Anpassningstermer. Anpassningstermerna C och C tr varifrån kommer de? Bilaga 18 till slutrapport Fasadåtgärder som bullerskydd

Transkript

1 (6) Anpassningstermer Bilaga 18 till slutrapport Fasadåtgärder som bullerskydd Anpassningstermerna C och C tr varifrån kommer de? Anpassningstermerna C och C tr infördes för första gången i ISO 717-1:1996 för att ta bättre hänsyn till olika bullerkällor (ex. skärt brus och vägtrafikbuller) och för att utvärdera ljudisoleringskurvor med mycket låga värden i enstaka frekvensband. Det tidigare införda R w -värdet ansågs inte ensamt tillräcklig för att beskriva ljudreduktionen hos en skiljekonstruktion även om den så kallade 8 db-regeln förhindrade att stora avvikelser kunde uppstå i enstaka frekvensband. Orsaken till det var variationen i frekvensinnehåll hos olika ljudkällor, bland annat väg- och järnvägstrafik med olika fordonstyper och hastigheter. Därför var tanken att R w -värdet inklusive 8 db-regeln skulle ersättas med R w -värdet tillsammans med de båda anpassningstermerna C och C tr för att bättre beskriva ljudnivåskillnaden hos skiljekonstruktioner, t.ex. fasader. Frågan är nu om anpassningstermerna C och C tr är tillräckliga för att beskriva ljudnivåskillnaden hos fasader när man har olika typer av väg- och tågtrafik som ljudkälla och när man har olika väggkonstruktioner, fönstertyper och typer friskluftsventiler i kombination. I diagrammen nedan visas till att börja med en mängd olika trafikbullerspektrum tillsammans med de båda anpassningstermernas spektrum.

2 (6) I det första diagrammet jämförs vägbullerspektrum för olika fordonstyper vid olika hastigheter med anpassningstermerna C och C tr. Beteckningen C1 betyder personbil och lätta transportbilar, C2 tvåaxliga tunga fordon och C3 tre- eller fleraxliga tunga fordon. Beteckningen Vpb innebär 90 % av C1, 5 % av C2 och 5 % av C3 medan Vpt innebär 80 % av C1, 5 % av C2 och 15 % av C3. Beteckningen V_110 innebär samma fördelning som Vpb men att lastbiler håller 90 km/h och personbilar 110 km/h C och C tr Vägtrafikspektrum (tabell D.2a och D.2b i SS 25267:2004) C1-30 C1-50 C1-70 C1-90 C1-110 C2-30 C2-50 C2-70 C2-90 C2-110 C3-30 C3-50 C3-70 C3-90 Vpb50 Vpb70 Vpb90 Vpt90 V_110 Ctr_ISO C_ISO -50

3 (6) I det andra diagrammet jämförs tågbullerspektrum för olika tågtyper vid olika hastigheter med de båda anpassningstermerna C och C tr. I beteckningen B73Hh och B73Lh står 7:an för 70 % godståg och 3:an för 30 % lokdragna persontåg. På motsvarande sätt innebär alltså B55Hh och B55Lh att det är 50 % godståg och 50 % lokdragna persontåg. Förkortningen Hh eller hh betyder hög hastighet, vilket innebär 120 km/h för godståg, 160 km/h för lokdragna persontåg och 200 km/h för X2000. På motsvarande sätt betyder förkortningen Lh eller lh helt enkelt låg hastighet, vilket innebär 80 km/h för godståg och X2000 men 120 km/h för lokdragna persontåg. Förkortningen go betyder att det är enbart godståg, pt att det är enbart persontåg och X2 att det är enbart X2000. För godståg och lokdragna persontåg gäller att vagnarna dras av RC-lok. 0 C och C tr Tågtrafikspektrum (tabell D.3a och D.3b i SS 25267:2004) B73Hh B73Lh B55Hh B55Lh Bgohh Bpthh Bgolh Bptlh BX2hh BX2lh C_ISO Ctr_ISO -50

4 (6) Hur vet vi om C och C tr är lämpliga korrektionstermer? För buller både från väg- och järnvägstrafik är det missvisande att använda endast R w som ljudreduktionstal vid dimensionering av fasadåtgärder. Man bör istället åtminstone använda sig av rätt korrektionsterm, beroende på trafikslag och hastighet, men helst bör man använda sig av detaljerad beräkning i tersband. Det är allmänt etablerat som en förenklad dimensionering att använda korrektionstermen C för järnvägs- och vägtrafik vid högre hastigheter och korrektionstermen C tr för vägtrafik vid lägre hastigheter. Enligt svensk standard SS-EN ISO 717-1:2013 används C för exempelvis landsvägstrafik vid hastigheter högre än 80 km/h och för järnvägstrafik vid normal och hög hastighet. Korrektionstermen C tr används enligt samma standard för exempelvis gatutrafik med ca 10 % tunga fordon, men även för järnvägstrafik i låga hastigheter. Frågan uppstår då vad man gör i andra fall, exempelvis för landsvägstrafik vid 70 km/h eller för gatutrafik med 30 % tung trafik. En annan fråga är också hur bra dessa korrektionstermer är för de fall som anges i standarden. För att få svar på dessa frågor behöver man göra beräkningar både detaljerat och förenklat för en mängd olika fall, både typiska och extrema åt olika håll. Exempelvis börjar man med ett typiskt fall ett 500 m långt godståg som kör i 100 km/h på avståndet 50 m från ett hus med en yttervägg av typ 2 enligt ovan, med kopplade 2-glasfönster och utan friskluftsventiler. För den detaljerade beräkningen använder man då ett mätt tersbandsspektrum för just godståg som kör i 100 km/h och beräknar för varje tersband ljudnivån som ett frifältsvärde intill husfasaden. Man räknar sedan fram fasadens ljudreduktion vid varje tersband var för sig utifrån mätdata för både yttervägg, fönster och friskluftsventiler samt deras storlekar. Därefter räknar man fram ljudnivån inomhus för varje tersband med hänsyn tagen till typiska rumsparametrar och sammanväger slutligen alla tersband till ett ensiffervärde. I den förenklade beräkningen använder man istället den beräknade sammanvägda ljudnivån utomhus som ett frifältsvärde intill husfasaden och fasadens totala sammanvägda ljudreduktion med rätt korrektionstermen (C för fallet med tåg) för att slutligen beräkna den sammanvägda ljudnivån inomhus med hänsyn tagen till samma typiska rumsparametrar som i den detaljerade beräkningen. Den förenklade beräkningen kompletteras eventuellt även med en beräkning med fel korrektionsterm (C tr i det här fallet). Dessa båda metoder använder man sedan för alla andra fall där man varierar allting som kan påverka resultatet. Man skulle behöva variera fordonstyp, hastighet, skärmning, ytterväggskonstruktion, fönstertyp och eventuella friskluftsventiler. På det här sättet kan man få reda på noggrannheten i den förenklade metoden jämfört med den detaljerade. En fortsättning på denna undersökning skulle sedan kunna vara att ta fram nya korrektionstermer som bättre stämmer överens med verkligheten. Men en förutsättning då skulle vara att man använder färska indata. Förmodligen har ljudnivåerna från vägtrafik ändrats en del sedan man tog fram Nordisk beräkningsmodell 1996, Naturvårdsverkets Rapport Men även vad gäller godståg kan det ha förändrats en del sedan Naturvårdsverkets Rapport 4935 för beräkning av buller från spårburen trafik togs fram.

5 (6) Anpassningstermerna C och C tr hur bra är de? En översiktlig kontroll med en mängd undersökta fall gjordes i detta projekt. Variationer på upp till 6 db har påträffats. De fall som undersöktes var trafikspektrum med olika frekvensinnehåll, tre för tågtrafik och tre för vägtrafik, tre olika sorters ytterväggar, tre olika sorters fönster och tre olika sorters friskluftsventiler. Detta innebär att antalet undersökta fall var 81 för tågtrafik och 81 för vägtrafik. Då kvarstår att undersöka även vilken effekt dämpade spektrum kan ha, framför allt spektrum som har dämpats av höga bullerskärmar, d.v.s. spektrum som är mer lågfrekventa i sin karaktär och därför dämpas ytterligare sämre genom de flesta fasadkonstruktioner. För tågtrafik valdes godståg i 80 km/h, lokdragna persontåg i 160 km/h och X2000 i 200 km/h. För vägtrafik valdes fordon från kategori C3 i 30 km/h, kategori C2 i 50 km/h och kategori C1 i 110 km/h. De olika typer av ytterväggar som valdes var av typerna kolonistuga, tjock enkelvägg och tung vägg. Fönstren som valdes var ett vanligt äldre kopplat tvåglasfönster, en 2-glas ljudruta och en ljudruta av typen 2+1 med separata bågar. Friskluftsventilerna var av typerna standard, ljuddämpande ventil och ingen ventil alls, d.v.s. ingen håltagning i bullerutsatt fasad. Den så kallade kolonistugan har konstruktionen 19 mm ytterpanel, 150 mm timmer och 22 mm innerpanel med en mätt ljudisolering R w (C;C tr ) på 37(0;-4) db. Den tjocka träväggen har konstruktionen 28 mm träpanel, 28 mm luftspalt (tätad nedtill), plastduk, 240 mm lättregel/stenull, plast och 13 mm gips med en mätt ljudisolering R w (C;C tr ) på 47(-1;-7) db. Den tunga väggen har konstruktionen 120 mm tegel, 20 mm luftspalt, 13 mm Asfaboard, 70 mm regel/mineralull, Ångspärr, 13 mm gips med en mätt ljudisolering R w (C;C tr ) på 53(-1;-6) db. Det kopplade tvåglasfönstret har konstruktionen 3 mm glas, 42 mm luft och 3 mm glas med en mätt ljudisolering R w (C;C tr ) på 34(-3;-9) db. Ljudrutan med två glas har konstruktionen 8 mm glas, 18 mm luft och 9 mm laminerat glas (44.1) med en mätt ljudisolering R w (C;C tr ) på 40(0;-4) db. Ljudrutan med tre glas och separata bågar har konstruktionen 4 mm laminerat glas, 16 mm luft, 4 mm glas, stor luftspalt och 6 mm glas med en mätt ljudisolering R w (C;C tr ) på 51(0;-5) db. Standardventilen uppges ha en ljudisolering D n,e,w (C;C tr ) på 40(-1;-2) db medan den ljuddämpade ventilen uppges ha en ljudisolering D n,e,w (C;C tr ) på 53(0;-5) db. För fallet utan ventil antas en ljudisolering D n,e,w (C;C tr ) på 100(1;0) db för att den inte ska påverka den resulterande ljudisoleringen för hela fasaden. Oftast är variationen inom ±1 db för C vid vägtrafik med hög hastighet och vid tågtrafik samt ±2 db för C tr vid vägtrafik med lägre hastigheter. De vanligaste orsakerna till stor avvikelse är enkla friskluftsventiler och kopplade tvåglasfönster. I vissa fall får man avvikelser på upp till 3 db för C vid tågtrafik, tung vägg, ljudruta och en bra friskluftsventil. För C tr uppstår avvikelser på upp till 6 db för vägtrafik med låga hastigheter, tung yttervägg, ljudruta och friskluftsventil med hög ljuddämpning. För tåg är R w utan C-korrektion bättre anpassat i ca 2/3 av de 81 undersökta fallen.

6 (6) Hur fungerar anpassningstermerna med dämpade spektrum? När ljud exempelvis dämpas mycket av en bullerskärm försvinner det mer högfrekvent ljud än lågfrekvent ljud. Detta innebär att ljudreduktionen genom en fasad är lägre för ett dämpat ljud än för ett odämpat ljud. Enligt Rapport 2001:7 från SP passar ofta C tr för tåg i sådana fall istället för C som man använder i vanliga fall, d.v.s. för odämpat ljud. För ett starkt skärmat spektrum kan till och med C tr ge en överskattning av ljudreduktionen hos en vägg. Detta betyder att dämpat ljud från stadstrafik blir ännu mer lågfrekvent vid stark skärmdämpning jämfört med vid odämpat ljud. Rapport 2001:7 innehåller en del matnyttigt, men ämnet behöver utredas vidare. Anpassningstermerna C och C tr utvidgat frekvensområde, när använder vi det? I vilka sammanhang var det tänkt att utvidga frekvensområdet uppåt finns vägledning? Räcker det vid lågfrekvent buller att gå ner till 50 Hz eller skulle man behöva gå ner till 25 Hz? Behövs mer undersökning för att svara på dessa frågor om anpassningstermerna? Bästa metoden att mäta efter åtgärd? Förslag: Mät upp ett spektrum från trafiken utomhus när du ändå är på plats. Mät fasadisolering med högtalare och räkna sedan fram ljudnivån inomhus tersbandsvis och summera logaritmiskt på slutet. Gör inte misstaget att i onödan "slarva" bort ett högtalarspektrum med den förenklade metoden: L Aeq,inne = L Aeq,ute,frifält + 3 (R' w + C) + 10 log (3S/V) L Aeq,inne = L Aeq,ute,frifält + 3 (R' w + C tr ) + 10 log (3S/V) för järnvägs- och landsvägstrafik för stadstrafik Ska man hellre ansätta ett lämpligt frekvensspektrum utomhus än att använda en förenklad metod? Upprättad av: Roger Fred, WSP Sverige AB