Teoria

1. Ilmaääneneristävyys

Ilmaääntä syntyy, kun äänitapahtuma, esimerkiksi ihmisen puhe, aiheuttaa ilmanpaineeseen aaltomaista vaihtelua. Ilmaääni etenee ilmassa aallon lailla ja kohdistaa rakenteeseen osuessaan siihen äänitehon W₁. Rakenteen ilmaääneneristävyys R määritellään siihen kohdistuneen äänitehon W₁ ja toiseen tilaan välittyneen äänitehon W₂ suhteena. Akustiikassa käytetään logaritmista asteikkoa ja eristävyys ilmoitetaan desibeleissä, jolloin eristävyys lasketaan kaavalla

(1.1)

Rakenteen eristävyys on sitä parempi, mitä suurempi lukuarvo ilmaääneneristyksellä R on.

Ääniaallon kohdatessa yksinkertaisen rakenteen saa ilmanpaine rakenteen liikkumaan. Mitä suurempi massa rakenteella on, sitä pienempää on ääniaallon synnyttämä liike. Rakenteen pintamassa on tärkein yksinkertaisen rakenteen ääneneristävyyttä määrittävä ominaisuus ja rakenteen massan kaksinkertaistuessa sen ääneneristävyys paranee 6 dB. Muita eristävyyteen vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa jäykkyys ja rakenteen häviöt.

Rakenteen ääneneristävyys on riippuvainen myös äänen taajuudesta. Suurilla taajuuksilla (korkeat äänet) eristävyys on parempi kuin matalilla taajuuksilla (matalat äänet). Yksinkertaisen massiivisen rakenteiden, joiden ääneneristävyys noudattaa massalakia, eristävyys paranee 6 dB äänen taajuuden kaksinkertaistuessa.

Kaksinkertaisissa rakenteissa ääneneristävyyteen vaikuttaa seinäpuoliskojen massojen lisäksi olennaisesti seinäpuoliskojen välisen ilmatilan leveys.  Suurempi ilmaväli seinäpuoliskojen välillä heikentää niiden liikkeen välittymistä ja parantaa ääneneristävyyttä. Kaksinkertaisen seinän massan kasvattaminen kaksinkertaiseksi lisää eristävyyttä noin 9 dB ja ilmavälin kasvattaminen kaksinkertaiseksi parantaa eristävyyttä noin 6 dB.

Massiivisen rakenteen ääneneristävyyttä voidaan parantaa kiinnittämällä siihen taipuisa levy. Levynä voidaan käyttää 8…12 mm paksuisia kipsi-, lastu- tai puukuitulevyä, jotka asennetaan rimoille tai metallirangoille siten, että levyn ja seinän väliin jää 30…50 mm väli. Seinän ja levyn väliseen tilaan sijoitetaan pehmeää mineraalivillaa.

2. Askelääneneristävyys

Askelääneneristävyys on rakenteen kyky eristää askeleiden, huonekalujen siirtämisen yms. aiheuttamaa ääntä. Askelääneneristävyyttä kuvataan rakenteen askeläänitasolla, joka mitataan standardin mukaisen askeläänikojeen aiheuttamana äänitasona vastaanottohuoneessa. Askeläänitaso ilmoittaa vakioäänilähteen luoman äänitason voimakkuuden, jolloin rakenteen eristävyys on sitä parempi, mitä pienempi mitattu askeläänitaso on.

Yksinkertaisen rakenteen askelääneneristävyyteen vaikuttaa sen pintamassa. Suuremmalla massalla eristävyys on parempi, sillä sama askeläänikoje ei saa raskasta rakennetta heilahtelemaan yhtä paljon kuin kevyttä.

Askelääneneristystä voidaan parantaa pehmeällä lattianpäällysteellä tai kelluvalla lattiarakenteella. Pehmeille lattianpäällysteille on yleensä valmistajan toimesta ilmoitettu askeläänitason parannusluku , jota voidaan käyttää tavanomaisessa suunnittelussa.

Kelluva lattiarakenne muodostuu kantavasta tiiviistä rakenteesta (esim. betonilaatta tai ontelolaatta), jonka päälle on sijoitettu kerros joustavaa materiaalia, esimerkiksi mineraalivillaa. Joustavan kerroksen varaan on sijoitettu toinen tiivis levy tai betonilaatta. Kelluvan lattiarakenteen askelääneneristävyys on sitä parempi, mitä raskaammat ovat kantava ja kelluva pintalaatta. Kelluvan pintalaatan tulee olla irti kaikista muista rakenteista. Kelluvaa lattiarakennetta suunnitellessa tulee ottaa huomioon rakenteen ominaistaajuus.

3. Värähtely

Ihmiset aistivat värähtelyä ja tärinää rakennuksissa tuntoaistin lisäksi kuulon avulla runkomeluna. Värähtelyitä syntyy esimerkiksi taloteknisten laitteiden toiminnan seurauksena tai siirtyy rakenteen runkoon maaperästä. Maaperästä rakennuksiin siirtyvä värähtely on tyypillisesti peräisin raideliikenteestä, mutta myös maantieliikenteestä voi aiheutua värähtelyitä. Mahdollinen värähtelyhaitta tulee huomioida jo suunnitteluvaiheessa.

Taloteknisille laitteille kuten ilmanvaihtokoneille tulee mitoittaa sopiva tärinäeristys. Mitoitus tehdään niin, että koneen ja tärinäeristimen muodostava massa-jousi-massa systeemin ominaistaajuus on vähintään 2,5 kertaa alhaisempi kuin koneen alhaisin käyntinopeus. Konehuoneissa ei tule lähtökohtaisesti toteuttaa kelluvia lattiarakenteita, sillä näiden ominaistaajuudet ovat tyypillisesti lähellä laitteiden herätetaajuuksia.

4. Ääneneristysvaatimukset

Nykyiset vaatimukset rakennuksen ääneneristykselle on annettu Ympäristöministeriön asetuksessa 796/2017. Nykyiset vaatimukset koskevat rakennuksia, joille on haettu rakennuslupaa 1. tammikuuta 2018 tai myöhemmin. Olennaisena muutoksena edellisiin määräyksiin ovat uudet ilma- ja askelääneneristyksen tunnuslukujen määritelmät äänitasoeroluku D_nT,w ja askeläänitasoluku L’_nT,w+ C_I,50-2500. Taulukossa 1 on esitetty vaaditut lukuarvot.

Taulukko 1: Ympäristöministeriön asetuksen 796/2017 mukaiset ilma- ja askelääneneristyksen vaatimukset.

Rakenteelle kenttämittauksella määritetty ilmaääneneristysluku R’_w ei siis suoraan vastaa nykyistä tilojen välistä ääneneristysvaatimusta. Ilma- ja askelääneneristystä sekä värähtelyä käsitelty tarkemmin liitetiedostossa. Liitetiedosto käsittelee myös uusien tunnuslukujen eroja aiemmin käytettyihin tunnuslukuihin. Huomattava on, että liitetiedostona oleva ohje on vuodelta 2009, jolloin käytössä olivat aiemmat tunnusluvut ja ohje on kirjoitettu sen mukaisesti.