<iframe src="//www.googletagmanager.com/ns.html?id=GTM-5MDD4K" height="0" width="0" style="display:none;visibility:hidden"></iframe>

Ljudsiolering

Ljud går igenom de flesta väggar och golv genom att sätta hela strukturen i svängning. Denna vibration genererar nya ljudvågor med reducerad intensitet på andra sidan. Inträngningen av ljud i ett rum i en byggnad från en källa i ett annat rum, eller utanför byggnaden, kallas ”ljudöverföring”.

Transmissionsförlust eller ljudreduktionstal, R dB, är ett mått på hur effektivt väggar, golv, dörrar eller andra hinder begränsar ljudpassagen. Transmissionsförlusten varierar beroende på frekvensen och förlusten är som regel större vid högre frekvenser. Ljudtransmissionsförlust mäts i decibel (dB). Ju högre transmissionsförlust en vägg har desto bättre fungerar den som barriär mot passage av oönskat buller.

I byggnader utför man luftljuds- respektive stegljudsisolering. Luftljudsisolering används när man vill dämpa ljud som går rakt ut i luften och fastställs med hjälp av ljudreduktionstal. Stegljudsisolering används för flytande golv och fastställs utifrån ljudtrycksnivån i det angränsande rummet nedanför.

 

Ljudisolering 
  1. Direkt ljudöverföring

  2. Flanktransmission (stomljud)

  3. Överhöring

  4. Läckage  


a) Luftljudsisolering

När en ljudvåg träffar en skiljevägg mellan två utrymmen reflekteras en del av ljudvågen medan resten av den fortplantas genom skiljeväggen.

R = 10log10 W1/W2 


   R (dB) W1/W2   
 Luftburen ljudisolering
10 10 
20  100 
30  1 000 
40 10 000 
50 100 000
60  1 000 000


För enbladiga strukturer, som t.ex. homogena betongväggar, följer ljudöverföringen kraftlagen, dvs. ju massivare ett material är desto mindre ljud släpper det igenom.

För tunnare strukturer som består av flera lager, såsom gipsväggar, tillämpas Hookes lag om fjäderkraft. Om ett högabsorberande material som stenull används som fjäder i en dubbelbladig vägg, förbättras ljudisoleringen. Ju bredare hålrummet är desto större effekt får stenullen. En ökning på 5-10 dB i R kan uppnås om ett hålrum fylls igen jämfört med att det lämnas tomt. Figuren nedan visar en enbladig respektive dubbelbladig struktur med samma totala vikt.

Ljuddämpning



Beräkning av ljudreduktionstal R baseras på testresultat som erhålls vid olika frekvenser. Resultaten ritas in och jämförs mot en referenskurva mellan 100 och 3 150 Hz med ett intervall på en tredjedels oktav. Om mätningarna utförs in situ (i en verklig byggnad) betecknas värdena som R'. Standardtestförfarandet framgår av EN ISO 140, där standardmetoder anges för både laboratorie- och fältmätningar.

Skillnaden mellan laboratorie- och fältvärden kan vara på flera dB beroende på byggelement och utförande.

Om en skiljevägg består av olika typer av element, till exempel en vägg med fönster och dörrar som har olika ljudöverföringsegenskaper, måste det totala ljudreduktionstalet beräknas.

Ljudreduktionstal för hål och öppningar ligger nära 0 dB. Påverkan från hål och öppningar kan därför vara betydande, exempelvis vid kopplingspunkter mellan väggar, vid dörrar och fönster utan tätningslister och vid nödvändiga öppningar i skiljeväggar. Om man sätter in ett ljudabsorberande material i öppningarna erhålls ett högre ljudreduktionstal för öppningarna.
 

Vägt reduktionstal Rw

När man ska ange en skiljeväggs akustiska egenskaper i allmänna ordalag kan det vara praktiskt att beskriva ljudisoleringen med ett enda nummer. Det vägda ljudreduktionstalet, Rw , är en klassificeringsmetod som anges i EN ISO 717-1. Enligt metoden jämförs kurvan för uppmätt ljudreduktionstal mot en standardreferenskurva.

I EN ISO 717-1 anges också en klassificeringsmetod där Rw-värdet kompletteras av två C-termer som tillämpas på två modeller av bullerspektret för olika typer av buller. Dessa två termer, Rw + C och Rw + Ctr, ligger också i frekvensområdet 100-3 150 Hz men kan utökas till 50-5 000 Hz. Eftersom industri- och trafikbuller ofta har höga ljudnivåer som också ligger under 100 Hz, rekommenderas användning av det utökade frekvensområdet.

Det sammanlagda värdet av Rw + C, anger reduktionstalet i dBA för ett spektrum med en nivå som är lika hög i alla tredjeoktavband. Detta kan användas vid mätning av:
  • Levande ljud (prat, musik, radio, TV)
  • Järnvägstrafik med medelhög och hög hastighet
  • Vägtrafik som håller en hastighet över 80 km/t
  • Jetflygplan på nära avstånd
  • Fabriker som avger medel- och högfrekvent buller

Det sammanlagda värdet Rw + Ctr anger också reduktionstalet i dBA, spektrum med i huvudsak lågfrekvent buller som:

  • Stadstrafik
  • Långsamt gående järnvägstrafik
  • Nattklubbsmusik
  • Fabriker som avger låg- och medelfrekvent buller

b) Stegljudsisolering

En luftburen källa orsakar vibrationer i den omgivande luften som sprider sig och i sin tur orsakar vibrationer i avgränsande väggar och golv. Stegljud orsakar vibrationer direkt i det element det träffar. Dessa vibrationer sprids över hela elementets yta och in i angränsande element som innerväggar och inre blad av ytterväggar och golv. Vibrationerna i elementen får luften omkring dem att vibrera och det är dessa nya luftburna vibrationer som hörs.

Golv ska minska luftburna ljud och om de ligger ovanpå en bostad ska de även ha stegljudsisolering. Ett tungt massivt golv minskar luftburet ljud genom sin massa och en mjuk golvbeläggning minskar stegljudet vid uppkomstkällan.

Ett flytande golv innehåller ett mycket fjädrande skikt som till stor del isolerar gångytan från basen och denna isolering bidrar till både luftljuds- och stegljudsisolering.

  • Det är viktigt att välja ett lämpligt material och att säkerställa att det inte omgärdas av styva element som infästningar och rör.
  • Luftvägar, även sådana som uppstått på grund av krympning, måste undvikas och porösa material och mellanrum vid fogar i konstruktionen måste tätas.
  • Resonanser måste också undvikas. Sådana kan uppstå om någon del av strukturen (t.ex. torrfodring) vibrerar kraftigt vid en viss ljudfrekvens (tonhöjd) och överför mer energi vid denna tonhöjd.

Stegljudsisolering beräknas utifrån ljudtrycksnivån som uppmätts i enlighet med den standardiserade hammarmetoden. Resultaten presenteras som en kurva som sträcker sig mellan 50 och 5 000 Hz.

Vid beräkning av ett ensiffrigt tal, Ln,W eller L’n,W, jämförs nivåerna för de 16 frekvenserna med standardkurvan ungefär som vid beräkning av ljudreduktionstalet. Den enda skillnaden är att avvikelsen mellan den uppmätta kurvan och standardkurvan i detta fall ligger ovanför standardkurvan. Ln mäts i laboratorium medan L'n mäts på plats. Låga tal för både Ln och L’n innebär bra stegljudsisolering.

Även för stegljudsisolering krävs två anpassningstermer för spektret, Ci,100-2500 och C i,50-2500 om golvet har träbjälklag. Skillnaden mellan resultat som uppmätts i laboratorium kontra ute på plats beror på fenomenet flanktransmission i byggnader. I en verklig byggnad överförs ljud inte bara genom exempelvis ett golv utan även via konstruktioner som angränsar till golvet.

Dynamisk styvhet

Dynamisk styvhet är en mycket viktig egenskap för porösa material, särskilt vid placering mellan två solida skikt (sandwichelement, flytande golv). För mineralull anges styvheten i MN/m3 eftersom mineralull oftast är sammanhängande.

PAROC stenull består av fasta partiklar och luft. När den används som ett fjädrande skikt ska den dynamiska styvheten fastställas för både mineralfibrerna och luften. Den dynamiska styvheten blir således = sd + sa (sd är materialstyvheten och sa är styvheten för innesluten luft).

I enlighet med vedertagna teststandarder ska den dynamiska styvheten hos stenull anges för en belastning på 200 kg/m2 om stenullen ska användas under ett flytande betonggolv. Ju lägre värde för dynamisk styvhet, desto bättre stegljudsisolering.

Stenullsprodukter som används i stegljudsisolering är speciellt framtagna för golvtillämpningar. Fibrerna ligger i huvudsak horisontellt i förhållande till exempelvis tak- eller golvplattor. Horisontella fibrer hindrar fortplantning av ljud mer effektivt. Skillnaden vid användning i ett golv kan vara 5 dB eller mer. Detta innebär en skillnad på en hel klass.

PAROC ROS och SSB


Massa-fjäder system

Huvudtanken med det flytande golvet är massa-fjäder-principen. Ju mjukare fjäder desto bättre vibrationsdämpning. Sak samma gäller för massan, ju tyngre desto bättre. Om mellanbjälklaget inte är tungt fungerar inte det flytande golvet därför att massa-fjäder-systemet förändrats. I praktiken måste ett mellanbjälklag vara fem gånger tyngre än ett flytande golv.

Stegljudsisolering mäts med hjälp av särskild utrustning. En bra stegljudsisolering L’n,w kräver:

Betong med flytande golv:
  • Tungt mellanbjälklag
  • Mjukt, elastiskt mellanbjälklag
  • Tungt flytande golv


    Idealiskt massa-fjäder-system:

Idealiskt massa-fjäder-system




Vid sina ytterpunkter befinner sig massan i viloläge och har då ingen rörelseenergi. Samtidigt trycks fjädern ihop maximalt och lagrar på så sätt all mekanisk energi i systemet som potentiell energi. När massan är i rörelse och når jämviktsläget hos fjädern har den mekaniska energin i systemet helt omvandlats till rörelseenergi.

Alla vibrationssystem bygger på samspelet mellan en energilagrande och en energibärande komponent.

Frekvensen (Hz, antalet vibrationer per tidsenhet) för ett massa-fjäder-system är:


Massa-fjäder frekvens

där k är fjäderkonstanten (mineralull) och m är massan (mellanbjälklag). Ju lägre f (frekvens) desto bättre isolering. Så genom att öka massan eller minska fjäderkonstanten kan vi uppnå bästa möjliga isolering.


c) Flanktransmission


Flanktransmission är en mer komplex form av bullertransmission där vibrationerna från en bullerkälla fortplantar sig till andra rum i byggnaden vanligtvis via konstruktionsdelar i byggnaden. I byggnader med stålram kan den effektiva transmissionen förstärkas så snart ramen sätts i rörelse.

I en byggnad kan en liten del av ljudöverföringen mellan två rum gå via en angränsande byggnadsdel som t.ex. en yttervägg eller ett innertak. För att undvika detta måste tillverkarens instruktioner följas noggrant. Figuren visar de främsta lösningarna för en yttervägg.
 Flanktransmission
Lösningar som reducerar risken för flanktransmission

Det finns ofta krav på en säkerhetsmarginal i olika ljuddata av elementen för att undvika flanktransmission.