Opas suunnittelijalle, rakentajalle ja rakennuksen käyttäjälle Hiljaiset rakenteet Tämän oppaan tarkoitus on auttaa suunnittelijoita, 2018 rakentajia ja rakennusten käyttäjiä ääneneristyksen ja meluntorjunnan suunnittelussa ja toteutuksessa. 1.1.2018 Finnisol ry
Sisällys Johdanto... 3 1 Mitä ääni on, ihmisen kuulo... 4 2 Melu rakennuksessa... 7 Rakenteiden ääneneristävyys... 8 Huoneakustiikka... 12 3 Rakennusten ääneneristävyyttä ja meluntorjuntaa koskevat määräykset... 14 Määräykset... 15 Ohjeet... 17 Lausunnolla olevat määräykset... 19 4 Rakennuksen ääneneristävyyden mitoittaminen... 21 5 Materiaalivalintojen vaikutus miksi mineraalivilla on hyvä... 25 6 Esimerkkiratkaisuja... 27 Ulkoseinät... 29 Yläpohjat... 34 Väliseinät... 39 Välipohjat, kelluvat lattiat, alakatot... 40 Ikkunat, ovet ja niiden liitokset rakenteisiin... 41 Ääneneristävyyden parantaminen saneerauskohteissa... 43 LVI tekniset laitteet... 47 7 Viitteet... 49 2 Hiljaiset rakenteet
Johdanto Ääni on yksi rakennustuoteasetuksen olennaisista vaatimuksista. Huoneakustiikka ja äänieristys ovat nykyaikaisen rakennuksen tärkeitä mukavuustekijöitä. Mukavuuden ohella ääni ja melunvaimennus voivat työympäristossä olla myös terveys- ja turvallisuustekijöitä. Mitä enemmän on tarvetta rakentaa tiiviisti lähelle liikenneväyliä, sitä suurempi tarve on kehittää hyviä ääneneristysratkaisuja. Rakentamismääräyksiä ollaan myös tiukentamassa kohti parempaa ääneneristystä. Rakennusta suunniteltaessa ääntä tulee tarkastella kahdesta näkökulmasta. Ensiksi kuinka äänilähteet kuten talotekniikan, hissien ja pumppujen aiheuttama ääni voidaan minimoida ja toiseksi kuinka ääneen rakennuksen sisällä voidaan vaikuttaa akustoinnilla ja äänieristyksellä. Hiljaiset rakenteet 3
1 Mitä ääni on, ihmisen kuulo 4 Hiljaiset rakenteet
Ääni on kappaleen värinästä tai tärinästä aiheutuvaa ilman aaltoliikettä. Ääni kulkee lähteestä kohteeseen väliaineessa ja sen liikettä kuvaa alla oleva yhtälö. c = f l c = äänen nopeus, m/s f = taajuus, Hz l = aallonpituus, m Matala Korkea Pitkä aallonpituus, matala taajuus Lyhyt allonpituus Ääniteholla tarkoitetaan äänienergian määrää aikayksikössä. Sitä mitataan wateissa ja se voidaan esittää äänen intensiteettinä pinta-alaa kohti. P acoustic = I S P acoustic = akustinen teho, W I = äänen intensiteetti, W/m 2 S = pinta-ala, m 2 Hiljaiset rakenteet 5
Ihmisen kuulo Äänenvoimakkuutta eli äänenpainetta mitataan desibeleinä (db). Hyvin kuulevan ihmisen kuulokynnys on noin 0 db ja kipukynnys 120 db. Normaalin puheen voimakkuus on 50 60 db. Äänen taajuus kertoo värähtelyjen lukumäärän sekunneissa ja se ilmaistaan hertseinä (Hz). Desibeliasteikolla ääni, jonka teho on kymmenen kertaa suurempi kuin kuulokynnys on voimakkuudeltaan 10 db. Vastaavasti ääni, jonka teho 100 kertaa suurempi kuin kuulokynnys, on voimakkuudeltaan 20 db ja ääni, jonka teho on 1000-kertainen kuulokynnykseen verrattuna, on voimakkuudeltaan 30 db. Alla olevassa taulukossa on esitetty tavallisesti esiintyvien äänien voimakkuuksia. Äänilähde Teho (W) Voimakkuus LW (db) Kuiskaus 10 exp -9 10 exp -9 Keskustelu 10 exp -5 10 exp -5 Orkesteri 10 exp 0 10 exp 0 Suihkukone 10 exp 4 10 exp 4 Raketti 10 exp 7 10 exp 7 6 Hiljaiset rakenteet
2 Melu rakennuksessa Hiljaiset rakenteet 7
Rakennusta suunniteltaessa ääntä tulee tarkastella kahdesta näkökulmasta. Ensiksi kuinka äänilähteet kuten liikenteen ja talotekniikan, hissien ja pumppujen aiheuttama ääni voidaan minimoida ja toiseksi kuinka ääneen rakennuksen sisällä voidaan vaikuttaa akustoinnilla ja äänieristyksellä. Rakenteiden ääneneristävyys Rakennusten ääneneristyksessä tulee ottaa huomioon sekä ilmaääneneristäminen että askelääneneristäminen. Ilmaääneneristävyys Kun ääni kohtaa yksinkertaisen rakenteen, antaa äänenpaine rakenteelle sitä suuremman kiihtyvyyden, mitä pienempi rakenteen massa on. Fysiikan peruslaista F = ma voidaan johtaa ääneneristyksen massalaki: R = 20 lg m + 20 lg f - 49 R = Rakenteen ääneneristävyys (db) m = Rakenteen massa (kg/m 2 ) f = Taajuus (Hz) Massalain perusteella saatavasta ääneneristävyydestä voidaan vetää seuraavia johtopäätoksia. ääneneristävyys on korkeilla äänillä parempi kuin matalilla, joten niiden eristäminen on helpompaa. Rakenteen massan kaksinkertaistaminen lisää ääneneristävyyttä 4 6 db. Massan lisääminen auttaa silloin kun rakenne on kevyt, raskasta rakennetta ei pienellä massan lisäyksellä saada paremmaksi. 8 Hiljaiset rakenteet
Kaksinkertaisessa rakenteessa paineaalto aiheuttaa värähdysliikkeen rakenteen toiseen puoliskoon. Välissä olevan ilmajousen avulla värähtely siirtyy puoliskosta toiseen ja edelleen toiseen huonetilaan. Kaksinkertainen rakenne on jousi-massajärjestelmä. Jos rakenteen puoliskoilla on sama massa, järjestelmän resonanssitaajuus lasketaan kaavasta: R = L 1 - L 2 + 10 x lg 10 (S/A) L 1 = Äänen painetaso lähetyshuoneessa L 2 = Äänen painetaso vastaanottohuoneessa S = Rakenteen ala A = Vastaanottohuoneen absorptioala Rakenteet pyritään suunnittelemaan siten, että resonanssitaajuus jää äänialueen ulkopuolelle. Sen alapuolella kaksikerroksisen rakenteen eristävyys on sama kuin samanpainoisen massiivirakenteen eristävyys. Resonanssitaajuudella eristävyys on huonompi, koska rakenne pyrkii värähtelemään ääniaaltojen tahdissa. lmaääneneristyksessä ääni eristetään siihen tilaan, jossa se syntyy. Ilmaääneneristystä kuvaa äänen vaimeneminen lähetys- ja vastaanottohuoneiden välillä. Tilaa rajoittavan rakenteen, seinän tai välipohjan, ääneneristävyys R on rakenteeseen kohdistuvan äänitehon W 1 ja rakenteen läpi kulkeneen äänitehon W 2 suhde desibeleinä. R = 10 lg W 1 / W 2 R = Ääneneristävyys (db) W 1 = Rakenteeseen kohdistunut ääniteho (W) W 2 = Rakenteen läpi kulkeutunut ääniteho (W) Hiljaiset rakenteet 9
Kun rakenteen eristävyys tunnetaan, voidaan huoneiden välinen äänitasoero laskea alla olevalla kaavalla. = R + lg A / S = Huoneiden välinen äänitasoero (db) R = Huoneita erottavan rakenteen eristävyys (db) A = Vastaanottohuoneen kokonaisabsorptioala (m 2 ) S = Huoneita erottavan rakenteen ala (m 2 ) Ero eristetyn ja eristämättömän rakenteen välillä Kun ääniaalto kohtaa kahta tilaa erottavan rakenteen, osa heijastuu ja osa siirtyy rakenteen läpi. Läpi siirtyvän äänen osuus noudattaa massalakia, mitä massiivisempi rakenne on, sitä pienempi osuus äänestä siirtyy rakenteen läpi. Mikäli kyseessä on kevyt, monikerroksinen rakenne, äänen siirtyminen noudattaa jousi-massa lakia. Mikäli kaksinkertainen rakenne täytetään hyvin ääntä absorboivalla materiaalilla kuten mineraalivillalla, ääneneristävyys paranee. Mitä paksumpi rakenne on, sitä suurempi hyöty mineraalivillasta saadaan tyypillisesti rakenteen eristävyys paranee 5 10 db tyhjään rakenteeseen verrattuna. Rakenteen liitoskohtien tiiviydellä on olennainen merkitys äänenerityksen onnistumiseen. Raosta mistä pääsee valo, pääsee myös ääni. Äänenvaimennuskerroin on äänenläpäisykertoimen käänteisluku ja se ilmaistaan desibeleinä. R = 10 lg (1/τ) R = Ilmaäänen vaimennuskerroin, db τ = Ilmaäänen läpäisykerroin Ääneneristysindeksin R laskeminen perustuu eri aallonpituuksilla saatuihin testituloksiin. Testituloksia verrataan referenssikäyrään taajuuksien 100 Hz ja 3 150 Hz oktaaveittain. Yksittäisen laskenta-arvon, R w määrittämiseksi referenssikäyrää siirretään kohti mitattuja arvoja 1 db valein kunnes erojen summa referenssikäyrän alla ovat mahdollisimman suuri, kuitenkin korkeintaan 32 db. Referenssikäyrän arvo 500 Hz:n kohdalla on mitattujen arvojen ääneneristysindeksi R w tai R w. 10 Hiljaiset rakenteet
Ääneneristysindeksiä R W käytetään silloin kun kyseessä on ihmisääni. Tapauksissa, joissa äänenlähde on esimerkiksi radio tai liikenne, ääneneristysindeksiä R W täydennetään lisätermeillä. Esimerkiksi liikennemelun osalta käytetään termejä R W + C tr ja R W + C tr,50-3150. Runkoääni Askelääneneristys tarvitaan välipohjissa estämään runkoäänen siirtyminen alapuoliseen tilaan. Askelääneneristystä kuvaa alapuolisen tilan äänen painetaso. Askeläänitaso L n kuvaa rakennuksen eristävyyttä lattiaan kohdistuvan iskun aiheuttamaa ääntä vastaan. Se lasketaan alla olevalla kaavalla. L n = L i + 10 lg (A/10) L i = Askeläänen painetaso vastaanottavassa huoneessa, db A = Absorptio vastaanottavassa huoneessa, m 2 L n = Lattian askelääneneristävyys, laboratoriomittaus L: n = Lattian askelääneneristävyys, kenttämittaus Askelääneneristys lasketaan äänenpainetasosta, jonka standardisoidussa koestusmenetelmässä vasara aiheuttaa. Tulokset esitetään käyränä välillä 50 5 000 Hz. Yksittäistä lukuarvoa L n, W tai L n,w määritettäessä 16 taajuuden lukuarvoja verrataan standardikäyrään samalla tavalla kuin ääneneristysindeksiä määritettäessä. Ainoa ero on, että tässä tapauksessa erotus mitatun ja standardikäyrän välillä on standardikäyrän yläpuolella. Puurakenteisen välipohjan askelääneneristyksen määritystä varten tarvitaan vielä lisätermit C i,100-2500 ja C i,50-2500. Hiljaiset rakenteet 11
Huoneakustiikka Kun ääniaalto kohtaa pinnan, osa siitä heijastuu ja loput absorboituu pintaan. Pintaan kohdistuva ääni Heiastunut ääni Lähetetty ääni Seinä Akustiikkalevy I in = I r + I α α = I α / I in ρ = Ir / I in I in = Pintaan kohdistuneen äänen intensiteetti, W/m 2 I α = Absorboituneen äänen intensiteetti, W/m 2 I r = Heijastuneen äänen intensiteetti, W/m 2 α = Absorptiokerroin ρ = Heijastuskerroin 12 Hiljaiset rakenteet
Kullakin pinnalla on absorptionsa. Jos pinta on rakenteeltaan avoin kuten esimerkiksi reikälevy ja takana on huokoinen aine, ääniaallot tunkeutuvat pinnan läpi ja äänienergia muuttuu lämmöksi. Huonetilan pintojen absorptio voidaan mitata jälkikaiunta-ajan avulla. Jälkikaiunta-aika määritellään aikana, jonka kuluessa äänen painetaso laskee 60 db sen jälkeen kun testilaukaus on ammuttu. Jälkikaiunta-aika voidaan ilmaista kaavalla: T = 0,16 V/A T = Jälkikaiunta-aika, s V = Huoneen tilavuus, m 3 A = Huoneen absorptio, m 2 Äänen absorptiokerroin Pinnan absorptiokerroin voi saada arvoja nollan ja yhden välillä. Yksi edustaa täydellistä absorboijaa, johon kaikki ääni imeytyy. Huonetilan absorptio A saadaan laskemalla yhteen kunkin pinnan ala S kerrottuna sen absorptiokertoimella α. Ääniabsorptiolevy 50 mm Käytännön absorbtiosuhde 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 125 250 500 1K 2K 4k Taajuus, Hz Kiinni taustassa absorbtioluokka A Rakennekorkeus 200 mm absorbtioluokka A Hiljaiset rakenteet 13
3. Rakennuksen 3 ääneneristävyysja meluntorjuntamääräykset 14 Hiljaiset rakenteet
Määräykset Suomen rakentamismääräyskokoelman osa C [1] Rakennusten meluntorjunnasta ja opetustilojen äänenvaimennuksesta on annettu ohjeita ja määräyksiä Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C1 sekä Suomen Standardoimisliiton standardissa SFS 5907 Rakennusten akustinen luokitus. Määräyksissä määritellään rakennuksille yleensä ilmaäänen eristävyyden minimiarvot, suurimmat sallitut askeläänen tasot, suurimmat sallitut laitteiden aiheuttamat äänitasot, suurimmat sallitut jälkikaiunnan arvot erilaisille tiloille sekä suurimmat sallitut liikennemelusta aiheutuvat äänitasot ulkona ja sisällä. RakMK C1 mukaisissa jälkikaiunta-ajoissa otetaan huomioon 500 Hz ja sitä suuremmat taajuudet. Asunnot Pienimmät sallitut Ilmanääneneristysluvun R w arvot Asuinhuoneiston ja sitä ympäröivien tilojen välillä yleensä 55 Asuinhuoneiston ja toista huoneistoa palvelevan uloskäytävän välillä, kun välissä on ovi Suurimmat sallitut askeläänitasoluvun L arvot Asuinhuoneistoa ympäröivistä tiloista keittiöön tai muuhun asuinhuoneeseen, yleensä Uloskäytävästä asuinhuoneeseen 63 Suurin sallittu jälkikaiunta-aika uloskäytävissä Uloskäytävässä, josta käynti vähintään kahteen huoneistoon 1,3 db 39 db 53 s Rakennuksen LVIS- laitteiden aiheuttama suurin sallittu äänitaso asunnossa L A, eq, T (db) L A, max (db) Keittiö 33 38 Muut asuinhuoneet 28 33 Hiljaiset rakenteet 15
Hotellit, hoitolaitokset, oppilaitokset, päiväkodit, toimistot Pienin ohjeellinen ilmaääneneristysluvun R arvo Potilashuoneiden tai niihin rinnastettavien tilojen välillä, kun välissä ei ole ovea Luokkahuoneiden tai niihin rinnastettavien tilojen välillä, kun välissä ei ole ovea Surin sallittu jälkikaiunta-aika Porrashuone ja käytävä 1,3 Ruokala 1,0 1,3 Luokkahuone tai vastaava 0,6 0,9 Voimistelu- ja uimahalli 1,5 2,0 Päiväkotien leikkihuoneet 0,6 db 48 44 s Rakennuksen LVIS- laitteiden aiheuttama suurin sallittu äänitaso Potilashuoneissa, lasten lepohuoneissa ja vastaavissa tiloissa Luokkahuoneissa, toimistohuoneissa ja vastaavissa tiloissa L A, eq, T (db) L A, max (db) 28 33 33 38 16 Hiljaiset rakenteet
Ohjeet Liikennemelu Melu on ääntä, jonka ihminen kokee häiritseväksi. Se heikentää elinympäristön laatua ja viihtyisyyttä, sekä vaikuttaa ihmisen viestintäkykyyn ja uneen. Melun kokeminen on yksilöllistä ja ihmisten meluherkkyydessä on eroja. Tilanteesta riippuen sama ääni voi tuntua melulta tai miellyttävältä ääneltä. Ihminen kykenee havaitsemaan 2 3 desibelin suuruisen melutason muutoksen. Melutason kohoaminen 8 10 desibelillä koetaan melun kaksinkertaistumisena. Äänen voimakkuutta kuvataan äänen pitkän ajan keskiarvona, keskiäänitasona eli ekvivalenttitasona (L eq ). Melun kokemiseen vaikuttavat muutkin melun ominaisuudet, kuten meluhuiput, melun toistuvuus, taajuus ja ajoittuminen sekä hiljaisten jaksojen pituus. Meluohjearvot on annettu erikseen päiväajalle (klo 7 22) ja yöajalle (klo 22 7) sekä ulko- että sisätiloihin. Ohjearvot ulkona Asumiseen käytettävät alueet, virkistysalueet taajamissa ja niiden välittömässä läheisyydessä sekä hoitoja oppilaitoksia palvelevat alueet Uudet asumiseen käytettävät alueet, virkistysalueet taajamissa sekä hoitolaitoksia palvelevat alueet Päivällä (db) Oppilaitoksia palvelevat alueet 55 Loma-asumiseen käytettävät alueet, leirintäalueet, virkistysalueet taajamien ulkopuolella ja luonnonsuojelualueet Yöllä (db) 55 50 55 45 45 40 Ohjearvot sisällä Päivällä (db) Yöllä (db) Asuin-, potilas- ja majoitushuoneet 35 30 Opetus- ja kokoontumistilat 35 Liike- ja toimistohuoneistot 45 Hiljaiset rakenteet 17
Ihmiskorvin kuultavat äänitason muutokset 1...2 db Tuskin havaittava muutos 3...4 db Havaittava, melko pieni muutos 5...6 db Selvästi havaittava, oleellinen muutos 7...8 db Suuri muutos yli 10 db Hyvin suuri muutos Yksikkönä käytetään useimpien melulähteiden kohdalla A-painotettua keskiäänitasoa L Aeq. Keskiäänitasoa käytetään vaihtelevan melun voimakkuuden arviointiin ja A-painotus ottaa huomioon kuuloaistin erilaisen herkkyyden erikorkuisille äänille. SFS 5907 [2] Standardissa SFS 5907 jälkikaiunta-aikojen raja-arvot on esitetty pisimpinä sallittuina aikoina 250, 500, 1000, 2000 ja 4000 Hz taajuuksilla. Oletuksena on, että tilat on kalustettu kiintokalustein. Luokat A ja B (s) Luokka C (s) Luokkahuone 0,5 0,6 0,6 0,8 Aula 0,6 0,9 0,9 1,1 Auditorio, suuri ryhmäopetustila 0,6 0,8 0,6 0,9 Liikuntatila, korkeus < 5 m < 1,1 < 1,5 Liikuntatila, korkeus > 5 m < 1,3 < 1,9 Teknisen käsityön tila < 0,5 < 0,9 Musiikkiluokka 0,8 0,9 < 1,0 Musiikkiluokka, sähköinen vahvistus < 0,6 < 0,9 Opettajainhuone, toimisto < 0,6 < 0,6 Käytävä, porrashuone < 0,9 < 1,3 18 Hiljaiset rakenteet
Lausunnolla olevat määräykset [3] [4] Uudisrakentaminen Keskeisimmät muutokset nykytilaan nähden olisivat uudet ääneneristävyyttä koskevat indikaattorit, askelääneneristävyyden taajuusalueen laajentaminen, rakennuksen ulkovaipan ääneneristävyyttä koskevat vaatimukset sekä jälkikaiunta-aikaa ja puheenymmärrettävyyttä koskevien lukuarvojen asettaminen ääniolosuhteiden määrittämiseksi. Asuinrakennuksen huoneistojen sekä majoitus- tai potilashuoneiden väliselle ilmaääneneristävyydelle säädettävä pienin sallittu äänitasoeroluvun arvo olisi 55 desibeliä ja suurin 53 desibeliä. Uloskäytävästä asuin-, majoitus- ja potilashuoneeseen säädettäisiin pienin sallittu äänitasoeroluvun arvo 39 desibeliä ja suurin 63 desibeliä. Erityisen häiritsevä ja vaikeasti torjuttava melu ei saisi ylittää nukkumiseen tai lepoon käytettävissä huoneissa keskiäänitasoa 25 desibeliä. Rakennuksen ulkovaipan ääneneristävyydestä säädettäisiin siten, että ulkoa kantautuvasta melusta aiheutuva asuntojen, majoitus- tai potilashuoneiden sisämelutaso ei saisi ylittää 30 desibeliä. Erityisen häiritsevä melu ei saisi ylittää nukkumiseen tai lepoon käytettävissä huoneissa keskiäänitasoa 25 desibeliä. Asuin-, majoitus- ja potilashuoneen taloteknisistä laitteista tai hissistä aiheutuva keskiäänitaso ei saisi ylittää 28 ja enimmäisäänitaso 33 desibeliä. Asuinrakennuksen keittiön, kostean tilan ja kerhohuoneen keskiäänitaso ei saisi ylittää 33 ja enimmäisäänitaso 38 desibeliä. Porrashuoneen ja uloskäytävän keskiäänitaso ei saisi ylittää 38 ja enimmäisäänitaso 43 desibeliä. Asuinrakennusten ulkotilan keskiäänitaso ei saisi ylittää 45 ja enimmäisäänitaso 50 desibeliä. Rakennuksissa olevien opetus-, ryhmäopetus- ja kokoustilojen sekä auditorioiden jälkikaiunta-ajan tulisi olla välillä 0,6 0,9 sekuntia ja puheensiirtoindeksin suurempi kuin 0,75. Potilas- ja hoitohuoneiden sekä päiväkotien ryhmätilojen ja kerhohuoneiden jälkikaiunta-ajan tulisi olla välillä 0,6 0,8 sekuntia ja puheensiirtoindeksin suurempi kuin 0,6. Avo- ja monitilatoimiston jälkikaiunta-ajan tulisi olla välillä 0,4 0,6 sekuntia ja puheensiirtoindeksin pienempi kuin 0,6. Ruokailu-, oleskelu- ja liikuntatilan jälkikaiunta-ajan tulisi olla välillä 0,8 1,2 sekuntia ja puheen- Hiljaiset rakenteet 19
siirtoindeksin suurempi kuin 0,5. Asuinrakennuksen porrashuoneen ja uloskäytävän jälkikaiunta-ajan tulisi olla välillä 1 1,3 sekuntia. Virkistykseen käytettäville rakennusten piha- ja oleskelualueille ja oleskeluun käytettäville parvekkeille säädettäisiin päiväajan keskiäänitaso 55 desibeliä. Korjausrakentaminen Rakennuksen ääneneristävyyttä, melun- ja tärinäntorjuntaa, ääniolosuhteita sekä virkistykseen käytettävien rakennuksen piha- ja oleskelualueiden sekä oleskeluun käytettävien parvekkeiden meluntorjuntaa ja ääniolosuhteita ei saa rakennuksen korjaus- ja muutostyössä heikentää. Jos rakennuksen korjaus- tai muutostyö edellyttää merkittäviä muutoksia rakennuksen rakenteisiin, sovelletaan kuitenkin, mitä tässä asetuksessa säädetään. Rakennuksen käyttötarkoitusta muutettaessa rakennuksen ääneneristävyys, melun- ja tärinäntorjunta ja ääniolosuhteet sekä virkistykseen käytettävien rakennuksen piha- ja oleskelu-alueiden sekä oleskeluun käytettävien parvekkeiden meluntorjunta ja ääniolosuhteet on suunniteltava ja toteutettava siten, että ääniympäristöstä ei aiheudu asukkaille haittaa. Rakennuksen ulkovaipan ääneneristävyys on rakennuksen korjaus- ja muutostyössä sekä rakennuksen käyttötarkoitusta muutettaessa suunniteltava ja toteutettava siten, että äänitaso asunnossa, majoitus- tai potilashuoneessa ei ylitä keskiäänitasoa 30 desibeliä ja impulssimainen, kapeakaistainen tai pienitaajuinen melu ei ylitä nukkumiseen tai lepoon käytettävissä huoneissa keskiäänitasoa 25 desibeliä. 20 Hiljaiset rakenteet
4. Rakennuksen 4 ääneneristävyyden [5] mitoitus R tr,vaad = L + K 1 + 7 (db) R A,tr,seinä R tr,vaad + 3 db R A,tr R tr,vaad + K 2 (db) R A,tr,kok,e R tr,vaad Hiljaiset rakenteet 21
Mitoitusmenetelmän lähtökohtana on, että kaavamääräyksen tai -merkinnän vähimmäisäänitasoero saavutetaan valtaosassa tapauksia. Mitoitusmenetelmään sisällytetyllä varmuusvaralla otetaan huomioon äänen taajuusjakaumien, äänikenttien ja rakenteiden ääneneristävyyden poikkeama keskimääräisistä oletusarvoista. Mitoituksen tarkoituksena on, ettei ääniteknisiä mittauksia kaavamääräyksen toteutumisen valvomiseksi normaalisti tarvitse suorittaa. Mitoitusmenetelmässä muodostetaan ensin kaavamääräyksestä lähtien koko julkisivua koskeva ääneneristävyysvaatimus. Julkisivun rakenteiden ja rakennusosien ääneneristävyydet mitoitetaan taulukoiden avulla siten, että ne yhtenä rakenteena täyttävät koko julkisivua koskevan vaatimuksen. Rakennuksen julkisivun yhteisääneneristysluvun R A,tr,kok tulee olla vähintään vaatimuksen R tr,vaad suuruinen. Lentoliikenteen osalta mitoitus lähtee siitä, että kattorakenteiden ääneneristävyys on muutaman desibelin parempi kuin ulkoseinän rakenteellisen osan ääneneristävyys. Tällöin muun julkisivun osalta päädytään vastaavaan menettelyyn. Rakennusosien vaatimusta vastaavat liikennemelun ilmaääneneristysluvut R A,tr (= R w + C tr ) ja D n,e,a,tr (= D n,e,w + C tr ) vastaavat standardin ISO 717-1 mukaisia merkintöjä. Ne saadaan rakennusosalle laboratoriossa mitatusta ääneneristysluvusta R w (tai D n,e,w ) ja taajuusalueelta 100-3150 Hz lasketusta spektrisovitustermistä C tr. Julkisivua koskeva ääneneristävyysvaatimus Julkisivua koskeva ääneneristävyysvaatimus R tr,vaad saadaan kaavamääräyksenä annettavan äänitasoeron L perusteella seuraavasti. R tr,vaad = L + K 1 + 7 (db) R tr,vaad = Julkisivun yhteisääneneristävyyden vaatimus L = Asemakaavamerkinnän mukainen ulkomelun keskiäänitason ja sallittavan sisämelutason erotus K 1 = Alla olevan taulukon mukainen julkisivun pinta-alan ja huoneen absorptioalan huomioon ottava korjaustermi 22 Hiljaiset rakenteet
Rakennuksen julkisivun yhteisääneneristysluvun R A,tr,kok tulee kaikkine rakenneosineen olla vähintään vaatimuksen R tr,vaad suuruinen. Julkisivun pinta-ala/ lattian pinta-ala S/S H 2,5 2,0 1,6 1,3 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 Termi K 1 +5 +4 +3 +2 +1 0-1 -2-3 Absorptioalan korjaustermin K 1 arvot (db) julkisivun pinta-alan S ja huonetilan lattiapinta-alan S H suhteesta riippuen Esivalmistetun seinäelementin mitoitus Kun huonetilan ulkoseinä muodostuu ulkoseinäelementistä, jossa ikkunat ovat mukana, elementin laboratoriossa mitattu ääneneristävyys voidaan rinnastaa julkisivun yhteisääneneristävyyteen. Tällöin esivalmistetun ulkoseinäelementin ääneneristysluvun tulee olla vähintään julkisivulta vaaditun yhteisääneneristävyyden suuruinen. R A,tr,kok,e R tr,vaad R A,tr,kok,e = Koko elementin liikennemelun ääneneristysluku R tr,vaad = Julkisivun yhteisääneneristävyyden vaatimus. Rakennusosien mitoittaminen Ulkoseinän rakenteellisen osan ääneneristävyyden tulee olla 3 db suurempi kuin koko julkisivulta vaadittava ääneneristävyys. R A,tr,seinä R tr,vaad + 3 db R A,tr,seinä = Ulkoseinärakenteen aukottoman osan ääneneristysluku R tr,vaad = Julkisivun yhteisääneneristävyyden vaatimus Lisäksi kattorakenteen ääneneristävyyden edellytetään lentomelulle mitoitettaessa olevan vähintään 5 db parempi kuin R tr,vaad, jolloin kattorakenteen kautta tuleva ääni ei vaikuta oleellisesti julkisivun mitoitukseen. Tie- ja raideliikennemelussa kattorakenne ei yleensä vaikuta saavutettavaan ääneneristävyyteen. Hiljaiset rakenteet 23
Ovet ja ikkunat Julkisivun ikkunoilta ja parvekeovilta vaadittava ääneneristävyys riippuu niiden pinta-alaosuudesta. Ikkunoiden, parveke-, terassiovien tarvittava ääneneristysluku saadaan julkisivulta vaadittavasta ääneneristävyydestä seuraavasti. R A,tr R tr,vaad + K 2 (db) R A,tr = Rakennusosien ääneneristysluku R tr,vaad = Julkisivun yhteisääneneristävyyden vaatimus K 2 = Alla olevan taulukon mukainen korjaustermi (db), joka riippuu julkisivussa olevien ovien ja ikkunoiden kokonaispinta-alan S i ja tarkasteltavan julkisivun pinta-alan S suhteesta S i /S. S i /S 0,10 0,13 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 Termi K 2, db -6-5 -4-3 -3-2 -1 0 Julkisivussa olevien ikkunoiden ja parvekeovien yhteispinta-alan S i ja tarkasteltavan julkisivun pinta-alan S suhteen S i /S mukainen korjaustermi K 2 (db). Pienet rakennusosat Pienillä rakennusosilla tarkoitetaan julkisivun niitä rakennusosia, joiden vaatima asennusaukko on pieni, selvästi alle 1 m 2 ja yleensä enintään muutamia neliödesimetrejä. Pieniä rakennusosia ovat mm. ulkoilmaventtiilit. Pienet rakennusosat valitaan siten, että niiden yksikköääneneristysluku liikennemelussa D n,e,a,tr täyttää ehdon: D n,e,a,tr R tr,vaad + 5 db D n,e,a,tr = Pienen rakennusosan yksikköääneneristysluku R tr,vaad = Julkisivun yhteisääneneristävyyden vaatimus Mitoitus lähtee siitä, että julkisivuun tulee vain yksi pieni rakennusosa julkisivun 8 10 neliömetriä kohden. Mikäli pieniä rakennusosia tulee useampia, niiden ääneneristävyysvaatimusta korotetaan 2 db. 24 Hiljaiset rakenteet
5. Materiaalivalintojen 5 vaikutus miksi mineraalivilla on hyvä Hiljaiset rakenteet 25
Materiaalin äänenvaimennusominaisuuksia kuvataan ääniabsorptiokertoimella α (alfa) taajuuden funktiona. Alfan (α) pienin arvo on 0 ja suurin 1,00 täydellisestä heijastumisesta täydelliseen imeytymiseen. Mineraalivilla koostuu kuiduista ja niiden ansiosta paikallaan pysyvästä ilmasta. Se vaimentaa ääntä paremmin taajuuden kasvaessa. Vaimennuskyky on myös voimakkaasti sidoksissa materiaalin paksuuteen. Tämä pätee erityisesti silloin, kun ääntä vaimentava tuote sijoitetaan kiinteästi seinää tai muuta kovaa pintaa vasten. Matalilla taajuuksilla vaimentavan materiaalin taakse jätettävä ilmaväli parantaa rakenteen äänenvaimennuskykyä. Äänen etenemisen estämiseksi ääniaallot on pysäytettävä täyttämällä seinien onkalot niin, etteivät ne aiheuta resonanssia, asentamalla kelluva lattia vaimentamaan askelääniä tai eristämällä värähtelevät laitteet värähtelyn vähentämiseksi. Ääneneristystarpeen ollessa vähäinen, yksinkertainen seinärakenne on yleensä riittävä. Seinärakenteen massan kaksinkertaistamisella ilmaäänen eristysluku nousee noin 6 desibeliä. Eriste absorboi äänen. Matalien taajuuksien eristämiseen tarvitaan enemmän massaa, joten on käytettävä kaksinkertaista rakennetta. Tehokkain tapa lisätä massaa on lisätä ohuita kipsilevyjä päällekkäin. Ilmaväliin lisätään ääneneristettä, joka parantaa rakenteen ääneneristävyyttä. Kun seinä on eristetty, ääneneristävyys on 5 10 desibeliä parempi kuin ilman eristettä. Mineraalivilla sopii kaikkiin näihin kohteisiin ainutlaatuisten ominaisuuksiensa takia. Esimerkiksi väliseinissä huokoinen ja ilmaa läpäisevä mineraalivilla on edullinen ja toimiva ääneneriste. Kaksinkertaisessa väliseinässä villa parantaa eristystä 5 10 desibelin verran eristämättömään seinään verrattuna. 26 Hiljaiset rakenteet
Käytännön absorptiokerroin αp 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 125 250 500 1K 2K 4k Taajuus, Hz Ääniabsorptiokäyrät kivivillalle: 100 mm 50 mm 30 mm 13 mm kipsilevy 50 mm kivivilla Puinen koolaus 50 x 50 mm, koolausväli 600 mm Pienentymisindeksi R db db 60 50 40 30 Oheisessa kuvassa esitetään, miten ääni vaimenee kaksinkertaisessa seinärakenteessa mineraalivillalla ja ilman villaa seinien välisessä tilassa. 20 10 0 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 125 200 315 500 800 1250 2000 3150 eristämätön rakenne kivivillalla eristetty rakenne Hz Hiljaiset rakenteet 27
6. 6 Esimerkkiratkaisuja 28 Hiljaiset rakenteet
Ulkoseinät Päiväaikaisen ulkomelun keskiäänitason 70 db perusteella kerrostalon julkisivulle on esitetty äänitasoerovaatimus L =35 db (70 35). Vilkasliikenteisellä katuristeysalueella ulkomelun voidaan ajatella kohdistuvan kulmahuoneen molempiin ulkoseiniin. Toiselle huoneen ulkoseinälle on suunniteltu sijoitettavaksi ikkuna, jonka pinta-ala on 1,0 m 2 ja toiselle ikkuna, jonka pinta-ala on 1,4 m 2. Huoneen lattiapinta-ala 20 m 2 (4 m 5 m) ja korkeus 2,6 m. Mitoitusmenetelmää sovelletaan siten, että julkisivun pinta-alaa laskettaessa molempien ulkoseinien osien pinta-ala (sisämittojen mukaan laskettuna) lasketaan yhteen, jolloin julkisivun pinta-alaksi S saadaan (4 + 5) 2,6 24 m 2. Ikkuna-alaksi S i saadaan vastaavasti 2,4 m 2. S 1 S H = huoneen lattiapinta-ala S = julkisivun pinta-ala huoneen kohdalla S i = + S 2 S 2 Pinta-alat kulmahuoneessa, jossa molempiin ulkoseiniin kohdistuu likimain sama äänitaso. S H on huoneen lattia-ala, S i =(S 1 +S 2 ) on ikkunoiden yhteispinta-ala ja S on ulkoseinien yhteispinta-ala huoneen sisämittojen mukaan laskettuna. Ulkoseinien yhteispinta-alan 24 m 2 ja huonealan 20 m 2 perusteella saadaan edellä esitetystä taulukosta korjaustekijäksi K 1 noin 2 db (S/S H 1,2). Vaadittavaksi julkisivun yhteisääneneristävyydeksi saadaan: R tr,vaad = L + K 1 + 7 (db) = 35 + (+ 2) + 7 = 44 db Ulkoseinärakenteelle saadaan ääneneristyslukuvaatimus: R A,tr,seinä R tr,vaad + 3 db = 44 + 3 = 47 db Hiljaiset rakenteet 29
Yleensä käytettävät betonielementtiseinät ja tiiliverhoillut rankaratkaisuihin perustuvat ulkoseinärakenteet täyttävät tämän vaatimuksen. Ikkunoiden yhteispinta-alan ja ulkoseinien pinta-alan suhteen perusteella saadaan edellä esitetystä taulukosta korjaustermi K 2. K 2 = - 6 db ( S i /S = 2,4/24 = 0,1) Ikkunoiden ääneneristysluvulle saadaan vaatimus. R A,tr R tr,vaad + K 2 = 44 + (- 6) = 38 db Tuloksen perusteella kohteeseen tulee valita ikkunat, joiden ilmaääneneristysluku liikennemelussa R A,tr (= R w + C tr ) on vähintään 38 db. Ulkoilmaventtiilin yksikköääneneristysluvun vaatimukseksi saadaan. D n,e,a,tr R tr,vaad + 5 db = 44 + 5 = 49 db Ulkoilmaventtiilin ääneneristysluvun D n,e,a,tr (= D n,e,w + C tr ) tulee olla vähintään 49 db. Esimerkki 2: Laskentamallin avulla on omakotitaloalueella julkisivuun kohdistuvan ulkomelun päiväaikaisen tieliikennemelun keskiäänitasoksi arvioitu 65 db. Julkisivulle saadaan äänitasoerovaatimus L = 30 db (65-35). Tarkastellaan tilannetta omakotitalon 20 m 2 (5 m 4 m) ja 2,6 m korkean makuuhuoneen osalta. Makuuhuoneen melulle alttiin ulkoseinän ala on 5 m 2,6 m = 13 m 2 ja sille tuleva ikkuna-ala 2,5 m 2 on noin 20 % ulkoseinän alasta. Julkisivun (ulkoseinän) alan 13 m 2 ja huonealan 20 m 2 suhteen perusteella taulukon 2 korjaustekijäksi K 1 saadaan -1 db (13/20 0,6). Vaadittavaksi julkisivun yhteisääneneristävyydeksi saadaan. R tr,vaad = L + K1 + 7 (db) = 30 + (- 1) + 7 = 36 db Edelleen ulkoseinärakenteen ääneneristysluvulle saadaan vaatimus. R A,tr,seinä R tr,vaad + 3 db = 36 + 3 = 39 db 30 Hiljaiset rakenteet
Kohteeseen valittiin kuvan 2 mukainen ylin puuseinärakenne, johon asennettiin sisäpuolelle kaksi kipsilevykerrosta. Rakenteen ääneneristysluvun R A,tr (= R w + C tr ) arvioitiin olevan yli 40 db. Ulkoseinärakenne, jonka ääneneristysluvuksi R A,tr (= R W + C tr ) arvioitiin vähintään 38 db ja ylimääräisen sisäpuolisen kipsilevyn kanssa yli 40 db. Kipsilevy 13 mm + ilmansulku Runko 125 175 + villa Vaakaorret 50 x 50 + villa Tuulensuoja Orret 20 30 x 100 Tuuletettu verhous (tuuletusrako 30 mm) lomalaudoitus tai vastaava Ikkunoille saadaan pinta-alaosuuden perusteella korjaustekijäksi K 2 = - 3 db (2,5/13 0,2). Ikkunoiden ääneneristysluvulle saadaan vaatimus. R A,t R tr,vaad + K 2 = 36 +(- 3) = 33 db Esimerkki osoittaa, että omakotirakentamisessa nykyisin käytettävillä tavanomaisilla asuintalojen ulkoseinärakenteilla ja kohtuullisen ääneneristävyyden omaavilla ikkunoilla päästään äänitasoeroon 30 db eli niitä voidaan käyttää, kun liikennemelun keskiäänitaso päiväaikaan on korkeintaan 65 db ja yöaikaan korkeintaan 60 db. Hiljaiset rakenteet 31
Esimerkkejä ulkoseinärakenteista Matalaenergiaseinä, kaksoisrunko Passiivitalon seinä, kaksoisrunko Puurunko leikkaus A A leikkaus A A 1 Ohutrappaus 2 Rappausaluseriste, kivivilla 3 Ulkokäyttöön ja rappausvillan kiinnittämiseen soveltuva rakennuslevy 50 mm 9 mm 4 Lämmöneriste, kivivilla 100 mm ja kantava puurunko C24 100x50 mm, k600 5 Lämmöneriste, kivivilla 100 mm ja kantava puurunko C24 100x50 mm, k600 6 Höyrynsulku rungon ja koolauksen väliin 7 Lämmöneriste, kivivilla 50 mm 8 Rakennuslevy, kipsilevy 13 mm 9 Pintamateriaali tai -käsittely U-arvo 0,13 W/m 2 K, Paloluokka REI 60 llmaääneneristysluku Rw 56 db, Rw+C 54 db, Rw+Ctr, 50 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 19 MJ/m 2 1 Ohutrappaus 2 Rappausaluseriste, kivivilla 3 Ulkokäyttöön ja rappausvillan kiinnittämiseen soveltuva rakennuslevy 50 mm 9 mm 4 Lämmöneriste, kivivilla 100 mm ja kantava puurunko C24 100x50 mm, k600 5 Lämmöneriste, kivivilla 100 200 mm 6 Lämmöneriste, kivivilla ja kantava puurunk C24 125x50 mm, k600 7 Höyrynsulku rungon ja koolauksen väliin 8 Lämmöneriste, kivivilla ja koolaus 50x50 mm, k600 125 mm 50 mm 9 Rakennuslevy, kipsilevy 13 mm 10 Pintamateriaali tai -käsittely U-arvo 0,07 0,09 W/m 2 K Paloluokka REI 60 llmaääneneristysluku Rw 62 db, Rw+C 60 db, Rw+Ctr 53 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 31 MJ/m 2 US-VF-10.4 Puurunko, 3 x PAROC extra 1 Julkisivuverhous rakennusselityksen mukaan 2 Tuuletusväli, lauta 22x100 mm, k600 3 Tuulensuojalevy, kipsilevy 4 Lämmöneriste, kivivilla ja koolaus 50x50 mm, k600 5 Lämmöneriste, kivivilla ja kantava runko C24 150x50 mm, k600 6 Ilman- tai höyrynsulku rungon ja koolauksen väliin 7 Lämmöneriste, kivivilla ja koolaus 50x50 mm, k600 22 mm 9 mm 50 mm 150 mm 50 mm 8 Rakennuslevy, kipsilevy 13 mm 9 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan U-arvo 0,16 W/m 2 K, Paloluokka REI 60 Ilmaääneneristysluku Rw 45 db, Rw+C 43 db, Rw+Ctr, 39 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 13 MJ/m 2 32 Hiljaiset rakenteet
Passiivitalon seinä, kaksoisrunko Matalaenergiaseinä leikkaus A A leikkaus A A 1 Puuverhous 2 Tuuletusväli + lauta 22x100 mm, 22x100 mm, k600 22 mm 3 Tuulensuojalevy, kipsilevy 9 mm 4 Lämmöneriste, kivivilla ja kantava puurunko C24, 150x50 mm, k600 100 mm 5 Lämmöneriste, kivivilla 125 mm 100 200 mm 6 Lämmöneriste, kivivilla ja kantava puurunko C24, 125x50 mm, k600 7 Höyrynsulku rungon ja koolauksen väliin 8 Lämmöneriste, kivivilla ja kantava puurunko C24, 125x50 mm, k600 125 mm 50 mm 9 Rakennuslevy, kipsilevy 13 10 Pintamateriaali tai -käsittely U-arvo 0,08 0,10 W/m Paloluokka REI 60 llmaääneneristysluku Rw 60 db, Rw+C 57 db, Rw+Ctr 50 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 25 MJ/m 2 1 1 Julkisivuverhous 2 Tuuletusväli + Iauta 22x100 mm, k600 3 Tuulensuojaeriste, kivivilla PAROC Renova (1200x1800) ja koolaus 68 mm, koolauksen väli 1200 mm 4 Tuulensuojakipsilevy tai vastaava (voidaan tarvittaessa käyttää rakenteen jäykistykseen) 5 5 Lämmöneriste, kivivilla PAROC extra ja kantava puurunko C24 175x50 mm, k600 6 6 Höyrynsulku rungon ja koolauksen väliin 7 Lämmöneriste, kivivilla PAROC extra ja koolaus 50x50 mm, k600 22 mm 70 mm 9 mm 175 mm 50 mm 8 Rakennuslevy, kipsilevy 13 9 Pintamateriaali tai -käsittely U-arvo 0,13 W/m Paloluokka REI 60 llmaääneneristysluku llmaääneneristysluku Rw 57 db, Rw+C 50 db, Rw+Ctr, 42 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 18 MJ/m 2 Hiljaiset rakenteet 33
Yläpohjat Yöaikaisen lentomelun perusteella on yksikerroksisen omakotitalon vaipalle annettu äänitasoerovaatimus L= 30 db. Lähtökohtaisesti oletetaan kattorakenteen ääneneristävyyden olevan niin hyvä, ettei se vaikuta oleellisesti mitoitukseen. Tarkastellaan tilannetta omakotitalon 4 m 4 m (16 m 2 ) ja 2,6 m korkean makuuhuoneen osalta. Yhdellä makuuhuoneen ulkoseinällä on ikkuna. Makuuhuoneen (kulmahuone) kahden ulkoseinän pinta-ala on (4 + 4) 2,6 = 20 m 2 ja ikkunan pinta-ala on 2,5 m 2 Korjaustekijäksi K 1 saadaan +2 db (julkisivun pinta-ala/lattiapinta-ala noin 1,3). R tr,vaad = L + K 1 + 7 (db) = 30 + (+2) + 7 = 39 db Edelleen ulkoseinärakenteen ääneneristyslukuvaatimukseksi saadaan. R A,tr,seinä R tr,vaad + 3 db = 39 + 3 = 42 db Ulkoseinäksi on alustavasti ajateltu tiilivuorattua ulkoseinää. Suunnitelmien perusteella sen ääneneristysluvuksi liikennemelussa arvioitiin noin 47 db. Ulkoseinärakenne, jonka ääneneristysluvuksi R A,tr (= R W + C tr ) arvioitiin noin 47 db Kipsilevy 13 mm + ilmansulku Runko 125 150 + villa Villa + tuulensuoja 50 x 50 Tuuletusrako 30 mm) Muurattu verhous Ikkunan pinta-alaosuuden perusteella korjaustekijäksi K2 saadaan -5 db (2,5/20 0,13). Sen perusteella ikkunan ääneneristyslukuvaatimus voidaan laskea seuraavasti. R A,tr R tr,vaad + K2 = 39 + (- 5) = 34 db Kattorakenteen ääneneristysluvun R A,tr,katto tulee olla vähintään 44 db (R tr,vaad + 5 db). Kohteeseen valittiin kuvan 3 mukainen kattorakenne, jossa oli jousirangoin toteutettu alakattoratkaisu ja jonka ääneneristysluvuksi arvioitiin noin 50 db. 34 Hiljaiset rakenteet
Kattorakenne, jolle ääneneristysluvuksi R A,tr (= R W + C tr ) arvioitiin noin 50 db. 300 400 Tiilikate + ruoteet tai vesikattohuovat + ponttilaudoitus Kattotuolit + villa 300 400 mm Orret 50 mm 50 tai harvalaudoitus Jousirangat Alakaton kipsilevytys 2 x 13 mm + ilmansulku (tiivistetty) Esimerkki osoittaa, että lentomelualueilla ja niiden läheisyydessä tulee kiinnittää huomiota seinä- ja kattorakenteiden (vesikatto ja yläpohja) ääneneristävyyteen. Alla olevassa taulukossa on esitetty viitteellisiä ääneneristävyyden vähimmäisarvoja pientalojen julkisivulle ja niiden rakenteille. Alla on esitetty yksikerroksisen omakotitalon rakennusosien viitteellisiä ääneneristävyysvaatimuksia. Luvut on laskettu kulmahuoneelle, jossa melua kohdistuu kahdelle ikkunalliselle ulkoseinälle ja lentomelussa myös katolle. Ikkunoiden pinta-ala on laskelmassa 20...25 % ulkoseinien yhteispinta-alasta. Ulkoseinien ja lattian pinta-alan suhde on laskelmassa 1,0. Tie- ja raideliikenne Ikkuna Lento-, tie- ja raideliikenne Äänitasoero Seinärakenne Ulkoilmaventtiili Kattorakenne/ lentomelu L A,eq,u, 7-22 L A,max L R A,tr,seinä (Rw + Ctr) R A,tr, (Rw + Ctr) D n,e,a,tr, (D n,e,w + Ctr) R A,tr,katto (Rw + Ctr) db db db db db db db 60 70 25 36 30 38 38 65 75 30 41 35 43 43 70 80 35 46 40 48 48 75 85 4 0 51 45 53 53 Hiljaiset rakenteet 35
L A,max on useamman lähinnä yöaikaan toistuvan lento-, tie- tai raideliikennemelun enimmäisäänitason keskiarvo. Enimmäisäänitasoon perustuvat arviot on tehty korvaamalla sisämelutason ohjearvo lukuarvolla 45 db. Lentomelussa kattorakenteiden on oletettu ole van 2 db parempia kuin seinärakenteiden. Lentomelualueille rakennettaessa äänen kulku kevyen yläpohjan tuuletustilaan estetään ohjaamalla tuuletusilma ullakkotilaan vaimennetun tuuletuskanavan kautta. 1200 mm Kipsilevy 2 x 13 mm Jäykkä mineraalivilla Tuuletus vaimennetun raon kautta Kipsilevy 13 mm 36 Hiljaiset rakenteet
Esimerkkejä yläpohjarakenteista Harjakatto, ristikkorakenne Harjakatto, ristikkorakenne, tuplavarma 1 Vesikatto 2 Aluskate 3 Vesikaton kantava rakenne, rakennesuunnitelmien mukaan 4 Tuulettuva ullakko 5 Lämmöneriste, puhalluskivivilla 420 mm 6 Kantava rakenne, rakenne suunnitelmien mukaan puurunko 7 Ilman- tai höyrynsulku, kosteissa tiloissa aina höyrynsulku 8 Harvalaudoitus, 22x100 mm, k300 22 mm 9 Rakennuslevy, kipsilevy 13 mm 10 Pintamateriaali tai -käsittely U-arvo 0,09 W/m 2 K llmaäänen eristysluku Rw 56 db, Rw+C 54 db, Rw+Ctr, 52 db (tiilikate) Rw 55 db, Rw+C 53 db, Rw+Ctr, 4B db (peltikate) Rakenteessa olevien eristeiden sisältämä palokuorma < 26 MJ/m 2 1 Vesikatto 2 Aluskate 3 Vesikaton kantava rakenne, rakennesuunnitelmien mukaan 4 Tuulettuva ullakko 5 Lämmöneriste, puhalluskivivilla 310 mm 6 Lämmöneriste, kivivilla 100 mm 7 Kantava rakenne, rakennesuunnitelmien mukaan 8 Ilman- tai höyrynsulku, kosteissa tiloissa aina höyrynsulku 9 Harvalaudoitus 22x100 mm, k300 22 mm 10 Rakennuslevy, kipsilevy 13 mm 11 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan U-arvo 0,09 W/m 2 K llmaäänen eristysluku Rw 56 db, Rw+C 54 db, Rw+Ctr, 52 db (tiilikate) Rw 55 db, Rw+C 53 db, Rw+Ctr, 48 db (peltikate) Rakenteessa olevien eristeiden sisältämä palokuorma < 24 MJ/m 2 Hiljaiset rakenteet 37
Matalaenergiatalon yläpohja Vino yläpohja 1 Vesikatto 2 Aluskate 3 Vesikaton kantava rakenne, rakennesuunnitelmien mukaan 4 Tuulettuva ullakko 5 Tuulenohjain 6 Lämmöneriste, puhalluskivivilla 450 mm 7 Lämmöneriste, kivivilla 100 mm 8 Ilman- tai höyrynsulku, kosteissa tiloissa aina höyrynsulku 9 Harvalaudoitus, 22x100 mm, k300 22 mm 10 Pintamateriaali tai -käsittely U-arvo 0,07 W/m 2 K llmaäänen eristysluku Rw 56 db, Rw+C 54 db, Rw+Ctr 52 db (tiilikate) Rw 55 db, Rw+C 53 db, Rw+Ctr 48 db (peltikate) Rakenteessa olevien eristeiden sisältämä palokuorma < 30 MJ/m 2 1 Vesikatto 2 Aluskate 3 Vesikaton kantava rakenne, rakennesuunnitelmien mukaan 4 Tuulettuva ilmaväli 100 mm 5 Tuulensuojaeriste 40 mm 6 Lämmöneriste, kivivilla (175+200 mm) 375 mm 7 Ilman- tai höyrynsulku 8 Harvalaudoitus 22x100 mm, k300 22 mm 9 Rakennuslevy, kipsilevy 13 mm 10 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan U-arvo 0,09 W/m 2 K llmaäänen eristysluku Rw 56 db, Rw+C 54 db, Rw+Ctr 52 db (tiilikate) Rw 55 db, Rw+C 54 db, Rw+Ctr 49 db (peltikate) Rakenteessa olevien eristeiden sisältämä palokuorma < 24 MJ/m 2 38 Hiljaiset rakenteet
Väliseinät Esimerkkejä väliseinärakenteista Teräsrankainen levyväliseinä 1 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan 2 Kipsilevy 13 mm 3 Teräsranka, 95 mm k600 + kivivilla 95 mm 4 Kipsilevy 13 mm 5 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan Paloluokka EI 60 llmaääneneristysluku Rw 44 db, Rw+C 41 db, Rw+Ctr, 35 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 5 MJ/m 2 Teräsrankainen tuplalevyväliseinä 1 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan 2 2 x Kipsilevy 13+13 mm 3 Teräsranka, 95 mm k600 + kivivilla 95 mm 4 2 x Kipsilevy 13+13 mm 5 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan Paloluokka EI 90 llmaääneneristysluku Rw 52 db, Rw+C 50 db, Rw+Ctr, 44 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 5 MJ/m 2 Teräsrankainen tuplalevyväliseinä, Limitetty Kaksoisteräsrankainen tuplalevy väliseinä VS-PW-20.7 1 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan 2 2 x Kipsilevy 13+13 mm 3 Teräsranka, 66 70 mm, k600 limittäin k300, kisko 95 mm + kivivilla 95 mm 4 2 x Kipsilevy 13+13 mm 5 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan Paloluokka EI 90 llmaääneneristysluku Rw 56 db, Rw+C 52, Rw+Ctr, 45 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 5 MJ/m 2 1 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan 2 2 x Kipsilevy 13+13 mm 3 Teräsranka, 2x66 mm, k600 mm + kivivilla + ilmaväli 8 mm 140 mm 4 2 x Kipsilevy 13+13 mm 5 Pintamateriaali tai -käsittely, huoneselityksen mukaan Paloluokka EI 90 llmaääneneristysluku Rw 59 db, Rw+C 56 db, Rw+Ctr, 48 db Rakenteessa olevan eristeen sisältämä palokuorma < 8 MJ/m 2 Hiljaiset rakenteet 39
Välipohjat, kelluvat lattiat, alakatot Alla olevassa taulukossa on esitetty laskennallisesti määritettyjä välipohja rakenteiden askeläänen ja ilmaäänen eristävyyksiä. Eristävyydet on laskettu sekä ilman korjauskertoimia että taajuuskorjattuina kertoimilla C I,50-2500 ja C 50-3150. [6] Rakenne Korkeus mm L n,w L n,w + C 1,50-2500 R w R w + C 50-3150 400 mm betoni (920 kg/m 2 ) + 100 mm SSB 1 + 100 mm betoni 600 20 34 82 74 400 mm betoni (920 kg/m 2 ) + 70 mm SSB 1 + 140 mm betoni 610 20 34 82 74 350 mm betoni (800 kg/m 2 ) + 100 mm SSB 1 + 60 mm betoni 510 22 38 81 74 350 mm betoni (800 kg/m 2 ) + 70 mm SSB 1 + 70 mm betoni 490 23 39 80 73 250 mm betoni (570 kg/m 2 ) + 50 mm SSB 1 + 50 mm betoni 350 36 43 69 64 250 mm betoni (570 kg/m 2 ) + 30 mm SSB 1 + 50 mm betoni 330 37 44 69 64 200 mm betoni (570 kg/m 2 ) + 50 mm SSB 1 + 50 mm betoni 300 38 46 67 61 Ontelolaatta HD/F 120/27 (365 kg/m 2 ) + 50 mm SSB 1 + 50 mm betoni 370 40 47 66 62 Ontelolaatta HD/F 120/27 (365 kg/m 2 ) + 30 mm SSB 1 + 50 mm betoni 350 42 48 65 62 160 mm betoni (370 kg/m 2 ) + 30 mm SSB 1 + 50 mm betoni 240 43 50 63 58 200 mm betoni (460 kg/m 2 ) + 25 mm SSB 2t + 2 x 12,5 mm kipsilevy 250 48 52 64 58 Ontelolaatta HD/F 120/27 (365 kg/m 2 ) + 25 mm SSB 2t + 2 x 12,5 mm kipsilevy 320 49 52 62 58 Ontelolaatta HD/F 120/27 (365 kg/m 2 ) + 17 mm SSB 2t + 2 x 12,5 mm kipsilevy 312 51 53 61 58 160 mm betoni (370 kg/m 2 ) + 25 mm SSB 2t + 2 x 12,5 mm kipsilevy 210 51 54 60 55 Ontelolaatta HD/F 120/19 (290 kg/m 2 ) + 25 mm SSB 2t + 2 x 12,5 mm kipsilevy 240 52 55 58 54 Ontelolaatta HD/F 120/20 (255 kg/m 2 ) + 25 mm SSB 2t + 2 x 12,5 mm kipsilevy 250 54 57 57 53 Ontelolaatta HD/F 120/20 (290 kg/m 2 ) + 17 mm SSB 2t + 2 x 12,5 mm kipsilevy 242 56 58 56 53 Ontelolaatta HD/F 120/27 (365 kg/m 2 ) + 50 mm SSB 1 + 50 mm betoni + U 446 31 6 74 66 200 mm betoni (460 kg/m 2 ) + 30 mm SSB 1 + 50 mm betoni 376 31 47 74 62 300 mm betoni (690 kg/m 2 ) + 50 mm SSB 1 + 50 mm betoni 400 33 42 72 68 200 mm betoni (460 kg/m 2 ) + 30 mm SSB 1 + 50 mm betoni 280 40 48 66 60 160 mm betoni (370 kg/m 2 ) + 25 mm SSB 2t + 3 x 12,5 mm kipsilevy 223 48 53 64 56 Ontelolaatta HD/F 120/19 (290 kg/m 2 ) + 17 mm SSB 2t + 2 x 12,5 mm kipsilevy 232 54 56 57 54 Ontelolaatta HD/F 120/20 (255 kg/m 2 ) + 25 mm SSB 2t + 22 mm kuitulevy 247 57 58 55 52 Ontelolaatta HD/F 120/20 (255 kg/m 2 ) + 17 mm SSB 2t + 22 mm kuitulevy 239 58 59 54 51 40 Hiljaiset rakenteet
Ikkunat, ovet ja niiden liitokset rakenteisiin [7] MSE-ikkunan poikkileikkaus (lähde RT-38-10941) MS 2 E-ikkunan poikkileikkaus (lähde RT-38-10941) MS 3 E-ikkunan poikkileikkaus (lähde RT-38-10941) Alavus-ikkunaesimerkki Avattavat puu- ja puualumiini-ikkunat Tyyppi U-arvo Energialuokka Ääneneristävyys MS2EA alkaen 0,63 alkaen A+ 40 50 db MS3EA alkaen 0,59 alkaen A++ 39 49 db MSEA alkaen 0,78 alkaen A+ 39 49 db Avattavat ikkunat ovat kaksipuitteisia sisäänpäin avautuvia puu- (MSEP) tai puualumiini (MSEA)- ikkunoita. Ikkuna varustetaan lukoilla, jolloin ikkuna on avattavissa toimituksen mukana tulevalla ikkuna-avaajalla. Tavallinen kolmilasinen puualumiini-ikkuna MSEA on yleisin ikkunatyyppi, mutta mallistosta löytyy myös kaksi nelilasista ikkunatyyppiä MS2EA ja MS3EA. MS2EA ikkunassa on sisä- ja ulkopuitteessa molemmissa kaksinkertainen eristyslasielementti kun taas MS3EA ikkunassa sisäpuitteessa on kolminkertainen eristyslasielementti ja ulkopuitteessa tasolasi. Tyyppi MS2EA 2+2 MS3EA 1+3 MSEA 1+2 MSEP 1+2 U-arvo (W/m²k) alkaen 0,63 alkaen 0,59 alkaen 0,78 alkaen 0,78 Energialuokka alkaen A+ alkaen A++ alkaen A+ Ääneneristävyys 46 50 db 43 47 db 43 49 db Hiljaiset rakenteet 41
Kiinteät puu- ja puualumiini-ikkunat Kiinteä ikkuna on sanansa mukaisesti kiinteä eli ikkunassa on vain kaksi pestävää pintaa eikä ikkuna ole avattavissa millään tavoin. Mallistostamme löytyy kahta erilaista kiinteää ikkunatyyppiä MEKA ja EKA. Näiden kahden ikkunatyypin eroavaisuudet tulevat lasitustavasta, sisäpuolen visuaalisesta ilmeestä sekä rakenteesta, joka MEKA tyypin ikkunassa mahdollistaa samaan karmiin tehtäväksi kiinteän ja avattavan osan. Myös kiinteissä ikkunoissa on perinteinen puuikkunavaihtoehto MEKP. Tyyppi EKA MEKA MEKP U-arvo (W/m²k) alkaen 0,59 alkaen 0,61 alkaen 0,61 Energialuokka alkaen A++ alkaen A++ Ääneneristävyys 35 40 db 35 40 db MEK-ikkuna MSE-ikkuna 42 Hiljaiset rakenteet
Ääneneristävyyden parantaminen saneerauskohteissa Vaikka uuden rakennuksen rakentamiseen tarkoitettuja rakentamismääräyskokoelman säännöksiä on sovellettava korjausrakentamisessa MRL 13 :n mukaan vain soveltuvin osin, ääniolosuhteisiin liittyviä normeja vaaditaan usein tarkasti noudatettavaksi. Tätä eivät asuntorakennuttajatkaan yleensä vastusta vaikka muista vaatimuksista haluttaisiinkin tinkiä. Ääniongelmat ovat nimittäin asukkaitten yleisin valitusaihe peruskorjatuissa tai muusta käytöstä muutetuissa asuinkerrostaloissa. Huoneistojen välisen ääneneristävyyden toteuttaminen ei useinkaan ole helppoa. Lopputulosta ei voi pelkästään suunnitelmien ja laskelmien perusteella taata, ja mittaukset valmiissa kohteessa tuottavat usein yllätyksiä. Vaarana myös on, että yhden olennaisen vaatimuksen täyttäminen johtaa toisten syrjäyttämiseen. Tyypillinen ristiriitatilanne syntyy korjattavissa taloissa, joiden välipohjarakenteena on alalaattapalkisto; tämä rakenne oli kerrostaloissa vallitseva 1920-luvulta aina 1950-luvun lopulle saakka. Ohut alalaatta välittää ääntä sivusuunnassa, ja välipohjan alapintaan lisättävä ääneneristyskerros ei yleensä riitä nykynormien saavuttamiseen, vaan yläpintaan tarvitaan lisäksi uiva lattiarakenne Se korottaa lattiapintaa tyypillisesti 70 90 mm, ja kun porrashuone säilytetään ennallaan, syntyvät kynnykset eivät toteuta esteettömyysvaatimuksia. Lisäksi lattian huomattava korotus ja sisäkaton lasku muuttavat tilojen luonnetta ja mm. ikkunapenkkien korkeutta tavalla, joka arvorakennuksissa voi olla ristiriidassa MRL 118 :n kanssa, joka kieltää turmelemasta historiallisesti tai rakennustaiteellisesti arvokkaita rakennuksia. Vanhemmissa taloissa katon nurkkapyöristysten, listojen ja kipsikoristeiden merkitys huonetilan ilmeen kannalta täytyy ratkaista erikseen kohdetta kunnioittaen. Tällaisissa tapauksissa ääneneristysvaatimuksesta tulisi yleensä joustaa. Rakennuksen kokonaistilanteesta riippuen eri ratkaisumallien painotukset saattavat perustellusti vaihdella, mutta historiallisesti merkittävän rakennuksen turmeleminen teknisten määräysten noudattamisvaatimuksen takia ei ole sallittua. Hiljaiset rakenteet 43
Kun asemakaavassa on ulkoseinillä ja ikkunoilla määräys liikennemelua vastaan, se tulee otettavaksi huomioon, jos ikkunat uusitaan. Entisessä käytössään säilyvässä vanhassa rakennuksessa olevat ikkunat voi aina korjata, vaikkei lämmön- ja ääneneristävyysvaatimus täytykään. Mielenkiintoinen rajatapaus on, jos ikkunat ovat niin huonokuntoiset, että niitä ei voi korjata, mutta ikkunat halutaan entistää uusimalla ne täsmälleen vanhojen ikkunoiden kaltaisina entisin detaljein. Jos suojelurakennuksessa ratkaisu on rakennuksen arvon ja arkkitehtuurin kannalta perusteltu, tulee harkittavaksi vähäisen poikkeuksen myöntäminen kaavamääräyksestä. Seinä- ja kattorakenteet Rakennuksen sisätilaan muodostuva melutaso riippuu rakennuksen ulkovaipan kaikkien rakennusosien, kuten ulkoseinä ja yläpohjarakenteiden, ikkunoiden ja ikkunaovien sekä korvausilmaventtiilien kyvystä eristää ääntä. Ulkoseinärakenteen vaikutus rakennuksen sisälle muodostuvaan keskiäänitasoon on sitä merkittävämpi, mitä suurempi on vaadittava äänitasoero. Ulkoseinä koostuu ääneneristysominaisuuksiltaan hyvin erilaisista osista. Ääni etenee rakennukseen sisälle pääasiassa ikkunoiden, keveiden kattorakenteiden ja ilmastointikanavien kautta. Mikäli seinärakenne on eristävyydeltään heikko, ei ikkunoiden parantamisella ole välttämättä merkitystä. Heikoimmat rakenteet ovat yleensä lautaverhottuja ja sisäpuolelta kipsilevyllä tai laudoituksella päällystettyjä rakenteita. Puurunkoisen ulkokuoren ääneneristävyyden parantamiseksi joudutaan seiniin ja kattoihin lisäämään levyrakenteita. Ääneneristävyyttä voidaan parantaa myös ulkoseinärakenteen ristikoolauksella tai valitsemalla julkisivuihin tiiliverhous. Yläpohjassa paneelit voidaan vaihtaa esimerkiksi kipsilevyiksi tai lisätä levytys paneloinnin yläpuolelle. Levytys toimii myös jäykistävänä rakenteena. Harkkorakenteisten ulkoseinien ääneneristävyyttä parannetaan lisärappauksin tai lisäkoolauksin ja levytyksin. 44 Hiljaiset rakenteet
Yläpohjan ääneneristyskyky on huoneeseen muodostuvan äänitason kannalta merkittävä tekijä lentomelualueilla. Asuinkerrostaloissa yläpohjassa on yleensä kantavana rakenteena ontelolaatta tai paikalla valettu betonilaatta. Tällaisen rakenteen ääneneristyskyky lentomelua vastaan on hyvä. Jos yläpohja on kevytrakenteinen, äänen kulku räystäiden kautta yläpohjaan tuuletustilaan estetään järjestämällä tuuletus vaimennetun tuuletuskanavan kautta. Rakennuksen ulkokuoren ääneneristävyyttä voidaan lisätä parantamalla ikkunoiden ja ovien ääneneristävyyttä lisäämällä tiivisteitä, muuttamalla lasivahvuuksia ja karmisyvyyksiä sekä käyttämällä kaksilehtisiä ovia. Parveke- ja terassiovien ilmaääneneristysluvut ovat useimmiten jonkin verran alhaisempia kuin lasitukseltaan samanlaisten ikkunoiden lähinnä tiivisteiden vuoksi. Etenkin melualueilla kannattaa käyttää kaksilehtisiä ovia, joiden ääneneristävyys on huomattavasti parempi kuin yksilehtisten. Ulko-ovien ääneneristävyydet ovat varsin alhaisia, joten tuulikaappia tiivistetyllä sisäovella suositellaan. Tuulikaapilla parannetaan myös rakennuksen energiatehokkuutta. Valinnoilla vaikutetaan rakennushankkeen kustannuksiin. Riittävän ajoissa tehdyllä suunnitelmalla vältytään suunnitelmien muutoksilta ja virheiltä kustannusarvioissa. Rakennuksen ulkokuoren ääneneristävyydestä tehdään ääneneristyssuunnitelma, jolla osoitetaan, että suunnitellun rakennuksen rakenteiden ja rakennusosien yhteisääneneristävyydellä voidaan saavuttaa vaadittu ääneneristävyystaso. Hiljaiset rakenteet 45