Vad betyder de nya bullerreglerna för ljudmiljön inomhus? Dag Glebe - SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut 2016-10-18
Vad betyder de nya bullerreglerna för ljudmiljön inomhus? 5 db vad betyder det? Ljudupplevelse är ett systemproblem! Många utmaningar
Hur hänger det ihop? Utmaningar Hur kopplar vi nivåerna till verkliga förhållanden? Beräkningsmodeller Hur bra är våra fasader på att isolera för ljud? Ljudmiljön inomhus Hur blir upplevelsen av bullret? I en större kontext
Att mäta det omätbara Störning och upplevelse en utmaning! SP-projekt där störning kvantifieras - tre nya projekt Vindkraftverk Värmepumpar Tekniska installationer SP tittar också på fasadisolering och störning från lågfrekvensbuller Hur blir upplevelsen av bullret?
Från 60dB till vardagslivet ett systemproblem! Utomhusbullret påverkar oss inomhus genom en process i flera steg, eller en kedja med många länkar, t ex Källan hur uppkommer ljudet, och hur strålar ljudet ut? Utbredning vad händer på ljudets väg utomhus? Isolering hur kommer ljudet in i bostaden? Rumsakustik vad blir ljudnivån i bostaden? Psykoakustik hur upplevs ljudet i bostaden? Fler aspekter finns hälsoaspekter, legala aspekter mm Hur hänger det ihop?
Några utmaningar att reflektera över SP tittar nu bland annat på: Fasadisolering hur får vi bra ljudisolering, som samtidigt är kostnads- och energieffektiv? Hur blir ljudmiljön inomhus, speciellt med avseende på lågfrekvensljud? Subjektiv upplevelse av buller från tekniska installationer Utmaningar
Vilka svagheter har dagens beräkningsmodeller? Kommersiella programvaror framtagna för andra ändamål Saknar bullermodeller för nivåer på skärmad sida Fokus dygnsekvivalenta ljudnivåer, inte maximalnivåer. Kunskap krävs om fördelningar mm Många felkällor och förenklingar svårt att ta med inverkan av många bullerkällor på avstånd, till exempel i städer, inga detaljerade marktyper, osv Beräkningsmodeller
Vilka svagheter har dagens beräkningsmodeller? Indata behöver kvalitetssäkras Säkra prognoser Granulerad källdata Risk för stora beräkningsfel (speciellt skärmad sida) MEN, osäkra prognoser ger små möjligheter att åtgärda vid källan (krav på verksamhetsutövaren) Beräkningsmodeller
Och vad innebär 5 db? Teoretiskt: 5 db innebär 316 % fler bilar (händelser) En kontroll med ljudutbredningsprogrammet Soundplan ger 335 % fler bilar i scenariot nedan Hur kopplar vi nivåerna till verkliga förhållanden?
Men man kan väl isolera bort ljudet? Fasadväggar OK - fönster och ventiler kan bli svårare i lågfrekvensområdet: Ingen ventilering mot bullrig sida, men fönster? Hur bra är våra fasader på att isolera för ljud?
Men man kan väl isolera bort ljudet? Fasadväggar OK - fönster och ventiler kan bli svårare i lågfrekvensområdet: Ingen ventilering mot bullrig sida, men fönster? 30-35 db rimligt. Jämför ett riktigt bra fönster, Rw = 61 db: Hur bra är våra fasader på att isolera för ljud?
Men man kan väl isolera bort ljudet? Vid 50 Hz ( nätbrumsfrekvensen ) ger A-vägning en minskning med c:a 30 db. Frkv (Hz) A-vägning (db) 20-50,5 25-44,7 31,5-39,4 40-34,6 50-30,2 63-26,2 80-22,5 Hur bra är våra fasader på att isolera för ljud?
Men man kan väl isolera bort ljudet? Vid 50 Hz ( nätbrumsfrekvensen ) ger A-vägning en minskning med c:a 30 db. Frkv (Hz) A-vägning (db) 20-50,5 25-44,7 31,5-39,4 40-34,6 50-30,2 63-26,2 80-22,5 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, med en riktigt bra fasad Hur bra är våra fasader på att isolera för ljud?
Bussar och lastbilar kraftiga källor för lågfrekvent buller NPC (Noise Pollution Clearinghouse) 80 75 70 65 60 55 50 Measured and calculated traffic noise spectra, typical mixed traffic in Sweden 20 25 31,5 40 50 63 80 100 DPAC, measured SMA 0/16, calculated w/ Nord2000 Tung trafik, som bussar och lastbilar, är 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 Utmaningar
Bussar och lastbilar kraftiga källor för lågfrekvent buller NPC (Noise Pollution Clearinghouse) 80 75 70 65 60 55 50 Measured and calculated traffic noise spectra, typical mixed traffic in Sweden 20 25 31,5 40 50 63 80 100 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!
Men hör man det? ISO 226:2003 Equal Loudness Hur blir upplevelsen av bullret?
A-vägning stämmer bra vid svagare ljud ISO 226:2003 Equal Loudness + IEC 61672 A-Weighting Hur blir upplevelsen av bullret?
men se upp med lågfrekvensen när ljuden blir starkare ISO 226:2003 Equal Loudness + IEC 61672 A-Weighting Hur blir upplevelsen av bullret?
och störningen är ännu 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). Hur blir upplevelsen av bullret?
och ännu högre för amplitudmodulerat lågfrekvent ljud! Pulserande karaktären hos lågfrekvent buller 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 indikerat att amplitudmodulationer har en negativ inverkan på prestation (Benton & Leventhall, 1986), sänkt vakenhet (Landström m fl, 1985) samt för sömnighet (Persson Waye m fl, insänd för publicering) (modulationsfrekvenser 1 Hz, 6 Hz respektive 2,5 Hz). Moduleringsfrekvenser kring 3 Hz var 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). Hur blir upplevelsen av bullret?
Men man kan väl maskera med lite musik eller något? Acceptansen är generellt låg för buller, men effekten av att maskera med fågelkvitter eller musik är inte entydig Det finns en fara i att öka den totala ljudnivån för mycket. Högre ljudnivå kan få upplevelsen av ljud att gå från behagligt till störande (Nilsson et al 2013) Ljud av fontän och fågelkvitter kan öka bullerproblem Buller = oönskat ljud, dvs fågelkvitter eller musik kan i vissa fall också kategoriseras som buller med denna definition Hur blir upplevelsen av bullret?
Jämför med stegljud ett praktiskt problem Referenskurvan definierad mellan 100-3150 Hz Orsak: Man utgick från betongbjälklag i flerfamiljshus, där högfrekvens är det största problemet Hur blir upplevelsen av bullret?
Jämför med stegljud ett praktiskt problem Lätta konstruktioner gav upphov till störning, eftersom ingen hänsyn togs under 100 Hz OK! OK!? Mätningar: APG Acoustic Test Laboratories, http://www.gov.scot/publications/2005/03/20901/55210
Jämför med stegljud ett praktiskt problem Lätta konstruktioner gav upphov till störning, eftersom ingen hänsyn togs under 100 Hz Nu: Korrektionsterm ner till 20 Hz OK! OK! Mätningar: APG Acoustic Test Laboratories, http://www.gov.scot/publications/2005/03/20901/55210
Så varför finns det så lite krav på låga frekvenser? Mätteknisk utmaning! Många länder anser det omöjligt att mäta under 100 Hz Sverige FoHM (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 2 http://www.sp.se/akustik Kopplingen mätvärden-störning ofta svag och ej generaliserbar Hur blir upplevelsen av bullret?
Ljudnivå i bostad = Ljudnivå omkring Isolering + Tekniska installationer? Tyvärr mer komplicerat Ljudnivån inomhus beror även på: Rummets utformning och storlek Absorberande ytor Möblemang Planlösning Ljudmiljön inomhus
Var ska man sätta mikrofonerna om man mäter lågfrekvent ljud? Ett tomt rum med skokartongsform har t ex tydliga rumsmoder i låga frekvenser Vad är rätt ljudnivå i ett rum? För höga frekvenser är energinivå över hela rummet OK - men i lågfrekvensen en mättekniska utmaning!
Ljudfälten kan bli ganska stökiga/ojämna Simulering av möblerat rum vid 125 Hz
...och efterklangstiden (och därmed ljudnivån) kan öka Om taket är täckt av absorbenter, och övriga ytor är hårda och reflekterande? Hyfsad överensstämmelse första delen Uppmätt Sabine s formel Erling Nilsson 1992
Även hur tätt man sätter absorbenter spelar roll 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 2 10 3 Det ger lite mer effekt att sprida ut absorbenter, än att sätta dem tätt Men alla rumsakustiska åtgärder har liten effekt nära en ljudkälla
Exempel från verkligheten Demonstrationshus byggt för forskningsprojektet NEED4B Byggt som ett modernt enfamiljshus Vi mätte i ett rum på andra våningen, möblerat som arbetsrum/kontor
Mätresultat De lägsta moderna syntes tydligt i mätningarna, 10-12 db skillnad på olika ställen i rummet Difference in sound pressure level @ microphone height 1.2 m,f=33.6456 Hz -10-20 -30 Men dessa skillnader syntes inte i standardmätningar -40-50 2 1.5 1 1 1.5 2 2.5 3 Difference in sound pressure @ microphone height 1.2 m, f=34.9915 Hz Measured reverberation field at the 31.5 Hz third octave band Det kan bli stora skillnader beroende på hur du ställer sängen och var du lägger huvudkudden -10-20 -30-40 -50 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 1 1.5 2 2.5 3 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 2 1.5 1 1 1.5 2 2.5 3
Men finns det ingenting man kan vara säker på inom rumsakustik? Det mesta fungerar ungefär som man tror Men det är svårt att göra absoluta förutsägelser En mindre förändring av möblemang ger små men mätbara förändringar av rumsakustiken. Absorbentstandarder visar bara hur man kan jämföra produkter, men ger mycket liten vägledning om vad effekten blir i rum. Det är svårt att med rumsakustiska åtgärder rätta till problem som beror på ljudkällor Men ofta lätt (men ibland dyrt och omfattande) att föreskriva rumsakustiska åtgärder på rumsakustiska problem
Hur ska vi värdera bullret? Ofta enbart i dba. Men för att det ska bli meningsfullt till exempel i......pengar. Samhällsekonomisk beräkningsmodell - ASEK4 Bullernivå i dba bortfall hälsosamma livsår, DALY (disability-adjusted life years). EU/WHO uppskattar i Europa DALY till 1.0 1.6 miljoner varje år lärande, prestation mm allmän störning/irritation? Den aspekten föll bort i senaste lagändringarna om buller Rekommenderade kalkylvärden för buller från vägtrafik, 2006 års prisnivå. Källa: SIKA (2008) Vägbuller inomhus (fasadreduktion 25 dba) Buller (dba) Ekv.nivå Bullervärde kr/ utsatt och år Vägbuller utomhus Buller (dba) Ekv.nivå Bullervärde kr/ utsatt och år Vägbuller utom- och inomhus (fasadreduktion 25 dba) Buller (dba) Ekv.nivå Bullervärde kr/ utsatt och år 25 0 50 0 50 0 26 149 51 93 51 243 27 299 52 187 52 485 28 448 53 299 53 747 29 597 54 411 54 1008 30 765 55 523 55 1288 31 933 56 635 56 1568 32 1101 57 747 57 1848 33 1288 58 859 58 2147 34 1475 59 989 59 2464 35 1680 60 1120 60 2800 36 1885 61 1251 61 3136 37 2091 62 1400 62 3491 38 2333 63 1549 63 3883 39 2595 64 1736 64 4331 40 2893 65 1941 65 4835 41 3267 66 2184 66 5451 42 3752 67 2501 67 6254 43 4424 68 2949 68 7374 44 5320 69 3565 69 8886 Hur bra är våra fasader på att isolera för ljud? 45 6496 70 4331 70 10827 46 7915 71 5283 71 13198 47 9576 72 6384 72 15961 48 11424 73 7616 73 19041 49 13385 74 8923 74 22308 50 15550 75 10379 75 25929
Många saker att tänka på... Utvecklingen av inomhusmiljön har flera drivkrafter Energi Kostnad lätta konstruktioner Fukt kan konstruktionen torka ut? osv En del av dessa kan gå stick i stäv med bra ljudmiljö De nya bullerreglerna är inte ett recept på hur man får en bra boendemiljö! Men optimera buller/hälsa/störning och övriga viktiga aspekter så kan det bli bra! I en större kontext
Tack för uppmärksamheten!