Opetustiloista Valtteri Hongisto 040 5851 888 valtteri.hongisto@ttl.fi Ääniympäristöpalvelut, TTL Turku TYÖPAIKKAMELU Mittaukset Teollisuus, toimistot, koulut Melu ja värähtelymittaus Huone ja rakennusakustiikka Äänen häiritsevyys, kyselyt Ympäristömelu Akustinen kamera: äänilähteen visualisointi Olosuhteiden parantaminen Mallintaminen: tilaan muodostuvan akustiikan visualisointi Meluntorjuntasuunnittelu (CAD) RAKENNUSAKUSTIIKKA Laboratorio Ilmaääneneristävyys Äänen absorptio Koneiden melupäästö Kanavaäänenvaimentimet Akkreditoitu laboratorio T193 Mallinnus (SRICALC) Kenttämittaukset rakennusakustiikka koneiden melupäästö ympäristömelu parannusehdotukset Yhteyshenkilö: valtteri.hongisto@ttl.fi 040 5851 888 Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 2 1
Eristys ja absorptio Heijastunut ääni (seinäpinnan absorptio vähentää) Seinärakenne absorptio seinäpinnalla Viereiseen huoneeseen läpäissyt ääni (seinärakenteen eristävyys vähentää) Huoneesta tuleva ääni Akustiikkalevy Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 3 Ilmaääneneristävyys ja R' w Ilmaääneneristysluku R' w Käyrää siirretään 1 db pykälin ylimpään asentoon, jossa ei toivottujen poikkeamien (punaiset viivat) summa alittaa 32.0 db. Tällöin R' w on vertailukäyrän arvo 500 Hz:llä. rakennevärähtely Taajuus Mittaustulos ISO 717 1 vertailukäyrä Ei toivottu poikkeama f (Hz) R (db) (db) (db) 50 22.0 63 19.2 80 22.1 100 26.6 31 4.4 125 29.1 34 4.9 160 32.5 37 4.5 200 35.4 40 4.6 250 39.6 43 3.4 315 42.2 46 3.8 400 45.5 49 3.5 500 47.0 50 3.0 630 52.4 51 0.0 800 54.2 52 0.0 1000 56.8 53 0.0 1250 61.7 54 0.0 1600 62.0 54 0.0 2000 57.9 54 0.0 2500 61.7 54 0.0 3150 62.6 54 0.0 4000 64.0 5000 62.6 summa 32.0 R [db] 70 60 50 40 30 20 10 0 R W =50 db Mittaus tulos ISO 717 1 vertailukäyrä 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 f [Hz] Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 4 2
Esimerkkejä ilmaääneneristävyysarvoista Ääneneristävyys, db 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 lastulevy 25 mm 2 mm pelti kaksinkertainen kytkemätön valvomoseinä 180 mm betoni 50 100 200 400 800 1600 3150 Taajuus, Hz Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 5 Jälkikaiunta aika Kertoo ajan, joka kuluu äänen vaimenemiseen 60 db:llä. Pitkä jälkikaiunta heikentää puheen erotettavuutta, lisää melutasoa ja heikentää varoitusäänten tulosuunnan arviointia. äänenpainetaso (db) maksimimelu 10 db 60 db jälkikaiuntavaihe taustamelu aika laukaus jälkikaiunta aika T Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 6 3
Absorptiosuhteita Absorptiosuhde 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 Betoni Kaksinkertainen ikkuna Mineraalivilla 100 mm Mineraalivilla 30 mm Rakokipsilevy, alaslasku 200 mm Pehmeä kokolattiamatto 0.1 0.0 125 250 500 1000 2000 4000 Taajuus, Hz Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 7 Materiaaliesimerkkejä reikälevy mineraalivilla reikätiili Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 8 4
Materiaalien luokittelu luokkiin A E Tutkitaan, kuuluuko tarkasteltava äänenvaimennusmateriaali absorptioluokkaan A. Verrataan materiaalin vaimennuskertoimia taajuuksilla 250.. 4 000 Hz luokan A rajakäyrään. Rajakäyrän ylityksistä (250, 500 ja 2 000 Hz) ei hyvitetä, mutta vähäiset alitukset sallitaan. Alituksien summa ei saa ylittää arvoa 0,1. Tässä tapauksessa mitatut arvot ovat 0,05 alle A luokan rajakäyrän taajuuksilla 1 000 ja 4 000 Hz, joten tarkasteltava materiaali kuuluu absorptioluokkaan A, sillä 2 x 0,05 = 0,1. Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 9 Jälkikaiunta ajan laskentaesimerkki 1 Jälkikaiunta aikaa pienentämällä voidaan parantaa puheen erotettavuutta puhetiloissa heikentää äänen etenemistä esim. avotoimistoissa vaimentaa melutasoa Jälkikaiunta ajan voi laskea absorptioalan A perusteella Kullekin huonepinnalle i on tunnettava absorptiosuhde i ja pinta ala S i (m2) Huoneen kokonaisabsorptioala A ja jälkikaiunta aika T saadaan yhtälöillä A S i i 0.161V T A i V=huonetilavuus (m2) Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 10 5
Jälkikaiunta ajan laskentaesimerkki 2 HUONEMITAT Pituus: 64m Pohjapinta ala: 2688 m2 Leveys: 42m Tilavuus: 16128 m3 korkeus: 6m MATERIAALIT m2 125 250 500 1000 2000 4000 Betonilattia 2688 0.1 0.1 0.09 0.08 0.06 0.03 Katto 2688 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 Ikkunaseinä 252 0.4 0.3 0.2 0.17 0.15 0.1 Toimistoväliseinä 400 0.12 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 Akustoitu toimistoseinäke 504 0.12 0.37 0.62 0.7 0.71 0.68 Akustiikkamateriaali 1882 0.12 0.29 0.76 0.94 1 1 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 Jälkikaiunta aika T, s Laskettu Mitattu ABSORPTIOALAT, A 125 250 500 1000 2000 4000 Betonilattia 269 269 242 215 161 81 Katto 27 54 54 54 81 81 Ikkunaseinä 101 76 50 43 38 25 Toimistoväliseinä 48 24 20 20 20 20 Akustoitu toimistoväliseinä 60 186 312 353 358 343 Akustiikkamateriaali 226 546 1430 1769 1882 1882 Yhteensä 731 1154 2109 2453 2539 2431 JÄLKIKAIUNTA AIKA, T 125 250 500 1000 2000 4000 Laskettu 3.6 2.2 1.2 1.1 1.0 1.1 Mitattu 1.5 1.1 1.0 1.0 0.9 0.9 1.5 1.0 0.5 0.0 125 250 500 1000 2000 Taajuus, Hz 4000 Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 11 Taustaäänen laadusta LVIS taustamelun tulisi seurata vakioäänekkyyskäyriä, jolloin häiritsevyys on alin eräs käytössä oleva menetelmä on NC käyrien käyttö Kuvassa mittaustulos täyttää arvon NC 51 tavoitteena puhetiloissa noin NC 25 (35 dba) Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 12 6
SFS 5907:2004 suositukset tavallisille opetustiloille jälkikaiunta aika luentotilat 0.6 0.9 s käytävätilat alle 1.0 sekuntia ilmaääneneristävyys R' w ovi/ei ovea 39/44 db musiikkitiloista 57 db taustamelutaso puhetilat alle 33 dba käytävät alle 38 dba puheensiirtoindeksi STI >0.75 askelääneneristävyys L' n,w toimintatilasta < 63 db musiikki ja liikuntatilasta < 49 db erikoistiloissa erilliset suunnitelmat käytön mukaan Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 13 Puheensiirtoindeksi STI puheakustiikan suunnittelun perustana Puhetiloissa STI alue Puheenerotettavuus Esimerkkejä tiloista Alle 0.30 Kelvoton 0.30 0.45 Huono Vanha kirkko 0.45 0.60 Välttävä Kaikuisa auditorio tai konserttisali 0.60... 0.75 Hyvä Hyvin suunniteltu suuri auditorio Yli 0.75 Erinomainen Hyvin suunniteltu luokkahuone tai pieni auditorio Toimistotyöpisteiden välillä STI alue Puheenpeitto Esimerkkejä tiloista alle 0.05 täydellinen hyvin äänieristettyjen työhuoneiden välillä 0.05 0.20 riittävä normaalisti eristettyjen työhuoneiden välillä 0.15 0.30 hyvä työhuoneiden välillä, ovet auki 0.30 0.45 kohtalainen erittäin hyvin suunniteltu avotoimisto 0.45 0.60 välttävä hyvin suunniteltu avotoimisto 0.60... 0.75 huono välttävästi suunniteltu avotoimisto Yli 0.75 ei ole avotoimisto, jossa ei ole kiinnitetty huomiota akustiikkaan Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 14 7
Tärykaiku absorptiomateriaalin sijoittelu pelkästään kattoon estää kaiunnan pystysuunnassa muttei vaakasuunnassa pelkkä kattosijoittelu jättää jäljelle tärykaiun seinien välillä, mikä on erittäin häiritsevää Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 15 Suositeltavin sijoittelutapa Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 16 8
Käytännöllisempi sijoittelutapa Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 17 Tyypillisin tapa, ei suositeltava Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 18 9
Auditorion parannusesimerkki 1 Oulun yliopiston luentosali, 1995, 364 paikkaa Puheen erotettavuus oli huono, katto oli kuitenkin akustoitu RASTI arvoksi mitattiin 0,53. Hyvä taso on yli 0,65 suurissa tiloissa. Jälkikaiunta ajan tavoitearvo oli alle 0,9 sekuntia suunniteltiin 50 mm paksu akustointimateriaali 170 m 2 osoitetulla sijoittelulla Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 19 Auditorion parannusesimerkki 2 RASTI arvoksi mitattiin 0,64 toimenpiteiden jälkeen Säästösyistä oli asennettu 30 mm paksua materiaalia. Vaikutus näkyy alle 500 Hz taajuuksilla. Miehen puhe jäi hieman kumisemaan. Jälkikaiunta. aika, s 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 100 160 Mittaus lähtötilanne Mittaus jälkeen asennuksen Laskelma 250 400 630 1000 Taajuus, Hz 1600 2500 4000 Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 20 10
Ilmanvaihtomelun vaimennus pienessä opetustilassa Opettajan äänihäiriöistä oli määrätty sairaslomaa. Syyksi arvioitiin luokkatilojen korkeaa taustamelutasoa, katosta 50 % oli pinnoitettu absorptiomateriaalilla. Toimenpiteiksi ehdotettiin ilmanvaihtokoneen äänenvaimennusta. Ilmanvaihtokone uusittiin, jonka jälkeen arvot paranivat hieman. Äänitaso jäi hieman koholleen, ja jatkotoimenpideehdotuksina virtausnopeuden mitoitus tai puhaltimen melun lisävaimennus ennen/jälkeen arvot luokka RASTI T (s) L A,eq (db) historia 0.67/0.74 0.50 46/40 äidinkieli 1 0.73/0.77 0.50 44/35 Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 21 Runkomelun vaimennus 1 Turun yliopiston maantieteen laitos, 2000 Saneerauskohde Ilmastointilaitos rakennettiin 100 mm yläpohjalaatan päälle Ongelma: kesäaikaan ajoittain alakerran luokassa melutaso kasvoi 40 db(a) 52 db(a) Ääni oli erittäin häiritsevä 630 Hz ääneksen vuoksi; häiritsevyyspenaltilla 57 db(a) Syynä ruuvikompressorin tärinäeristyksen epäonnistuminen, mittausten mukaan vain 1 5 db Lisäksi kuului kavitaatiokohinaa jäähdytysvaiheen alussa Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 22 11
Runkomelun vaimennus 2 Tärinäeristimet vaihdettiin Melutaso laski 6 db Ruuvikompressorin ääntä ei kyetty kokonaan poistamaan laatan vuoksi häiritsevyysvaikutus laski kuitenkin merkittävästi Äänitaso, db 60 50 40 30 20 Työterveyslaitos, Hongisto 25.8.2006 23 10 50 100 200 400 800 1.6k 3.15k Taajuus, Hz ALKUTILANNE: Kavitaatio + ruuvi 52 db Ei ruuvia, ei kavitaatiota 40 db Alkutilanne: ruuvi käy 44 db LOPPUTILANNE: kavitaatio + ruuvi 46 db 12