SINTEF og Otretek viser vei
Av seniorforsker Anders Homb og rådgiver Gjermund Holøyen, SINTEF Community
Støy er et miljøproblem både utenfor og inne i bygninger. Tiltak som reduserer støy, kan ha stor effekt på vår livskvalitet. I denne artikkelen tar vi for oss forbedring av lydforholdene i rom med bruk av lyd-absorbenter på vegger. Grunnlaget for artikkelen er resultater fra prosjekter som SINTEF har gjennomført for Otretek, som er en totalleverandør av spesialinnredninger og akustiske løsninger.
Byggteknisk forskrift og krav til lydforhold
TEK17 gir overordnede funksjonskrav til lydforhold, og henviser til NS 8175 med hensyn til grenseverdier for rom i ulike bygningskategorier og bruksområder. Man må minimum tilfredsstille lydklasse C, se [1]. Tilfredsstillende lydforhold omfatter i denne sammenhengen romakustiske forhold inkludert taleforståelse. Men lyd-absorbenter vil også generelt redusere støy fra tekniske installasjoner og sosial støy. Videre i artikkelen vil vi sette søkelys på de lydabsorberende egenskapene til spaltepaneler og perforerte plater.
Skarpere fokus på regulering av etterklangstid i mange bygningskategorier og romtyper
Med introduksjonen av NS 8175:2012 ble det innført krav til regulering av etterklangstid i en rekke nye bygningskategorier. Dette var sterkt drevet av kravet om universell utforming av bygg, slik at bygningene skal bli tilrettelagt for alle brukergrupper inkludert de som har sensoriske vansker. Men slike tiltak vil forbedre lydforholdene generelt og skape bedre innemiljø for alle. Eksempel på «nye» bygnings-kategorier med krav til etterklangstid er blant annet restaurant-, samferdsels-, produksjons- og forretnings-bygninger. Standarden beskriver at kravene gjelder i hvert oktavbånd fra 125 Hz til 4000 Hz, men det tillates et avvik ved 125 Hz. De lydabsorberende egenskapene til produkter (for vegger eller himlinger) dokumenteres med lydabsorpsjonsfaktoren.
Lydabsorbenter på vegger
Når det gjelder lydregulering i rom, er det gunstig å fordele lyd-absorbentene på de ulike flatene i et rom. Det har vært svært vanlig å plassere lydabsorbenter hovedsakelig i himling, gjerne med svært høy lydabsorpsjonsfaktor. Dette gir ujevn lydabsorpsjon og lite lydspredning. Plane himlinger gir minimal lydspredning, og medvirker derfor ofte til at målt etterklangstid blir lengre enn beregnet/prosjektert. SINTEF har derfor de seinere årene forsøkt å motivere planleggere, arkitekter og rådgivere til å fordele lydabsorbenter også på veggflater, innrednings-elementer og golvflater. Sistnevnte, med bruk av tepper, blir valgt bort i mange bygningskategorier og romtyper av renholdshensyn. Men det vil alltid være vegger i rom som er tilgjengelige for plassering av veggabsorbenter. Dette sikrer jevnere lydfordeling, og en gunstig nærhet mellom støykildene og lydabsorbenten. De siste årene har det blitt svært populært med nye innredningsløsninger som for eksempel spaltepaneler. SINTEF har gjennomført flere prosjekter for bedriften Otretek med finansiering fra Innovasjon Norge, se f.eks. [2]. Figur 1 viser eksempel på veggprodukter fra denne bedriften.
Prinsippløsninger med spaltepaneler eller perforerte plater
Prinsippet for lydabsorpsjon med spaltepaneler eller perforerte plater er at det er et hulrom (eller volum) bak spilene/platene der lydbølger kan bevege seg. Prinsippet betegnes i akustikk-sammenheng ofte som Helm-holzresonator eller resonatorabsorbenter. I tillegg må materialene bak spilene/platene ha en strømnings-motstand innenfor et visst intervall, dvs. verken for høy eller for lav. Prinsippet er nærmere beskrevet i [5]. Spiler/perforerte plater lagt direkte mot en tett bakplate/vegg gir ingen signifikant lydabsorpsjon.
Beregning av lydabsorpsjonsfaktor
Lydabsorpsjonsfaktoren for slike løsninger kan beregnes. Det er utviklet digitale beregningsverktøy som er godt egnet, for eksempel [3]. Nødvendige inngangsdata vil være løsningens geometri, fra ytterside til baken-forliggende tett overflate/vegg. I tillegg må man ha god kontroll på strømningsmotstanden til materialet/ materialene i volumet bak, vanligvis en porøs absorbent som bør dekkes av en duk eller strømningsåpen plate mellom spiler/plater og lydabsorbent. Eksempler på løsninger er vist i [4].
Resonatorabsorbenter vil alltid gi høy lydabsorpsjon i et bestemt frekvens-intervall, gjerne ved mildere frekvenser. Mot høye og lave frekvenser faller lydabsorpsjonen. Prinsippet gjør det mulig å designe lydabsorbenten slik at man får størst lydabsorpsjon i ønsket frekvensområde. Med økende perforeringsgrad vil også lydabsorpsjonen ved høye frekvenser øke, se eksempler på resultater i [5]. Lydabsorpsjonsfaktoren kan teoretisk bli maksimalt 1.0, men pga. kanteffekter (som ikke er til å unngå i laboratorium) kan målinger av og til vise høyere tallverdier enn 1.
Måleresultater fra laboratorium
SINTEF har gjennomført flere måleserier i akkreditert lydlaboratorium med løsninger fra Otretek. En måle-serie omfattet diverse varianter med spaltepaneler. En rapport som dokumenterer disse resultatene kan formidles av Otretek, se [6]. Figur 2 viser et eksempel på måleresultat sammen med beregningsresultat for den samme løsningen. Her vises resultater for lydabsorpsjonsfaktoren i 1/3-oktavbånd. Beregningene er ofte, i større eller mindre grad, konservative.
Måleserie to omfattet diverse kombinasjonsløsninger med perforerte kryssfinerplater og rapport fra disse målingene kan formidles av Otretek, se [7]. Figur 3 viser et eksempel på måleresultat sammen med beregningsresultat for den samme løsningen, også her vist i 1/3-oktavbånd. Beregningene viser at det er mulig å oppnå svært godt samsvar med målingene.
Bruk av måle- og beregningsresultater i prosjektering
For prosjektering er det viktig at man har dokumenterte verdier for lydabsorpsjonsfaktoren. Selv om måling-er/beregning utføres i 1/3-oktavbånd, er det verdier i 1/1-oktavbånd som benyttes ved prosjektering. På grunn av at kravet til etterklangstid gjelder hvert oktav-bånd, er det ikke relevant å fokusere på absorpsjons-klasse aw, som er en entallsverdi for egenskapene til en lydabsorbent. Fokuset på aw og bruk i tilknytning til prosjektering er en misforståelse blant en del arkitekter og produktleverandører.
Referanser
[1] NS 8175:2012. Lydforhold i bygninger – Lyd-klasser for ulike bygningstyper. Standard Norge.
[2] Lydabsorpsjon til Otretek spaltepaneler. Forprosjekt Distriksforsk. SINTEF Rapport 2020-10-20.
[3] Vigran, T.E. Manual for NorFlag, version 3.0, Trondheim 2016.
[4] Homb, A. Helmholz-based absorbers for low frequencies and large spaces. Proceedings at BNAM 2021. Baltic-Nordic Acoustic Meeting. Oslo, 3-5.5.
[5] SINTEF, Byggdetaljer 543.414 Bruk av lydabsorberenter i bygninger. Prinsipper og datasamling
[6] Prøvingsrapport. Otretek Akusmart. SINTEF Rapport 2022:00962, 2022-11-24.
[7] Prøvingsrapport. Lydabsorpsjonsprøving av perforerte kryssfinerplater. SINTEF Rapport 2024:01133, 2024-10-09