410020 100 89.1 - 112 42 16000 14100 - 17800 11200 - 2240021 125 112 - 141 89.1 - 178 43 20000 17800 - 2240022 160 141 - 178Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 147

A-painotusÄänitaso [dB]80• A-painotuksella melun spektrisuodatetaan sellaiseksi, jollaisenaihminen sen kuulee ja kokee706050403020100EN 1793-3 ja EN ISO 717-1liikennemeluspektriL A,eq=70 dB, L L,eq=87 dB63125250500Taajuus [Hz]f (Hz) Painotus31.50 -37.9063 -26.20125 -16.10250 -8.60500 -3.201000 0.002000 1.204000 1.008000 -1.1016000 -6.60Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 1510002000A-painotettuLineaarinen4000Tärkeimmät LVIS-melusuureetSuomen Rakentamismääräyskokoelma, C1:1998Yleensätarkasteluajanjaksomittauksissa onT=30 sekuntiaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 168

Melumittarihankinta mielessä?Hyvää melumittaria hankittaessa tulee huomioidaseuraavaa:• IEC 60651 ja IEC 60804 vaatimukset, Type 2 (ent. IEC651 ja IE 804)• myös hiljaista äänitasoa tulee pystyä mittaamaanluotettavasti; mittausalueen tulee yltää tasolle 28 dBA !!• mittarissa tulisi olla vähintään A-taajuuspainotus muttasen lisäksi mielellään myös C-taajuuspainotus taitaajuuspainottamaton valinta• melumittarin kanssa hankitaan aina kalibraattori, jollamittarin toiminta tarkistetaan.• Äänitasomittari tulee jäljitettävästi kalibroida ainakin 2 vvälein kalibrointilaboratoriossa, esim. VTT, TTL, Mikes• Sellaiset edulliset mittarit kannattaa unohtaa, jotka– pystyvät mittaamaan vain yli 35 dBA äänitasoja– eivät täytä IEC 60804 vaatimuksia, sillä L A,eq ei voidasilloin mitataHongisto/Ylivieska 29.9.2010 17Kahden äänenpainetasonyhteenlaskeminen• Kahden äänenpainetason L p1 ja L p2yhteenlaskeminenLp,tot10lg10L p ,1 10 L p10,210• Esim: Laske yhteen 55 dB ja 55 dBL p , tot10lg 1055 101055 1010lg(316228 316228) 58 dBHongisto/Ylivieska 29.9.2010 189

Äänitasojen yhteenlaskeminenLtot 10lg 10lg 10i1L /101N10L /10i10L2/10 ... 10LN/10inrs 2006Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 19Rakentamista koskevat määräykset jaohjeetTilan käyttötarkoitus RakMk C1 RakMk D2 SFS 5907 STM 2003 SIY 2008 VnP 993/92 VnA 85-2006Asuinhuoneistot M,O O S T S OMajoitustilat O O S T S O MVanhusten palvelutalot O O S T S O MToimistot O O S T S O MKoulut O O S T S O MPäiväkodit O O S T S O MTerveydenhoitoalan rakennukset O O S T S O MTeollisuustyöpaikat O S MLiiketilat O T OTeatterit, myymälät O O MKeittiöt, ravintolat O MUrheilutilat, uimahallit, kasarmit O MKirjastot, näyttelytilat, kirkot O T OLaboratoriot, autokorjaamot O MYmpäristömelu piha-alueella M S S O MRakMk C1 Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa C1:1998 ÄäneneristysRakMk D2* Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa D2:2002 Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihtoSFS 5907 Rakennusten akustinen luokitus, Suomen standardisoimisliitto SFS r.y. , 2004STM 2003** Sosiaali- ja terveysministeriön asumisterveysohje.SIY 2008 Sisäilmayhdistys r.y.:n julkaisu 5, Sisäilmastoluokitus, 2008VnP 993/92 Valtioneuvoston päätös 993 melutason ohjearvoistaVnA 85-2006 X Valtioneuvoston asetus 85 työntekijöiden suojelemisesta melusta aiheutuvilta vaaroilta, 2006M = sisältää viranomaisen antaman määräyksen lukuarvonO = sisältää viranomaisen antaman ohjeen lukuarvonS = suosituslukuarvoja sisältävä dokumenttiT = sisältää terveysvaikutusten kannalta tärkeitä lukuarvoja* Sisältää ainoastaan LVIS-äänitasoja.** Sisältää ainoastaan ympäristöstä kuuluvia kokonaismelutasoja lähteestä riippumatta.X Koskee ainoastaan työtehtäviä, jossa altistutaan voimakkaalle melulle.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 2010

Lähteet löytyvät pääosin netissä• RAkMk C1: http://www.finlex.fi/data/normit/1917-c1.pdf• RakMk D2: http://www.finlex.fi/data/normit/1921-D2s.pdf• Asumisterveysohje:http://www.stm.fi/Resource.phx/publishing/store/2003/05/pr1063357766490/passthru.pdf• SFS 5907: www.sfs.fi (maksullinen)• Sisäilmastoluokitus: http://www.sisailmayhdistys.fi/ (maksullinen)• VnA 85/2006: http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2006/20060085• VnP 993/1992: http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/1992/19920993• VnP 53/1997: http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/1997/19970053• VnP 1314/1994: http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/1994/19941314• VnA 621/2001: http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2001/20010621• VnA 48/2005: http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2005/20050048Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 21Suomen rakentamismääräyskokoelma• Osa C1:1998– sisältää ääneneristysmääräykset ja ohjeet• Osa D2:2003– lisäohjeita ilmastointimelulleHongisto/Ylivieska 29.9.2010 2211

RIL 243 ohjeet• Osa 1: Perusteet• Osa 2: Oppilaitokset,auditoriot, liikuntatilatja kirjastot• Osa 3: Toimistot• Osa 4: tuotantotilat,(tekeillä)Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 23SFS 5907:2004• valmistunut 2004 akustisten konsulttien jatyöterveyslaitoksen toimesta– VTT, YM, STM, yritykset ohjausryhmässä• täydentää ohjeita ja määräyksiä RakMk C1:1998• luokitus ABCD– luokka C vastaa RakMk C1 1998 tai 1985 tasoa, ns.minimitasoluokka, johon tulee aina pyrkiä uudiskohteissa– luokka A on parasHongisto/Ylivieska 29.9.2010 2412

Valtioneuvoston päätös N:o 993/1992 melutasonohjearvoistaHUOM: Koskee ympäristöstä rakennukseen kohdistuvaa meluaei koske rakennusten LVIS laitteita.päiväsaikaan yöaikaanklo 07 - 22 klo 22 - 07Melu kiinteistön tontilla oleskelualueella L A,eq,u (dB) L A,eq,u (dB)Asuinalueet, hoito- ja oppilaitosten alueet 55 50- edelliset mutta uusilla alueilla 55 45Vapaa-ajan alueet, loma-asuntoalueet 45Huoneistojen sisäpuolinen melu L A,eq,s (dB) L A,eq,s (dB)Asuin-, potilas- ja majoitushuoneet päivällä 35 30Opetus- ja kokoontumistilat 35 35Liike- ja toimistohuoneet 45 45Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 25Sisäilmastoluokitus 2008Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 2613

Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 27AsumisterveysohjeSTM Oppaita2003:1Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 2814

Heijastuminenja läpäisy• absorptiosuhde– arvot 0 … 1– suuri arvo: ääni imeytyy– pieni arvo: ääni heijastuu• läpäisysuhde– arvot 0 … 1– suuri arvo: rakenteen läpäiseevähän ääntä– pieni arvo: ääni heijastuu W WiWtWWiirHongisto/Ylivieska 29.9.2010 29Absorptiossa ja läpäisyssä tapahtuvaäänenvaimennus• äänenvaimennus:D log 11010• Ilmaääneneristys:1 WiR 10lg 10lg WtAbsorptiosuhde Heijastuneen äänenvaimennusdB0 0.00.1 0.50.2 1.00.3 1.50.4 2.20.5 3.00.6 4.00.7 5.20.8 7.00.9 10.00.99 20.00.999 30.0jnejneW t/W idB1 00.1 100.01 200.001 300.0001 400.00001 500.000001 60jnejneHongisto/Ylivieska 29.9.2010 30R15

AbsorptiosuhteitaTyypillinen absoptiosuhde, 1.00.90.80.70.60.50.40.30.220 mm mineraalivilla, liimattubetonia vasten70 mm mineraalivilla, liimattubetonia vasten20 mm mineraalivilla, takana 200mm ilmaväliRei'itetty kipsilevy, takana 200 mmilmaväli, reikäala 18 %Kokolattiamatto, kuidun paksuus 8mmPehmeä toimistotuoli, tyynynpaksuus 30 mmPuuvillaverhot, 330 gr/m2,laskostettu 75 % pinta-alastaKevytväliseinä (kipsi + villa + kipsi)0.10.0125 250 500 1000 2000 4000Taajuus f, HzBetoni- tai tiiliseinä, kovapintainenlattiaKirjahylly, täynnä tavaraaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 31Absorptioluokitus EN 11654Absorptiosuhde1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0luokittelematon125 250 500 1000 2000 4000Taajuus [Hz]ABCDEHongisto/Ylivieska 29.9.2010 32ABCDEEsimerkki• Mitoitussääntö:• Materiaalikuuluuluokkaan A,koska käyräänA verrattaessaei-toivottujenpoikkeamiensumma on alle0,10(taajuudet1000 ja 4000Hz).Tilastollinenabsorptiosuhde16

Huonevaimennuksen käytännön merkitysTarkastellaan ilmastoinnin päätelaitteen melua, jonkaäänitehotaso L W =32dB (absoluuttinen äänienergian määrä)Riippuen huoneen vaimennusmateriaalin määrästä,äänilähteen aiheuttama äänenpainetaso voi vaihdella 10 dB!!Kuva: M. KylliäinenHongisto/Ylivieska 29.9.2010 33Ilmaääneneristävyys• Ilmaääneneristävyys:1R 10logdB• Läpäisykerroin: WtWW=energiap=painei=incidentt=transmittedtulokulmariippuvaiHongisto/Ylivieska 29.9.2010 3417

Mittaaminen painemenetelmälläR Lp, 1 Lp,2 10lgSA2Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 35Painemenetelmä, ISO 140-3lähetyshuonevastaanottohuonemikrofoni 11 2kiertyvä mikrofonipuomi3600r=1000pienimittausaukko2.5 m 2mikrofoni 2r=10003675480tärinäneristinHongisto/Ylivieska 29.9.2010 36LEIKKAUS A - A18

Ilmaääneneristysluku ISO 717-1 mukaanLaboratorio: R w , Rakennuksessa: R' w• Käyrää siirretään 1 dB pykälin ylimpään asentoon, jossa eitoivottujenpoikkeamien (punaiset viivat) summa alittaa32.0 dB. Tällöin R w on vertailukäyrän arvo 500 Hz:llä.Mittaustulosvertailukäyrä poikkeamaISO 717-1 Ei-toivottuTaajuus70f (Hz) R (dB) (dB) (dB)50 22.060R W =50 dB63 19.280 22.1100 26.6 31 4.4 50125 29.1 34 4.9160 32.5 37 4.5200 35.4 40 4.640250 39.6 43 3.4315 42.2 46 3.8 30400 45.5 49 3.5500 47.0 50 3.0630 52.4 51 0.0 20800 54.2 52 0.01000 56.8 53 0.0 10Mittaus-tulos1250 61.7 54 0.01600 62.0 54 0.0ISO 717-1 vertailukäyrä2000 57.9 54 0.0 02500 61.7 54 0.03150 62.6 54 0.04000 64.05000 62.6 summa 32.0f [Hz]Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 37R [dB]50638010012516020025031540050063080010001250160020002500315040005000Spektripainotustermit, ISO 717-1• ilmaääneneristysluku R w on tarkoitettu pääasiassakuvaamaan ääneneristystäå puheääniä vastaan• liikennemelu sisältää hieman enemmän pientaajuisiaääniä kuin puhe, mitä varten on kehitettyspektripainotustermit• termeistä tärkeimmät ovat taajuusalueen 100-3150 Hzspektripainotustermit C ja C tr• muita ei käytetä suomessa paljoakaanRA,tr RW CtrSpektripainotustermi Taajuusväli Sovellettava melutyyppiC 100-3150 Asuntomelu, raide ja lentoliikennemeluC 100-5000 100-5000 Asuntomelu, raide ja lentoliikennemeluC 50-3150 50-3150 Asuntomelu, raide ja lentoliikennemeluC 50-5000 50-5000 Asuntomelu, raide ja lentoliikennemeluCtr 100-3150 TieliikennemeluC tr,100-5000 100-5000 TieliikennemeluC tr,50-3150 50-3150 TieliikennemeluC tr,50-5000 50-5000 TieliikennemeluHongisto/Ylivieska 29.9.2010 3819

Esimerkkitulos1 2 3 4 5- +Ilmaääneneristävyys laboratoriossa R, dB70R w (C; C tr) = 50 (-2; -7) dB60501 RAN20 profiilipelti (teräs 0.45 mm)402 vaakaorsi 50 mm k400, tuulettuva303 Tuulensuojalevy 9 mm (GTS9)4 pystyorsi TC175 k600 + mineraalivilla205 höyrynsulkumuovi jaerikoiskova kipsilevy 13 mm (GEK13)100LaboratoriomittaustulosISO 717-1 vertailukäyrä50801252003155008001250200031505000Äänen taajuus, HzHongisto/Ylivieska 29.9.2010 39R w :n määritys oktaavikaista-arvoistaFrequencyISO 717-1ref. curveUnfavorabledeviationMeasured63125 20.1 19 -1.1250 24.9 28 3.1500 32.6 35 2.41000 35.0 38 3.02000 37.0 36 -1.04000sum 7.5403530252015• Käyrää siirretään 1 dBaskelin ylöspäin asentoonsjossa ei toivottujenpoikkeamien summa(punaiset) on korkeintaan10.0 dB. Tällöin R w /R' w onvertailukäyrän arvo 500Hz:llä.105063125250MeasuredISO 717-1 ref. curve500[Hz]100020004000Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 4020

Esimerkkejä tuotteistaIlmaääneneristävyys [dB]80Betoni 180 mm, 450 kg/m2, 60 dB70605040Teräs 0.6 mm, 5 kg/m2, 25 dBEK-kipsi 13 mm, 11 kg/m2, 28 dBSiporex 68 mm, 48 kg/m2, 34 dB3020Rannila Panel 200 mm, 31 kg/m2, 31 dB1005080125200315500800Taajuus [Hz]1250200031505000GN13, kertopuu 66mm k600 + villa,GN13, 19 kg/m2, 37 dB3xGN13, AWS 200 mm k 600 + villa,3xGN13, 63 kg/m2, 63 dBHongisto/Ylivieska 29.9.2010 41Korvausilmaelementinilmaääneneristyksenilmoittaminen• Koska pinta-alana ei käytetä venttiilintodellista alaa, ovat arvot melko suuriasuhteessa siihen, miten hyvin ääni niidenkautta kantautuu.• Esimerkiksi D n,e,w =45 dB tarkoittaa, ettäyksi venttiili 10 m 2 kokoisessaulkoseinässä, jonka eristys on ääretön,tuottaa ilmaääneneristysluvuksi R w =45dB.• Korva havaitsee kaiken äänen tulevanpienestä elementistä tämänhäiritsevyysnäkökulman vuoksi elinteneristävyys on mitoitettava vähintään 5dB yläkanttiin.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 4221

Intensiteettimenetelmä, ISO 15186Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 43Intensiteettimenetelmällä saatu ovenääneneristyskartta, 500 Hz200200Ilmaääneneristävyys R [dB]504515010015010043.0 -- 46.040.0 -- 43.037.0 -- 40.034.0 -- 37.031.0 -- 34.028.0 -- 31.025.0 -- 28.022.0 -- 25.0403530252015105Ennen, 36 dBJälkeen, 39 dB50500631252505001000Taajuus [Hz]2000400000 10 20 30 40 5000 10 20 30 40 50laivan hyttiovirakenteen kehityssähkölukon äänivuodon korjausHongisto/Ylivieska 29.9.2010 4422

Intensiteettimenetelmälläsaatu sandwich-seinänääneneristyskartta, 800Hz• sandwich rakenne• mustissa kohdissa pelteihinliimattu villa kytkee pellitakustisesti toisiinsa• Ääneneristys merkittävästiheikentynyt 800 Hz taajuudella210200190180170160150140130120110100908070605040302010Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 450102030405060708090100 0Laboratoriotesti ja rakennuksessa tehtytesti• LaboratoriotestistäkäytetäänmerkintääR• vain suora äänivaikuttaatulokseen• Kentällä tehdystätestistä käytetäänmerkintää R'• ääntä säteileesivutiesiirtyminämyös muistahuonepinnoistaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 4623

Laboratorio- ja kenttäarvojen erot -esimerkkejäOvirakenne, laboratorioarvo R w =42 dB– Oikeuttaa ääneneristysluokkaan 35 dB– Tiivistys puutteellinen, karmi vinossa R' w =35 dB– Kynnys puuttuu R' w =22 dB– Hyvä asennus, ympäröivät seinärakenteet 10 dB oveaparempia R' w =42 dB• Betoni 180 mm HVS, R w =61 dB– Halkeama, R' w =53 dB– Hyvä asennus, ympäröivät rakenteet saman massaiset:R' w =58 dBHongisto/Ylivieska 29.9.2010 47Laboratorio- ja kenttäarvojen erotEsimerkkinä puurakenteinen oviIlmaääneneristävyys [dB]40Laboratororio,teipattu (36 dB)3020Laboratorio,normaaliasennus(33 dB)10Kenttä, teipattu(30 dB)012525050010002000Kenttä,normaaliasennus(24 dB)Taajuus [Hz]Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 4824

d = 44top2 x P-sealbottom2 x U-seal46 dB laivan ovi• Teipattu arvo Rw46dB• ilman tiivisteitä Rw24dB• rs=kumitiiviste• ts=teippaustiiviste• pb=profiililistaS1DOORLEAF S3D = depthadditionalprofile bar1b = 730w = 100doorhandle side2 x P-seal1 1DOOR LEAF S3additionalprofile barrock wool support 4 mmdoor hinge side2 x P-sealsteel 0.75 mmrock wool 20 mmair cavity 4 mmperforated steel 0.5 mmrock wool 20 mmsteel 0.75 mmsteel 2 mmrock woolMeasured sound reduction index, dB656055504540353025201510016025040063010001600250040001/3-octave band, Hzrs0 ts0 pb0 24 dB rs0 ts1 pb0, 35 dBrs0 ts2 pb0 42 dB rs1 ts0 pb0 43 dBrs2 ts0 pb0 44 dB rs2 ts2 pb0 46 dBrs0 ts0 pb1 29 dB rs0 ts2 pb1 39 dBrs2 ts0 pb1 45 dB rs2 ts2 pb1 46 dBW = widthsillHongisto/Ylivieska 29.9.2010 49P-seal K-seal U-sealTiiveyden ja rakenteen kehitystasapainossa• Ovet ja ikkunat testataan mielellään aina– normaalisti asennettuna, R norm– saumat teipattuna, R sealed– jälkimmäinen kertoo tuotteen "rakenteellisen"ääneneristävyyden, koska äänivuodot on estetty• Vuodot voivat aiheutua tiivistei• Tuloksena testausraportissa voidaan ilmoittaa vain R nor• Jos R norm -R sealed > 1 dB, oven saumat vuotavat hieman– tyypillinen tilanne• Jos R norm -R sealed > 3 dB, oven saumat vuotavat paljon– 3 dB ero merkitsee, että saumojen kautta siirtyy joenemmän energiaa kuin rakenteen läpi– rakenteen kehittäminen on tällöin tehotonta– kehityksessä huomio pitää kiinnittää rakenteen sijaantiiveyteenHongisto/Ylivieska 29.9.2010 5025

Rakojen vaikutus ääneneristävyyteenRaon ja rakenteen yhteiseristävyys, Ryhteis (dB)706050R1=70 dBR1=50 dBR1=30 dB4030201000.0000001 0.00001 0.001 0.1 10Raon osuus väliseinän pinta-alasta %Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 51Ovien ääneneristysluokat• dB-ovien kauppa käydään kuivallamaalla useimmitenääneneristysluokkien mukaan– akustiset ohjearvot• rakennustapaselostukset– urakkatarjouspyynnöt» tarjouspyynnöt valmistajalle• Ympäristöohje 99:2003 ja SFS5907:2004 antavat ohjeet, mitenluokka määritetään laboratoriossamääritetyn testaustuloksenperusteella• Luokkien käyttö ei ole pakollistamutta arkkitehdit ovat tottuneet niitäkäyttämään• Luokkien nimellisarvot ovat 5-7 dBalempia kuin laboratorioarvot - luokatottavat huomioon asennusvirheetÄäneneristysluokka[dB]R w vähintään[dB]25 3030 3735 4240 4845 53Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 5226

Kaavamääräykset ja niidenasettamat vaatimukset tuotteilleHongisto/Ylivieska 29.9.2010 53Julkisivurakenteen mitoitusmenetelmä• Julkisivurakenteiden valinta tapahtuukäytännössä yksilukuarvojenperusteella– ulkomelun äänitaso L A,eq,u– sisäpuolisen melutason sallittuunenimmäisarvo, L A,eq,s– julkisivukomponenttien laboratorioarvoR w (C;C tr )Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 5427

Kaavamerkintä julkisivunääneneristystarpeesta• Ylempi merkintä on L ja alempi merkintä L A,eq,u .Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 55Melutason ohjearvotpäiväsaikaan yöaikaanklo 07 - 22 klo 22 - 07Melu kiinteistön tontilla oleskelualueella L A,eq,u (dB) L A,eq,u (dB)Asuinalueet, hoito- ja oppilaitosten alueet 55 50- edelliset mutta uusilla alueilla 55 45Vapaa-ajan alueet, loma-asuntoalueet 45Huoneistojen sisäpuolinen melu L A,eq,s (dB) L A,eq,s (dB)Asuin-, potilas- ja majoitushuoneet päivällä 35 30Opetus- ja kokoontumistilat 35 35Liike- ja toimistohuoneet 45 45Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 5628

JULKISIVUN ÄÄNENERISTYKSENMITOITUS – ympäristöopas 1081. Vaatimus ulkomelun jasallittavan sisämelun erotukselleL:2. Julkisivun ääneneristysvaatimusR tr,vaad :3. Julkisivunkokonaisääneneristävyydenvaatimus R A,tr,kok :4. Ikkunan ääneneristysvaatimusR A,tr :5. Seinän ääneneristysvaatimusR A,tr,seinä :6. Pienten elementtienääneneristysvaatimus D n,e,A,tr :L L A , eq,u LA,eq,sR tr , vaad L K1R A, tr,kok Rtr,vaadR7A, tr,ikk Rtr,vaad K2R A R, tr,seinä tr,vaad D n R, e,A,tr tr,vaad 53Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 57Korjauskertoimet K 1 ja K 2S/S H 2.5 2 1.6 1.3 1 0.8 0.6 0.5 0.4K 1 (dB) 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3(S i )/S 0.1 0.13 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5K 2 (dB) -6 -5 -4 -3 -3 -2 -1 0S = julkisivuseinän pinta-ala huoneessa, m 2S H = huoneen lattiapinta-aaS i = julkisivussa olevien ovien ja ikkunoiden yhteispinta-alaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 5829

EsimerkkilaskelmaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 59Esimerkki jatkuu ...Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 6030

Mitoitusmenetelmän tuottamia tyypillisiäääneneristysvaatimuksiaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 61Laskentatyökalu kehitteillä nettiinHongisto/Ylivieska 29.9.2010 6231

Ilmaäänen eteneminen ja -eristysHongisto/Ylivieska 29.9.2010 63Yksinkertainen levyrakenne60• massalaki, ääneneristävyys• koinsidenssitaajuusm'f 47 dBR( f ) 20log10 f c2 m'm 630003320 'c 1212Eh Eh504030201001001602504006301000160025004000630010000R [dB]f c/2f cFrequency [Hz]Mass lawKEK13Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 6432

Esimerkki: 4 mm teräksenääneneristyslaskelma4 mm teräsYoungin moduli: E 2.13E+11 PaPaksuus: h 0.004 mTiheys: 7800 kg/m3Pintamassa: m' 31.2 kg/m2Koinsidenssitaajuus: f c 3014 HzIlmaääneneristävyys [dB]60504030Massalaki Mittaustulos63 18.9 26.3125 24.8 27.5250 30.8 29.7500 36.9 34.11000 42.9 392000 48.9 41.54000 54.9 32.72010063125250500MassalakiMittaustulosTaajuus [Hz]100020004000Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 653 erilaistarakennuslevyäIlmaääneneristävyys, dB5045403530252015teräs 2 mm (36 dB)10lastulevy 22 mm (29 dB)5tuulensuojakipsi 9 mm (28 dB)0508012520031550080012502000315050008000Taajuus, HzHongisto/Ylivieska 29.9.2010 6633

m' f c E R wkg/mDataaHz GPa dBKipsikartonki (Knauf)Saneeraus 6 mm 5.9 5000 5.4 28Tuulensuoja 9 mm 7.6 3150 4.8 28Normaali 13 mm 8.8 2500 3.0 28Erikoiskova 13 mm 11.7 2500 4.5 29Lattia 15 mm 16.8 2000 7.8 31Selluloosasementti (Minerit)Tuulensuoja 4 mm 7.7 5000 15 30Luja A 8 mm 9.8 3150 9.6 30Tuulensuoja 8 mm 13.2 3150 15 31Heavy duty 8 mm 14.7 3150 16 33Pastel 8 mm 14.8 3150 15 32Heavy duty 10 mm 18.4 2500 15 32PuupohjaisetLastulevy 11 mm 7.0 4000 2.9 29MDF 12 mm 9.2 2500 6.3 28Vaneri 15 mm 10.4 1600 11 26MDF 19 mm 13.8 1600 4.8 28Lastulevy 22 mm 13.9 2000 3.4 29Vaneri 21 mm 15.0 1250 11 28Puukuitu (Leijona)Tuulensuojalevy 12 mm 3.1 8000 0.3 23Tuulensuojalevy 25 mm 8.0 4000 0.2 30Sementti (Aquapanel)Sisä ID 13 mm 14.0 2000 7.9 30Ulko OD 13 mm 15.6 2500 3.9 33Teräs2 mm 15.6 8000 213 364 mm 31.2 3150 213 40Muut monikomponenttilevytMultiCo 8 mm 8.4 4000 7.6 30Kalsiumsilikaatti 10 mm (Master) 10.1 3150 7.4 29Hongisto/YlivieskaUniCo 29.9.2010 12.5 mm 10.5 3150 2.3 6732Puukipsi lattia 18 mm (Sasmox) 22.4 2000 7.6 33KAKSINKERTAINEN SEINÄRAKENNEKytkemätönR 1R 1levy 1liikuntasaumaR 1levy 2KytkentäkiskoinR 3 R 1R 1 R 3R 1R 1Kytkentärangoin jakiskoinR 3R 1 R 2 R 1 R 2R 3MERKINNÄT:R 1 - äänieristys ilmavälin läpiR 2 - äänieristys pystyrankan välitykselläR 3 - äänieristys kiskon välitykselläMielivaltainen rakennejohon levyseinä liittyyHongisto/Ylivieska 29.9.2010 6834

KAKSINKERTAINEN SEINÄRAKENNEKytkemätön rakenne:• pintalevyjen välillä ei olemekaanista kytkentää.• Käytetään yleensä vain,kun halutaan suurtaeristävyyttä, R w >65 dB.• Kytkemättömän rakenteenääneneristävyyden hallintaon yksinkertaista.• Eristävyys paranee, kun– kokonaismassa kasvaa– ilmavälin paksuus kasvaa– ilmavälin materiaalinabsorptiosuhde ja määräkasvavat.Kytketty rakenne:• pintalevyjä kytkevät rangatja/tai kiskot• vasemmalla olevat säännötpätevät lievempänä.• Kytkentöjen ominaisuudetvaikuttavat eristävyyteeneniten.• Absorption tai ilmavälinpaksuuden kasvatuksenvaikutus vähenee, jos levyjäyhdistää jäykät puurangat.• Kytketyn kaksoisseinänääneneristävyys paranee, kun– kytkentöjen (rankojen jakiskojen) määrä vähenee– kytkentöjen joustavuus paraneeeli dynaaminen jäykkyyspienenee– levyn kiinnitys rankoihinheikkenee (ruuvien määräpienenee tai ruuvauksen kireyspienenee)Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 69TuoteesimerkkejäRW= 42 - 46 dB- rakennuslevy- ilmaväli 66 mmjoustava teräsranka 66 mm k600villatäyte yli 80 % tilavuudesta- rakennuslevyRakennuslevy:- normaali 13 mm kipsi 9 kg/m 2 : RW=44 dB- erikoiskova 13 mm kipsi 11 kg/m 2 : RW=46 dB- lastulevy 12 mm 8 kg/m 2 : RW=42 dBIlman villatäytettä arvot ovat 6-8 dB pienempiä.Ilmavälin kasvattaminen 95 mm:iin parantaa arvoja 2 dB.RW= 36 - 40 dB- rakennuslevy- ilmaväli 66 mmkertopuuranka 66 mm k600villatäyte yli 80 % tilavuudesta- rakennuslevyRakennuslevy:normaali 13 mm kipsi 9 kg/m 2 : RW=38 dBerikoiskova 13 mm kipsi 11 kg/m 2 : RW=40 dBlastulevy 12 mm 8 kg/m 2 : RW=36 dBIlman villatäytettä arvot ovat 2-4 dB alempia.Ilmavälin kasvattaminen 95 mm:iin ei paranna äänieristystä.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 7035

Tuote esimerkkejäRW= 49 - 55 dB- 2 rakennuslevyä- ilmaväli 66 mmjoustava teräsranka 66 mm k600villatäyte yli 80 % tilavuudesta- 2 rakennuslevyäRakennuslevy:- normaali 13 mm kipsi 9 kg/m 2 : 52 dB- erikoiskova 13 mm kipsi 11 kg/m 2 : 55 dB- lastulevy 12 mm 11 kg/m 2 : 49 dBRW= 44 - 49 dB- rakennuslevy- ilmaväli 95 mmjoustava teräsranka 95 mm k600villatäyte yli 80 % tilavuudesta- rakennuslevyRakennuslevy:normaali 13 mm kipsi 9 kg/m 2 : RW=46 dBerikoiskova 13 mm kipsi 11 kg/m 2 : RW=49 dBlastulevy xx mm 11 kg/m 2 : RW= 44 dBIlman villatäytettä arvot ovat 6-8 dB alempia.Ilmavälin kasvattaminen 95 mm:iin ei paranna arvoja.RW= 64 dB- 2 x kipsilevy 13 mm normaali 9 kg/m 2- ilmaväli 145 mmkaksinkertainen runko k600villatäyte yli 80 % tilavuudesta- 2 x kipsilevy 13 mm normaali 9 kg/m 2Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 71KAKSINKERTAINEN SEINÄRAKENNE• Äänieristys paranee kun– massaa kasvatetaan– ilmaväliä kasvatetaan– levykerrokset siirretään laitaan– ilmaväliin lisätään villaa– kytkentöjä vähennetään• Kaksinkertaisen rakenteenongelmat, jotka heikentävätR w -arvoa eniten– fmam: Massa-ilma-massa –resonanssi, joka tapahtuu ainapientaajuuksilla• sandwich rakenteilla vastaavailmiö on ydinaineen aiheuttamadilataatioresonanssi– f c : levyn koinsidenssitaajuuskorkeilla taajuuksillaIlmaääneneristävyys [dB]504540353025201510505080125200f mam315500800Taajuus [Hz]f cOVIRAKENNE- MDF12- alumiini 1 mm- villa 20 mm- MDF121250200031505000Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 7236

Massa-ilma-massaresonanssi• maksimoimalla ilmavälinpaksuus ja levyjenpintamassat saadaan massailma-massaresonanssipieneksi• resonanssi saadaan kaavastaf mam 80m'1m'dm'm'1• d=ilmavälin paksuus• m' 1 =pintalevyn 1 pintamassa• m' 2 =pintalevyn 2 pintamassa22 801dm'RAKENNE ESIMERKKI m' d fmam[kg/m2] [m] [m]1+1 kipsiä ja 66 mm ilmaväli 9 0.066 1043+3 kipsiä ja 175 mm ilmaväli 27 0.175 37f mam [Hz]10001001010.01 0.1 1 10 100Tulo dm' [kg/m]Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 73Ilmavälin paksuuden vaikutuskytkemättömässä rakenteessa (tyhjä väli)9080d = 25 mmd = 25 mm70d = 42 mmd = 42 mm60d = 84 mmd = 84 mmR [dB]5040d = 125 mmd = 125 mm3020100631252505001000200040008000d = 250 mm0 mm25 mm42 mm84 mm125 mm250 mmd = 250 mmTaajuus [Hz]Hongisto V. ym, TTL, 2002Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 7437

Ilmavälin paksuuden vaikutus kytkemättömässärakenteessa (absorboiva väli)90d = 25 mm80d = 42 mm7060d = 84 mmR [dB]504025 mmd = 125 mm3042 mm2010084 mm125 mm250 mmd = 250 mm631252505001000200040008000Taajuus [Hz]Hongisto V. ym, TTL, 2002Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 75Ilmavälin absorptionvaikutus• Jos ilmaväli on tyhjä, sealkaa kaikua ja ääneneristysheikkenee• Lisäämällä ilmaväliin hyvinabsorboivaa materiaalia,voidaan kaikuminen estää jaääneneristys riippuu silloinmuista tekijöistä• Jos villa liimataan levyihinkiinni, äänieristys heikkeneedilataatioresonanssin vuoksi• Jo pienikin määräabsorptiomateriaaliavaikuttaa paljonäänieristykseenÄäneneristävyyden huononema R abs [dB]-250.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 Absorptiosuhde eff 760-5-10-15-2038

Absorptiomateriaalin täyttösuhteen FRvaikutus kytkemättömässä rakenteessa90807060a% = 0%a% = 24%FR = 0R [dB]5040302010bs = 680 mm0%24%48%88%a% = 48%a% = 88%FR = 0.880631252505001000200040008000d = 125 mmTaajuus [Hz]Hongisto V. ym, TTL, 2002Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 77Ilmavälin absorptiomateriaalinvirtausresistiivisyyden ja tiheyden vaikutus100r = 0 Pas/m2 0 kg/m39080r = 8000 Pas/m2 17 kg/m37060r = 30000 Pas/m2 61 kg/m3R [dB]504030201000 Pas/m28000 Pas/m230000 Pas/m2100000 Pas/m2300000 Pas/m2r = 100000 Pas/m2 118 kg/m3r = 300000 Pas/m2 217 kg/m36312525050010002000Taajuus [Hz]40008000• Kytkemätön rakenne,ilmaväli d = 125 mmHongisto V. ym, TTL, 2002Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 7839

Rankojen dynaaminen jäykkyys K' [N/m 2 ]Työterveyslaitoksentestijärjestelmä• Nykyään käytetään yhä enemmän teräsrankoja, joidenjäykkyys vaikuttaa ääneneristykseen– mitä löysempi sen parempi• Akustista toimivuutta kuvaa dynaaminen jäykkyys• Joustavimpien käyttökelpoisten teräsrankojen K'=0.1 MPaja jäykimpien 30 MPa.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 79Kytkennän dynaamisen jäykkyyden K'vaikutus90a% = 0%45 x 120 puu80a% = 24%2.8 MN/mLR 120 mm70R [dB]6050403020100a% = 48%a% = 88%puuLR väliseinärankaTC termorankaAWS-rankakytkemätönK'=0.2 MN/mTC 125 mmAWS 125 mm631252505001000200040008000Taajuus [Hz]Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 Hongisto V. ym, TTL, 2002 8040

Kaksinkertaisen seinärakenteenkytkentöjen laboratoriotutkimus• Tavoitteena oli selvittää, miten paljon tavallisellaulkoseinärakenteella kytkennät vaikuttavatääneneristykseen• miten ääni säteilee ranka-alueelta• miten ääni säteilee laita-alueeltaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 81PerusrakenteetA-AAAvälipohjaKytkemätön:Erilliskiskotliikuntasaumanerottamina.Paras mahdollinenilmaääneneristävyys.Heikosti kytketty:Erillisrangaterilliskiskoin.kytkentä syntyyylä- ja alapohjanvälityksellä.Hyvä eristävyys.Laidoilta kytketty:Yhteiskisko, johon rangatsijoiteltu siten, etteikytkentää muodostulevyjen välillä (esim.kuvan siksak-asennus).Kytkentä tapahtuu vainlaidoilla. Hyvä eristävyys.Kauttaaltaan kytketty:yhteiskisko, jolloin levyjenvälille muodostuu kytkentä.Rankojen dynaaminenjäykkyys (joustavuus)määrää ääneneristävyyden.Joustavilla rangoilla jäykätlaitakytkennät (kiskot)heikentävät äänieristystä.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 8241

TuloksetIlmaääneneristävyys, dB908070Kytkemätön 62 dBHeikosti kytketty 57 dBLaidoilta kytketty 53 dBNäytekoko 10 m 26050403020100631252505001000Taajuus, Hz200040008000Kauttaaltaan kytketty, joustavat teräsrangat 50 dBKauttaaltaan kytketty, jäykemmät teräsrangat 48 dBKauttaaltaan kytketty, puurangat 42 dBISO 717-1 asennossa 52 dBSeinärakenne:- EK kipsilevy 13 mm 11.7 kg/m 2- ilmaväli 175 mm, mineraalivillatäyte- EK kipsilevy 13 mm 11.7 kg/m 2Muuttuvat komponentit- kytkentöjä muuteltiin otsikoiden mukaan- pystyrankajako oli 600 mmHongisto/Ylivieska 29.9.2010 83Rankojen ja kiskojen sijaintirangatc/c 600 mmkiskotHongisto/Ylivieska 29.9.2010 8442

Tulokset erilaisilla kytkennöillä(2003-2006)Sound reduction index, dB- plasterboard 13 mm 11.7 kg/m 290dBuilding -research projectThe study of purlins and rails.ISO 140-3FINAL SUMMARY (July 22, 2006)80 specimen 10 m 2Separate steel purlins and rails, separate frames (construction70joint) 62 dBSeparate steel purlins and rails, common frame, 57 dB60Separate steel purlins, common rails, 53 dB50Vertical wood purlins 150 mm, crosswise flexible purlin AP 25mm, common rails, 52 dB40Flexible purlins (AWS), common rails, 50 dB30Semiflexible purlins (Thermo), common rails, 48 dB20Constant structures:Vertical wood purlins 125 mm, crosswise wood purlins 50 mm,- plasterboard 13 mm 11.7 kg/m 245 dB- cavity 175 mm and mineral wool with10varying purlins and rails (see labels)Wood purlins, wood rails, 42 dB0ISO 717-1 at 52 dB5080125200315500Frequency, Hz80012502000315050008000Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 85Intensiteettikartta, puurangat, 500 Hz255024502350225021502050195018501750165015501450135012501150105095085075065055045035025015050500 Hz48-5145-4842-4539-4236-3933-3630-3327-3024-2721-245025045065085010501250145016501850205022502450265028503050325034503650Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 8643

Sandwich-rakenne• pintalevy – ydinaine liimattuna pintalevyihin - pintalevy– lämpöeristeovet– palo-ovet– "hunajakennotäytteiset" ovet– kelluva lattia• Ongelmana dilataatioresonanssi f d , joka riippuu dynaamisestajäykkyydestä ja pintalevyjen massasta• taajuus on useimmiten hankalalla alueella 1000 Hz kieppeillä ja tekeesandwichrakenteista surkean äänieristeen– useimmiten jäädään jopa massalain arvostam' 1s'pintalevy 1liimakerros ydinaineen ja pintalevyn välissäjoustava ydinaine, esim. paloeristeliimakerrospintalevy 2f d12 m' 2m'1m's'm'1m'22Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 87Ydinmateriaalin paksuuden vaikutusIlmaääneneristävyys, dBIlmaääneneristävyys, dB808080 mm (30 dB)7070 125 mm (31 dB)6060200 mm (31 dB)50405040jäykempi ydinaine3030201005080125200315500• 1 mm teräs• villa 100 kg/m 3• 1 mm teräs800Taajuus, Hz60 mm (33 dB)120 mm (35 dB)240 mm (36 dB)1250200031505000201005080125200315500• 0.6 mm teräs• villa 125 kg/m 3• 0.6 mm teräs800Taajuus, Hz1250200031505000Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 8844

Mineraalivillan kuitujen suunnan vaikutusIlmaääneneristävyys, dB80Lomavilla (30 dB)70Poikkivilla (29 dB)60504030201005080125200315500800Taajuus, Hz125020003150• Poikkivillan dynaaminen jäykkyys oli 90 kertainenverrattuna lomavillaan.5000Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 89Sandwich – oven ääneneristävyys• laskenta edellyttää, ettätunnetaan ydinaineendynaaminen jäykkyys levyjenpintamassan ja Youngin modulinlisäksidoor frametimber frame26.2 mm aluminium veneer (7 kg/m )256 mm EPS-isolation board (2 kg/m )(a)68 mmLähde: V. Hongisto, A case study of flanking transmissionthrough double structures, Applied Acoustics, 2001.Airborne sound reduction index R (dB)40302010Measured 29 dBCalculated 29 dB0100160250400630100016002500Third octave frequency band f (Hz)Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 9045

YhteisääneneristävyysIV-kanava: S 6 , R 6katto: S 5 , R 5ovi:S 3 ,R 3ikkuna:S 2 , R 2etuseinä: S 1 , R 1sivuseinä:S 4 , R 4Riiyhteis10lgR 10S 10 iiHongisto/Ylivieska 29.9.2010 91SESIMERKKI 1SEINÄ:Rannila ProwallIKKUNA:Fenestra MSE130 4+2k4-12TULOILMA:VELCO V-100,avaus 22 mm1. GYPSUM SHEET 13 (11 kg/m2)2. Z-PURLIN 503. MINERAL WOOL 50 (0.9 kg/m2)4. AQUAPANEL (17.8 kg/m2)5. MINERAL WOOL 50 (0.9 kg/m2)6. HAT PURLIN7. TERMOPURLIN 3008. MINERAL WOOL 300 (5.5 kg/m2)9. RANNILA CASETTI (7.9 kg/m2)10. AQUAPANEL (17.8 kg/m2)Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 9246

TULOSseinä ikkuna tuloilma TOTALala (m 2 ) 10.5 1.5 1.0 12.050 33.2 22.863 33.8 27.080 30.9 22.9100 40.0 19.8 26.3 28.0125 45.3 26.9 31.6 34.7160 54.6 27.5 27.2 34.2200 57.0 28.5 22.9 32.2250 63.8 32.6 21.2 31.5315 67.4 31.9 25.0 34.6400 70.8 38.1 22.2 32.8500 73.5 39.9 24.7 35.3630 75.2 42.1 31.1 41.4800 78.9 43.0 38.2 47.21000 82.6 43.7 36.1 45.91250 83.5 47.6 31.2 41.81600 81.0 49.3 35.1 45.62000 74.0 50.0 38.2 48.62500 70.5 49.6 39.7 49.83150 77.1 43.1 42.6 49.74000 80.7 44.9 46.5 52.35000 76.2 47.2 49.7 54.8R W 70 42 32 42C -4 -2 -1 -1C tr -12 -6 -3 -4Ilmaääneneristävyys, dBHongisto/Ylivieska 29.9.2010 9390807060504030201005080seinäikkunatuloilmaTOTALR A,tr =38 dB125200315Taajuus, Hz5008001250200031505000Lasituksen vaikutus ovenääneneristävyyteenRyhteis10log10SiiRi10Si10Sumpi Slasi10log10Rumpi/10 Rlasi/10Sumpi10 Slasi10Ääneneristyksen muutos [dB]0-2-4-6-8-10Oven umpiosan jalasiosanääneneristyksenerotusRumpi - Rlasi = 10Rumpi - Rlasi = 17Rumpi - Rlasi = 15Rumpi - Rlasi = 13Rumpi - Rlasi = 1Esimerkki:• Rw40dB oveentulee Rw35d lasitus• lasitus kattaa 50 %oven pinta-alasta• Käyrän mukaan-120 20 40 60 80Lasituksen osuus ovesta [%]Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 9447

Esimerkki ääneneristyksen ennustamisestakäytännön tuotekehityksessä (TTL)Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 95Ennuste vs. mittaus, parhaimmillaanIlmaääneneristävyys, dB8070605040302010mitattu ISO 140-3 mukaan (Rw=63 dB)ennustettu uudella mallilla (Rw=63 dB)0100160250400630100016002500S=10 m 2Taajuus, HzHongisto/Ylivieska 29.9.2010 9648

Kehitetyn ennustemallin tarkkuuskaupall. tuotteille 17 kpl (2002)Hongisto V, Monikerroksisenseinärakenteenääneneristävyydenlaskentamalli,Työympäristötutkimuksenraporttisarja 2,Työterveyslaitos, 2003.Ennustettu-mitattu ilmaääneneristävyys2520151050-5-10-15-20-2550100Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 97200N=17Monikerrosrakenteet400800160031506300Koolauksen jäykkyyden vaikutus706050Ilmaääneneristävyys R, dBJäykästi kytketty: 240mm, 42 kg/m2, 48 dB– profiilipelti 3 kg/m2• rakennuslevy 11 kg/m2• ilmaväli 50 mm kasetissa• 150 mm villa kasetissa, 4,5 kg/m2• 200 mm peltikasetti 11,7 kg/m2403020100Jäykästi kytketty, 48 dBJoustavasti kytketty, 54 dBLaskettu 53 dB50 125 315 800 2000 5000Taajuus, HzJoustavasti kytketty: 230mm, 41,2 kg/m2,54 dB• profiilipelti 3,5 kg/m2• rakennuslevy 18 kg/m2• 50 mm ilmaväli + joustava koolaus• 150 mm villa kasetissa, 4,5 kg/m2• 150 mm peltikasetti 7 kg/m2Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 9849

Kaksi kerrosta useamman sijaan12010080Ääneneristävyys, dBPaksuus 220 mm, 77,5 kg/m2• peltikasetit 1 mm pinnoissa• kipsilevyjä 4 kpl• villatäytteetkipsilevyt erillään604020050 100 200 400 800 1600 3150Taajuus, Hzkipsilevyterillään, 62 dBkipsilevytlaidoilla, 69 dBLASKETTU,72 dBLASKETTU,66 dBkipsilevyt laidoillaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 99120Levyjärjestys ja lisämassaÄäneneristävyys, dB100806047 dB: 52 kg/m2, 350 mm• peltiprofiili, kipsi, Z-ranka 150 mm +villatäyte, kipsi, U-ranka 50 mm,ohutlevyprofiili4020050 100 200 400 800 1600 3150Taajuus, Hz66 dB: 65 kg/m2, 400 mmMonikerroksinen rakenne, 47 dBKaksinkertainen rakenne, 66 dB• peltiprofiili, villa 50 mm, 2 kipsiä, Z-LASKETTU 49 dBranka 150 mm + villatäyte, 50 mm U-LASKETTU 66 dBranka ristikoolattuna + villatäyte, kipsi,Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 ohutlevyprofiili10050

Ääneneristävyyden laskennasta• Yleisesti ottaen testaustulosta suositellaan ensisijaisestimarkkinointitarkoituksiin• Laskenta-arvoja käytetään– tuotekehitykseen turhien testien välttämiseksi– markkinointitarkoituksiin ns. väliarvojen kohdalla kun onolemassa riittävän suuri määrä testaustuloksia, joidenperusteella laskentatuloksen varmuus saadaan yhtäsuureksi kuin mittauksen• Valmistaja/markkinoija vastaa tuotteenääneneristävyydestä– testitulos pätee vain testatulle näytteelle– laadunvarmistusta tulisi tehdä määräajoin, jotta voidaanolla varmoja tuotteen ääniarvon pätevyydestä etenkin josvalmistusketjussa on alihankkijoitaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 101Askeläänen eteneminen ja -eristysHongisto/Ylivieska 29.9.2010 10251

Askeläänitason määritelmä• Askeläänikojeen tuottamanormalisoitu askeläänitasoL n– A=huoneen absorptiopintaala[m 2 -Sab]– A 0 =10 m 2– L 2 =askeläänitasontuottama äänitasohuoneessa210lgA2L nLdBA0• Tulos edustaa absoluuttistaäänitasoa, eli mitä alempiarvo, sitä parempi eristys• Standardin ISO 140-6mukaisessaaskeläänikojeessa on viisi0.5 kg painavaa vasaraa,jotka putoavat 40 mmkorkeudelta lattialle. Kukinvasara aiheuttaa lattiaaniskun kahdesti sekunnissa.Lattiaan kohdistuu siis 10iskua sekunnissa.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 103Askeläänitasoluku L n,wTaajuusMittaustulosISO 717-2vertailukäyräEi-toivottupoikkeamaf (Hz) R (dB) (dB) (dB)50 70.063 68.080 66.0100 62.3 52 -10.3125 60.2 52 -8.2160 59.3 52 -7.3200 56.6 52 -4.6250 50.3 52 0.0315 46.5 52 0.0400 43.5 51 0.0500 44.1 50 0.0630 41.5 49 0.0800 43.5 48 0.01000 32.3 47 0.01250 26.0 44 0.01600 24.7 41 0.02000 24.9 38 0.02500 27.0 35 0.03150 25.5 32 0.04000 25.75000 25.8 summa -30.3L n [dB]80706050403020100L n,w =50 dBMittaus-tulosISO 717-2 vertailukäyrä50638010012516020025031540050063080010001250160020002500315040005000f [Hz]• Ei-toivottujen poikkeamien summan oltava alle 32.0 dB• Ei-toivotut poikkeamat kuvassa pystyviivoilla ja katkoviivallataulukossa.• Kun käyrä on oikealla "korkeudellaan", L n,w otetaan kohdasta 500Hz.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 10452

Labra vs. kenttätilanneLABORATORIOSSA RAKENNUKSESSAhuoneet irti toisistaanhuoneet jäykästi toisissaan kiinniLähetyshuoneNäyteaskeläänikojeVastaanottohuoneHongisto/Ylivieska 29.9.2010 105Ongelma• Välipohjan kantavan rakenteen päällä olevanlattianpäällysteen ja siihen liittyvien rakenteidenominaistaajuus on asuinrakennuksissa yleensä 30-500Hz.• Ominaistaajuuden ollessa alhainen kävelyn aiheuttamaheräte voi johtaa siihen, että kävely kuuluu toisessatilassa töminänä.• Monet pitävät tällaista ääntä häiritsevänä mutta siltiaskeläänitasoluvun vaatimukset voivat täyttyä.• Usein tämä ilmiö esiintyy matalammilla taajuuksillakuin 100 Hz, josta standardin mukainen mittausaluealkaa.• Pelkästään L n,w tai L’ n,w perusteella ei siten saadaarvioitua rakenteen subjektiivista laatua.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 10653

Askeläänikoje vs. kävelyAskeläänitaso L' n [dB]706050• Askeläänikojeen jakävelyn aiheuttamatäänenpainetasotlautaparketilla jajoustavalla alustallapäällystetyn 300 mmpaksun betonilaatanalapuolella olevassahuoneessa.Koje40302010Kävely050638010012516020025031540050063080010001250160020002500315040005000Taajuus [Hz]Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 107Spektripainotustermi• Askeläänitasoluku L n,w on rajoittunut alueelle 100-3150Hz• Myös todettu ongelmia erityisesti kelluvien lattioidentapauksessa, koska lattian pientaajuinen mjmresonanssiherättyy helposti askelista• Spektripainotustermi C I,50-2500CI2500i50L/10n, i10lg10 15 L'n,w• L’ n,w + C I,50-2500 on vastaa paremmin ihmistensubjektiivista kokemusta askelääneneristyksestä kuinyksin L' n,w .Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 10854

Spektripainotustermin vaikutus, josresonanssi on pientaajuistaAskeläänitaso L' n [dB]7060f0 = n. 80 Hzf0 = n. 400 Hz5040302010f0 = n. 80 Hz f0 = n. 400 HzL'n,w 42 49C I,50-2500 6 0L ' n,w+C I,50-2500 48 49050638010012516020025031540050063080010001250160020002500315040005000Taajuus [Hz]Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 109Joustavat ja kevyet lattiapäällysteet• Askelänitasonparannus:L L n L, 1 n,2• L n,1 ja L n,2 ovataskeläänitasotilmanpäällystettä jasen kanssaAskeläänitaso L ' n [dB]70605040302010050638010012516020025031540050063080010001250160020002500315040005000Taajuus [Hz]Ei päällystettäMuovimattoAskeläänenpainetasonalenemaHongisto/Ylivieska 29.9.2010 11055

Askeläänitasoluvun paranemaL [dB]706050Näyte asetetaan12020 mmraakavälipohjanpäälleVaahtomuovialustainen neulehuopamattoPVC-päällyste, alustana joustava polyesterihuopa 600 g/m2PVC-päällyste, alustana joustava pe-huopa 300 g/m240Parketti, alustana aaltopahvi, korkkiraehuopa tms.30Neulehuopamatto 4-5 mm ilman erityisalustaa2010Korkkilaatta 3 m, alustana kova PVC-kalvoKulunut ja vanha huopa-alustainen PVC-päällyste0100125160200250315400500630800100012501600200025003150Parketti ilman alustaa, Linoleumi ilman aluskorkkiaTaajuus [Hz]Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 111Askeläänitasoluvun mittaus risteilijälläMittaus yläkannelta hyttiinTutkittiin kokolattiamattopäällysteen vaikutusta askelääneneristävyyteenRakenne: Tiikkilattia - kansirakenne 6 mm Fe, villa, hyttimodulin kattosandwichRAKENNE YLHÄÄLTÄ LUKIEN•lattiapäällyste•6 mm teräskansi•ilmaväli 600 mm, jossa villaa•hytin peltikasettikatto•hyttiAskeläänitasoluku Ilman päällystettä L'n,w 58 dBTaajuusIlmanpäällystettäPäällysteen kanssa L' n,w 47 dBPäällysteenkanssa100 58.6 56.5125 62.6 60.8160 65.1 55.0200 66.7 51.9250 67.0 48.2315 64.8 45.6400 62.1 39.7500 59.1 32.1630 58.3 29.1800 55.2 29.71000 52.2 24.71250 48.4 32.31600 41.3 25.02000 31.6 30.52500 33.5 26.83150 24.2 25.6Askeläänitaso Ln, dB80706050403020100Ilman päällystettäPäällysteen kanssa100 200 400 800 1600 3150Taajuus, HzHongisto/Ylivieska 29.9.2010 11256

Välipohjan päällystetutkimus toimitalosaneerauksessaEi päällystettä, pelkkä valubetoni 200 mmMuovimatto edellisen päälläMuovimaton alla aaltopahviL' n,w78 dB64 dB59 dB9080706050403020100Ei päällystettäMuovimattoMuovimatto + aaltopahvi100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 113Vaakasuuntainen askeläänieristys paritalossaSivuava laattarakenne: 160 mm massiivibetoniParkettipäällyste:Parketti, jonka alla ohut huopaKaakelipäällyste:Suoraan kiinni sivuavassa rakenteessaf Parketti Kaakeli100 45.3 49.4125 47.5 47.9160 50.3 53.9200 54.9 57.2250 56.9 61.2315 60.5 63.8400 60.3 67.1500 58.0 68.7630 49.6 65.5800 43.9 62.51000 32.6 60.81250 23.7 59.21600 21.5 57.52000 21.8 58.02500 22.1 58.33150 22.5 56.9L' n,w 51 65Askeläänitaso L'n, dB80706050403020Parketti10Kaakeli0100 200 400 800 1600 3150Taajuus, HzHongisto/Ylivieska 29.9.2010 11457

Kelluva lattia• kantavan rakenteen päällä on ohut joustava kerros ja senpäällä rakennuslevyjä tai pumpattava tasoite/betonilaatta+ lattiapäällyste- Lattianpäällyste- Rakennuslevy (15 kg/m2)- Rakennuslevy (15 kg/m2)- Eristekerros, s' < 20 MN/m3- Tasoite 5-20 mm- Kantava rakenne- Lattianpäällyste- Kelluva betonirakenne 80 mm- Eristekerros, s' < 20 MN/m3- Tasoite 5-20 mm- Kantava rakenneHongisto/Ylivieska 29.9.2010 115Kelluva lattia, ydinaineen dynaaminenjäykkyys• Kelluvan lattianominaistaajuus f 0 [Hz]riippuu kelluvan rakenteenpintamassasta m' 1 [kg/m 2 ]ja eristekerroksendynaamisesta jäykkyydestäyksikköalaa kohti s' [N/m 3 ]sekä kantavan rakenteenpintamassasta m' 2 :• Määritys Työterveyslaitoksenlaboratoriossa 300x300 mmkokoiselle näytteellef012 m'1m's'm'm'122Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 11658

Kelluvat lattiat, näkökulmia• Kelluva lattia eristää sitä paremmin, mitä alhaisempiominaistaajuus on.• Ominaistaajuutta voidaan alentaa eristekerroksendynaamista jäykkyyttä pienentämällä tai kelluvanpintakerroksen massaa lisäämällä.• Asuinrakentamisessa käytettävien eristekerrostendynaamiset jäykkyydet K'' ovat noin 8-50 MN/m 3 .• Asuinrakentamisessa kelluvan rakenteenominaistaajuuden tulisi olla korkeintaan 100 Hz jamieluiten alle 50 Hz, jotta askelääneneristys olisisubjektiivisesti hyväksyttävissä.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 117Kelluvan rakenteen vaikutus askelääneneristävyyteenL' n,wA Lähtötilanne 60B Lähtötilanne + 50 mm betoni 60C Lähtötilanne + styroxmatto + 50 mm betoni 50D Lähtötilanne + neulehuopamatto + 50 mm betoni 50E Lähtötilanne + mineraalivilla 20 mm + 50 mm betoni 36807060Askeläänitaso, dB5040302010A B C D E0100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000Taajuus, HzHongisto/Ylivieska 29.9.2010 11859

KevytvälipohjatRakenne 1 Rakenne 2L ' n,w 47 47C I,50-2500 6 2L ' n,w +C I,50-2500 53 49Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 119Kirjallisuutta• Rakennuksen julkisivun ääneneristävyyden mitoittaminen. 2003. Helsinki,ympäristöministeriö, ympäristöopas 108.• RIL 129. Ääneneristyksen toteuttaminen. 2003. Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry.• RIL 243-1-2007 Rakennusten akustinen suunnittelu. Perusteet. Suomen RakennusinsinöörienLiitto RIL ry.• RIL 243-2-2007 Rakennusten akustinen suunnittelu. Oppilaitokset. SuomenRakennusinsinöörien Liitto RIL ry.• RIL 243-3-2008 Rakennusten akustinen suunnittelu. Toimistot. Suomen RakennusinsinöörienLiitto RIL ry.• Ääneneristys rakennuksessa. 2003. Helsinki, ympäristöministeriö, ympäristöopas 99.• Larm, P., Hakala, J. & Hongisto, V. 2006. Sound insulation of Finnish building boards. Turku,Työterveyslaitos, Työympäristötutkimuksen raporttisarja 23.• ISO 140-3:1995. Acoustics – Measurement of sound insulation in buildings and of buildingelements – Part 3: Laboratory measurements of airborne sound insulation of buildingelements. Genève, International Organization for Standardization.• ISO 717-1:1996. Acoustics – Rating of sound insulation in buildings and of building elements– Part 1: Airborne sound insulation. Genève, International Organization for Standardization.• Hongisto, V., Helenius, R. & Lindgren, M. 2002. Kaksinkertaisen seinärakenteenääneneristävyys – laboratoriotutkimus. Helsinki, Työterveyslaitos, Työympäristötutkimuksenraporttisarja 1.• Hongisto, V. 2003. Monikerroksisen seinärakenteen ääneneristävyyden laskentamalli. Helsinki,Työterveyslaitos, Työympäristötutkimuksen raporttisarja 2.Hongisto/Ylivieska 29.9.2010 12060