Transcript Var finns vi i byggprocessen ?

Miniseminarium - Akustik
1
Akustik
2015-04-07
Ljud
Förnimmelser utifrån förmedlas genom människors eller
djurs hörselorgan
Mekaniska svängningar i ett elastiskt medium
2
Akustik
2015-04-07
Vilka storheter/begrepp är viktiga?
Allmänt
3
Vanliga storheter:
Begrepp:
Frekvens ƒ
Oktavband, Tersband
Våglängd 
Hörtröskel 20 Pa
Ljudtrycksnivå Lp
Oftast med A-filter
Ljudeffektnivå Lw
Ljudalstrare-Logaritmisk summering
Egenljudalstring Lw
Passiv ljudalstrare
Ljuddämpning Ld
Ljuddämpare-Rak summering
Akustik
2015-04-07
Vilka storheter/begrepp är viktiga?
För rummet:
4
Vanliga Storheter:
Begrepp:
Ljudtrycksnivå Lp
10 m2 Sabine, Lp(A), Lp10m2
Rumsabsorption
Normalt 4 dB, kan räknas om
Ljudeffektnivå Lw
Vad menas med Lw(A) ?
Absorptionsfaktor 
Hårt eller mjukt rum
Rumsvolym
Avstånd till ljudkällan
Q-faktor
Ljudkällans placering
Akustik
2015-04-07
Ljudtryck kontra atmosfärstryck
5
Akustik
2015-04-07
Ljudets utbredning
6
Akustik
2015-04-07
Ljudets våglängd
Ljudets våglängd  = c/f (m)
c = ljudhastighet (m/s)
f = ljudets frekvens (Hz)
c = 340 m/s i luft
Ljud av låga frekvenser är besvärliga att dämpa
på grund av sin stora våglängd.
7
Akustik
2015-04-07
Ljudets våglängd
Frekvens
[Hz]
63
125
250
500
1000 2000 4000 8000
5,4
2,7
1,4
0,68
0,34
0,17
0,07 0,03
Vatten
30,0
15,0
7,40
3,0
1,5
0,74
0,3
Stål
102
51,0
25,5
10,2
5,1
2,55
1,02 0,51
Våglängd
[meter]
Luft
0,15
Teoretiskt optimal isolationstjocklek
(Luft)
125=65 cm
4000=2 cm
8
Akustik
2015-04-07
Placering av absorbent
9
Akustik
2015-04-07
Hörbart ljud
10
Akustik
> 20 000 Hz
Ultraljud
20 - 20 000 Hz
Hörbart ljud
< 20 Hz
Infraljud
2015-04-07
Temperatur- Effekt
Temperaturen i
rummet beror inte
bara på elementets
effekt.
Temperatur
Olika värde beroende
på rummets påverkan
Värmeeffekt
Oberoende av
rummet
11
Akustik
2015-04-07
Ljudtryck- Ljudeffekt
Ljudtrycksnivån i
rummet beror inte
bara på bullerkällans
effekt.
Lp =Ljudtryck
Olika värde beroende
på rummets påverkan
Lw =ljudeffekt
Oberoende av
rummet
12
Akustik
2015-04-07
Hur definieras ljudtrycksnivå ?
Lp = 10 log (p/p0)2
= 20
p
log (p/p0)
Avser aktuellt ljudtryck i Pascal
p0 Avser ref.tryck 0.00002 Pascal
13
Akustik
2015-04-07
Exempel på ljudtrycksnivåer
14
Akustik
Exempel
Pascal
Hörtröskel
0.00002
Tyst viskning
0.002
Tyst förordsgata
0.006
Svag radiomusik
0.002
Dämpat tal
0.006
Högljutt tal
0.02
Innerstadsgata
0.06
Liten verkstad
0.2
Stor verkstad
0.6
Träbearbetningsmaskin
2
Smärtgräns
20 - 200
Lufttryck
100 000
2015-04-07
Exempel på ljudtrycksnivåer
Exempel
Lp rel 20 uPa
Hörtröskel
0
Naturen
10
Tyst viskning
20
Tyst förordsgata
30
Svag radiomusik
40
Dämpat tal
50
Högljutt tal
60
Innerstadsgata
70
Liten verkstad
80
Stor verkstad
90
Träbearbetningsmaskin
100
Smärtgräns
120 - 130
Skalan är nu 0 – 130 dB!
15
Akustik
2015-04-07
Ljudtryck
Ljudeffekt
Pa
dB
dB
W
200
140
140 100
20
120
120
2
100
100
0,2
80
80 10-4
0,02
60
60 10
0,002
40
40
0,0002
20
20 10
0,00002
0
0 10
1
-2
10
-6
-8
10
-10
-12
(0,000000000001 W)
16
Akustik
2015-04-07
Avståndet har betydelse
-Generell formel
Lp = Lw+ 10 log (Q/(4r2)+4/R)
Lp= ljudtrycksnivå i en punkt på avståndet r
Lw= källans avgivna effektnivå
Q = direktivitetsfaktor
R = rumskonstanten, m2 Sabine
17
Akustik
2015-04-07
Avståndet har betydelse
-Fritt fält
Lp = Lw+ 10 log (Q/(4r2))
Lp= ljudtrycksnivå i en punkt på avståndet r
Lw= källans avgivna effektnivå
Q = direktivitetsfaktor
6 dB minskning / avståndsfördubbling
18
Akustik
2015-04-07
Avståndet har betydelse
-När gäller vad ?
19
Närfält:
Mycket nära källan
(2-3 x källans dimension)
Direktfält:
Ljudtrycket avtar med
avståndet (6 dB/ fördubbling)
Efterklangsfältet:
Ljudtrycket bestäms av
rummets akustiska
egenskaper (lika i hela fältet)
Akustik
2015-04-07
Avståndet har betydelse
-Inne i ett rum, stort avstånd från källan
Lp = Lw+ 10 log (4/R)
Lp= ljudtrycksnivå i en punkt på avståndet r
Lw= källans avgivna effektnivå
R = rumskonstanten, m2 Sabine
20
Akustik
2015-04-07
Rumsdämpning
-Riktningsfaktor [Q]
21
Akustik
2015-04-07
Rumsdämpning
-absorptionsfaktor []
=Ia/Ii
Hårt eller mjukt
rum ?
Summa av alla
delytor i rummet
22
Akustik
2015-04-07
Direkt fält, Efterklangsfält
Direktfält
Övergångsfält
Efterklangsfält
Lp = LW + 10 * log(Q/4r2 +4*(1-)/A)
A/(1-)=R ; R=rumskonstanten
23
Akustik grunder
2015-04-07
Summering av bullerkällor
-Tumregler
Summering av två ljudkällor
Om nivån skiljer (dB):
24
Summan blir högsta
nivån plus (dB):
0 eller 1
3
2 eller 3
2
4 eller 9
1
10 eller mer
0
Akustik
2015-04-07
Summering av bullerkällor
Två st olika ljudkällor ger Lptot=10 log
(10LpA/10 +10LpB/10)
Ex: tillsystem ger 30 dBA och frånluftssystem ger 33 dBA.
Totalt i rummet = 10 log (1030/10 +1033/10)=35 dBA
25
Akustik
2015-04-07
Logaritmer
Vanligtvis skriver man:
log t = T
basen = 10, är då underförstått
Ex.
4 = 100,602
log4
= 0,602
40 = 101,602
log40
=1,602
40 000 = 104,602
log40 000=4,602
x0
Enheten decibel (dB) definieras som 10 log x , där x är den
storhet som skall uttryckas och x0 är en referensnivå,
uttryckt i samma måttenhet.
26
Akustik
2015-04-07
Summering av bullerkällor
10 log (1052/10 + 1046/10) = 53 dBA
27
Akustik
2015-04-07
Summering av bullerkällor
n st antal lika ljudkällor
ger ökning =10 log n
Ex: 4 tilluftsdon ger vardera 32 dBA.
Totalt i rummet =32+10 log 4=38 dBA
28
Akustik
2015-04-07
Hörnivå - Ljudnivå
Om man växelvis lyssnar till två rena toner, det ena
vid 1000 Hz och den andra vid någon annan frekvens
behöver tonerna justeras för att uppfattas lika starka.
Omfattande lyssningsförsök har gett underlag till
olika hörnivåkurvor.
En ton som har samma subjektiva styrka som en 1000
Hz ton med ljudtrycksnivån N dB rel Pa sägs ha
hörnivå N phon
29
Akustik
2015-04-07
Lågfrekvent buller mer störande?
Olika ljud vid samma dBA-nivå upplevs olika bla
beroende på dess frekvenssammansättning.
Ett ljud med dominans i lågfrekvensområdet (<200 Hz)
anses vara mer störande än vad dBA-nivå anger.
30
Akustik
2015-04-07
Anpassning till Örat
-olika vid olika frekvenser
A -filter:
Filter framtaget för ljudnivåer upptill 55 dB.
Används idag normalt som ljudkrav för alla ljudnivåer.
B -filter:
Filter framtaget för ljudnivåer mellan 55 och 85 dB.
Används inte idag !
C -filter:
Filter framtaget för ljudnivåer över 85 dB.
Tanken var att örat reagerar rätlinjigt vid
höga ljudnivåer
31
Akustik
2015-04-07
Anpassning till Örat
-olika vid olika frekvenser
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
A
-26
-16
-9
-3
0
+1
+1
-1
B
-9
-4
-1
0
0
0
-1
-3
C
-1
0
0
0
0
0
-1
-3
32
Akustik
2015-04-07
Anpassning till Örat
-olika vid olika frekvenser
Korrektion
Frekvens
33
Akustik
2015-04-07
Anpassning till Örat
-Ytterligare bullerkriteriekurvor
Noise Criteria, NC -kurva:
USA, framtagen främst för ventilation och uppvärmning
Noise Rating, NR -kurva:
Europa, framtagen för att förhindra hörselskador
Typiska riktvärden för högsta bullertal enligt NR är:
34
Studio
15-20
Konsertsal, musikrum
20-25
Vårdrum
25
Kontorsrum
30
Akustik
Tumregel är att
addera +5 dB till
NR/NC för att få
dB(A)
2015-04-07
NC 30
NR 30
35
Akustik
2015-04-07
Anpassning till Örat
-olika vid olika frekvenser
Sammanfattning
A -kurvan är vanligast, C -kurvan ger mer ljud i lägre frekvenser
(används oftast för att ha kontroll på låga frekvenser).
Det finns ingen exakt matematisk metod för att
översätta NC/NR till dB(A).
Tumregel är att addera +5 dB till NR/NC för att få dB(A)
Används bla i beräkningsprogram för att ge krav i enskilda frekvenser
36
Akustik
2015-04-07
Akustiska uttryck
37
Akustik
2015-04-07
Akustiska uttryck
-Indelningsprinciper
Luftljud
avges till omgivningen genom luftmediet, kan spridas vidare tex genom väggar
Stegljud
uppstår då man går på ett bjälklag. Sprids via bjälklag och alstrar luftburet ljud i
annat rum
Stomljud
fortplantar sig i byggnadsstommen, tex vibrationer från maskiner.
Anger inte hur ljudet alstras
Flanktransmission
innebär att ljudet tar en omväg (tex via bjälklag) istället för närmsta vägen mellan
två rum
38
Akustik
2015-04-07
Luftljudisolering
Rw’ = Ls - Lm - 10 log ( Am / S )
Ls= ljudtrycksnivå i sändarrummet
39
Akustik
Lm
= ljudtrycksnivå i mottagarrummet
Am
= mottagarrummets absorption
S
= byggnadselementets yta
2015-04-07
Luftljudisolering R och Rw’
Reduktionstal R
ljudnivåskillnad mellan sändarrum och mottagarrum
korrigeras för väggens area samt mottagarrummets ljudabsorption
Mäts i dB och varierar med frekvensen
Vägt reduktionstal i byggnad Rw’
medelvärdet för de reduktionstal som uppmätts vid tersbanden 100-3150 Hz
verklig area används i beräkningen av reduktionstalet
anpassning till referenskurva, Rw’ är värdet som referenskurvan ger vid 500 Hz
Benämndes tidigare luftljudisoleringsindex Ia
40
Akustik
2015-04-07
Luftljudisolering = Överhörning
R=LS-Lm-10*log(A/S)
41
Akustik grunder
2015-04-07
Normalt två olika typer
Via kanalsystemet
Genom vägg
42
Akustik grunder
2015-04-07
Överhörning -genom vägg
Väggen har ett Rw-värde
Jobbet består av att
beräkna om överluftsdon
försämrar väggens
Rw-värde
43
Akustik grunder
2015-04-07
Luftljudisolering
R0=väggens reduktionstal
R1=donets reduktionstal
S0=väggens yta inkl fönster (dörr)
S1=donets referensarea (=1 m2)
1=Differens R0-R1 (dB)
2=Ytförhållande S0/S1
45
Akustik grunder
2015-04-07
Överhörning - via kanalsystemet
Väggen har ett Rw-värde
Jobbet består av att
beräkna om
kanalsystemet försämrar
väggens Rw-värde
46
Akustik grunder
2015-04-07
Överhörning - via kanalsystemet
Översätt kanalsystemets
dämpning till ett vägt Rwvärde
Försämrar kanalsystemet
väggens Rw-värde ?
47
Akustik grunder
2015-04-07
Överhörning - via kanalsystemet
48
Akustik grunder
2015-04-07
Hur kan man dämpa ljud ?
- Olika indelningar
49
Absorption:
Tjocklek, densitet och avstånd till
bakomliggande vägg.
Resonans:
Ger dämpning enbart vid
resonansfrekvens.
Motljud:
”Släcker ut” genom spegelbild.
Akustik
2015-04-07
Kanal ljuddämpning
Kanaler
Böjar
Rektangulära
Cirkulära
Förgreningar
Don och kanalmynningar
Ljuddämpare
Sug eller tryckkammare
50
Akustik grunder
2015-04-07
Förgrenings ljuddämpning
Areaförhållande
A1
= % luft till rum
(A1+A2)
Flödesförhållande
qA1
(qA1+qA2) = % luft till rum
51
Akustik grunder
2015-04-07
Ljuddämpning
Ljuddämpare och Don
52
Akustik grunder
2015-04-07
Ljuddämpning
Kammardämpning L=10*log(S0*/S1)
53
Akustik grunder
dB
2015-04-07
Hur kan man dämpa/ alstra ljud ?
Ljudalstrare
Ljuddämpande
Fläkt
Ljuddämpare
Spjäll
Avgreningar
Don
Anslutningslådor
Böjar och avgreningar
Tryck- och sugkammare
-vid höga lufthastigheter
Mynningsdämpning
Rumsabsorption
54
Akustik
2015-04-07
Ljudalstring - Fläktar
Lwtot= 40 + 10*log q + 20*log pt
55
Akustik grunder
2015-04-07
Ljudalstring - Kanaler
Raka kanaler
Lwtot= 10 +50*log v + 10*log s
Dimensionsändringar
Böjar
Förgreningar
Kanalmynningar
56
Akustik grunder
2015-04-07
Ljudalstring - spjäll
57
Akustik grunder
2015-04-07
Ljudalstring - Don
58
Akustik grunder
2015-04-07
Ljudalstring - Ljuddämpare
Ljudalstring
59
Akustik grunder
2015-04-07
Ljudalstring
Är ljudalstringen 10dB lägre än
kanalljudet i respektive oktavband
påverkas inte ljudnivån av
ljudalstringen.
60
Akustik grunder
2015-04-07
Ljudberäkning
Ljudalstring & Ljuddämpning
Åtgärder:
- Rummet har olika dämpning beroende på storlek,
mängd ljuddämpande material, avstånd mellan
ljudkälla och mätpunkt
- Sammanlagring av olika ljudkällor i rummet, såsom
till- / frånluft / belysning / kyl-/ värmesystem
- Varje kanaldel har både alstring & dämpning
61
Akustik
2015-04-07
Ljudberäkning
Startpunkt
Fläkt eller spjäll
Delberäkning
Kanalprodukt
Slutpunkt
Rumsdämpning
62
Akustik
Sammanlagring
2015-04-07
Ljudberäkning - Fläkt
Startpunkt – Alstring per frekvensband:
63
Fläkt Lw 100
63
Akustik
125
250
500
1K
2K
4K
8K
100
100
100
100
100
100
100
2015-04-07
Ljudberäkning - KP1
Delberäkning – Alstring & Ljuddämpning per frekvensband:
64
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
KP1 Lw
100
100
100
100
100
100
100
100
KP1 dL
3
3
3
3
3
3
3
3
Akustik
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Dra av ljuddämpningen:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
KP1 Lw
100
100
100
100
100
100
100
100
KP1 dL
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
97
97
Vanlig addition – dra av dämpningen
Summa
65
Akustik
97
97
97
97
97
97
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Jämför med alstring som finns:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Lw
97
97
97
97
97
97
97
97
KP1 Lw
100
100
100
100
100
100
100
100
Logaritmisk addition – jämför två nivåer
Summa
66
Akustik
102
102
102
102
102
102
102
102
2015-04-07
Ljudberäkning – KP2
Delberäkning – Alstring & Ljuddämpning per frekvensband:
67
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
KP2 Lw
90
90
90
90
90
90
90
90
KP2 dL
10
10
10
10
10
10
10
10
Akustik
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Dra av ljuddämpningen:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Lw
102
102
102
102
102
102
102
102
KP2 dL
-10
-10
-10
-10
-10
-10
-10
-10
92
92
Vanlig addition – dra av dämpningen
Summa
68
Akustik
92
92
92
92
92
92
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Jämför med alstring som finns:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Lw
92
92
92
92
92
92
92
92
KP2 Lw
90
90
90
90
90
90
90
90
Logaritmisk addition – jämför två nivåer
Summa
69
Akustik
94
94
94
94
94
94
94
94
2015-04-07
Ljudberäkning – Don
Delberäkning – Alstring & Ljuddämpning per frekvensband:
70
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Don Lw
97
97
97
97
97
97
97
97
Don dL
10
10
10
10
10
10
10
10
Akustik
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Dra av ljuddämpningen:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Don Lw
94
94
94
94
94
94
94
94
Don dL
10
10
10
10
10
10
10
10
84
84
Vanlig addition – dra av dämpningen
Summa
71
Akustik
84
84
84
84
84
84
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Jämför med alstring som finns:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Lw
84
84
84
84
84
84
84
84
Don Lw
97
97
97
97
97
97
97
97
Logaritmisk addition – jämför två nivåer
Summa
72
Akustik
97
97
97
97
97
97
97
97
2015-04-07
Ljudberäkning – Rum
Delberäkning – Rumsdämpning samt filter:
73
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Rum dL
4
4
4
4
4
4
4
4
A-filter
-26
-16
-9
-3
0
1
1
-1
C-filter
-1
0
0
0
0
0
-1
-3
Akustik
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Dra av ljuddämpningen:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Don Lw
97
97
97
97
97
97
97
97
Rum dL
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-4
A-filter
-26
-16
-9
-3
0
1
1
-1
94
92
Vanlig addition – dra av dämpningen
Summa
74
Akustik
67
77
84
90
93
94
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Dra av ljuddämpningen:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
97
97
97
97
97
97
97
97
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-26
-16
-9
-3
0
1
1
-1
Vanlig addition – dra av dämpningen
Summa
75
Akustik
LpA=100 dB (eller LwA=102 dB)
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Dra av ljuddämpningen:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Lw
97
97
97
97
97
97
97
97
Rum dL
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-4
C-filter
-1
0
0
0
0
0
-1
-3
92
90
Vanlig addition – dra av dämpningen
Summa
76
Akustik
92
93
93
93
93
93
2015-04-07
Ljudberäkning
Delberäkning – Dra av ljuddämpningen:
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
97
97
97
97
97
97
97
97
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-4
-1
0
0
0
0
0
-1
-3
Vanlig addition – dra av dämpningen
Summa
77
Akustik
LpC=102 dB (eller LwC=106 dB)
2015-04-07
Ventilationsbuller
Felaktig injustering av systemet
Avsaknad av spjäll - gör systemet svårt att justera
Höga lufthastigheter(>4 m/s) i kanaler nära rum - kan
orsaka ljudalstring i kanalsystemet och don
Felaktigt placerade ljudfällor (luftströmmen är ej laminär)
-ljudfällan kan alstra ljud
78
Akustik
2015-04-07
Ventilationsbuller
Igensättning/fukt i dämpare förändrar ljuddämpningen
Felaktigt placerade/monterade don - ger högre ljudalstring
än katalogen redovisar
Byte av komponenter i systemet - entreprenören har använt
billigare komponenter utan att kolla att de är likvärdiga
med projekterade komponenter
79
Akustik
2015-04-07
Ventilationsbuller
Fläktar placerade för nära lättväggar
Lågimpulsdon i rum nära fläkt - dämpar lågfrekvent
buller (dvs fläktbuller) dåligt
80
Akustik
2015-04-07
Rätt tänkt från början
81
Akustik
2015-04-07
Ventilationsbuller
Problem i praktiken
Rektangulära kanaler - ljud via kanalväggar
Åtgärder:
Ljud fälla
Förstyvning
Inbyggnad
Isolering
82
Akustik
2015-04-07
Ventilationsbuller
Oväntat höga tryckfall
83
Akustik
2015-04-07
Swegon är marknadens mest kompletta leverantör inom kanalanslutna ljuddämpare. Vi har genom åren
varit trendsättande och det vi visar här idag belyser ytterligare vår ambition att skapa innovativa
lösningar för framtiden.
Vad det gäller rektangulära ljuddämpare så kan vi nämna CALMO där vi var först med att förlägga aktiv
del utanför kanalen. Vi måste också nämna vår mycket effektiva baffelavtrappning som finna i hela vårt
sortiment.
Med hjälp av tryckåtervinning och hastighetssänkning sänker tryckfallet över ljuddämparen med ca. 1520 %.
Förutom vårt gedigna sortiment inom rektangulära ljuddämpare så ger vi här de senaste tillskotten inom
vår produktfamilj:
CLA
Unika egenskaper avseende bygghöjd, brandklass, fibersäkring och ljuddämpning. Eget självbärande
fibersäkring säkerställer hög kvalitet.
Anslutningsstos och gavel i ett stycke säkerställer täthetsklass D.
SORDO
Nytänkande i ett traditionellt segment.
Mycket bra ljuddämpning möjliggör kortare bygglängder.
Eget självbärande fibersäkring säkerställer hög kvalitet.
Anslutningsstos och gavel i ett stycke säkerställer täthetsklass D.
Strömmningsbild akustikbaffel i en CALMO
84
Akustik
2015-04-07
85
Akustik
2015-04-07