db Fast lämpölattian askelääneneristys

Transkriptio

1 Lausunto (5) Tilaaja: Knauf Oy Juha Raitio Kenttäkatu Kankaanpää juha.raitio@knauf.fi db Fast lämpölattian askelääneneristys 1 Rakenne Knauf Oy on tilannut lausunnon db Fast lämpölattian askelääneneristyksestä. Lämpölattian rakennekerrokset ovat - lattianpäällyste, - lattiakipsimassa (45 mm asennuslevyn tasaisesta pinnasta, 30 mm putken pinnasta, massan keskimääräinen paksuus arviolta 40 mm), - Warmia-asennuslevy (eristeen paksuus 35 mm ja asennusnystyt 25 mm, kokonaiskorkeus 60 mm) ja - kantava betonirakenne (ontelolaatasto tai paikalla valettu betonilaatta). Tässä lausunnossa arvioidaan db Fast lämpölattian askelääneneristävyyttä laskennallisesti materiaalivalmistajien toimittamien materiaalitietojen perusteella. 2 Määräykset Asuinrakennusten ääniolosuhteista on annettu Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C määräykset teknisinä mittalukuina. Vaatimus askelääneneristykselle kerrostalohuoneistojen välillä määritellään askeläänitasolukuna L n,w, jonka suurin sallittu arvo on 53 db. Askeläänitasoluku mitataan rakennuksessa standardien ISO ja ISO mukaisesti. Äänilähteenä käytetään standardoitua askeläänikojetta, joka pudottaa viittä 500 g painavaa teräslieriötä 40 mm korkeudesta lattiaan kahdesti sekunnissa kutakin. Koneen aiheuttamat äänenpainetasot mitataan tavallisesti alemmassa huoneessa määräysten ja standardien mukaisesti 16 kolmannesoktaavikaistalla 100 Hz keskitaajuudesta 3150 Hz keskitaajuuteen. Äänenpainetasot normalisoidaan jälkikaiunta-aikamittauksen perusteella vastaamaan normaalisti kalustettua huonetta. Normalisoiduista äänenpainetasoista käytetään nimitystä askeläänitaso. Yksilukuinen tekninen mittaluku, askeläänitasoluku L n,w, määritetään vertailukäyrämenettelyllä mittaustuloksista (kuva 1). Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C ja standardeissa ISO ja ISO määritelty askelääneneristävyyden arviointitapa ei ota huomioon askelääniä, jotka esiintyvät 100 Hz keskitaajuuden alapuolella.

2 Lausunto (5) Askeläänitaso [db] Laskettu askeläänitaso Vertailukäyrä Keskitaajuus [Hz] Kuva 1 Erään rakenteen keskitaajuuksittain lasketut askeläänitasot ja askeläänitasoluvun laboratorioarvon L n,w määritys vertailukäyrämenettelyllä. Vertailukäyrän muoto on standardoitu. Sen korkeusasema määräytyy siten, että askeläänitasot saavat poiketa sen yläpuolelle yhteensä 32 db. Kun vertailukäyrä on tämän ehdon täyttävässä asemassa, askeläänitasoluku luetaan vertailukäyrältä 500 Hz kohdalta. Tässä tapauksessa askeläänitasoluku on 45 db. Askeläänitasoluvun määrityksessä ei oteta huomioon alle 100 Hz taajuuksia. Suomen rakentamismääräyskokoelman osan C mukaan rakennuksen vaatimuksenmukaisuus voidaan osoittaa käyttämällä laboratoriomittauksia, aikaisemmin hyväksyttyjä rakenneratkaisuja, laskentamenetelmiä tai kenttämittauksia. Kuvassa 1 on esitetty esimerkkinä erään rakenteen askeläänitasoluvun laboratorioarvon L n,w määritys laskettujen askeläänitasojen perusteella. 3 Askeläänitasolukujen laskenta 3.1 Laskentamalli Massiivisten rakenteiden tuottama askelääneneristävyys ja askeläänitasoluku riippuu kantavan rakenteen massasta ja lattianpäällysteestä. Pelkästään kantavan rakenteen massaa kasvattamalla ei voida saavuttaa riittävää askelääneneristävyyttä äänen syntymekanismin vuoksi. Sitä vastoin tehokas tapa parantaa askelääneneristävyyttä on vaimentaa rakenteeseen kohdistuvaa iskua, jonka yleisin aiheuttaja on kävely, päällystämällä rakenne joustavalla lattianpäällysteellä. Yksi vaihtoehto toteuttaa joustavuus on kelluva lattiarakenne. Kelluva rakennekerros ja sen alla oleva eristekerros muodostavat jousi-massajärjestelmän, jonka ominaistaajuus f 0 voidaan laskea.

3 Lausunto (5) Askelääneneristävyyden laskentamallit perustuvat siihen, että kantavan massiivirakenteen pintamassan m [kg/m 2 ] perusteella voidaan laskea päällystämättömän, ns. raakavälipohjan tuottamat askeläänitasot eri taajuuksilla. Tämän jälkeen raakavälipohjan askeläänitasoista vähennetään lattianpäällysteen parannusvaikutus. Parannusvaikutus voidaan selvittää mittaamalla tai laskennallisesti materiaaliominaisuuksien perusteella. Tässä lausunnossa esitettävät askeläänitasojen L n,lask ja askeläänitasoluvun L n,w,lask laskentatulokset perustuvat pääasiassa standardissa EN [1] esitettyyn laskentamalliin. Laskentatuloksen tarkkuutta suurilla taajuuksilla on kuitenkin parannettu ottamalla huomioon suurilla taajuuksilla esiintyvän rajataajuuden yläpuolella tapahtuva muutos kelluvan rakenteen käyttäytymisessä lähteen [2] mukaisesti. 3.2 Materiaaliominaisuudet Kelluvan lattian ominaistaajuus f 0 voidaan laskea kelluvan rakennekerroksen pintamassan m [kg/m 2 ] ja eristekerroksen dynaamisen jäykkyyden s [MN/m 3 ] perusteella. Lausunnon tilaaja on ilmoittanut, että käytettävän kipsimassan tiheys on 2000 kg/m 3. Keskimäärin 40 mm paksun kelluvan kipsimassakerroksen pintamassa m on siten noin 80 kg/m 2. Asennuslevyn toimittava Warmia Oy on kehittänyt kahdesta materiaalikerroksesta koostuvan asennuslevyn, jonka dynaamisen jäykkyyden s [MN/m 3 ] se on mittauttanut Työterveyslaitoksen akustiikkalaboratoriossa Turussa. Dynaamisen jäykkyyden mittaustulos on esitetty Työterveyslaitoksen testausselosteessa [4]. Työterveyslaitoksen testausselosteen mukaan kaksikerrosasennuslevyn dynaaminen jäykkyys s on 14,4 MN/m 3. Tässä lausunnossa esitettävät laskennalliset askeläänitasot L n.lask ja askeläänitasoluku L n,w,lask perustuvat siihen, että kantavana rakenteena on 240 mm paksu paikalla valettu betonilaatta. Laskennassa betonilaatan tiheytenä on käytetty arvoa 2500 kg/m 3. 4 Lämpölattian askelääneneristävyys 4.1 Laskettu askeläänitasoluku Kohdassa 3 kuvatulla tavalla laskettuna kelluvan rakenteen ominaistaajuus on noin 70 Hz, kun Warmia-asennuslevyn dynaaminen jäykkyys s on 14,4 MN/m 3 ja kelluvan kipsimassakerroksen keskimääräinen paksuus 40 mm. Kuvassa 2 on esitetty kantavan rakenteen massan ja kelluvan rakenteen parannusvaikutuksen perusteella lähteiden [1] ja [2] mukaisesti lasketut askeläänitasot L n,lask. Kuvassa on lisäksi esitetty vertailukäyrän paikka. Laskennallinen askeläänitasoluku L n,w,lask on 40 db. Ääni siirtyy rakennuksessa tilasta toiseen lukemattomia reittejä pitkin, ei pelkästään suoraan tiloja erottavan rakenteen kautta. Äänen siirtymistä muita reittejä kuin suoraan tiloja erottavan rakenteen kautta sanotaan sivutiesiirtymäksi. Edellä esitetty laskennallinen askeläänitasoluku L n,w,lask vastaa lähinnä laboratoriomittauksen tulosta, jolla saadaan selville yksittäisen rakennusosan askelääneneristysominaisuudet. Niihin ei sisälly sivutiesiirtymän vaikutusta. Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C esitetyt määräykset koskevat tilojen välistä eristävyyttä rakennuksessa, jossa saavutettava eristävyys riippuu sivutiesiirtymistä. Lähteessä [1] esitetyllä laskentamallilla voitaisiin ottaa huomioon myös sivutiesiirtymä, mutta sen osuus riippuu sivuavien rakenteiden ominaisuuksista. Koska rakennevariaatioita on paljon, tässä lausunnossa ei tutkita kaikkia mahdollisia rakenneratkaisuja. Sitä vastoin voidaan todeta, että käytettäessä tavanomaista rakennustekniikkaa sivutiesiirty-

4 Lausunto (5) mä voi johtaa rakennuksessa 0 5 db korkeampaan askeläänitasolukuun L n,w kuin edellä esitetty yksittäisen rakennusosan laskennallinen askeläänitasoluku L n,w,lask. Toisin sanoen rakennuksessa db Fast lämpölattia johtaa arviolta db askeläänitasolukuun L n,w. db Fast lämpölattiaa akustiselta toiminnaltaan vastaavat kelluvat lattiarakenteet, joiden ominaistaajuus on Hz, ovat tuottaneet kenttämittauksissa askeläänitasolukuja L n,w, jotka täyttävät Suomen rakentamismääräyskokoelman osan C vaatimukset eli ovat alle 53 db [3] Askeläänitaso [db] Laskettu askeläänitaso Vertailukäyrä Keskitaajuus [Hz] Kuva 2 db Fast lämpölattian lasketut askeläänitasot L n,lask ja niiden perusteella määritetty askeläänitasoluku L n,w,lask. Askeläänitasoluvuksi luetaan vertailukäyrältä 500 Hz kohdalta 40 db. Askeläänitasoluvun määrityksessä ei oteta huomioon alle 100 Hz taajuuksia. Laskennallisten arvioiden perusteella voidaan todeta, että db Fast-lämpölattia täyttää Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C esitetyt vaatimukset asuinhuoneistojen välisestä askelääneneristyksestä, kun - välipohjan kantavana rakenteena on paikalla valettu vähintään 240 mm paksu betonilaatta tai ontelolaatasto, jonka massa saumattuna on vähintään 400 kg/m 2, - kelluvana rakenteena toimivan kipsimassakerroksen keskimääräinen paksuus on vähintään 40 mm ja - kelluvan kipsimassakerroksen alla on eristekerroksena Warmia Oy:n kaksikerroslevy, jonka dynaaminen jäykkyys on noin 14,4 MN/m 3. Eristekerrosta ei saa vaihtaa jäykempään tuotteeseen. Lattianpäällysteenä voidaan käyttää joustavaa muovimattoa tai lautaparkettia joustavine alusmateriaaleineen (Tuplex). Kovat lattianpäällysteet, kuten alustaansa liimattava parketti, keraaminen laatta ja luonnonkivi, tuottavat suurilla taajuuksilla korkeampia ääni-

5 Lausunto (5) tasoja, mutta tavallisesti myös ne ovat soveltuneet lämpölattiaa vastaavien rakenteiden lattianpäällysteiksi. 4.2 Epävarmuustekijöitä Standardin EN mukaan askeläänitasoluvun laskentamenetelmän tuottamista tuloksista 60 % on ±2 db sisällä verrattuna mittaustuloksiin ja kaikki tulokset ovat ± 4 db sisällä. Työterveyslaitoksen testausselosteesta käy ilmi, että Warmian kaksikerrosasennuslevyn dynaaminen jäykkyys on mitattu siten, että mittalaitteistoon kuuluva teräslevy on ollut asennusnystyjen päällä. Koska todellisessa rakenteessa kipsimassa lepää pääasiassa asennuslevyn tasaisen osan päällä, Työterveyslaitoksen mittaama levyn dynaaminen jäykkyys voi olla jonkin verran todellista jäykkyyttä pienempi eli parempi suuremman rakennepaksuuden ja siitä johtuvan suuremman jäykkyyden vuoksi. Tämän johdosta askeläänitasot voivat olla mittauksissa jonkin verran laskettuja arvoja suurempia. Työterveyslaitos ilmoittaa mittaustulosten pätevän vain tutkituille koekappaleille, joten mahdollisesta hajonnasta valmistusprosessissa voi seurata eroja asennuslevyn dynaamisessa jäykkyydessä testausselosteessa ilmoitettuun arvoon verrattuna. Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C ja standardeissa ISO ja ISO määritelty askelääneneristävyyden arviointitapa ei ota huomioon askelääniä, jotka esiintyvät 100 Hz keskitaajuuden alapuolella. Tampereella Lähteet Mikko Kylliäinen tekn. lis. Helimäki Akustikot Tampere Pinninkatu 58 A Tampere p mikko.kylliainen@helimaki.fi 1. EN Building acoustics Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements Part 2: Impact sound insulation between rooms. Brussels, European Committee for Standardization. 2. Kristensen, J. & Rindel, J. H Bygningsakustik teori og praksis. Glostrup, Statens Byggeforskningsinstitut. SBI-anvisning Kylliäinen, M Uncertainty of impact sound insulation measurements in field. Tampere, Tampere University of Technology, Laboratory of Structural Engineering, Research Report Reijula, K. & Keränen, J Determination of dynamic stiffness in laboratory conditions. Turku, Finnish Institute of Occupational Health, test report TY E.