TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S-01855-15 12.5.2015 Läpivientien vaikutuksen testaaminen ja arvio niiden vaikutuksesta betoni- ja kaksoisrunkoisten kipsilevyseinien ääneneristävyyteen Tilaaja: Sewatek Oy
TESTAUSSELOSTE NRO VTT-S-01855-15 1 (6) Tilaaja Tilaus Yhteyshenkilö Sewatek Oy Lahdentie 27 04600 Mäntsälä Email 9.3.2015/Sami Sihvola. Tilausvahvistus VTT-O-164777-15 VTT Expert Services Oy Tuotepäällikkö Pekka Sipari PL 1001, 02044 VTT Puh. 020 722 6931 Sähköposti: pekka.sipari@vtt.fi Tehtävä Näyte Testauspaikka ja aika Testattu rakenne Läpivientien vaikutuksen testaaminen ja arvio niiden vaikutuksesta betoni- ja kaksoisrunkoisten kipsilevyseinien ääneneristävyyteen Tilaajan VTT Expert Services Oy:lle toimittamat testikoekappaleet Koekappaleet vastaanotettiin 15.4.2015. Testikoekappaleet testattiin 15 16.4.2015 VTT Expert Services Oy:n tutkimushalli 1:ssä. Koekappaleet edustivat sekä kaksoisrunkorakenteista kipsilevyrakennetta ja massiivista betoniseinää. Levyseinärakennetta edusti noin 1190 mm x 1190 mm x 270 mm koekappale, jossa molemmin puolin oli kaksi GN13 kipsilevyä ja johon asennettiin mittauksia varten erilaisia läpivientejä kertopuuvahvikkein. Betonikoekappaleet (500 mm x 500 mm x 200 mm) ja niiden läpiviennit mitattiin käyttäen avuksi kaksoisrunkorakenteisen levyseinän mittauksessa käytettyä koekappaletta. Tilaajan toimittamat rakennekuvat ja muut tiedot testatuista rakenteista ja läpivienneistä on esitetty liitteessä 2. Tilaaja ja VTT Expert Services Oy:n henkilökunta asensivat koekappaleet kahden kaiuntahuoneen väliseen 1200 mm x 1200 mm mittausaukkoon. Koekappaleet tiivistettiin aukkoon puulistojen, tilkkeen ja elastisen kitin avulla. Suoritetut mittaukset Läpivientien vaikutuksien testaamiseksi tehtiin seuraavat koekappaleen seinärakenteelle seuraavat ääneneristävyyden määritykset: Tutkimustulokset pätevät ainoastaan tutkituille näytteille.
TESTAUSSELOSTE NRO VTT-S-01855-15 2 (6) Menetelmä ja laitteet 1) kaksoisrunkorakenteinen kipsilevyseinä ilman läpivientejä 2) kaksoisrakenteinen levyseinä / alumiinikuorisella palosululla varustetun läpiviennin 42 mm (tyyppi D 42) sisällä Ø 22 kupariputki 1310 mm, eristetty lähetys- ja vastaan ottopuolella Ø 60 mm villakourulla 500 mm matkalla 3) kaksoisrakenteinen levyseinä / alumiinikuorisella palosululla varustetun läpiviennin 42 mm (tyyppi D 42) ympärillä 9 mm solukumieriste (NBR-kumi) ja sisällä Ø 22 kupariputki 1310 mm, eristetty lähetys- ja vastaanottopuolella Ø 60 mm villakourulla 500 mm matkalla 4) kaksoisrakenteinen levyseinä / alumiinikuorisella palosululla varustetun läpiviennin 92 mm (tyyppi D 92) sisällä Ø 64 kupariputki 1270 mm, eristetty lähetys- ja vastaanottopuolella Ø 135 mm villakourulla 500 mm matkalla 5) kaksoisrakenteinen levyseinän 140 mm reiässä (tyyppi D142) sisällä Ø 110 muoviviemäri 1270 mm (eristetty rakenteen molemmilta puolin solukuminauhalla ja palonauhalla), eristetty lähetys- ja vastaanottopuolella Ø 170 mm villakourulla 500 mm matkalla 6) betonikoekappale 200 mm umpinainen 7) betonikoekappale 200 mm / alumiinikuorisella palosululla varustetun läpiviennin 42 mm (tyyppi D 42) sisällä Ø 22 kupariputki 1200 mm, eristetty lähetys- ja vastaanotto puolella Ø 60 mm villakourulla 500 mm matkalla 8) betonikoekappale 200 mm / alumiinikuorisella palosululla varustetun läpiviennin 92 mm (tyyppi D 92) sisällä Ø 64 kupariputki 1200 mm, eristetty lähetys- ja vastaan ottopuolella Ø 125 mm villakourulla 500 mm matkalla 9) 200 mm betonikoekappaleen 140 mm reiässä (tyyppi D142) Ø 110 muoviviemäri 1200 mm (eristetty rakenteen molemmilta puolin solukuminauhalla ja palonauhalla), eristetty lähetys- ja vastaanottopuolella Ø 170 mm villakourulla 500 mm matkalla (alumiininen mansetti oli ainoastaan läpiviennin päissä) Ilmaääneneristävyys määritettiin kaksikanavamittauksena käyttäen kahta kiinteää äänilähdettä ja liikkuvia mikrofoneja. Mittaukset suoritti tekninen asiantuntija Veijo Sivonen. Ilmaääneneristävyys R mitattiin standardin ISO 10140 2:2010 [1] mukaan ja ilmaääneneristysluku R w, määritettiin standardin ISO 717 1:2013 [2] mukaan. Mittauslaitteet ja mittaushuoneiden mitat on esitetty liitteessä 3. Tulokset Tulokset on esitetty yksilukuarvoisina ääneneristävyyksinä taulukoissa 1 ja 2. Ilmaääneneristävyys 1/3 -oktaaveittain on esitetty kootusti kuvissa 1 ja 2. Tutkimustulokset pätevät ainoastaan tutkituille näytteille.
TESTAUSSELOSTE NRO VTT-S-01855-15 3 (6) Taulukko 1. Betonikoekappaleen ilmaääneneristysluvut R w Mittaus Testikoekappale R w (db) 6 Betonikoekappale 200 mm 65 7 Läpivienti 42 / Cu 22 (D42) 64 8 Läpivienti 92 / Cu 64 (D92) 63 9 Reikä 140 / Muovi viem. 110 (D142) 65 Taulukko 2. Kaksoisrakenteisen puukoekappalleen ilmaääneneristysluvut R w Mittaus Testikoekappale R w (db) 1 Seinäkoekappale 68 2 Läpivienti 42 / Cu 22 (D42) 66 3 Läpivienti 42 / Cu 22 + solumuovi (D 42) 66 4 Läpivienti 92 / Cu 64 (D92) 66 5 Reikä 140 / Muovi viem. 110 (D142) 63 Mittauksessa 3) oli erona mittaukseen 2) nähden vain se, että läpiviennin ympärillä käytettiin 9 mm solukumieristettä Ilmaääneneristävyys 1/3 -oktaaveittain on esitetty numeroarvoina liitteessä 1. Laboratoriomittaustulokseksi saadun yksilukuarvon toistettavuus on arviolta enintään ±1 db. Saadut tulokset pätevät vain mitatuille näytteille. Tuloksien tarkastelu Taulukosta 1 ja kuvasta 1 havaitaan, että läpiviennit eivät juuri heikennä betonisen testikoekappaleen ääneneristävyyttä. Läpiviennin yhteydessä 92/Cu 64 mitattu huonompi eristävyys taajuuksilla 400 ja 500 Hz johtuu todennäköisesti epätiiviydestä, koska ääneneristävyyden vastaavaa heikkenemistä ei havaittu puuseinäkoekappaleen yhteydessä (kuva 1). Mittauksien 2) ja 3) välillä ei ollut oleellista eroa. Taulukosta 2 ja kuvasta 2 havaitaan (betonikoekappaleiden tulosten perusteella), että läpiviennit heikentävät levyseinärakenteen ääneneristävyyttä 2 5 db. Heikennysten syytä on mittaustulosten perusteella vaikea tarkkaan arvioida. Syitä voivat olla, että: - läpiviennit ja/tai putket tiivistyksineen kytkevät seinäpuoliskoja hieman toisiinsa - putkien kautta pääsee ääntä seinäpuolta toiselle eristyksistä huolimatta, - että asennuksessa on jäänyt hieman epätiiviyttä (ilman vuotokohtia). Tutkimustulokset pätevät ainoastaan tutkituille näytteille.
TESTAUSSELOSTE NRO VTT-S-01855-15 4 (6) Kuva 1. Betonikoekappaleen ilmaääneneristävyydet R taajuusalueella 50-5000 Hz eri läpivientien kanssa. Kuva 1. Kaksoisrankaisen puuseinäkoekappaleen ilmaääneneristävyydet R taajuusalueella 50-5000 Hz eri läpivientien kanssa. Tutkimustulokset pätevät ainoastaan tutkituille näytteille.
TESTAUSSELOSTE NRO VTT-S-01855-15 5 (6) Eniten ääneneristävyyttä kaksoisrakenteisessa koekappaleessa aiheutti muoviviemäri, joka heikensi ääneneristävyyttä 5 db. Nyt pienillä koekappaleilla tehdyt mittaukset osoittavat, että läpiviennit heikentävät noin 200 mm paksujen betoniseinien ääneneristävyyttä korkeintaan 0-2 db /läpivienti, mikäli ne on tiivistetty ja riittävästi eristetty huonetilojen puolelta. Tarvittaessa eristettyjen ja tiivistettyjen läpivientien aiheuttama mahdollinen heikennys on otettava huomioon sivutiesiirtymien tapaan. Levyseinäkoekappaleilla tehdyt mittaukset osoittavat, että kupariputkien läpiviennit heikentävät nyt testatuilla kiinnitystavoilla käytännössä seinien ääneneristävyyttä 0-2 db /läpivienti edellyttäen, että ne on tiivistetty ja riittävästi eristetty huonetilojen puolelta ja ettei niillä kytketä seinäpuoliskoja liiaksi toisiinsa. Ääneneristävyyden osalta heikennykset on myös otettava huomioon valittaessa väliseinäseinärakenteita. Viemäriputken läpivienti kaksoisrakenteisessa levyseinäkoekappaleessa aiheutti 5 db ääneneristyksen heikennyksen. Vaikka käytännössä heikennys on todennäköisesti paljon pienempi, saattaa normaaleissa levyseinärakenteissa läpivienti osoittautua ääneneristävyyden kannalta kriittiseksi. Käytännön puurakenteisten välipohjien ääneneristävyys on yleensä niin hyvä, ettei viemärin läpivienti aiheuttane suurta riskiä huoneistojen välipohjien ilmaääneneristysvaatimuksen kannalta. Liitteessä 4 on esitetty yleisiä periaatteita kaksoisrakenteiden läpivientien liitosdetaljien suunnitteluun. Espoo, 12.5.2015 Pekka Sipari Tuotepäällikkö Veijo Sivonen Tekninen asiantuntija VTT Expert Services Oy on ilmoitettulaitos No. 0809 FINAS-akkreditointipalvelu on akkreditoinut laboratoriomme (T001, VTT Expert Services Oy) suorittamaan standardien ISO 10140-2:2010 ja ISO 717-1:1996 mukaiset testit. Viitteet [1] ISO 10140-2:2010 Acoustics Laboratory measurement of sound insulation of building elements. Part 2: Measurement of airborne sound insulation 2 ISO 717-1:2013 Acoustics - Rating of sound insulation in buildings and of building elements Part 1: Airborne sound insulation Tutkimustulokset pätevät ainoastaan tutkituille näytteille.
TESTAUSSELOSTE NRO VTT-S-01855-15 6 (6) LIITTEET Liite 1 Ääneneristävyystulokset Liite 2 Levyseinäkoekappale ja kaikissa mittauksissa käytettyjen läpivientien detaljit Liite 3 Mittauslaitteet ja kaiuntahuoneet Liite 4 Kaksois(seinä)rakenteen ääneneristävyys ja kytkentöjen vaikutus Liite 5 Valokuvia JAKELU Tilaaja Alkuperäinen Arkisto Alkuperäinen Tutkimustulokset pätevät ainoastaan tutkituille näytteille.
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 1 1(1) ÄÄNENERISTÄVYYDET (db) Taajuus Tupla-puu Cu22+vk + Betoni seinä 270 Cu22+vk 9 mm solum. Cu 64+vk mv110+vk seinä 200 Cu22+vk Cu64+vk mv110+ vk 1 2 3 4 5 6 7 8 9 50 36,0 35,6 34,0 37,0 33,6 30,9 32,7 31,4 32,3 63 38,6 36,8 39,2 38,4 38,3 40,6 40,4 41,3 41,0 80 43,8 40,8 44,7 41,6 43,9 42,0 43,5 42,7 43,7 100 46,7 43,8 47,6 45,4 46,8 46,7 47,4 46,4 47,5 125 51,9 50,0 51,5 47,9 50,9 50,5 50,5 51,5 51,2 160 54,7 53,2 53,6 50,8 52,1 50,7 51,2 51,8 52,1 200 56,4 54,7 55,4 54,6 52,8 53,3 53,0 53,4 53,3 250 59,0 59,0 58,3 57,5 56,4 57,9 57,3 57,4 57,7 315 58,7 58,5 58,3 57,6 55,8 56,6 56,0 56,9 56,8 400 61,2 60,4 60,6 59,6 56,0 58,4 58,3 54,2 59,4 500 64,0 62,9 62,9 61,9 56,9 60,7 59,7 54,0 62,3 630 66,0 64,2 64,0 63,5 58,0 62,4 61,3 60,5 63,7 800 65,4 64,1 63,5 65,2 59,8 63,4 61,6 62,9 63,4 1000 68,5 66,0 64,5 67,4 62,2 65,6 62,6 64,6 64,6 1250 72,6 66,5 64,7 71,4 65,7 68,5 65,9 66,9 67,8 1600 77,9 70,5 69,4 76,2 71,2 72,8 68,5 70,7 74,8 2000 77,9 73,5 74,4 77,3 74,2 75,5 72,3 73,7 75,9 2500 82,5 75,0 76,2 81,7 79,3 78,4 76,0 76,8 79,0 3150 83,3 77,1 78,5 82,8 81,9 80,7 76,5 79,2 81,1 4000 79,2 76,0 78,1 79,2 79,2 79,3 77,8 78,4 79,1 5000 74,7 73,9 73,7 74,7 75,6 75,1 74,9 75,2 75,3 R w 68 66 66 66 63 65 64 63 65 Merkinnät: Cu = kupariputki mv = muoviviemäriputki (Uponor Soil&Waste PP-MD 110x3,4) vk = villakouru
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 2 1(5) LEVYSEINÄKOEKAPPALE JA KAIKISSA MITTAUKSISSA KÄYTETTYJEN LÄPIVIENTIEN DETALJIT
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 2 2(5)
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 2 3(5) LÄPIVIENNIT LEVYSEINÄSSÄ
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 2 4(5)
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 2 5(5) LÄPIVIENNIT BETONISEINÄSSÄ
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 3 1 (1) MITTAUSLAITTEET JA KAIUNTAHUONEET Mittauslaitteet: Nimi Sarjanumero Kondensaattorimikrofoni B&K (Brüel & Kjær) 4943 2415044 Kondensaattorimikrofoni B&K (Brüel & Kjær) 4943 2527717 Mikrofoniesivahvistime B&K 2669 2025241 Mikrofoniesivahvistime B&K 2669 2554550 Kiertyvämikrofonipuomi B&K 3923 1678216 Kiertyvämikrofonipuomi B&K 3923 2630663 Vahvistin Yamaha MX-1000 Kaiuttimet Sinmarc V121L Reaaliaika-analysaattori Norsonic 121 31429 Vakioäänilähde B&K 4228 1704462 Kaiuntahuoneiden mitat: Lattia Korkeus Tilavuus Äänilähdehuone 4.7 m x 5.8 m 3.7 m 102 m 3 Vastaanottohuone 5.0 m x 6.5 m 4.0 m 131 m 3 Kaiuntahuoneiden betoniseinien, lattioiden ja katon paksuus on 0.25 m
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 4 1 (1) KAKSOIS(SEINÄ)RAKENTEIDEN ÄÄNENERISTÄVYYS JA KYTKENTÖJEN VAIKUTUS Kaksoisrakenteiden esimerkiksi tuplarunkoisten levyseinien ääneneristävyys perustuu siihen, että seinäpuoliskot eivät kytkeydy liiallisesti toisiinsa. Ideaalitapauksessa kytkennän muodostaa ilmajousi. Rakenteen ilmaääneneristävyyteen vaikuttaa tällöin lähinnä seinäpuoliskojen massa ja ilmavälin suuruus ja rakenteessa esiintyvät vaimennukset. Kaksoisrakenteen ääneneristävyyttä heikentää oleellisesti seinäpuoliskojen väliset mekaaniset kytkennät. Parhaaseen ääneneristävyyteen pääsemiseksi esimerkiksi läpiviennit tulisi suunnitella siten, että kytkentä seinäpuoliskojen välillä jää mahdollisimman vähäiseksi. Tämä tarkoitta että läpivientien tiivistykset (kittauksen yms.) ympäröiviin rakenteisiin tulisi suunnitella mahdollisimman joustaviksi ainakin toisen rakennekerroksen osalta. Käytännön seinissä läpivientien vaikutus seinien ääneneristävyyteen riippuu kytkennän (kytkentöjen määrä, kittaus/tiivistystavat ja materiaalit) suuruuden lisäksi seinän pinta-alasta ja seinäpuoliskojen värähtelyä ja sen siirtymistä vaimentavista ominaisuuksista. Käytännössä tämä tarkoittaa kaksoisrunkoisten levyrakenteiden osalta sitä, että seinärakenne on valittava siten, että sen ääneneristävyys on läpivientien aiheuttamien käytännön kytkentäheikennyksen verran suurempi, kuin mitä muutoin seinärakenteelta edellytettäisiin. Edellä esitetty edellyttää tietenkin myös, että läpiviennit on tiivistetty putkien ympäriltä ilmatiiviiksi ja että itse putkien kautta tapahtuva liiallinen äänenkulku huonetilasta toiseen on estetty eristämällä putket riittävästi.
TESTAUSSELOSTUS NRO VTT-S-01855-15 LIITE 5 1 (1) VALOKUVIA Kuva 1. Tuplarunkoisen seinän puolisko ja läpi- Kuva 2. Kupariputki eristetty lähetys- ja vientien paikat vastaanottopuolelta 500 mm matkalta Kuva 3. Kittaus kipsilevyseinään joustavasti ja- Kuva 4. Läpivienti betonikoekappaleessa (mittaus putken tukkeaminen modifioimalla tuplarunkokoekappaletta