HUONEKUSTIIKK Ohjeita standardin SFS 5907 mukaisen huoneakustiikan toteutukseen 1 Ecophon 1.3.2004 Korvaa Ecophon hinnaston 12/2009 1.2.2003
HUONEKUSTIIKK - Ohjeita standardin SFS 5907 mukaisen huoneakustiikan toteutukseen kustiikkaan liittyviä peruskäsitteitä Ihmiset viettävät nykyään suurimman osan ajastaan sisätiloissa. Oikein suunnitellut huonetilat ja niiden sisustus takaavat meille hyvän ja toimivan työskentely-, oppimis- ja viihtymisympäristön. Sisätilojen äänimaailma on keskeinen osa sisäympäristöä. kustisesti hyvin suunnitelluissa tiloissa kuullaan ne äänet, jotka ovat meille tärkeitä ja hyödyllisiä, ja häiriöitä aiheuttavien äänien on mahdollisimman vähäinen. Hyvän akustiikan toteutus vaatii erityyppisissä huonetiloissa toisistaan poikkeavia ratkaisuja. Mitoituksen perustana on useimmiten jälkikaiunta-aika, joka kuvaa tilan kaikuisuutta. Standardi SFS 5907 antaa erityyppisille tiloille jälkikaiunta-aikasuosituksia. Rakennusten akustinen luokitus Standardi SFS 5907 Suomen Standardisoimisliiton standardi SFS 5907 Rakennusten akustinen luokitus antaa ohjeita erilaisissa rakennuksissa tavoiteltavista ääneneristyksestä, äänitasoista ja huoneakustiikasta. Tavoitteet määritellään standardissa teknisinä lukuarvoina. Huoneakustiikan osalta käytetään jälkikaiunta-aikaa. Standardi jakaa rakennukset pääsääntöisesti neljään akustiseen luokkaan (,B, ja D). Luokkien ja B rakennukset ovat akustiikaltaan tavanomaista parempia, -luokka vastaa nykyistä minimitasoa ja D-luokka on tarkoitettu vain vanhoille kunnostettaville rakennuksille. Standardi ei ole ys vaan suositus ja se on tarkoitettu opastavaksi asiakirjaksi, jonka tarkoituksena on helpottaa suunnittelijoiden, konsulttien, rakennuttajien ja kiinteistönomistajien työtä akustisesti tarkoituksenmukaisten tilojen aikaansaamiseksi. Ohjeet huoneakustiikan toteutukseen Tässä ohjeessa esitetään suuntaa antavia arvoja standardissa mainituissa huonetiloissa tarvittaville akustointimateriaalien määrille, joilla saavutetaan, B tai määrittelemä jälkikaiunta-aika. Määrät ilmoitetaan prosentteina huonetilan lattiapinta-alasta. Taulukoissa ja käyrästöissä olevat tiedot on laskenut Turun aluetyöterveyslaitoksen ilmastointi- ja akustiikkajaos. Haluttaessa varmistaa standardissa määriteltyjen luokkien toteutuminen on akustinen suunnittelu teetettävä akustiikka-asiantuntijalla. bsorptiosuhde a Materiaalin äänenabsorptio-omainaisuus ilmoitetaan sen absorptiosuhteena eri äänen taajuuksilla. Vaimennuskerroin a s on 0 pinnan heijastaessa kaiken siihen kohdistuvan äänen ja 1 kun kaikki pintaan kohdistuva äänienergia absorboituu siihen. Ääntä absorboivien materiaalien absorptiosuhteen mittauksessa käytetään yleisimmin standardia EN ISO 354. Tulokset esitetään tuote-esitteissä yleensä 1/1-oktaaveittain kaistoilla 125, 250, 500, 1000, 2000 ja 4000 Hz. lämmöksi muuttunut energia saapunut energia läpäissyt energia heijastunut energia lämmöksi muuttunut energia + läpäissyt energia saapunut energia Jälkikaiunta-aika T ika, jonka kuluessa äänenpainetaso laskee 60 db äänilähteen lopetettua toimintansa. Käytännössä tämä on se aika kuinka kauan kaiku on kuultavissa. Jälkikaiunta-aika T (s) riippuu huoneen tilavuudesta, kokonaisabsorptiosta ja absorptio sijoittelusta. Huoneessa, jossa pinnat ovat pääosin kovia ja ääntä heijastavia, jälkikaiunta-aika on pitempi kuin tilassa, jossa on runsaasti ääntä absorboivaa materiaalia. kasvaa huonetilavuuden kasvaessa ja pienenee absorptioalaa lisättäessä. Jälkikaiunta-aika on pidempi, jos absorptiomateriaali sijaitsee vain yhdellä huonepinnalla kuin jos sama absorptiomateriaalia sijoitetaan useammalle kuin yhdelle huonepinnalle. Puhetiloissa lyhyt jälkikaiunta-aika (noin 0,5 s) koetaan useimmiten miellyttävänä ja puheen erotettavuus on hyvä. Standardi SFS 5907 esittää huoneakustiikan vaatimukset pääosin jälkikiunta-ajan arvoina. bsorptioluokka Standardi EN ISO 11654 määrittää vaimennusmateriaaleille ns. absorptioluokat, jotka merkitään kirjamilla...e. Luokkaan kuuluvat tuotteet vaimentavat parhaiten ääniä. Eri luokkien rajakäyrät on esitetty viereisessä diagrammissa. Kun tuotteen absorptioluokka ilmoitetaan, on ilmoitettava myös asennustapa eli onko vaimentava materiaali kiinnitetty suoraan taustapintaan tai asennettu alaslaskettuna. laslasketuissa asennuksissa on ilmoitettava myös asennuksen kokonaiskorkeus. Standardissa SFS 5907 käytetään rakennusten akustisista luokista myös kirjaimia, B, ja D. Näitä ei tule sekoittaa yllämainittuihin vaimennusmateriaalien absorptioluokkiin, jotka tässä esitteessä on selvyyden vuoksi merkitty vahvennetuin kursiivikirjaimin. Ecophon-tuotteiden absorptioluokkia: Tuote sennustapa luokka Focus, Gedina, dvantage, Super G 20 mm, Modus (TL) 30 mm Master, Super G 40 mm, dvantage 50 mm, Modus (TL) 50 mm 200 mm alaslasku alaslasku tai suoraan taustapintaan bsorptioluokat on nimetty - E. bsorptio tuotteella on paras vaimennus ja E tuotteella heikoin. bsorptioluokkaa ilmoitettaessa on aina esitettävä mitatun rakenteen kokonaiskorkeus (o.d.s). Levyn paksuudella on merkitystä erityisesti matalien taajuuksien vaimennukseen. Focus, Modus (TL) 30 mm suoraan taustapintaan Yksityiskohtaiset tiedot Ecophon-tuotteiden absorptioluokista löytyvät Ecophon-käsikirjasta sekä Ecophon-hinnastosta. 2 3
Puheensiirtoindeksi STI Puheen erotettavuus ja sen kautta ymmärrettävyys huonetilassa riippuu taustamelutason ja puheen tason suhteesta, jälkikaiunta-ajasta, etäisyydestä puhujan ja kuulijan välillä sekä puhujan suuntaavuudesta. Puheen erotettavuus puhujan ja kuulijan välillä voidaan fysikaalisesti mitata käyttäen puheensiirtoindeksiä, STI. Puheensiirtoindeksin lukuarvo voi vaihdella välillä 0,00...1,00. rvo 1,00 kertoo täydellisestä tavuerotettavuudesta. Se voidaan yleensä saavuttaa huonetiloissa vain puhujan lähituntumassa. rvo 0 kertoo, että puheesta ei saa enää tavuakaan selvää. Puheensiirtoindeksin mittaus suoritetaan yleensä käyttämällä puheen kaltaista signaalia oktaavikaistoilla 125...8000 Hz. Ohjeelliset absorptiomateriaalien t (% lattiapinta-alasta) lla olevissa taulukoissa ja sivun 7 diagrammissa esitetään ohjearvoja tarvittaville akustointimateriaalien määrille, joilla saavutetaan standardin SFS 5907 luokkien, B tai määrittelemä jälkikaiunta-aika. Määrät on laskettu absorptioluokkien ja materiaaleille (EN ISO 11654) ja ilmoitetaan prosentteina lattiapinta-alasta. Huonekorkeutena H on käytetty tilalle tyypillistä arvoa. Jos korkeus poikkeaa selvästi taulukon oletusarvosta, katso diagrammi sivulla 7. Puheensiirtoindeksin sijaan voidaan myös käyttää nopea puheensiirtoindeksiä RSTI (Rpid Speech Transmission Index). Menetelmä käyttää vain oktaavitaajuuskaistoja 500 ja 2000 Hz. RSTI korreloi hyvin STI:n kanssa, jos tilan taustamelu ja kaiunta eivät riipu voimakkaasti taajuudeta. Standardissa SFS 5907 STI-arvoja käytetään luokkahuoneiden ja päiväkotien toimintatilojen sekä leikki- ja lepohuoneiden luokituksessa. T on standardin SFS 5907 suosittama jälkikaiunta-aika sekunteina, ja ovat vaimennus absorptioluokat standardin EN ISO 11654 mukaan. On muistettava, että kattopintaan asennettavat valaisimet, ilmanvaihtolaitteiden osat ja muut tekniset asennukset vievät merkittävän osan sisäkattopinnasta, joten äänenvaimennuslevyille jää alasta vain noin 80-85 %. Mikäli vaimennuslevyjen tarve on suurempi, asennetaan loput levyt seinille. 3 Vanhusten palvelutalot Tarvittava absorptio % lattiapinta-alasta Tila LUOKK SFS 5907 LUOKK B SFS 5907 LUOKK SFS 5907 Oleskeluhuone 2,5 0,5 77 119 0,6 61 95 0,7 50 77 suinhuone, yksi asukas 2,5 0,6 61 95 0,7 50 77 0,8 42 64 Liikunta- ja musiikkitila 3,0 0,6 77 119 0,8 53 83 1,0 39 61 Käytävätilat, porrashuoneet 3,0 0,6 77 119 0,8 53 83 0,9 45 70 4 Toimistot Tarvittava absorptio % lattiapinta-alasta Tila LUOKK SFS 5907 LUOKK B SFS 5907 LUOKK SFS 5907 votoimisto, korkeus alle 3 m 2,5 0,35 118 182 0,40 101 156 0,45 88 135 votoimisto, korkeus yli 3 m 4,0 0,40 172 265 0,45 151 233 0,50 134 207 Yhden hengen toimistohuone, taukotila, neuvotteluhuone 2,5 0,5 77 119 0,6 61 95 0,7 50 77 Käytävä 2,5 0,6 61 95 0,8 42 64 1,0 30 46 ula 3,0 0,8 53 83 1,0 39 61 1,3 26 40 Pieni auditorio, koulutustila, alle 200 m 3 3,0 0,6 77 119 0,7 64 98 0,9 45 70 Hiljainen huone, vetäytymistila 2,5 0,4 101 156 0,5 77 119 0,6 61 95 Ruokala, ravintola 3,0 0,7 64 98 0,8 53 83 0,9 45 70 5 Koulut Tarvittava absorptio % lattiapinta-alasta 1 sunnot Tarvittava absorptio % lattiapinta-alasta Tila LUOKK SFS 5907 LUOKK B SFS 5907 LUOKK SFS 5907 Uloskäytävä, josta on käynti vähintään kahteen huoneistoon 3,0 1,0 39 61 1,0 39 61 1,3 26 40 Kerhohuone 2,5 0,6 61 95 0,6 61 95 0,8 42 64 2 Majoitustilat Tarvittava absorptio % lattiapinta-alasta Tila LUOKK SFS 5907 LUOKK B SFS 5907 LUOKK SFS 5907 Uloskäytävä, käytävä, aula 2,5 1,0 30 46 1,0 30 46 1,3 19 29 Majoitushuone 2,5 0,6 61 95 0,6 61 95 0,6 61 95 (% Tila LUOKT ja B SFS 5907 LUOKK SFS 5907 * Näihin tiloihin standardi SFS 5907 määrittelee puheensiirtoindeksille STI minimiarvon 0,8. Luokkahuone * 3,0 0,55 86 132 0,70 64 98 ulatilat 3,0 0,8 53 83 1,0 39 61 uditoriot, suuret ryhmäopetustilat 3,0 0,7 64 98 0,8 53 83 Liikuntatila, matala 4,0 1,0 58 90 1,4 36 56 Liikuntatila, korkea 8,0 1,2 109 168 1,8 67 103 Teknisten käsitöiden tila 3,0 0,5 96 148 0,8 53 83 Musiikkiluokka 3,0 0,8 53 83 0,9 45 70 Musiikkiluokka, sähköinen vahvistus 3,0 0,6 77 119 0,8 53 83 Opettajainhuone, toimistotilat 3,0 0,5 96 148 0,5 96 148 Käytävätilat, porrashuoneet 3,0 0,8 53 83 1,2 30 46 4 5
6 Päiväkodit Tarvittava absorptio % lattiapinta-alasta Taustatietoja taulukkoarvoihin Tila LUOKT ja B SFS 5907 LUOKK SFS 5907 * Näihin tiloihin standardi SFS 5907 määrittelee puheensiirtoindeksille STI minimiarvon 0,8. Toimintatila, leikki- ja lepohuone * 2,5 0,5 77 119 0,6 61 95 Liikunta- ja musiikkitila 3,0 0,7 64 98 0,9 45 70 Käytävätilat, porrashuoneet 2,5 0,7 50 77 1,0 30 46 7 Terveydenhoitoalan rakennukset Tarvittava absorptio % lattiapinta-alasta Tila LUOKT ja B SFS 5907 LUOKK SFS 5907 Potilashuone, päivähuone 2,5 0,6 61 95 0,8 42 64 Tutkimus- ja toimenpidehuone, vastaanottohuone, hoitohuone, odotushuone 2,5 0,6 61 95 0,8 42 64 Terapiahuone, lepohuone, leikkihuone 2,5 0,4 101 156 0,5 77 119 Kuulontutkimukseen liittyvä huone 2,5 0,3 140 217 0,5 77 119 Valvomo 2,5 0,4 101 156 0,4 101 156 Käytävät 3,0 0,6 77 119 0,8 53 83 Standardi SFS 5907 esittää huoneakustiikan vaatimukset pääasiassa pisimpänä sallittuna jälkikaiunta-aikana. Standardin vaatimusten täyttymiseen tarvittava vähimmäisabsorptioala voidaan laskea sallitun jälkikaiunta-ajan perusteella. Huonetilan jälkikaiunta-aika T(s) lasketaan yleisesti ns. Sabinen kaavalla T = 0,161 V missä V = huonetilavuus (m 3 ) ja = huoneen absorptioala (m 2 - sab). Huoneen absorptioala kertoo huoneessa olevan tehollisen absorptio neliömetreinä. Se voidaan määrittää, kun tunnetaan tilan kaikkien pintojen pinta-alat S ja absorptiosuhteet a. Pinnan absorptiosuhteen arvo voi vaihdella välillä 0...1 ja se riippuu voimakkaasti äänen taajuudesta. Jälkikaiunta-aikalaskelmat pitääkin suorittaa oktaaveittain (250, 500, 1000, 2000 ja 4000 Hz). Huoneen absorption voidaan katsoa koostuvan kahdesta erillisesta osasta: huoneeseen lisätystä absorptiomateriaalista, jonka absorptiosuhde on am, kalusteiden absorptiosta af, jonka absorptioalaksi oletetaan tietty osa lattiapinta-alasta. Tämän esitteen laskelmissa on af:n arvona 0,15 kaikilla taajuuksilla. Esimerkki: 120 m 3 kokoisessa luokkahuoneessa (8x6x3.0 m) on absorptiopinta-alaa akustoimattomana 15 % 48 m 2 = 7.2 m 2 -Sab. kustoimaton huone kaikuu siten noin 3.2 sekuntia. Pohja-absorption vaihtelee riippuen tilan kalustuksesta. Tämä vaikuttaa luonnollisesti tarvittavan absorptio än. Taulukoiden ja alla olevan diagrammin arvot on laskettu käyttäen Sabinen kaavasta johdettua kaavaa p = 100 ( 0,161 H - a f ) T am am missä p = tarvittava absorptio prosentteina T = jälkikaiunta-aika, s H = huonekorkeus, m am = absorptio absorptiosuhde af = kalusteiden absorptio (0,15 kaikilla taajuuksilla) bsorptioluokkien ja materiaalilaskelmissa on käytetty absorptiosuhteiden arvoja α m () = 0.85 ja α m () = 0.55. Tämä siksi, että materiaalilta vaaditaan arvoa α m () = 0.90 ja materiaalilta arvoa α m () = 0.60 taajuusvälillä 500 2000 Hz. Kuitenkin taajuuksilla 250 ja 4000 Hz riittää tätä alemmat arvot. Varmuusvaran jättämisen vuoksi on turvallisinta käyttää em. absorptiosuhteen keskiisiä arvoja. Käyrästössä on niin ikään käytetty arvoja α m () = 0.85, α m (B) = 0.75, α m () = 0.55, α m (D) = 0.25 ja α m (E) = 0.10. Taulukoiden ja käyrien antamat arvot ovat ohjeellisia. On suositeltavaa, että akustiikkasuunnittelija tekee lopullisen suunnitelman asennettavien vaimennuslevyjen stä ja sijoittelusta parhaan lopputuloksen saavuttamiseksi. Huonekorkeuden vaikutus ohjeelliseen absorptio än 8 Teollisuustyöpaikat Tarvittava absorptio % lattiapinta-alasta Tila LUOKK SFS 5907 LUOKK B SFS 5907 LUOKK SFS 5907 Miehitetty tila, alle 1000 m 3 5,0 1.0 77 119 1.2 61 95 1.5 45 70 Miehitetty tila, 1000-10 000 m 3 10,0 1.2 140 217 1.7 94 145 2.0 77 119 Miehitetty tila, yli 10 000 m 3 15,0 1.5 172 265 2.0 124 192 2.2 111 172 Valvomo 3,0 0.4 124 192 0.4 124 192 0.5 96 148 bsorptio lattiapinta-alasta Korkeus H jaettuna jälkikaiunta-ajan tavoitearvolla T (H/T) Esimerkki: Koulu huonekorkeus H on 3 m. Jälkikaiuntaajan tavoitearvo T < 0,6 s. Korkeuden ja jälkikaiunta-ajan suhteeksi (H/T) tulee 5. Suhde H/T on vaaka-akselilla ja pystyakselilla on tarvittava absorptio. bsorptio materiaalia tarvitaan tällöin 119 % lattiapinta-alasta. bsorptio materiaalia riittää 77 % lattiapinta-alasta. Huom! Kuvassa on oletettu, että huone on tyhjä ja sisältää arkkitehdin piirtämät kiintokalusteet. Vaativissa kohteissa tulee aina käyttää kokenutta akustiikkakonsulttia. 6 7
Saint-Gobain Rakennustuotteet Oy, Strömberginkuja 2, 00380 Helsinki Puh. 0207 75 4900 palaute.ecophon@saint-gobain.com www.ecophon.fi 8