Variationer i stegljudsnivå från 20 Hz på grund av mätmetod och utförande i flerbostadshus med trästomme

Transkript

1 Variationer i stegljudsnivå från 20 Hz på grund av mätmetod och utförande i flerbostadshus med trästomme Variations in impact sound insulation from 20 Hz due to measurement uncertainty and workmanship in dwellings with wood frame construction Johan Gruffman BY1732 Examensarbete för högskoleingenjörsprogrammet i Byggteknik, 15 hp

2 Förord Examensarbetet har utförts vid Umeå Universitet i samarbete med Tyréns AB. Frågeställningen och problematiken som examensarbetet bearbetar har Rikard Öqvist lyft fram. Ett stort tack till mina handledare på Tyréns, Rikard Öqvist och Magnus Löfdahl som har hjälp mig med detta examensarbete, samt lärt mig betydligt mer om byggnadsakustik. Jag vill även tacka min handledare på Umeå Universitet, Mark Murphy. Jag vill tacka Samuel Björkman och Melker Johansson som har hjälpt mig med min praktik och övrig handledning under min praktikperiod. Ett stort tack till mina övriga arbetskamrater på Tyréns. Jag vill även tacka för samarbetet med Lindbäcks bygg som erbjöd ett mätobjekt till examensarbetet. Slutligen vill jag tacka min familj som stöttat mig under examensarbetet och under mina studier på Umeå Universitet. Johan Gruffman Umeå, maj 2017 i

3 Sammanfattning I detta examensarbete utvärderas variationer i stegljudsnivå från 20 Hz i ett industriellt prefabricerat flerbostadshus uppfört med trästomme. Variationerna sett till mätmetod och utförandet av konstruktionen kontrollerades. Det genomfördes även en kontroll mellan mätmetoder angivna av SS :2015 om det uppstod någon skillnad sett till uppmätt ljudtrycksnivå och mätosäkerhet. Målet med projektarbetet var att kontrollera om går att anpassa dagens standard för mätningar från 20 Hz. Samt kontrollera de olika mätmetoder angivna av SS :2015 kvalitet, detta för att effektivisera och ge möjlighet till en högre kvalitet av genomförda mätuppdrag för Tyréns AB. Ljudmätningar genomfördes i ett industriellt prefabricerat flerbostadshus uppfört av Lindbäcks Bygg. Byggnadsprojektet kallas för Sofiehem 61 och är ett studentboende. Byggnaden består av fem våningar varav en vindsvåning som enbart är till för installationer. Varje plan består av åtta lägenheter bortsett bottenplan där enbart sju lägenheter finns. Det genomfördes totalt mätningar i 12 identiska lägenheter uppförda med samma byggnadsmodul. Från de genomförda mätningarna kunde stegljudsnivån beräknas och redovisas utifrån de aktuella mätmetoderna och från 20 Hz. Det uppstod ingen markant variation sett till mätmetoden vid mätningar ner till 20 Hz, detta indikerar på att dagens mätstandard går att tillämpa för mätningar ner till 20 Hz. Variationen sett till stegljudsnivå för konstruktionens utförande kvantifierades, dock genomfördes mätningar på för få mätobjekt för att erhålla statistiskt korrekta resultat. Det uppstod däremot en skillnad sett till stegljudsnivåer vid val av mätmetod angiven av S Detta bedömdes bero på rummets egenfrekvens. ii

4 Abstract In this report studies have been made about variations in impact sound insulation from 20 Hz in an industrial, prefabricated, light weight apartment building. The building was constructed by Lindbäcks Bygg AB. Variations was determined from measurement method from SS :2015 and due to the workmanship of the structure. The different measurement methods from SS :2015 was also analyzed, the difference in sound pressure level and measurement uncertainty was checked. The objective with this report is to verify if the current standard is adaptable for measurement from 20 Hz in a prefabricated apartment building. Also verifying the standard and if possible make the procedure of measurement more effective. Measurement of sound insulation were executed in 12 apartments. The apartment was of the same prefabricated module. From the measurements the impact sound insulation was calculated and was presented in both measurement methods and from 20 Hz. Variations of impact sound insulation was quantitated from 20 Hz with one normalized value for a simulated reverberation time under 50 Hz and one without correction of reverberation under 50 Hz. The calculated value of variation due to the measurement method was not of some significant difference, this indicate the current standard is adaptable for measurements from 20 Hz. The variation due to workmanship was quantitated, but no statistical analyze could be made cause lack amount of measurements. A significant difference in sound pressure level was identified between measurement methods, this was assumed to be caused by the room modes. iii

5 Innehållsförteckning 1. Inledning Frågeställningar Problembeskrivning Syfte Mål Avgränsningar Bakgrund Lindbäcks Bygg AB Industriellt byggande Ljudets egenskaper i lätta konstruktioner Mätobjekt Teori Ljudutbredning Frekvensspektrum Ljudnivå Oktavband Ljudklasser Krav stegljud Efterklangstid SS-EN ISO :2008 (E) Utrustning Mätpositioner Mätning Stegljudsnivå L n,w - Referenskurva C i-termen Akulite SS-EN ISO SS-EN ISO Standardiserad stegljudsnivå L nt Kalibrering Frekvensområde Hammarapparat-positioner Mikrofonpositioner iv

6 4. Genomförande Utrustning Efterklangstid Mätmetod Efterklangstid för tersband under 50 Hz Bakgrundsnivå Ljudtrycksnivå från hammarapparat Mätmetod Beräkning Resultat och diskussion Ljudnivåer i kontrollrum Stegljudsnivåer Mätmetod Funktionskrav, LnTw och LnTw Ingen normalisering av efterklangstid 20 Hz 40 Hz Med normalisering av efterklangstid 20 Hz 40 Hz Standardavvikelse pga. mätmetod Standardavvikelse pga. Konstruktionens utförande Mätperiodens längd för svep Slutsats Referenser Bilagor v

7 1. Inledning Under år 2016 påbörjades preliminärt byggandet av [1] bostäder i Sverige. Enligt LTHundersökningar bestod 2012 ca 92 % av alla stommaterial för påbörjade lägenheter av betong [2]. Resterande 8 % av stommaterialen för lägenheter bestod av trä eller stål, där trä hade större andel. Träkonstruktioner har de senaste åren kommit tillbaka på byggnadsmarknaden, detta på grund av det förbud att konstruera trähus med fler än två våningar varade till 1994 [11]. Detta visas även i problematiken med uppförandet av träkonstruktioner i ett byggnadsakustiskt perspektiv [7], vilket Rikard Öqvist behandlar i sin avhandling. Tidigare granskningar [3][4] av mätmetoderna som erhålls i standarderna SS :2015 [19] för stegljud har genomförts. Detta examensarbete kommer däremot att behandla ett specifikt område som har visats problematiskt inom det byggnadsakustiska området. Detta arbete kommer att kontrollera standardavvikelsen av ljudisoleringen orsakad av genomförande samt av mätmetoderna för stegljud med frekvensområdet 20 Hz till 5000 Hz. Examensarbetet kommer även att kontrollera om en av mätperiodernas längd kan förkortas. 1.1 Frågeställningar Hur stora är variationerna i stegljudsnivå från 20 Hz i ett industriellt prefabricerat flerbostadshus med trästomme? o Hur stor del av de totala variationerna av stegljudsnivån orsakas av mätmetod? o Hur stor del av de totala variationerna av stegljudsnivån orsakas av konstruktionens utförande? SS :2015 föreskriver två metoder för att mäta ljudtrycksnivå Fasta positioner och svep. Är dessa två metoder likvärdiga med avseende på uppmätt ljudtrycksnivå och mätosäkerhet? Går det att halvera den aviserade mätperiodens längd och få likvärdiga värden som vid en korrekt genomförd ljudmätning av svep? 1.2 Problembeskrivning Lätta konstruktioner uppförda med trästomme uppfyller ofta minimikraven för stegljud enligt BBR. Upplevd stegljudsnivå i lätta träkonstruktioner upplevs däremot som betydligt sämre [10]. Anledningen till att klagomål förekommer trots att mätningarna är godkända, beror på att mätningar utförs i ett begränsat frekvensområde och den aktuella konstruktionstypen har sämre ljudisolering utanför detta intervall [5][6]. Det är två faktorer som kan orsaka variationer i mätresultat för stegljudsnivån mellan identiska konstruktioner ner till 20 Hz. Det är utförandet av konstruktionen, samt mätmetoden som kan orsaka avvikelsen. Detta arbete kommer att genomföra ljudmätningar ner till 20 Hz i identiska lägenheter uppförd av trästomme för att kontrollera standardavvikelsen för stegljud orsakad av mätmetoden samt av genomförandet. 1

8 Den nuvarande mätmetoden för svep tar 60 sekunder att genomföra. Detta arbete kommer att genomföra ljudmätningar med 60 sekunders svep och 30 sekunders svep för att kontrollera hur lång tid det krävs för att uppnå godtagbara värden. 1.3 Syfte Syftet med detta examensarbete är att kvantifiera variationerna för genomförandet och mätmetoden angiven av SS i identisk liknande mätobjekt för mätningar ner till 20 Hz. Skillnaden i uppmätt stegljudsnivå mellan mätmetoderna angivna av standarden kommer att jämföras. 1.4 Mål Målet med detta examensarbete är: Att genomföra ljudmätningar och redovisa om den nuvarande mätmetoden går att tillämpa vid mätningar ner till 20 Hz, jämfört med 50 Hz vilket dagens standard kräver för bostäder. Att utvärdera mätmetoderna angivna i SS och kontrollera dess kvalitet, vilket kommer att hjälpa Tyréns att utföra mätuppdrag med högre kvalitét och med bättre precision. Att detta arbete kommer att användas som underlag för vidareforskning inom området byggnadsakustik. 1.5 Avgränsningar Detta arbete kommer enbart behandla lätta konstruktioner av trä, detta på grund av tidigare forskning har genomförts på betong [8]. Arbetet kommer enbart ta hänsyn till två mätmetoder enligt standard, SS :2015. Enbart fasta positioner samt mätningar genomförda med ett cylindriskt svep kommer att genomföras. 2

9 2. Bakgrund Bakgrunden kommer behandla den aktuella konstruktionen var ljudmätningar genomfördes. Fakta om vad ett industriellt byggande är kommer att redovisas för läsaren och det aktuella problemet för stegljud inom lätta konstruktioner. Information om byggnaden samt dess krav erhålls ur projekteringsunderlaget. 2.1 Lindbäcks Bygg AB Lindbäcks Bygg grundades 1924 av Frans Lindbäck. Till en början var företaget en enkel byasåg i en mindre by syd om Piteå. Idag har Lindbäcks Bygg AB etablerat en fabrik på kvadratmeter i Piteå där 20 lägenheter produceras varje vecka. Utöver detta har Lindbäcks Bygg påbörjat konstruktionen av en ytterligare fabrik som kommer tredubbla produktionen. Lindbäcks Bygg AB är pionjärer inom det industriella byggandet och har i samarbete med Luleå tekniska universitet utvecklat ett byggsystem som slog igenom under 1990-talets byggkris [1]. 2.2 Industriellt byggande Enligt Lindelöw [11] består ett industriellt byggande av fyra olika plattformar; teknikplattformen, processplattformen, leverantörsplattformen samt kunskapsplattformen. Vid brukandet av ett industriellt byggande tillkommer det många fördelar jämfört med ett traditionell byggande. Fördelar som en optimerad produktionsteknik då förarbetet av de prefabricerade komponenterna genomförs i fabrik, vilket bidrar till betydligt bättre förutsättningar jämfört med en byggarbetsplats. Även problematiken av fukt kan undvikas delvis då stora delar av tillverkningen sker inomhus [11][10]. Tekniken av modulbyggande delar många problem med de platsbyggda lägenheterna när det kommer till akustik. Variationen i ljudisolering mellan identiska moduler är relativ hög [10]. 2.3 Ljudets egenskaper i lätta konstruktioner Konstruktioner uppfört av trä skiljer sig jämfört med betongkonstruktioner och andra tunga konstruktioner. Det tillkommer en viss risk att uppföra byggnader av trä med höga akustiska krav då det har visat sig att variationerna i stegljudsnivå är stora [10]. Forssén anger i sin rapport [10] att det mest förekommande problemet inom ljudisolering för en lätt konstruktion är stegljudsnivå och detta främst kring de lägre frekvenserna. I lätta konstruktioner är fenomenet flanktransmission ett stort problem. Detta sker när vibrationer i golvet leder ljudet vidare till de bärande väggarna, vilket i sin tur emitterar ljudet in till rummet [10]. Det är vanligt att i en lätt konstruktion utsatt för stegljud att ljudnivåerna är högre intill väggarna än vid taket var ljudkälla är placerad. Tunga konstruktioner har sällan samma problematik som lätta konstruktioner vid de lägre frekvenserna, 20 Hz 200 Hz. Detta beror på att tyngre konstruktioner av t.ex. betong har betydligt större massa än lätta konstruktioner av t.ex. trä [10]. Ett stort problem inom byggindustrin är att variationen av ljudisoleringen är stor sett till fältmätningar i lätta konstruktioner. Denna varians av ljudisolering kan vara upp till +-10 db i fält [7]. Detta medför att byggindustrin för lätta konstruktioner måste bygga med en stor säkerhetsmarginal för att byggnaden ska kunna klara ljudkraven. Överdimensionering uppstår då i vissa fall för lätta konstruktioner och detta leder till onödiga kostnader för byggföretagen [10]. 3

10 2.4 Mätobjekt Mätningar kommer att genomföras på ett punkthus uppfört av Lindbäcks Bygg AB i Umeå, Ålidhöjd. Slutbesiktning genomfördes vecka 16 och inflyttning därpå. Ljudmätningarna genomfördes den 7 april 2017 till den 9 april Byggnaden består av fem våningar, varav den femte våningen är till för installationer. Totalt finns det 31 lägenheter i byggnaden. Varje våning har åtta lägenheter, bortsett bottenplan som har sju. Lägenheterna är identiska bortsett att varannan lägenhet är spegelvänd, se figur 1. Byggnaden är uppförd av prefabricerade moduler från Lindbäcks Bygg ABs fabrik. Varje lägenhet är en modul som transporterats på plats. Stommaterial är av trä och byggnaden är projekterat för att uppnå miljöbyggnad silver. Miljöbyggnad silver innebär att två moment av kraven ska uppnå ljudklass B och resterande ska uppfylla BBRs ljudkrav. Därav installationsbuller, trafikbuller, stegljudsnivå och luftljudsisolering är krav enligt standard. Köket/sovrummets volym är 49 m 2 och lägenhetens totala volym är 59,7 m 2. Takhöjden för lägenheterna är ungefär 2,48 m. Figur 1. Planritning våning 4, hus 61, Lindbäcks Bygg AB. 4

11 3. Teori Teoriavsnittet behandlar den grundläggande teorin om byggnadsakustik. De två standarderna för ljudmätningar av efterklangstid och stegljud kommer att behandlas. Även en beskrivning av de befintliga ljudklasserna enligt SS 25267:2015 och BBR Ljudutbredning Ljud kan i fysikalisk mening ses som mekaniska svängningar (förtätningar och förtunningar), dessa svängningar sker bland luftpartiklarna och bildar vågrörelser, se Figur 2. Dessa svängningar ger upphov till en förändring av lufttrycket. Nilsson [13] beskriver riktningen som en ljudstörning utbreder sig i kallas för vågutbredningsriktning. För ljud som utbreder sig i luft sker partikelrörelsen i samma riktning som utbredningsriktningen, de ljudvågor som då uppstår kallas för longitudinalvågor. Åkerlöf [14] hävdar att vågor som uppstår på vatten är vad flest personer associerar en våg till. Vågrörelserna på vattenyta är relativt lik ljudvågor. En våg som uppstår på vattenytan är ett exempel på en transversalvåg där vattenpartiklarna rör sig helt eller delvis vinkelrätt mot utbredningsriktningen. Ljudvågor är oftast uppbyggda av flera olika delvågor med olika våglängder. Ljudet är ofta uppbyggt av deltoner med olika frekvenser inom det hörbara området, det vill säga 20 Hz Hz för en människa. Detta motsvarar våglängder från 17 millimeter till 17 meter. Ljudhastigheten betecknas med c och i luft är ljudhastigheten ca 343 m/s vid normala rumstemperaturer. Ljudhastigheten skiljer sig däremot från vilket material den transporteras genom samt vilken Figur 2. Ljudvågor [23] temperatur det har. Våglängden betecknas med λ och mäts i meter (m), våglängden är avståndet mellan två förtätningar, eller avståndet mellan två vågtoppar, se Figur 2. Frekvens mäts i Hertz (Hz) och innebär antal svängningar en våg har per sekund. Amplituden på ljudvågorna är det som bestämmer ljudets styrka, det vill säga höjden på vågorna. [14] För beräkning av våglängd används: λ = c f (1) 5

12 3.1.2 Frekvensspektrum För att kunna presentera vilka frekvenser ett ljud är uppbyggd av kan ett frekvensspektrum brukas. Ett frekvensspektrum kan redovisas som ett stapel- eller linjediagram med olika frekvenser (tersband) i x- led och i y-led presenteras ljudtrycksnivån mätt i (db). Enligt Nilsson [13] ger ett frekvensspektrum värdefull information när det gäller arbete kring förbättring av ljudmiljön. 3.2 Ljudnivå Omfånget mellan smärtgränsen och minsta hörbara ljud en människa kan uppfatta är stor, från ca 10 μpa till 60 Pa, vilket innebär att det är opraktiskt med en grafisk presentation av ljudtrycket på en linjär skala. Därför infördes på 1920-talet en mätstorheten som bygger på en logaritmisk skala. Detta gav ljudtrycksnivån, L p, med enheten decibel, db [13] Beräkning av ljudtrycksnivån, L p, från ljudtryck: L p = 20log p P o (2) Referenstrycket valdes till Pa, vilket ungefär motsvarar det lägsta ljudtryck en människa kan uppfatta vid 1000 Hz. Detta resulterade i att ett ljudtryck på Pa motsvarar en ljudtrycksnivå på 0 db. De vanligaste ljudtrycksnivåerna kom då att hamna i ett omfång på 0 till 120 db [13]. Åkerlöf [14] beskriver upplevelsen av en förändring av ljudnivån på 3 db motsvarar en knappt hörbar förändring medan en förändring på 8-10 db motsvarar en fördubbling/halvering. Detta är dock grovt uppskattat menar Nilsson [13] då vissa faktorer spelar in som t.ex. utgångsljudnivå samt aktuella frekvenser. Nilsson [13] anser att en av hörselns viktigaste egenskaper är att uppfatta tal. I en tyst miljö motsvarar röststyrkan på en meters avstånd från en talare ca db och en hög röststyrka kan uppnå ca 85 dba. Hörselns upplevelse varierar utifrån olika frekvenser, två ljud med samma ljudtrycksnivå kan uppfattas som annorlunda sett till ljudtrycksnivån. För att bestämma det objektiva måttet har man infört vägningskurvor som förstärker och försvagar ljudtrycksnivån vid olika frekvenser likt ett filter, även kallad frekvensvägning. A-, B- och C-filter togs fram ur inverterade phonkurvor för 40, 60 respektive 80 phon [13]. 3.3 Oktavband För att bestämma en ljudsignals fördelning över frekvenserna brukas olika bandfilter. Dessa filter delar in ljudsignalen i ett omfång mellan en undre- och övre gränsfrekvens. Inom byggnadsakustik brukas främst oktavband och tersband (⅓ oktavband). En oktav motsvarar en fördubbling av frekvens, en oktav är t.ex. mellan 50 Hz Hz. Varje oktav är uppbyggd av tre terser. Varje oktav benämns utifrån dess mittfrekvens [13]. 6

13 3.4 Ljudklasser Enligt svensk standard SS 25267:2015 [15] samt BBR 24 [17] anges fyra olika ljudklasser för en byggnad, se bilaga 1 och 2 för ljudkraven för stegljud enligt svensk standard samt BBR 24. Ljudklasserna är fördelade A-D, varav A har de högsta kraven och D har de lägsta kraven. Ljudklass C motsvarar Boverkets byggreglers (BBR) krav för att bli godkänd. Ljudklass A Ljudklassen motsvarar bättre ljudförhållanden än ljudklass B. Klassen är lämplig för utrymmen och verksamheter där en mycket högklassig ljudmiljö prioriteras. Ljudklass B Ljudklassen motsvarar bättre ljudförhållanden än ljudklass C. Klassen är lämplig för utrymmen och verksamheter där en bättre ljudmiljö prioriteras. Ljudklass C Ljudklassen är avsedd att ge ljudförhållanden som motsvarar minimikraven i Boverkets föreskrifter, BBR. Ljudklass D Ljudklassen representerar låg ljudstandard och är avsedd att tillämpas endast när ljudklass C av olika tekniska, antikvariska eller ekonomiska skäl inte kan uppnås, exempelvis för vissa ombyggnadsfall eller för enkla, temporära utrymmen Krav stegljud För att ljudkravet för stegljud ska uppfyllas måste både L' nt,w (vid bostäder L nt,w,50) och L' n,w+ci, vara godkända för aktuell standard. L' nt,w betyder att stegljudsnivån i rummet är korrigerad efter efterklangstiden och bestäms utifrån referenskurva [19]. Korrigering av efterklangstid genomförs på grund av att en lång efterklangstid i ett rum medför att den upplevda ljudtrycksnivån i rummet blir högre. 7

14 3.5 Efterklangstid Efterklangstid är ett mått på hur akustiken är i ett rum. Den säger hur lång tid det tar från att en ljudkälla stängs av tills att ljudet dör ut. Detta upptäcktes av Wallace c. Sabine på slutet av 1800-talet och används än idag. Nilsson [13] beskriver måttet för efterklangstid T 60 som den tid det tar från att en ljudkälla stängs av tills ljudtrycksnivån har sjunkit 60 db. En lång efterklangstid medför att ljudtrycksnivån blir högre. Efterklangstid mäts i sekunder (s) SS-EN ISO :2008 (E) Denna standard beskriver tillvägagångssättet för fältmätningar för efterklangstid. Den beskriver två mätmetoder, avbrutet brus och impulssvar. För mätningar av efterklangstid har antal människor närvarande i rummet en negativ påverkan, därför ska det helst inte vara någon person närvarande vid mätningar av efterklangstid, men upp till två personer är godkända enligt standard. För mätningar av efterklangstid behöver man kunna utvärdera en sänkning av ljudtrycksnivå med 60 db, T 60. Efterklangstiden kan utvärderas av en mindre sänkning av ljudtrycksnivå än 60 db och extrapolera det till en minskning med 60 db. T 20 och T 30 går att använda istället för T 60, detta om efterklangstiden extrapoleras.[18] Utrustning Det finns inga specifika krav på ljudkällans riktning för tekniska- och undersökningsmätningar. Det enda krav är att ljudkällan har en tillräcklig hög ljudtrycksnivå vilket medför att avklingningskurva inte förorenas av bakgrundsljudet [18]. För mätningar av efterklangstid är det fördelaktigt med rundstrålande ljudkälla (en ljudkälla som utbreder ljudet i samtliga riktningar) Mätpositioner Minsta antal mätpositioner för ljudnivåmätaren och högtalare i ett rum bestäms utifrån vilken mätning som ska genomföras. För en teknisk mätning krävs det minst sex mikrofonhögtalarpositionkombinationer. Om efterklangstiden enbart ska användas som en korrektionsterm räcker det med en högtalarposition och tre mikrofonpositioner. Vid mätning av efterklangstid säger standarden att högtalaren/ljudkällan bör placeras intill ett hörn för mindre rum. Mikrofonpositioner bör placeras på en halv våglängds avstånd från varandra. Standarden säger att ett avstånd på en halv våglängd bör användas mellan mikrofonen och reflekterande yta. Avståndet mellan ljudkälla och mikrofon anges som d min och bestäms enligt: d min = 2 V ct (3) V rummets volym [m 3 ] c ljudets hastighet [m/s] T uppskattad efterklangstid [s] [18] Mätning För mätning med avbrutet brus krävs en ljudtrycksnivå som är minst 35 db högre än bakgrundsljud, detta för att kunna få en avklingningskurva. [18] 8

15 3.6 Stegljudsnivå Enligt Nilsson [13] kan ljud sprida sig på fler sätt än enbart luftljud. När det uppkommer slag mot en av rummets ytor uppstår det en vågrörelse i väggen. Hammarslag mot en vägg kan bli väldigt starka och därmed transportera ljudeffekten långa sträckor. Det mest förekommande slag mot yta som uppstår i ett hus är stegljud. Detta genereras när en person går på ett golv eller trappa. Utifrån detta har uppmätningen för slag mot ytor koncentreras för slag mot golvytor och fått namnet stegljud. Mätningar för stegljud genomförs utifrån standarden, SS [19] L n,w - Referenskurva Benämningen av stegljud i ett rum är L n,w. Nilsson [2] beskriver stegljudet, L n,w, som ett mått som bestäms i ett mottagarrum som utsätts för slag i ett närliggande rum från t.ex. en hammarapparat, se Figur 7. Det vägda stegljudet beräknas med hjälp av internationella standarden SS717/2. Nilsson [2] antyder att beräkningen av det vägda stegljudet efterliknar beräkningen av det vägda luftljudet. Detta genomförs med hjälp av en referenskurva. Beräkningen av det vägda stegljudet med hjälp av referenskurva genomförs med hjälp av att referenskurvan ska flyttas i steg av en decibel [db]. Detta genomförs till att skillnaden av det uppmätta resultatet samt referensvärdet maximeras förutsatt att det icke överskrider 32 db Ci-Termen I standarden SS-ISO 717/2 bilaga A [12] beskrivs benämning, C I, av stegljud som har anpassats främst för konstruktioner uppförda av trä. Detta på grund av beräkning med hjälp av referenskurva för det vägda stegljudet ger en missvisande karakterisering av det upplevda stegljudet vid de lägre frekvenserna. Beräkning av C I-termen genomförs i 1/3 oktavband och inom frekvensområdet 100 Hz till 2500 Hz eller 125 Hz till 2000 Hz i oktavband. Det går även att anpassa detta i ett utökat frekvensområde från 50 Hz. Vid beräkning av C I summeras ljudnivåerna från tersbanden. Detta visas i ekvation (4). Sedan subtraheras 15 db från totalen. För att presentera C I som en korrigeringsterm subtraheras även det beräknade värdet från referenskurvan, se ekvationerna (5-7). Summering av ljudnivåer för de olika frekvenserna k. L sum = 10lg 10 Li/10 db k i=1 (4) Ekvation 5-7 beräknar C I-värdet från olika genomföranden. C I = (L n,sum 15 L n,w ) (5) C I = (L n,sum 15 L n,w ) (6) C I = (L nt,sum 15 L nt,w ) (7) 9

16 3.6.3 Akulite Standard [15] redovisar en rekommendation om att uppfylla det standardiserade stegljudsnivån med spektrumanpassningstermen 20 Hz 2500 Hz för ljudklass A och B framtaget av forskningsprojektet Akulite, L nt,w+ci, Bilaga A i SS redovisas definitioner, tillämpning samt verifiering av stegljudskrav under 50 Hz[15]. Standard SS bilaga A [15] redovisar tillämpningen av mätningar av stegljudsnivå under 50 Hz med spektrumsanpassningstermen Akulite. Beräkning av CI, genomförs med hjälp av ekvation 8: k L sum = 10lg 10 L nt,i+ Xi 10 L nt,w Där: L nt,i Xi i=1 är den standardiserade stegljudsnivån i tersband i är korrektionstermer för C, i tersband. Se nedanstående tabell: Tabell 1. Korrektionstermer för vardera tersband (8) Tersband [Hz] Ljudklass , Xi

17 3.7 SS-EN ISO Enligt svensk standard beskriver SS [20] alla tillvägagångssätt för fältmätningar för ljudisolering i byggnader. Fältmätningar för luftljud, stegljud och fasad beskrivs i SS , SS [19] respektive SS Föregående standarder var ISO 140-4, och SS-EN ISO Denna del av SS [19] behandlar tillvägagångssättet vid mätningar av stegljudsnivå med hammarapparat eller impulsboll på golv eller trappor. Detta anpassas enbart för rumsvolymer på 10 m 3 till 250 m 3 och frekvensområdet från 50 Hz till 5000 Hz. Enligt standarden finns det två olika varianter för att generera stegljud: standardiserad hammarapparat och impulsboll (s.k. Japanboll). Hammarapparaten används för att generera ljud som efterliknar hårda ljud som fotsteg med klackskor eller tappade föremål. Impulsbollen genererar mjukare ljud, som barfota gång eller barn som hoppar Standardiserad stegljudsnivå L nt Stegljudsnivån, L i, reducerad av korrektionstermen vilket är angivet i decibel och är tio gånger 10- logaritmen av kvoten av den utmätta efterklangstiden, T, för rummet dividerat på referensefterklangstiden, T 0, detta anges i ekvation (9) när stegljudet genereras från hammarapparaten. L nt = L i 10lg T T 0 (9) Där: T T 0 är efterklangstiden i mottagarrummet är referensefterklangstiden. För bostäder gäller, T 0 = 0,5 s Kalibrering Före en genomförd mätning och efter en genomförd mätning eller åtminstone före och efter en hel dag av mätningar, ska det genomföras en kalibrering av ljudnivåmätaren. Kalibrering ska genomföras utifrån IEC Mellan två utförda kalibreringar får det inte skilja mer än 0,5 db. Mätningar med kalibreringsvärden över 0,5 db ska förkastas. 11

18 3.7.4 Frekvensområde Standarden ställer krav på mätresultaten ska mätas med ⅓-oktavband och ska ha följande mittfrekvenser: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1 000, 1 250, 1 600, 2 000, 2 500, För lågfrekvensmätningar kan följande mittfrekvenser adderas: 50, 63, Hammarapparat-positioner För mätningar enligt standard ska minst fyra positioner användas för hammarapparaten, dessa positioner ska placeras slumpmässigt i sändarrummet. Hammarapparaten ska placeras minst på 0,5 m avstånd från golvets kanter och ifall mätningar genomförs på konstruktioner uppförda av bjälklag ska hammarapparaten placeras med 45 mot bjälklagens riktning Mikrofonpositioner För mätningar av stegljud kan en operatör vara närvarande dock måste mikrofonen var minst en armlängds avstånd från operatörens kropp. Annars kan ett stativ brukas för fasta positioner Fasta positioner Om fem hammarapparat-positioner används bör minst två mikrofonpositioner användas per hammarapparat-position. Mikrofonpositionerna ska placeras runt hela mottagarrummet och ska inte placeras i ett regelbundet mönster. Det ska minst genomföras en mätning per hammarapparat. För mätningar 50 Hz till 80 Hz är det krav att varje mätning ska minst vara 15 sekunder Svep Vid svep ska operatören svepa mikrofonen med en konstant hastighet i minst 15 sekunder, antal svep beror på mättiden. För mätningar från 50 Hz till 80 Hz är det minst 60 sekunder. Figur 3 visar olika metoder för svep. 12

19 Figur 3. Olika svepmetoder vid mätning av stegljudsnivå hämtad från SS-EN ISO [19]. 13

20 3.7.7 Korrektion av bakgrundsljud Bakgrundsljudet ska vara minst 6 db lägre än det alstrade ljudet kombinerat med bakgrundsljudet, fördelaktig 10 db för varje frekvensband. Om bakgrundsljudet ligger mellan 6 10 db under det kombinerade ljudet, korrigeras resultatet efter ekvation 10 [19]. Där: L=10lg(10 L sb L b 10) (10) L L b L sb är det korrigerade ljudnivån från sändare. är bakgrundsljudet i decibel. är den kombinerade ljudnivån från det alstrade ljudet samt bakgrundsljudet i decibel 3.8 Resonansfrekvenser McGraw beskriver [21]att mellan två reflekterande ytor kan det uppstå en stående våg, detta innebär att den frekvens med samma våglängd som avståndet mellan de två reflekterande ytor superponeras och bildar en stående våg. Vissa stående vågor är resonanta vilket innebär att den stående vågen reflekteras oändligt många gånger och därav leder till ett högre ljudtryck. Resonansfrekvenser beräknas enligt ekvation 11. f = c 2d (11) f c d lägsta resonansfrekvensen vid en stående våg, Hz ljudets hastighet, m/s avståndet mellan två reflekterande ytor Rummets egenfrekvenser För att beräkna resonansfrekvenser som uppkommer i ett rum räknar man ut rummets egenfrekvens. Detta på grund av att ett rum kan erhålla ett flertal resonansfrekvenser på grund av dess varierande geometrier. Rummets egenfrekvens kan beräknas ur formel (12). Den identifierar resonansfrekvenser i ett rum. f = c 2 ( q 2 x ) + ( q 2 y ) + ( q (12) 2 z ) l x l y l z Där: l n q n c längdmått på rummet, m n varierar från 0 1 och alla möjliga kombinationer testas för x.y.z: 0.0.1, 0.1.0, etc ljudets hastighet, m/s 14

21 4. Genomförande Ljudmätningarna genomfördes enligt SS :2015 [19] för stegljud, SS3382-2:2008 [18] för efterklangstid. Mätningar genomfördes på helgen för att undvika buller orsakad av byggarbetsplats. Tyréns AB tillhandahåller erforderliga mätinstrument som är kalibrerade. För mätningarna av ljudtrycksnivå från hammarapparat och efterklangstid valdes ett kontrollrum på plan 3. Det genomfördes totalt ljudmätningar i 22 lägenheter, därav 11 var i variationsrum och 11 i samma kontrollrum. Lägenheterna som valdes var helt identiska se Figur 4. Kontrollrum och variationsrum för aktuellt mätobjekt. Mätordningen genomfördes: 1, 2, 1, 3, 1, 4, 1, 5, 1. Varav 1 ska representera kontrollrummet. Samtliga rum skulle även beaktas som ett helt nytt mätobjekt för utföraren av ljudmätningarna, dock fortfarande följa de ramar som standarden kräver. Denna ordning valdes för att få ett resultat som har en mer förankrad verklighetsbild. Mätningar genomfördes även i spalt, detta för att om en störande ljudkälla skulle förekomma skulle man kunna lokalisera den. Det genomfördes mätningar i två spegelvända rum. Detta på grund av att ett av de förbestämda variationsrummen var möblerad, vilket skulle ge missvisande mätdata. Mätningar av efterklangstid genomfördes i samtliga rum och ingen efterklangstid återanvändes. Samtliga mätningar genomfördes vertikalt, dvs sändarrummet var beläget i lägenheten ovanför mottagarummet. Figur 4. Kontrollrum och variationsrum för aktuellt mätobjekt 15

22 För bakgrundsljud genomfördes totalt fem mätningar. Detta skedde i plan 1 plan 3. Det skedde även i samtliga väderstreck, detta för att kunna identifiera eventuella störande ljudkällor. Före påbörjad mätning genomfördes en kalibrering på ljudnivåmätaren, Norsonic Nor140, med hjälp av ljudkalibratorn, Norsonic Nor1251. Efter sista ljudmätningen genomfördes ytterligare en kalibrering som inte hade en större varians än 0,5 db. 4.1 Utrustning Figur 5 figur 8 visar bilder på den utrustning som användes vid ljudmätningar i detta projektarbete. Norsonic Nor140 Ljudtrycksmätare Nor140 var ljudmätaren som användes vid samtliga mätningar. Ljudmätaren samlade in data vid kalibrering, stegljudsnivåmätningar samt efterklangsmätningar. Ljudmätaren är utrustad med mikrofonen Norsonic Figur 6 visar en bild på Nor 140 med mikrofon Norsonic Figur 5. Ljudmätare Nor140 med tillhörande mikrofon Norsonic 1209 [22] 16

23 Norsonic Nor276 Rundstrålande högtalare Nor276 användes som en rundstrålande högtalare vid mätning av efterklangstid. Högtalaren genererade ett högt ljud som var betydligt högre än bakgrundsljudet. Figur 6 visar en bild på Nor276 och tillhörande utrustning. Figur 6. Rundstrålande högtalare Nor276 [22] Norsonic Nor277- hammarapparat Nor277 användes som genererande ljudkälla vid mätningar av stegljud. Figur 7. Hammarapparat Nor277visar en bild på hammarapparaten Nor277. Figur 7. Hammarapparat Nor277 [22] 17

24 Norsonic Nor1251 Kalibrator Nor1251 användes vid kalibrering av Nor140. Figur 8 visar en bild på Nor1251. Figur 8. Kalibrator Nor1251 [22] Datorprogram Norxfer användes för att föra över mätdata från Nor140 till dator, där mätdata kunde konverteras till Excel-filer och utvärderas. 18

25 4.2 Efterklangstid Mätning av efterklangstid genomfördes enlig standard SS3382-2:2008 [18]. För mätning av efterklangstid valdes en högtalarposition per rum samt tre ljudmätarpositioner enligt standard. För varje mikrofonposition genomfördes två ljudmätningar. Positioneringen för mikrofonen varierade för varje rum. Högtalarpositionen var däremot bestämd se Figur 9. Detta genomfördes i samtliga lägenheter samt 11 gånger i kontrollrummet Mätmetod Avbrutet brus användes för att mäta efterklangstiden. Efterklangstiden mättes i 1/3 oktavband och hade ett frekvensomfång på 50 Hz till 5000 Hz. För att uppnå en jämn ljudtrycksnivå (steady state) i rummet genererade den rundstrålande högtalaren, Nor 276, ett skärt brus (pink noise) och byggde upp ljudtrycksnivån till ca 100 db i rummet. Efter detta avbröts ljudet och efterklangstiden kunde mätas. Efterklangstiden för varje tersband mellan 50 Hz till 5000 Hz togs ut separat, detta för att användas i korrigering för stegljudet. Figur 9. Positionering av ljudkälla i aktuellt mätobjekt Högtalaren samt mikrofonens positioner placerades enligt anvisningar i standarden, se avsnitt Mätpositioner. Ekvation 1 beräknade minsta avstånd mellan mikrofonens olika positioner till ca två meter, samt minsta avstånd från reflekterande yta till en meter. Ekvation 3 brukades för att räkna ut minsta avstånd mellan högtalare och mikrofonen, detta för att motverka det direkta ljudet från högtalaren. Ytterligare åtgärder för att motverka direkt ljud från högtalaren var att operatören av mikrofonen ställde sig mellan mikrofonen och högtalaren. 19

26 4.2.2 Efterklangstid för tersband under 50 Hz För efterklangstider under 50 Hz kommer det att redovisas med två metoder i resultatet. Första metoden tas ett simulerat normaliserat värde utifrån en tidigare utförd studie av Rikard Öqvist i en liknande lägenhet sett till storlek, se [4]. Andra tillvägagångsättet är att inte ta hänsyn till korrigering av efterklangstid under 50 Hz och därav bestämma en efterklangstid på 0,5 sekunder på samtliga tersband under 50 Hz. Enligt standard går det inte att genomföra mätningar ner till 20 Hz, vilket beror på det krav att en halv våglängd krävs mellan mätpositioner. Detta avstånd resulterar till ca 8 meter mellan mätpositioner vilket inte är möjligt i det aktuella mätobjektet. 4.3 Bakgrundsnivå Bakgrundsnivån i rummen genomfördes med 60 sekunders svep, det genomfördes 4 mätningar i husets samtliga riktningar. Det genomfördes ytterligare en mätning i ett rum där en fläkt orsakade ett högt bakgrundsljud. Det uppmätta stegljudet korrigerades efter ekvation

27 4.4 Ljudtrycksnivå från hammarapparat Mätningar av ljudtrycksnivå från hammarapparat genomfördes enligt SS :2015 [19]. Mätningar genomfördes utifrån två metoder. Dessa metoder var fasta positioner för mikrofon samt med svep av mikrofon. En illustration av genomförandet visas i figur 10. Figur 10. En uppritad bild på genomförandet, Johan Gruffman Mätmetod För mätmetoden fasta positioner valdes fyra positioner för ljudkällan, hammarapparaten, för varje hammarapparatposition valdes fem mikrofonpositioner. Det genomfördes en mätning motsvarande 15 sekunder per mikrofonposition. Totalt genomfördes det 440 stegljudsmätningar i fasta positioner. Positioneringen av mikrofonen beskrivs i avsnitt Fasta positioner. För mätmetoden med svep valdes samma positioner för ljudkällan och det genomfördes enbart en mätning per position av hammarapparat. Svepet genomfördes i mitten av rummet, avsnitt Svep beskriver utförandet av svep och svepmetod visas i Figur 3 och metod 3 valdes (cylindersvep). 21

28 4.5 Beräkning Efter genomförda ljudmätningar användes programmet Norxfer för att föra över mätdata från ljudnivåmätaren till datorn där mätdata utvärderades med hjälp av Excel. I tabell 2 redovisas Single number quantities (SNQ) som beräknades utifrån genomförda mätningar. Tabell 2. SNQ för stegljud SNQ Definition Kommentar Stegljudsnivå LnT,w LnT,w,50 L' nt,w L' nt,w + CI, LnT,w,25,NN L' nt,w + C I, Ingen normalisering av efterklangstid mellan 20 Hz - LnT,w,20,NN L' nt,w + C I, Hz. LnT,w,20,AL,NN L' nt,w +C I,AkuLite, LnT,w,25,Sim L' nt,w + C I, Med normalisering av efterklangstid mellan 20 Hz - LnT,w,20,Sim L' nt,w + C I, Hz. LnT,w,20,AL,Sim L' nt,w +C I,AkuLite, LnT,w beräknas med hjälp av referenskurva. Värdet korrigeras efter uppmätt efterklangstid, se avsnitt Standardiserad stegljudsnivå L nt ekvation 9. LnT,w,50 beräknas med hjälp av tersbandsaddition 50 Hz 2500 Hz, se avsnitt Ci-Termen. Värdet korrigeras efter uppmätt efterklangstiden, se avsnitt Standardiserad stegljudsnivå L nt ekvation 9. LnT,w,25,NN beräknas med hjälp av tersbandsaddition 25 Hz 2500 Hz, se avsnitt Ci-Termen ekvation 4. Värdet korrigeras efter uppmätt efterklangstid mellan 50 Hz 2500 Hz. Det genomförs ingen korrigering av efterklangstid för frekvenser under 50 Hz. LnT,w,20,NN beräknas med hjälp av tersbandsaddition 20 Hz 2500 Hz, se avsnitt Ci-Termen ekvation 4. Värdet korrigeras efter uppmätt efterklangstid mellan 50 Hz 2500 Hz. Det genomförs ingen korrigering av efterklangstid för frekvenser under 50 Hz. LnT,w,25,Sim beräknas med hjälp av tersbandsaddition 25 Hz 2500 Hz, se avsnitt Ci-Termen ekvation 4. Värdet korrigeras efter uppmätt efterklangstid mellan 50 Hz 2500 Hz. Korrigering av efterklangstid under 50 Hz genomförs med hjälp av normaliserade värden. 22

29 LnT,w,20,Sim beräknas med hjälp av tersbandsaddition 20 Hz 2500 Hz se avsnitt Ci-Termen ekvation 4. Värdet korrigeras efter uppmätt efterklangstid mellan 50 Hz 2500 Hz. Korrigering av efterklangstid under 50 Hz genomförs med hjälp av normaliserade värden. LnT,w,20,AL,Sim beräknas med hjälp av akulite tersband addition 20 HZ 2500 Hz samt brukar spektrumsanpassningstermen för akulite, se avsnitt Akulite Standard [15] redovisar en rekommendation om att uppfylla det standardiserade stegljudsnivån med spektrumanpassningstermen 20 Hz 2500 Hz för ljudklass A och B framtaget av forskningsprojektet Akulite, L nt,w+ci, Bilaga A i SS redovisas definitioner, tillämpning samt verifiering av stegljudskrav under 50 Hz[15].. Värdet korrigeras efter uppmätt efterklangstid mellan 50 Hz 2500 Hz. Under 50 Hz anpassas ett simulerat normaliserat värde och korrigeras efter det. LnT,w,20,AL,NN beräknas med hjälp av akulite tersband addition 20 HZ 2500 Hz samt brukar spektrumsanpassningstermen för akulite, se avsnitt Akulite Standard [15] redovisar en rekommendation om att uppfylla det standardiserade stegljudsnivån med spektrumanpassningstermen 20 Hz 2500 Hz för ljudklass A och B framtaget av forskningsprojektet Akulite, L nt,w+ci, Bilaga A i SS redovisas definitioner, tillämpning samt verifiering av stegljudskrav under 50 Hz[15]. Värdet korrigeras efter uppmätt efterklangstid mellan 50 Hz 2500 Hz. Under 50 Hz sker ingen korrektion av efterklangstid. Anledning till att LnT,w,25 behandlas är på grund av Rikard Öqvist [4] forskning kring stegljud från 20 Hz har kommit fram till att korrelationen mellan uppmätta stegljudsnivåer samt upplevelsen av störningar stämde som bäst för mätningar från 25 Hz, LnT,w,25. Anledningen till att Akulite behandlas är på grund av att den behandlas av standard. 23

30 , L nt (db) 5. Resultat och diskussion Resultatet av ljudtrycksnivåerna och efterklangstiden presenteras inte då över 600 mätningar genomfördes. De beräknade värdena för stegljudsnivåerna mellan lägenheterna samt standardavvikelserna mellan SNQ presenteras i Figur 13 - Figur 16 samt i Tabell 4 - Tabell Ljudnivåer i kontrollrum Figur 11 visar den beräknade stegljudsnivåerna för variationsrummen, samtliga mätmetoder redovisas i ett frekvensspektrum. Skillnaden mellan mätmetoderna i kontrollrummet redovisas i Figur ,0 Stegljudsnivå NN 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Frekvens Fasta Svep Figur 11. Beräknade Stegljudsnivåer för variationsrummet, presenterat i ett frekvensspektrum, ingen korrigering av efterklangstid under 50 Hz. 24

31 , LnT (db) Relativ skillnad mellan Fasta positioner och Svep 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0-1,0-2,0-3,0-4,0-5,0-6,0 Frekvens (Hz) Svep 60 sekunder Svep 30 sekunder Fasta Figur 12. Relativ skillnad mellan Fasta positioner och Svep. De beräknade resonansfrekvenserna ligger mellan 45 Hz 70 Hz, om hallens arealer ska inräknas hamnar resonansfrekvenserna mellan 26 Hz 70 Hz. Figur 12 indikerar på att det uppstår en skillnad mellan mätmetoderna där resonansfrekvenserna finns. Rummets egenfrekvens redovisas i Tabell 3. Tabell 3. Mätobjektets egenfrekvenser q x q y q z Hz

32 5.2 Stegljudsnivåer Efter att ingångsdata från ljudmätningar hade beräknas erhölls värden för stegljudsnivåer. Tabell 4 redovisar den totala stegljudsnivån (db), samt standardavvikelse för vardera single number quantity i kontrollrummet. Tabell 4. Stegljudsnivå samt standardavvikelse SNQ Fasta positioner Svep 60 sekunder Svep 30 sekunder Stegljudsnivå db Standardavvikelse [db] db Standardavvikelse [db] db Standardavvikelse [db] LnT,w* 41,6 0,4 42,4 0,4 42,4 0,4 LnT,w,50* 51,5 0,8 48,2 0,5 48,2 0,4 LnT,w,25,NN 59,4 0,9 57,1 0,8 57,1 0,8 LnT,w,20,NN 64,4 0,5 64,0 0,5 64,0 0,4 LnT,w,20,AL,NN 71,5 0,6 71,5 0,5 71,5 0,5 LnT,w,25,Sim 56,3 1,1 53,8 0,7 53,8 0,7 LnT,w,20,Sim 59,1 0,7 58,2 0,7 58,2 0,7 LnT,w,20,AL,Sim 65,5 0,6 65,1 0,8 65,2 0,8 * Ljudkrav enlig standard för bostäder [15]. 26

33 5.3 Mätmetod Genomsnittligvis uppfyllde samtliga mätmetoder ljudklass B, vilket huset hade projekteras för. Det uppkom däremot skillnader mellan olika single number quantities Funktionskrav, LnTw och LnTw50 För funktionskravet LnTw uppstod en skillnad på 1,2 db mellan mätmetoder angivna av standarden, se Tabell 4. Skillnaden var däremot betydlig större för det andra funktionskravet angiven av standarden. För LnTw50 uppstod det en skillnad på 3,3 db i stegljudsnivån mellan mätmetoder. Mätningar med fasta positioner gav en stegljudsnivå på 51,5 db, detta är 3,3 db högre stegljudsnivå jämfört med mätningar genomförda med svep. Detta resulterar i att val av mätmetod kan avgöra vilken ljudklass en byggnad har. Orsaken till att fasta positioner hade ett högre värde kan bero på resonansfrekvenser som uppkommer i rummet (rummets egenfrekvens). Rummets arealer ger upphov till resonansfrekvenser vid de lägre frekvenserna. Se Tabell 3 som visar rummets egenfrekvenser därav vars resonansfrekvenser uppkommer. Detta kan visas i Figur 12 där det finns en tydlig korrelation av skillnader i stegljudsnivå mellan mätmetoder vid rummets egenfrekvenser. Vid mätningar med fasta positioner tas större arealer upp i rummet jämfört med svep. Detta medför att ljudmätningar med fasta positioner medför en större sannolikhet att mikrofonen hamnar i en position där det är högre ljudnivåer orsakad av resonansfrekvenser jämfört med svep Ingen normalisering av efterklangstid 20 Hz 40 Hz För beräkning av stegljudsnivå under 50 Hz utan en normalisering av simulerad efterklangstid under 50 Hz kunde det visas att desto lägre frekvenser som beräknades desto mindre skillnad mellan mätmetoder uppstod. Detta kan bero på den logaritmiska tersbandsadditionen, Figur 11 visar de stigande stegljudsnivåerna som ökas desto lägre frekvenser som inkluderas. Detta leder till att de lägre frekvenserna är de dimensionerande frekvenser av den totala stegljudsnivån. Rummets egenfrekvenser dimensionerande effekt kommer då inte bära samma tyngd av den totala stegljudsnivån när lägre frekvenser inkluderas. Totala stegljudsnivån för Akulite-vägningen blev betydligt högre än vanlig tersbandsaddition. Detta beror på att korrektionstermen är betydligt mindre vid de lägre frekvenserna vid användandet av Akulite-vägning Med normalisering av efterklangstid 20 Hz 40 Hz Vid användandet av en normalisering av efterklangstiden under 50 Hz förbättrades stegljudsnivån jämfört med mätningar utan korrigering. Detta beror på att de simulerade värdena på efterklangstiden var större än 0,5 sekunder. För Spridningen mellan mätmetoder uppstod liknande tendenser som för användandet utan korrigering av efterklangstid. 5.4 Standardavvikelse pga. mätmetod Standardavvikelse för samtliga tersband mellan 20 Hz 5000 Hz presenteras i Figur 13 - Figur 16. Figur 13 och Figur 14 gäller att ingen normalisering av efterklangstid mellan Hz har tillämpats, Figur 15 och Figur 16 har tillämpat en normaliserad efterklangstid för Hz. Figurerna visar standardavvikelsen orsakad av mätmetod, totalen samt av genomförandet. Mätmetoden innebär standardavvikelsen som uppstår i kontrollrummet, totalen innebär variationsrummen och genomförandet innebär skillnaden mellan totalen och mätmetoden. 27

34 , Standaravvikelse (db) , Standardavvikelse (db) Fasta Positioner variationer 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Frekvens (Hz) Mätmetod Total Genomförande Figur 13. Standardavvikelse för stegljudsnivå med fasta positioner. 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Svep variationer Frekvens (Hz) Mätmetod Total Genomförande Figur 14. Standardavvikelse för stegljudsnivå med svep 60 sekunder. 28

35 , Standardavvikelse , Standardavvikelse Fasta Positioner variationer 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Frekvens (Hz) Mätmetod Total Genomförande Figur 15. Standardavvikelse för stegljudnivå med fasta positioner, med normaliserad efterklangstid Hz. 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Svep variationer 0,0 Frekvens (Hz) Mätmetod Total Genomförande Figur 16. Standardavvikelse för stegljudsnivå med svep 60 sekunder, med normaliserad efterklangstid Hz När standardavvikelsen för mätmetoden överskrider den totala standardavvikelsen uppstår det ett statistiskt fel, vilket förekommer vid vissa frekvenser i Figur 13 - Figur 16. Anledningen till att detta uppstår beror på att det inte genomfördes tillräcklig många mätningar. Standardavvikelsen för frekvensomfånget 1000 Hz 5000 Hz är väldigt stort. Detta beror på att ljudtrycksnivåerna vid dessa frekvenser var väldigt låga vilket resulterar i att bakgrundsljudet hade en större påverkan av resultatet. Vilket i sig gav en större standardavvikelse. Totalt för samtliga SNQ var standardavvikelsen för båda mätmetoder liten, mellan mätmetoderna var även skillnaden liten. Dock var standardavvikelsen generellt större för mätmetoden genomförd med fasta positioner. Detta kan bero på genomförandet av mätningarna. Samtliga mätningarna med svep genomfördes på en position som sällan hade något signifikant skillnad på placering. Mätningar med fasta positioner hade däremot en större varians på vart de placerades, vilket kan bidra till en högre standardavvikelse. 29

36 5.5 Standardavvikelse pga. Konstruktionens utförande Standardavvikelsen sett till genomförandet är svårt att utvärdera då antal mätobjekt var för få. Dock indikerar de utförda mätningar på att standardavvikelsen sett till genomförandet har en problematik kring 20 Hz tersband, detta gäller samtliga metoder och kan visas i Figur 13 - Figur 16. Anledningen till denna spridning går inte att utvärdera och därav kräver en vidareforskning för att kunna utvärderas. Tabell 5. Visar standardavvikelsen mellan konstruktionen samt standardavvikelsen sett till mätmetoden. SNQ Standardavvikelse Fasta positioner Standardavvikelse Svep 60 sekunder Stegljudsnivå Genomförande [db] Mätmetod [db] Genomförande [db] Mätmetod [db] LnT,w 0,9 0,4 0,7 0,4 LnT,w,50 -* 0,8 0,4 0,5 LnT,w,25,NN - 0,9 1 0,8 LnT,w,20,NN 1 0,5 1,8 0,5 LnT,w,20,AL,NN 1,4 0,6 2,1 0,5 LnT,w,25,Sim - 1,1 1,2 0,7 LnT,w,20,Sim 0,8 0,7 1,4 0,7 LnT,w,20,AL,Sim 1,3 0,6 1,8 0,8 * När inget värde visas för standardavvikelsen för konstruktionen beror det på att standardavvikelsen för mätmetoden är större än den totala standardavvikelsen av mätningarna. Detta kommer att behandlas i diskussionen. Byggföretag strävar efter den minsta möjliga standardavvikelse av genomförandet samt av mätmetod. Detta för att man måste dimensionera in säkerhetsmarginaler för byggnaden efter standardavvikelsen, detta för att byggnaden ska kunna uppfylla det projekterade ljudkravet. Den utökade dimensioneringen av konstruktionen betyder ökade kostnader för byggföretaget. 5.6 Mätperiodens längd för svep Ljudstandard SS [19] hävdar att vid mätningar med svep krävs det en mätperiod på 60 sekunder. Tabell 4 indikerar att det knappt uppstår någon skillnad i stegljudsnivå och av standardavvikelse mellan en svepperiod på 60 sekunder och 30 sekunder. Därav indikerar detta resultat att det finns inga betydande faktorer som bevisar att en mätperiod på 60 sekunder krävs. 30

37 6. Slutsats För ljudmätningar av stegljudsnivåer ner till 20 Hz uppstår det en marginell skillnad sett till standardavvikelsen orsakad av mätmetod samt utförande av konstruktion. Standardavvikelsen för mätmetoderna för samtliga single number quantities är under 1,1 db. Detta antyder att mätmetoden angiven i SS :2015 går att tillämpas vid mätningar ner till 20 Hz. Variationen i stegljudsnivå vid 20 Hz pga. konstruktionens utförande var dock betydligt större än mätmetodens påverkan. Det finns en klar skillnad i uppmätt ljudtrycksnivå mellan de två metoder SS :2015 föreskriver. Ljudmätningar genomförda med svep ger i genomsnitt 3,3 db lägre stegljudsnivåer än mätningar genomförda med fasta positioner. Detta kan antas bero på resonansfrekvensernas påverkan. Det gick inte att identifiera någon skillnad i mätosäkerhet för svep mellan en mätperiod på 30 sekunder och 60 sekunder, sett till vägd stegljudsnivå samt standardavvikelse. Därför är det viktigare att mäta fler positioner än att öka mättiden i varje svep. 6.1 Framtida arbete Examensarbetets resultat för variationer i stegljudsnivå orsakat av utförandet av konstruktionen var missvisande. Som vidareforskning finns då alternativet att genomföra samma mätningar (eventuellt enbart bruka en mätmetod) fast öka antalet mätobjekt, detta skulle då ge ett statistisk korrekt resultat. Vidareforskning för mätningar av efterklangstid måste genomföras. Detta på grund av dagens standard gör det omöjligt att genomföra mätningar under 50 Hz. 31

38 7. Referenser 1. SCB, Nybyggnad av bostäder. (hämtad ) 2. Samhällsbyggarna, Så används stommaterial i flerbostadshus. (hämtad ) 3. Öqvist R., Ljunggren F., Ågren A Variations in sound insulation in nominally identical prefabricated lightweight timber buildings. 4. Öqvist R., Ljunggren F., Ågren A On the uncertainty of building acoustic measurements Case study of a cross-laminated timber construction. 5. Ljunggren F., Simmons C., Hagberg K Correlation between sound insulation and occupants perception Proposal of alternative single number rating of impact sound, Applied Acoustics. 6. Thorsson P., Laboratory listening tests on footfall sounds. AkuLite Report 7, Chalmers University of Technology, Division of Applied Acoustics, Report 2013:5, Öqvist, Rikard Measurement and perception of sound insulation from 20 Hz between dwellings. 8. Öqvist, Rikard. Variationer I ljudisolering I platsbyggda flerbostadshus I betong. 9. Lindbäcks Bygg AB Från byasåg till industriell produktion. (hämtad ) 10. Forssén, Jens. Brunskog, Jonas. Ljunggren, Sten. Bard, Delphone. Sandberg, Göran. Ljunggren, Fredrik. Johansson, Melker Acoustics in wooden buildings State of the art Lidelöw, Helena. Stehn, Lars. Lessing, Jerker. Engström, Dan Industriellt byggande Svensk standard SS-EN ISO 717-2:2013. Byggakustik Värdering av ljudisolering i byggnader och hos byggdelar. 13. Nilsson, Erling. Johansson, Ann-Charlotte. Brunskog, Jonas. Sjökvist, Lars-Göran. Holmberg, Dag Grundläggande Akustik. 4. Uppl. Lund: KFS. 14. Åkerlöf, Leif Byggnadsakustik. Stockholm: Elanders Svenskt Tryck AB. 15. Svensk standard SS 25267:2015. Byggakustik Ljudklassning av utrymmen i byggnader Bostäder. Utgåva Öqvist R., Ljunggren F., Ågren A On the uncertainty of building acoustic measurements Case study of a cross-laminated timber construction. 17. Boverkets Byggregler, BBR Avsnitt Svensk standard SS-EN ISO :2008. Byggakustik Mätning av akustiska parametrar i rum. 19. Svensk standard SS-EN ISO Byggakustik Fältmätning av ljudisolering i byggnader och hos byggnadselement. 20. Simmons, Christian. Hagberg, Klas. Cost-närverken och standardiseringen ger resultat. 21. Mcgraw, Hill Noise and Vibration Controll. 22. Norsonic. (hämtad ) 23. Wikipedia (hämtad ) [Bild] 32

39 8. Bilagor Bilaga 1. Högsta vägda standardiserad stegljudsnivå. 33

40 Bilaga 2. Högsta tillåtna stegljudsnivå i bostäder enligt BBR 34