Rakenteiden ääneneristävyys LEVYRAKENTEET 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1 Melulukukäyrä NR=45 db Taajuus mitattu Lin. A-painotus A-taso 63 Hz 61 db 6 db= 35 db 15 Hz 50 db 16 db= 34 db 50 Hz 47 db 9 db= 38dB 500 Hz 49 db 3 db= 46 db 1 khz 38 db 0 db= 38 db khz 40 db + 1 db= 41 db 4 khz db + 1 db= 3 db 8 khz 1 db 1 db= 0 db Summa 49 db 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi Melulukukäyrä NR=35 db Taajuus mitattu Lin. A-painotus A-taso 63 Hz 61 db 6 db= 35 db 15 Hz 53 db 16 db= 37 db 50 Hz 45 db 9 db= 36 db 500 Hz 40dB 3 db= 37 db 1 khz 35 db 0 db= 35 db khz 3 db + 1 db= 33 db 4 khz 30 db + 1 db= 31 db 8 khz 8 db 1 db= 7 db Summa 44 db 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 3 1
Yksinkertaisen lasin ääneneristävyys R 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 4 Kaksoisseinän eristävyys 100 db 50 db 44 44 100-(44+6)=50 Ilmarako >500 mm 100 db 1 db 44 44 100-44 - 44=1 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 5 Yksinkertaisen Gyproc- levy Gyproc N-levy 13 mm: massa m=10 kgm - koinsidenssitaajuus f c =3000 Hz Resonanssitaajuus f n ja koolausväli: massalaki 6 db/oktaavi 400 mm 130 Hz 600 mm 60 Hz 900 mm 5 Hz 100 mm 15 Hz 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 6
Gyproc-levy 100 x 500 x 13 mm Kimmomoduuli.5 x 10 9 Pa Tiheys = 770 kgm -3 koolausväli 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 7 1 f n kn a Et 1 (1 ) e =0.67 3.5 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 8 Rakennuslevyn resonanssitaajuus f n f n 1 k n a Eh 1 9 Kimmomoduli E.5 10 Pa Tiheys 770 kgm -3 Levyn paksuus h =13 mm Vapaasti tuettu levy: koolausväli (leveys) a = 600 mm, korkeus b = 500 mm 1 e 1 0.4 1. 66 600 e 0.4 k n 500 Jäykästi tuettu k n 3. 8 9 1.5 10 0.013 f nvapaa 1.66 31Hz 0.6 1 770 3.8 n, 31 71Hz 1.66 f jäykkä 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 9 3
Kaistojen keski- ja rajataajuudet Oktaavi- ja terssikaistan keskitaajuus 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 10 Ilmavälin resonanssitaajuus f 0 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 11 Kaksoisseinän resonanssi f 0 m Ilmarako ja mahdollinen vaimennusmateriaali d m 1 Äärettömän suuri seinälevy d on ilmaväli, m on ilman tiheys, 1. kgm -3 c on äänennopeus, 345 ms -1 m 1 ja m ovat seinänpuoliskojen neliöpainot, kgm -. Jos m 1 =m =10 kgm - ja d =0.07 m, niin resonanssitaajuus f 0 on: f 85 85 0 md 10 x0.07 10 Hz 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1 4
Resonanssitaajuus f 0 < 75 Hz 37 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 13 Seisovat aallot levyjen välissä = 0. m 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 14 Gyproc GT 70/70 00 1 GT 70/70 101 M 0 GT 70/70 101 M 70 3 GT 70/70 101 M 70 Levyt Rungon koko Runkotila Mineraalivillamäärä 1 db/oktaavi 18 db/oktaavi 10 db/oktaavi 3 1 Massalaki 6 db/oktaavi f c =3000 Hz f n = 100 Hz 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 15 5
Gyproc N-levyseinä GT 70/170 0 M 70+70 Teräsranka 70 mm, rankajako kk 600 mm, villa 70 mm Ilmarako 30 mm x Gyproc 13 mm x Gyproc 13 mm 170 mm mm 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 16 Musiikkiopisto H 15-14 14 Vertailuarvo (db) 70,0 Rakenteen ilmaäänen eristävyys db 60,0 50,0 40,0 48 Rakenne Vertailu 30,0 keskiarvo 0,0 100 15 160 00 50 315 400 500 630 800 1000 150 1600 000 500 3150 Taajuus (Hz) 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 17 Painon ja villan vaikutus Seinän massa tuplaantuu Ilmaväli villotetaan 10 db GT 70/70 101 M 70 GT 70/70 0 M 70 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 18 6
Kovan, kevyen väliaineenvaikutus Polyuretaanivaahto kytkee levyt yhteen ja heikentää eristävyyttä Käyrä 1: GT 70/95 0 M 30 + 50 R W = 58 db Käyrä : GT 70/145 0 M 70 + 70 R W = 67 db Rakenne: x 13 mm kipsilevy, välissä 60 mm PU- vaahtoa R W = 3 db 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 19 Kolminkertainen rakenne Seinän ääneneristävyys paranee kolmikerroksisella rakenteella matalilla taajuuksilla f < 400 Hz noin 5 desibeliä 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 0 Absorptiomateriaalin vaikutus Koinsidenssi-ilmiö tasoittunut kahdelle taajuudelle Seisovat aallot Koinsidenssitaajuus f c Massalaki Resonanssitaajuus f 0 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1 7
Kaksinkertainen ikkuna 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi Levyseinä: porrastettu tuki kipsilevyseinä Yksinkertainen väliseinä 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 3 Materiaalien ääneneristyskyky materiaalin koinsidenssitaajuus 18 db/oktaavi 3 kgm - 15 kgm - 11 kgm - massalaki 6 db/oktaavi 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 4 8
Vaimennusmateriaalin vaikutus materiaalin koinsidenssitaajuus 18 db/ oktaavi massalaki 6 db/ oktaavi 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 5 Äänisäteilyn vähentäminen 1 massalaki 1. Kevytbetoniseinä 68 mm. Lisätty 5 mm koolaukselle 13 mm kipsilevy 3. Lisätty välitilaan 5 mm mineraalivilla 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 6 Äänisäteilyn vähentäminen massalaki 1. Kevytbetoniseinä 68 mm. Lisätty molemmin puolin 5 mm koolaukselle 13 mm kipsilevy 3. Lisätty välitilaan 5 mm mineraalivillaa 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 7 9
1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 8 Äänieristävyyden parantaminen Äänen säteilyn vähentäminen Lattialaatan katkaisu Levytetty tiiliseinä Katkaistu laatta massalaki Tiiliseinä Yhtenäinen laatta 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 9 Tehtävä A47 Pohjan ala 6 x 1 m Korkeus 3 m Jälkikaiunta T 1 =1.4 sek. Höyläämö 6 x 6 m Lakkaamo 6 x 6 m =0.9 Lakkaamo Villan = 0.9 Lasin = 0.1 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 30 10
Ilmaääneneristävyys A= vastanottohuoneen absorptioala, (jälkikaiunta-ajasta T ) S= huoneiden välisen seinän pinta-ala L L 1 = =L lähetyshuoneen 1 -R+10lg(S/A keskimääräinen ) db äänenpainetaso S L R L L 10lg = vastanottohuoneen keskimääräinen 1äänenpainetaso L W A = äänilähteen äänitehotaso S on väliseinän pinta-ala, A on vastaanottohuoneen kokonaisabsorptio Lähetyshuone ( T 1 ) S ( T ) A A 1 L1 W0 W L Lw W1 R Vastaanottohuone 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 31 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 3 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 33 11
1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 34 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 35 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 36 1
Esimerkki: 1000 Hz:n melu Lähetyshuone A 1 =5 m L p1 L W =83 db L S A = m Q= r= 10 m Vastaanottohuone S i =3 m L piu R= 35 db L Wsis A =10 m L p A 1 on lähetys- ja A vastaanottohuoneen kokonaisabsorptio, m L W on yhden äänilähteen äänitehotaso, db L on aukosta S A purkautuva äänitehotaso, db L piu on ikkunaan kohdistuva intensiteettitaso, db L Wsis on ikkunan läpäissyt äänitehotaso, db L p1 on lähetys- ja L p vastaanottohuoneen äänenpainetaso, db R on ikkunan ääneneristävyys, db ( melu tulee vain ikkunan läpi) Mikä on äänenpainetaso L p vastaanottohuoneessa? 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 37 Vastaanottohuoneen diffuusin kentän äänenpainetaso L p Lasketaan kolmen äänilähteen kokonaistehotaso L W3 : L W3 =83+10lg(3)= 88 db Lasketaan lähetyshuoneen äänenpainetaso L p1 : L p1 =L W3-10lg(A1)+6= 88-10lg(5)+6=87 db Lasketaan aukosta purkautuva äänitehotaso L : L =L p1 +10lg(S A )- 6= 87+10lg()- 6=84 db Lasketaan äänenpainetaso (intensiteettitaso) ikkunan edessä: L piu = L -0lg(r)-10lg(Q)-11= 84-0lg(10) -10lg()-11=56 db Lasketaan ikkunan läpi tuleva äänitehotaso, ikkunan eristys R: L Wsis =L piu +10lgS i -R=56+10lg(3)-35= 6 db Lasketaan huoneeseen syntyvä diffuusi äänenpainetaso L p L p =L Wsis -10lg(A )+6=6-10lg(10)+6= db 1..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 38 13