ILMANVAIHTOLAITOKSEN ÄÄNITEKNIIKKAA

Transkriptio

1 ILMANVAIHTOLAITOKSEN ÄÄNITEKNIIKKAA Ilmanvaihtolaitokset turvallisuus, energiatehokkuus, puhtaus Lahti Tuomas Veijalainen

2 ÄÄNI Ääni on kimmoisessa väliaineessa etenevää paineenvaihtelua. Se etenee ali- ja ylipaineisina vyöhykkeinä ja on siis pitkittäissuuntaista aaltoliikettä eli värähtelyä. Ääni tarvitsee liikkuakseen väliaineen: ilman (ilmaääni), C1: Äänilähteestä ilman välityksellä ympäristöön leviävä ääni. metallin, betonin, puun (runkoääni), C1: Rakenteessa tai muussa kiinteässä kappaleessa etenevä mekaaninen värähtely, joka aiheuttaa ääntä.

3 ÄÄNI Yksinkertaisin värähtely on sinimuotoinen aaltoliike (äänes) Taajuus on jaksojen lukumäärä aikayksikössä Yksikkö on Hertsi (HZ = 1/s)

4 pressur e 0104 SuLVI kouluttaa AALLON PITUUS - TAAJUUS Aallonpituus on samanvaiheisten peräkkäisten aaltorintamien välinen etäisyys aallon etenemissuunnassa λ =c/f Ilmanvaihdossa käytämme pääsääntöisesti kahdeksaa taajuutta Hz distance atmospheric pressure Matala taajuus = pitkä aallon pituus Korkea taajuus = lyhyt aallon pituus f Frequency [Hz] Wavelength [m]

5 ÄÄNI Aallonpituus on samanvaiheisten peräkkäisten aaltorintamien välinen etäisyys aallon etenemissuunnassa λ =c/f Äänennopeus 20 C:n lämpöisessä ilmassa merenpinnan tasalla on 344 m/s.

6 ÄÄNI Lp (SPL) Nämä pienet paineaallot saavat korvan reagoimaan ja aivot tunnistamaan ärsykkeen ääneksi.

7 ÄÄNI Lp (SPL) Samalla tavoin kuin korvan tärykalvon, paineaallot saavat äänitasomittarin mikrofonin reagoimaan ja mittarin rekisteröimään äänen painetason Lp.

8 ÄÄNITEHO Lw Ääniteknisten laskelmien perusteena olevat melutasot on ilmoitettava tehotasoina, koska tällöin arvot on ilmoitettu ilman erilaisia ympäristöstä aiheutuvia tekijöitä. Äänilaskennassa käytetään mitoitusvaiheessa useimmiten puhallinvalmistajan ilmoittamia äänen tehotasoja Lw. Jos mittausstandardit ovat samoja, ovat tulokset vertailukelpoisia

9 PUHALTIMEN ÄÄNITEHO, Lw Puhaltimen ääniteho (Lw) on riippuvainen vain puhaltimen ominaisuuksista. Ääni syntyy pääasiassa kahdella tavalla: Mekaanisena äänenä ja puhaltimen läpi virtaavassa ilmassa syntyvänä äänenä.

10 PUHALTIMEN ÄÄNITEHO, Lw Äänen voimakkuuden määrittäminen tarkasti laskennallisesti ei ole mahdollista. Se on aina mitattava. Tuloksia tutkittaessa on huomioitava, että onko esitetyissä tuloksissa käytetty jotain painotusjakaumaa, esimerkiksi a-painotusta.

11 Painotus Painotuskäyrät A-painotus on tarkoitettu vastaamaan ihmisen kuuloaistia ja se on kaikkein yleisimmin käytetty painotus B-painotus (esim. automelulle) C-painotus vastaa lähestulkoon painottamatonta (useimmat mittaukset tehdään taajuusalueella 100 Hz Hz) D- painotus standardoitu lentomelua varten Taajuus [Hz] A- painotus [db] B- painotus [db] C- painotus [db] 63-26,2-9,3-0, ,1-4,2-0, ,6-1, ,2-0, ,2-0,1-0, ,0-0,7-0, ,1-2,9-3,0

12 PUHALTIMEN ÄÄNITEHO Äänitehotasot (Lw), tulee esittää niin, että niiden jakautuminen eri taajuuksille oktaavikaistoittain on tarkoin määritelty.

13 C1 ÄÄNENERISTYS JA MELUNTORJUNTA Määräykset ja ohjeet rakenteellisesta ääneneristyksestä ja meluntorjunnasta uudisrakennuksessa Asunnon suurin sallittu melutaso: - Keittiö 33 db - muut huoneet 28 db Tehostuksen aikana +10 db Läheisen rakennuksen pihalla / parvekkeella 45 db

14 D2 RAKENNUKSEN SISÄILMASTO JA ILMANVAIHTO Rakennus on suunniteltava ja rakennettava siten, että rakennuksessa on viihtyisät ääniolosuhteet D2 sisältää taulukot, joissa on määräykset eri tilojen äänitasoille.

15 ÄÄNEN VAIMENNUS ÄÄNEN ERISTYS Kun kyseessä on esim. ilmanvaihtokoneen tai säätöpellin synnyttämän äänentehotason pienentäminen, puhutaan äänenvaimennuksesta. Kun kyseessä on tilojen välisen äänen siirtymisen estäminen, puhutaan ääneneristyksestä.

16 ÄÄNEN SIIRTYMINEN TILOJEN VÄLILLÄ Rakenteiden läpi Rakenteissa olevien aukkojen kautta Vesi- ja lämpöjohtojen kautta IV-kanavia pitkin Pyöreä kanava on ääniteknisesti parempi kuin kantikas kanava

17 ILMAÄÄNENERISTYS TILOJEN VÄLILLÄ Ilmanvaihdossa on estettävä äänen siirtyminen huoneesta toiseen päätelaitteilla ja / tai äänenvaimentimilla

18 ILMAÄÄNENERISTYS TILOJEN VÄLILLÄ Estettäessä äänen kulkeutumien tilasta toiseen on kanaviston lisäksi huomioitava muut äänen siirtymisreitit. Kaikki raot esim. kanavien, vesi- ja lämmitysputkien ja sähköjohtojen läpiviennit on tiivistettävä.

19 ILMANVAIHDON ÄÄNILÄHTEITÄ Ilmastointikone (puhallin) Ulkosäleiköt Ulospuhallushajottajat ja säleiköt Päätelaitteet Säätöpellit Ilmavirta Kompressorit ja lauhduttimet Äänenvaimentimet

20 ÄÄNEN ETENENMINEN KANAVAN ILMATILAA PITKIN Ääni etenee kanavassa kuten siellä virtaava ilma. Ilmavirran suunnalla ei ole käytännön merkitystä äänen etenemiseen.

21 ÄÄNEN VAIMENEMINEN KANAVISTOSSA Peltikanavissa ja sileissä betonikanavissa, äänen vaimeneminen on hyvin vähäistä vain 0,03 0,3 db/m. Suunnittelussa nämä vaimennukset jätetään yleensä huomiotta pieneksi lisävarmuudeksi.

22 ÄÄNITEHON JAKAUTUMINEN Äänen teho jakautuu kanavassa haarakanavien pintaalojen suhteessa. Lw = Lw-10 lg (A/A ) db Jos esimerkiksi haarakanavan ala on puolet kokonaispinta-alasta, siihen siirtyy äänitehotaso Lw = Lw-10 lg 2 db = Lw 3 db

23 ÄÄNENVAIMENNUS Äänenvaimentimia kanavistossa käytetään puhaltimien, säätöpeltien tai muiden häiriölähteiden aiheuttaman äänen vähentämiseksi.

24 ÄÄNENVAIMENTIMEN TOIMINTAPERIAATE Melun kulkiessa äänenvaimentimen läpi se absorboituu vaimennusmateriaaliin (ääni muuttuu lämmöksi) Vaimennusmateriaalina useimmiten huokoinen materiaali kuten mineraalivilla tai polyesterikuitu Vaimennusteho riippuu vaimentimen mallista sekä käytettävistä vaimennusmateriaaleista Käytettävä vaimenninmalli valitaan vaimennustarpeen ja käytettävissä olevan tilan mukaan

25 ÄÄNENVAIMENNIN MALLEJA Pyöreä äänenvaimennin Kantikas vaimennin pyöreälle kanavalle Lamelliäänenvaimennin Reaktiivinen vaimennin

26 PYÖREÄ ÄÄNENVAIMENNIN Perinteinen edullinen äänenvaimennin useaan käyttötarkoitukseen Varustettavissa vaimennus lisäävällä keskikartiolla (patruunalla) Pieni painehäviö Toiminta perustuu äänen absorboitumiseen vaimennusmateriaaliin

27 KANTIKAS ÄÄNENVAIMENNIN PYÖREÄLLÄ LIITTIMELLÄ Tehokas vaimennus Matalampi kuin pyöreä äänenvaimennin Pieni painehäviö Toiminta perustuu äänen absorboitumiseen vaimennusmateriaaliin

28 LAMELLIÄÄNENVAIMENNIN Tehokas vaimennus Useita kokoja ja malleja Mitoitus tarpeen mukaan Mitoituksessa huomioitava ilmamäärä Toiminta perustuu äänen absorboitumiseen vaimennusmateriaaliin ja pääheijastukseen

29 REAKTIIVINEN VAIMENNIN Mitoitus aina tapauskohtaisesti tarvittavan vaimennuksen ja ilmamäärä mukaan Toiminta perustuu toisiaan kumoaviin ääniaaltoihin Käytetään, kun halutaan vaimentaa tiettyjä taajuuksia

30 ÄÄNENVAIMENTIMEN MITOITUS Vaimennin mitoitetaan tapauskohtaisesti huomioiden äänilähteiden tuottama melu, vaadittu äänitaso, ilmavirta ja käytettävissä oleva tila Vaimennuslaskelmat voidaan tehdä laskemalla kaavojen avulla vaikka ruutupaperilla Käytännössä vaimennuslaskelmat tehdään tietokoneohjelmien avulla

31 ÄÄNENVAIMENTIMIEN MITOITUS

32 ÄÄNITEKNIIKAN SUDENKUOPPIA Useita melulähteitä (kaksi yhtä suurta melulähdettä aiheuttaa 3 db:n lisäyksen äänitasoon) Laitteiden muutokset suunnitelmista poikkeavaksi, ilman ääniteknistä mitoitusta Rakenteita pitkin siirtyvä ääni Säätö suoritetaan kuristamalla säätimiä, ei säätämällä puhaltimen nopeutta Päätelaitteet mitoitettu väärin Puhaltimen liitäntä kanavistoon toteutettu väärin

33

34

35 ÄÄNIMITTAUKSET Mittauksessa on käytettävä standardin mukaista mittaria Yleensä käytetään A-painotusta Aikapainotus F (Fast, nopea)

36 ÄÄNIMITTAUKSET Mittauksen aluksi mitataan taustamelu. Huomioitava, että taustamelu ei välttämättä ole sama kaikissa huoneissa. Mittaus suoritetaan yleensä keskellä huonetta 1,2 1,5 metrin korkeudella. Mikrofonia siirretään mittauspisteen ympärillä. Jos äänitaso vaihtelee, niin suoritetaan mittaus vähintään kolmessa pisteessä ja lasketaan keskiarvo. Tupakeittiössä mittaus suoritetaan sekä keittiössä että olohuoneessa.

37 TYYPILLISIÄ VIRHEITÄ ÄÄNIMITTAUKSISSA Ei huomioida taustamelun vaikutusta. Taustamelu voidaan jättää huomioimatta, jos se on vähintään 10 db alhaisempi. Rakennuksessa suoritetaan samanaikaisesti melua aiheuttavia töitä Mitataan pääte-elimen alapuolella / vieressä Mitataan äänitasoa kanavassa / kammiossa Ovi auki esim. kylpyhuoneeseen / käytävään Mikrofoni liian lähellä mittaajaa

38 ESIMERKKEJÄ ÄÄNITASOJEN YHTEENLASKUSTA Taustamelu on 31 db(a) ja mitattu melu on 35 db(a) ilmanvaihdon aiheuttama ääni on = 33 db(a) Taustamelu on 25 db(a) ja mitattu melu on 35 db(a) ilmanvaihdon aiheuttama ääni on = 35 db(a)

39 Kysymyksiä

40 KIITOS! Aurinkoista rantaongintakautta! Kuva: Pasi Koukkula