F12 Ljudisolering 2. SDOF-system Ökandefrekvens. Massan bestämmer. Fjädern bestämmer. Resonans

Transkript

1 F1 Ljudisolering SDOF-system Fjädern bestämmer Resonans Massan bestämmer Ökandefrekvens 1

2 Kraft förskjutning Frekvens och massa Vid låga frekvenser är ljudisoleringen en funktion av styvheten. Ju tyngre desto bättre ljudisolering Ju högre frekvens desto bättre ljudisolering Ökandefrekvens

3 Masslagen Vad händer med R vid fördubblad frekvens? fördubblad ytvikt? R fm'' 10log1 c 0 fm'' 0log c Reduktionstal enkelvägg R [db] masslagen R 0 nollmods område fåmods område mångmods område +6 db/oktav mindre dämpning kritisk frekvens, f c frekvens [Hz] 3

4 Longitudinalvåg Ljud = tryckvåg Här: harmonisk svängning p 1 p 0 x c t c c P 0 E x Partikelrörelse Utbredningsriktning Skjuvvåg Endast fasta material (med skjuvstyvhet) w w 0 x G t c G Partikelrörelse Utbredningsriktning 4

5 Sträng Transversella svängningar w w 0 x F t c F Ytvåg på land Rayleighvåg 5

6 Tsunamivåg Våghastighet beror på djupet h: Våghöjd och våglängd likaså c gh Hur snabbt färdas en tsunamivåg över Indiska oceanen? Hur lång tid tar det från Sumatra till Madagaskar? 6

7 Höjd djup våglängd? 7

8 Böjvågutbredning i balk Vågekvationen för böjvåg i en balk 4 w w B S 0 4 x t Våghastighet frekvensberoende c f k 4 B S 4 Eh 1 Vågutbredning i balk 8

9 Våghastighet som funktion av frekvens Våghastighet som funktion av frekvens c B f B 4 m 9

10 Kritisk frekvens koincidens Böjvåglängd, B : funktion av frekvens, böjstyvhet och ytvikt När projicerad luftvåglängd = böjvåglängd: koincidens! Koincidens (kritisk frekvens) Böjvåghastighet i en platta c B f B 4 m Vid f = f c är c B = c o = 340 m/s (f c = kritisk frekvens) f c c0 m B Eller uttryckt i koincidenstal f c K / h 10

11 Kritisk frekvens för några material Material Koincidenstal Typisk tjocklek f c Betong mm 110 Hz Lättbetong mm 540 Hz Gips 3 10 mm 300 Hz Stål mm 1000 Hz Glas 18 3 mm 6000 Hz Reduktionstal enkelvägg R[dB] masslagen R 0 nollmods område fåmods område mångmods område +6 db/oktav mindre dämpning kritisk frekvens, f c frekvens [Hz] 11

12 70 Luftljudisolering - vägd Reduktionstal (db Frekvens (Hz) Dubbelvägg Två fall: samma totala väggmassa. En av väggarna i b) har R = 40 db. Vad blir R a och R b? a) Högtalare Mikrofon b) Högtalare Mikrofon 1

13 Reduktionstal dubbelvägg R [db] 1 db/oktav 6 db/oktav Dubbelvägg med hålrumsdämpning Dubbelvägg utan hålrumsdämpning Enkelvägg med samma totala vikt somdubbelväggen f 0 f c DOF-system Ökandefrekvens 13

14 Grundresonans för dubbelvägg f 0 c d m 1 m c = 340 m/s o = 1. kg/m 3 d = luftspaltens bredd m = ytvikt för en väggdel Ex: Dubbelvägg (gips) grundresonans Reduktionstal [db] frekvens [Hz] R3 R R1 R w [db] R3: 55 R: 49 R1: 43 R3 = 140 mm mineralull R = 30 mm mineralull R1= tomt hålrum 135 mm Gipsplatta, 13 mm Mineralull Stålreglar c/c 600 mm 14

15 Olika dubbelväggar gips Dubbelväggar i gips med isolering 15

16 Gipsväggar med olika cc och regelbredd Dubbelväggar Får EJ vara förbundna med sk. ljudbryggor! 16

17 Transmissionsvägar ) Direkt ljudtransmission ) Flanktransmission 3) Överhörning 4) Läckage Flanktransmission Ljud som går längs sidoväggar 17

18 Flanktransmission stegljud Minimering av flanktransmission Välj flankerande konstruktioner med bra ljudisolering i sig, dvs högt vägt reduktionstal Rw Tilläggsisolera flankerande konstruktion Välj en knutpunkt med hög knutpunktsisolering (10 db eller mer) Avskilj konstruktioner helt i knutpunkten (t ex öppna fogar vid platta på mark). Använd elastiska mellanlägg. 18

19 Beräkningsgång flanktransmission Beskrivet i Svensk Standard SS-EN ) Beräkna reduktionstal mellan luft och flank 1. ) Beräkna reduktionstal i väggen (map t ex längd) 3) Beräkna reduktion i knutpunkt 4) Beräkna utstrålning från flank. Knutpunktsdämpning massförhållanden a) m1 b) m1 Massförhållan de M=m /m T- förbindelse K db 3 4 X- förbindelse K db m m

20 Flanktransmission Vid sammansatta konstruktioner: Bryt transmissionsvägen! a) b) Flanktransmission Mineralull Cellplast som värmeisolering Fasadbeklädnad Väggskiva Cellplast som värmeisolering Fasadbeklädnad 0

21 Betongplatta på mark Mellanlägg 90 R[dB] skiljevägg skiljevägg + flank k 3.15 frekvens [Hz] k Betong tjocklek 1

22 Avslutningsvis Läckage! Springor, hål. Ljuddämpa ventiler! Beakta alla delytor, t ex dörrar fönster Enkelvägg Tung vägg Se upp för koincidens! Dubbelvägg Se upp för resonans Inga ljudbryggor Absorbera mellan väggarna! Flanktransmission Bryt om möjligt transmissionsvägen Dämpa väggar, absorberande och utstrålande