3/11 Bygg & teknik

Sveriges Äldsta Byggtidning

TEMA: Akustik och ljudisolering

Hur ska ljudet kontrolleras?

Nr 3 • 2011 April 103:e årgången

Du vet väl att Daloc har dörrar som skyddar effektivt mot ljud!

De finns i klasserna 25, 30, 35, 40, 45 och 50 dB. Välj ur marknadens största sortiment av dörrar för t ex skolor och daghem.

Skandinaviens främsta tillverkare av säkra dörrar leder utvecklingen

Säkra dörrar www.daloc.se

0506 -190 00

Ljudisolerande golv

Ljuddämpande parkettunderlag

Ingår i Bastian. Bäst i test på denna typ av golvsystem.

Bidrar med upp till 27 dB stegljudsdämpning.

Minskar trumljud med ca 25%. Ger med 15 mm parkett på betongbjälklag hela 16 dB stegljudsdämpning.

En genial kombination och optimalt komplement till bjälklagslösning för bostäder och andra byggnader där god stegljudsdämpning och inomhusmiljö erfordras.

Giha i kombination med OptiSound kan ge stegljudsdämpning upp mot 30 dB!

Hedåsgatan 10 412 53 Göteborg Tel. 031-776 97 90 www.wilsonwest.se

Bygg & teknik 3/11

3

Veka bjälklag – Tuff analys Lätta bjälklag med okända egenskaper kräver ofta dyra byggåtgärder för störfri uppställning av maskiner som ger dynamisk last.

Låt oss placera maskinen och dimensionera den dynamiska uppställningen, med hjälp av modalanalys, på ert veka, inhomogena och anisotropa bjälklag.

Rätt placering och uppställning innebär enklare byggåtgärder för störfrihet, och kostnadsbesparing i projektet. Bättre kvalitet till en lägre kostnad helt enkelt.

www.acad.se

Vi kan ljud och vibrationer Vi är idag 30 akustiker med mångårig erfarenhet inom akustisk design, samhällsbuller, byggnadsakustik, rumsakustik och vibrationer. Vi har egna mätrum och tillgång till ljuddesignlaboratorium.

Besök oss på www.tyrens.se/akustik

AKUSTIK BYGGNADSAKUSTIK LJUDUTREDNINGAR KONSULTATION BULLERMÄTNINGAR STUDIODESIGN

AUDIO DATA LAB - INGEMAR OHLSSON Katarinavägen 22, 116 45 Stockholm Telefon 08-644 58 65 www.audiolab.se

4

Bygg & teknik 3/11

I detta nummer

• • • • • • • • • • • • • Byggnytt

Produktnytt

8

10

Forskningsprojektet AkuLite – en lägesrapport Klas Hagberg et al

12

Ljud från vindkraft – hur ska det kontrolleras?

Jens Fredriksson och Martin Almgren

15

Byggfrågan

13

Ljudreflexer och dess olika varianter Lennart Nilsson och Yvet Martin

18

Snedställda väggpaneler – inverkan på rumsakustiken Leif Rydén

21

Klassrummet och lärarens röst Jonas Brunskog et al

29

Rumsakustiska parametrar 25 – hur bra kan de beräknas?

Gunilla Sundin och Daniel Algulin Akustik i Citybanans stationer Leif Åkerlöf och Anne Hallin

32

Moderna bostäder i bullerutsatta lägen Ulf Ericsson och Leif Åkerlöf

35

Lätta bjälklag – vikten av massa Peter Blom, Martin Fraggstedt och Lennart Karlén

43

Krysset

49

Akustik och laserskanning Jan-Inge Gustafsson

Ventilationskanaler som ljudkälla Norbert Fichter

Aktiv bullerdämpning – ljud mot ljud i sovhytt Ingemar Ohlsson och Per Sjösten

39

46 51

OMSLAGSFOTO: STIG DAHLIN LANDBASERAT VINDKRAFTVERK PÅ LJUSTERÖ, NORR OM STOCKHOLM.

Chefredaktör och ansvarig utgivare: STIG DAHLIN Annonschef: ROLAND DAHLIN Prenumerationer: MARCUS DAHLIN Copyright©: Förlags AB Bygg & teknik Redaktion och annonsavdelning: Box 190 99, 104 32 Stockholm Besöksadress: Sveavägen 116, Stockholm Telefon: 08-612 17 50, Telefax: 08-612 54 81 Hemsida: www.byggteknikforlaget.se E-post: förnamn@byggteknikforlaget.se

Tryckeri: Grafiska Punkten AB, Växjö

ISSN 0281-658X Bygg & teknik 3/11

”

ledare

Tråkiga konsekvenser

Under hösten 2010 avfärdade flera regeringsföreträdare att det nyligen införda bolånetaket skulle ha gett någon effekt på trähusförsäljningen. Två månader in på det nya året märker Trä- och Möbelföretagen (TMF) – den träförädlande industrins bransch- och arbetsgivarorganisation – enligt uppgift redan en tydlig effekt på försäljningen inom småhusindustrin.

De småhustillverkare som säljer främst till förstagångsköpare har fått se sin försäljning sjunka och delar av branschen är i kris. Detta budskap framförde nyligen Tomas Ringdahl, v d LB-Hus, vid ett möte med bostadsminister Stefan Attefall.

Tomas Ringdahl vill att regeringen ska ta bort bolånetaket som bromsar bostadsbyggandet för småhusbranschen. Över 70 procent av hans kunder uppges vara under 40 år och få av dem har femton procent av köpeskillingen till en kontantinsats. Därmed kan de inte efterfråga ett nytt småhus. Minskat bostadsbyggande leder till ökad bostadsbrist och därmed också högre priser påpekar Ringdahl.

”Ge också unga människor möjlighet att efterfråga nyproducerade bostäder” Utöver bolånetaket har även finansiell oro i världen och bristen på tomtmark i attraktiva lägen minskat småhusförsäljningen. TMF har sedan tidigare begärt att regeringen Stig Dahlin ska utreda hur landets kommuner hanterar just markfrågan. chefredaktör Tomas Ringdahl betonar vikten av att landets kommuner tillgängliggör mark för att bygga nya bostäder. Om kommunerna inte tar tag i denna fråga själva behövs, enligt Ringdahl, skarpa förslag från regeringen.

De flesta är nog trots allt överens med regeringen att det är av mycket stor betydelse att bostadsköpare skuldsätter sig på ett mycket ansvarsfullt sätt.

Det är rimligt med en kontantinsats, men behöver den vara femton procent för ungdomar? Kanske kan samhället ställa upp med bankgarantier för unga bostadsköpare? Det borde inte vara en omöjlighet för regeringen att skapa bättre ekonomiska förutsättningar så att också unga människor kan efterfråga nyproducerade bostäder – med rimligare ekonomiska villkor än dagens.

––––––––––––––––––––––––––– Nr 1 v 3 Nr 5 v 32 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 2 v 9 Nr 6 v 37 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 3 v 14 Nr 7 v 42 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 4 v 20 Nr 8 v 47 –––––––––––––––––––––––––––

Eftertryck och kopiering av text och bild ej tillåtet utan redaktionens medgivande.

N u m m e r 3 • 2 011 April Å r g å n g 10 3 TS-kontrollerad fackpressupplaga 2010: 6 800 ex Medlem av

Helårsprenumeration, 2011: 373 kr + moms Bankgiro 734-5531 Lösnummerpris 55 kronor

5

akustikon annons 194x58mm 10-03-11 .pdf 2011-03-10 10:52:31

C

M

Akustikon har gjort det igen: ”Fantastisk Akustik!”

Artister om Karlstads nya konserthus, CCC Akustikon – Specialister på salsakustik och AV-teknik

Y

CM

MY

CY

CMY

Akustikon - Ett team i Norconsult AB Göteborg: Box 8774, 402 76 Göteborg, 031 7001090 Stockholm: Hornsbruksg. 19, 117 34 Stockholm, 08 4626430

K

6

Ett team i

Bygg & teknik 3/11

NYHET – GOP 250 CE

Ett universum fullt av möjligheter – den blå problemlösaren!

NYHET!

Multicutter GOP 250 CE Professional.

Det ställs höga krav på dig som hantverkare så naturligtvis har du rätt att ställa samma krav på dina el-verktyg.

Bosch nya Multicutter öppnar upp en värld av möjligheter, t.ex. sänkskär, plansågning och slipning. Bosch Multicutter GOP 250 CE – perfekt för anpassning, justering och reparation i nästan alla material.

Från proffs till proffs.

www.multicutter.se

Uppdrag finansieras av svenska UD och staden Ivanovos vattenbolag. Uppdraget uppges vara värt omkring åtta miljoner kronor för Sweco.

Dags att söka Einar Mattsson-stipendier

”Oculus”, World Trade Center, New York.

Skanska kommer att tillverka och montera stålkonstruktionen för Oculusbyggnaden vid nya World Trade Center Transportation Hub i New York. Kund är Port Authority of New York and New Jersey. Uppdraget är enligt uppgift värt 204 miljoner dollar, cirka 1,3 miljarder kronor.

Arkitekten Santiago Calatrava har ritat Oculus som kommer att bli huvudentré till den nya pendeltågsstationen vid World Trade Center Transportation Hub. Skanska USA Civils enhet Skanska Koch kommer att bygga konstruktionen som ska omgärda den viktigaste avgångshallen.

Kontraktet omfattar tillverkning och montering av cirka 11 000 ton stålkonstruktioner i form av portaler, bågar och tak som tillsammans ger byggnaden dess unika design. Oculus reser sig som mest 50 meter över marken och kommer att betjäna 200 000 pendlare per dag.

Skanska räknar med att färdigställa projektet under juli 2013.

Nytt uppdrag i Ryssland för miljökonsulter

Avloppsreningsverket i den ryska staden Ivanovo, 30 mil öster om Moskva, byggdes för mer än 30 år sedan. Nu tas krafttag för att rusta anläggningen. Till sin hjälp har stadens vattenbolag anlitat miljökonsulter från Sweco.

– Sweco har lång erfarenhet av lyckad projektexport till den ryska marknaden. Vårt första utlandsuppdrag, för över hundra år sedan, handlade om hanteringen av vattenresurser i Sankt Petersburg. Sedan 2005 finns vi även fast etablerade i Sankt Petersburg med hundra anställda, säger Eva Nygren v d Sweco Sverige.

I uppdraget ingår enligt uppgift både att ta fram en plan för hur verket ska rehabiliteras på bästa sätt och att optimera energianvändningen. Bland annat ska bygghandlingar tas fram för en ny biogasanläggning som ska kunna kopplas till reningsverket för att minska energianvändningen. I uppdraget ingår även att hjälpa staden att hitta fortsatt finansiering av de åtgärder som föreslås.

Ivanovo är en stad som till storleken påminner om Göteborg. 470 000 av stadens invånare är anslutna till avloppsreningsverket. Orten har ett stort antal textilfabriker.

8

Einar Mattssons stiftelse för bygg- och fastighetsteknisk forskning välkomnar ansökningar till 2011 års stipendier, senast 20 april.

Stiftelsen förvaltas av Arkitekturmuseet och stödjer byggnads- och bostadsforskning genom att dela ut bidrag för studier och forskning inom och utom Sverige i byggteknik och fastighetsförvaltning. Även projekt med inriktning mot granskning av kommunala och statliga bestämmelsers inverkan på byggande och förvaltning kan söka bidrag. Totalbeloppet för årets stipendiemedel är ännu inte fastställt men tidigare har de enskilda stipendiebeloppen rört sig mellan 15 000 och 50 000 kronor.

Skriftlig ansökan lämnas på ansökningsformulär via Arkitekturmuseets hemsida: www. arkitekturmuseet.se/forskning.

2011 års jury består av Anders Ränk, Einar Mattsson Byggnads AB, Ruben Aronsson, SBUF, Lisa Daram, Arkus och Lena Rahoult, Arkitekturmuseet.

Klartecken för Station Stockholm City

Stadsbyggnadsnämnden har nu gett Jernhusen klartecken att fortsätta arbetet med att utveckla den byggnad som ska inrymma pendlarnas nya destination i city. Resultatet blir ett nytt hus med större stationsrum, hotell och kanske till och med bostäder på taket.

– Vi är väldigt nöjda över nämndens insiktsfulla majoritetsbeslut som inte låser projektet vid befintlig höjd. Nu har vi utrymme att skapa en bra station med plats för den handel och service resenärerna behöver för en enklare vardag. En större byggnad ger också möjlighet till större entréer vilket ger liv åt gatan runt om. Kan man dessutom få till bostäder på taken så ligger det helt i vår linje med vår ambition om att ge fler närhet till det kollektiva resandet, säger Ann Wiberg, chef Strategisk Utveckling på Jernhusen.

Nästa steg är att nu under våren arbeta vidare med husets utformning, volym och gestaltning samt säkerställa de ekonomiska förutsättningarna. I slutet av året beräknas samråd kunna ske och går allt enligt plan blir det byggstart i början av 2013.

Just nu byggs Centralstationen om för en miljard kronor och Station Stockholm City är ett steg i utvecklingen av den totala stationsfunktionen och centralstationsområdet. För att ta reda på vad stockholmarna tycker om utvecklingen av stationsområdet i sin helhet genomförde Jernhusen en undersökning under 2010. Resultatet bekräftade att kollektivtrafiken är en enormt viktig fråga för stockholmarna samt att Centralstationen och dess atmosfär är mycket uppskattad. Området runt omkring fick däremot inte lika höga betyg även om man tycker att de nybyggen som genomförts i området förändrat platsen positivt.

Sveriges enda taktegelfabrik moderniseras

En jämnare kvalitet på Vittingepannan och förbättringar i arbetsmiljö för medarbetarna i fabriken. Det blir enligt uppgift resultatet av Moniers största lokala investering under 2010 – 14 miljoner kronor.

BILD: STRATEKISK ARKITEKTUR/JERNHUSEN

Bygger ”Oculus” i New York

Jernhusen har nu fått klartecken att fortsätta arbetet med att utveckla den byggnad som ska inrymma pendlarnas nya destination i Stockholms city. Resultatet ska bli ett nytt hus med större stationsrum, hotell och kanske till och med bostäder på taket.

Bygg & teknik 3/11

byggnytt Västkustbanan mellan Göteborg och Lund är en betydelsefull länk för pendling och godstrafik i Västsverige, och knyter ihop Sverige med Norden och Europa. Idag är 85 procent av Västkustbanan utbyggd till dubbelspår.

Enkelspåret över den branta Hallandsåsen med sina tvära kurvor, utgör Västkustbanans enskilt största flaskhals. Ett dubbelspår ökar järnvägskapaciteten genom Hallandsås för både person- och godstrafik. Tågens godsvikt kan fördubblas, antalet tåg öka från fyra till 24 per timme och tågens hastighet öka från 80 till 200 km i timmen. Dessutom förbättras säkerheten genom att tjugo farliga plankorsningar längs sträckan försvinner.

Raketformad skola i Kiruna

Den 21 mars 2011, togs första spadtaget för Kirunas största kommunala byggnad på decennier – ett fyravåningshus på Raketskolan.

Byggnaden ger plats för ytterligare 400 elever, vilket gör skolan till den största i Kiruna. Uppdragsgivare är Kiruna kommun och ordern uppges vara värd 210 miljoner kronor.

NCC Construction Sverige bygger stadsdelen Lombolos högsta hus. Den fyra våningar

– Idag ska alla hus energideklareras, men NCC går steget längre och klimatdeklarerar.

Energiförbrukningen kopplas till klimatpåverkan. Genom att visa de konsekvenser en byggnad får för miljön hjälper vi våra kunder att välja miljövänliga alternativ, jämföra material och energisystem och hitta de bästa lösningar ur miljösynpunkt, säger Peter Johansson, affärschef, NCC Construction region Norrland.

NCC totalrenoverar även den nuvarande Raketskolan och bygger en fullstor idrottshall med 500 sittplatser i anslutning till skolan.

När allt är klart rymmer Raketskolan 700 elever från förskoleklass till årskurs nio. Den nya skolbyggnaden ersätter Lomboloskolan som brann ner 2009.

Arbetet startade i mars och ska vara klart i augusti 2012. Totalt beräknas omkring 85 personer sysselsättas vid byggprojektet.

Satsar i Halmstad

Ett av Sveriges större arkitektkontor, Tengbom – med cirka 380 medarbetare runt om i Sverige – fortsätter att växa genom att förvärva och utveckla arkitektkontoret Arket i Halmstad. Från dagens fem ska kontoret få tio till femton anställda. Halmstadskontoret blir Tengboms nionde i Sverige.

Borrningen av slutsträckan har inletts

Borrningen av det återstående västra tunnelröret genom Hallandsås är nu inledd. Om tre år beräknas huvudtunnlarna vara färdigställda, vilket möjliggör trafikstart 2015. Därmed kommer Västkustbanans största flaskhals att vara löst. −Jag känner tillförsikt. Vi har en väl fungerande metod som både bygger en tät tunnel och klarar de hårda miljökraven. Samtidigt arbetar vi under samma svåra geologiska förutsättningar, och måste naturligtvis vara ödPer Rydberg, mjuka inför den fortTrafikverket. satta resan, säger Per Rydberg, projektchef Trafikverket. −Med erfarenheterna från det första röret har vi förfinat och utvecklat arbetsmetoderna.

Därigenom kommer vi att kunna öka produktionstakten, säger Anders Rehnström, projektdirektör Skanska-Vinci.

Den ökade takten blir möjlig bland annat genom en utökad nedfrysning av den vattenrika och geologiskt komplexa Möllebackzonen.

Dessutom kommer de tidskrävande tätningarna av berget, som tidigare har gjorts från tunnelborrmaskinen Åsa, att kunna göras från det färdiga östra röret.

Parallellt med tunneldrivningen har planeringen inför järnvägsinstallationerna påbörjats.

Bygg & teknik 3/11

Nya Raketskolan i Kiruna får lämpligt nog formen av en liggande raket.

höga skolbyggnaden skiljer sig från områdets typiska låga tvåvåningshus. En investering av detta slag är inte vanligt i Kiruna.

– Det blir den största kommunala satsningen sedan Kiruna stadshus byggdes 1963 och ett nytt arkitektoniskt landmärke. Vi har höga ambitioner för nya Raketskolan både vad gäller lärandemiljön och pedagogiken. Arkitekt Mats Jakobsson har lyckats skapat en nydanande interiör och exteriört har han hittat skolans identitet, säger Roger Suup, ordförande i Barn- och utbildningsnämnden i Kiruna.

Snart gör Raketskolan således skäl för sitt namn. Ett hus som skär rakt igenom den nuvarande skolan och avslutas med en halvcirkelformad byggnad i fyra våningar. Byggnaden liknar en liggande raket och ena sidan av fasaden ser ut som utblåset under raketen med runda fönster i rött, gult och orange.

Skolan blir enligt uppgift den första byggnaden att klimatdeklareras av NCC Region Norrland. Det betyder att de utsläpp av växthusgaser som huset bidrar till under sin livscykel, som materialinköp, transporter, byggprocess och drift under femtio år, redovisas.

ILL: MAF ARKITEKTKONTOR AB

– Det är en stor lokal investering i den kulturskatt Vittingefabriken utgör för Sverige, säger Clein Johansson, v d och konsernchef Monier Roofing i Norden och Baltikum. Med hjälp av modern teknik säkerställer vi inte bara produktionen, utan får även en kvalitetsökning samtidigt som det också är en personalpolitisk investering som underlättar arbetet i fabriken.

Fabriken uppges vara Sveriges äldsta och enda taktegelfabrik som fortfarande är i bruk.

En fabrik som förser hela landet med närproducerade tegelpannor gjorda av leran från Vittinge utanför Uppsala.

– Ett viktigt delmoment i produktionen är lerförberedningen, en typ av grovsortering där stora stenar tas bort innan leran mals ned inför nästa förberedande steg, sumpprocessen där organisk substans oxideras bort. Allt för att få ett jämnare hållbarare taktegel. Det är här i processen investeringen kommer göra stor skillnad, säger Mats Jönsson, produktionschef Vittinge.

– Tidigare gick leran direkt till sumpprocessen. Efter automatiseringen bearbetas istället leran redan i första lerförberedande processen, vilket innebär att vi får en finare, mer mixad lera redan tidigt i produktionsledet. Resultatet blir en jämnare panna, inte bara ytmässigt utan också gällande färgnyans, säger Mats Jönsson avslutningsvis.

– Arket är ett väletablerat arkitektföretag med gott renommé som passar bra in i den utveckling vi ser för Tengbom, säger Magnus Meyer, v d för Tengbom. Med förvärvet får vi en stabil lokal grund för att etablera Tengboms nionde kontor i Sverige. Vår ambition är att tillsammans med nuvarande ägare, Ulf Schriever-Abeln, utveckla kontoret på den västsvenska marknaden med Halmstad som bas.

Bygger i Västra Frölunda

Peab bygger nya lägenheter vid Järnbrottsparken i Västra Frölunda. Det handlar om två sjuvåningshus och totalt 52 lägenheter. Lägenheterna varierar i storlek, från ett till fyra rum och kök, och som mest 108 kvadratmeter boyta. Den minsta lägenheten har en boyta på 45 kvadratmeter.

Lägenheterna ska enligt planerna vara inflyttningsklara om cirka ett år.

9

Krymper mindre

anpassa panelens absorptionsförmåga till dessa viktiga frekvensområden kan unika resultat erhållas.

– Vi tror att denna gemensamma teknologi kan förbättra den bullerdämpning som annars är ganska begränsad avseende reduktion och ofta bara leder till att ljudet flyttats till något annat område, säger tekn dr och adjungerade professor Thomas Lagö.

Passivt brandskydd av stålstommar

Nu lanserar Bostik Build 10, ett polymerförstärkt handspackel som uppges vara allround och snabbtorkande.

Spacklet utmärker sig enligt uppgift främst genom den lättarbetade konsistensen och att den krymper mindre än konkurrenterna på marknaden. Produkten, som används för skikt från 1 till 50 mm, säljs i säckar om 15 och 25 kg.

Absorberande bullerskydd

Aqvis Miljö AB i Ödeshög har tillsammans med Aercrete och Acticut utvecklat sin Miljöspont, från att ha varit endast reflekterande, till att även vara en absorberande bullerdämpare men med akustiska egenskaper som gör att man bättre kan hantera ljud i till exempel bostadsområden.

Det gemensamma projektet som kombinerar kunskap och kompetens från olika områden visar enligt uppgift hur tvärvetenskap kan skapa nya och innovativa lösningar som kan ge stort genomslag vid till exempel vägar, järnvägar och andra bullerkällor inne i bostadsområden. När fordon kör med ganska lika hastighet kommer det att finnas vissa frekvenser som dominerar. Genom att akustiskt

10

GlasrocF FireCase, från Gyproc AB i Bålsta, har utvecklats för brandisolering av de flesta typer av stålbalkar och stålpelare i 30, 60, 90 eller 120 minuter. Skivorna, som består av återvinningsbara material, kan enligt uppgift enkelt skruvas eller häftas samman med klammer utan att använda stålprofiler. Inklädnaden uppges ge en slät och stöttålig yta utan ytterligare behov av ytbehandling. Vid höga estetiska krav kan skivorna spacklas och målas på samma sätt som traditionella gipsskivor.

Skivorna, som enligt uppgift har goda ljudisolerande egenskaper, kan monteras tätt emot stålbalken/pelaren i tunna lager, oftast utan stålprofiler eller luftrum mellan stål och skivor. Därmed uppges en platsbesparing på mer än 50 procent kunna uppnås jämfört med traditionella lösningar, förutom betydande besparing av material.

Minikarmen är avsedd för utbyte av tamburdörrar och uppgradering till säkerhetsdörrar i flerfamiljsfastigheter. Genom att använda karmen minskar antalet arbetsmoment och man erhåller enligt uppgift ett bättre slutresultat. Det uppges bli enklare att förbättra ljudisoleringen, öka brandsäkerheten och att förstärka inbrottsskyddet.

För fastighetsägare och professionella byggare innebär användandet av den nya karmen stora tidsbesparingar. Samtidigt blir det lättare att räkna på tidsåtgången för arbetet då man slipper laga puts, måla om och montera smygar.

Attraktiv design i rostfritt stål

Minikarm spar tid

Swedoor Jeld-Wens system Minikarm uppges göra det enklare att byta dörrar. Den monteras ovanpå den gamla karmen, vilket innebär att den gamla karmen inte behöver rivas bort. Det ska ge stora tidsbesparingar och samtidigt undviks följdskador på omgivande väggar.

Rostfritt stål är vid sidan av aluminium, mässing och nylon ännu ett starkt material i Hoppes produktsortiment.

Den senaste tillverkningstekniken uppges göra det möjligt för företaget att framställa ett brett sortiment produkter av rostfritt stål, som drar nytta av den senaste tekniska utvecklingen. Utöver den stora mängden tillgängliga produkter, som uppges tillgodose många byggnadsbehov, är en fördel med rostfritt stål dess hållbarhet och funktionalitet.

Bygg & teknik 3/11

produktnytt Hoppe AG, Kungsbacka, har kunnat utöka sitt sortiment i rostfritt stål genom olika optimeringsprocesser, med enligt uppgift attraktiva priser som följd.

Vid sidan av företagets många serier finns nu även L- och U-formade standarddesigner Paris, Bonn och Amsterdam med det lättmonterade snabbfästet Kvick-i-Sprint för dörrhandtag – enligt uppgift enkelt, snabbt och stabilt.

Satsar på designad ljudmiljö

dessa krav, säger Peter Forsséll, v d vid SSC Skellefteå AB. Företaget har sedan tidigare ett ljudfönster, SA 120, med en ljudreduktion på 48 dB. Med modellen SA 128 tar företaget ytterligare ett kliv framåt när det gäller att skapa goda ljudmiljöer. Att fönstret verkligen har en ljudreduktion på 50 dB bekräftas av typgodkännandet från SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut i Borås.

– Hemligheten ligger i att vi ökat avståndet mellan glasen och dessutom använder vi ett tjockare glas än tidigare i den nya ytterbågen, säger Magnus Berglund, produktutvecklare vid SSC Snidex AB, som stått för utvecklingen av fönstret och som också tillverkar det.

Fönsterkarmen är åtta millimeter djupare än i den gamla typen av ljudfönster men passar ändå in i företagets befintliga fönsterplattform.

ny värld, fylld av uttryck. Jag vill förändra folks uppfattning om mattor. De ska vara dynamiska och organiska och utmana individer till att hitta sitt eget uttryck, berättar Elia Festa.

Elia Festa uppmanar sin publik att observera de fotograferade föremålen och studera ”verkligheter” i ett djupare perspektiv. Önskemålet har varit att presentera poesi och konst genom en högst vardaglig produkt, mattan.

Impregnerade räcken som står emot väder och vind

Italiensk fotokonst på golvet Nu kan man enligt uppgift kombinera god ljudmiljö med design. Ecophon Sverige i Hyllinge utökar sin produktfamilj Ecophon Solo med tio frihängande geometriska standardformer. Ljudabsorbenterna kan dessutom skräddarsys i unika former efter egen design och finns i ett stort urval kulörer.

Produkten har funnits tidigare som vita 40 mm skivor i formaten 1200 x 1200 och 600 x 600 mm². Med den nya produkten får man helt nya designmöjligheter samtidigt som man bidrar till att sänka ljudnivån och minska ljudutbredningen.

Produkten uppges vara en akustiskt och estetiskt flexibel lösning för att ytterligare förbättra akustiken i byggnader med befintligt akustiktak, till exempel över en reception, i matsalar och över arbetsplatser i öppna kontor. Dessutom uppges det vara en lämplig lösning för byggnader där man inte kan ha heltäckande akustiktak.

De nya ljudabsorbenterna kan monteras på tre olika sätt: med vajrar som ger absorbenterna ett svävande intryck, med fast pendel för montage tätt intill bjälklaget och med ett pendelfäste som gör att man kan vinkla absorbenterna.

Sveriges tystaste fönster

SSC Skellefteå snickericentral lanserar nu ett nytt ljudfönster med en ljudreduktion på hela 50 dB. Det blir därmed enligt uppgift det tystaste svensktillverkade kopplade fönstret.

– Både kunder och myndigheter ställer allt högre krav på bra ljudreduktion när det byggs i bullriga stadsmiljöer. Med vårt nya högprestandafönster kan vi med råge leva upp till Bygg & teknik 3/11

Dekorera golv som väggar. Det är tanken bakom egetæppers senaste mattkollektion Photosophy. Kollektionen har skapats av den italienska fotokonstnären Elia Festa.

– Det har varit vårt önskemål att skapa ett nytt och banbrytande mattkoncept. Utvecklingen av kollektionen har varit ett utbytesprojekt med tankar och idéer, och kombinationen av Elia Festas konstnärliga fantasi och vår expertkunskap om mattor har lett till ett överraskande resultat. När man flyttar ner konsten från väggen och placerar den på golvet leder det till en oundviklig och direkt dialog med betraktaren, eller snarare beträdaren. Och det är precis det som vi vill uppnå, berättar koncernchef Svend Aage Færch Nielsen.

Inspirationen till Photosophy kommer enligt uppgift från konstnärens egen drömvärld.

Elia Festa vill provocera fram känslor och stämningar hos sina åskådare.

– Jag ser mattorna som en målarduk, som ett fotografi, som för en dialog med rummet och betraktaren. Mattorna är konstverk som flödar ut på golvet och som utgör ramen för en

Norrlandsbaserade Nordingrå Trä, som ingår i Södra Interiör, lanserar nu tryckimpregnerade altanräcken i en rak och en profilerad variant.

Räckena är tillverkade av närproducerad råvara och prisskillnaden mot de obehandlade räckena uppges vara minimal.

– Behovet av uteprodukter som är enkla att underhålla är stort. Länge har konsumenterna valt tryckimpregnerad trall till sina altaner, nu kan de också välja ett tillhörande snyggt räcke som är lika tåligt och lättskött som trallen, säger Peter Gustafsson, försäljningschef på Södra Interiör.

Det tryckimpregnerade virket står emot väder och vind väl och håller sig väl genom årlig inoljning av träolja. För de som föredrar färgade räcken så går det enligt uppgift att måla de tryckimpregnerade produkterna när de torkat efter första säsongen.

Den svensktillverkade tryckimpregnerade produktserien omfattar rak eller profilerad staketprofil, stolpe, lock, bottenlist samt handledare. Produkterna säljs genom byggvaruhandlare, antingen som lagervara eller på beställning.

Endast 373 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2011!

11

Forskningsprojektet AkuLite – en lägesrapport Intresset är stort för att öka kunskapen om akustiken när man bygger med lätta byggsystem. Ju mer komplexa systemen blir, desto mer kunskap behövs för att förhindra störningar från låga frekvenser och vibrationer och att säkerställa kvaliteten i byggskedet. AkuLite – projektet står för en stor del av nuvarande svensk forskning inom området.

Behovet av akustisk forskning på lätta byggnadsstommar har berörts många gånger tidigare och med denna artikel vill vi redovisa var vi står när vi är halvvägs in i projektet AkuLite. Sakta men säkert börjar en del resultat nå dagens ljus. Dock har det faktiskt gått mer än fyra år sedan den verkliga starten, då forskargruppen formerades hos SP Trätek i Stockholm i januari 2007. Orsaken till denna breda samling och gemensamma satsning var att få till ett stort forskningsprojekt eftersom behovet var så uppenbart och påtagligt, åtminstone bland forskare inom akustik. För branschen i övrigt är alltjämt behov av information kring vad som faktiskt görs inom forskningsprojektet stort, och för delprojektledarna känns det angeläget att redovisa några av de aktiviteter som pågår och de resultat och verktyg som successivt tas fram.

Lätt byggteknik

Lätt byggteknik utförs idag på flera olika sätt som klarar relativt höga akustiska krav. Det kan ske genom industriellt tillverkade byggsystem, såsom: ● Färdiga volymer som staplas ovanpå varandra till färdiga byggnader ● Platta balkelement som sammanfogas på plats i en väl fungerande process ● Platta element bestående av homogena träkonstruktioner (alternativt volymer) ● Stålbalksbjälklag ● Platsbyggda konstruktioner av olika slag.

Inom forskningsprojektet ska vi utveckla metoder som ger förutsättningar Artikelförfattare är Klas Hagberg, ÅF Ljud & vibrationer, Pontus Thorsson, Chalmers, Krister Larsson, SP Akustik, Delphine Bard, LTH, Fredrik Ljunggren, LTU, samt Lars-Göran Sjökvist, SP Trätek.

12

för att ytterligare förbättra konstruktionerna och samtidigt kunna ge grunderna för en framtida säkrare projektering. Därigenom stärks Sveriges konkurrenskraft inom området. I princip alla system är utvecklade för att möta ett högre krav än vad som finns angivet i Boverkets byggregler (BBR). Det är bra, men i takt med att antalet tillverkare växer är det viktigt att regelverket direkt styr mot moderna värderingsmetoder så att utvecklingen automatiskt styr åt rätt håll. Vidare, hur ska man kunna konkurrera på sikt, när det inte går att förutsäga eller projektera på lika villkor som andra stomsystem? Det krävs oerhört mycket mer kunnande för att möta framtidens behov! Det är därför viktigt att forskningen fokuseras på lättbyggnadstekniken, i synnerhet då denna teknik inte har kunnat utvecklas i takt med regelverket på samma sätt som tunga stomsystem kunnat göra.

Nådde god ljudisolering

När brandkraven förändrades år 1994 började en mer intensiv utveckling av lätta stomsystem i flerfamiljshus. Då talades mycket om brand och ljud. De flervånings bostadsbyggnader som tidigt uppfördes hade då ”tilläggskrav” som gick långt utanför dåvarande minimikrav i BBR. Men redan då var det alltså inte för att någon myndighet krävde det, utan för att all tillgänglig kunskap redan då visade att ljudisoleringen var en enskild teknisk aspekt som måste lösas för att inte riskera att en framtida industrigren stjälptes redan innan den fått en chans. Projekt såsom Orgelbänken och Wälludden, i Linköping respektive Växjö, byggdes med tilläggskravet att stegljudsnivån LB (Bodlunds index) skulle understiga: LB ≤ 62 dB

Ett krav som sträckte sig ner till 50 Hz men ändå ett ytterst måttligt krav som närmast kan sägas svara mot nuvarande minimikrav i BBR. Men redan då var det uppenbart att detta måste beaktas om lättbyggandet ska ha en rimlig chans till en framtida god utveckling. Man visade att det gick att bygga lätt och skapa en god ljudmiljö, väl i klass med vilket traditionellt stomsystem som helst.

Forskningen idag

Forskningen på 1990-talet avstannade till stora delar successivt. Först i samband med AkuLite har forskningen spetsas till extra för lättbyggnadsindustrin. I en arti-

kel från Bygg & teknik 2/2010 beskrevs projektets sju arbetspaket eller på engelska, ”Work Packages” (WP:n). WP 1 till WP 5 har kommit en bit på väg och nedan beskrivs var vi står idag. WP 6 och WP 7 ligger längre fram i tiden.

WP 1

Inom WP 1 har ett frågeformulär tagits fram som ska användas för en del i den subjektiva undersökningen av ljud i lätta stommar. Frågeformuläret har bred förankring i övriga Europa eftersom det tagits fram i samarbete med COST-nätverket TU 0901. Svar från boende kommer sedan att jämföras med objektiva mätningar i samma objekt. Formuläret finns tillgängligt både på engelska och svenska och kommer att användas i flera angränsande projekt, bland annat det europeiska projektet AcuWood. Vidare har en laboratorie set-up utarbetats för subjektiva lyssningsförsök med inspelade ljud från verkliga hus. Metoden kommer att redovisas vid konferensen Forum Acusticum i Aalborg i juni 2011.

WP 2

WP 2 arbetar med att ta fram källkarakteristika för stegljudsmaskin, fotsteg och andra stomljudskällor på lätta konstruktioner. En modell för att beräkna inmatad kraft och inmatad effekt från olika källor beroende på underlag utvecklas och kommer att presenteras vid konferensen Forum Acusticum i Aalborg i juni 2011. I samband med utvecklingen av modellen har mobilitets- och vibrationsmätningar med hammarapparat gjorts i lab, även på tunga bjälklag. Tidigt i år har de första laboratorietesterna genomförts på lätta stålbjälklag. Beräkningsmodellen är utformad så att tidsförloppen av vibrationerna i bjälklaget och kontaktkrafter mellan källa och bjälklag kan beräknas i stället för enbart frekvensinnehållet, vilket är användbart för att studera den subjektiva störningen från stegljud inom WP 1.

WP 3

Inom WP 3 har laboratoriemätningar genomförts för en kombinerad golv- och väggstruktur monterad i laboratoriet i Lund. Mätningarna ska användas för att verifiera en modell för beräkning (prediktering) av ljudutbredning i lätta stommar.

För närvarande genomförs mätningar på fem olika bjälklag inklusive knutpunkter (se också WP 5). Även dessa resultat ska användas som underlag för kalibrering av Bygg & teknik 3/11

beräkningsmodellen. Mätresultaten kommer också att utgöra underlag för subjektiv värdering av olika typer av konstruktioner. WP 3 har också genomfört mätningar i ett objekt enligt ”mätmall” framtagen inom WP 5 och som bland annat ska användas som underlag för laboratorietester inom WP 1.

WP 4

Inom WP 4 har osäkerheten i mätmetoder utvärderats i ett examensarbete och resultaten presenterats i en konferensartikel 2010. Resultaten sammanställs just nu och i ett gemensamt dokument som sedan kan användas för att värdera vilka projekt som är lämpliga för subjektiva tester och vilka som behöver kompletteras med hänsyn till den mätmall som tagits fram i projektet, se WP 5 nedan.

Subjektiva tester med metod framtagen inom WP 1 har påbörjats i tre nya och befintliga byggprojekt. Vidare har utvärdering av två byggprojekt gjorts och detta har lett till att också processen i ett byggprojekt ska studeras för att säkerställa slutlig ljudisolering. Ett examensarbete är genomfört för att särskilt identifera var i processen fel kan uppstå, presenteras under våren 2011.

WP 5

Inom WP 5 har detaljerade ljud- och vibrationsmätningar genomförts i flera projekt. För detta har en särskild ”mätmall” utarbetats som ska användas i fält. Detta innebär att standardiserade mätningar för luft- och stegljud har utförts i utökat frekvensområde 20 till 5 000 Hz i tre objekt under 2010 (flerbostadshus). Därtill görs impulsmätning med en så kallad ”japanboll”, vibrationsmätningar kring flankerna samt bestämning av statisk nedböjning.

Samtliga mätningar sträcker sig långt ner i

frekvens då tidigare erfarenheter från frekvenser under 50 Hz är begränsade samtidigt som de har betydelse för den totala ljudupplevelsen i trähus. För 2011 är målsättningen att fokusera mycket på att komplettera med flera nya intressanta projekt.

Vidare har under hösten 2010 fem förtillverkade moderna träbjälklag byggts upp i en stor laboratoriehall i Växjö. Dessa bjälklag har sedan använts för att undersöka upplevelsen av vibrationer. Försökspersoner har fått vistas på bjälklagen där de under tiden har fått beskriva hur de upplever vibrationerna, både som en konsekvens av egen och andras aktiviteter.

Mätningar av bjälklagens tekniska egenskaper har också utförts. Mätresultaten utvärderas under våren 2011 bland annat för att eventuellt finna samband mellan upplevelsen och bjälklagens tekniska egenskaper. Resultaten från WP 5 utgör ett viktigt underlag för WP 6.

Positiv utveckling

Allteftersom projektet framskrider ökar kunskapsmassan och vi ser nya system och byggmetoder utvecklas både i Sverige och utomlands. I mars 2011 kommer en handbok om trähusbyggande från trycket.

Den är framtagen av Sten Ljunggren på Kungliga Tekniska högskolan som är vetenskaplig rådgivare i projektet. WP ledarna inom AkuLite har korrekturläst och kommenterat innehållet. Tryckning och slutredigering har finansierats via företag som medverkar inom projektet. Det planeras en gemensam doktorandskola med fokus på lätt byggteknik för att säkerställa att kunskapen lever vidare även när projektet är avslutat.

De som antar utmaningen och bygger ”lätt” satsar ofta en betydande peng på att utveckla god akustik och frihet från besvärande vibrationer och de får ett för-

Montage av lättelement det nya elevhemmet i Lindesberg.

Bygg & teknik 3/11

byggfrågan

Lektor Öman frågar…

Robert Öman, lektor i byggnadsteknik vid Avdelningen för bygg- och miljöteknik, Akademin för hållbar samhälls- och teknikutveckling (HST), Mälardalens högskola i Västerås, är här igen med en ny byggfråga.

Frågans poäng framgår som vanligt, eftersom det säger en hel del om hur utförligt svar som förväntas. Svaret hittar du på sidan 45.

Fråga (6 p) Inom installationstekniken förekommer ett stort antal begrepp. Vad kallas följande: a) Ett annat namn för skorstenseffekt. b) En lokal avkylning av människokroppen. c) Luftläckning genom byggnadshöljet i riktning utifrån och in. d) Kvoten mellan avgiven värmeeffekt och eleffekt (kompressoreffekt) för en värmepump. e) Den ventilationsprincip som förutsätter undanträngande luftströmning. f) Från- och tilluftssystem med värmeväxling angivet som en förkortning med tre bokstäver. språng som kommer att betala sig. Kvarteret Limnologen i Växjö, som är uppfört med Martinsons byggsystem, vann nyligen Stora samhällsbyggnadspriset. Den tekniska utvärderingen skedde med hjälp av Linnéuniversitetet, SP Trätek samt Lunds tekniska högskola och finansierats av Linnéuniversitetet och Centrum för byggande och boende med trä (CBBT).

Andra tillverkningsindustrier driver systemutveckling, parallellt med sitt engagemang inom forskningsprojektet, och bygger nya flervåningshus med fokus på god ljudisolering och frihet från vibrationer.

Några exempel som är värda att nämnas är: ● Nytt elevhem i Lindesberg – Masonite Lättelement AB (NCC) ● Kv Kullen i Nordmaling – Masonite Beams AB (OF Bygg) ● Kv Fullriggaren i Malmö – Derome ● Ny universitetsbyggnad i Växjö – Moelven Töreboda AB (Peab) ● Flera volymbyggen i trä – Lindbäcks bygg och Setra.

Alla dessa byggsystem, byggmetoder och processer utvecklas ständigt. Det som tydligast visar sig i utvecklingen är att: ● Systemen måste utvecklas och optimeras för att sänka kostnader och ändå ge 13

nal Research Institute i Kanada), samt är därtill inbjudna att hålla föredrag på ett akustiksymposium i Schweiz i maj för att beskriva svenska byggsystem. Även USA som länge byggt i trä lovordar Sveriges – Vinnovas och Formas – satsningar när det gäller akustikforskningen inom lättbyggnadstekniken. Det känns kul. För att citera John Lo Verde från ett konsultbolag i USA under konferensen ICA 2010, som efter att ha lyssnat på ett av våra svenska föredrag, säger: ”Finally – this is exactly the way the research has to take in order to move forward within building acoustic research”.

Svensk forskning och svensk byggnadsindustri skapar ett mycket stort intresse utomlands.

■

Limnologen i Växsjö, som är uppfört med ett lätt byggsystem, vann nyligen Stora samhällsbyggnadspriset.

”säkra” slutresultat (processtänkande är viktigt). ● Konkurrerande system kommer in från utlandet.

Och det går fort – riktigt fort. Tillväxten av nya tillverkare av lätta byggsystem

går fort tack vare draghjälp från forskningen, och intresset för svensk forskning och utveckling växer även utomlands.

Delprojekt ledare inom AkuLite driver en egen session på Forum Acusticum i Aalborg i juni 2011 (tillsammans med Natio-

Läste Du det i Bygg & teknik?

Du vet väl att Bygg & tekniks innehållsregister och mycket annat finns på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se

Granab Golvregelsystem För en miljövänlig och tystare inomhusmiljö med behagliga golv i bostäder, hotell, kontor och offentliga lokaler.

Enklare bullermätning och enklare avläsning!

Underlätta din bullermätning med vår ljudmätare SL4023. Den mäter med exakt precision decibelvärdet i inomhusmiljöer men även buller utomhus från t.ex. bil- och flygtrafik. Fördelen är att mätvärdena lagras till ett SD-kort och att du kan avläsa dina värden direkt i Excel.

Vill du testa och se hur bra den är? Kontakta oss på 08-544 445 60 eller mejla info@sttermo.se. Du kan även läsa mer om marknadens vassaste ljudmätare på sttermo.se.

Granabsystemet är uppbyggt av formstabila golvreglar av förzinkat stål med dämpelement för en effektiv stegljudsdämpning och luftljudsisolering för alternativa ljudklasser.

Ljudmätare SL-4023

Granabsystemet är certifierat och typgodkänt.

med lagring till SD-kort

Steglös bygghöjd 30 - 420 mm. Specialhöjd upp till 600 mm.

Granabsystemet kombineras med Granab undergolvsventilation eller golvvärmesystem.

Består genomgående av oorganiskt material och påverkas ej av fukt eller temperaturväxlingar.

För mer information se www.granab.se Bygg- och Miljöteknik Granab AB Tel: 0322-66 76 50 vx Telefax: 0322-66 76 55 E-mail: epost@granab.se Postadress: Box 172 S-447 24 Vårgårda Besöks-/godsadress: Verkstadsgatan 4 447 37 Vårgårda

14

Fuktindikator

CO2-mätare

Termometer 0,01`C

sttermo.se tel: 08 - 544 445 60 e-post. info@sttermo.se Bygg & teknik 3/11

Ljud från vindkraft – hur ska det kontrolleras?

Det finns två varianter av kontroll, som man brukar tillämpa i villkor i miljötillstånd 1) ljudimmissionsmätning vid bostad och 2) närfältsmätning och beräkning av ljudnivå vid bostad. Närfältsmätning är det samma som ljudemissionsmätning. Det finns en tredje variant, som är ett mellanting mellan ljudemissionsmätning och ljudimmissionsmätning och där man kontrollerar ljudemissionen från en hel park.

Det finns olika skäl att kontrollera ljud från vindkraftverk. I grund och botten handlar det om att minska risken för att närboende ska bli störda av verken. Naturvårdsverket, tillstånds- och tillsynsmyndigheter tillämpar normalt riktvärdet 40 dBA ekvivalent ljudnivå utomhus vid bostäder. Den uppenbara kontrollen är då att mäta ljudnivån vid en bostad då verket är i drift, det vill säga då det blåser. En annan orsak till att mäta ljudet kan vara att den som köpt ett vindkraftverk vill kontrollera att verket inte avger mer ljud än vad leverantören garanterat. Ett tredje skäl kan vara att en tillverkare av vindkraftverk, vill bestämma ljudeffektnivån, för att kunna redovisa den för tänkta köpare.

En kontroll skulle även kunna ske på andra sätt, utan att mäta. Man skulle kunna genomföra en intervjuundersökning bland närboende för att ta reda på andelen störda av vindkraftverkens ljud. Ett annat, mer cyniskt sätt, vore att sätta vindkraftverken i drift och vänta och se om verksamhetsutövaren eller tillsynsmyndigheten får in klagomål, och därefter kanske mäta ljudet. Metoden med intervjuundersökning riskerar att skapa rättsosäkerhet för verksamhetsutövaren, eftersom man har mycket liten chans att beräkna i förväg andelen störda. ”Vänta och se”-metoden har nackdelen att många människor lider i det tysta och klagar inte.

Artikelförfattare är Jens Fredriksson och Martin Almgren, ÅF Ljud & vibrationer, Stockholm och Göteborg.

Bygg & teknik 3/11

I resten av artikeln behandlar vi frågan hur man med hjälp av ljudmätningar, eventuellt kombinerat med beräkningar, kan visa om man klarar villkorsvärden för ljud vid bostad eller annan ljudkänslig plats. Det avser både ekvivalent A-vägd ljudnivå och lågfrekvent ljud. Infraljud har hittills visat sig vara försumbart med avseende på hörbarhet, kännbarhet eller skada.

Betydelsen av tidsvariation av ljudnivån diskuteras också med olika tidshorisonter, sekunder, minuter, … år. Kostnaden för genomförande av kontroll av ljudet är också viktig. Den måste vara skälig.

Mäta enligt godkänd standard

Varför ska man mäta enligt en godkänd standard? Kan jag inte bara låna en ljudni-

våmätare och mäta hemma vid min bostad?

Ett modernt vindkraftverk börjar producera el vid en vindhastighet på cirka 2 m/s. Det ljud som vindkraftverket orsakar ökar med ökad vindhastighet upp till omkring 8 m/s. Vid högre vindhastigheter tenderar ljudnivån stabiliseras eller till och med avta något.

Naturvårdsverkets riktvärde på 40 dBA ekvivalent ljudnivå gäller för en vindhastighet på 8 m/s vid referensförhållanden.

Referensförhållanden är den vindhastighet vid navhöjd som motsvarar 8 m/s på 10 m höjd omräknat med en logaritmisk vindhastighetsprofil och markråhetslängd 0,05 m. Vid 100 m navhöjd motsvarar det vindhastigheten 11,5 m/s, se referens [4].

15

ƌƵŶƚ ŽŵŬƌŝŶŐ͘

Vid höga vindhastigheter är det dock vanligt förekommande att vindinducerat brus från träd och buskar kring bostaden överskrider vindkraftljudet. Ljud från trafik, flygplan, övrig industri, fåglar etcetera är andra exempel på ovidkommande ljud som måste tas hänsyn till vid mätningen. Detta kräver välutvecklade metoder för mätning och att dessa mätningar utförs av erfarna akustiker.

Den idag gällande metoden, se referens [1], för att mäta ett eller flera vindkraftverks bidrag till ljudet vid en bostad, en så kallad ljudimmissionsmätning, går i korthet ut på att mäta den totala ljudnivån vid bostaden samtidigt som vindhastighet vid bostaden och vid verket registreras.

Därefter stängs vindkraftverket(-en) av och bakgrundsnivån registreras. Även här mäts vindhastigheten vid bostaden upp.

Därefter genomförs en analys där uppmätt totalnivå samt bakgrundsnivå korreleras mot uppmätt vindhastighet. För att kunna fastställa ljudnivån orsakat av endast vindkraftverket(-en), krävs att bak Figur 1: Vindkraftverk, bostäder och kontrollpunkt mellan bostäder och grundsnivån ligger betydligt lägre än den vindkraftparken.

Ljudnivåkurvorna som visas i bilden är beräknade. ďŽƐƚćĚĞƌ ŽĐŚ ŬŽŶƚƌŽůůƉƵŶŬƚ ŵĞůůĂŶ ďŽƐƚćĚĞƌ ŽĐŚ ǀŝŶĚŬƌĂĨƚƉĂƌŬĞŶ͘ uppmätta totalnivån. Om så inte är fallet &ŝŐƵƌ ϭ ;&ůLJŐďŝůĚ Ξ >ĂŶƚŵćƚĞƌŝǀĞƌŬĞƚͿ sŝŶĚŬƌĂĨƚǀĞƌŬ͕ (Flygbild: Lantmäteriverket)

>ũƵĚŶŝǀĊŬƵƌǀŽƌŶĂ ƐŽŵ ǀŝƐĂƐ ŝ ďŝůĚĞŶ ćƌ ďĞƌćŬŶĂĚĞ͘ går det bara att säga att vindkraftljudet underskrider den uppmätta totalljudnivån KĨƚĂ används och sedan ǀŝĚ antaďŽƐƚĂĚ att omƐŽŵ modellen vänds.

Bakgrundsnivån,Ăǀ detƚŝůůƐƚĊŶĚƐͲ vill säga ekviĂŶǀŝƐĂƐ ŵćƚŶŝŶŐ ĚĞƚ ƉƌŝŵćƌĂ ƚŝůůǀćŐĂŐĊŶŐƐƐćƚƚĞƚ ŽĐŚ minus 3 dB. stämmer för denna punkt så stämmer den valenta ljudnivån då verken är avstängda, ƚŝůůƐLJŶƐŵLJŶĚŝŐŚĞƚĞƌ͘ ĞƚƚĂ ćǀĞŶ Žŵ ĚĞƚ ćƌ ƵƉƉĞŶďĂƌƚ ǀŝĚ ŵćƚƚŝůůĨćůůĞƚ Ăƚƚ ďĂŬŐƌƵŶĚƐŶŝǀĊŶ ćƌ även vid bostäderna runt omkring. ska mätas under samma totaltid. SlutreĨƂƌ ŚƂŐ Ăƚƚ ƵƚƌƂŶĂ Ğƚƚ ƌĞƐƵůƚĂƚ͕ ǀŝůŬĞƚ ĨĂůů avŝŶŶĞďćƌ ŽŶƂĚŝŐĂ ŽĐŚ Riktvärdet överskrids OftaĨƂƌ anvisas mätning vid bostad somŝ ŵĊŶŐĂ sultatet mätningen, somŬŽƐƚŶĂĚĞƌ är ekvivalenta Som tidigare nämnts är det dock inte ƵƚĚƌĂŐŶĂ det primära tillvägagångssättet till- ljudnivån för referensförhållanden, motƵƚƌĞĚŶŝŶŐƐƉƌŽĐĞƐƐĞƌ ƐŽŵ avĚƌĂďďĂƌ ďĊĚĞ ŶćƌŝŶŐƐŝĚŬĂƌĞ ŽĐŚ ďƵůůĞƌƐƚƂƌĚĂ ovanligt att bakgrundsljudet överskrider ƉƌŝǀĂƚƉĞƌƐŽŶĞƌ͘ stånds- och tillsynsmyndigheter. Detta svarar således en timmes till drygt tre riktvärdet på 40 dBA vilket ofta gör det även om det är uppenbart vid mättillfället timmar mätning. Ofta får man hålla på omöjligt att med denna metod säkerställa Ećƌ attĚĞƚ bakgrundsnivån är för ůũƵĚ hög för utrölängre tid för attůũƵĚŵćƚŶŝŶŐ få tillräckligt mångaŽŵ daŐćůůĞƌ ůĊŐĨƌĞŬǀĞŶƚ ďƂƌ att ĚĞƚ ŬŽŶƚƌŽůůĞƌĂƐ ŐĞŶŽŵ ŝŶŽŵŚƵƐ om riktvärdet innehålls. Hur tacklar man ũćŵĨƂƌĞůƐĞ ƐŬĂ ƐŬĞ ŵĞĚ ^ŽĐŝĂůƐƚLJƌĞůƐĞŶƐ ƌŝŬƚǀćƌĚĞŶ͕ ƐĞ ƌĞĨĞƌĞŶƐ ΀ϴ΁͘ ƚƚ ĂůƚĞƌŶĂƚŝǀ ćƌ Ăƚƚ ŵćƚĂ na ett resultat, vilket i många fall innebär tapar. då detta problem? I dagsläget finns ingen onödiga kostnader och utdragna utredŝ ƐĂŵďĂŶĚ ŵĞĚ ŬŽŶƚƌŽůůĞŶ Ăǀ ͲǀćŐĚ ůũƵĚŶŝǀĊ ŽĐŚ ƵƚƐƚƌćĐŬĂ ĨƌĞŬǀĞŶƐŽŵƌĊĚĞƚ ƚŝůů definierad arbetsgång för detta utan det är ƵƚŽŵŚƵƐ ningsprocesser som drabbar både nä- Referenser upp till akustikern som har hand om ut- ůĊŐĂ ĨƌĞŬǀĞŶƐĞƌ ϮϬ ʹ ϮϬϬ ,nj ringsidkare och bullerstörda privatperso[1] Ljunggren, Sten. Mätning av bulredningen att finna en lämplig alternativ ner. lerimmission från vindkraftverk. Elforsk ŵĂŶ lågfrekvent ŵćƚĂ͍ Ğ ŵĞƚŽĚĞƌ ĨƂƌ ŬŽŶƚƌŽůů metod. Beräkningsprogram har länge an- ,Ƶƌ ůĊŶŐ När ƚŝĚ detƐŬĂ gäller ljud börŵĂŶ ŚĂƌ det rapport 98:24.ƐLJĨƚĂƌ 1998.ƚŝůů Ăƚƚ ŵĂŶ ƐŬĂ ƵƚĨƂƌĂ ůũƵĚŵćƚŶŝŶŐĞŶ ǀŝĚ Ğƚƚ ŶŽƌŵĂůƚ ŵĞĚǀŝŶĚƐĨĂůů͘ Ğƚ ƐŬĂ ŚĞůƐƚ ďůĊƐĂ ŵĞůůĂŶ ϲ ŽĐŚ ϭϬ ŵͬƐ ƉĊ ϭϬ ŵ vänts för att beräkna ljudutbredning kring kontrolleras genom ljudmätning inomhus [2] Naturvårdsverket. Mätning av ljud vindkraftverk redan på planeringstadiet, ŚƂũĚ omƵŶĚĞƌ jämförelse ska ske med dĞŵƉĞƌĂƚƵƌĞŶƐ Socialsty- från vindkraftverk – Utkast majŬĂůůĂĚĞ 2005. ƌĞĨĞƌĞŶƐĨƂƌŚĊůůĂŶĚĞŶ͘ ǀĂƌŝĂƚŝŽŶ ŵĞĚ ŚƂũĚĞŶ͕ ĚĞŶ ƐĊ för att i förhand kunna estimera vind- ƚĞŵƉĞƌĂƚƵƌŐƌĂĚŝĞŶƚĞŶ͕ ƐŬĂ ŚĂ ŶŽƌŵĂůĂ ǀćƌĚĞŶ͘ ĞŶ ƐŬĂ ŝŶƚĞ ǀĂƌĂ ƐƚĂƌŬƚ ŶĞŐĂƚŝǀ͕ ǀŝůŬĞƚ ŬĂŶ ŐĞ relsens riktvärden, se referens [8]. Ett al- Stockholm: Naturvårdsverket, 2005. kraftverkets ljudpåverkan på det närlig- ternativ är att mäta utomhus i samband [3] Fredriksson, Jens. Mätning av ljudgande området. Då mätning vid bostaden med kontrollen av A-vägd ljudnivå och immission från vindkraft. Vidareutveckinte är möjligt kan istället vindkraftver- utsträcka frekvensområdet till låga fre- ling av metod för mätning. Examensarbekets ljudeffektnivå mätas upp för att se- kvenser 20 till 200 Hz. te KTH-MWL Trita xxx 2011 (under utardan med datorns hjälp beräkna ljudnivån betande). vid bostad. En sådan ljudmätning görs en- Hur länge?

[4] Naturvårdsverket. Mätning och beligt en internationell standard, IEC Hur lång tid ska man mäta? De metoder räkning av ljud från vindkraft. http:// 61400-11, se referens [5]. Ljudberäkning- man har för kontroll syftar till att man ska www.naturvardsverket.se/sv/Verksamheter en kan göras enligt Naturvårdsverkets utföra ljudmätningen vid ett normalt -med-miljopaverkan/Buller/Buller-franenkla beräkningsmodell för plan mark, se medvindsfall. Det ska helst blåsa mellan 6 vindkraft/Matning-och-berakning-av-ljudreferens [6]. Ännu bättre är att räkna med och 10 m/s på 10 m höjd under referens- fran-vindkraft/ 17 november 2010. en mer detaljerad beräkningsmodell som förhållanden. Temperaturens variation [5] International Electrotechnical Comtar hänsyn till ljudets frekvensfördelning med höjden, den så kallade temperatur- mission. Wind turbine generator systems och till markens topografi, till exempel gradienten, ska ha normala värden. Den – Part 11: Acoustic noise measurements, Nord 2000, se referens [7]. En fördel med ska inte vara starkt negativ, vilket kan ge IEC 61400-11, Edition 2.1, 2006-11.

Nord 2000 är att lågfrekvent ljud också för låg ljudnivå och inte heller vara starkt [6] Naturvårdsverket. Ljud från vindkan beräknas. positiv, vilket skulle kunna ge en förhöjd kraft. Reviderad utgåva av rapport 6241, Ett alternativ, eller rent av komplement ljudnivå, se referens [1]. En mätning en- koncept, 20 april 2010. till detta, kan vara att hitta en mätpunkt i ligt standard för ljudimmission, se [1], el[7] Søndergaard, Bo & Plovsing, Birett läge, där bakgrundsnivån är tillräckligt ler ljudemission, se [5], innebär att mät- ger. Prediction of noise from windfarms låg jämfört med den ljudnivå som härrör ningen av ekvivalent ljudnivå och medel- with Nord 2000. Part 1 and 2. Wind Turfrån vindkraftverken. Exempel på en så- vindhastighet ska ske i tidsintervall om bine Noise WTN 2009 Aalborg. dan kontrollpunkt visas i figur 1. Resulta- minst 1 eller som mest 10 minuter. Totala [8] Lindkvist, Per & Almgren, Martin. tet i den punkten kan sedan användas för mättiden ska vara minst 30 minuter, eller Ljudisolering i bostadshus mot ljud från att verifiera den beräkningsmodell som 100 minuter om tiominutersintervall an- vindkraftverk. Bygg & teknik nr 3 2010.

16

Bygg & teknik 3/11

Investera i en framtida bristvara – tystnad I takt med att våra städer växer och förtätas kommer vi att ha mer och mer ljud omkring oss.

De betongelement vi bygger våra hus av har en fantastisk förmåga att stänga ute störande oljud som kan göra dig trött, ge dig huvudvärk och på sikt till och med höja ditt blodtryck.

Betongens tyngd och tjocklek gör att ett minimum av irriterande buller tränger igenom från utsidan eller mellan våningsplanen och du får en sund och ljudisolerad miljö att bo eller arbeta i. Det tycker vi är smartare byggande.

Läs mer och se filmen om våra hållbara bostadsh us på strangbetong. se

Ljudreflexer och dess olika varianter

Det finns naturligtvis en koppling att ett högt värde på efterklangstiden oftast, men inte alltid, innebär mer klang. För rum av likartad storlek skiljer sig dock efterklangstiden tämligen lite åt trots att de klangliga skillnaderna kan upplevas som mycket stora. Anledningen finns att finna i att klangen inte är ett homoget energifält utan består av enskilda reflexer med varierande nivå, täthet och tidsgap (tidslucka) sinsemellan. Även frekvensinnehåll, fasläge, riktning och interferens påverkar den klangliga upplevelsen. Det är nu viktigt att lite mer i detalj studera hur dessa reflexer skapas och påverkar oss.

Reflexers frekvens och egenskap

Till att börja med måste man förstå att reflexer i olika frekvensområden har olika utbredningsegenskaper. Låga frekvenser

brukar man benämna frekvenser under 200 Hz och höga frekvenser från 2 000 Hz och uppåt. Man kan också betrakta det som att låga frekvenser är frekvenser under rummets delningsfrekvens som ger en volymutbredning och att övriga frekvenser är frekvenser över rummets delningsfrekvens som ger en strålningsutbredning.

Med rummets delningsfrekvens menar man den frekvens där ljudutbredningen övergår från att vara en volymutbredning till en strålgångsutbredning. Med volymutbredning menar vi att ljudet inte har en bestämd riktning utan utbreder sig som en dimma och ger upphov till bland annat ett stående vågfält som också benämns ett reaktivt fält. Precis som i elläran är reaktiv energi ingen verklig energi och kan ge upphov till extremt höga amplituder.

Strålgångsutbredning innebär att ljudet utbreder sig mer eller mindre som ljusstrålar och precis som med ljus kan man uppleva ljud mer eller mindre behagligt beroende på graden av diffusitet, riktning med mera.

Rummets delningsfrekvens är ingen knivskarp delning utan en gradvis övergång mellan de två olika utbredningsformerna som sträcker sig över några oktaver. Rummets delningsfrekvens bestäms av rummets dimensioner. I ett litet rum ligger delningsfrekvensen högt och i ett stort rum ligger delningsfrekvensen lågt.

Delningsfrekvensen är tre gånger den frekvens som motsvarar rummets största dimension. Är rummets största dimension 3,4 m, vilket är våglängden för 100 Hz, så blir alltså delningsfrekvens i detta rum 300 Hz. Det betyder att det blir i huvudsak ett stående vågfält och interferenser som dominerar i frekvenser under 300 Hz och att strålgång dominerar över 300 Hz.

Stående vågor

Om vi börjar med att titta på vad som händer i frekvensområdet under delningsfrekvensen så kommer dessa frekvenser att skapa ett stående vågfält som består av resonanser för ett mycket stort antal frekvenser. Dessa resonanser uppstår när rummets dimensioner (längd, bred, höjd) eller multiplar av där överstämmer med våglängden hos en specifik frekvens. Dessa är de starkaste resonanserna och kallas axiella resonanser men man har även resonanser som är en kombination av samverkan mellan ytorna i ett helt plan eller rummets hela volym. Alla dessa kombinationsmöjligheter gör att ståendevågor kan inträffa vid hundratals frekvenser.

Nivån på en stående våg bestäms av rummets dämpning eller absorption vid denna frekvens. Har vi ingen eller låg dämpning blir amplituden extremt hög.

Man kan jämföra med en kyrkklocka. Den måste vara gjuten med en speciell klockmetall som har mycket liten inre dämp-

10 0

Reflexnivå (dB)

Som en fortsättning på förra årets artikel ”Vad är efterklangstid?”i Bygg & tekniks akustiknummer, 3/2010, vill vi nu gräva oss lite djupare i vad egentligen efterklangen består av. Efterklangen består ju av ett oändligt antal reflexer som avtar i nivå med tiden. Oftast betraktar man efterklangstiden som ett homoget energifält som gradvis tappar energi med tiden. Det är detta betraktelsesätt som ligger till grund för parametern ”efterklang”. Det gör ju att man har skapat sig en parameter som låter sig beskrivas och mätas på ett relativt enkelt sätt. Detta är enligt vår uppfattning den huvudsakliga anledningen till dess popularitet. Vi menar tyvärr att kopplingen mellan den akustiska upplevelsen och siffervärdena för parametern är tämligen låg.

-10 -20 -30

Artikelförfattare är Lennart Nilsson och Yvet Martin, LN Akustikmiljö AB, Stockholm.

18

-40

0

20

40

Reflexfördröjning (ms)

60

80

Bygg & teknik 3/11

ning. Den ringer väldigt starkt när den är rätt utförd men svagt med en felaktig metall som har en viss inre dämpning. Lägger man handen på en klocka, dämpas ljudet mycket kraftigt. Det är på samma sätt med en stående våg som med en rätt avstämd dämpning får amplituden att dämpas mycket kraftigt även om den faktiska ytan på den avstämda absorbenten är mycket liten. Man kan också bildligt betrakta det som att impedansen på en stående våg är mycket hög och att det är lätt att lasta ned eller kortsluta denna impedans.

Stående vågor ger ju upphov till en mycket kraftigt amplitudvariation i rummet så att man på en position kan ha en extrem hög nivå och i en närliggande position kan ha en utsläckning. Detta stående vågmönster påverkar i samma grad en lyssningsposition och en källposition. Det betyder att lyssnar man i en utsläckningsposition så hörs denna frekvens mycket svagt även om den kan vara starkt på andra platser i rummet. Om man placerar en högtalare i en utsläckningsposition så släcker högtalaren ut sig själv för denna frekvens i denna position och ljudnivån blir därmed svag i hela rummet för denna frekvens.

Interferens

Stående vågor förväxlas emellanåt med interferens. Stående vågor uppstår genom addition av ett oändligt antal reflexer i samma dimension och fas. En interferens kan uppstå genom att ingående och utgående ljudvågor samverkar eller motverkar varandra. Möts ingående och utgående ljudvåg i motfas så får man en utsläckning och om väggen inte har någon dämpning och möts de i fas får man en höjning med 6 dB. Det innebär att sitter man framför en hård vägg utan absorption och utsätts för ljud till exempel från en högtalare då ljudet studsar i denna vägg kommer man att få en mycket kraftig nivåvariation beroende på frekvens. Då uppstår det man kallar för en kamfiltereffekt där vissa frekvenser höjs med 6 dB och andra är mer eller mindre ohörbara.

Enda sättet att utjämna frekvensojämnheten är att kraftigt absorbera den reflekterande ytan för att på så sätt minska interferensen. Detta kan vara svårt att genomföra praktiskt i synnerhet vid låga frekvenser då det normalt krävs stora volymer för att absorbera låga frekvenser.

I studiosammanhang och andra tilllämpningar där det krävs extremt bra taluppfattbarhet är just detta den stora utmaningen, att få kontroll på stående vågor och interferenser i låg frekvensområden.

För att förstå skillnaden mellan stående vågfält som är reaktivt och interferens som är aktivt kan man jämföra en ringklocka med en högtalare. Ett finger på ringklockan får den tyst men inte högtalaren.

möjlighet att styra reflexernas riktning, tidsfördelning, täthet och frekvensinnehåll genom val av reflekterande material och dess placering. En vanlig stor slät hård yta fungerar så att en ingående reflex med en viss invinkel mot ytan reflekteras så att den utgående vågen har samma speglade utgående vinkel och har samma frekvens, fas och tidsinnehåll. Det fungerar helt enkelt som en våg i fritt fält bara att riktningen på vågen har förändrats.

Detta kan användas för att rikta vågor mot ett håll där det ger mer nytta, exempelvis utomhusscener som oftast är formade som en snäcka eller nedsänkta vinklade undertak över en talarposition som gör att åhörarna får en förhöjd energi med bättre uppfattbarhet.

Reflektion, absorption, scattering och diffusion

Går man vidare kan man förändra egenskaperna hos den reflekterande ytan. Man kan förändra energiinnehållet för olika frekvenser genom att införa absorption för vissa frekvensområden. Man kan till exempel sätta in lågfrekvensabsorbenter om man enbart vill höja energi för konsonanter och för att på så sätt ytterligare höja taluppfattbarheten.

REFLEKTION REFLEKTION REFLEKTION

SCATTERING SCATTERING SCATTERING

DIFFUSION DIFFUSION DIFFUSION

Strålgångsutbredning

För frekvenser med strålgångsutbredning över rumsutdelningsfrekvenser har man Bygg & teknik 3/11

ǻT ǻT ǻT

Man kanske vill att reflexen ska sprida sig över en större vinkelarea för att på så sätt täcka in en större del av lyssnarskaran. Detta kan göras via något som kallas scattering. Det innebär att ljudet inte reflekteras ut i enbart en vinkel utan i stället täcker en vinkelsektor. Detta kan åstadkommas på många olika sätt. Man kan ha en större välvd konvex yta eller en yta som är sektionerad i olika vinkelsegment och på så sätt få många utgående vinklar.

Man kan också använda sig av något som populärt kallas för diffusorer. Dessa senare är ofta uppbyggda i sektioner med olika djup, vilket kan innebära att ljudet, när det slår tillbaka ur diffusorn, interfererar med varandra och ger upphov till en bredare utstrålningsriktning.

Det är också så att en liten yta som avger ljud också ger en betydligt bredare utstrålning än en stor yta. Av den anledningen måste en diskanthögtalare vara liten för att få en bred utstrålning.

Det finns också diffusorer där praktiskt taget ingenting studsar tillbaka, utan allt slås istället ut åt sidorna. Ordet diffusor kan ha en viss missledande innebörd då vissa diffusorer är enbart avsedda för scattering och andra diffusorer enbart avsedda för just diffusion. Andra har en kombinerad effekt.

Diffusion innebär att en enskild reflex dras ut i tid. Det betyder att ett ljud som kanske bara är 1 ms långt kan bli upp till 5 ms långt med en mycket effektiv diffusor.

Man kan ju undra varför det skulle vara en fördel att göra en reflex längre i tid. Det har med hjärnan att göra. Korta ljud har hjärnan svårt att hinna uppfatta eftersom hjärnan är mer än tusen gånger långsammare än vad örat är. Av denna anledning kan man få hörselskador trotts att man tycker att ljudnivån är obetydlig. En vanlig knallpulverpistol låter inte särskilt mycket men ger trots allt en nivå på över 140 dB. I actionfilmer har man lärt sig detta och tvingats göra ljudet från pistoler väsentligt mycket längre i tid för att det ska låta något på film. På motsvarande sätt är det positivt ur uppfattbarhetssynpunkt att ha många täta och utdragna reflexer.

Praktiska exempel

Diffusion och scattering är med andra ord viktiga akustiska redskap för att få en god och vältäckande uppfattbarhet. Som exempel kan vi nämna att vi var nere i Sala silvergruva och lyssnade på både tal och musik och upplevde med viss förvåning att allt lät mycket bra trots totalt avsaknad av absorption men däremot med en extremt hög närvaro av diffusion och scattering tack vare det omgivande bergsrummets stora oregelbundenhet.

Vi har också vid ett tidigare tillfälle lyssnat på avancerad jazzmusik från Chick Corea på Palau de la Música Catalana i Barcelona. Denna hall har obefintligt absorption men maximal diffusion 19

och scattering. Detta har åstadkommits med ett glastak där varje bit är vinklad och oregelbunden. Väggarna är täckta av skulpturer gjorda av mosaik. Trots alla hårda ytor ger lokalen en fantastisk musikupplevelse.

Ett annat exempel är den gamla reaktorhallen R1 på KTH i Stockholm. Den har en mycket lång efterklangstid på sju sekunder och är mer eller mindre omöjlig att tala i om man står mitt ute i hallen. Där hölls nyligen ett föredrag av Jonas Forsell om opera. Föredraget skedde i den delen av hallen där takhöjden var bara cirka 2,5 meter i stället för i mitten där takhöjden var cirka tio meter. Där fanns fortfarande inga absorbenter och efterklangstiden var den samma på sju sekunder. Trots det var uppfattbarheten mycket god och det gick utmärkt att lyssna på olika operaexempel. På grund av kraftiga tidiga reflexer från tak och vissa väggar så försvann problemet med den långa efterklangstiden.

Vi har också i studiesyfte besökt en stor mängd olika kyrkor som har det gemensamt att de har en mycket lång efterklangstid. Likväl kan man konstatera att dessa kan skilja sig klangmässigt i mycket hög grad. Våra protestantiska kyrkor i Sverige har ofta låg utsmyckningsgrad med stora släta ytor medan andra kyrkor som till exempel katolska kyrkor har hög utsmyckningsgrad och därmed högre diffuserande egenskaper. Hörbarheten i dessa senare är oftast betydligt högre.

Diffusion

En diffusor är ju ett helt hårt föremål utan absorption. Mäter man med traditionella Sabinska-metoden på en diffusor visar denna dock att man rent matematiskt får en absorption ofta i storleksordningen α är lika med 0,3. Det föreligger dock en skillnad vid reflex mot en plan yta där allt ljud reflekteras tillbaks med samma fasläge. På en diffuserande yta kommer ljudet att till stor del reflekteras med en randomiserad fasläge, vilket innebär att faslägena på de enskilda komponenterna i reflexen är slumpmässi-

ga och vi får en effektmässig addition, vilket gör att amplituden på reflexen minskar med 3 dB. Har ytan dessutom en scatteringeffekt minskar nivån naturligtvis i motsvarande grad som energin fördelar sig vinkelmässigt.

från sidan lite snett framifrån och med en viss liten förhöjning i vinkel. Det betyder att en reflex som når oss från denna position har en avsevärd större påverkan än en reflex som kommer uppifrån eller bakifrån.

Hörbarhet

Sammanfattning

Hur ser då en god hörbarhet ut rent tekniskt?

Frekvensmässigt ska de låga frekvenserna hållas ned i nivå för att ge en minskad maskeringseffekt. I synnerhet ska stående vågor dämpas då det kan ge avsevärd maskeringseffekt. Konsonantljud ska energimässigt ligga lite högre i nivå än övriga ljud.

Reflexer som ligger mycket nära i tid alltså inom några få (två till tre) millisekunder ska undvikas då det kan interferera med direktljudet och släcka ut stora frekvensområden. Därefter ska följande reflexer ligga ned i nivå olika mycket beroende på tillämpning. Ju mer akustiskt stöd man önskar desto högre nivå ska reflexerna ha men aldrig högre än direktljudet på de enskilda reflexerna. Det är detta som kallas för akustiskt stöd och för en kör eller orgel eller talare ska detta stöd vara påtagligt, vilket innebär att reflexerna ska ligga ner i nivå några decibel.

I kontrollrumsammanhang där man vill ha en opåverkad lyssning från högtalarna ska alla dessa reflexer ligga ned i storleksordning 20 dB relativt direkt ljudet.

Här gäller också att dessa tidiga reflexer inte bör komma före 20 ms.

I samtliga fall är det en fördel att undvika starka diskreta reflexer utan dessa bör ha stor täthet med lägre amplitud.

Slutligen är det också viktigt med infallsinriktningen på reflexerna relativt örat. För högre frekvenser skiljer sig örats nivåkänslighet för olika riktningar mer än 20 dB, vilket betyder en faktor 100. Vi har relativt låg känslighet för ljud som kommer bakifrån och uppifrån medan ljud som kommer framifrån och i synnerhet från sidorna har hög känslighet. Högst känslighet har örat för ljud som faller in

Sammantaget gör detta att vår upplevelse av klang, uppfattbarhet och välbehag inte kan låta sig summeras av en nästan oförskämt enkel siffra som efterklang. Man kan säga att efterklangstid är en mycket trubbig parameter för att ange en klangupplevelse dels på grund av att bara är en siffra som varierar mycket lite mellan olika rum av jämförbar storlek och dels för att det inte låter sig påverkas av en mängd andra viktiga akustiska faktorer.

Visa ljud ger en maskering medan andra ger en förstärkt tydlighet. Visa tidsintervall är positiva och andra är negativa.

Ljudets infallsriktning har en stor betydelse och många andra variabler påverkar vår upplevelse av ljudet.

Efterklangstiden påverkas obetydligt eller inte alls även om man har kraftiga förändringar av ovan nämnda variabler.

Att enbart specificera en efterklangstid ger med andra ord ett helt slumpmässigt klangligt resultat. Vi efterlyser i standarden lite mer framträdande anvisningar och rekommendationer för klangbehandlig.

■

Vi skapar vibrationsfria miljöer

CHRISTIAN BERNER AB • Box 88, 435 22 Mölnlycke • Tel 031 33 66 900 infose@christianberner.com • www.christianberner.com

20

Bygg & teknik 3/11

Snedställda väggpaneler – inverkan på rumsakustiken Som akustikkonsult får man ofta en ritning på ett parallellepipediskt rum med uppgiften att skapa en lämplig rumsakustik i rummet. Endast smärre ändringar kan göras i rummet och det huvudsakliga arbetet blir att bestämma mängd och placering av ljudabsorbenterna.

Ibland kan det vara nödvändigt att använda absorbenter för att förhindra ekon eller fladderekon och i vissa fall kan detta innebära en för torr klang. I andra fall kan det vara svårt att använda effektiva absorbenter eftersom de inte tål de mekaniska påfrestningar som de kan utsättas för.

Vänthallen i Uppsala inifrån.

Den nya vänthallen ligger ute på spårområdet och projekterades ursprungligen för att vara 10 x 70 m² med en takhöjd på tio meter. Samtliga väggar skulle vara av glas och taket försett med en ljudabsorbent av klass A. Som akustiker blir man

litet fundersam på en glaslada av sådana dimensioner med absorbent endast i taket.

Fladdereko! var naturligtvis den första reaktionen. Ett fladdereko uppkommer mellan parallella ytor om ljudabsorptionen är låg för ett par motstående ytor ILL: MEDEL KLEINER

I många fall finns emellertid möjligheten att föreslå en snedställning av väggar, eller delar av väggar, för att rikta och diffusera ljudet. Genom att använda uppåtvinklade paneler kan man reflektera ljud upp mot ett absorberande tak och få en bättre rumsakustik i vistelsezonen och en kortare efterklangstid.

Paneler som riktar ljudet uppåt kan vara till fördel även i ett rum utan ljudabsorbent i taket. Genom att ljudet reflekteras flera gånger och då diffuseras så förbättras klangen. En ”plan” vägg med normala byggtoleranser har vanligen en diffusionskoefficient på minst tio procent, vilket innebär att efter några reflexer har ljudet diffuserats märkbart.

Vänthall, Resecentrum, Uppsala

Under ett antal år har man arbetat med en omfattande utbyggnad av stationsområdet i Uppsala till ett resecentrum med ny stationsbyggnad samt busstation, vänthall och hotell. Dessutom har Centralpassagen byggts under spåren så att man där kan förflytta sig mellan de olika spåren, vilket innebär att hastigheten på passerande tåg kunnat höjas avsevärt. Passagen är också avsedd för gång- och cykeltrafik mellan de västra och östra stadsdelarna.

Ljudnivå

Ljudnivå

Reflekterat Ekogram

(a)

Artikelförfattare är Leif Rydén, akustikkonsult på Bjerking AB, Uppsala.

Bygg & teknik 3/11

Tid

Tid Direkt

Direkt

Reflekterat Ekogram

(b)

Figur 1: Två olika fall, något idealiserade för tydlighets skull. (a) är ett typiskt fladdereko mellan två parallella väggar där man ser hur ekogrammet består av jämnt fördelade pulser som ger ett tonartat ljud. (b) visar ett rum där väggarna är snedställda nedtill och där taket är reflekterande. Här diffuseras många reflexer och ekogrammet blir mera kontinuerligt och utan den tydligt hörbara repetitiva färgningen.

21

(väggar eller golv/tak) och hög för de andra två paren, se figur 1 påföregående sida. Ett typiskt exempel är ett hotellrum med heltäckningsmatta och säng på golvet, tjockt draperi på fönsterväggen och två kala sidoväggar med låg absorption.

Detta brukar innebära ett kraftigt fladdereko mellan sidoväggarna.

I vänthallen hade man 10 m mellan två parallella hårda väggar och 10 m mellan golv och det absorberande taket.

Mellan de två andra väggarna var det 70 m och vi räknade med att de var så långt bort så att de inte påverkade något. Står man mitt mellan långväggarna så är repetitionstiden 30 ms. Enligt diagrammet i figur 2 är örat mycket känsligt för en repetitiv signal i detta område.

Den andra funderingen var naturligtvis efterklangstiden. Visserligen var hela ta-

1

ket täckt med en utmärkt absorbent, men den var långt borta från vistelsezonen, och det skulle inte heller finnas diffuserande föremål som bänkar eller annan möblering i någon större utsträckning. Erfarenheter från gymnastiksalar sade att det behövdes absorbenter i öronhöjd på väggarna. Att sälja in något sådant hade nog varit svårt, inte ens standardargumentet ”Fungerar utmärkt som anslagstavla!” skulle ha gått hem. Återstod att snedställa väggarna.

Genom att snedställa glasrutorna sex grader så att de lutar utåt undveks fladdereko, något som använts många gånger tidigare. Snedställningen borde också innebära att en större del av ljudenergin skickades uppåt mot absorbenten, vilket borde vara fördelaktigt för både ljudnivån och efterklangstiden i hallen. För att undersöka detta gjorde vi datorsi-

muleringar med vertikala och med snedställda rutor. Beräkningarna visade en efterklangstid på 1,5 s med vertikala rutor och 1,1 s med snedställda.

När hallen byggdes hade längden minskats till ungefär hälften och höjden till 8 m av besparingsskäl, men de snedställda rutorna hade inte prutats bort.

I höstas ordnades en visning av Resecentrum för Uppsalas arkitekter. Ansvarige arkitekten Christer Uppfeldt, White arkitekter, uttryckte då sin uppskattning av akustiken, inte bara ur bullerdämpningssynpunkt, utan även för den behagliga klangen i hallen. Han konstaterade också att de snedställda rutorna gav ett intressant visuellt uttryck åt hallen.

Utrikesterminalen, Arlanda

Mellan parkeringen och terminalen finns en undergång, en lång gång helt i betong,

a

Gain

b

0.1

0.1

0

50 Delay [ms]

100

Figur 2: Känsligheten för en repetitiv signal, som till exempel ett fladdereko.

X-axeln är avståndet mellan pulserna och y-axeln känsligheten. Värdet 0,1 är -20 dB. Den streckade linjen visar känsligheten relativt ett vitt brus med värdet 1, alltså 0 dB. Ur [1].

22

Rutornas sneda infästning, Uppsala.

Undergången mellan parkeringen och terminalen på Arlanda.

Figur 3: Effekten av att luta en hel vägg i äventyrsbadet Kungsängen.

Bygg & teknik 3/11

Bra akustik med Rockfons dB produkter

Rockfons produkter har naturligt goda ljudabsorberande egenskaper, tack vare att de är tillverkade med en kärna av stenull. Våra dB produkter har dessutom en unik sandwichteknologi som optimerar ljudisoleringen.

Undertaksskivorna Sonar dB och Krios dB har marknadens bästa kombination av ljudabsorption och ljudisolering. Nu behöver man inte längre kompromissa för att få en bra akustisk komfort.

Kontakta oss för mer information på telefon 036-570 52 31 via mail info@rockfon.se eller läs mer på www.rockfon.se

$GB%\JBRJB7HNQLN LQGG

Det finns egentligen bara ett sätt att samarbeta

pyramid.se

Alltid lika smidigt

Vi på Ruukki vill att du bara ska ha bra dagar på jobbet. Därför ser vi till att vårt samarbete flyter på, utan obehagliga överraskningar. Genom en enda kontakt får du hjälp med allt från konstruktion och montage i byggprojektet till snabba materialleveranser från våra Steel service centers.

Våra kunder har upptäckt att det är ett effektivt koncept som minskar kostnaderna. Att vi dessutom ständigt strävar efter att minimera spill och andra onödiga miljöbelastningar är ett extra grönt plus.

Tillsammans med våra kunder förverkligar vi allt omöjligt.

Vad behöver du?

Kontakta oss på Ruukki! Tel: 010-78 78 000. Läs mer om oss på www.ruukki.se Bygg & teknik 3/11

23

något som knappast ger associationer till trevlig akustik. Längs väggarna sitter emellertid orange plastpaneler med belysning bakom och panelerna lutar tre grader så att ljud reflekteras något uppåt. Ljudet i gången är förvånansvärt dämpat, inte alls någon ”kulvertakustik”. Förvisso kan man tänka sig att panelerna i sig ger en viss absorption, men det viktigaste för det akustiska intrycket bedöms vara snedställningen som ökar diffusionen i gången.

Vilundabadet i Kungsängen

Äventyrsbadet i Vilunda har en hel lutande vägg för att förbättra ljudklimatet.

Vinkeln är sju grader. Gunilla Sundin på Akustikon har gjort de rumsakustiska beräkningarna med resultat enligt figur 3 på sidan 22. Skillnaden mellan fallen är som synes markant, särskilt i oktavbanden 250 och 500 Hz.

Datorsimulering av rum med olika reflekterande och absorberande paneler

För att komplettera ovanstående erfarenheter har resultaten från en övningsuppgift på Teknisk akustik, CTH, använts.

Som exempel har en gymnastiksal använts. Erfarenhetsmässigt behöver gymnastiksalar mera ljudabsorption än bara i taket. Vår erfarenhet är att om minst 80 procent av taket är täckt med ljudabsorbent av klass A, jämnt fördelad, och det finns absorbent i öronhöjd längs en långoch en kortvägg så ger detta en tillfredsställande rumsakustik. För att undersöka om snedställda paneler är ett alternativ har beräkningar gjorts enligt följande.

Salen är 26 x 13 x 6 m³, där takhöjden är 6 m från golv till undertak. Väggarna är av skivor på reglar och golvet är av betong med sportgolv, alltså en mjuk plastmatta. Undertaket är 40 mm mineralullsskivor, till exempel Ecophon Master Alpha, med 200 mm luftspalt ovanför medan eventuell väggabsorbent är Ecophon Wall Panel dikt mot väggen. Överst sitter 1 m höga fönster.

24

Ljudnivå D50 T-15 Fall Egenskaper ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 1 Ingen extra åtgärder 79 ±2 dB 56 % 1,6 s 2 Två sneda sidor, sex grader 74 ±4 dB 65 % 1,1 s 3 Två sneda sidor, tolv grader 72 ±4 dB 79 % 0,9 s Två sneda, sex grader, och två absorberande sidor 68 ±6 dB 86 % 1,2 s 4 5 Två absorberande sidor 69 ±5 dB 78 % 1,0 s 6 Fyra absorberande sidor 65 ±6 dB 82 % 0,9 s ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Ljudnivån är ett medelvärde över ett stort antal punkter i öronhöjd, med samma uteffekt från ljudkällan i samtliga fall. D50, ett mätetal för taluppfattbarheten, är mätt mellan två punkter diagonalt placerade i rummet. T-15 är efterklangstiden.

Detta innebär att nästan all absorption finns i taket. Väggar och fönster ger dock en viss lågfrekvensabsorption.

Absorbenter och/eller snedställda paneler har placerats från golvet och 2 m upp för beräkningarna.

Beräkningar har gjorts för följande fall: 1. Inga extra åtgärder.

2. Sneda paneler på en kort- och en långsida, lutning sex grader.

3. Sneda paneler på en kort- och en långsida, lutning tolv grader.

4. Sneda paneler på en kort- och en långsida, lutning sex grader, och absorbent på de två övriga.

5. Absorbent på en kort- och en långsida.

6. Absorbent på alla fyra sidor.

Följande värden, se tabellen här intill, erhölls för rummets rumsakustiska parametrar beräknade med Catt.

Av tabellen kan man konstatera följande: ● Ljudnivån beror huvudsakligen på mängden ljudabsorbent i lokalen, men för fall 4 med två sneda och två absorberande paneler gör den ökande diffusionen att ljudnivån blir något lägre än för fall 5 med enbart två absorberande paneler. ● I fall 5 med två absorberande sidor, som man erfarenhetsmässigt vet fungerar tillfredsställande, sänks ljudnivån 10 dB. ● D50, som är relaterad till taluppfattbarheten, är högst för fall 4, förmodligen beroende på kombinationen av absorption och diffusion.

● Fallen 2 och 3 med sneda paneler ger ungefär samma efterklangstider T-15 som fallen 5 och 6 med absorbenter. Varför fall 4 ger längre efterklangstid än de nämnda är oklart. ● De paneler som lutar tolv grader ger märkbart större verkan än paneler lutande sex grader.

Erfarenhetsmässigt upplevs ett rum med ett mera diffust ljudfält som ett rum med en bättre klang. Det är stor skillnad mellan ett helt tomt rum och ett rum med stora, inte nämnvärt absorberande möbler. Ett kalt rum upplevs som ”ekigt”.

Man kan säga att diffusion i viss mån kan ersätta absorption när det gäller det upplevda akustiska intrycket av ett rum.

Här har presenterats beräkningar för tre fall då man gjort beräkningar på inverkan av snedställda väggar på rumsakustiken.

Dessutom har man konstaterat att åtgärderna har gett ett märkbart resultat i praktiken. Av beräkningsresultaten kan vissa slutsatser dras som kan användas för praktiska fall, men mera beräkningar, mätningar och lyssningstester bör göras för att bättre kunna förutsäga åtgärders inverkan.

Slutligen ett tack till Mendel Kleiner, Teknisk akustik, CTH, och Gunilla Sundin, Akustikon, för hjälp med underlag och för diskussioner.

■

Referenser:

[1] M. Kleiner: Audio Technology & Acoustics, Division of Applied Acoustics, CTH, Göteborg 2006, sid. 5:14.

Bygg & teknik 3/11

Efterklangstid är en parameter som de flesta känner till.

Den ger en grov uppfattning av de rumsakustiska kvalitéerna men för att få en mer fullständig bild fordras studier av andra parametrar. Tack vare dagens programvaror är de möjliga att mäta och beräkna. De parametrar som tas upp i denna artikel är i första hand avsedda för musiklokaler men kan även vara lämpliga att studera i samband med exempelvis hörsalar, konferensanläggningar och teaterscener.

ILL: MATS OLSSON

Rumsakustiska parametrar – hur bra kan de beräknas?

Akustikon har ända sedan starten 1984 gjort ett flertal jämförelser mellan beräknade och uppmätta resultat. Inte minst utifrån beräkningar gjorda med den egna programvaran Art. I denna artikel redovisas en mer systematisk undersökning av sex konsertsalar, ett examensarbete av artikelförfattaren Daniel Algulin från år 2010. Syftet var att jämföra mätningar med beräkningar utförda med programvara Catt-A. Datormodellerna byggdes upp utifrån ritningsunderlag, och ingen anpassning till uppmätta resultat har gjorts innan jämförelse. Till skillnad från tidigare studier gjordes även många mätningar/beräkningar i positioner på podiet.

Salarnas storlek varierade mellan 6 500 och 18 000 m³ och vi har arbetat med projektering eller åtgärder i samtliga objekt.

Fokus har lagts på Strength, Clarity, Center Time (redovisas inte nedan), Lateral Fraction och Stage Support. Resultatet har bland annat beskrivits med histogram, där vi betraktar JND, just noticeable difference, som ett relevant kriterium för bedömning och utvärdering. Människans

Artikelförfattare är Gunilla Sundin och Daniel Algulin, Akustikon, ett team i Norconsult, Stockholm.

Bygg & teknik 3/11

Figur 1: Modell av Uppsala konserthus. förmåga att höra förändringar i en klang eller en ton har provats fram i psykoakustiska försök, där man på konstgjord väg har ändrat en parameter i taget med hjälp av datorsimuleringar, inspelningar och auraliseringar. Den minsta skillnad örat kan uppfatta benämns JND. Som exempel kan nämnas att JND är fem procent för efterklangstid, vilket innebär att vi kan höra att något händer med ljudmiljön när efterklangstid förändras från till exempel 1 s till 0,95 s.

Histogram

Syftet med att samla ihop alla resultat och redovisa statistiskt är att hitta genomgå-

ende mönster och generella tendenser till avvikelser. Man kan välja att redovisa bara en frekvens eller vissa platser i salen. Histogrammen i artikeln representerar varje punkt i varje sal för mellanfrekvensområdet, 500, 1 000 och 2 000 Hz. JND har fått styra valet av kolumnindelning för respektive parameter. Stapeln i mitten, grön färg, ligger alltså innanför den gräns där en normalhörande människa inte uppfattar någon ändring. Detta innebär att alla skillnader som faller inom grönt fält kan betraktas som en perfekt överensstämmelse mellan verklighet och modellberäkning. På vertikal axel finns antal mät-/beräkningspunkter som faller inom varje intervall. Totalt finns 320 skillnader representerade i histogrammen. I denna artikel redovisas histogram för Strength och Lateral Fraction.

Strength (G) är ett vägt mått på ljudnivå för lokaler och anges i decibel. Det är en viktig aspekt för vår upplevelse av styrka och påverkar vår känsla av närvaro med avseende på scenen. Bland annat takreflektorernas placering och scenväggarnas utformning är avgörande. Strength är relevant både för tal och musik.

Histogrammet i figur 2 visar att knappt hälften av alla mätningar av Strength ligger innanför JND-intervallet och över 90 procent ligger inom grön och gul kolumn.

Strength är alltså mycket bra representerad av datormodellerna i mittfrekvensom-

Figur 2: Histogram över medelfrekvenser på samtliga mätpunkter i salong i alla salar med avseende på Strength.

25

Figur 3: Diagram över avvikelse mellan modellberäkning och mätning av Strength i en sal.

Figur 4: Histogram över samtliga mätpunkter i salong i alla salar med avseende på Lateral Fraction.

Figur 5:Diagram från mätpunkter mitt i salong från fyra salar med avseende på Clarity.

26

rådet. Diagrammet i figur 3 är ett exempel på att skillnaden i Strength har ett systematisk uppförande över frekvens som går igen i alla salar. Det blir en större skillnad vid 125 Hz än vid 500 Hz. För att ge en uppfattning om var vi befinner oss i frekvens kan nämnas att stämgaffeln har frekvensen 440 Hz. Orsaken till skillnader över frekvens diskuteras i sammanfattningen. Det kan även nämnas i sammanhanget att Strength är en parameter som kräver stor noggrannhet vid mätning för att få korrekt resultat.

Lateral Fraction (LF) är ett mått på hur stor andel reflexer som når lyssnaren från sidoväggar jämfört med energin som kommer framifrån och bakifrån. Bra nivå på Lateral Fraction gör att man känner sig omsluten av ljudbilden och det är mycket positivt för musikupplevelsen. Andelen laterala reflektioner ska vara så hög som möjligt i en sal och kan även vara en kvalitetsfaktor för hörsalar. Scenens bredd, form och djup i förhållande till salens väggplacering är viktigt för Lateral Fraction. Histogrammet i figur 4 visar på god överensstämmelse med modellerna.

Clarity syftar till att beskriva rummets ekograms fördelning över tid. Det finns definitioner för C80 och C50. För C80 beräknas förhållandet av energin före 80 ms med all energi efter 80 ms. Ju högre C80 är, desto mer tidig energi får lyssnaren, vilket ger tydlighet och klarhet. Man kan till exempel lätt urskilja toner i snabba passager med högt Clarity. C80 ska vara ”lagom”, där lagom är beroende på vilket århundrade den spelade musiken kommer från och vilka instrument som spelas.

Clarity har sin motsvarighet för tal i C50. Överensstämmelsen för Clarity varierar mycket beroende på publikplats salongen.

Early Stage Support är den nyaste parametern och har tagits fram av professor Anders Gade. Den syftar till att beskriva hur väl musikern hör sig själv på podiet men skulle i praktiken även kunna användas för skådespelare och talare på scen. Det kräver dock att definitionen anpassas till mindre scener. Parametern definieras enligt; energin som når musikern mellan 20 och 100 ms jämfört direktljudets energi. Att utforma ett podie/dike med avseende på Stage Support är en delikat uppgift, eftersom det också hänger ihop med acceptabel ljudnivå för musikerna. Den påverkas även av tydligheten (Clarity) på podiet. Mätningar har gjorts med antingen tomma eller dukade podier beroende på förutsättningarna vid mättillfället. Jämförelse med modell för dukade podier är inte självklar och kräver vidare utredning. Figur 6 visas skillnaden mellan mätning och beräkning för Early Stage Support för Nybrokajen 11:s scen.

Det kan vara intressant att se ett exempel på absoluta värden, vilket redovisas i figur 7. Vi vet att det kan vara svårt att höra sig själv i samspel med andra, långt fram på denna scen. Positionerna närmast Bygg & teknik 3/11

Figur 6: Karta med avvikelser mellan modellberäkning och mätning av Stage Support på Nybrokajen 11.

Figur 7: Karta över mätning av Early Stage Support på scenen, Nybrokajen 11.

Bygg & teknik 3/11

27

scenvägg, har fütt fÜr lüga värden eftersom definitionen fÜrutsätter att avstündet till vägg är 3,6 m. FÜr att kunna använda Early Stage Support pü mindre scener, skulle definitionen pü tidsintervallet behÜva ändras, fÜrslagsvis till intervallet 10 till 100 ms, sü att man kan fü fram värden närmare vägg.

Definitionen medfÜr att ingen mikrofonpunkt für vara närmare vägg än 3,6 m.

Sammanfattning

MätfÜrfarande

Figur 8: Mätuppställning med hÜgtalare pü scen och mikrofon i salong, Karlstad CCC.

sida om dirigenten. FÜr varje instrumentposition gjordes fyra mätningar pü 1 m avstünd frün källan, resultatet redovisades som ett medelvärde fÜr varje position.

Endast 373 kronor plus moms kostar en helĂĽrsprenumeration pĂĽ Bygg & teknik fĂśr 2011!

N

yh

et

Mätutrustning som används fÜr rumsakustik bestür grundläggande av dator och ljudkort med programvara fÜr mätning av impulssvar, mätmikrofon med büde rundupptagande och üttakarakteristik, samt rundstrülande hÜgtalare. Vid mätningarna i detta fall användes sinussvep.

Ur impulssvaret beräknas respektive rumsakustiska parameter. Vi ville använda programvaran Room Capture i denna studie och det visade sig att vi var pionjärer pü att mäta Strength och Stage Support, efter en del korrigeringar av programmets beräkningsalgoritmer, fungerade det bra. FÜr mätning av Strength krävs att hÜgtalaren har en kalibrerad referensnivü och ett gott hjälpmedel fÜr att ha kontroll Üver fÜrhüllandet till referensnivün under mätning, är en stegad mikrofonfÜrstärkare och hÜgtalarfÜrstärkare.

Mätningarna av Stage Support gjordes i fyra positioner, konsertmästare, oboe, trombon och kontrabas placerad pü hÜger

Den genomfĂśrda studien visar pĂĽ relativt god Ăśverensstämmelse mellan beräknade och uppmätta parametrar. Den är bäst vid 1 000 och 2 000 Hz, vilket är fĂśrdelaktigt, dĂĽ dessa frekvenser har stor betydelse fĂśr den subjektiva upplevelsen. Att Ăśverensstämmelsen här är god beror pĂĽ att dimensionerna pĂĽ de ingĂĽende elementen i rummet, svarar mot tydliga reflexer inom dessa frekvenser. Till det kommer lĂĽng erfarenhet av val av indata till datormodellerna, tillsammans med stor kunskap avseende beräkningsprogrammets funktion, i detta fall Catt-A. FĂśr dimensionering av publikyta ligger Strength och Lateral Fraction märkbart mera stabilt än Clarity. Det kan till viss del fĂśrklaras av att direktljudet har stort inflytande i Clarity och att detta pĂĽverkas i hĂśg grad av strykande infall Ăśver publikytan eller skärmning av balkong eller ballustraden i ett orkesterdike. NĂĽgot som inte dagens beräkningsprogram tar hänsyn till. â–

Tillverkare av mätinstrument inom Akustik & Vibrationer sedan 1967.

Robusta, fältmässiga och användarvänliga instrument fÜr s Ljudmätning i fastigheter, byggarbetsplatser, kontor, grannbullerärenden, installationsljud. s -ÊTNING AV LJUDISOLATION EFTERKLANG STEGLJUD Vi har mätinstrumentet fÜr era behov!

Ta gärna kontakt fÜr mer info!

Norsonic AS Sverige *ANI (UHTALA 3ALES -ANAGER 3WEDEN

0709 699 370, jani.huhtala@norsonic.com WWW NORSONIC SE

28

Gyptone Activ’Air

TM

Akustikundertak som aktivt bryter ner formaldehyd i byggnader

www.gyptone.se Bygg & teknik 3/11

Lärare är en yrkesgrupp som har stora röstkrav i sitt arbete. Det vanligaste kommunikationssättet i en skolsal är talande och lyssnande.

Lärarens röst är därmed det viktigaste redskapet för kommunikationen med eleverna. Rumsakustiken i skolsalen eller föreläsningssalen är kommunikationskanalen som går från talaren till lyssnaren, och påverkar talsignalens kvalitet och därmed förmågan förstå vad läraren säger. Därför är rumsakustik i skolsalar en viktig fråga vad gäller produktivitet och arbetsmiljö i skolor, liksom i andra talarmiljöer.

Vi rapporterar här några av resultaten från ett forskningsprojekt om lärares rösthälsa i skolsalar, och hur denna påverkas av rumsakustiken. Projektet har genomförs som ett nära samarbete mellan gruppen Akustisk teknologi, DTU Elektro, vid Danmarks tekniska universitet (DTU), som ansvarar för de tekniskt-akustiska försöken och analys av dessa, samt Röstforskningsgruppen vid avdelningen för Logopedi, foniatri och audiologi vid Lunds universitet (LU). Projektet är finansierat av AFA, och Ljudmiljöcentrum i Lund har stått som sammanhållande partner. Den största delen av arbetet i projektet utföras som två doktorandprojekt; ett i akustik samt ett i logopedi. De logopediska delarna har utförts av Viveka Lyberg Åhlander, avdelningen för Logopedi, foniatri och audiologi, Lunds universitet.

De rumsakustiska experimenten är utförda av David Peligrin-Garcia, Akustisk teknologi, DTU Elektro, Danmarks tekniska universitet.

Talarkomfort

Vad vi projektet främst har studerat är hur ansträngande det är att tala i ett rum, vilket kan kallas för talarkomfort. Dålig komfort leder till heshet etcetera, vilket är ett fysiologiskt såväl som funktionellt problem. I förstudien, Brunskog, Gade, Payá-Ballester & Reig-Calbo (2009), har samband mellan rummets egenskaper och den ljudstyrka talaren använder samt subjektiv upplevelse av att tala i rummen stuArtikelförfattare är Jonas Brunskog och David Pelegrin-Garcia (Akustisk teknologi, Danmarks tekniska universitet), Viveka Lyberg-Åhlander, Roland Rydell och Anders Löfqvist (Logopedi, foniatri och audiologi, Lunds universitet).

Bygg & teknik 3/11

derats. Men det är viktigt att relatera detta till hälsoproblem med rösten för att resultaten ska leda till konkreta rekommendationer. Rösthälsan är därför en viktig del i projektet. Ett övergripande syfte med studien är därför att undersöka lärarens röstanvändning och röstpåverkan i relation till undervisningslokalens akustiska förutsättningar och de uppfattade akustiska förutsättningarna.

Lärares rösthälsa. Ett flertal studier har undersökt förekomsten av röstproblem hos lärare och faktorer som påverkar dessa men med varierande slutsatser. Baserat på klinisk erfarenhet och tidigare, internationella studier antas förekomsten av röstproblem i lärargruppen vara cirka tjugo procent, men mindre än en procent av dessa sökte hjälp för sina svårigheter.

Det finns en enighet kring röstbelastning som en viktig faktor för röstproblem.

Röstproblem kan ha olika grund. Sedan ett tjugotal år har forskningen kring orsaker till röstproblem hos lärare koncentrerats på den belastning som lärarrösten utsätts för i klassrummet. Röstbelastande faktorer finns i arbetsmiljön, till exempel om man måste tala mycket och länge, om man får otillräckliga pauser, om det finns bakgrundsbuller och om rummet har dålig akustik. Röstbelastande faktorer kan också vara relaterade till individen. Kön, ålder, psykiskt och fysiskt hälsotillstånd och stress kan vara faktorer som har betydelse för uppkomst av röstproblem.

Epidemiologisk screening

För att finna samband mellan hälsoeffekter på rösten och rummens egenskaper så

FOTO: JONAS P ANDERSSON, SKÅNSKA DAGBLADET

Klassrummet och lärarens röst

har en epidemiologisk screening genomförts med hjälp av en enkät som skickas ut till flera skolor i västra Skåne. Syftet är att identifiera förekomst av röstproblem och uppfattning om arbetsmiljön, i första hand den akustiskt relaterade miljön, bland lärare. En enkät har skapats omfattande 72 frågor om den subjektiva uppfattningen om röstfunktion och röstbelastning; förutsättning för vila; möjlighet att påverka schema; rumsakustik; allmän bullersituation; samt antal elever och ålder på dessa. Subjektiva omdömen om lokalens kvalitet att tala i inkluderas också.

För att ta reda på andra orsaker till röstohälsa så ställs frågor om allergi, rökning och trivsel etcetera. Frågorna om röst och röstfunktion bygger till stor del på en svensk version av Voice Handicap Index (VHI-Lund), Lyberg Åhlander, Rydell & Schalén (2009). Även detta frågeformulär har bearbetats inom ramen för projektet.

Datainsamlingen resulterade i 467 godkända enkäter.

Sammanfattningsvis kan vi konstatera att den som har problem med sin röst i större grad påverkas negativt av belastande faktorer i arbetsmiljön, varav rummets akustik utgör en faktor. Vi kan också konstatera att tretton procent av lärargruppen rapporterar att de har problem med sin röst ibland, ofta eller alltid. Graden av sjukskrivning hos gruppen med röstproblem är hög, 36 procent, men även i gruppen som inte uppger sig ha problem förekom sjukskrivningar för röstproblem i nio procent, Lyberg-Åhlander, Rydell & Löfqvist (2010).

Samspelet mellan individ och miljö är avgörande för lärares röstproblem. Lärare 29

med röstproblem påverkas mer av belastande faktorer i arbetsmiljön än de röstfriska kollegorna. Röstproblemen framträdde tydligast i arbetet och endast få mätbara skillnader fanns mellan lärare med röstproblem och deras röstfriska kollegor vid traditionella, kliniska undersökningar. Alla lärare upplever någon gång påverkad röstfunktion men lärare som anger att de har röstproblem skiljer sig från röstfriska lärare i självskattningen av röstsymtomen, i skattningen av återhämtningstiden efter röstbelastning och i att de i högre grad har problem med rösten utan att vara förkylda.

Rumsakustik

Idag är mycket känt om lärares röster och röstanvändning, från enkätstudier och laboratoriestudier. Däremot är ännu mycket okänt om hur lärare uppfattar sin arbetsmiljö ur röstsynpunkt. Det finns få studier om hur lärare använder sina röster i det dagliga arbetet. Jämförande studier om den dagliga röstanvändningen hos lärare med röstproblem och deras röstfriska kollegor saknas nästan helt. Klassrummets akustik har undersökts i en mängd studier men då med fokus på eleven/lyssnaren.

Trots att klassrumsakustiken ofta nämns som bidragande orsak till röstbelastning och röstproblem har den sällan undersökts i relation till lärarens röst.

Men förstudien till projektet, Brunskog, Gade, Payá-Ballester & Reig-Calbo (2009), visade på samband mellan fysiska egenskaper i rummen och röststyrkan, samt med upplevd kvalitet, exempelvis att rummet upplevs bra/dåligt att tala i.

De parametrar i rummet som främst påverkar röststyrkan är rummets storlek samt rummets stöd till talaren (eller rumsförstärkning), vilket har att göra med de tidiga reflexer som ger en återkoppling till talaren. De fysiska egenskaperna i olika rum påverkar således talaren som förändrar och reglerar sin röst. Ett rums stöd (ST) är relaterad till i vilken grad rummet förstärker talarens röst. Detta mått fås fram genom att jämföra olika uttryck för energin i rummets impulssvar, mätt med konsthuvud. Det kan vara så att inte alla de reflekterad energi bidrar positivt till stödet. Därför är måttet röststöd definierat som, Pelegrin-Garcia (2011): ∫ ox h2r(t)dt STx = 10 log–––––––– (1) ∫ ox h2r(t)dt där hr(t) är den reflekterade delen av rummets impulssvar och hd(t) är den direkta delen, och x är en integreringstid.

Reglering av röststyrkan är en del av den så kallade akustiska kommunikationsprocessen, som omfattar all talproduktionen, ljudutbredning och lyssnarens upplevelse. Det är troligt att regleringen av röststyrkan inte bara beror på akustiska egenskaper och audiella referenser (eller feedback), utan att regleringen beror också av visuella referenser; detta kan upple30

vas i situationer då man försöker tala med människor på olika avstånd. Perceptionen av den egna rösten ser ut att vara en viktig audiell referens för reglering av röststyrka, och det är här måtten stöd (ST) kommer in. En annan viktig audiell referens är bakgrundsljud. Talaren tenderar att höja rösten i närvaro av buller. Denna effekt är känd som Lombardeffekten. Men när bakgrundsljudet sjunker under en viss nivå så verkar den röstljudnivå man använder inte att minska, utan ligger på en konstant nivå. Här kommer rummets akustiska egenskaper in.

Laboratorieexperiment

Laboratorieexperiment har utförts för att undersöka talproduktionen (ljudstyrka, grundfrekvens F0 etcetera) för normalt fungerande talare under olika rumsakustiska förhållanden. Dessa förhållanden är inte valda för att vara representativ för faktiska undervisningssituationer, utan är valda för att leda till en bättre förståelse och beskrivning av en talaren och hur han/hon påverkas av rummet. En auditiv virtuell miljö har utvecklats för projekt.

Den består av 29 högtalare som placerats i en kvasisfär kring lyssnaren/subjektet i ett dämpat rum. Talsignalen från subjektet i mitten plockas upp med en mikrofon (head-set). Signalen är sedan faltad i realtid med ett impulssvar (IR) av den simulerade akustiska miljön, och röstsignalen spelas samtidigt in för analys. Ett IR innehåller alla reflexer i rummet, med information om deras försening, infallsvinkeln och spektrala fördelning. I de försök som har utförts i projektet är IR skapade med hjälp av datormodellering av det önskade rummet i Odeon, som är ett kommersiellt program baserat på strålgångsberäkningar Pelegrín-Garcia & Brunskog, J. (2010).

Vi har även studerat om röstanvändningen och röstparametrarna påverkas av avståndet till lyssnaren under olika rumsakustiska förhållanden. Sex talare, i åldrarna från 21 till 30, fick tala under två minuter med en lyssnare närvarande.

Lyssnaren flyttade till positioner på 1,5, 3, 6 och 12 m från talare. Talarens röstsignal spelades in med en huvudburen mikrofon och en digital inspelare. Reella rum användes i denna studie. Experiment upprepades i fyra olika rum: ett ekofritt rum, en efterklangsrum, en lång smal korridor och en stor sal. Resultaten av mätningarna visar att talaren höjer sina röstljudeffekt när avståndet till lyssnaren ökar, i en takt av 1,5 ~ 2,0 dB per dubbla avståndet. Ljudstyrkan som talarna använde i det ekofria rummat skilde sig avsevärt från de andra rummen, men var likartade i de övriga tre rummen, PelegrinGarcia, Smits, Brunskog & Jeong (2011).

Fältstudie

Slutligen, i en fältstudie har vi undersökt hur de mått och resultat vi har sett i laboratoriestudierna fungerar i praktiken, med riktiga lärare i riktiga undervisningssituationer, D. Pelegrin-Garcia, V. LybergAhlander, R. Rydell, J. Brunskog & A. Löfqvist (2010). Lärare från testgruppen (med röstproblem) minskade sina röstnivåer med ökande stöd (- 0,7 dB/dB) i klassrummen, i motsats till kontrollgruppen (utan röstproblem, 0,8 dB/dB). Beteendet hos testgruppen är det önskvärda för att förebygga röstproblem. Mätningarna visar att lärare från testgruppen använt sig av rösten stöd som en adaptiv mekanism för att bevara sin rösthälsa.

Emellertid följer inte beteendet hos lärare i kontrollgruppen samma logiskt mönster.

En hypotetisk förklaring kan vara att stödet ökar i rum med ljudreflekterande ytor,

Figur 1: Blockschema för det virtuella akustiska rummet.

Bygg & teknik 3/11

och då ökar också aktivitetsbullret. På grund av Lombardeffekten skulle talare (studenter och lärare) uppfattar ökade bullernivåer och automatiskt höjer sina röster. Lärare från försöks- och kontrollgrupper var dock påverkade av buller i samma omfattning. Båda grupperna ökade sina röststyrka med ökande aktivitetsbuller i enlighet med Lombardeffekten (cirka 0,6 dB /dB).

■

Referenser

J. Brunskog, A. Gade, G. P. Bellester & L. R. Calbo, Increase in voice level and speaker comfort in lecture rooms, The Journal of the Acoustical Society of America 125, 2072–2082 (2009).

V. Lyberg-Åhlander, R Rydell, J Eriksson & L Schalén, Throat related symptoms and voice: development of an instrument for self assessment of throat problems. J. Voice 2010(5).

V. Lyberg-Åhlander, R. Rydell & A. Löfqvist, Speaker’s comfort in teaching environments: Voice problems in Swedish teaching staff, J. Voice (2010), available online 25 March 2010.

D. Pelegrin-Garcia, V. Lyberg-Åhlander, R. Rydell, J. Brunskog & A. Löfqvist, Influence of classroom acoustics on the voice levels of teachers with and without voice problems: A field study, Proceedings of Meetings on Acoustics 11, 060001 (2010).

Bygg & teknik 3/11

Figur 2: Samband mellan röststyrka och rummets stöd i reella undervisningssituationer, jämförelse mellan lärare med röstproblem (Tests) och lärare utan röstproblem (Controls).

D. Pelegrín-Garcia & J. Brunskog, Natural variations of vocal effort and comfort in simulated environments. Proceedings of EAA Euroregio 2010, Ljubljana, Slovenia, (2010).

D. Pelegrin-Garcia, B. Smits, J. Brunskog & C.-H. Jeong, Vocal effort with changing talker-to-listener distance in different acoustic environments, The

Journal of the Acoustical Society of America 129 (2011), accepted for publication.

D. Pelegrin-Garcia, Comment on ”Increase in voice level and speaker comfort in lecture rooms” [J. Acoust. Soc. Am. 125, 2072–2082 (2009)], The Journal of the Acoustical Society of America 129 (2011), accepted for publication.

31

Akustik i Citybanans stationer Citybanan, den nya pendeltågsbanan under centrala Stockholm som nu byggs, kommer att få två nya underjordiska stationer, City och Odenplan. Kraven på den akustiska miljön i dessa stationer är mycket tuffa. Låga ljudnivåer, god rumsakustik samt bra taluppfattbarhet från högtalarsystemet ska bidra till två stationer i akustisk världsklass.

I artikeln beskrivs några av de överväganden som ligger till grund för kraven samt ges exempel på lösningar som för närvarande projekteras.

För att skapa en god ljudmiljö samt underlätta taluppfattbarhet både vad gäller samtal mellan passagerare samt informationsutrop och inte minst nödutrop från högtalarsystemet har krav på högsta ljudnivåer från installationer och trafik samt rumsakustisk behandling och taluppfattbarhet fastställts.

Ljudnivåer. Kraven på buller från installationer anges i form av A-vägd ljudtrycksnivå enligt: ––––––––––––––––––––––––––––––––– Utrymme Högsta ljudnivå från installationer ––––––––––––––––––––––––––––––––– Kundmodul 35 dB(A) Biljetthall 40 dB(A) Plattformsrum 45 dB(A) Rulltrappor 60 dB(A) ––––––––––––––––––––––––––––––––– Rumsakustisk behandling. Kraven på rumsakustisk behandling anges i form av minsta ljudabsorptionsmängd med ljudabsorbent klass A i relation till utrymmets golvyta: ––––––––––––––––––––––––––––––––– Utrymme Minsta ljudabsorptionsmängd ––––––––––––––––––––––––––––––––– Kundmodul 80 % Biljetthall 40 % Plattformsrum 75 % –––––––––––––––––––––––––––––––––

Taluppfattbarhet. Kravet på taluppfattbarhet anges i form av Speech Transmission Index (STI). För större publika utrymmen gäller kravet STI större än 0,6.

För högtalarsystemet gäller dessutom specifika tekniska krav.

Åtgärder

Åtgärder för att uppnå uppställda krav projekteras för närvarande. Många avvägningar inte minst med hänsyn till estetik och underhåll måste göras för att uppnå ett optimalt slutresultat. Några av de åtgärdsprinciper som är aktuella redovisas nedan.

Ljudnivåer. Ljudnivån i plattformsrummen från installationer bestäms dels av ljud via stationens ventilationssystem och dels av buller från stora impulsfläktar i spårtunnlarna.

Bullret via stationens ventilationssystem åtgärdas på konventionellt sätt. Lågbullrande tilluftsdon, ljuddämpare i ventilationssystemet samt rimligt låga lufthas-

tigheter ger lägre än 45 dB(A) i plattformsrummen.

I spårtunnlarna placeras ett stort antal impulsfläktar, fläktar med cirka 100 dB(A) ljudeffektnivå. Syftet med fläktarna är att ventilera bort stoft från tågtrafiken. Bullret från dessa fläktar dämpas på vägen till plattformsrummen främst med hjälp av: ● Ljudabsorbenter i anslutning till fläktarna ● Ljudabsorbenter i tunnelmynningarna ● Plattformsväggar.

Figur 1 visar exempel på placering av impulsfläktar och ljudabsorbenter.

Det primära syftet med plattformsväggarna är att skapa god luftmiljö på perrongerna genom att minska stoftspridning från spårtunnlarna till plattformsrummen.

Väggarna ger dessutom dämpning av både det installationsbuller och trafikbuller som förekommer i spårtunnlarna.

Minst 25 dB(A) dämpning kommer väggarna att dämpa bullret den vägen.

Figur 1.

Figur 2.

Artikelförfattare är Leif Åkerlöf och Anne Hallin, ÅF-Ingemansson, Stockholm.

32

Bygg & teknik 3/11

Figur 3.

Rumsakustisk behandling. Den rumsakustiska behandlingen av plattformsrummen består av ett ljudabsorberande undertak av tätperforerad plåt med bakomliggande mineralullsabsorbent.

Figur 2 visar ett tvärsnitt genom ett plattformsrum.

Högtalarsystemet. Förutsättningarna för bra taluppfattbarhet från högtalarsystemet på perrongerna är, tack vare effektiva ljudabsorbenter i taken, goda. Antal, placering och typ av högtalare har projekterats men den slutliga lösningen samt garantier att kraven innehålls ligger på le-

Bygg & teknik 3/11

verantören/ ent rep re nören. Beräkningar av förväntad taluppfattbarhet har gjorts. Figur 3 visar resultatet från en del av ett plattformsrum.

Slutsatser

Genom att tidigt specificera ljudkraven och verifieringsmetoderna samt i alla projekteringssteg beakta ljudfrågorna finns goda förutsättningar att uppnå mycket bra ljudklimat på stationerna. Mycket profes-

sionell upphandlingen och anbudsgranskning samt noggrann kontroll i byggskedet är kommande steg som ytterligare ökar möjligheterna att resultaten blir det önskade.

■

33

Mät ljud och vibrationer med 2270 V V V V V

"YGGNADSAKUSTIK 2UMSAKUSTIK )NDUSTRIBULLER 4RAl KBULLER -ÊTNINGAR I EGET LABORATORIUM

!KUSTIKVERKSTAN Q 0ONTUS 4HORSSON Q TEL WWW AKUSTIKVERKSTAN SE AKUSTIKVERKSTAN SE

www.bksv.se 34

Bygg & teknik 3/11

Moderna bostäder i bullerutsatta lägen Den stora inflyttningen till Stockholm innebär inte bara att vår region blir mer kraftfull och levande.

Den ställer även högre krav på byggnadsakustiken. Ett exempel på just detta är de moderna bostäder som nu ska byggas i kvarteret Rackarbergen på Södermalm.

När vi påbörjade projekteringen för flerbostadshuset i kvarteret Rackarbergen vid Ringvägen i Stockholm fastslog vi att ambitionen skulle vara hög. Som gammalt familjeföretag med byggmästartradition har vi alltid haft den inställningen. Vi ville som alltid skapa väldigt trivsamma, moderna och funktionella lägenheter där känslan av kvalitet är påtaglig. Det finns förstås många olika parametrar som påverkar den upplevda kvaliteten; ytbehandling av snickerier, val av material, takhöjd, hur installationsarbeten är utförda med mera. Men givetvis är även överhörning mellan lägenheter och trafikbuller utifrån något som i hög grad påverkar nämnda kvalitetskänsla. På grund av detta valde vi att sikta på att nå ljudklass A i projektet.

Mycket bullerutsatt

Läget vid Ringvägen är mycket bullerutsatt, dels på grund av normal bil- och kollektivtrafik, men även för att många sjuktransporter passerar till och från det närliggande Södersjukhuset varje dag. Eftersom vi bygger hyresrätter och det ekonomiska utrymmet är begränsat i jämförelse med produktion av bostadsrätter, bestämde vi oss för att tidigt i processen ta in Leif Åkerlöf från ÅF-Ingemansson och hålla särskilda ljudmöten, eftersom det självklart finns mycket att vinna på att ha med sig bulleraspekten så tidigt som möjligt i projekteringen. Vi har vid några tillfällen fått frågan om varför vi ska lägga

Artikelförfattare är Ulf Ericsson, Lennart Ericsson Projekt- och Byggnads AB, Stockholm, och Leif Åkerlöf, ÅF-Ingemansson, Stockholm.

Bygg & teknik 3/11

Den planerade byggnaden i kvarteret Rackarbergen på Södermalm i Stockholm.

oss så högt över kraven i Boverkets byggregler (BBR). Det finns en känsla av att man i projekteringen vill ”göra som vanligt” och menar att kraven är tillräckligt höga som de är. Svaret är att vi bygger för att skapa boenden som ska vara väl fungerande på alla sätt – under lång tid.

Enligt Karolinska Institutets folkhälsorapport (KFA) från 2009 störs cirka var femte stockholmare av trafikbuller, främst från vägtrafiken. Detta är en fördubbling på bara tio år och problemet kommer knappast att bli mindre framöver. Vidare visar Socialstyrelsens Miljö-

Figur 1: Ekvivalenta ljudnivåer vid fasad – översikt.

35

hälsorapport från samma år att var tredje svensk är utsatt för ohälsosam bullernivå.

Då är alla typer av buller – inte bara det som kommer från trafik – inräknat. Att vistas i för bullriga miljöer en längre tid kan som de flesta vet leda till sjukdomar som exempelvis tinnitus, men rapporten hänvisar även till samband mellan buller och kroniska hjärt- och kärlsjukdomar som konsekvens av sömnstörningar och stress. Det behöver knappast nämnas att

det blir viktigare och viktigare att skapa en fristad från bullret i hemmet, kanske främst för att det inte endast är ljudstyrkan som är skadlig utan även exponeringstiden. I ljuset av detta skulle det verka märkligt av oss som byggherre att inte ta bullerproblematiken på stort allvar.

Sällan högsta prioritet

Genom åren har trenderna kommit och gått, men en sak har dessvärre alltid varit

densamma; bullerproblematiken har sällan haft högsta prioritet i byggbranschen.

På frågan varför finns några enkla svar – man har inte fått betalt för goda ljudförhållanden och dessutom är det ju ett osynligt problem, vars skadliga efterverkningar märks först efter några år. Samtidigt är generellt sett det vanligaste klagomålet hos hyresgäster, trots att de bor i hus med adekvat ljudisolering, besvärande ljud från grannar och trafik. Vi hoppas i kommande hyresförhandlingar kunna påvisa betydelsen av de bullerminskande åtgärder vi gör och att de tillsammans med all annan inbyggd kvalitet i våra hus gör att vi även kan få betalt för våra ansträngningar. Vi är som sagt övertygade om att frågan kommer tas på än större allvar i framtiden.

Det blir även viktigare att tänka på akustiken med dagens sätt att utforma lägenheter, där öppna planlösningar skapar större akustiska enheter för ljudet att resonera i. Även rummens dimensioner är en faktor i detta. Vissa förhållanden mellan takhöjd, bredd och längd skapar gynnsammare miljö för ljud att fortplanta sig.

Redan vid val av tomt insåg vi att ljudfrågorna måste behandlas speciellt i projektet. Läget mellan Ringvägen med 25 000 fordon/dygn och Södersjukhuset med sjukhusbacken. 4 000 fordon/dygn, betyder att byggnadens placering är viktig för att kunna uppnå målet för avstegsfall B, högst 55 dB(A) utanför minst hälften av boningsrummen i varje lägenhet. I nära samarbete med arkitekten, Joliark, inplacerades byggnaden på tomten och lägenhetsplanlösningarna beslutades. Det gällde att vid en av fasaderna minska ljudinfallet från Ringvägen utan att bullret från Sjukhusbacken blev för högt. Utöver placeringen av byggnaden krävdes ytterligare bullerdämpande åtgärder för att uppnå målet. Bullerredovisningen från detaljplaneutredningen med bullerdämpande åtgärder visas i figur 1 på sidan 35 och figur 2 här intill.

Höga ljudkvalitetspoäng

Figur 2: Ekvivalenta ljudnivåer vid fasad – detaljer och bullerskyddsåtgärder.

36

Läget kan naturligtvis väcka vissa frågor om lämpligheten att bygga här men en noggrann genomgång av alla ljudfaktorer visar att projektet får +10 ljudkvalitetspoäng, vilket är dubbelt så högt som minimikravet. Metoden med ljudkvalitetspoäng som utarbetats av Länsstyrelsen i Stockholms län, Miljöförvaltningen, Stadsbyggnadskontoret och ÅF-Ingemansson tar hänsyn till alla ljudfaktorer, positiv och negativa, för bostäderna. Genom att förstärka de positiva faktorerna, exempelvis anpassad planlösning och låga trafikbullernivåer inomhus kompenseras mer än väl de negativa faktorerna i form av bland andra höga bullernivåer vid vissa fasader.

De höga trafikbullernivåerna vid fasad och relativt stora fönsterytor medför att fönster med mycket hög ljudisolering krävs. För ljudklass A krävs fönster med Bygg & teknik 3/11

Faktaruta kv Rackarbergen Byggherre:

Lennart Ericsson Fastigheter AB Projektledning: Besqab Joliark Arkitekt: Ljudkonsult: ÅF Ingemansson Konstruktör: Hill Statik VVS: Hiensch Engineering El: Belkab

200 mm betong

150 mm betong

Figur 3: Stomsystem, princip, samt kompletterande ljudåtgärder.

Bjälklag med ytvikt 600 kg/m². lägst Rw = 53 dB respektive 48 dB i bostäderna. Fönster med dessa ljudkrav ingår numera i standardsortimentet hos vissa fönstertillverkare.

Val av stomme och stomsystem är av stor betydelse för hur enkelt ljudklass A

ska kunna innehållas. Idealiskt är stora spännvidder av bjälklag med minsta ytvikten/egenvikten 600 kg/m² och bärning endast i ytterväggarna och runt trapphusen. I detta fall var en sådan lösning inte möjlig utan ytterligare några bärande

mellanväggar krävs. För att öka ljudisoleringen horisontellt över dessa väggar kommer de att tilläggsisoleras på en sida.

I figur 3 visas principen för stomuppbyggnaden och kompletterande åtgärder.

Låg ljudalstring i ventilationsdonen

För ventilation av bostäderna har FTXsystem valts. Det ställer krav på framförallt låg ljudalstring i ventilationsdonen.

För att klara totalkravet 22 dB(A) i sovoch vardagsrum får ljudalstringen inte vara högre än cirka 17 dB(A)/don. Även ljudalstringen hos radiatorventilerna måste specialstuderas men tysta radiatorventiler finns på marknaden. Även dessa bör ge högst 17 dB(A).

Projektet har nu kommit så lång att första spadtaget togs den 15 mars 2011 av Sten Nordin, Lennart Ericsson och Kjell Jansson.

Seriös behandling av ljudfrågorna

Erfarenhetsmässigt är det mycket viktigt att ljudfrågorna behandlas seriöst även under byggskedet. ”Fiffiga” lösningar kan annars förstöra resultatet. Särskilda ljudmöten med entreprenörerna kommer att hållas minst en gång per månad. Första inflyttning i detta klass A hus med hyresrätter är planerad till sommaren 2012. ■

Första spadtaget vid kv Rackarbergen togs den 15 mars 2011 av (från vänster) Kjell Jansson, v d Besqab, Lennart Ericsson, byggmästare, och Sten Nordin, Stockholms finansborgarråd.

Endast 373 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2011!

Det finns bara en regel.

Läs mer på www.nivellsystem.se 38nivell 185x65

1

08-11-04 16.55.59 Bygg & teknik 3/11

Akustik och laserskanning

Konserter med publik

Det fall som här ska beskrivas utgörs av Mermaid Theatre i London. Det är en sal som bland annat används av BBC Concert Orchestra (BCO) för inspelning/direktsänding av konserter med publik.

BCO är en mindre symfoniorkester vars repertoar består av allt från symfonisk musik till populärmusik, ofta med folkkäArtikelförfattare är Jan-Inge Gustafsson, Akustikon, ett team i Norconsult AB, Göteborg.

Bygg & teknik 3/11

Figur 1: Mermaid Theatre, bild på salen från scenen.

ra artister. Salen rymmer cirka 600 personer och den är ofta fullsatt vid dessa konserter – biljetterna är gratis!

Uppdraget är ett av flera för BBC, som blivit följden av att vi tillsammans med den danske akustikern Anders Gade år 2004 vann en internationell tävling rörande uppdrag att projektera en ny kon-

sertstudio för BBC Symphony Orchestra i London. Den aktuella konsertstudion, ritad av Foreign Office Architects, blev aldrig realiserad, men tävlingen resulterade ändå i att Akustikon i samarbete med Gade Mortensen Akustik fått ett flertal uppdrag åt BBC. Det har framför allt handlat om byggherrerådgivning för nya konsertstudior i Cardiff, Manchester och London för respektive symfoniorkestrar, men också om utredningar avseende akustikförbättrande åtgärder i ett par befintliga salar, Whatford Hall och Mermaid Theatre.

FOTO: MATS OLSSON

Akustikon, som är Norconsults specialistteam inom salsakustik och AV-teknik, utnyttjar idag mer eller mindre regelmässigt digitala tredimensionella modeller för sina rumsakustiska beräkningar. Förutom att ta fram olika akustiska kriterier och ljudets reflexmönster gör beräkningarna det möjligt att även lyssna på hur det kommer att låta, så kallad auralisering.

Denna teknik är tämligen välkänd idag och används för såväl studier av rumsakustik (naturliga ljudkällor), som högtalarapplikationer. Den är vidare aktuell vid såväl nyprojektering som vid studier av befintliga salar för akustikförbättring eller byte av ljudanläggning.

När det gäller just befintliga salar så är det ofta svårt att få tillräckligt noggranna ritningar och framför allt inte i digital form. Särskilt för äldre lokaler som kyrkor och teatrar. Dessa har dessutom ofta en utsmyckning och utrustning som är svåra att beskriva på ritning. Det var därför en stor lycka för oss när vi fick klart för oss att Norconsult hade tillgång till kunnande och teknik för att utföra laserskanning av en existerande sal. Det öppnade helt nya möjligheter att ta oss an befintliga salar med komplicerad geometri och utsmyckning och skapa beräkningssbara tredimensionella modeller av dessa.

FOTO: MATS OLSSON, AKUSTIKON

Med hjälp av laserskanning är det nu möjligt att göra detaljerade tredimensionella modeller av befintliga komplicerade lokaler i samband med akustikberäkningar. Det förenklar själva uppbyggnaden av modellerna samtidigt som det ökar precisionen i beräkningarna. I artikeln ges exempel från en studie på Mermaid Theatre i London, som utförts på uppdrag av BBC.

Knapphändiga ritningar

Figur 2: Ulf Hägnefelt, Norconsult, under pågående skanning.

För nämnda teater fanns det vissa men något knapphändiga ritningar. Dessutom fanns det som brukligt i en teater, en hel del utrustning, som inte fanns redovisade på ritningarna, exempelvis ventilationskanaler, textiler liksom ett stort antal

Figur 3: Exempel på skannad bild av salen i Mermaid Theatre.

39

Figur 4: Tredimensionell bild av salen avsedd för akustikberäkning.

strålkastare. En förutsättning för att få hög precision på beräkningarna är att dessa objekt finns med i den akustiska modellen. Det var därför ett utomordentligt lämpligt fall för lasertekniken. Således for vi till London och skannade av salen med all dess utrustning. Dessa skannade bilder bearbetades sedan till en beräkningsmodell. Då skanningen ger en alltför detaljerad bild var det nödvändigt att filtrera denna till hanterbara ytor, som man gav akustiska egenskaper såsom koefficienter för ljudabsorption och diffusion.

Beräkningarna kunde vidare kalibreras med de mätningar som utfördes i salen vilket gjorde det möjligt att få ytterligare precision i beräkningarna.

Teknik med avsevärda fördelar

Att tekniken med laserskanning har avsevärda fördelar för akustikstudier i befintliga lokaler är uppenbart. Förutom att det

gör det möjligt att få ett mer precist underlag jämfört med vad vanliga ritningar kan ge, så underlättar det avsevärt uppbyggandet av en komplex akustisk tredimensionell modell. Dessutom kan man som biprodukt få fram digitala ritningar för lokaler där dessa saknas exempelvis gamla teatrar och kyrkor. När Akustikon startade 1984 utgjorde det rumsakustiska beräkningsprogrammet en viktig hörnsten. Sedan dess har företaget hela tiden legat i framkanten när det gäller att utnyttja denna beräkningsteknik med eget och andra program. Med Norconsult som ägare har vi fått tillgång till laserskanningtekniken och därmed fått ytterligare en möjlighet att ta ett kliv framåt vad gäller rumsakustiska beräkningar.

Avsevärt högre detaljeringsgrad

Genom att datormodellerna av rummet kan byggas med avsevärt högre detalje-

ringsgrad ges även möjlighet att göra noggranna jämförelser mellan beräkningar och mätningar. Det gör det möjligt att i ännu högre grad göra beräkningar med hög träffsäkerhet samt lära sig mer om möjligheterna med beräkningsverktygen.

Det ger oss också möjlighet att studera hur hög detaljeringsgrad som är lönsam. I samband med den projektering som påbörjats avseende det nya konserthuset i Malmö kommer vi att genomföra laserskanning och akustiska mätningar i Grosser Musikverein i Wien. Detta är en unik möjlighet att göra detaljerade studier av väldens högst rankade konsertsal avseende akustiken och lyfta kunskapen om salsakustik ytterligare en bit framåt.

■ Endast 373 kronor + moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2011!

Täta fönsteranslutningar H-Fönstret i Lysekil tillverkar skräddarsydda aluminiumfönster med träklädd rumssida. Vår unika konstruktion medger helsäkra anslutningar mellan fönster och vägg. www.h f ons t r et .s e

40

H-Fönstret AB | Gåseberg 420 | 453 91 Lysekil | Tel 0523-66 54 50 | Fax 0523-478 74

Bygg & teknik 3/11

Vi skapar vibrationsfria miljöer

CHRISTIAN BERNER AB • Box 88, 435 22 Mölnlycke • Tel 031 33 66 900 infose@christianberner.com • www.christianberner.com Bygg & teknik 3/11

41

!

T L L E N O I T A R TJAS T Y N T U L L A K RS NÄR LOKALE

utföranden. material och om n io at rm fo iration och in Där får du insp w.winab.se. w w på r ga h blockväg lassade vik- oc d- och brandk Läs allt om lju

Vikväggar i glas från tysk a tillverkaren So larlux är senaste tillsk ottet i vårat sortim ent.

Tel 08-560 211 00

Ljudtätt!

DORMA MOVEO® mobila glasväggar - ljudisolering upp till 50 dB mobila blockväggar - ljudisolering upp till 55 dB DORMA VARIFLEX mobila blockväggar - ljudisolering upp till 60 dB ComforTronic® elektromekanisk tätning som standard i MOVEO® ComfortDrive helautomatisk manövrering som tillval

http://www.diedrichs.se · walls@diedrichs.se · tlf 0430-12890

42

Bygg & teknik 3/11

Lätta bjälklag – vikten av massa Det har väckts ett intresse för lätta bjälklag i flerbostadshus. Ändrade regler gör det numer möjligt att bygga med bjälklag i bland annat trä. Två funktioner att hantera är kraven på ljudisolering och stegljudnivå mellan lägenheter, där ofta den vertikala överföringen är den mest kritiska.

ACAD-International AB har i ett flertal projekt utvecklat lätta bjälklag i olika material som uppfyller dagens ljudkrav för bostäder. I denna artikel redovisas våra erfarenheter och ges synpunkter på vilka frågeställningar som är viktiga. ”Lätta” bjälklag har blivit ett begrepp som inte är klart definierat. Vi avser bjälklag som har en väsentligt lägre massa än 250 mm homogen betong. Den lösningen används ofta med nöjaktiga resultat och har blivit ett vanligt bjälklag i bostäder. I jämförelse med betongen den begränsade massan i ”lätta” bjälklag kompenseras av en uppbyggnad av bjälklaget med flera samverkande skikt och luftspalter.

Krav

De akustiska krav som lägenhetsskiljande bjälklag ska möta, återfinns i SS 25267 (2004). Det gäller luftljudisolering och stegljudnivå. I Boverkets regler finns även krav på svikt och maximal nedböjning under last.

Artikelförfattare är tekn dr Peter Blom, tekn dr Martin Fraggstedt och civ ing SVR Lennart Karlén.

Alla arbetar i ACAD-International AB, Stockholm, som akustiker.

Peter och Martin disputerade vid Marcus Wallenberg laboratoriet, Kungliga Tekniska högskolan.

Bygg & teknik 3/11

uppfyller kraven inom detta frekvensområde.

Mellan 50 och 100 Hz

Bland de egenskaper som ska uppfyllas är stegljudet det som ställer störst krav på konstruktionen och kan sägas vara svårast att uppfylla. Övriga krav kan man möta med beprövad teknik och tämligen välkända konstruktionsmetoder.

Stegljudets frekvensområden enligt krav

Stegljudet kan delas upp i några frekvensområden. Ursprungligen begränsades stegljudnivån inom området 100 till 3 150 Hz. Det har utökats ner till 50 Hz i form av en anpassningsterm, C50-2500. På grund av att mätosäkerheten ökar mot lägre frekvenser var korrektionen till en början en rekommendation. Senare har det kommit att tillämpas även i ljudklass C. Andra länder, som Norge, har inte tilllämpat C50-2500 på samma sätt utan istället skärpt kravet i området 100 till 3 150 Hz i ljudklass C.

Över 100 Hz

I frekvensområdet över 100 Hz finns lång erfarenhet och bra metoder att dimensionera ett bjälklag med tillräcklig precision.

Mätprecisionen är oftast tillräckligt bra om man följer reglerna i ISO-standarderna. Produktdata är i regel tillräckligt bra redovisade. Det finns ett stort utbud av produkter som arbetar väl i detta frekvensområde. Man kan således med god precision konstruera ”lätta” bjälklag som

Mellan 50 och 100 Hz är oftast kunskapen och beräkningsmetoderna tillräckligt bra för att med ”ingenjörsmetoder” och beprövade dimensioneringsmodeller kunna utforma en lösning som ger tillräcklig funktion. Ingenjörsmetod innebär att man med erfarenhet vet vari osäkerheterna ligger och kan ta höjd för dem genom ökade marginaler. Med en avvägd marginal i konstruktionens prestanda, ofta tre till fem dB, kan man få en konstruktion som ger tillräcklig, men ej för stor, säkerhet. I detta frekvensområde är våglängden och rumsstorlek många gånger av samma storleksordning, vilket ökar mätosäkerheten. Speciellt i omöblerade rum är det svårt att få till rätt mätförhållanden. Vissa rumsmått ger större svårigheter. Om väggarna är tunga och parallella kan mätproblemet bli än större.

I detta frekvensområde kan man dimensionera ett bjälklag med god precision om det finns tillräckligt utrymme i höjdled. Den första lösningsidén är att skapa en luftspalt mellan golv och tak som dessutom inte är hopkopplade. Golv och tak bär mellan väggarna var för sig.

Genom att välja tyngre golv-/takkonstruktion kan luftspalten minskas. För luftljudisoleringen är den gynnsammaste lösningen när golv och tak väger lika mycket. När det gäller stegljud är viktsfördelningen mellan golv och tak inte lika självklar.

Ett mål är att golv-/takkonstruktionen med luftspalt dimensioneras så att resonansfrekvensen ligger långt under 50 Hz, alltså under det utökade mätområdet. Då erhåller man en mindre negativ inverkan

43

I många bjälklag uppbyggda med två skikt eller fler, ligger den lägsta resonansen i området 20 till 30 Hz, det vill säga under mätområdet som slutar vid 50 Hz. Resonansen ger då en liten, eventuellt ingen, inverkan på det formella mätvärdet L’nw + C50-2500. Man kan således uppfylla ställda krav i ljudklass C, B och till och med A, om tillräcklig höjd medges för golv-/takkonstruktionen.

Bjälklagen med luftspalt har dock ett problem vid själva resonansen. Detta problem blir större ju lättare bjälklaget är.

Problemet är att taket avstrålar ljud vid resonansfrekvensen, som kan vara tydligt hörbart.

Störningen vid resonans

av luftspalten på det formella stegljudskravet.

Bjälklag och tak med olika massa

Ofta görs den ena delen tyngre än den andra. HDF-bjälklag kombineras med ett uppreglat stegljuddämpande övergolv eller en TT-kassett förstärks med ett nedpendlat ljudisolerande undertak. I dessa fall är den ena delen väsentligt tyngre än den andra. Den tyngre delens akustiska egenskaper förstärks och får bättre luftljudisolering och stegljudnivå.

För stegljudet är det stora skillnader i hur bjälklaget beter sig beroende på om den tyngre delen utgör golv eller tak och

44

vilken typ av golvbeläggning man behöver använda. Återigen här finns god praktisk erfarenhet, tillräckliga beräkningsmetoder och bra beskrivna materialdata.

Frekvenser under 50 Hz – resonansen

Alla uppbyggnader nämnda ovan innehåller minst en luftspalt. Tillsammans med golv och tak bildas ett massa/fjädersystem som har en resonansfrekvens.

Man bör välja uppbyggnaden så att resonansen hamnar lågt. Ju lägre desto bättre.

Tyngre delar och större luftspalt sänker resonansfrekvensen.

Vi har studerat bjälklagens beteende vid olika exciteringar. Normal gång, snabb gång, klampande, hopp, gång med och utan skor, fall med sandfylld boll med mera och med stegljudsapparaten. Vid dessa olika belastningar har vi studerat de subjektivt hörbara effekterna, de mätbara egenskaperna i olika bandbredder ner till smalbandsanalyser, vibrationer och svikt. Vi har studerat följdeffekter i till exempel en kristallkronas rörelser och förstärkningseffekter av ljusprismornas svängning mot omgivande ytor av vibrationer i taket. Vi har också studerat följdeffekter av veka golv med den vinkeländring som böjvågen ger vid kanterna.

Följdeffekten är till exempel hur saker i en bokhylla beter sig vid denna vibration.

När det gäller de hörbara effekterna är det tydligt att det inte är steget som hörs utan reaktionen i golv-tak-systemet av steget som impuls. Då är det reaktionen vid resonansen som blir tydlig. Beroende på impulsens kraft-tid-förlopp, blir reaktionen och ljudavstrålningen olika stark, men lätet vid resonans är mycket lika trots olika exciteringssätt beroende på att det krävs så lite inmatad energi för att skapa en märkbar reaktion i taket vid resonans.

Hammarapparaten beter sig annorlunda och hörs på ett annat sätt. Den alstrar störningar med en periodicitet på 10 Hz, det vill säga dess störspektrum är begränsat till frekvenserna 10, 20, 30, … Hz och

Bygg & teknik 3/11

så vidare. Stålhammarna skapar således ett kraftspektrum som innehåller högre frekvenser. Hur höga frekvenser som förs vidare beror på golvytans egenskaper.

Hammarslagen ger ett bredare störspektrum, där mycket dämpas, men resonansen blir ofta hörbar.

Den hörbara effekten av ett bjälklags reaktion i mottagarrummet under, är framförallt ett smalbandigt lågfrekvent ljud som alstras av takets rörelse i resonans, ett dovt ljud. Bland de värre normala exciteringssätten är hastig gång i strumplästen, vilket låter mer än samma gång med skor. Skillnaden beror delvis på hur resonansen slås i gång av kraft/tidförhållandet i impulsen, steget.

Resonansens läge

Det är naturligt att vilja skjuta ner frekvensen under 20 Hz, som sägs vara en nedre gräns i det hörbara området. Lägre resonansfrekvenser innebär tyngre skikt och större luftspalt. Hörseln upphör inte att ge förnimbara intryck vid 20 Hz men hörstyrkan minskar mot lägre frekvenser.

Samtidigt ökar en känsla av tryckpulsation. Ljudet hörs inte men känns på ett tydligt sätt. Den upplevelsen finns vid resonansfrekvenser under 25 Hz. Vid högre resonanser har vi inte känt dem, kanske för att de hörbara intrycken tar överhand.

I många konstruktioner som vi utformat, har vi byggt in en effektiv dämpning

av böjvågor i golv och tak. Det resulterar i att övertoner och andra högre frekvenser dämpas ut. Hörstyrkan av störningen minskar, men de lägsta resonanserna påverkas knappast.

Rekommendation

Man kan relativt lätt dimensionera ”lätta” bjälklag som uppfyller formella krav ner till och med 50 Hz, ljudklass C, B eller A om tillräckliga bygghöjder medges.

För att undvika en för stor störning måste man lägga resonanserna lågt och begränsa takets reaktion vid resonansfrekvensen. Värst excitering av bjälklaget kan vara barns spring på golvet, eller en vuxen med vana att gå snabbt.

Går det att klara ett ”lätt” bjälklag som ger tillräcklig störfrihet mellan lägenheter vertikalt? Luftljudisoleringen är inga problem. De kraven uppfylls lätt. Stegljuden är svåra. Professor emeritus Sven Lindblad (LTH Byggnadsakustik) antyder att bjälklag måste vara både tunga och styva för att ge låg stegljudsnivå.

Vi håller med om detta. En viss massa, om än begränsad jämfört med 250 mm betong, krävs om de förnimbara effekterna (hörbara-kännbara) ska uppfattas som godtagbara av tillräckligt många människor. Massan finns troligen bäst i den undre skivan som bildar tak, vilket ger två fördelar. Ljudavstrålningen från en tung skiva är mindre vid resonans.

… och svarar

a) Termik.

Ett annat namn för skorstenseffekt. b) Drag.

En lokal avkylning av människokroppen. c) Infiltration.

Luftläckning genom byggnadshöljet i riktning utifrån och in. d) Värmefaktor.

Kvoten mellan avgiven värmeeffekt och eleffekt (kompressoreffekt) för en värmepump. e) Deplacerande ventilation.

Den ventilationsprincip som förutsätter undanträngande luftströmning. f) FTX. Från- och tilluftssystem med värmeväxling angivet som en förkortning med tre bokstäver.

■

Dessutom medför ett tungt tak, som i detta fallet blir bjälklag, en bättre förutsättning för ett uppreglat avvibrerat golv.

Vilka massor, styvheter och mått som krävs är en optimeringsfråga beroende på valda materials egenskaper. För lösningar som bygger på betong kan en lägsta ytvikt på 150 till 200 kg/m² i bjälklaget vara en rekommendation som ger goda förutsättningar.

■

Optimus Mät allt - glöm inget! s! n Optimu ar.

Provkör e å tv dag kostnad i Testa utan för information. oss Kontakta

•

Ett mätområde: 20-140 dB

•

Knivskarp högupplöst OLED-skärm ärm

•

RTA 1:1/1:3 oktavband

•

Omfattande loggningskapacitet

•

Licensfri mjukvara

•

Ljudinspelning (manuell och automatisk)

•

Mäter/lagrar alla parametrar samtidigt

•

Efterklangsmätning

Telefon: 018-56 53 50 - E-post: info@comfort-control.se www.comfort-control.se

Bygg & teknik 3/11

45

Ventilationskanaler som ljudkälla Plåtkanaler för ventilationsanläggningar som alstrar lågfrekvent buller. Norbert Fichter försöker i denna artikel beskriva vad som orsakar detta buller och hur man ska kunna undvika effekten av lågfrekvent buller.

Varje år installeras flera kilometer med plåtkanaler som ska transportera behandlad frisk luft till våra bostäder, kontor, skolor, hotell etcetera. Ofta lägger man dessa kanaler ovanför undertak för att dölja installationen. Dessa enorma, relativt ljudtransparanta och ofta ljudgenererande kanaler beaktas mycket sällan som egna ljudkällor när man planerar ventilationsanläggningar. Om man tar kanalerna med i beräkning så är det oftast enbart att man beräknar kanalväggarnas ljudreduktion som ibland måste förstärkas för att minimera risken för till exempel överhörning. Att kanalerna dock även kan utgöra en bullerkälla tänker man inte på och det finns inga beräkningsmodeller för att kunna uppmärksamma eventuella framtida problem.

Lågfrekvent buller utgör ofta ett vanligt följdproblem för ventilationsanläggningar. Detta buller upplevs som störande även om man ligger långt under de Avägda kravnivåerna. Vill man kunna få kontroll över de lågfrekventa bullrandet, måste man i framtiden mer än hittills kunna betrakta själva kanalsystemet som en potentiell bullerkälla.

I artikeln försöker jag länka intresset till fenomenet ”kanalväggar som ljudkälla”. Kanske kan man börja förstå det gåtfulla problemet med lågfrekvent buller i ventilationsanläggningar eller än bättre kunna lösa dem, om man kan hitta sambanden mellan tryck- och flödesfluktuationer, kanalernas tvärsnitt och form och bulleralstring.

Svängning av kanalväggar. Alla strömningsmotstånd till exempel böjar, avgreningar, trycklådor eller spjäll skapar luftvirvlar. Dessa luftvirvlar leder till perio-

Artikelförfattare är Norbert Fichter, Svensk Teknikutveckling AB, Upplands Väsby.

46

diska trycksvängningar som påverkar kanalväggarna vilka fungerar som en membran som leder slagljud.

Beräkningar såväl som praktiska mätningar visar att amplituderna av dessa tryckfluktuationer kan uppnå nivåer som ligger långt över eller i paritet med de av fläkten skapade ljudtrycksnivåer. Kanalhöljet exciterar alltså med andra ord egna bullernivåer och bildar en egen källa som inte behöver förknippas med fläkten. Om man dessutom har dominerande fläktbuller, det vill säga för dålig primärdämpning efter fläkten kan det föra med sig förödande konsekvenser. Det krävs mycket litet energitillskott för att sätta en rektangulär plåtkanal i svängning.

Impulsen eller effektivvärdet av tryckimpulsen stiger proportionell med totaltryckfallet som själva hindret (spjället, böjen etcetera) genererar. Man kan visa förloppet genom ett halvempiriskt samband:

FD ρ 2 p̃ = 0,1 • ζ ––– –– u FR 2 där p = effektivvärde för tryckets maxima ζ = engångsmotstånd ρ = densitet i kg/m³ u = hastighet i m/s FD = strypningen FR = fri area Ekvationen visar det enkla sambandet mellan höga tryckamplituder och hög hastighet.

Ju lägre hastighet och ju lägre engångsmotstånd, desto lägre tryck. Detta är i och för sig inte direkt gåtfullt. Ofta är man dock som konstruktör tvungen, på grund av platsbrist och dylikt att göra tvära övergångar och tvärsnittsändringar. Detta för tvunget med sig att man bygger upp tryck och därmed även ljud. Min uppfattning är att gamla kunskaper om hur en stötdiffusor eller en övergångsdiffusor konstrueras har gått förlorat. Helt enkelt därför att man ritar anläggningar där man vill transportera så mycket luft på så liten yta som möjligt.

Man räknar sällan på tryckförluster i övergångar, diffusorer, konfusorer och avgreningar delvis därför att systemen kompliceras alltmer, samt att dagens ritprogram har förmåga att räkna ljud. Åtminstone om man ritar sammanhängande system. Med framskridande teknik och alla dess fördelar är risken stor att basal kunskap, om hur man konstruerar system och övergångar, tvärsnittsförändringar och avgreningar går förlorad. Basala ting som förutom lägre

tryckförluster även medför energibesparingar (lägre driftskostnader för fläktar till exempel) samt lägre bullernivåer.

Kanalhölje påverkas av tryck

Konstruktion. Vanliga rektangulära kanaler tillverkas normalt av förzinkad stålplåt och har i allmänhet (beroende på breddmåttet) en plåttjocklek av 0,7 till 1,2 mm.

Tvärsnittet av rektangulära kanaler finns i måtten allt mellan 200 mm och 4 000 mm och tillverkas i längd sektioner av cirka 1 200 till 2 400 mm. Delarna kopplas ihop med antingen gejd eller fläns och bildar på så sätt fast sammanhängande kanaler på kanske fler än 100 m med böjar, avgreningar, påkopplingar etcetera.

Inre krafter. Växelkrafterna i kanalens inre luftpelare gör att kanalväggarna börjar svänga (vibrera). Under växelkrafter förstår man i sammanhanget luftvirvlar, turbulenser och därmed sammanhängande tryck och flödesfluktuationer. Tryckfluktuationen påverkar kanalhöljet direkt därför att plåten är relativ eftergivlig och följer med tryckvariationerna. Därigenom alstras ljud, eftersom kanalplåten blir en svängande membran. Ljudet strålas åt två håll. Dels inåt, alltså in i kanalen och dels utåt, det vill säga till angränsande rum.

Vid frekvenser nedanför den första egenfrekvensen, bestämmer plåthöljets styvhet hur mycket energi som strålas. Svängningsamplituden bestäms alltså av plåttjockleken samt eventuella förstyvningar och storleken på arean som växelkraften kan påverka. Här kan man nämna att hattprofiler, vinkelprofiler, U-profiler och dylika ökar den så kallade areastyvheten hos plåten och därmed kan man även förändra svängningsmönstret.

Stora rektangulära kanaler utgör ett svängningssystem i sig. Med andra ord, det krävs mycket lite exciteringskraft för att få stora kanalhöljen att svänga. Egenfrekvenserna kan man bestämma med till exempel följande ekvation: fmn = 2,4tj

m 2 n + (––)2] [(–– ) l l 1

2

Hz

där tj = plåttjocklek mm fmn = egenfrekvenser i Hz l1, l2 = plåtmått i m mn = svängningsmoder.

Plåthöljet påverkas förutom av strömningen även av den statiska tryckdifferensen ∆Ps som inverkar på den stora plåtyta.

Vid statiska tryck mindre än 200 Pa fås en grundfrekvens av cirka 15 Hz. Ovanför Bygg & teknik 3/11

Bild1: Spektrum i relation till ett lågt statiskt kanaltryck. en statisk tryckdifferens av cirka 500 Pa är det svårt att excitera distinkta egenfrekvenser eftersom plåtens ”membranspänning” dominerar, det vill säga kanalen liknar mera en uppblåst ballong. Vid höga statiska tryck blir plåthöljet mera okänsligt mot tryckfluktationer.

Vid höga statiska tryck elimineras dock även förstyvningars (hattprofilernas) verksamma effekt.

Kritisk hastighet. Den framlidne tyske professor Heckl beskriver den kritiska hastigheten i rektangulära kanaler som en ”hydrodynamisk koincidens”. Detta inträffar enligt honom när hastigheten för tryckfluktuationen (konvektionshastighet uc) är i samklang med den lättast exciterbara böjvågen i plåten.

Den kritiska strömningshastigheten ukri framgår ur den kända ekvationen för böjvågshastigheten efter utbyte av CB och skriver istället uc.

För raka rektangulära kanaler som ej är förstyvda med hattprofiler fås: ––– 4 B 2 ––– uc ≡ CB = √ –– √2πf11 M E d3 B = ––––––– 12(1 -µ2) M = ρ • tj där uc = konvektionshastighet (virvelhastighet) CB = böjvågshastighet M = ytvikt för plåten tj = plåttjocklek E = elastisitetsmodul µ = densitet kg/m³ m = tvärkontraktionstal f11 = grundmod.

cirka 8 m³/s, vilket medför en genomsnittlig hastighet av 7 m/s. Rummet som berördes och där mätningen genomfördes i hade en volym av cirka 280 m³ och var förutom det helt absorberande undertaket hårt reflekterande. En strömningshastighet av 7 m/s är i och för sig inte ovanligt förekommande och medför vanligtvis inte stora akustiska problem, men när det gäller så stora rektangulära kanaler kan även låga hastigheter få förödande konsekvenser.

Kanalen ifråga var en vanlig plåtkanal, dock invändigt isolerad med 50 mm mineralull, för att dämpa kanalbuller. En utvändig isolering av 100 mm tung mineralull applicerades efter att man konstaterade bullerproblem. Effekten av ljudutstrålningen var enorm. Man erhöll mycket kraftiga vibrationssvängningar. Dessa svängningar hade en hastighet på approximativt 6,5 mm/s (RMS). Dess maxima beräknades vid 16 Hz med harmoniska övertoner.

Ett beslut fattades där man skulle bygga om systemet för att få bukt med förekommande ljudproblem.

Kanalen skulle bytas ut mot en kanal bestående av sandwichelement 0,9 mm plåt, 100 mm mineralull, 0,9 mm plåt.

Ljudmätningar skulle genomföras före och efter ombyggnaden.

Mätningar. Tersbandmätningar visade mycket höga värden i framför allt de låga frekvenserna. Kanalens egenljud i dessa låga frekvenser ökade trots att teoretiskt inte fanns någon koppling till fläktljudet.

Det visade sig att man (i båda fallen) fick ett maximum i infraljudsområdet. Subjektivt uppfattade man ljudet som ”åska” eller ”finlandsbåtskänsla”.

Bild 2 och 3 visar mätresultaten för båda kanalutföranden, det vill säga ursprunglig konstruktion jämförd med ny lösning.

Tittar man på bild 2 ser man en enorm förbättring av bullernivåerna i lokalen.

Den röda linjen visar nivåerna förre ombyggnaden, alltså med kanaler enligt ovan med 50 mm invändigt mineralull, plåtkanal och 100 mm utvändigt stapelfiber.

Den svarta kurvan visar sandwichelementet enligt ovan. Skillnaden kommer framför allt i frekvenserna 100 Hz och uppåt. Det visar även det vägda värdet.

A-vägningen visar en skillnad på 12 dBA. Innan ombyggnaden mätte man 48 dBA, efter ombyggnaden 36 dBA. I bild 3 visas dock andra värden. Här visas frekvenser från 5 Hz till 1 kHz. Här kan man se att båda kanalerna beter sig tämligen lika. Ljudutstrålingen är nästan lika stor trots att konstruktionen skilde sig ifrån varandra. Mätningen förtydligar att även en mycket liten effekttillskott förmår att sätta igång svängningar.

Som jämförelse är en naken plåtkanal inlagd. Den blåa streckade linjen visar en naken plåtkanal med hattprofiler (inte knäckning) som förstyvning. Med enbart en plåtkanal skulle man få cirka 58 dBA i ljudnivå.

Subjektiv upplevelse. Efter ombyggnaden upplevdes lokalen som en relativ tyst

Fallbeskrivning

En fallbeskrivning ska exemplifiera dillemmat med lågfrekvensbuller i kanalsystemet.

En ventilationskanal med storlek 1 400 x 800 mm² (B x H) med längd 25 m ovan ett nedpendlat undertak matar ett flöde på Bygg & teknik 3/11

Bild 2: Tersbandsmätning.

Bild 3: Tersbandsmätning.

47

miljö jämfört med systemet innan. De uppenbara bullernivåer som fanns förre ombyggnaden är borta. Lyssnar man dock mycket noga, och om det är mycket tyst runt omkring upplever man dock fortfarande ett lågfrekvent muller. Mullret maskeras dock förhållandevis bra av verksamhetsbuller, men man har fortfarande ett muller.

Den nya kanalen motstår tryckfluktuationerna relativt bra i frekvenserna ovanför 100 Hz. Nedanför 100 Hz bidrar dock de stående fibrarna till att man får en ”styv fjäder”, alltså en massa/fjäder/massa-koppling och ljudreduktionen blir obefintlig bättre jämfört med kanal med enbart utvändig isolering. Det är enbart i jämförelse med den helt oisolerade kanalen som man får något bättre resultat.

Kommentarer

Mättekniskt är det mycket svårt att separera det direkta strömningsljudet från det jag kallar kanalens egenljud. Det blir nästan omöjligt i redan färdig installerade anläggningar. Tidigare mätningar som genomfördes av Heckl [1], Frommhold [2ı visar att lågfrekvent buller, om man har exkluderat fläktbuller genom mycket effektiva ljuddämpare, alltid kan härledas till turbulensrelaterade svängningar av kanalväggar.

Beräknas och mäts förändringen med den A-vägda bullernivån och utför man

beräkningen dessutom inom frekvensområdet 63 till 8 kHz fås nästan alltid goda resultat. Men A-vägningen bör inte vara normgivande. Speciellt i anläggningar med stora rektangulära kanaler bör man nog titta extra noga på frekvensområdet nedanför 63 Hz. Här börjar dock svårigheten. De flesta tillverkare av ventilationsaggregat, spjäll och andra strypenheter och don redovisar enbart ljudtrycks- eller effektnivåer mellan 63 till 8 000 Hz. Uppgifterna fås dessutom enbart i oktaverna och inte i de (för akustikern) mera relevanta tersbanden. I de flesta anläggningstekniska fall har man heller inga problem med frekvenser över 5 kHz. Däremot uppstår nästan alltid problem (om man får problem) vid frekvenser lägre än 100 Hz. Oftast är det fläkten eller spjället eller en strypning eller en formförändring som ger upphov till problem. Matar man in alla tekniska parameter man får i beräkningsprogrammen fås oftast resultat som visar på godkända nivåer, därför att dessa nivåer beräknas enbart mellan oktaverna 63 till 8 000 Hz. Men det (för oss) intressanta börjar nedanför 63 Hz. Denna artikel gör inget anspråk på att vara vetenskaplig korrekt. Det jag ville poängtera är svårigheten med att projektera ventilationsanläggningar med stora rektangulära kanaler. Det medför enligt min åsikt nästan alltid problem. Vill man lösa befintliga bullerproblem genom att

byta ut stora rektangulära kanaler med till synes mycket bättre konstruktion av rektangulär kanal, bör man göra detta med eftertanke. Finns det till exempel alternativa lösningar? Kan man dela upp en stor kanal i flera mindre kanaler? Kan man hitta alternativa dragningar?

Ventilationsteknik är enligt min åsikt många gånger ett eftersatt kapitel inom arkitektur men även inom akustik. Systemet som ska ge oss ett behagligt inomhusklimat är ofta ett styvbarn inom byggnadstekniken. Man ställer jättehöga krav på ventilationseffektivitet, rumstemperatur, koldioxidavgivning och bullernivåer, men man frisätter många gånger för lite teknisk yta, för att kunna motsvara dessa krav ■

Referenser

[1] Heckl, Strömungsgeräusche, VDI Fortschrittsbericht Reihe 7 Nr 20 1969.

[2] Frommhold, Tieffrekquenter Lärm in Reinräumen, Daga 92.

Endast 373 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2011!

VI GÖR DIG BÄTTRE. FOGAR OCH TÄTNINGAR SOM SPARAR ENERGI OCH PENGAR. EXEMPEL PRODUKTOMRÅDE/PRODUKTER AKRYL- & OLJETÄTMASSOR Deco Seal är en slipbar och övermålningsbar fog med spackelegenskaper.

SILIKON Silikon Bygg och sanitet är antimögelbehandlad för rörelsefogar i våtutrymmen.

BRANDFOGMASSOR Fire-Bond®-serien är ett certifierat system av brandfogskum och brandfogmassa.

BYGGFOG Silmax byggfog finns både med rörelseupptagande och fasta egenskaper.

FÖNSTERKITT Glasil fönsterkitt är sprickfritt och kan fås i valfri kulör. För traditionella fönster finns övermålningsbart kitt som är permanent plastiskt.

FOGSKUM Care seal - fogskum helt utan isocyanat för en bättre miljö.

Kontakta Bostik för mer information, telefon 042-19 50 00.

TÄVLA PÅWWW.BOSTIK.SE & VINN EN RESA.TOTALT 100 VINSTER Bostik AB, Box 903, 251 09 Helsingborg Tel 042-19 50 00 www.bostik.se

48

Bygg & teknik 3/11

krysset

Kryssa rätt och vinn biobiljetter!

Fem rätta lösningar belönas med två biobiljetter var!

Senast den 2 maj 2011 vill vi ha ditt svar. Lycka till!

Namn ..........................................................................................................

Gatuadress ................................................................................................

Postnummer .......................... Ort ............................................................

Eventuell vinstskatt betalas av vinnaren.

När Du löst korsordet, fyll i namn och adress på talongen och skicka sedan in hela sidan i ett kuvert till: Bygg & teknik, Box 190 99, 104 32 Stockholm.

Bygg & teknik 3/11

49

www.roxx.se

Fac k

fĂśr an de

Felaktigt utfÜrda vatteninstallationer orsakar en massa elände.

Vattenskador, legionellasmitta och frysskador fÜr att nämna nügra.

Projektera VVS-installationen efter branschreglerna – fÜr din säkerhets skull.

t u t g i s s mä

Ha ditt pü det torra och använd erfarenheten som regelverket ger.

Anlita alltid ett auktoriserat VVS-fÜretag – fÜr din trygghets skull.

Dü vet du att det är folk som kan sin sak.

Pü www.säkervatten.se hittar du de auktoriserade VVS-fÜretagen nära dig.

$QQ %\JJ 7HNQLN LQGG

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Sveriges ledande resurser inom akustik VĂĽra resurser s ,JUDISOLERINGSLABB s (ALVEKOFRITT LABB s %FTERKLANGSRUM s +ALIBRERINGSLABB s &Ă‹LTMĂ‹TNINGAR

4EL % POST INFO SP SE WWW SP SE AKUSTIK

50

Bygg & teknik 3/11

Aktiv bullerdämpning – ljud mot ljud i sovhytt För att kunna dämpa lågfrekvent bullereffektivt krävs alltid speciella åtgärder. Om det dessutom finns stränga krav på att konstruktionen ska väga så lite som möjligt, blir detta en mycket intrikat problemställning. Denna artikel handlar om ett sådant fall. En bostadsplattform – ett av världens dyraste hotell räknat i kostnad per sängplats – ska byggas för placering i norska Ekofiskfältet.

Det är en stor stålkonstruktion med 550 enbäddshytter samt rum för rekreation och avslappning. På plattformen finns en helikopterplatta och man räknar med cirka 50 landningar och starter per dygn. Eftersom arbetsstyrkan går i skift finns det alltid folk som ska kunna sova, oavsett när på dygnet helikoptrarna kommer. Den vanligaste helikoptertypen är Sikorsky S92 – en riktig bjässe som genererar höga nivåer med lågfrekvent buller.

I samband med propellerdrivna fordon talar man ofta om den så kallade bladpassagefrekvensen, Blade Passage Frequency (BPF) som är propellerns rotationshastighet (i varv per sekund) gånger antalet blad på propellern. Detta utgör normalt grundtonen i bullerspektrat för propellern, som kompletteras med ett antal starka övertoner. För Sikorsky S-92 ligger bladpassagefrekvensen på 16 till 17 Hz, vilket räknas till infraljudsområdet, det vill säga under det som vi normalt räknar som hörbart ljud. Men även om vi inte definitionsmässigt kan höra dessa ljud, så är de klart märkbara om ljudtrycksnivån är tillräckligt hög. Infraljud upplevs ofta som något negativt.

De starka övertonerna för denna helikoptertyp ligger i frekvensområdet 30 till

Artikelförfattare är Ingemar Ohlsson, ADL Konsult AB, Stockholm, och Per Sjösten, Sound Processing AB Göteborg.

Bygg & teknik 3/11

Bild 1: Helikoptertypen Sikorsky S-92 används ofta vid transport av personal mellan plattformarna.

120 Hz, det vill säga i ett lågfrekvensområde som i de flesta byggkonstruktioner är ett problemområde. Väggens reduktionstal för ljud avtar här proportionellt mot frekvensen ner till grundresonansen, varefter ljudreduktionen ökar igen. Resonanser i strukturen kan också leda till att ljudreduktionen blir mycket låg vid specifika frekvenser över grundresonansen, men inom lågfrekvensområdet.

Krav på låg ljudnivå

I detta projekt har man satt gränsvärdet för den ekvivalenta ljudnivån – i detta fall medelvärdet över ett dygn – i hytterna till 40 dBA, men tillåter ett maxvärde på 55 dBA vid start och landning. Eftersom den A-vägda ljudtrycksnivån på utsidan väggen väntas ligga i storleksordningen 80 till 90 dBA för alla övertoner mellan 35 och 105 Hz, ställer detta stora krav på väggens konstruktion för att man ska kunna klara gränsvärdet. Med tanke på att väggens ljudreduktion avtar vid låga frekvenser samt eventuella problem med konstruktionsresonanser, inser man att ytterligare bullerdämpningsåtgärder kan bli nödvändiga.

Med anledning av detta gjordes en inledande studie för att se om aktiv dämpning skulle kunna vara en lösning på detta problem. Aktiv dämpning av ljud innebär att man tillför ljud med rätt frekvens, amplitud och fas så att man med interferens mellan originalljudet och det tillförda ljudet kan minska ljudets amplitud. I och med att man tillför ljudeffekt kommer

den totala ljudenergin i hytten att öka, men denna ökning är marginell eftersom man arbetar inom ett smalt frekvensområde och inom en begränsad del av ljudfältet.

Vi har ofta fått frågan om det inte finns ”något” kvar som kan vara skadligt för hörseln, trots att man inte hör detta. För att svara på detta kan man tänka sig att luftvolymen i ett rum består av ett väldigt stort antal små luftpartiklar, som alla hänger ihop med flexibla kopplingar, se bild 2. Om det finns ljud i rummet (vilket det alltid gör) kommer dessa små luftpartiklar att vibrera. Partiklar på olika ställen i rummet vibrerar med olika amplitud och fas, men närliggande partiklar kommer naturligtvis att ha ungefär samma vibrationsmönster. När ett antal luftpartiklar pressas ihop ökar trycket och när de dras isär minskar det. Att en enskild luftpartikel vibrerar beror på att den påverkas av en yttre kraft, som har en viss riktning.

Om vi kan skapa en likadan, men motriktad kraft, kommer luftpartikeln att stå still och – voila – ljudet finns inte längre.

Precis detta gör man med aktiv dämpning: Med en eller flera högtalare skapar man en motkraft för att minska luftpartiklarnas vibrationer – och därmed ljudtrycket. Svårigheten ligger i att skapa ett ljudfält som ligger i motfas i hela volymen – i detta fall hytten. Har man en väldefinierad bullerkälla som producerar

Bild 2: För att illustrera ljud kan man modellera luften som små luftpartiklar som hänger ihop med flexibla kopplingar. När luftpartiklarna vibrerar uppstår tryckvariationer som vi registrerar som ljud.

51

rena toner (till exempel en roterande maskin) kan man ofta dämpa detta buller i en större del av volymen. Så gör man exempelvis i propellerflygplan idag. Har man istället ett slumpmässigt buller, kan man bara dämpa detta i en punkt. Hur stor den tysta zonen blir runt denna punkt beror på ljudets våglängd. Vid låga frekvenser är våglängden större, vilket också ger en större tyst zon eftersom luftpartiklar i ett större område vibrerar ungefär likadant.

Ett exempel på denna typ av aktiv dämpning är ett ett aktivt headset eller en aktiv hörlur. En mikrofon tar upp ljudet nära högtalaren och signalen skickas via en förstärkare och en faskompenserande krets tillbaka till högtalaren. På så vis skapar man en tyst punkt alldeles utanför örat och ju högre förstärkning man kan ha utan att systemet blir instabilt, desto högre dämpning får man.

Det aktiva headsetet är ett exempel på ett återkopplat (feedback) reglersystem; i kretsen ingår bara en mikrofon och en högtalare och dessa sitter i samma punkt – eller väldigt nära varandra, se bild 3. Signalkedjan är dessutom gjord med analog elektronik, vilket är en förutsättning för att man ska kunna dämpa slumpmässiga ljud eftersom fördröjningen är minimal.

Fördröjningen i en sådan krets domineras av den fasvridande kretsen, samt den tid det tar för ljudet att gå från högtalaren till mikrofonen. Om fördröjningen är för stor och ljudet ändrar sig snabbt (höga frekvenser), kommer motkraften från högtalaren för sent för att motverka vibrationerna i luften och dämpningen av ljudet uteblir. För att man ska erhålla en hyfsad dämpning (8 till 10 dB) upp till cirka 200 till 300 Hz, krävs därför att fördröjningen är mycket liten och att den tysta punkten är väldigt nära örat. Av denna anledning används analoga återkopplade system enbart i aktiva headset idag. Sådana används med fördel till exempel när man sitter i ett flygplan, för att dämpa det lågfrekventa, turbulenta bullret. Man kan dessutom koppla in planets underhållningssystem i sitt headset och lyssna på musik eller filmljud medan det lågfrekventa bullret dämpas.

Bild 3: En principiell skiss av en analog återkopplad enhet för dämpning av buller. Denna princip används i aktiva headset. I slingan finns en förstärkning G och en faskorrigering Φ. dan ut detta genom högtalarna. Amplitud och fas för högtalarljudet justeras automatiskt av den adaptiva algoritmen så att ljudnivån i mikrofonerna minimeras.

Problemet med ett digitalt reglersystem är att den interna fördröjningen i enheten är ganska lång, vilket till största delen beror på omvandlingen mellan analog och digital signal. Ett sådant system kan därför inte användas till att dämpa slumpmässigt buller, men fungerar bra för periodiskt (repetitivt) ljud, eftersom det då inte spelar någon roll om det interfererande ljudet ligger några perioder ”efter” originalljudet.

En annan finurlighet med ett digitalt system är att man kan använda virtuella mikrofonpositioner. Reglersystemet försöker ju minimera ljudet i mikrofonpositionen, men tyvärr kan vi inte sätta mikrofonen precis där vi vill ha det som tystast, nämligen vid örat. Men om vi mäter upp överföringsfunktionen till örat, så kan vi simulera en mikrofonposition där, med hjälp av den signal som mikrofonen plockar upp. På så vis kan vi åstadkomma en något bättre dämpning vid örat, utan att behöva placera en verklig mikrofon i denna position.

Denna typ av reglering används ofta i en tillämpning som brukar kallas ”tyst stol”. Ett typiskt användningsområde är dämpning av buller på förarposition i diesellok. Högtalare och mikrofoner placeras i nackskyddet på stolen och dämpar lågfrekvent motorbuller i en zon kring lokförarens huvud.

Test med återkopplad reglering

Våra tester genomfördes i en mock-up med två hytter, placerad på fast mark. Tyvärr hade vi inte tillgång till en helikopter vid mätningarna, så vi fick använda inspelat buller som spelades upp i ett par bra högtalare. Inspelningarna var gjorda med en Sikorsky S-92 på ett flygfält.

Bild 4 visar hytten med högtalarna placerade ovanför huvudkudden. Högtalarna på bilden är standardhögtalare som användes för enkelhets skull. Vid en riktig installation måste dock högtalarna väljas med stor omsorg. De måste kunna generera ljudkomponenter med samma frekvens och amplitud som originalljudet. Detta måste dessutom ske utan distorsion, eftersom det annars finns risk att distorsionsprodukterna kommer att höras tydligt.

Till råga på allt måste högtalarna vara så små som möjligt för att passa in designmässigt, vilket leder till en svår balansgång i konstruktionen av dessa. Frekvensgången för de högtalare som användes här var ”rak” ner till strax under 100 Hz, varefter responsen avtog med frekvensen, så de var inte på något sätt optimala för just denna tillämpning.

Mikrofonerna till reglersystemet tejpades fast på väggen, ungefär i öronhöjd, vilket skulle kunna vara en tänkbar position i en verklig installation. Fyra mätmikrofoner användes för att utvärdera systemets dämpningsförmåga över kud-

Digitalt reglersystem

I vårt projekt var bullerkällan alltså en helikopter och man tänker sig då gärna att detta är en bullerkälla som producerar rena toner, eftersom rotorn går med konstant varvtal. Vår uppgift var att dämpa bullret vid huvudänden av sängen, så att man ska få en god sömn och vara utvilad till nästa arbetspass. Vi bestämde oss för att arbeta med ett digitalt reglersystem från TechnoFirst i USA/Frankrike. Den regleralgoritm som användes var en självjusterande återkopplad reglering (adaptive feedback) och till denna kunde vi använda två högtalare och två mikrofoner. I korthet fungerar denna så att den gör en modell av originalbullret och skickar se52

Bild 4: De något otympliga högtalarna placerade vid huvudänden av sängen.

Reglersystemets mikrofoner är tejpade på väggen. Över kudden finns de fyra mätmikrofoner som användes vid utvärderingen av dämpningen.

Bygg & teknik 3/11

Bild 5: Ljudtrycket vid 98 Hz uppmätt i åtta gånger åtta mätpositioner vid huvudänden. På z-axeln är ljudtrycksnivån i dB markerad. I 5a (till vänster) visas ljudtrycket i original, det vill säga utan dämpning. I 5b (till höger) visas det resulterande ljudtrycket med aktiv reglering. den och dessa var helt frikopplade från reglersystemet. Under vissa mätningar placerades även ett konsthuvud med mikrofoner i öronen på kudden som användes för inspelning av bullret med aktiv dämpning på och av.

Systemet testades först genom att rummet exciterades av en ren sinuston med frekvensen 98 Hz. Detta gjordes bland annat för att hitta optimala positioner för de två mikrofonerna. I bild 5 visas ljudfältet mätt i 64 punkter (åtta gånger åtta med 1 dm avstånd) utan respektive med aktiv dämpning. Väggen med högtalare och mikrofoner befinner sig närmast betraktaren.

En intressant iakttagelse är att ljudfältet har blivit något jämnare med aktiv dämp-

ning. Detta är något som typiskt inträffar när man har aktiva system med flera högtalare och mikrofoner: Stora variationer i ljudfältet jämnas ut – områden med höga ljudnivåer får en markant sänkning och ”dalar” med låga ljudtryck höjs upp något. Dämpningen i mikrofonerna kopplade till reglersystemet var i storleksordningen 20 dB, medan dämpningen i ljudfältet över kudden stannade på cirka 10 dB och något mer i hörnet. Man kan också notera att 80 cm bort från väggen är ljudfältet i princip opåverkat av det aktiva systemet.

Förväntningarna var således ganska högt ställda när vi började använda det inspelade helikopterljudet som buller. De gröna staplarna i bild 6 visar spektrum (i

Bild 6: Tersbandsspektrum som visar ljudtrycket för helikopterbullret i original (gröna staplar) och med aktiv dämpning (röd linje). Digital återkopplad reglering användes.

Bygg & teknik 3/11

tersband) för originalbullret nära öronposition vid kudden. Deltonen i 80 Hz-bandet är klart dominerande, delvis beroende på de högtalare som användes för att skapa bullret.

Den röda linjen i samma bild visar nivån med det aktiva systemet påslaget.

Den största toppen i spektrat har dämpats cirka 10 dB vid öronposition, men övriga frekvensband har inte dämpats i samma grad. Istället har spektrat blivit flatare, utan uppstickande toppar. Dämpningen är hyfsat bra, men inte riktigt så bra som förväntat och man undrar varför.

Vid en närmare analys av de tonala komponenterna i spektrum från helikoptern, visade det sig att dessa inte alls var rena toner med fast frekvens. En rörlig

Bild 7: Tersbandsspektrum som visar samma sak som i föregående bild, men denna gång med digital framkopplad reglering.

53

helikopter i samspel med vindförhållanden som hela tiden varierar gör att fasen för ljudet varierar slumpmässigt. Det som vid en första anblick såg ut som tonala komponenter var därför i själva verket smalbandigt brus. Eftersom vår digitala reglerenhet har en ganska lång signalfördröjning, får den problem med att kunna dämpa ljud som varierar slumpmässigt.

En ny reglerstrategi blir nödvändig.

Test med framkopplad reglering

En stor fördel med ett aktivt system för bullerdämpning som bygger på återkopplad reglering är att den kan byggas som en fristående enhet. Om man har ett bullerproblem (lågfrekvent), kan man montera upp en sådan enhet och sätta i kontakten. Enheten dämpar det buller som råkar finnas där. Men som visats ovan, kan systemet enbart dämpa rent tonalt buller effektivt.

Ett alternativ till återkopplad reglering, är framkopplad reglering (feed forward control). En sådan metod bygger på att man på något sätt kan hitta en signal som hör ihop med bullret – en referenssignal som är korrelerad med bullret. Det kan till exempel handla om att man kan registrera bullret med en mikrofon eller accelerometer i någon annan position.

Vid dämpning av motorbuller brukar man använda en puls-signal från motorn. Med vetskap om motorn, exempelvis att det är en fyrcylindrig fyrtaktsmotor, eller att den har en propeller med sex blad, så vet man också exakt vilka frekvenskomponenter som bullret består av när man vet varvtalet. Sedan låter man – precis som i fallet med den självjusterande återkopplade metoden – en adaptiv algoritm bestämma fas och amplitud för varje frekvens så att ljudet i mikrofonpositionen minimeras.

Framkopplad adaptiv reglering ger normalt en högre och stabilare dämpning än ett återkopplat system. Dessutom kan man använda flera mikrofoner och högtalare för att på så vis dämpa ljudet i en större volym. I ett propellerplan för cirka 50 passagerare använder man normalt mellan 20 och 30 högtalare och upp till 60 mikrofoner utplacerade i kabinen. Den maximala dämpningen av de tonala bullerkomponenterna från propellrarna brukar ligga mellan 15 och 20 dB. Nackdelen med denna typ av reglering är att installationen blir något mer komplicerad, eftersom man måste hitta en bra referenssignal. Ju bättre referenssignal, desto större möjlighet att åstadkomma bra dämpning. I vår tillämpning kan man tänka sig att använda en accelerometer på ytterfasaden, alternativt en mikrofon i anslutning till helikopterplattan. Referenssignalen kan sedan överföras trådlöst till enheterna inne i hytterna.

Mätningarna med den framkopplade regleringen skedde under liknande förhållanden som de tidigare mätningarna, dock ej identiska. I bild 7 på föregående sida visas, som tidigare, originalspektrum som gröna staplar. Spektrum för bullret i denna mätning skiljer sig något från den tidigare mätningen, vilket framför allt beror på att de akustiska förhållandena var något annorlunda. I huvudsak är det dock samma buller, med starka tonala komponenter i de lägre frekvenserna.

Som framgår av den röda kurvan blev dämpningen med denna typ av reglering markant bättre. Ett mer detaljerat spektrum visas i bild 8 och där framgår att det aktiva systemet inte bara har dämpat de tonala komponenterna, utan även buller mellan dessa. I frekvensområdet 50 till 110 Hz är dämpningen mycket bra och den starkaste komponenten har dämpats

med dryga 25 dB över kudden. Den lågfrekventa komponenten vid 35 Hz förblir opåverkad även med denna typ av reglering och detta har två orsaker: Responsen för de högtalare som användes för det aktiva systemet är så låg vid denna frekvens att de inte orkar generera nämnvärt med ljud här. Dessutom hade själva reglersystemet vid denna mätning en undre gränsfrekvens av cirka 40 Hz, vilket ytterligare försämrade möjligheterna att kunna reglera denna frekvenskomponent.

Förändring i dBA-nivån

Frågan uppkommer ofta hur mycket denna dämpning påverkar den A-vägda ljudnivån. För att kunna svara på denna fråga måste man ha kunskap om ljudets spektrum i hytten för hela frekvensområdet, från 20 Hz till 20 kHz. Eftersom plattformen ännu inte är byggd, finns ingen information om detta och det finns inte heller några säkra siffror för ljudtrycket utanför fasaden eller ytterväggens ljudreduktion. Med bra indata skulle dämpningen kunna predikteras med stor säkerhet, men en kvalificerad gissning är ändå att den A-vägda ljudnivån i hytten kan sänkas med 10 till 15 dB men tanke på att ljudet i hytten troligen kommer att domineras av de starka bullerkomponenterna mellan 35 och 105 Hz. Men detta är något som framtiden får utvisa.

■

Bild 8: Smalbandsspektrum som visar resultatet med framkopplad reglering i detalj. Blå kurva är originalspektrum. Röd kurva visar spektrum med aktiv dämpning.

54

Bygg & teknik 3/11

Uppföljaren till AMA Anläggning 07 är här.

Samma grundhistoria, ny tät intrig.

Sveriges viktigaste bok för byggbranschen är här. Nya AMA Anläggning – referensverket för tekniska beskrivningar för anläggningsarbeten. Du hittar den och systerböckerna MER Anläggning 10 och RA Anläggning 10 på byggtjanst.se

Akustik/Bullerskärmar:

Betonginstrument:

Formsättning:

Balkonger:

Fuktskydd:

– skivan

Fuktsäkrar husgrunder! • Snabb uttorkning • Torr grund • Varm grund • God värmeekonomi • Lüg totalkostnad

Betong/Membranhärdare:

RÜrvägen 42 • 136 50 Haninge Telefon 08-609 00 20 • Fax 08-771 82 49

Brandskydd:

www.isodran.se

Fukt, lukt, mĂśgel och radon TrygghetsVakten skyddar krypgrund & vind frĂĽn fuktrelaterade skador. s -ARKNADENS LĂ‹GSTA ENERGIFĂšRBRUKNING s -INIMALT MED UNDERHĂ?LL s Ă?RS LIVSLĂ‹NGD

Betongdukar:

Fogband:

Färg:

www.trygghetsvakten.se

annons bygg-teknik1010.indd 1

Betongelement:

Fogtätningsmassor:

Vi servar hantverkare!

031-760 2000

10-10-12 13.08.48

Geosynteter:

LeverantĂśr av fĂśnster- och fasadprodukter.

VENTILER – TÄTLISTER – BESLAG FOGMASSA – KITT – FOGBAND – VERKTYG MASKINER – SLIPMATERIAL – M.M. Beställ vür katalog pü www.leifarvidsson.se

MullsjÜ 0392-360 10 ¡ Stockholm 08-26 52 10 GÜteborg 031-711 66 90

56

59 x 46 mm

*lYOH ‡ 5LPER ‡ /XOHn 6WRFNKROP ‡ /LGN|SLQJ ZZZ IOD VH

Bygg & teknik 3/11

branschregister www.jehander.se Stockholm 08-625 63 21 Göteborg 031-86 76 50 Norrköping 011-33 16 00 Gävle 026-400 56 50

Allt pekar på att en bra epoxibeläggning skall hålla minst 40 år

Nöj dig inte med mindre!

NM Golv 100 UP har bl.a. god slitstyrka, är tryckfördelande, slagtålig, stötdämpande, kemikalieresistent och lättstädad.

För vårt kompletta golvsortiment, se vår hemsida.

Konsulterande ingenjörer:

Vi möjliggör ert projekt med säkra och genomförbara lösningar inom byggnadsakustik, rumsakustik, industriakustik och samhällsbuller.

Besök oss på www.acad.se

Nils Malmgren AB

| Box 2093 | 442 02 Ytterby Tel: 0303-936 10 | www.nilsmalmgren.se | info@nilsmalmgren.se

Golvgjutsystem:

Din Partner för mark, väg och vatten

Geoteknik:

0771-640040 viacon@viacon.se www.viacon.se

De snabbaste analyserna av inomhusmiljö med kvantitativ DNA-teknik!

Kemiska analyser av mark och vatten och luft.

Vi analyserar byggd miljö

Grundläggning:

Box 15120, 750 15 UPPSALA, 018-444 43 41 www.anoZona.com

Industrikontor:

Golvbeläggningar:

Ingjutningsgods:

Box 20179, 161 02 BROMMA Tel 08-764 68 80, Fax 08-98 05 19 www.meba.se Mobiltel 0708-55 77 89 0708-73 61 67

Bygg & teknik 3/11

57

branschregister

Konsulterande ingenjörer, forts:

Mätinstrument:

Stegar/ställningar:

Göteborg 031-727 25 00 Jönköping 036-30 43 20 Stockholm 08-688 60 00 Uppsala 018-18 35 50 Malmö 040-35 42 00 www.wspgroup.se

Kraft – ljus – klimat:

Tak- och fasadvård:

Ljus och säkerhet:

Tak/Tätskikt:

Lättbyggnadsteknik:

Takplåt:

• Byggnadsakustik • Buller • Vibrationer • Kalibrering – Ljudisoleringslab – Halvekofritt lab – Efterklangsrum

1002

Tel: 010-516 50 00 • www.sp.se/akustik SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Ackrediterad kalibrering www.sp.se

1002

Vi kalibrerar:

• Lufthastighet • Luftflöde • Luftfuktighet

Kontaktpersoner Lufthastighet, Luftflöde Harriet Standar, 010-516 51 87

Luftfuktighet Per Jacobsson, 010-516 56 63

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

58

Bygg & teknik 3/11

SE

.

NY

Nr 0093/06

Vår nya T-Drev växer med uppgiften.

Att driva utvecklingen är att vara först. Att vara först är att tänka i nya banor. Att skilja sig från mängden.

Att inte vara som alla andra. Att våga sticka ut.

T-Drev skapades för att göra det som isolering ska göra, fast bättre.

Sedan vi lanserade vårt drevband har allt fler byggare upptäckt fördelarna med vår självexpanderande isolering. Det är inte så konstigt, eftersom den är

så lätt att montera. Samtidigt isolerar den bättre än traditionell drevisolering och fogskum. Och att den är P-märkt ser vi som självklart.

Det är enkelheten i kombination med det avancerade systemet som andas som gör den perfekt till tätning av alla typer av fönster och dörrar.

Med allt detta sagt, behöver vi ens påpeka att den behåller sina fantastiska egenskaper i över 50 år?

Nydalavägen 14, 574 35 Vetlanda. Telefon 0383-599 00. Fax 0383-146 64. Hemsida www.t-emballage.se

BEGRÄNSAD EFTERSÄNDNING Vid definitiv eftersändning återsänds försändelsen med nya adressen på baksidan (ej adressidan)

POSTTIDNING B

Avsändare: Förlags AB Bygg & teknik Box 19099, 104 32 Stockholm

Ann_Ultrabond Eco S955 1K_SE_210x270_Layout 2 23.03.11 15.04 Side 1

Ultrabond Eco S955 1K

ENKOMPONENT POLYMERBASERAT LIM

• Praktiskt • Lättapplicerat • Lätt att rengöra

MÅNGSIDIGT

• Lämpligt för alla typer av trägolv • På alla underlag

DRYGT

• 30 % större applikationsyta än vanliga tvåkomponents lim

BRA MILJÖVAL

• Extremt låga halter av flyktiga organiska föreningar (EC 1R) • Helt utan lösningsmedel, aminer och icocyanater

*

* Vårt miljöengagement Fler än 150 av Mapeis produkter hjälper projektörer och entreprenörer med innovativa projektlösningar som är LEED (Leadership in Energy and Enviromental Design) certifierade av U.S. Green Building Council.

Rescon Mapei AB Gelbgjutarevägen 6, 171 48 Solna Tel: +46 8 525 090 80 Fax. +46 8 525 090 86 info@resconmapei.se www.resconmapei.se