Opetustiloista. Ääniympäristöpalvelut, TTL Turku. Valtteri Hongisto

Transkriptio

1 Opetustiloista Valtteri Hongisto Ääniympäristöpalvelut, TTL Turku TYÖPAIKKAMELU Mittaukset Teollisuus, toimistot, koulut Melu ja värähtelymittaus Huone ja rakennusakustiikka Äänen häiritsevyys, kyselyt Ympäristömelu Akustinen kamera: äänilähteen visualisointi Olosuhteiden parantaminen Mallintaminen: tilaan muodostuvan akustiikan visualisointi Meluntorjuntasuunnittelu (CAD) RAKENNUSAKUSTIIKKA Laboratorio Ilmaääneneristävyys Äänen absorptio Koneiden melupäästö Kanavaäänenvaimentimet Akkreditoitu laboratorio T193 Mallinnus (SRICALC) Kenttämittaukset rakennusakustiikka koneiden melupäästö ympäristömelu parannusehdotukset Yhteyshenkilö: Työterveyslaitos, Hongisto

2 Eristys ja absorptio Heijastunut ääni (seinäpinnan absorptio vähentää) Seinärakenne absorptio seinäpinnalla Viereiseen huoneeseen läpäissyt ääni (seinärakenteen eristävyys vähentää) Huoneesta tuleva ääni Akustiikkalevy Työterveyslaitos, Hongisto Ilmaääneneristävyys ja R' w Ilmaääneneristysluku R' w Käyrää siirretään 1 db pykälin ylimpään asentoon, jossa ei toivottujen poikkeamien (punaiset viivat) summa alittaa 32.0 db. Tällöin R' w on vertailukäyrän arvo 500 Hz:llä. rakennevärähtely Taajuus Mittaustulos ISO vertailukäyrä Ei toivottu poikkeama f (Hz) R (db) (db) (db) summa 32.0 R [db] R W =50 db Mittaus tulos ISO vertailukäyrä f [Hz] Työterveyslaitos, Hongisto

3 Esimerkkejä ilmaääneneristävyysarvoista Ääneneristävyys, db lastulevy 25 mm 2 mm pelti kaksinkertainen kytkemätön valvomoseinä 180 mm betoni Taajuus, Hz Työterveyslaitos, Hongisto Jälkikaiunta aika Kertoo ajan, joka kuluu äänen vaimenemiseen 60 db:llä. Pitkä jälkikaiunta heikentää puheen erotettavuutta, lisää melutasoa ja heikentää varoitusäänten tulosuunnan arviointia. äänenpainetaso (db) maksimimelu 10 db 60 db jälkikaiuntavaihe taustamelu aika laukaus jälkikaiunta aika T Työterveyslaitos, Hongisto

4 Absorptiosuhteita Absorptiosuhde Betoni Kaksinkertainen ikkuna Mineraalivilla 100 mm Mineraalivilla 30 mm Rakokipsilevy, alaslasku 200 mm Pehmeä kokolattiamatto Taajuus, Hz Työterveyslaitos, Hongisto Materiaaliesimerkkejä reikälevy mineraalivilla reikätiili Työterveyslaitos, Hongisto

5 Materiaalien luokittelu luokkiin A E Tutkitaan, kuuluuko tarkasteltava äänenvaimennusmateriaali absorptioluokkaan A. Verrataan materiaalin vaimennuskertoimia taajuuksilla Hz luokan A rajakäyrään. Rajakäyrän ylityksistä (250, 500 ja Hz) ei hyvitetä, mutta vähäiset alitukset sallitaan. Alituksien summa ei saa ylittää arvoa 0,1. Tässä tapauksessa mitatut arvot ovat 0,05 alle A luokan rajakäyrän taajuuksilla ja Hz, joten tarkasteltava materiaali kuuluu absorptioluokkaan A, sillä 2 x 0,05 = 0,1. Työterveyslaitos, Hongisto Jälkikaiunta ajan laskentaesimerkki 1 Jälkikaiunta aikaa pienentämällä voidaan parantaa puheen erotettavuutta puhetiloissa heikentää äänen etenemistä esim. avotoimistoissa vaimentaa melutasoa Jälkikaiunta ajan voi laskea absorptioalan A perusteella Kullekin huonepinnalle i on tunnettava absorptiosuhde i ja pinta ala S i (m2) Huoneen kokonaisabsorptioala A ja jälkikaiunta aika T saadaan yhtälöillä A S i i 0.161V T A i V=huonetilavuus (m2) Työterveyslaitos, Hongisto

6 Jälkikaiunta ajan laskentaesimerkki 2 HUONEMITAT Pituus: 64m Pohjapinta ala: 2688 m2 Leveys: 42m Tilavuus: m3 korkeus: 6m MATERIAALIT m Betonilattia Katto Ikkunaseinä Toimistoväliseinä Akustoitu toimistoseinäke Akustiikkamateriaali Jälkikaiunta aika T, s Laskettu Mitattu ABSORPTIOALAT, A Betonilattia Katto Ikkunaseinä Toimistoväliseinä Akustoitu toimistoväliseinä Akustiikkamateriaali Yhteensä JÄLKIKAIUNTA AIKA, T Laskettu Mitattu Taajuus, Hz 4000 Työterveyslaitos, Hongisto Taustaäänen laadusta LVIS taustamelun tulisi seurata vakioäänekkyyskäyriä, jolloin häiritsevyys on alin eräs käytössä oleva menetelmä on NC käyrien käyttö Kuvassa mittaustulos täyttää arvon NC 51 tavoitteena puhetiloissa noin NC 25 (35 dba) Työterveyslaitos, Hongisto

7 SFS 5907:2004 suositukset tavallisille opetustiloille jälkikaiunta aika luentotilat s käytävätilat alle 1.0 sekuntia ilmaääneneristävyys R' w ovi/ei ovea 39/44 db musiikkitiloista 57 db taustamelutaso puhetilat alle 33 dba käytävät alle 38 dba puheensiirtoindeksi STI >0.75 askelääneneristävyys L' n,w toimintatilasta < 63 db musiikki ja liikuntatilasta < 49 db erikoistiloissa erilliset suunnitelmat käytön mukaan Työterveyslaitos, Hongisto Puheensiirtoindeksi STI puheakustiikan suunnittelun perustana Puhetiloissa STI alue Puheenerotettavuus Esimerkkejä tiloista Alle 0.30 Kelvoton Huono Vanha kirkko Välttävä Kaikuisa auditorio tai konserttisali Hyvä Hyvin suunniteltu suuri auditorio Yli 0.75 Erinomainen Hyvin suunniteltu luokkahuone tai pieni auditorio Toimistotyöpisteiden välillä STI alue Puheenpeitto Esimerkkejä tiloista alle 0.05 täydellinen hyvin äänieristettyjen työhuoneiden välillä riittävä normaalisti eristettyjen työhuoneiden välillä hyvä työhuoneiden välillä, ovet auki kohtalainen erittäin hyvin suunniteltu avotoimisto välttävä hyvin suunniteltu avotoimisto huono välttävästi suunniteltu avotoimisto Yli 0.75 ei ole avotoimisto, jossa ei ole kiinnitetty huomiota akustiikkaan Työterveyslaitos, Hongisto

8 Tärykaiku absorptiomateriaalin sijoittelu pelkästään kattoon estää kaiunnan pystysuunnassa muttei vaakasuunnassa pelkkä kattosijoittelu jättää jäljelle tärykaiun seinien välillä, mikä on erittäin häiritsevää Työterveyslaitos, Hongisto Suositeltavin sijoittelutapa Työterveyslaitos, Hongisto

9 Käytännöllisempi sijoittelutapa Työterveyslaitos, Hongisto Tyypillisin tapa, ei suositeltava Työterveyslaitos, Hongisto

10 Auditorion parannusesimerkki 1 Oulun yliopiston luentosali, 1995, 364 paikkaa Puheen erotettavuus oli huono, katto oli kuitenkin akustoitu RASTI arvoksi mitattiin 0,53. Hyvä taso on yli 0,65 suurissa tiloissa. Jälkikaiunta ajan tavoitearvo oli alle 0,9 sekuntia suunniteltiin 50 mm paksu akustointimateriaali 170 m 2 osoitetulla sijoittelulla Työterveyslaitos, Hongisto Auditorion parannusesimerkki 2 RASTI arvoksi mitattiin 0,64 toimenpiteiden jälkeen Säästösyistä oli asennettu 30 mm paksua materiaalia. Vaikutus näkyy alle 500 Hz taajuuksilla. Miehen puhe jäi hieman kumisemaan. Jälkikaiunta. aika, s Mittaus lähtötilanne Mittaus jälkeen asennuksen Laskelma Taajuus, Hz Työterveyslaitos, Hongisto

11 Ilmanvaihtomelun vaimennus pienessä opetustilassa Opettajan äänihäiriöistä oli määrätty sairaslomaa. Syyksi arvioitiin luokkatilojen korkeaa taustamelutasoa, katosta 50 % oli pinnoitettu absorptiomateriaalilla. Toimenpiteiksi ehdotettiin ilmanvaihtokoneen äänenvaimennusta. Ilmanvaihtokone uusittiin, jonka jälkeen arvot paranivat hieman. Äänitaso jäi hieman koholleen, ja jatkotoimenpideehdotuksina virtausnopeuden mitoitus tai puhaltimen melun lisävaimennus ennen/jälkeen arvot luokka RASTI T (s) L A,eq (db) historia 0.67/ /40 äidinkieli / /35 Työterveyslaitos, Hongisto Runkomelun vaimennus 1 Turun yliopiston maantieteen laitos, 2000 Saneerauskohde Ilmastointilaitos rakennettiin 100 mm yläpohjalaatan päälle Ongelma: kesäaikaan ajoittain alakerran luokassa melutaso kasvoi 40 db(a) 52 db(a) Ääni oli erittäin häiritsevä 630 Hz ääneksen vuoksi; häiritsevyyspenaltilla 57 db(a) Syynä ruuvikompressorin tärinäeristyksen epäonnistuminen, mittausten mukaan vain 1 5 db Lisäksi kuului kavitaatiokohinaa jäähdytysvaiheen alussa Työterveyslaitos, Hongisto

12 Runkomelun vaimennus 2 Tärinäeristimet vaihdettiin Melutaso laski 6 db Ruuvikompressorin ääntä ei kyetty kokonaan poistamaan laatan vuoksi häiritsevyysvaikutus laski kuitenkin merkittävästi Äänitaso, db Työterveyslaitos, Hongisto k 3.15k Taajuus, Hz ALKUTILANNE: Kavitaatio + ruuvi 52 db Ei ruuvia, ei kavitaatiota 40 db Alkutilanne: ruuvi käy 44 db LOPPUTILANNE: kavitaatio + ruuvi 46 db 12