Rakenteiden ääneneristävyys MASSIIVISET RAKENTEET 1 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1 Äänitekninen suunnittelu Rakennuksen ääniteknisellä suunnittelulla pyritään luomaan olosuhteet, joissa melu ei vaaranna ihmisten terveyttä ja antaa mahdollisuuden nukkua, levätä ja työskennellä riittävän hyvissä olosuhteissa. Kyseessä on kokonaisuuden suunnittelu, jossa kaikki asiaan vaikuttavat tekijät tulee ottaa huomioon. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi Rakenteiden yhteistoiminta Mitä kovemmat vaatimukset, sitä tärkeämmäksi tulee sivutiesiirtymän hallinta. On erittäin tärkeää, että rakenteiden liitokset suunnitellaan ja rakennetaan oikein. Sivuavien rakenteiden tulee olla yhtä hyviä kuin tilojen välisten rakenteiden. Liitosten työpiirustukset. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 3 1
Meluntorjunta uudisrakennuksessa RakMK C1 1..1 Asiakkaat Ympäristö Aikataulut ja eri urakoitsijoiden välinen yhteistyö. Olennainen vaatimus on täytettävä tavanomaisella kunnossapidolla rakennuksen koko taloudellisen käyttöiän ajan. Rakennusasiakirjoihin tarkistusmittausvaatimus. Laadunvalvonta! Viranomaiset 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 4 Rakentamisen laatu 9 4 4 5 4 11 9 7 Vuonna 1999 valmistuneessa 34 huoneiston asuinkerrostalon ilmaäänieristysmittauksissa (137 mittausta) joka neljäs mittaustulos ei ollut määräysten mukainen. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 5 Melu ja sen kiusallisuus Ääni-ilmiön voimakkuus Ääni-ilmiön spektri Esiintymisajankohta Ilmiön toistuvuus Informaatio Elämäntilanne Meluherkkyys Asenteet, kokemukset 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 6
Rakenteen ääneneristävyys R W W W R 10lg W W 1 W= rakenteeseen osunut ääniteho W = rakenteen läpäissyt ääniteho 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 7 Läpäisyprosentti ja reduktioluku 10 % 1 R 10lg 10 db 0.1 1 % 1 R 10lg 0 db 0.01 0.1 % 1 R 10lg 30 db 0.001 0.003 % 1 R 10lg 55 5 + 45 db 310 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 8 Rakenteen ääneneristävyys R Jousi Resonanssialue Massalaki Koinsidenssialue Aaltovastusalue 100 Hz - 3150 Hz tavoitealue 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 9 3
Aaltovastuslaki Huom! Ilmiö tapahtuu kahdesti molemmissa rajapinnoissa: R teräs = 88 db Rbetoni= 75 db R 4Z 1Z 10lg Z1 Z Aine Teräs Graniitti Betoni Lasi Vesi Tammi Mineraalivilla Ilma Aaltovastus Z (Nsm -3 ) 39000000 10675000 9000000 14000000 1450000 773000 1000 407 Läpäisysuhde W/W 0.00004 0.00016 0.00018 0.00011 0.00114 0.00060 0.85 1.000 Reduktioluku R (db) 44 38 37 40 30 3 1 0 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 10 Massalaki 411 Nsm -3 343 m/s 1. kg/m 3 = 411 kgm/sm 3 Newton N= kgm/s 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 11 Massa ja taajuus 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1 4
Teoria ja käytäntö 45 K=- 45 K=- 4 K=- 47 =54 astetta) 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 13 Betonirakenteiden laboratorioissa ja rakennuksissa mitattuja ilmaääneneristyslukuja. Rakenne R W (db) R W (db) Betonirakenne 300 mm 65 60 Betonirakenne 50 mm 64 59 Betonirakenne 00 mm 6 58 Betonirakenne 150 mm 58 54 Ontelolaatta 30 mm 61 57 Ontelolaatta 00 mm 57 53 Ontelolaatta 00 mm ja pintabetoni 50 mm 60 56 Betoniseinä x 80 mm, välissä min. villa 50 mm 65 60 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 14 160 mm betoniseinä f c c t 1 E f c 345 0.16 1 500 167 10 Hz 1.510 10 db 160 Hz 9 db oktaavi Massalaki: 6 db oktaavi 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 15 5
Levyn värähtelymuotoja 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 16 Levyn resonanssitaajuus f n n n 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 17 Levyn resonanssitaajuus f n a Tapaus I Tapaus II Tapaus III vapaasti tuettu jäykkä kiinnitys a Tapaus IV Tapaus V a b b 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 18 6
1 f n kn a Et 1(1 ) e =0.67 3.5 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 19 Hz f n n Hz 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 0 Koinsidenssitaajuus f c t 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1 7
Teräksen koinsidenssitaajuus c = äänennopeus, 345 ms -1 = aineen tiheys, teräs: 7500 kgm -3 E = kimmokerroin, teräs:.1 10 11 Pa t = rakenteen paksuus, m f c c t 1 E f c 656 t 656 E t 7500.1 10 11 1, t 4 f c, teräs Hz t 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi Koinsidenssitaajuuksia Betoni, E=.6 10 10 Pa Rapattu tiili Lastulevy, E = 3 10 9 Pa 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 3 Koinsidenssitaajuuksia Betoni Teräs 10 mm 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 4 8
Eristävyys R, kun f>f c R=0lg(Mf)+10lg(f/f c )- 61 db, kun =0.0 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 5 Esimerkki Laske rakenteen keskimääräinen ääneneristävyys R R 10lg n S i i1 S R 10 10 i = 8 m = 50 db = 3 m = 5 db = m = 14 db 0.5 m 7 db 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 6 Esimerkki osa R i 10-0.1R i S i S i 10-0.1R i 1 seinä 50 10-5 8 0.8 10-3 ovi 5 10 -.5 3 9.49 10-3 3 ikkuna 14 10-1.4 79.6 10-3 4 ilma 7 10-0.7 0.5 99.76 10-3 - - 33.5 189.15 10-3 33.5 R 10lg.5 3 db 189.1510 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 7 9
Ilmaääneneristävyys R 10 W lg W 0 A= vastanottohuoneen absorptioala, (jälkikaiunta-ajasta T ) S= huoneiden välisen seinän pinta-ala R=L L 1 = lähetyshuoneen 1 -- L +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 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 8 Ilmaääneneristys- ja askeläänitasoluvut R W (db) vaaka/pysty L n,w (db) Rakennus 55/55 58 Kytketyt pientalot: asuinhuoneistoon toisesta asuinhuoneistosta 5/53 58 Asuinkerrostalot ja asuntolat: asuinhuoneistosta toiseen asuinhuoneistoon 39 - Asuinhuoneistoon porrashuoneesta tai käytävästä, kun välillä on ovi 44 - Asuntolan saman huoneiston asuinhuoneiden välillä 5/53 58 Hotellit, asuinhotellit: majoitushuoneeseen toisesta majoitushuoneesta 48/53 63 Sairaalat, hoitolaitokset: vuodeosaston potilashuoneeseen toisesta potilashuoneesta 44/53 63 Koulut: opetustilaan toisesta opetustilasta tai muusta tilasta 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 9 LVIS laitteiden melun ohjearvoja Rakennuksen LVIS-laitteiden ja muihin niihin rinnastettavien laitteiden aiheuttama suurin sallittu äänitaso asunnossa, RakMK C1 ja D Kohde L A,eq,T (db) L A,max (db) Keittiö, luokkahuoneissa 33 38 Muut asuinhuoneet 8 33 Kylpyhuone 38 43 Pihamaalla, parvekkeella 45 60 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 30 10
Akustisia vuotokohtia 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 31 Betonilaatta 40 mm 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 3 Äänen etenemisreitit 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 33 11
Ilmastointikanava äänilähteenä 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 34 Seinä-laattajärjestelmä Ontelolaatan ja väliseinän liitos seinä-laattarunkoisessa kerrostalossa 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 35 Pilari-palkki-laattajärjestelmälaattajärjestelmä Pilari-palkki-laattajärjestelmä kootaan betonielementeistä Pilari-palkki-laattajärjestelmässä ulkoseinät ovat usein kevytrakenteisia 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 36 1
Paikalla valettu pilari-laattajärjestelmälaattajärjestelmä 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 37 Roilot ja putkikanavat Roilojen rakenne vaikuttaa asuntoon syntyvään äänitasoon. Massiivinen rakenne on parempi. Jos putket on tuettu roilon seinään, siirtyy tärinä putkista seinään, joka säteilee sen ilmaääneksi. Putket pitäisi tukea välipohjista. Välipohjien läpimenot tulee valaa umpeen. Roiloissa tulee aina olla mineraalivillaa sisällä. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 38 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 39 13
LVIS-laitteet Rakennuksen LVIS -laitteita ovat esimerkiksi hissit, vesi- ja viemärilaitteet, kompressorit, ilmanvaihtolaitteet, jäähdytyslaitteet ja lämmityslaitteet. Näihin rinnastetaan keskuspölynimuri, mattoimuri ja talopesulan laitteet, kuten pesukoneet, lingot, kuivauspuhaltimet ja mankelit. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 40 Vesijohtolaitteet Melua aiheuttaa veden virtaus putkissa sekä paineiskut. Liian korkea paine putkistossa aiheuttaa ääntä. Tarvittaessa putkistoon asennettava paineenalennusventtiilit. Putkistot kannatettava mieluiten betonirakenteista. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 41 Patteriverkosto Levypattereiden rauta- ja kupariputkien kautta ääni siirtyy asunnosta toiseen ellei välissä ole jotain joustavaa materiaalia. Runkoäänen etenemisen estämiseksi on käytettävä sisäkkäisiä muoviputkia tai teräksisiä joustavia letkuja. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 4 14
Viemärit Pahin melulähde on pystyviemärin alamutka. Alamutka betonivalun sisälle Materiaaleista valurauta on hiljaisin, muoviviemärit ovat äänekkäämpiä. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 43 Viemärin asennuksia 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 44 Kylpyhuoneen ongelmat Pesukoneen runkoääni. Suihkun ropina/askelääni. Vesitiiviys ja pitkä käyttöikävaatimus. WC-istuimen ja viemärien melu 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 45 15
Ilmanvaihtosuunnittelu ja äänitekniikka Ilmanvaihtolaitteiden suunnittelussa on otettava huomioon kaikki äänen ja syntytavat kuten: Pitkin kanavaa kulkeutuva puhaltimen melu. Ilman virtauksesta kanavassa aiheutuva melu. Ilmaääni konehuoneessa ja sen kulkeutuminen muihin tiloihin. Ulkokautta kiertävä ilmaääni. Muista koneista tuleva melu. Jakolaitteen kautta huoneesta toiseen kulkeutuva melu. Ympäristöön kulkeutuva melu. 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 46 1. Ilmastointikone puhaltimineen,. Ulkosäleikkö, 3. Jäteilma-aukot, 4. Lauhduttimen puhallin, 5. Päätelaitteet, 6. Säätöpellit, 7. Nopea ilmavirtaus Ilmanvaihtolaitoksen äänilähteet 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 47 Kattilahuoneen eristäminen 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 48 16
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 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 49 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 7..013 LUT CS0A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 50 17