Lab / Ljud i byggnad och ahälle / VTAF01 Laborationanvining laboration Mätning av ljudiolering, aborption och traniion Introduktion Probleet ed ljudtraniion har uppkoit delvi på grund av att tora folkängder bor ycket tätt och del för att vi i dagen ahälle oge av effektiva bullerkällor både ino- och utohu. Vanligen talar an o tre olika typer av ljudiolering: Luftljud, tegljud och toljud. Dea definiera enligt följande: Luftljud är ljud o avge från källan till ogivningen geno luftediet, t ex tal och uik. Stegljud är ljud o t ex vid gång på bjälklag och i trappor upptår i angränande ru. Stoljud är ljud o fortplanta i en byggnadtoe, t ex vid gång på bjälklag at från hiotorer och vattenledningar. I den här laborationen koer endat luftljud att behandla. Målättning Målättningen ed laborationen är att planera, utföra och utvärdera en ätning av luftljudiolering ho en vägg av tålplåt i ljudtraniionlabbet. Laborationen ka reultera i en ljudreduktionkurva reduktiontalet R plotta o funktion av frekvenen f och ett vägt ljudreduktiontal R w. Den uppätta kurvan ka jäföra ed en beräknad reduktionkurva o ni ka räkna ut före laborationen geno att använda alagen. Teori Reduktiontalet R Vi antar att vi har två ru, ett ändarru vi har en ljudkälla, en högtalare, och ett ottagarru vi har en ottagare, en ikrofon. Ruen är åtkilda av en vägg, o vi antar varar för all ljudtraniion. Sändarru Mikrofon Mottagarru Mikrofon Källa L S L M Skiljevägg Figur 1. Luftljudtraniion geno en kiljevägg ed yta S. L och L är ljudtrycknivåer i ändarru och ottagarru. A är ottagarruet aborptionyta. 1
Lab / Ljud i byggnad och ahälle / VTAF01 ~ Högtalaren änder ut en vi ljudnivå i ändarruet p L S 10log, p~ är effektivvärdet i pref ändarruet. Den effekt per ytenhet, alltå intenitet, o träffar kiljeytan är proportionell ot () ~ p. Väggen tranitterar en effekt o är proportionell ot ytan S och en traniionkoefficient, d v effekten in i ottagarruet är ~ ~ p S. Vid effektjävikt gäller att en aborberad effekt i ottagarruet ~ ~ p, är lika ed A ineffekten i ruet. A är aborptionarean i ottagarruet. Vi har ålede att p p S A Man kan via att under via förutättningar (noraltora och törre ru, ljudhård iljö) blir L L S 10log A är en för väggen karakteritik torhet och vi definierar reduktiontalet R o 1 R 10log och vi får ur detta ett uttryck för reduktiontalet o vi kan använda i ätning R L L A 10log S Sabine forel Aborptionarean förhåller ig till efterklangtiden T 60 enligt Sabine forel 55.6 T60 c 0 V A c 0 = ljudhatigheten i luft (/) V = ruet voly ( 3 ) A = aborptionarean i ruet (i vårt fall ottagarruet) ( ) Efterklangtiden T 60 är tiden det tar för ljudnivån i ruet att junka ed 60 db när det plötligt blir tyt. Geno att äta efterklangtiden kan an löa ut ett värde på aborptionarean.
Lab / Ljud i byggnad och ahälle / VTAF01 Malagen för enkelväggar Malagen ger ett teoretikt uttryck för reduktiontalet R ho en enkelvägg o funktion av frekvenen. Den är härledd under via förutättningar (t ex förua väggen böjtyvhet) och utgör i allänhet en övre grän för R(f), vilken vi i bäta fall uppnår. Malagen för diffut ljudfält kriv R 0 ( f f ) 0log c f = frekvenen (Hz) = väggen ytvikt (kg/ ) och c är denitet och ljudhatighet för luft. För att rita R 0 (t)-kurvan i ett diagra av typ lin-log behöver vi endat beräkna för två frekvener, t ex f = 100 Hz och 1000 Hz, och efter dra en rät linje geno dea två punkter. Koinciden En anledning till att vi inte når alagen kan vara koinciden. För att förtå detta fenoen betraktar vi fört en oändligt tor vägg o kan vänga fritt. Man kan då via att böjvågor i väggen (vågor o fortplantar ig läng denna) har en hatighet c B c B f 4 Eh 1 f 4 Eh 1 f = frekven för böjvågen (Hz) E = aterialet E-odul (Pa) = väggen ytvikt (kg/ ) h = väggen tjocklek () En våg o faller in ot väggen, Figur, får en läng väggen projicerad våglängd av /in, och eftero = c/ f får den en hatighet läng väggen c c / in c är utbredninghatigheten i luft (/). Denna hatighet läng väggen är oberoende av frekvenen. Den fria böjvågen eot har en hatighet c B o beror av frekvenen. O vi nu kan hitta en frekven f och en vinkel å att c = c B, d v å att f c 1 3 ( in ) Eh få ett förhållande o via i figur. 3
Lab / Ljud i byggnad och ahälle / VTAF01 Reflekterad våg vägg Tranitterad våg Infallande våg Figur. Koincidenfenoenet illutrerat för en vi infallvinkel. Den tänkta våglängden för fria böjvågor B överentäer ed /in. Detta edför lågt reduktiontal relativt alagen. So an kan itänka får vi då en kraftig uttrålning på ottagaridan (= kraftig traniion), d v lågt reduktiontal relativt alagen. Den lägta frekven för vilket detta kan ke blir då = /, å kallat trykande infall. f c c 1 3 Eh Denna frekven kalla kritik frekven eller koincidenfrekven och beteckna f c. I praktiken inträder dock en föräring i reduktiontalkurvan för frekvener lägre än f c. Ett alternativt ätt att kriva uttrycket för f c, o är ycket praktikt, är att införa en aterialkontant, ett koincidental K, å att f c K / h h = väggen tjocklek () K = koincidental (/) Koincidentalet för tål och aluiniu är ungefär 1-13. För kontruktionvirke ligger K runt 15. 4
Lab / Ljud i byggnad och ahälle / VTAF01 Förberedeleuppgifter Skiljeväggen vi ka tudera är en tålplåt ed tjockleken h = 1, ytvikten = 8 kg/ och koincidentalet 1. 1. Beräkna en teoretik reduktiontalkurva för kiljeväggen enligt alagen och plotta reultatet i ett lin-log diagra.. Beräkna koincidenfrekvenen för väggen och avgör o koincidenen koer att påverka kurvan och i å fall hur. Mätutrutning Mätutrutningen betår av en PC ed ljudkort 01dB och tillhörande ätprogra tröförörjning till ikrofon en ikrofon på tativ en högtalarförtärkare en högtalare ed lång anlutningladd från förtärkaren Utförande Ni ka koa fra till en ljudreduktionkurva o funktion av frekvenen. Ni ka ha ett värde för varje terband i frekvenorådet 100 3150 Hz. Så här utför ni ätningen: 1. Börja ed att ända ut roa bru (lika ycket ljudenergi vid alla frekvenband) ed en ljudnivå på int 80 dba i ändarruet. Detta täller ni in geno att jutera volyen på högtalarförtärkaren. Högtalare placera i ett hörn långt bort från kiljeväggen och dörren håll tängd. Hörelkydd ka finna tillgängliga.. Mät ljudnivån geno att pela in bruet under 5 ed ätprograet. Anteckna alla värden på ljudnivån för repektive frekven (terband). Ni använder intällningen Standard pektru i prograet när ni pelar in. 3. Flytta dator, bord och ikrofon till ottagarruet. Var föriktig ed ikrofonen ed tativ och rör inte volykontrollen på förtärkaren. Vi vill ända ut aa ljudnivå en gång till. Högtalaren läna kvar i ändarruet. 4. Stäng dörrarna till ändarru och ottagarru och änd ut bru igen. Den här gången äter ni alltå ljudnivån i ottagarruet. Denna borde bli avevärt lägre än i ändarruet eftero endat en liten del av effekten tränger igeno kiljeväggen. 5. Mät efterklangtiden T 60 i ottagarruet ed intällningen Reverberation tie i ätprograet. Då får ni även flytta in högtalaren i ändarruet. 5
Lab / Ljud i byggnad och ahälle / VTAF01 Laborationrapport Generellt kan an äga att en laborationrapport kortfattat ka bekriva Teorin bako laborationen. En bekrivning av vad ni gjort och hur ni gjort det. Vilka reultat ni koit fra till. En förklaring, dikuion eller reflektion över reultaten. En dikuion över hur pa noggranna och tillförlitliga ätningarna är, at över eventuella felkällor. Tänkt ålgrupp för laborationrapporten ka vara en annan tudent o ka kunna ta rapporten o handledning, gå ner i labbet, göra o laborationen och få aa reultat. Följande reultat ka ingå i rapporten Tabell över: Uppätt ljudnivå i ändarru Uppätt ljudnivå i ottagarru Efterklangtid Beräknad aborptionarea A i ottagarruet Reduktiontalkurva R(f), utvärderad av ätningen för varje terband i frekvenorådet f = 100 3150 Hz. Diagra över reduktiontalkurvan R(f) och den teoretika reduktiontalkurvan enligt alagen från förberedeleuppgift 1. Tänk på att ha log-kala på x-axeln, alltå logariterad frekven. Förökt att dikutera och förklara uteendet på alla plottar ni redoviar. Stäer de båda kurvorna överen? O inte, hur och varför kiljer de ig åt? Koplettera gärna ed bilder på utförandet! O öjligt, beräkna även vägt reduktiontal R w (eniffervärde) enligt den internationella tandarden SS-ISO 717/1. Den bekriv i avnitt 4.4.4 4.4.5 i kopendiet och behandla ent i kuren. Denna uppgift är frivillig eftero ånga o gör laborationen inte hunnit gå igeno teorin för detta. Det är dock en ycket nyttig övning och en bra erfarenhet! Laborationrapporten ka vara datorkriven, utkriven och häftad. Den läna in till laborationhandledaren eller i Kritian fack på 4:e våningen intill fikaruet enat en vecka efter laborationtillfället. Laborationrapporten godkänn eller läna tillbaka för koplettering. 6