Absorptiosuhteen riippuvuus materiaaliparametreista



Samankaltaiset tiedostot
ABSORPTIOSUHTEEN RIIPPUVUUS MATERIAALIPARAMETREISTA. David Oliva, Henna Häggblom, Jukka Keränen, Petra Virjonen, Valtteri Hongisto

Avotoimistoakustiikan mittaus ja mallinnus

AVOTOIMISTOAKUSTIIKAN MITTAUS JA MALLINNUS. Jukka Keränen, Petra Virjonen, Valtteri Hongisto

TIELIIKENNEMELUN SPEKTRIPAINOTUSTERMI YLIKOROSTAA PIENTAAJUISEN MELUN OSUUTTA

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Äänenabsorptiosuhteen määrittäminen ja luokittelu Cleaneo Lumir ja Lumir Board levyille

Termex Zero -seinärakenteen ilmaääneneristävyyden määrittäminen

HUOKOISTEN MATERIAALIEN ABSORPTIOSUHTEEN LASKEMINEN VIRTAUSVASTUKSEN PERUSTEELLA

Jukka Keränen, Petra Larm, Riikka Helenius, Jarkko Hakala, Valtteri Hongisto

AKUSTISEN ABSORPTIOSUHTEEN MÄÄRITYS LABORATORIOSSA

ö ø Ilmaääneneristävyys [db] 60 6 mm Taajuus [Hz]

JOUSTAVARANKAISEN LEVYRAKENNESEINÄN ÄÄNENLÄPÄISY. Petra Virjonen, Valtteri Hongisto

Hirsiseinien ilmaääneneristysluvut

Kuva 1. Ikkunalle saatu tulos viidessä testilaboratoriossa painemenetelmällä mitattuna.

PARVEKELASIEN JA KAITEEN ILMAÄÄNENERISTÄVYYDEN

ILMAÄÄNENERISTÄVYYDEN ROUND ROBIN -TESTI 2016

TYÖPISTEKOKONAISUUKSIEN JA PUHELINKOPPIEN ÄÄNENVAIMENNUKSEN UUSI MITTAUSMENETELMÄ

TESTAUSSELOSTUS Nro VTT-S Lasirakenteisen siirtoseinän ilmaääneneristävyyden määrittäminen

Askeläänen parannusluvun määritys

Kaksinkertaisen seinärakenteen ääneneristävyys - laboratoriotutkimus

PIENTALOJEN ÄÄNENERISTÄVYYS YMPÄRISTÖMELUA VASTAAN TAAJUUKSILLA HZ INFRAÄÄNITUTKIMUS

TESTAUSSSELOSTE Nro VTT-S Uponor Tacker eristelevyn dynaamisen jäykkyyden määrittäminen

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Äänenabsorptiosuhteen määrittäminen ja luokittelu Lumir Spray levyille

Ecophon Hygiene Foodtec Baffle C3

Ecophon Hygiene Advance Baffle

Melulukukäyrä NR=45 db

TESTAUSSELOSTUS Nro VTT-S Ilmaääneneristävyyden määrittäminen Lasiseinä liukuovella, Fasad 30

TESTAUSSELOSTUS Nro VTT-S Ilmaääneneristävyyden määrittäminen Yksilasinen siirtolasiseinä, SCM L-35-ACUSTO

Ecophon Hygiene Foodtec Baffle

Ecophon Hygiene Foodtec Baffle

Taulukossa 1 on vertailtu 7 yleisintä kirjallisuudessa esiintyvää mallia. Ne on jaettu kolmeen ryhmään, empiirisiin (E), semiempiirisiin (S) ja teoree

UUSI AKUSTINEN VAAHTORAINATTU LUONNONKUITUMATERIAALI

OPETUSTILOJEN AKUSTIIKKA. PARAFON-akustiikkatuotteet kouluihin ja päiväkoteihin

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Lattianpintarakenteen askeläänen parannusluvun määrittäminen

Ecophon Super G Plus A

Rakennustuotteiden paloluokitus luokitellun tuotteen käyttö

Opetustiloista. Ääniympäristöpalvelut, TTL Turku. Valtteri Hongisto

ÄÄNTÄ VAHVISTAVAT OLOSUHDETEKIJÄT. Erkki Björk. Kuopion yliopisto PL 1627, Kuopion 1 JOHDANTO

AVOTOIMISTON HUONEAKUSTIIKKATUTKIMUS

Lattianpintarakenteen askeläänen parannusluvun määrittäminen. Uponor Tacker lattiaeriste + kuitutasoitelaatta + lattianpäällyste

- Akustiikka, äänenvaimennus, jälkikaiunta-aika. - Akustik, Ijudabsorption, efterklangtid. - Acoustics, soundabsorption, reverberation time.

Läpivientien vaikutuksen testaaminen ja arvio niiden vaikutuksesta betoni- ja kaksoisrunkoisten kipsilevyseinien ääneneristävyyteen

AVOTOIMISTON AKUSTISEN SUUNNITTELUN MALLI. Valtteri Hongisto, Jukka Keränen, Petra Larm

JULKISIVUN ÄÄNENERISTÄVYYDEN MITOITTAMISEN EPÄVARMUUS

Huoneakustiikan yhteys koettuun meluun avotoimistoissa

Ilmaääneneristävyyden määrittäminen

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Pintalattian askel- ja ilmaääneneristävyyden parannusvaikutuksen määrittäminen Fescon db-lattia

Kuva 1. Mallinnettavan kuormaajan ohjaamo.

ERISTERAPATUN BETONIELEMENTTIULKOSEINÄN ILMAÄÄNENERISTÄVYYS

Ilmakanaviston äänenvaimentimien (d= mm) huoneiden välisen ilmaääneneristävyyden määrittäminen

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Ilmaääneneristävyyden määrittäminen HSL Alu db-liukuovi Rw 37dB

Toimistohuoneiden välisen ääneneristyksen ja taustamelutason vaikutus työtehokkuuteen

(b) Tunnista a-kohdassa saadusta riippuvuudesta virtausmekaniikassa yleisesti käytössä olevat dimensiottomat parametrit.

ÄÄNITEKNINEN SUUNNITTELUOHJE.

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Lattianpintarakenteen askeläänen parannusluvun määrittäminen

PAROC talotekniikka/lv PAROC Hvac Section AluCoat T

Lattianpintarakenteen askeläänen parannusluvun määrittäminen 15 mm KP-Floors kerrosrakenteinen lattialauta

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Ilmaääneneristävyyden määrittäminen Tuloilmaikkunaventtiili Air-Termico

Lue! FAENZA CLIP TILE -laattalattian askeläänitason koemittaus Tulokset

Ecophon Super G A. Käytä Ecophon-asennustarvikkeita hyvän lopputuloksen varmistamiseksi.

SPEKTRIPAINOTUSTERMIN C I, VAIKUTUS ASKELÄÄNENERISTÄVYYDEN ARVIOINTIIN

Ecophon Focus Lp. Mitat, mm 600x x x x x x x600 T24 Paksuus (t) M278, M279 M278, M279

Ecophon Akusto Wall A TECH

Lattianpintarakenteen askel- ja ilmaäänen parannusluvun määrittäminen

on pinnan absorptiokerroin eli absorptiosuhde

ASUINHUONEISTOJEN VÄLISEN ÄÄNENERISTYKSEN

HUONEAKUSTIIKAN MALLINNUS TEOLLISUUSTILOISSA - NETTITYÖKALU

ISO CD MUKAISET UUDET ILMAÄÄNENERISTYSLUVUT

ÄÄNEKKÄÄMMÄN KANTELEEN MALLINTAMINEN ELEMENTTIME- NETELMÄLLÄ

Ecophon Advantage A 20 mm

HUONEAKUSTIIKKA. Ohjeita standardin SFS 5907 mukaisen huoneakustiikan toteutukseen. Korvaa Ecophon hinnaston 12/

Joose Takala, Jussi Rauhala, Jesse Lietzén ja Mikko Kylliäinen. Tiivistelmä

VTT EXPERT SERVICES OY VTT EXPERT SERVICES LTD.

SIIRTOMATRIISIN JA ÄÄNENERISTÄVYYDEN MITTAUS 1 JOHDANTO. Heikki Isomoisio 1, Jukka Tanttari 1, Esa Nousiainen 2, Ville Veijanen 2

Virhearviointi. Fysiikassa on tärkeää tietää tulosten tarkkuus.

Ecophon Focus Dg. galvanoidusta teräksestä. Käytä Ecophon-asennustarvikkeita hyvän lopputuloksen varmistamiseksi.

Sisäisen konvektion vaikutus yläpohjan lämmöneristävyyteen

VTT EXPERT SERVICES OY VTT EXPERT SERVICES LTD.

LAUSUNTO Nro VTT-S Lausunto välipohjarakenteen askelääneneristävyydestä L nt,w + CI

Ecophon Focus A. Järjestelmän tiedot. Mitat, mm 600x x x1200. XL 1800x600. XL 2000x600

Ecophon Advantage A. -tuotteet saa reunakäsiteltynä.

ABSORPTIOMATERIAALIN VAIKUTUS PITKIEN KÄYTÄVIEN A-ÄÄNITASOON Akustiseen peilikuvateoriaan perustuva äänikentän eksplisiittinen laskentamenetelmä

VTT EXPERT SERVICES OY

Ecophon Industry RTP

Ecophon Focus Quadro E

AVOTOIMISTON AKUSTIIKAN VAIKUTUS TYÖSUORIUTUMISEEN JA

TUTKIMUSSELOSTUS Nro VTT-S Silencio & Silencio Thermo pintalattiat Askelääneneristävyyden parannusvaikutus

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa

Ecophon Focus A. Järjestelmän tiedot. Mitat, mm. XL 2000x600. XL 1800x600. XL 2400x600 T15 T24 Paksuus (t) Asennuskuva. 1200x x x600

KERROSRAKENTEISTEN ABSORBENTTIEN ABSORPTIOSUHTEEN LASKENTAMENETELMÄ

VÄLIPOHJIEN ASKELÄÄNENERISTYKSEN ARVIOINTI

Tiivistelmä. Tässä artikkelissa esitetään erityyppisiä ratkaisuja, niiden toimivuutta ja käytettyjen materiaalien akustisia ominaisuuksia.

TESTAUSSELOSTE Nro. VTT-S

Parvekelasituksen ääneneristävyyden mitoitusohje

MITEN ÄÄNTÄVAIMENTAVAT AKUSTIIKKALEVYT TEKEVÄT PORRASKÄYTÄVÄSTÄ PAREMMAN KUULOISEN.

Ecophon Focus Frieze

MIV Ilmanvaihdon modernit parannus- ja kunnostusratkaisut

VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Ilmatekniikka ja akustiikka PL 1803, VTT

Palkkivälipohjan äänitekniikka

Lausunto kantavan puurakenteisen ulkoseinän palonkestävyydestä

Turun ammattikorkeakoulu, sisäympäristön tutkimusryhmä Lemminkäisenkatu B Turku

Transkriptio:

Rakenteiden Mekaniikka Vol. 41, Nro 1, 2008, s. 51 57 Absorptiosuhteen riippuvuus materiaaliparametreista David Oliva, Henna Häggblom, Jukka Keränen, Petra Virjonen ja Valtteri Hongisto Tiivistelmä. Absorptiosuhde määritettiin usealle materiaalille, sisältäen mm. monikerrosrakenteet, jotta saatiin tietoa absorption perusteista sekä pystyttiin vertailemaan eri absorptiomallien tarkkuuksia. Tutkimuksen tarkoituksena on kehittää yksinkertainen absorptiomalli, jolla voidaan tarkasti ennustaa erilaisten monikerrosrakenteiden absorptiosuhde. Avainsanat: huoneakustiikka, materiaali, absorptio Johdanto Materiaalipinnan akustinen absorptiosuhde α on meluntorjuntasuunnittelussa yleisimmin tarvittava parametri. Kaikilla materiaaleilla on määritettävissä absorptiosuhde. Arvo voi vaihdella 0 ja 1 välillä. Absorptiosuhde kertoo, kuinka suuren suhteellisen osan pintaan osuneesta äänitehosta materiaali kykenee absorboimaan. Absorptiosuhteen riippuvuutta eri materiaaliparametreista on kuvattu useassa kirjallisuuslähteessä joko periaatteellisella tasolla, mittaustuloksilla tai mallilaskelmilla. Myös internet on tulvillaan tuotevalmistajien testituloksia. Tiedot ovat kuitenkin hajallaan ja epäyhteismitallisia. Mittaustulokset ovat uskottavimpia lähteitä mutta eri lähteistä saatava tieto perustuu eri mittausmenetelmiin. Tutkitut materiaalit on usein dokumentoitu puutteellisesti, jolloin tuloksilla ei ole tieteellistä käyttöarvoa. Kirjallisuuden pohjalta ei voi laatia laadukasta yhteenvetoa siitä, miten materiaaliparametrit vaikuttavat absorptiosuhteeseen. Työterveyslaitoksella on tavoitteena kehittää yksinkertainen ennustemalli, jolla voidaan arvioida monikerroksisen absorptiomateriaalin absorptiosuhde. Aluksi keskitytään normaalin tulokulman absorptiosuhteeseen α 0. Malli on tarkoitus kehittää tai valita aiemmin julkaistujen absorptiomallien pohjalta. Niitä ei ole kuitenkaan vertailtu, joten niiden soveltuvuudesta ei voi mennä takuuseen ilman validointia. Esimerkiksi levyrakenneseinien ilmaääneneristävyyden ennustemalleissa on havaittu valtavaa hajontaa vaikka kysymys olisi hyvinkin yksinkertaisesta rakenteesta[1]. Arvion mukaan myös absorptiomallien kesken on hajontaa. Tutkimuksen ensimmäinen vaihe koostui laajasta mittaussarjasta, joka on saatu pääosin päätökseen. Mittaussarjaa hyödynnetään jatkossa tarkimman ja monipuolisimman mallin valinnassa ja kehittämisessä. Tuloksilla on käyttöä myös sellaisenaan tuotekehityksessä. 51

Tämän tutkimuksen tavoitteena on esittää joidenkin perusparametrien vaikutusta äänen absorptiosuhteeseen. Tulokset on tarkoitus julkaista laajemmassa muodossa myöhemmin. Materiaalit ja menetelmät Absorptiosuhde määritettiin impedanssiputkella (Bruel&Kjaer 4206) ISO 10534-1998 mukaan. [2] Äänianalyysit tapahtuivat kaksikanavaisella reaaliaika-analysaattorilla (Norsonic RTA 840-2). Käytetyn mittausputken dimensiot sallivat tuloksien esittämisen kolmasosaoktaavikaistoilla -2 Hz. Materiaalien virtausresistiivisyys määritettiin ISO 9053:1991(E) mukaan aikaisemmin kuvatulla menetelmällä. [3] Tutkitut näytteet koostuivat karkeasti ottaen seuraavista materiaaleista: huokoiset levyt, pääasiassa eri tiheyksiset mineraalivillat pinnoitettuna ja ilman reikäpellit, teräs mm, reikäkoot 1.3 mm ja 4.0 mm, rei'ityssuhteet välillä 1-35 % kipsipohjaiset 13 mm paksut reikälevyt, erilaisia rei'ityssuhteita levyresonaattorit; materiaaleina muovikalvo ja rakennuslevyjä edellisten yhdistelmiä Kaikki näytteet tutkittiin alaslaskuilla 0, 50, 100, 200 ja 400 mm. Mittauksia tehtiin 327 kpl. Tutkimukset tehtiin käyttäen 63.5 mm halkaisijaltaan olevia pyöreitä näytteitä. Näytteiden asentamiseen ja tiivistämiseen kiinnitettiin erityistä huomiota. Mittaukset tehtiin aina kahdesti virheellisen asennuksen paljastamiseksi. Suurin osa näytteistä tehtiin vesileikkaamalla. Tulokset Tuloksia on esitetty kuvissa 1-8. Kuvissa esitetään normaalin tulokulman absorptiosuhde α 0. Lasivillalle saadut tulokset vastaavat kirjallisuudessa saatuja tuloksia. Tiheyden kasvaessa absorptiosuhde heikkenee. Materiaalin paksuutta kasvattamalla absorptiosuhde kasvaa. Riittävän tiheällä villalla ilmiö ei kuitenkaan enää päde suurilla taajuuksilla. Alaslasketun villan paksuuden kasvattaminen yli 50 millimetrin tuottaa melko vähän lisähyötyä. Reikälevyjä käytetään usein huokoisten absorptiomateriaalien mekaanisena suojana. Ohuen reikäpellin rei'itysprosentti vaikuttaa voimakkaasti sen takana olevan villan absorptiosuhteeseen suurilla taajuuksilla. Jos rei'itysprosentti on 15 % tai suurempi, reikälevy ei heikennä taustamateriaalin absorptio-ominaisuuksia tarkastellulla taajuusalueella. Reikäkoolla 1.3 mm ja 4.0 mm saatiin samanlaiset tulokset, kun rei'itysprosentti oli 15 % tai yli. Jos reikälevyn takana on ilma, reikälevyn Helmholz-resonanssi tulee voimakkaasti esiin. Resonanssiabsorption voimakkuus heikkenee rei'itysprosentin kasvaessa. Jos reikälevyn takana on villa, tuloksena on Helmholz-resonanssin ja villan resistiivisyyteen perustuvan absorption yhdistelmä. 52

Höyrynsulkumuovin asettaminen mineraalivillan päälle tulee usein kyseeseen julkisivurakenteissa. Menettely heikentää oleellisesti suurten taajuuksien absorptiosuhdetta. Mielenkiinnon vuoksi on esitetty myös tulos höyrynsulkumuovilla kun taustalla on pelkkää ilmaa. Muovi toimii tehokkaana levyresonaattorina. Höyrynsulkumuovin haittavaikutukset äänenabsorptiolle voidaan eliminoida sijoittamalla muovi hieman mineraalivillan sisäpuolelle. Julkisivurakenteen kosteudeneristysominaisuudet eivät kärsi, jos muovikalvon upotus on korkeintaan 1/4 lämmöneristeen kokonaisvahvuudesta. Kipsistä tehdyn reikälevyn absorptiosuhde riippuu voimakkaasti taustalla olevan ilmavälin paksuudesta. Jos ilmavälissä on villatäyte, paksuusriippuvuus häviää melkein kokonaan. Reikälevyissä on valmiina resistiivisyyden lisäämiseksi ohut huopa. Jos se otetaan pois, ja ilmavälissä on villatäyte, lopputulos muistuttaa reikäpellillä peitetyllä villalla saatuja tuloksia. Tuloksien arvoa heikentää tietenkin se, että arvot edustavat normaalin tulokulman äänenabsorptiota kun taas normaalisti tuotearvot ilmoitetaan kaiuntahuonemenetelmällä ISO 354 mitattuna. Tarkoituksena on määrittää joidenkin tässä tutkimuksessa mitattujen näytteiden absorptiosuhde myös kaiuntahuonemenetelmällä. 50 100 150 200 50 100 150 30 60 90 150 18 kg/m 3 ja 9000 Pa s/m 2 76 kg/m 3 ja 20 Pa s/m 2 129 kg/m 3 ja 7 Pa s/m 2 Kuva 1. Lasivillan paksuuden vaikutus absorptiosuhteeseen. Tiheys ja virtausresistiivisyys on mainittu kuvan alla. 53

50 100 100 mm 200 mm Kuva 2. Lasivillan paksuuden vaikutus absorptiosuhteeseen eri alaslaskulla, kun tiheys on 18 kg/m 3. Alaslasku on mainittu kuvan alapuolella. 18 50 18 50 18 50 400 400 400 kivivilla kivivilla kivivilla 18 mm, 100 kg/m 3 18 mm, 180 kg/m 3 18 mm, 200 kg/m 3 Kuva 3. Alaslaskun vaikutus pinnoitettu kivivillan absorptiosuhteeseen. Kuvan alla on mainittu tuotteen nimi, paksuus ja tiheys. 54

1 % 4 % 15 % 24 % 1 % 4 % 15 % 24 % 34 % 34 % 50 mm ilma 50 mm lasi Kuva 4. Reikäpellin rei'itysprosentin vaikutus absorptiosuhteeseen, kun reiän halkaisija on 1.3 mm. Alaslasku ja taustamateriaali on mainittu alla. 1.3 4 1.3 4 1.3 4 4 % 50 mm villa 18 Kg/m3 15 % 24 % 50 mm 50 mm Kuva 5. Reikäpellin reikäkoon vaikutus absorptiosuhteeseen. Reikäpellin rei'itysprosentti ja taustamateriaali on mainittu alla. 55

0 50 5 mm 0 mm 0 mm ilma Kuva 6. Höyrynsulkumuovin absorptiosuhde eri paksuisilla taustamateriaaleilla. Alla on mainittu kalvon paksuus ja taustamateriaali. Pelkän lasivillan absorptiosuhde esitettiin kuvassa 2. ei kalvoa kalvo ennen ilmaa ei kalvoa kalvo villan edessä kalvo ilman jälkeen kalvo villan keskellä Kuva 7. Kalvon paikan vaikutus absorptiosuhteeseen monikerrosrakenteella kun reikälevyn reijän halkaisija on 4 mm ja rei'itysprosentti on 25 %. Villan tiheys oli 18 kg/m 3. 56

0 50 ilma reikälevyn huopa paikallaan reikälevyn huopa paikallaan reikälevyn huopa irroitettu Kuva 8. Taustamateriaalin paksuuden vaikutus kipsireikälevyn absorptiosuhteeseen. Taustamateriaalin ja reikälevytuotteessa valmiina olevan huovan status on mainittu kuvan alla. Reikälevyn rei'itysprosentti on 16 % ja reikäkoko 12x12 mm. Kiitokset Tämä tutkimus on osa MAKSI -tutkimushanketta, jonka rahoittivat Tekes, Työterveyslaitos sekä useat yritykset. Materiaaleja toimittivat mm. Ecophon Oy, Paroc Oy, Raniplast Oy ja Ruukki Oyj. Materiaalitoimituksissa auttoi lisäksi Sisustus-Nummi Oy. Kirjallisuus 1. Hongisto V, Sound insulation of double panels - comparison of existing prediction models, acta acustica united with acustica 92(1) 2006 61-78. 2. ISO 10534-1998(E) Acoustics - Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes Part 2: Transfer-function method, Geneve, Sveitsi. 3. Helenius R, Lindgren M, Laitinen P, Nousiainen E, Hongisto V, Seinärakenteiden ääneneristävyyden mallinnuksessa tarvittavien parametrien mittausmenetelmät, Akustiikkapäivät 2001, Espoo 8-9.1001, 81 86, Akustinen Seura ry. David Oliva, Henna Häggblom, Jukka Keränen, Petra Virjonen ja Valtteri Hongisto Työterveyslaitos Sisäympäristölaboratorio Lemminkäisenkatu 14 18 B 20520 TURKU david.olivaelorza@ttl.fi 57