Om Buller RISE för Miljösamverkan Skåne

Transkript

1 Om Buller RISE för Miljösamverkan Skåne

2 Vad hörs? - ljudet från källa till mottagare Hur hänger det ihop? Källor Ljudets utbredning Ljudet inomhus Koppla nivåer till verkliga förhållanden - mätningar Beräkningsmodeller Hur blir upplevelsen av bullret? Praktiska problem?

3 Innehåll Sidnummer Buller i vardagen ett systemproblem 4 Hur ska buller hanteras? 5 1. Ljudkällor 7 Vilka egenskaper beskriver ljudkällan? 8 Våglängdens betydelse för ljudutstrålning 9 Ljudets spektrum 14 Trafikbuller 19 Olika bullerkällor har olika störningsgrad 23 Sömn och väckning Ljudutbredning 25 Mätmetoder som relaterar till ljudutbredning 28 Mäta eller räkna? 29 Inverkan av olika faktorer på ljudutbredning 32 Några utmaningar vid mätning av vindkraftbuller 48 Vad krävs för att mätningar utomhus ska bli rätt? Rumsakustik 55 Mätmetoder inomhus 56 Fasadisolering 57 Efterklang 60 Utbredningsdämpning i rum 64 Ljudnivå på efterklangsfältet 65 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? Bullerutredningar 79 Vad ingår i en bullerberäkning? 81 Omgivningsbuller 82 Beräkningsmodeller trafik 84 Beräkningsmodeller industri 85 Beräkningsmodeller flyg 86 Vägtrafik Nordisk beräkningsmodell 88 Spårtrafik NMT Tåg NMT Vindkraft 105 Övrig industri Upplevelse av ljud 110 Hur går standarder och upplevelser ihop? 111 Individuella skillnader i acceptans/störning 117 Frekvensvägning db(a), db(b) och db(c) 118 Störning av lågfrekvent buller 127 Toner i buller 133 Transienta ljud - impulsljud Mätutrustning 136 Ljudnivåmätaren 138 Ljudkalibratorn 143 Stegljudsapparaten 144 Instrumentstandarder Några praktiska aspekter 147 Vanliga problem vid granskning 148 Lite om mätosäkerheter 150 Folkhälsomyndigheten - mätmetoder inomhus 157 Naturvårdsverket buller RISE Om Buller

4 Buller i vardagen ett systemproblem Utomhusbullret påverkar oss även inomhus genom en process i flera steg, eller en kedja med många länkar som till exempel: Källan hur uppkommer ljudet, och hur strålar ljudet ut? Ljudutbredning vad händer på ljudets väg? Ljudisolering hur kommer ljudet in i bostaden? Rumsakustik vad blir ljudnivån i bostaden? Psykoakustik hur upplevs ljudet? Fler aspekter finns hälsoaspekter, legala aspekter mm. Inte minst kontext. Samma buller kan vara extremt störande i vissa sammanhang men inte i andra. Exempelvis om ljudet av en droppande kran tar sig in i ett sovrum eller in till en idrottshall Hur hänger det ihop? 4 RISE Om Buller

5 Hur ska buller hanteras? Olika miljöer eller aktiviteter innebär olika problemområden och angreppssätt, exempel: Bostäder bullerskydd Lokaler, skolor, förskolor, kontor, sjukvård, hotell bullerskydd, arbetsmiljö, taluppfattbarhet Kravställning BBR (Boverkets byggregler) Ljudklassning Projektering Dimensionering, val av lösningar och system Kvalitetssäkring i byggprocessen Egenkontroll, checklistor Verifiering och kontroll 5 RISE Om Buller Mätningar och beräkningar

6 Det måste bli rätt så tidigt som möjligt Det är visat att kostnaden för bulleråtgärder ökar och kvaliteten på den resulterande ljudmiljön minskar ju senare insatserna sker 6 RISE Om Buller

7 Ljudkällor

8 Vilka egenskaper beskriver ljudkällan? Ljudets utstrålning riktningsdiagram Storlek på ljudmynningar eller vibrerande ytor avgör hur bred ljudets vågfront blir Positioner av olika strålande ytor avgör vilka riktningar som är mest kritiska Ljudets spektrum Frekvensinnehåll är viktigt för bullerproblematiken och för upplevelsen En viktig aspekt som bör beaktas är ljudets fluktuation över tid (om det är intermittent, oscillerande, stabilt osv) Källor 8 RISE Ljudkällor

9 Våglängdens betydelse för ljudutstrålning Våglängd,, är ett mått på hur långt ljudet hinner röra sig innan ljudvågens mönster upprepar sig Våglängden är relaterat till frekvens, f, via ljudhastighet, c, så här: Låg frekvens = c / f Våglängden är en längd i meter som direkt kan jämföras med t ex rummets dimensioner Våglängden ger oftast viktigaste informationen för hur ljudet beter sig i rum, vid skärmar osv Hög frekvens Två ljudvågor breder ut sig åt höger i 340 m/s. Om man kunde stanna tiden och mäta avståndet mellan tryckvariationerna i rummet skulle avståndet, våglängden, bli kortare vid högre frekvenser. 9 RISE Ljudkällor

10 Våglängdens betydelse för ljudutstrålning En ljudsändande yta kan ses som många små sfäriska ljudsändare Tillsammans samverkar dessa små sändare till att forma vågfronten beroende på våglängd ( s.k. Huygens princip) 1) Om den ljudsändande ytan är mycket större än en våglängd så rör sig ljudvågen ganska parallellt i ett plan 2) Om den ljudsändande ytan är av samma eller mindre storlek än en våglängd så strålar ljudvågen sfäriskt ut i alla riktningar, med en vågfront som en boll Cirklarna visar hur vågor från en punktkälla utbreder sig, t ex en liten vibrerande yta Sändande yta, t ex högtalarmembran Resulterande vågfront Frontens rörelseriktning Sändande yta som är liten i förhållande till våglängden 10 RISE Ljudkällor

11 Våglängdens betydelse för ljudutstrålning En vibrerande yta eller mynning kommer alltså att skicka ut ljud i alla riktningar vid låga frekvenser men vid höga frekvenser blir ljudet riktat åt ett visst håll Vad som är hög/låg frekvens beror av förhållandet storlek/yta mot våglängd I ett riktningsdiagram visas detta som utstrålad ljudeffekt i olika riktningar (360 runt). I figuren är en mynning riktad till höger. För höga frekvenser så breder sig ljudet ut i den riktningen, men för låga frekvenser så kommer ljud att spridas i alla riktningar (men lite mer åt höger) 11 RISE Ljudkällor

12 Våglängdens betydelse för ljudutstrålning Det är lätt att komma ihåg våglängden för vissa frekvenser börja med 100 Hz och 340 Hz! f c 340 m/s (vid 18 C) 100 Hz 340/100 3,4 m 340 Hz 340/340 1 m 3400 Hz 340/ cm Från dessa frekvenser kan man uppskatta de flesta våglängder (inom rätt storleksordning) 12 RISE Ljudkällor

13 Våglängdens betydelse för ljudutstrålning 13 f 17 Hz 20 m 34 Hz Som för 340 Hz men 10 m 68 Hz multiplicera med 10 5 m 100 Hz 3,4 m 170 Hz (340/2 10*2) 2 m 340 Hz 1 m 680 Hz (2*340 10/2) 0,5 m Hz (340 /100) 0,34 m Hz 0,20 m Hz Som för 340 Hz men 0,10 m Hz dela med 10 0,05 m Hz 0,34 m

14 Ljudets spektrum Ljudtrycksnivå eller ljudeffektnivå uttrycks som en funktion av frekvens L p (db) I figuren bredvid ritas den totala ljudenergin ut fördelat över alla frekvenser, dvs i figuren kan man utläsa hur mycket buller som ligger i låga frekvensband osv Hur fördelas ljudets energi? Jämför med tonerna på ett piano. Om man slagit ner en tangent skulle detta visa sig i diagrammet som en topp vid den frekvensen. Här är pianoklaviaturen lagd så att varje tangent skulle generera en topp rakt ovanför i spektrumet Lägg märke till att avståndet för en oktav alltid är lika stort på ett piano och att då samma gäller i spektret när frekvensaxeln är logaritmisk, eftersom en oktav motsvarar en fördubbling av frekvensen Frekvens (Hz) 14 RISE Ljudkällor

15 Ljudets spektrum - frekvensband Oktavband (octave band): Ljudenergi inom spannet mellan två frekvenser, där f 2 = 2 f 1 L p (db) Oktavband Tersband Tersband (1/3 octave band): Ljudenergi inom spannet mellan två frekvenser, där f 3 = f 2 f 1 f 2 f 3 Tre tersband = ett oktavband, ( = 2), alla tersband får samma bredd om en logaritmisk frekvensskala används (detsamma gäller alltså även oktavband) Frekvens (Hz) 15 RISE Ljudkällor

16 Ljudets spektrum Oktav- och tersband betecknas med bandets mittfrekvens L p (db) 500 Hz oktavband Frekvens (Hz) RISE Ljudkällor

17 Ljudets spektrum ters- och oktavband Exempel på standardiserade band ISO-serie: samma siffror i varje dekad för tersbanden, men multiplicerat med 10 Tersband Oktavband 100 Hz 125 Hz 125 Hz 160 Hz 200 Hz 250 Hz 250 Hz L p (db) Frekvens (Hz) Tre tersband = ett oktavband 315 Hz 400 Hz 500 Hz 500 Hz 630 Hz 800 Hz 1000 Hz 1000 Hz Hz

18 Hur brukar bullerspektrum se ut? Buller genererat av motorer har typiskt mer energi i lägre frekvensband, ger en fallande kurva i ett bullerspektrum (typ det som är markerat med en blå linje i figuren) L p (db) Gäller även många andra bullertyper, t ex tal, ventilation mm Frekvens (Hz) Buller med mer högfrekvent innehåll pockar ofta mer på uppmärksamhet, och ofta i när-området (undantag som fågelsång bygger till stor del på att omgivningen är relativt tyst). Om mycket högfrekvent buller hörs (till exempel vid pneumatiska pys) är det ofta mycket störande 18 RISE Ljudkällor

19 Trafikbuller Typiskt för trafikbullerspektra är att de förändras med hastighet Olika delar i spektra för bilar (vägtrafik) Motorbuller/drivlina dominerar ofta vid låga hastigheter, speciellt vid accelerationer och tyngre trafik. Start-stopp vid till exempel busshållplatser eller trafikljus där tyngre trafik går kan ge problem inomhus Effekten av skärmar begränsas av diffraktion (ljudet böjs ned) Däck-/vägbuller dominerar från cirka 40 km/h och uppåt Elbilar ger liten vinst i högre hastigheter Tysta däck och asfalt kan ge bra reduktion Skärmar kan vara effektiva, helst nära väg, men reflexer kan märkas An introduction to tire-pavement noise of asphalt pavement, Bernhard et al 2004 Aerodynamiskt buller, märks framförallt vid höga hastigheter, behöver sällan tas med i beräkningar av vägtrafikbuller 19 RISE Ljudkällor

20 Bussar och lastbilar mycket lågfrekvent buller NPC (Noise Pollution Clearinghouse) Measured and calculated traffic noise spectra, typical mixed traffic in Sweden DPAC, measured SMA 0/16, calculated w/ Nord2000 Tung trafik, som bussar och lastbilar - en tuff utmaning: Ger problem i stadsmiljö med acceleration & låga hastigheter Vibrationerna kan i sig ge problem inomhus Få fasader är isolerar lågfrekvens effektivt gäller även nya 20 RISE Ljudkällor Källor

21 Bussar och lastbilar mycket lågfrekvent buller NPC (Noise Pollution Clearinghouse) Measured and calculated traffic noise spectra, typical mixed traffic in Sweden DPAC, measured SMA 0/16, calculated w/ Nord2000 Fysikaliska begränsningar och svårigheter Ljudisoleringen är naturligt sämre i lågfrekvensområdet vid standardkonstruktioner För att få tillräckligt bra isolerande egenskaper så behövs oftast tunga och tjocka konstruktioner dyra lösningar 21 RISE Ljudkällor

22 Hur påverkar trafikmängd/-flöde ljudnivån? En väg är en linje med fördelade oberoende ljudkällor. En fördubbling av antalet fordon höjer ljudnivån med 3 db OBS en väg kan inte likställas med en linjekälla med cylindrisk utbredning i alla sammanhang, vilket ofta påstås. Sfärisk utbredning (-6 db vid dubbelt avstånd) gäller vid maximalnivåer. Vid ekvivalentnivåer och över långa tidsperioder (ett vanligt scenario vid bullerberäkning) kommer däremot minskningen av ljudstyrkan vid dubbelt avstånd närma sig 3 db precis som för cylindrisk utbredning, men det kan bli en hel del avvikelser på grund av vägsträckning och topologi, vilket kan bli tydligt inte minst vid gles trafik. Riktvärdet för buller vid fasad vid nybyggnation höjdes 5 db 2015 och För vägbuller innebär 5 db att antal bilpassager ökar till 316 %, och 10 db innebär att antal bilpassager ökar till 1000 % En kontroll med ljudutbredningsprogrammet Soundplan ger att 5 db i scenariot till höger motsvarar att antalet bilar går upp till 335 %, och 10 db innebär att antal bilpassager ökar till 1122% 22 RISE Ljudkällor

23 Olika bullerkällor har olika störningsgrad Allmän störning - annoyance Kan vara stor skillnad på tidsmedelvärden som L den,24h och på maximalnivåer Järnväg ger ofta mindre störning i undersökningar än vad nivåerna antyder Många påstår att de inte hör tåg på natten, men bullret påverkar fortfarande sömnkvaliteten Vibrationer påverkar sömn i samma utsträckning som buller, men klagomål vid vibrationer kommer ofta från sekundära effekter (typ att glas i ett vitrinskåp skallrar) 23 RISE Ljudkällor

24 % andel väckta Sömn och väckning Väckning Glidande skala hur många som väcks vid viss bullernivå Många vänjer sig vid och vaknar inte av till exempel tågbuller nattetid Men påverkan på sömnkvaliteten sker ändå Sömnkvalitet A-vägd maximalnivå, db 24 RISE Ljudkällor

25 Ljudutbredning

26 Vad påverkar ljudet på vägen från källa till mottagare? Avstånd Ytor och bullerkällor längs vägen Reflekterande (eller absorberande) ytor Mark reflektion men även absorption Omgivningsbuller Väder & vind 26 RISE Ljudutbredning

27 Hur påverkas ljudet på vägen från källa till mottagare? Interferens vad händer när olika ljudkällor och/eller reflexer samverkar? Diffraktion hur adderas olika ljud? hur böjer sig ljud runt föremål? Luftabsorption luftens dämpande egenskaper 27 RISE Ljudutbredning

28 Mätmetoder som relaterar till ljudutbredning Här kommer i första hand Naturvårdsverkets rekommenderade metoder att beröras, och de bakomliggande standarderna. Framförallt gäller det Industribuller (NVV rapport 5417 Metod för immissionsmätning av externt industribuller, bygger på ISO1996) Vindkraft (NVV hänvisar bl a till ISO1996 och IEC ) Vägtrafik (NVV rapport 3298 Buller från vägtrafik - Mätmetod ) Spårbunden trafik (SP rapport 1995:40 Buller från spårbunden trafik förslag till mätmetod ) Flyg (Nordtest ACOU 075 eller ISO 20906:2009) Dessa har till stora delar gemensamma utgångspunkter men med en del skillnader. Detta gäller även ett antal metoder där utmaningen ligger i att det saknas vedertagna sätt att bedöma just dessa bullertyper, t ex impulsljud för skjutbanor. Där har man framförallt tagit fram underlag för beräkningsmodeller. I denna översikt av ljudutbredningens olika aspekter så hänvisas i första hand till dessa metoder 28 RISE Ljudutbredning

29 Mäta eller räkna? De fenomen som här tas upp i samband med ljudutbredning och inomhusproblematik ger ofta en stor ovisshet i vad som är representativa värden. Beräkningsmodeller är framtagna för att kunna ge en jämförbar bild av hur starkt eller störande ett ljud är när modellens olika varierande egenskaper som väder, trafikflöden osv sätts till representativa värden i ett längre perspektiv. Om dessa parametrar är väl valda och det finns bra indata så ska det i normalfallet inte finnas någon anledning att mäta. Men, ibland finns det parametrar eller aspekter som inte medtagna i modellen (t ex som fartgupp som ger extra acceleration), det finns bullertyper som inte har någon framtagen källdata som indata till modellerna, det kan finnas speciella topografiska förhållanden som beräkningsmodellerna inte klarar osv. I sådana fall så kan det vara befogat eller nödvändigt att mäta. 29 RISE Ljudutbredning

30 Mäta eller räkna? Det bästa sättet att se mätningar är att de är ett komplement till beräkningar som kan belysa speciella omständigheter eller kalibrera beräkningsmodellerna. T ex kan mätningar under längre perioder analyseras tillsammans med ljuddagböcker, vilket kan ge värdefull information om hur bullret varierar över tid. Om mätningen inte är en långtidslogg av bullerpåverkan så är det av stor vikt att tillsammans med mätresultaten samla in relevant metadata för mättillfället (till exempel aktuell bakgrundsnivå, vindstyrka/-riktning mm). Det är ofta besvärligt att från denna ögonblicksbild ta fram representativa värden sett ur ett längre perspektiv När det gäller problem som hör till en specifik bullerkaraktär (t ex om någon blir störd av ett visst impulsljud) så hjälper det ofta inte att mäta upp bullret, eftersom mätresultat ofta inte kan jämföras med mätresultat och riktlinjer som gäller andra typer av buller. I sådana fall hjälper det ofta att komplettera med en bedömning av ljudet genom lyssning. 30 RISE Ljudutbredning

31 Osäkerheter vid mätning och beräkning Osäkerheter kan delas in i urvalsosäkerheter och mätosäkerheter. I standarder så finns det oftast en uppskattning av de mätosäkerheter som hör ihop med metoden. Osäkerheter i resultatet vid en mätning beror på denna, men också på testobjektet och mätsituationen. Om man till exempel mäter på en bullerkälla så kan man fråga sig hur den kommer variera över tid. Även om man inte kan mäta under hela tiden kan man kanske mäta under en längre tidsperiod och se hur bullret varierar över tiden. I så fall kan man göra en statistisk utvärdering av variationerna (typ A-utvärdering) och från denna skatta hur en skarp mätning kan förväntas skilja från ett idealt testobjekt. På samma sätt kan man skatta hur olika variationer i utbredningsvägen skulle kunna påverka nivåerna i olika mätpositioner (typ B-utvärdering) 31 RISE Ljudutbredning

32 Avståndets betydelse (avståndslagen) I fritt fält (inga reflekterande ytor) och för sfärisk ljudutstrålning gäller: Ljudkälla Uppmätt ljud L r 1 Mottagare L r 2 Ljudtrycksnivån minskar med avståndet r som L = L r 1 L r 2 = 20 log 10 r 1 r 2 L r x : Ljudtrycksnivå vid avståndet r x från källa r 1 r 2 Exempel: Ett ljud mäts till L r 1 = 60 db på en meters avstånd (r 1 =1 m). På två meters avstånd (r 2 = 2 m) blir ljudet L r 2 = log 10 = 60 6 = 56 db. En fördubbling av avståndet ger en minskning med 6 db i fritt fält RISE Ljudutbredning

33 Avståndets betydelse (avståndslagen) Tumregler. Lär (1:2), (1:3) och (1:10) och skatta resten. Funkar även för att jämföra ljudtryck och ljudtrycksnivå Avståndsförhållande Tänk Skillnad i db Ljudkälla Uppmätt ljud L r 1 Mottagare L r 2 1 : 2 6 db 1 : 3 10 db 1 : 4 4 = 2 * db 12 db 1 : 6 6 = 2 * 3 6 db +10 db 16 db 1 : 8 8= 2 * 2 * 2 3 * 6 db 18 db 1 : db 1 : = 10 * db 40 db 1 : = 10*10*10 3 * 20 db 60 db Exempel: r 1 r 2 Ett ljud mäts till L = 60 db på 1 m avstånd. På 25 m avstånd blir ljudet c:a L = 60 db (10 db + 3 * 6 db) = 32 db (tänk = 3 * 8, se värden i tabell) 1 : * 20 db 80 db Vad blir det ungefär på 50 m? : * 20 db 100 db RISE Mallpresentation

34 Inverkan av avgränsande ytor - diffraktion För reflexer gäller motsvarande principer som för ljudkällor Stor reflekterande yta Om en ljudvåg möter stor yta (i förhållande till våglängd) reflekteras ljudet plant, som i en spegel. Bakom blir en skuggzon, dvs mindre ljud når fram (på samma sätt som när mindre ljus når fram till ett skuggat område i solsken) Om en ljudvåg möter liten yta (i förhållande till våglängd) böjer reflexen av sfäriskt diffraktion. Lite eller ingen skuggning bakom Infallande vågfront Reflekterad vågfront Liten reflekterande yta 34 RISE Ljudutbredning

35 Inverkan av avgränsande ytor - skärmning Skärmar fungerar bättre vid höga frekvenser En ljudvåg som möter en hög skärm i förhållande till våglängd (dvs vid höga frekvenser) skärmas. Bakom blir en skuggzon En ljudvåg som möter en låg skärm i förhållande till våglängd (dvs vid låga frekvenser) böjs av sfäriskt diffraktion. Mycket mindre skuggning bakom 35 RISE Ljudutbredning

36 Inverkan av avgränsande ytor - skärmning Den effektiva höjden för en bullerskärm är höjd över siktlinjen Höjden på en skärm är den vinkelräta höjden över siktlinjen mellan bullerkälla och mottagare. Det betyder att den effektiva höjden för skärmen också beror av topografin. I exemplet nedan innebär det att den vinkelräta höjden för den mörkgrå skärmen är olika för en mottagare i A, B eller C. I C är det till och med så att den naturliga kullen står för den högsta skärmningen A C B 36 RISE Ljudutbredning

37 Inverkan av flera ljudkällor Addition av ljudkällor med okorrelerat (oberoende) buller. Vad blir den sammanlagda ljudnivån när två ljudkällor samtidigt hörs i en punkt? I princip är alla källor som inte spelar upp samma signal okorrelerade (dvs det finns ingen systematik i om de adderas i eller ur fas över en tidsperiod) Matematiskt adderas flera sådana källor så här L = 10 log x 1 Τ x 2 Τ x n Τ 10 Men flera tumregler finns för addition av två källor 37 RISE Ljudutbredning

38 Inverkan av flera ljudkällor - addition Tumregler addition av två ljudkällor med okorrelerat buller 1. Är skillnaden större än 10 db kan man oftast bortse från den svagare 2. Till det starkaste värdet adderar man värdet för L ökning i tabell eller diagram 38 Δ L (db) L ökning (db) RISE Mallpresentation Exempel: Ljudtrycksnivån från en maskin är L 1 = 60 db. När en annan maskin med ljudtrycksnivån L 2 = 56 db tillkommer blir skillnaden 4 db, och diagrammet ger att 1,5 db ska läggas till det starkaste bidraget. Den nya nivån blir då L tot = 61,5 db.

39 Inverkan av flera ljudkällor - subtraktion Tumregler för att beräkna en källas ljudtrycksnivå från mätning vid bakgrundsbuller med och utan källa 1. Är skillnaden mindre än 3 db kan man inte skatta källans ljudtryck 2. Till totalvärdet subtraherar man värdet för L minskning i tabell eller diagram 39 Δ L (db) L minskning (db) RISE Mallpresentation Exempel: Om en maskin + bakgrundsnivå mäts till L tot = 61.5 db och bakgrundsnivån till L bg = 56 db blir skillnaden ΔL = 5,5 db. Diagrammet ger då att 1,5 db ska dras av från L tot, dvs L maskin = 61,5 1,5 = 60 db

40 Inverkan av avgränsande ytor och mark - reflektion En ton (med en viss frekvens) bildar framför en yta tillsammans med reflexen en stående våg som växlar i styrka mellan +6 db och - db med ett avstånd = våglängd/4 (λ /4, se figur) Smalband ( ), tersband (---), oktavband ( - -) Frekvens: 200 Hz. Röd streckad linje (---) vid 3 db, ring 6 db Direkt invid hård yta blir ljudnivån alltid +6 db starkare än direktljudet pga reflexen, oberoende av frekvens Olika frekvenser har olika periodicitet, vilket gör att områden med starkt och svagt ljud hamnar på olika ställen för olika frekvenser En bit ut från ytan ska istället +3 db adderas till direktljudet pga reflexen (bredbandigt brus adderas som oberoende källor). Men speciellt vid låga frekvenser varierar ljudnivån avsevärt runt medelvärdet 3 db i olika punkter λ/4 Vid mätning nära stor yta: Ofta säkrast att mäta alldeles intill ytan om det går! 40 RISE Ljudutbredning

41 Inverkan av avgränsande ytor och mark - reflektion Tre strategier för mätningar rekommenderas i NVVs rapport 3298 Buller från vägtrafik - Mätmetod att användas baserat på förekomst av eventuella reflekterande ytor A. Frifältsmätning: Inga reflekterande ytor i närheten. Man får direkt det sökta värdet. B. +3 db-mätning: i närhet av fasad eller annan större yta ( NVVs rapport föreslås avstånd 0,5 m från fasad). Dvs, frifältsvärdet/direktljudet är 3 db svagare än mätvärdet. Men, som ses i figuren (vid 200 Hz-bandet) så är skillnaderna inte utjämnade i låga frekvensband: Dvs om det finns mycket lågfrekvent innehåll så kan den exakta positionen spela stor roll, framförallt om bullret kommer mest från ett viss riktning (till exempel vid en kort brant backe eller vid trafikljus som resulterar i lokala acceleration). Därför kan detta vara en risk när man mäter i hela frekvensområdet som NVV rekommenderar, där minimum är oktavbanden Hz C B C. +6 db-mätning: i direkt kontakt med fasad eller annan större yta. Dvs, frifältsvärdet/direktljudet är 6 db svagare än mätvärdet OBS! Om byggnader ska uppföras vid mätpunkten ska 3 db läggas till frifältsvärdet för att kompensera för kommande reflektioner (dvs värdet motsvarar resultatet från en +3 db-mätning i närhet av fasad) 41 RISE Ljudutbredning Frekvens: 200 Hz

42 Inverkan av avgränsande ytor och mark - reflektion Vid frifältsmätning får inga reflekterande ytor (förutom marken) påverka resultatet. Därför anges i NVVs mätmetodrapport* tumregeln: Avståndet mellan mikrofon och annan reflekterande yta måste vara dubbelt så stort som avståndet mellan mikrofon och den dominerande bullerkällan. Undantag är mycket små reflekterande ytor eller om de är plana och tydligt riktade bort från mikrofon > 2 x m x m *NVV Rapport 3298 Buller från vägtrafik - Mätmetod 42 RISE Ljudutbredning

43 Inverkan av avgränsande ytor och mark - reflektion Man skiljer på två sorters mark hård och mjuk Hård mark och andra reflekterande ytor Speglar ljudkällan r Spegelkällan ger samma signal som källan vid ytan (samma avstånd) direktljud och spegelkälla adderas i fas. Dubbelt ljudtryck vid yta direktljudet ökar med +6 db r s Även för en mottagarposition en bit över mark så ökar ljudnivån (utom i källans närhet). På längre avstånd blir direktljudets och reflexens väg till mottagaren ungefär lika långa (r s r),och direktljudet ökar med +6 db 43 RISE Ljudutbredning

44 Inverkan av mark - absorption För mjuk mark, den andra marktypen i beräkningsmodeller, gäller Om ytan absorberar ljud blir spegelkällan svagare Men dämpning blir ännu större eftersom ljudenergin böjer av nedåt (den effektiva ljudhastigheten är lägre vid marken) Exempel: gräsbevuxen mark, tät vegetation kan öka effekten något mera På 50 m får man 5-10 db mer dämpning på mjuk mark än vad avståndsdämpning ger 44 RISE Ljudutbredning

45 Inverkan av vind Ljudet böjer av uppåt i motvind* Zon med svagare ljud än vid vindstilla Ljudet böjer av nedåt i medvind* Zon med starkare ljud än vid vindstilla Turbulent diffusion (spridning) i ljudets utbredningsriktning Dämpning 4-6 db/100 m oberoende av vindriktning 45 RISE Ljudutbredning * Relativ ljudhastighetsökning/minskning i gångväg spelar mindre roll

46 Inverkan av temperatur Vanligast: Varmare luft vid mark och kallare uppåt Ljud böjer av uppåt, skuggeffekt Inversion: Stabil skiktning med kall luft närmast marken. Vanligast på vintern med kall mark Ljud böjer av nedåt och hörs starkare på avstånd 46 RISE Ljudutbredning

47 Dämpning i db, 30 m avstånd Luftdämpning Luftdämpning vid 20 C Dämpning på grund av absorption i luft På avstånd låter ljud mer dova Höga frekvenser dämpas mer än låga Gör ofta lite på totalnivån: på 1 km dämpas buller i 250 Hz-bandet 1 db buller i 1 khz-bandet 5 db Högre dämpning i varm luft 10 khz 8 khz 6 khz 4 khz 2 khz Lägre dämpning i (OBS!) hög luftfuktighet Relativ luftfuktighet (%) 47 RISE Ljudutbredning

48 Några utmaningar vid mätning av vindkraftbuller Det är svårt att få till meningsfulla mätningar av vindbuller som tillför användbar data utöver vad beräkningsmodellerna ger. 48 RISE Ljudutbredning Två typer av mätningar görs: Emissionsmätningar (t ex enligt IEC ) görs med syfte att karakterisera källan. Oftast görs de i närheten av vindkraftverken för att få så tydlig indata från verken som möjligt. Denna typ av mätning kan vara relevant då man har anledning att anta att ljudutstrålningen från ett speciellt verk avviker från typdata för turbinmodellen. De kan också göras för att skaffa typdata för en viss turbintyp, men detta bör inte vara aktuellt för miljöinspektörer. Imissionsmätningar (t ex enligt ISO1996-1/2) görs för att beskriva bullerpåverkan i en viss punkt. Detta kan behövas om till exempel beräkningsmodellerna inte tar hänsyn till vissa förhållanden eller indata till beräkningsmodellen är för grov eller felaktig. Men vid till exempel vindkraftsparker kan det vara vanskligt att dra slutsatser om bullernivåer vid andra punkter, om det inte handlar om ren kalibrering av en modell. Eftersom dessa mätningar typiskt görs på större avstånd så är kringförhållandena mycket mer kritiska. Vindförhållandena kommer att spela stor roll för resultaten liksom den aktuella bakgrundsbullernivån.

49 Några utmaningar vid mätning av vindkraftbuller Ett vanligt problem vid tolkning av resultaten är att störningen bara delvis förklaras av mätresultat (eller beräkningsresultat). Här kan man se tre kategorier: Aspekter som mäts och förklarar en del av störningen: Bullernivån spelar roll för störningen (välbelagt). Även nivån på bakgrundsbuller kan indikera störningsrisk Aspekter av ljudet som vanligtvis inte mäts (kvantifieras) och som förklarar en del av störningen (se nästa sida) Aspekter som inte är kopplade till ljudet. Störningsgraden påverkas också av sådana saker som Visuell påverkan (kan vindkraftverket ses från lyssningsplatsen?) Ekonomiska kompensationsmodeller (får boende i området någon ekonomisk ersättning?) 49 RISE Ljudutbredning

50 Några utmaningar vid mätning av vindkraftbuller Ett spektrogram för ett vindkraftbuller, dvs ett spektrum ligger vertikalt med låga frekvenser nederst och höga överst. En horisontell förflyttning mot höger motsvarar en förflyttning framåt i tid. De olika färgerna visar hur ljudenergin fördelar sig över frekvens och tid 50 RISE Ljudutbredning Aspekter av ljudet vanligtvis inte mäts (kvantifieras) men delvis förklarar störningen Amplitudmoduleringen (det periodiska svischandet) spelar roll för störning. Metoder finns för att kvantifiera amplitudmodulering, men inga riktvärden eller jämförelsetal finns för att skatta hur stor risken är för störning och inte heller någon rekommendation om detta ska kompenseras i form av påslag på mätresultaten Om hörbara toner finns i bullret rekommenderar NVV att detta ska kompenseras med ett påslag på 5 db. Här finns möjligheter att objektivt skatta förekomst av toner genom användning av ISO Annex J/K. Här kan nämnas att lågfrekvensbuller tagits upp som en störningsfaktor, men det finns ingen entydig studie som visat att så är fallet (än mindre infraljud i frekvensområdet, under 20 Hz där man i allmänhet ligger långt under hörtröskelvärdet)

51 Vad krävs för att mätningar utomhus ska bli rätt? 51 RISE Ljudutbredning Vad kan göra att mätvärden inte blir representativa? Exempel: Mätning av externt buller med t ex ISO 1996, emissionsstandarden IEC mm Vind- & väderpåverkan Det är svårt att planera mätningar med rätt vindförhållanden. Det kan vara få dagar med rätt förutsättningar och vindarna kan växla snabbt. Därför behövs en utförlig logg av meteorologiska förhållanden, som vindriktning och -hastighet, för att säkerställa att rätt förhållanden rått under mätningen. Mikrofonen måste väderskyddas (vindbrus och/eller regn). En del vindbrus uppstår även med vindskydd, men oftast kan det bortses ifrån utom vid höga vindstyrkor eller låg totalnivå. Vid regn måste regnskydd användas under mätningarna, och ofta behövs flera för att inte mätningarna ska bli påverkade efter hand. Mätresultat som ligger <5 db över vindbruset ska flaggas i rapport. Om spektrum innehåller mer lågfrekvent buller än vad som kan förväntas kan detta vara ett tecken på vindbrus

52 Vad krävs för att mätningar utomhus ska bli rätt? Vad kan göra att mätvärden inte blir representativa? Exempel: Vind- & väderpåverkan Vid trafikmätningar är det mycket viktigt med torr vägbana, annars kan värdena bli kraftigt förhöjda, medan temperatur spelar mindre roll. Om mikrofonen monteras mot en yta för +6dB-mätning är det viktigt att inte det uppkommer aerodynamiskt buller mellan mick och yta. Störst risk för detta ger en mycket tunn luftspalt mellan mick och yta Impulsljud/transienta ljud med högt energiinnehåll Det finns inget generellt sätt att angripa detta på, men L EC (Sound Exposure Level, SEL) ger bättre resultat än ekvivalentnivåer 52 RISE Ljudutbredning

53 Vad krävs för att mätningar utomhus ska bli rätt? Vad kan göra att mätvärden inte blir representativa? Exempel: Andra bullerkällor (bakgrundsbuller) Fastställ bakgrundsnivåer om möjligt ska mätningar ske på enbart bakgrundsbuller. Om bakgrundsbullret är starkare än 3 db under mätobjektets nivå så får inga korrektioner göras och mätning blir bara indikativ över högsta möjliga nivå för mätobjektet. Möjliga bakgrundsbullerkällor måste inventeras och dokumenteras Mikrofonen är för nära en hård yta (emellan + 3dB och +6 db ökning) Följ riktlinjer i standarden. Om mikrofonen kan fästas mot ytan (+6 db) så är det ofta säkrare än att mäta på ett avstånd så att ytans bidrag ger +3 db ökning. 53 RISE Ljudutbredning Bullernivån varierar över tid Tidsvariationer måste vara kända och dokumenteras.

54 Vad krävs för att mätningar utomhus ska bli rätt? Andra svårigheter Om det finns flera bullerkällor som t ex flera värmepumpar eller fläktar runt en innergård, så kan den sammanlagda ljudnivån från dessa vid exempelvis balkonger på samma innergården vara t ex 45 db eller mer, även om varje enskild källa ligger under 40 db. Här är det inte självklart hur man går vidare Ett vanligt sätt är att kräva åtgärder om någon källa överskrider 40 db, vilket alltså inte funkar här. Då finns varken möjlighet till förbättringar eller utrymme för fler aggregat, även om de tillkommande kan ha mycket bättre bulleregenskaper än de befintliga. Men man kan även se det ur ett helhetsperspektiv, som t ex miljöförvaltningarna i Göteborg och Stockholm valt att göra: I en sådan här situation kräver man en utredning av varje bullerkälla. Hur mycket ljud genereras? Vad kostar det att minska bullret? Baserat på dessa uppgifter prioriterar MF åtgärderna för att få en så kostnadseffektiv åtgärdsplan som möjligt. På så sätt har man lyckats nå acceptabla bullersituationer på ställen där man inte kan nå resultat genom att adressera enskilda värmepumpar Men alla aggregat behöver mätas upp individuellt, och det är i sådan här fall bra om detta kan göras synkroniserat så övriga källor kan stängas av. Annars är man mer beroende av att respektive ljudkälla dominerar i närmätningar (osäkrare) 54 RISE Ljudutbredning

55 Rumsakustik Varför är det så svårt att mäta inomhus?

56 Mätmetoder inomhus Mätningar i det typiska området 100 Hz 4 khz brukar inte innebära några problem, om man följer de standardernas rekommendationer (enkla statistiskt baserade metoder) och om rummet inte är för litet I lägre frekvenser eller om rummet är litet, vilket i princip är samma sak, så måste man ha en mätstrategi som är anpassad att ta hänsyn till starka enskilda rumsmoder (anledningen förklaras i detta avsnitt). Här kan det annars bli ganska stora fel FoHM hänvisar till Vägledning för mätning av ljudnivå i bostadsrum och skola, SP Rapport 2015:02 Även vid mätning av höga ljudnivåer finns det en del fallgropar, varför man bör följa FoHMs Vägledning för mätning av höga ljudnivåer på diskotek, konserter och andra arrangemang med publik (SP-INFO 2004:45, rev december 2014), eller Förenklad metod för mätning och beräkning av höga ljudnivåer - snabbguide mätning och beräkning av höga ljudnivåer, bl a för miljö- och hälsoskyddskontor (tillsyn) 56 RISE Rumsakustik

57 Ljudets väg in i hus - fasadisolering En fasad har typiskt goda ljudisolerande egenskaper i mellan- och högfrekvensområdena, och dåliga ljudisolerande egenskaper i låga frekvensområdet, vilket ofta även gäller nybyggda hus högt reduktionstal = bra ljudisolering Lågt reduktionstal = dålig ljudisolering 57 RISE Rumsakustik

58 De nya bullerreglerna kan ge problem med lågfrekvent buller och toner inomhus Redan tidigare har det funnits ett mörkertal av överskridna nivåer i lågfrekvensområdet eftersom denna typ av problem går under radarn A-vägning kan skymma problemet: Vid 50 Hz ( nätbrumsfrekvensen ) ger A-vägning en minskning med c:a 30 db (en rabatt ). Frekvens (Hz) A-vägning (db) 20-50, ,7 31,5-39, , , , ,5 Exempel: 60 dba vid fasad under en timme, och c:a 1/3 av ljudet finns vid 50 Hz, dvs c:a 55 dba, eller 85 db ovägt. Inomhus blir ovägda nivån 55 db, dvs långt över 43 db, med en riktigt bra fasad Fasadisoleringens 58 RISE Rumsakustik

59 Hur har man resonerat? Gamla observationer/slutsatser (1800-tal) ligger bakom beskrivningen akustiken i rum. Därför är verktygen grova och funkar inte alltid bra. Observation 1: Mycket lång efterklang ger svårigheter att uppfatta tal Wallace Clement Sabine, rumsakustisk pionjär som beskrev efterklangens betydelse Observation 2: Ljudabsorberande kuddar gjorde att rummets eko hördes kortare tid (efterklangstid) och talet blev lättare att uppfatta Fortfarande används efterklangstid, T, ofta för att beskriva akustik i rum. I ett diffust ljudfält bestäms T av rummets volym, V, och hur mycket väggar, tak och golv absorberar, A. Detta funkar bara i vissa fall V T = A Absorbentytan, A, diskuteras mer senare 59 RISE Rumsakustik Katz & Wetherill, Fogg Art Museum Lecture Room : A calibrated recreation of the birthplace of Room Acoustics

60 Efterklang En ljudkällas reflexer mot väggar, golv och tak bygger upp ett efterklangsfält Fältet kan i rum med hårda ytor ses som diffust, dvs ljudets nivå och utbredningsriktning är slumpmässigt i varje punkt Vänstra bilderna: Ljudkällan S sätts på och börjar sprida en ljudvåg i olika riktningar. En del ljudenergi, direktljudet går raka vägen (D) till mottagaren i O. Övrig ljudenergi reflekteras mot väggar, golv och tak en eller flera gånger (R x ) innan det når mottagaren eller absorberas av en yta eller av luften. På det sättet byggs ett efterklangsfält upp. vilket man kan se i de högra bilderna där mer och mer ljudenergi lagras upp i rummet över tid 60

61 Efterklang Efterklangsfältet går mot ett konstant men fluktuerande värde När ljudkällan stängs av faller nivån exponentiellt Överst till vänster: till sist har man uppnått en jämvikt och lika mycket ljudenergi absorberas som genereras. I högra bilden illustreras detta genom att kurvan över ljudenergin slutar att stiga och istället fluktuerar kring ett konstant värde över tid. I bilden nederst till vänster har ljudkällan stängts av, och i den högra bilden ser man hur ljudenergin i rummet klingar av i rummet (s.k. efterklang) 61

62 L p, db Efterklang Med en logaritmisk decibelskala blir avklingningsförloppet en rät linje. Den tid det tar för ljudtrycksnivån att sjunka 60 db kallas efterklangstid, T eller T 60. Eftersom nivån fluktuerar över tid så brukar man börja mäta när efterklangen fallit 5 db Ofta gör bakgrundsnivån det omöjligt att mäta upp en linjär avklingning under 60 db Istället kan man mäta emellan t ex -5 db till -25 db eller till -35 db och räkna fram vad en efterklangstiden motsvarande 60 db (noteras T 20 respektive T 30 ). OBS: resultaten kan bli olika! db Typiska efterklangstider T eller T Tid, ms Rum i bostad Konserthall Kyrka s (0.5 2 khz) s s

63 Efterklang Ofta gör bakgrundsnivån det omöjligt att mäta upp en linjär avklingning under 60 db Istället kan man mäta emellan t ex -5 db till -15 db, -25 db respektive -35 db och räkna fram en efterklangstid som motsvarar vad man fått om man mätt 60 db (noteras T 10, T 20 respektive T 30 ). OBS: resultaten kan bli olika! Efterklangstiden brukar vara olika för olika frekvensband Efterklangstiden brukar vara olika för olika tidsintervall 63 RISE Rumsakustik

64 Utbredningsdämpning i rum Direktljud följer avståndslagen, medan efterklangsfältet är distribuerat över rummet Rummets efterklangsfält avgör hur långt avståndslagen gäller 64 Nivån kommer därför att sjunka när man rör sig från ljudkällan tills bullret i efterklangsfältet dominerar Därefter fluktuerar nivån kring ett medelvärde som bestäms av rummet i kombination med ljudkällan

65 Ljudnivå på efterklangsfältet Ljudnivån i efterklangsfältet bestäms av källans ljudnivå, L w och absorptionsytan i rummet, A L p = L W + 10 log 4 A A = a S är storleken på en fiktiv totalabsorberande yta som absorberar lika mycket ljud som de verkliga absorberande ytorna i rummet 65 RISE Rumsakustik

66 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? Vad är buller-/ljudnivån i ett rum? I ett möblerat rum med hårda ytor på väggar, golv och tak är ljudfältet mer eller mindre diffust utom i lägsta frekvensområdet (förklaras senare). Detta innebär: Om en bullerkällan inte är inne i rummet så kommer ljudnivån att slumpvis variera kring ett medelvärde mellan olika platser i rummet. Om man mäter ljudnivån på ett antal platser och gör en statistisk medelvärdesbildning så kommer man att få ett representativt värde av bullernivån i rummet. Dvs, rummet är tillräckligt diffust för att ljudmätningar enligt de vanliga standarderna ska fungera bra Diffust fält: sampling i olika punkter ger snabbt bullrets medelvärde Hårt dämpat rum: samplingsvärde starkt beroende av position, svårt få fram medelvärde 66 RISE Rumsakustik

67 Rumsmoder resonanser - lågfrekvensproblem Modöverlapp Statistiska metoder funkar Vid låga frekvenser/mindre rum uppträder rumsmoder, dvs stående vågor i rummet. I dessa frekvensområden fungerar inte statistiska standardmetoder Var uppmärksam på om standarder anger lägsta frekvens och/eller minsta rumsvolym. Speciellt anpassade mätprocedurer måste användas i så fall Fåmodsområde (Lågfrekvens) Statistiska metoder funkar inte 67 RISE Rumsakustik 17 Hz 48 Hz 85 Hz Exempel från ett rum med måtten 5 x 10 m: (ljus färg = hög ljudtrycksnivå, mörk färg = låg ljudtrycksnivå)

68 Rumsmoder resonanser Beroende på ett rums dimensioner kommer vissa frekvenser i resonans. Detta innebär att ljudet av en ton med en sådan frekvens kommer att förstärkas och bilda ett specifikt mönster av omväxlande starka och svaga zoner på olika platser i rummet. Hörnor ligger alltid i starka zoner (vilket kan utnyttjas i mätningar av lågfrekvens) Skillnader mellan en stark och en svag zon kan vara 20 db Därför fungerar statistisk (slumpmässig) sampling väldigt dåligt i låga frekvenser - avvikelser kan bli stora om man har otur 85 Hz 68 RISE Rumsakustik

69 Rumsmoder resonanser Observera: Ofta ser man bilder där tryck-variationer i rummet hos en lågfrekvent rumsmod visualiseras med p RMS eller p 2. Tryckvariationerna blir då sinusformade. Men, om man går omkring med en ljud-nivåmätare så mäter man ljudtrycksnivån, Lp. Tryckvariationerna blir då stora zoner med starkt ljud och smala band där det blir helt tyst (Lp - db). p 2 (Pa) Detta kan man höra i ett sådant fält: Om en ton med rumsmodens frekvens spelas upp kan man gå runt och höra en stark ton med mindre variationer men i vissa smala band blir det plötsligt helt tyst. Vid mätningar är det därför viktigt att inte mäta i många punkter och undvika nodlinjer (symmetrilinjer där ljudet släcks ut) Lp (db) 69 RISE Rumsakustik

70 Rumsmoder resonanser Om ljudkällan emitterar mer än en frekvens, så blir det resulterande ljudfältet en kombination av olika moder. Situationen blir än mer komplex om rummet är osymmetriskt och innehåller absorbenter osv. 17 Hz + 48 Hz 70 RISE Rumsakustik

71 Rumsmoder resonanser Modöverlapp Statistiska metoder funkar Ju högre frekvens, ju fler resonans-toppar kommer att uppträda inom varje oktav Fåmodsområde (Lågfrekvens) Statistiska metoder funkar inte Vid höga frekvenser överlappar topparna varandra och effekten suddas ut modöverlapp. Modmönsterna blandas och utjämnas, även vid enstaka frekvenser. Statistisk sampling fungerar, MEN hörnorna är fortfarande starkare vilket gör att de måste undvikas vid sampling i modöverlapp I större rum förskjuts rumsmoderna neråt i frekvens. Statistisk sampling funkar därför bättre i stora rum. 17 Hz + 48 Hz 71 RISE Rumsakustik

72 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? Föreskrift för mätning av lågfrekvent buller: FoHM hänvisar till SP Rapport:2015:02 Vägledning för mätning av ljudnivå i rum med stöd av SS- EN ISO 10052/16032 Två metoder beskrivs: Mätning enligt ISO översiktsmetod Flödesschema över mätning i figur 1 Mätprocedur enligt ISO teknisk metod 72

73 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? Föreskrift för mätning av lågfrekvent buller: FoHM hänvisar till SP Rapport:2015:02 Vägledning för mätning av ljudnivå i rum med stöd av SS- EN ISO 10052/16032 Två metoder beskrivs: Mätning enligt ISO översiktsmetod Mätprocedur enligt ISO teknisk metod Flödesschema över mätning i figur 2 73

74 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? Mätmetod av höga ljudtrycksnivåer Två delar: Operativ tillsyn (beskrivs nedan) samt Egenkontroll Vid arrangemang där besökaren är på samma plats hela tiden (t ex biografer) ska mätningen göras på den plats där ljudtrycksnivån är högst Ekvivalentnivån och maximalnivå mäts under 60-minutersperiod, eller om arrangemanget är kortare, under den tid som arrangemanget varar. Vid arrangemang där besökaren rör sig omkring (t ex nattklubbar) mäter man ekvivalentnivå och maximalnivå under 15 minuter. Ekvivalentnivå mäts på platser där besökare uppehåller sig längre stunder Maximalnivån mäts på platsen med högsta ljudtrycksnivån. Myndigheter som gör tillsyn ska dra ifrån mätosäkerheten från uppmätt ljudtrycksnivå medan den som kontrollerar sin egen verksamhet istället ska redovisa uppmätt ljudtrycksnivå tillsammans med mätosäkerheten. 74 RISE Rumsakustik

75 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? Vad kan göra att mätvärden inte blir representativa? Exempel: Mikrofonen är för nära en hård yta (varje yta ger +6 db vid randen) Följ riktlinjer i standarden. Om avsteg görs kan det vara bra att använda strategier för lågfrekvensmätningar med mätning i hörn. Bullernivån varierar över tid Tidsvariationer måste vara kända och dokumenteras Andra bullerkällor (bakgrundsbuller) Fastställ bakgrundsnivåer mät om möjligt enbart på bakgrundsbullret Möjliga bakgrundsbullerkällor måste inventeras och dokumenteras Man mäter så nära en bakgrundsbullerkälla att avståndslagen gäller för den (källans direktfält). Då mäter man enbart denna källas ljud/avstånd 75 RISE Rumsakustik

76 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? Vad kan leda till att mätvärden inte blir representativa (när stämmer inte de statistiska antagandena)? Ytterligare exempel: 3 2,5 2 1,5 1 0, k 2 k 3.15 k 5 k T20 omöblerat T20 stolar bord T20 stolar bord + bokhyllor T20 stolar bord + extra hyllor Klassrum, klass C absorbent i 100% av taket 76 RISE Rumsakustik Man mäter för lågt ner i frekvens/i ett för litet rum enligt standard Bra indikation, men standarden inte tillämplig Här ska man använda strategier för lågfrekvensmätning Ljudfältet är inte diffust av andra orsaker, till exempel möblering saknas, det sitter ojämnt fördelade absorbenter rummet är hårt dämpat rummet har biytor, Om ljudfältet inte är diffust kan ljudnivåerna vara mycket oregelbundna över rummet. Kolla om efterklangskurvan är bruten, dvs om efterklangen faller snabbt och därefter långsamt. Om flera positioner mäts kan mätresultat bli hyfsat representativt ändå, men efterklangstiderna blir missvisande, och inga analyser bör baseras på dem

77 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? Andra svårigheter Lågfrekvensbuller enligt FoHMFS 2014:13 Allmänna råd om buller inomhus. Tersbandsnivåer är angivna ned till 31,5 Hz Fåmodsområde, ljudfältet är inte diffust. Utmaningen är speciellt att göra mätningen representativ för upplevelsen Fåmodsområde (Lågfrekvens) Statistiska metoder funkar inte Om bullret innehåller hörbara toner ska detta beaktas och ett 5 db pålägg på mätvärden ska göras men Det finns ingen standardmetod som ger ett rättvisande resultat inomhus Det finns standard (ISO1996-2:2017, Annex J) för att bedöma hörbarhet av toner i en ljudsignal men den funkar bara i frifält Problem: bredbandiga bakgrundskällor, till exempel ventilation, varierar över rummet på ett annat sätt än toner, vilket gör att resultatet varierar starkt med position Slutsats i dagens läge: Inomhus är det bättre att lyssna efter toner! 77 RISE Rumsakustik

78 Vad krävs för att mätningar inomhus ska bli rätt? AFS 2005:16 Andra svårigheter Man får se upp om mätvärden utvärderas mot en viss föreskrift i en utredning. Ibland kan olika dokument synas i konflikt. AFS 2005:16 Buller och FoHMFS 2014:13 Allmänna råd om buller inomhus ger båda tersbandnivåer i lågfrekvens som ska gälla för undervisning, men med olika värden. I praktiken följs bara AFS och FoHM har valt att inte följa upp efterlevnaden av råden i undervisning 78

79 Modellering och beräkning

80 Tillstånd Tillsyn Bullerberäkning görs i samband med planläggning och bygglovsprövning Ligger till grund för dimensionerande ljudnivåer Bindande gentemot tillsynsmyndigheterna 80 RISE Modellering och beräkningar

81 Omgivningsbuller Ska används som underlag för bedömning om olägenhet för människors hälsa i plansammanhang Med olägenhet för människors hälsa avses en störning som enligt medicinsk eller hygienisk bedömning kan påverka hälsan menligt och som inte är ringa eller helt tillfällig. 81 RISE Modellering och beräkningar

82 Flygplatser industriell verksamhet spårtrafik vägar 82 RISE Modellering och beräkningar

83 EU direktiv (END European Noise Directive) Kartläggningar görs vart 5e år. Vid nästa kartläggning ska harmoniserade metoder användas CNOSSOS-EU, Ny beräkningsmodell som håller på att implementeras 83 RISE Modellering och beräkningar

84 Olika modeller för väg och järnväg Nordisk beräkningsmodell för väg reviderad 1996 Nordisk beräkningsmodell för tåg reviderad 1996, NMT Nord2000 road, rail (används för höghastighetståg) CNOSSOS-EU, road, rail, 84 RISE Modellering och beräkningar

85 Industriell verksamhet Många olika källor: Industrier, vindkraft, hamnar, industrier, kylventilationsanläggningar, restauranger, nöjesverksamhet, Olika beräkningsmodeller kan användas Vanligt är Nord2000 industry beräkningar med uppmätta emissionsdata för källorna Alternativt ISO utbredning Vindkraft: Excel-blad (Lundmark Akustik & Vibration) Även Nord2000 används vid komplicerad terräng eller över vatten 85 RISE Modellering och beräkningar

86 ECAC Doc 29 är gällande metod i Sverige Kvalitetssäkring av flygbullerberäkningar Hanteras inte närmare här 86 RISE Modellering och beräkningar

87

88 L Aeq = L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 Resultat: A- vägd ekvivalent ljudnivå vid mottagaren Utgångsvärde: Ekvivalent ljudnivå på 10m avstånd Dämpning på grund av avstånd Dämpning på grund av skärmar och mark Övrig dämpning Dämpning i fasad (inomhus) 88 RISE Modellering och beräkningar

89 L 1 Beror av fordonstyp (andel lätta och tunga), hastighet och trafikmängd 89 RISE Modellering och beräkningar Vägtrafikbuller Nordisk beräkningsmodell Naturvårdsverkets rapport 4653

90 L 2-3dB /avståndsdubbling (gäller för ekvivalentnivå, då går det att se anta en linjekälla vid modellering) 90 RISE Modellering och beräkningar Vägtrafikbuller Nordisk beräkningsmodell Naturvårdsverkets rapport 4653

91 L 3 Beror av skärmhöjd, placering och markens egenskaper (mjuk eller hård) 91 RISE Mallpresentation

92 Korrektion för vinkelområdet Korrektion för tjock skärm 92 RISE Mallpresentation

93 L AFmax = L 1max + L 2max + L 3max + L 4max + L 5max Resultat: Maximal ljudnivå vid mottagaren Utgångsvärde: maximal ljudnivå på 10m avstånd Dämpning på grund av avstånd Dämpning på grund av skärmar och mark Övrig dämpning Dämpning i fasad OBS: För L 2max gäller: -6dB /avståndsdubbling (ej samma som för ekvivalentnivå!) 93 RISE Modellering och beräkningar

94 God överensstämmelse för medelvärdet Stora variationer från dag till dag Standardavvikelse från 3dB vid 50m till 5dB vid 200m Stor spridning i mätningar på grund av vind och temperatur 94 RISE Modellering och beräkningar

95 Giltig upp till 300 m avstånd vid neutral väderlek (0-3m/s medvind) Indata baseras på mätningar genomförda under 1990-talet. Kanske inte representativ för dagens fordonsflotta Endast 2 kategorier av fordon, lätt respektive tung Beräknar A-vägda nivåer. Ingen information om spektrum Giltig för hastigheter > 30 km/h (antar konstant nivå < 30 km/h) Endast en vägbeläggning (men korrigeringstermer för olika svenska vägtyper är framtagna) Hanterar hård eller mjuk mark Endast en skärm mellan källa och mottagare kan räknas. Underskattar nivåer på innergårdar. 95 RISE Modellering och beräkningar

96 Har rätt modell använts för beräkningarna? Nordisk beräkningsmodell från 96, Nord2000? Noggrannhet och begränsningar bestäms av vilken modell man använt. Beräkningsprogrammet används för att hantera geometridata. Är indata relevant? Finns tillgänglig data för hastighet, trafikmängd, väderlek etc.. Vilken höjd är beräkningarna gjorda för? 1,5m, 2m eller 4m? Fasadnivåer på respektive våningsplan? Är maximalnivåer beräknade korrekt? Är det 5e högsta eller 5% percentil? Vilka inställningar i beräkningsprogrammet som använts. För att minimera beräkningstid kan lägre upplösning och förre reflektioner väljas, vilket påverkar resultaten. Detta syns kanske inte i resultatet eller i en bullerkarta. Fördelning av boende per våning /lägenhet i en beräkning har stor påverkan på exponering och värdering av åtgärder 96 RISE Modellering och beräkningar

97

98 Datorberäkningar (NMT): oktavband, komplicerad terräng och multipla skärmar. Ekvivalentnivå och maximalnivå Förenklad handräkningsmodell (NMT manuell): endast A-vägda nivåer för enkla geometrier Separerar källa och utbredning. Möjligt att lägga till nya tåg. 98 RISE Modellering och beräkningar

99 Korrektion för avståndsdämpning Korrektion för markeffekt Korrektion för reflektioner L p = L W + L C + L d + L a + L g + L S + L V + L r Resultat ljudtrycksniåvå Källstyrka ljudeffekt Korrektion för spårunderhåll Korrektion för luftabsorption Korrektion för skärmar Korrektion för vegetation 99 RISE Modellering och beräkningar

100 Ljudkällor 100 RISE Modellering och beräkningar

101 Leq varje spårelement ses som en punktkälla Lmax varje tågelement ses som en punktkälla 101 RISE Modellering och beräkningar

102 Gäller för sommarförhållanden på marken, svag medvind eller inversion Gäller för hastigheter > 30 km/h. Under 30 km/h antas konstant nivå 3 markkateogrier kan hanteras; hård, porös och delvis porös För multipla skärmar används enbart den som har störst påverkan på nivån i beräkningen 102 RISE Modellering och beräkningar

103 Stora variationer har uppmätts beroende på spårets kvalitet. Korrektionen för spårunderhåll varierar och kan vara avgörande Alla idag aktuella tågtyper har inte mätts upp ännu och saknar källdata. (Men arbete pågår med uppdatering) Se upp med buller från broar och kurvor, så att de hanteras i beräkningarna Handräkningsmetoden kan användas för enkla fall, eller för rimlighetsbedömning av en datorberäkning 103 RISE Modellering och beräkningar

104

105 Tillverkare deklarerar ljudeffekten hos vindkraftverk genom emissionsmätningar enligt IEC , second edition (Ed 2.1) , Wind turbine generator systems Part 11: Acoustic noise measurement techniques Ljudeffekten bestäms vid referensvindhastigheten 8m/s på 10m höjd. Ljudeffekten deklareras enligt IEC TS Declaration of apparent sound power values and tonality values. Deklarerad ljudeffekt L WD = L W +K, där L W är den uppmätta ljudeffekten och K tar hänsyn till spridning och mätosäkerhet Beräkningarna av immissionen vid angränsande fastigheter ska göras för medvindsförhållanden från verket. Vid motvind blir nivåerna lägre. 105 RISE Modellering och beräkningar

106 Excelberäkning erket.se/stod-imiljoarbetet/vagledning ar/buller/buller-franvindkraft/bullervindkraft-riktvarden/ 106 RISE Modellering och beräkningar

107 Nord2000 Deklarerad ljudeffekt från tillverkare används som källstyrka i Nord2000 utbredningsmodell Tar hänsyn till meteorologiska förhållanden, vind, temperatur etc. Tar bättre hänsyn till topologi och markegenskaper Kan vara fördelaktigt vid komplicerade markförhållanden eller vid vindkraftsverk till havs 107 RISE Modellering och beräkningar

108 Är källdatan korrekt för aktuellt driftsvillkor? Vindkraftverk kan ställas i olika moder för att ge lägre buller, vilket kan påverka effektuttaget. Beräkningarna bör göras för verk som inte är nedreglerade, eller åtminstone redovisas i det läget. Modellernas osäkerhet är större än ±1 db. Se upp med avrundningar av värden 108 RISE Modellering och beräkningar

109 Emissionsmätning av ljudeffekt hos enskilda bullerkällor Exempelvis ISO 3746, ISO ISO utbredningsmodell Nord2000 utbredningsmodell Implementeras i t.ex. Soundplan eller CADNA 109 RISE Modellering och beräkningar

110

111 Det finns en hel del standarder vad säger de om ljudupplevelsen? Utgångspunkt: Resultat från standarder ska vara reproducerbara Mät- och testuppställningar behöver inte efterlikna ett riktigt fall Ingen sanning om bullrets karaktär eller om hur det upplevs Men om vi inte haft två öron hade inga ljudstandarder skrivits Därför måste resultaten ofta tolkas mot problembilden 111 RISE Upplevelse av ljud

112 Men hur upplever en person ljud? Förväntningar Informationsöverföring Stress Andra sinnesintryck Ansträngning av röst Komfort Rofylldhet Hälsorisker Miljö Hörselrisker Bekvämlighet Perception är en komplex process som är kontext- och situationsberoende 112 RISE Upplevelse av ljud

113 Hur går standarder och upplevelser ihop? Vi får titta på funktion Exempel på miljöer och funktionskrav Arbetsplats Industri Arbetsplats konferensrum Arbetsplats kontorslandskap Musikutövning repetition Konsertsal åhörare Konsertsal musiker Skola - Undervisning Skola Uppehållslokaler Skolmatsalar Restauranger Sjukhus Informationsflöden, ofarliga ljudnivåer Taluppfattbarhet, medhörning, avskildhet Överhörning, arbetsro Tydlighet, stöd från rum, ljudisolering Tydlighet, rumsklang, alla platser ska upplevas lika Stöd från rum, medhörning Talarens komfort, taluppfattbarhet Ljudnivå Taluppfattbarhet Hälsoaspekter, säkerhet 113 RISE Upplevelse av ljud

114 Hur går standarder och upplevelser ihop? Vi får också titta på problem som hör ihop med buller Till exempel Svårighet att urskilja olika ljudkällor Svårighet att höra sig själv Onjutbar ljudmiljö (typ fladdereko) Stressande ljudmiljö Hälsorisker (t ex DALY) Hörselskador Svårighet att höra tal och föra samtal Koncentration Ansträngande för röst vid tal Sekretess och lyhördhet 114 RISE Upplevelse av ljud

115 Hur går standarder och upplevelser ihop? Vi får titta på problemen och vad som påverkar dem Svårighet att urskilja olika ljudkällor Svårighet att höra sig själv Onjutbar ljudmiljö (typ fladdereko) Stressande ljudmiljö Hälsorisker (t ex DALY) Hörselskador Svårighet att höra tal och föra samtal Ansträngande för röst vid tal Sekretess och lyhördhet Allmän ljudnivå Bakgrundsnivå Tidiga reflexer - frekvensrespons Ekon (reflexer senare än > 100ms) - diffusivitet Efterklangstid Maskering Buktade ytor mm 115 RISE Upplevelse av ljud

116 Hur går standarder och upplevelser ihop? Svårighet att urskilja olika ljudkällor Svårighet att höra sig själv Onjutbar ljudmiljö (typ fladdereko) Stressande ljudmiljö Hälsorisker (t ex DALY) Hörselskador Svårighet att höra tal och föra samtal Ansträngande för röst vid tal Sekretess och lyhördhet Allmän ljudnivå Bakgrundsnivå Tidiga reflexer - frekvensrespons Ekon (reflexer senare än > 100ms) - diffusivitet Efterklangstid Maskering Buktade ytor mm Standarder ska först och främst vara reproducerbara, och resultat jämförbara när alla förutsättningar är uppfyllda Det finns ingen sanning om hur ljud upplevs inbyggda i dem. För att resultaten ska bli meningsfulla behöver någon tolka att de speglar en viss hörbar effekt. Många gånger är den kopplingen svag, eller bygger på långa antagandekedjor som kanske inte är kompletta eller ens korrekta Korrekta mätresultat enligt en standard behöver inte alls spegla t ex upplevd störning 116 RISE Upplevelse av ljud

117 Individuella skillnader i acceptans/störning Resultat från standarder ställs oftast mot ett riktvärde, även om till exempel störningen av ett visst buller kan upplevas mycket olika Klagomål behöver inte spegla verkliga nivåer även om mätresultaten har relevans för störning Kännedom om individuell bullerkänslighet ofta väsentlig för att förstå skillnader i klagomål som inte framgår av modeller/mätningar 117 RISE Upplevelse av ljud

118 Vad är hörbart ljud? Det hörbara området är ett exempel på en perceptuell aspekt som är generell för alla människor, men övre gränsfrekvens kryper neråt när man blir äldre Unga människor kan uppfatta ljud från c:a 20 khz ner till någon enstaka Hz. Ibland anges 20 Hz som en undre gräns för hörande, men detta är fel! 118 RISE Upplevelse av ljud

119 Men uppfattar man infraljud med hörseln? Hörtröskelkurvor lågfrekvens-/infraljudsområdet, visar de svagaste ljud som uppfattas med hörseln Ljud i infraljudsområdet kan uppfattas med hörseln. Men det krävs mycket höga nivåer för att höra i detta område. Under 16/20 Hz hörs dock ljud inte som toner, utan ändrar karaktär. Møller och Pedersen Noise and Health RISE Upplevelse av ljud

120 Ljudnivå upplevd ljudstyrka Hörnivåkurvor, från ISO 226:2003 Equal Loudness 120 RISE Upplevelse av ljud Beskriver hur starkt olika ljudtryck upplevs. Varje linje motsvarar ett visst upplevt ljudtryck. Olika frekvenser kräver olika ljudtryck för att upplevas lika starkt. Lågfrekventa ljud behöver mycket högre ljudtryck för att höras (nå över hörtröskeln) än mer högfrekventa ljud Exempel i figuren: Två toner vid 1 khz respektive 20 Hz hörs precis, dvs de ligger på hörtröskeln (den lägsta streckade kurvan). Om man då höjer 1 khz-tonen med 90 db så ska 20 Hztonen höjas med endast 50 db för att båda ska upplevas låta lika starkt

121 Maskering Ljud inom ett frekvensområde höjer hörtröskeln för ljud inom andra frekvensområden Dvs ett ljud gör att ett annat ljud hörs svagare eller dränks av det första ljudet Lågfrekventa ljud maskerar högfrekventa ljud mer än tvärtom 121 RISE Upplevelse av ljud

122 Maskering Hur starkt man uppfattar ett buller har mycket att göra med maskering, och samma gäller för hur störd man blir av det Låga bakgrundsnivåer ger ökad störningsrisk. Om man eliminerar ett specifikt buller kan mycket väl störningen på grund av ett annat buller öka tack vare detta, eller vice versa. Jämför ljudet av en droppande kran i ett sovrum. Störningen minskar ofta om till exempel ventilationsbuller ökas så att impulsiva ljud (som droppljud) maskeras 122 RISE Upplevelse av ljud

123 Frekvensvägning db(a), db(b) och db(c) Från ISO 226:2003 Equal Loudness kommer IEC Weighting Curves Vägning är en integrering av ljudenergi i ett spektrum som är avpassad för att motsvara upplevd ljudstyrka Vägning för att motsvara hörlikhetskurva = multiplikation med kurvan vänd upp och ner (se bilden överst, där hörlikhetskurvorna från ISO 226:2003 är vända upp och ner) detta ger det principiella utseende på vägningskurvor, t ex A, B, C osv (dess kurvor syns i den nedersta bilden). db(a) 40 db-kurva* för svaga ljud, absolut vanligast db(b) 60 db-kurva* för medelstarka ljud, ovanlig db(c) 80 db-kurva* för starka ljud, nästan ovägt *db eller phon 123 RISE Upplevelse av ljud

124 A-vägning stämmer bra med upplevd ljudstyrka vid svagare ljud Här är A-vägningskurvan (från IEC A- Weighting) inlagd vid 40 db/phon-kurvan i hörlikhetskurvorna i ISO 226:2003 Equal Loudness Se hur kurvorna följer varandra 124 RISE Upplevelse av ljud

125 men stämmer dåligt för starkt lågfrekvent ljud Här är A-vägningskurvan (från IEC A- Weighting) inlagd vid 80 db/phon-kurvan i hörlikhetskurvorna i ISO 226:2003 Equal Loudness Se hur kurvorna skiljer sig i lågfrekvensområdet 125 RISE Upplevelse av ljud

126 Enkel skattning av nivån hos lågfrekvensbuller Skillnaden mellan vägningskurvorna gör att en bullermätare kan användas för att skatta lågfrekvensenergi Skillnaden mellan A-vägning och C-vägning indikerar om ett buller innehåller mycket lågfrekvens Stor skillnad troligen mycket lågfrekvens Tumregel: mindre än db skillnad så är lågfrekvensen sällan ett problem i sig (men det totala bullret kan vara störande) 126 RISE Upplevelse av ljud

127 Störningen är högre vid låga frekvenser Ökad ljudkänslighet i lågfrekvens gäller även experimentellt bedömd störning (Møller, 1987). Samma förändring av ljudtrycksnivån medför större förändring av störning än hörstyrka. En ton vid 20 Hz bedöms 2 gånger starkare men 3 gånger mer störande än en ton vid 250 Hz. (Widmann och Gossens) Skillnaden mellan störning och ljudstyrka är större ju lägre den dominerande frekvensen är (Broner 1998). 127 RISE Upplevelse av ljud

128 och ännu högre om ljudet är amplitudmodulerat En regelbundet pulserande karaktär hos lågfrekvent buller brukar benämnas amplitudmodulation och kan vara ett resultat av amplitudvariationer i en enskild frekvens, frekvensmodulationer orsakade av två närliggande maxima eller av ett tidsvarierande förlopp hos en mindre del av frekvensspektrat. Studier har visat på negativa effekter av amplitudmodulationer (modulationsfrekvenser 1 Hz, 6 Hz respektive 2,5 Hz): en negativ inverkan på prestation (Benton & Leventhall, 1986), sänkt vakenhet (Landström m fl, 1985) samt för sömnighet (Persson Waye m fl,, 2016) Moduleringsfrekvenser kring 3 Hz är mest störande för lågfrekvent brus. (Landström m fl 1996). Modulationsgraden har sannolikt också betydelse: I en experimentell studie minskade störningen dieseltåg när modulationsgraden sänktes från 13 db till 5 db (Kantarelis & Walker, 1988). 128 RISE Upplevelse av ljud

129 Jämför med stegljud ett praktiskt problem Referenskurvan för att bedöma stegljud är definierad mellan Hz (se högra figuren) Hur valdes detta område? Man utgick från betongbjälklag i flerfamiljshus, där högfrekvens är det största problemet Enkelt att mäta med etablerade metoder uppmätta golvegenskaper bedömningskurva (referenskurva) 129 RISE Upplevelse av ljud

130 Jämför med stegljud ett praktiskt problem Lätta konstruktioner gav upphov till störning, eftersom ingen hänsyn togs under 100 Hz OK OK!? 130 RISE Upplevelse av ljud Mätningar: APG Acoustic Test Laboratories,

131 Jämför med stegljud ett praktiskt problem Lätta konstruktioner gav upphov till störning, eftersom ingen hänsyn togs under 100 Hz Därför infördes korrektionsterm som tar hänsyn till ljudenergi ända ner till 20 Hz OK Ej OK 131 RISE Upplevelse av ljud Mätningar: APG Acoustic Test Laboratories,

132 Så varför finns det så lite krav på låga frekvenser? De krav som finns i FoHM MFS 2014:13, används inte i den utsträckning de borde Mätteknisk utmaning! Många länder anser det omöjligt att mäta under 100 Hz I Sverige ger FoHM vägledning. SP Rapport 2015:02. Vägledning för mätning av ljudtrycksnivå i rum (ersätter tidigare SP INFO 1996:17) Beräkningsark för stöd för utvärdering enligt SP Rapport 2015:02 Bilaga RISE Upplevelse av ljud

133 Toner i buller Kan man höra toner i buller så upplevs bullret ofta som mer störande. Därför görs ofta ett schablontillägg 5 db. Har till exempel länge rekommenderats av Naturvårdsverket för vindkraft. Hyfsat lätt att objektivt fastställa för buller utomhus (ISO1996-2:2017 Annex J & K), men ingen lämplig metod inomhus. Lyssning ofta nödvändigt. Exempel på ljud som anses mycket obehagliga är högfrekventa kurvtjut från spårvagnar. Sådana är både starkt tonala och kortvariga (<10 s), vilket gör att de är lätta att missa om man mäter ekvivalentnivåer under längre tid 133 RISE Upplevelse av ljud

134 Transienta ljud - impulsljud Alla typer av tidsvariationer i buller är störande, framförallt de som är oförutsägbara Mycket korta och starka ljud, impulsljud, är svåra att bedöma till styrka, framförallt om de är kortare än örats tidsfönster, <50 ms. Ofta är det efterklangen som gör att det låter starkt En objektiv metod att bedöma hur mycket impulser hörs i buller finns i Nordtest Method NT Acou 112 Maximalnivåer eller SEL kan tas fram och antalet händelser räknas, men oftast behövs en lyssning för att kunna bedöma bullrets störningsgrad Guidelines för att ta fram SEL-värden för impulsljud finns till exempel i ISO 13474:2009 eller kortfattat i ISO1996-1:2017 Annex B 134 RISE Upplevelse av ljud

135 Transienta ljud - högfrekvens Korta starka ljud med några sekunders varaktighet kan vara mycket störande inte minst om de har mycket högfrekvent innehåll och skrap. Exempel: Pneumatiska pysljud från bussar, tåg mm Glaskrossning vid miljöstationer tömning av glas-igloos är av impulsiv karaktär och uppfattas som mycket störande, men de uppmätta värdena blir ok enligt riktlinjerna. Skrap av stolar och bord täcks inte av stegljudsnivå. I dessa fall är det befogat att hänvisa till bullrets karaktär, mäta SEL, räkna händelser och skatta fluktuationer över tid samt lyssna 135 RISE Upplevelse av ljud

136 Kvalitetssäkring av mätutrustning

137 Ljudnivåmätaren och ljudkalibratorn Grundutrustning för ljudmätning Båda är standardiserade i IECstandarder Finns i två klasser, 1 och 2, där klass 1 är noggrannast Ljudkalibrator skall användas före och efter mätning och är därför ett nödvändigt tillbehör för standardiserade mätningar 137 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

138 Ljudnivåmätaren Egenskaperna styrs av IEC Hur den ska verifieras styrs av IEC Med verifiering menas här återkommande kontroll att egenskaperna i IEC är uppfyllda (verifiering kallas ofta även för kalibrering) Ofta blir det därför en begreppsförvirring mellan den enkla kalibrering med ljudkalibrator i samband med mätning och verifieringstester i kalibreringslaboratorium Normalt intervall för verifiering är 2 år 138 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

139 Varför behövs verifiering när ljudnivåmätaren ändå kalibreras med ljudkalibrator i samband med mätningen? Ljudkalibratorn kalibrerar ljudnivåmätaren vid en enda frekvens och nivå. Den säger inget om hur ljudnivåmätaren fungerar vid andra frekvenser och nivåer eller vid andra typer av ljud, t ex impulsbuller De vanligaste defekterna hos ljudnivåmätare kan man inte upptäcka med en ljudkalibrator. En ljudkalibrator ersätter alltså inte en regelbunden verifiering av ljudnivåmätaren. 139 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

140 Äldre ljudnivåmätare Specificerades enligt IEC som numera är indragen IEC har också klasser En äldre mätare enligt IEC anses uppfylla samma klass enligt IEC Dock oklart om det håller juridiskt 140 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

141 Billiga ljudnivåmätare Finns i stor mängd på marknaden Går inte att göra en komplett verifiering av då mikrofonen oftast inte går att ta av RISE erbjuder en förenklad kontroll av dessa Uppfyller ofta inte sin specifikation För en juridiskt hållbar mätning: kontrollera att en fullständig verifiering enligt IEC är gjord 141 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

142 Hur noggrann är en ljudnivåmätare? Finns inget entydigt svar Beror på ljudets karaktär och hur strikt man adderar felbidragen Klass 1 Klass 2 IEC strikt 2,6 db 4,5 db ISO 9612 (arbetsmiljömätning) ISO 1996 (industribuller) 1,4 db 3,0 db 1,0 db - B&K (Manwell) 1,6 db 2,9 db SP INFO 2004:45 (Ljudnivå evenemang) Några exempel på uppskattade instrumentosäkerheter 1,0 db 1,5 db Oftast dominerar andra felbidrag, t.ex. val av mätpunkt, omgivningsförhållanden och slumpmässiga variationer över instrumentfelet 142 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

143 Ljudkalibratorn Egenskaper specificeras i IEC Två kategorier; klass 1 och 2 Till en klass 1-mätare ska man använda en klass 1-kalibrator Används före och efter varje mätsession Ersätter inte verifiering (eller labbkalibrering) av ljudnivåmätaren Kalibreras en gång per år 143 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

144 Stegljudsapparaten Används vid bestämning av stegljudsisolering i byggnader Är specificerad i ISO och ISO med identiskt innehåll Är mekaniskt definierad i termer av t.ex. massa hos hammare, fallhastighet, anslagsvinkel, slagfrekvens, mm Finns inget standardiserat kalibreringsintervall Är det instrument som oftast behöver justeras vid kalibrering, dvs långa kalibreringsintervall är riskabelt 144 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

145 Instrumentstandarder Kan heta lite olika: IEC xxx internationell EN xxx europeisk SS-EN xxx - svensk Samma innehåll 145 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

146 Sammanfattning För att en mätning ska vara juridiskt hållbar ska ljudnivåmätaren vara verifierad enligt IEC för max 2 år sedan och ljudkalibratorn kalibrerad för max 1 år sedan Äldre mätare är OK i princip men oklart om det håller juridiskt Det finns inget standardiserat kalibreringsintervall för stegljudsapparater men äldre kalibreringar än 2 år bör betraktas med misstänksamhet 146 RISE Kvalitetssäkring av mätutrustning

147 Några praktiska aspekter

148 Vanliga problem vid granskning Dokumentationen är ofta bristfällig som underlag för en granskning av en akustiker. Detta kan vara ett tecken på att man inte vill skylta med okunskap eller hur man mäter. Resulterar i att en akustiker som skall granska eller mäta om ofta inte kan göra korrekt tolkning av omständigheterna. Ur en dokumentation bör man kunna utläsa En tydlig genomgång av vad det är man har gjort/mätt Om avsteg behövts göras och i så fall vilka avsteg? Detta måste framgå tydligt Kan andra ljudkällor ha stört mätningen? Vilka i så fall? Har man mätt en gång eller fler gånger? Mättiden ska vara dokumenterad Det är viktigt att identifiera om det till en rapport är fogat egna tolkningar (individ/kommun/läns/regionsnivå) av miljödomar mm, och hur detta relaterar till aktuell fall. Ofta ersätter denna typ av argumentation nödvändigt faktaunderlag för en korrekt bedömning av mätresultaten 148 RISE Några praktiska aspekter

149 Vanliga problem vid granskning Bristande dokumentation är mycket vanligt. I alla fall som inte är solklara och där det kan saknas viktig information är det mycket bättre att fråga än att anta att utredningen är gjord helt enligt regelboken. Frågar man alltid när dokumentationen inte är helt fullgod så kommer det efterhand att leda till generellt bättre dokumentation Om det finns en motvilja mot att komplettera uppgifter, även om de är triviala, så tyder det på bristande seriositet. The result of a noise assessment is never simply a figure such as 77 db. It is the value of specific parameters or indicators obtained under known and documented conditions. Environmental Noise, Brüel & Kjær Booklet, BR , RISE Några praktiska aspekter

150 Mätosäkerhet Det går inte att mäta exakt rätt Det är därför viktigt att ha en uppfattning om hur osäkert ett mätresultat är Om man mätosäkerhet är kritiskt med avseende på resultat och så finns det en fundamental metod för att beräkna mätosäkerhet publicerad i GUM (Guide to the expression of uncertainty in measurement) Principen är att systematiskt spalta isär och sedan uppskatta storleken på alla tänkbara felkällor. Här handlar det om identifiera kända och troliga felkällor. Till exempel är ofta mätosäkerheter för en metod angivet i standarden. Däremot finns det ofta en hel del osäkerheter kring till exempel testobjekt och testplats 150 RISE Några praktiska aspekter

151 Mätosäkerhet olika felkällor För att få en överblick kan man visualisera de olika delarna i grupper i till exempel ett fiskbensdiagram. Här är ett exempel för trafikmätning som man skulle kunnat bygga ut med fler delar eller modifiera. 151 RISE Några praktiska aspekter

152 Mätosäkerhet hantering av flera felkällor Mätosäkerheterna som hör till de olika individuella felkällorna kan enligt GUMs definitioner antingen skattas som Typ A : från flera mätningar via standardavvikelse, eller Typ B: genom något annat sätt, som att den t ex är känd eller kan likställas med kända mätosäkerheter hos andra felkällor Dessa enskilda osäkerheter, u i (x), läggs sedan ihop till en kombinerad mätosäkerhet u C (x) enligt GUM: u C 2 y = c 1 2 u 2 x 1 + c 2 2 u 2 x 2 + För en djupgående analys av denna ekvation hänvisas till GUM. Här konstateras bara att eftersom varje osäkerhetsfaktor kvadreras så kan enskilda stora osäkerheter dominera. Det är därför viktigt att man försöker finna och skatta alla enskilda bidragen så att man inte missar någon stor felkälla 152 RISE Några praktiska aspekter

153 Hur fungerar avsteg med tanke på mätosäkerhet? Mätosäkerheten ska ställas i relation till resultaten. Under- eller överstiger resultaten med god marginal riktvärden inklusive mätosäkerhet är det sällan något problem. Om mätosäkerheten inte kan skattas så bör försiktighet iakttas Ofta kan osäkerheter som hör till val av mätplats aktuella osv vara ett större problem, som passerar obemärkt om vissa avsteg är gjorda. Ofta bör frågan ställas om en mätning med avsteg är representativ för det aktuella problemet. Detta får bedömas från fall till fall. Här behövs en samsyn (bör samordnas av berörda parter, t ex nationella checklistor?) Avsteg antyder en indikativ mätning. Om mätningen kan göras om på ett rimligt sätt utan avsteg så bör detta göras. Den indikativa mätningen fungerar då som ett beslutsunderlag att utreda vidare. 153 RISE Några praktiska aspekter

154 Hur fungerar avsteg med tanke på mätosäkerhet? Om omständigheterna inte medger en helt korrekt mätning enligt standard, och mätosäkerheterna kan skattas, så kan avsteg accepteras även i en ordinarie mätning. Exempel på mätningar där det kan vara acceptabelt, eller i vissa fall lämpligt, att göra avsteg är: Kortare mätningar på stabila ljudkällor, till exempel om bakgrundsbuller varierar och/eller det är svårt att hitta tillräckliga tidsfönster (Jfr NVV rapport 3298 Buller från vägtrafik - Mätmetod ) Mätningar i små rum där man inte kan följa metoden med avseende på avstånd till väggar osv kan vara OK om många mätpositioner använts. Problem på grund av att rum är små visar sig vanligtvis först i lågfrekvensområdet Ibland är det inte möjligt att stänga av bullerkällor för att skatta bakgrundsnivå. Då gäller det för den som utför mätningen att visa ett annat underlag för en skattning. I sådana fall kan det hjälpa att t ex dokumentera möjliga bullerkällor som finns i närheten mäta på flera olika platser och göra bedömningar baserat på skillnader mellan mätningar komplettera med emissionsmätningar om man ska undersöka imission mäta på olika tider och jämföra med variationer hos bullerkällor, t ex trafik vid rusningstrafik kontra mitt på en förmiddag Mätning av värmepumpar eller återvinningsaggregat är svåra att få rätt när det är varmt ute, då man inte har värmebehov inomhus. Här blir det fråga om en systematisk skillnad som kan skattas från effekt. Observera att egna tolkningar av felmarginaler, felaktig/otillräcklig dokumentation mm gör att mätosäkerheten bör ifrågasättas 154 RISE Några praktiska aspekter

155 Beräkning av buller Vilka akustiska förhållanden och fenomen behöver man tänka på vid beräkning, exempelvis topografi och reflekterande ytor utomhus? Höjdskillnader som understiger 5 m och inte syns i höjdkurvor i modellen. Växtlighet med större djup där markdämpningen blir större. Dominerade vindriktningar Vilka parametrar har störst betydelse och bör uppmärksammas särskilt vid granskning av ett beräkningsresultat? Är relevanta källor inkluderade? Att trafikflödet är skattat framåt i tiden. Rimligheten bör alltid kollas Går det att göra förenklingar, utöver de som modellen bygger på, inom ramen för en beräkningsmodell och där beräkningsosäkerheten fortfarande är godtagbar? Vid vilka eventuella förenklingar blir osäkerheten för stor? Lokala fenomen som inte täcks av topografisk data. Vindriktning, inåtgående hörn, indragna balkonger och loftgångar. 155 RISE Några praktiska aspekter

156 Beräkning av buller När är det olämpligt att göra en bullermodellering och att istället göra en mätning? I de fall modellen adresserar de problem som ska utredas är det i princip alltid bättre: Modeller motsvarar en bedömningsgrund som täcker 95:e percentilen av väder, vind och fordonstyper Men regelbundna hastighetsöverträdelser, start-stop korsningar, hastighetshinder mm, måste dock bedömas från fall till fall då många aspekter inte är medtagna i modellen. Hur ska man värdera källdata i beräkningsmodellerna jämfört med den faktiska situationen, är den källdata som modellerna använder aktuell? Framtida trafik bör uppräknas år framåt med ca 1 %/år. Om beräkningen är mer än 7-10 år gammal förlorar den sin aktualitet. Ofta ändras förutsättningar så det gäller t ex att data är uppräknat så att inte grannar får bygglov baserat på äldre ej uppräknad indata. 156 RISE Några praktiska aspekter

157 Folkhälsomyndigheten - mätmetoder inomhus Mätmetoder för buller inomhus Vägledning för mätning av ljudnivå i bostadsrum och skola (SP Rapport 2015:02) Vägledning för mätning av ljudnivå i rum med stöd av SS-EN ISO 10052/16032 (SP Rapport 2015:02) (PDF, 734 kb) Mätmetoder för höga ljudnivåer Vägledning för mätning av höga ljudnivåer på diskotek, konserter och andra arrangemang med publik (SP-INFO 2004:45, rev december 2014) Mätning av höga ljudnivåer, Del 1: Operativ tillsyn (PDF, 1,8 MB) Mall för beräkning av ljudnivåer, Del 1: Operativ tillsyn (Excel-dokument, 48 kb) Mätning av höga ljudtrycksnivåer, Del 2: Egenkontroll (PDF, 1,8 MB) Mall för beräkning av ljudnivåer, Del 2: Egenkontroll (Excel-dokument, 52 kb) Förenklad metod för mätning och beräkning av höga ljudnivåer - snabbguide mätning och beräkning av höga ljudnivåer, bl a för miljö- och hälsoskyddskontor (tillsyn) Snabbguide för tillsyn av höga ljudnivåer (PDF, 299 kb) Snabbguide för egenkontroll av höga ljudnivåer (PDF, 312 kb) Mall för beräkning och mätning av höga ljudnivåer (Excel-dokument, 406 kb) 157 RISE Några praktiska aspekter

158 Naturvårdsverket - buller NVV rapport 5417 Metod för immissionsmätning av externt industribuller: Följer ISO1996-1/2 Buller från byggplatser Buller från industrier Buller från motorbanor (speciell beräkningsmetod, Motor Racing Vehicles Measurement Methods (Danish Environmental Protection Agency, SS-ISO 362 ( Mätning av buller från accelererande vägfordon Teknisk metod ) ) Buller från skjutbanor och skjutfält Mätningen skall avse den högsta ljudnivån i dba impuls, frifältsvärde Buller från vindkraft Beräkningsmodeller fungerar bäst. Emissionsmätningar ger mäter vilken ljudeffekt verken emitterar och imissionsmätningar ger bullerpåverkan i viss punkt. På grund av de variationer som uppträder över år och dygn, inte minst på grund av de aktuella väderförhållanden, så är nyttan av enstaka imissionsmätningar starkt begränsad. Däremot kan en långtidsloggning av värden peka på varaktiga förhållanden och omständigheter som inte täcks in i beräkningsmodellerna Buller från väg- och spårtrafik vid befintliga bostäder Buller från vägar och järnvägar vid nybyggnation Buller på skolgård Bullerfria områden 158 RISE Några praktiska aspekter