Palkkivälipohjan äänitekniikka

1.0 KEVYEN VÄLIPOHJAN ÄÄNITEKNINEN TOIMINTA

Kevyen välipohjan (esim. puuvälipohja) äänitekninen toiminta poikkeaa merkittävästi massiivisen välipohjan (esim. betonivälipohja) ääniteknisestä toiminnasta. Massiivisen välipohjan ääneneristävyys perustuu pääasiassa rakenteen massaan (massalaki), kun taas kevyessä välipohjassa ääneneristävyys perustuu toisistaan erillään oleviin joustaviin levymäisiin rakennekerroksiin (kaksinkertainen rakenne). Kaksinkertainen välipohjarakenne toimii jousi-massa-yhdistelmänä, jossa palkkivälipohjan tapauksessa massoina käytetään alakattolevytystä ja palkkien päällä olevaa kansirakennetta. Välipohjan ontelon ilmatila toimii massat yhdistävänä jousena. Jousi-massa-yhdistelmän käyttäytymiseen vaikuttaa luonnollisesti massan suuruus ja jousen jäykkyys. Kahden massan välillä tulee olla mahdollisimman pitkä yhtenäinen jousi, joten välipohjan onteloon ei tule asentaa tiiviitä ontelon ilmatilan katkaisevia rakennekerroksia (esim. levykerros). Välipohjan onteloon voidaan kuitenkin asentaa esimerkiksi kalvomainen ilmansulku heikentämättä välipohjan ääneneristävyyttä.

Korkeilla taajuuksilla askeläänenpainetasot ovat kevyissä välipohjissa luonnostaan hyvin alhaisia ja matalilla taajuuksilla korkeita. Massiivisessa välipohjassa tilanne on päinvastainen. Jotta kevyellä palkkivälipohjalla voidaan täyttää asuinrakennuksen ääneneristävyysvaatimukset, tulee välipohjassa olla akustisten jousirankojen tai vastaavan joustavan rakenteen varaan asennettu alakattolevytys sekä kelluva pintalaatta tai riittävän joustava lattiapäällyste massiivisen kansirakenteen kanssa. Kuvien 3 ja 4 mukaisten palkkivälipohjien ilmaääneneristävyys R’_w on yleensä aina yli 55 dB, joten myös kevyissä välipohjissa keskeinen äänitekninen suunnittelutehtävä on askelääneneristävyyden toteuttaminen.

2.0 JOUSIRANKAKATTO

Akustinen jousiranka on peltiprofiili, jonka avulla rankaan kiinnitetystä levytyksestä saadaan ääniteknisesti erittäin joustava. Jousirankoihin kiinnitetyn alakattolevytyksen ansiosta välipohjan ilma- ja askelääneneristävyys paranevat, koska jousirangat tekevät välipohjasta lähes ideaalisen kaksinkertaisen rakenteen. Mitä suurempi jousirankojen k/k-jako on sitä parempi ääneneristävyys rakenteella saavutetaan. Jousirankojen k/k-jako saa kuitenkin alakatto-levyjen kiinnityksen kannalta olla enintään 400…450 mm. Jousirankojen päiden tulee olla täysin irti ympäröivistä rakenteista, jotta rangat pääsevät vapaasti joustamaan. Jousirankakaton parannusvaikutus kaksinkertaisen välipohjan askelääneneristävyyteen alkaa jo noin 50 Hz:stä, joten jousirankakaton merkitys askelääneneristävyyden kannalta on oleellinen. Jousirankojen avulla voidaan saavuttaa noin 10 dB:n parannusvaikutus kaksinkertaisen välipohjan askelääneneristävyyteen.

 Alakatossa käytettävien levyjen koinsidenssitaajuus tulee olla mahdollisimman korkea, jotta koinsidenssi-ilmiö ei heikennä välipohjan ääneneristävyyttä ihmisen kuulon kannalta tärkeällä taajuusalueella 100…3150 Hz. Levyn koinsidensitaajuuteen vaikuttaa levyn paksuus, tiheys ja kimmomoduuli. Kipsikartonkilevyn (t=13 mm) koinsidenssitaajuus on luokkaa 3000 Hz, joten se soveltuu hyvin välipohjan alakattolevytykseen. Nyrkkisääntönä voidaan pitää, että huoneistojen välisessä välipohjassa alakattolevytys tulee tehdä kahdella päällekkäisellä kipsilevykerroksella (yhden levykerroksen paino vähintään 9 kg/m²). Päällekkäisiä levykerroksia ei saa liimata toisiinsa, koska tällöin syntyy yksi paksu levykerros, joka on koinsidenssi-ilmiön kannalta huonompi ratkaisu kuin useammasta mekaanisesti toisiinsa kiinnitetystä ohuesta levykerroksesta muodostuva kokonaisuus.

3.0 PINTALAATTA

Pintalaatta voi olla kelluva (askelääneneristeen päällä) tai kiinteä (kiinni välipohjan palkkirungossa). Kelluva pintalaatta voidaan toteuttaa rakennuslevyillä tai valamalla (betoni, kipsi, kuitutasoite). Kelluvan pintalaatan etuna on, että se vaimentaa myös sivutiesiirtymiä. Kiinteän pintalaatan tapauksessa askelääneneristävyyden takia pintalaatta tulee tavallisesti toteuttaa betonirakenteisena ja pintalaatan päällä tulee olla riittävän joustava lattiapäällyste. Tavallisesti kiinteä pintalaatta tulee kysymykseen puu-betoni-liittorakenteissa. Mitä massiivisempi pintalaatta on sitä parempi ääneneristävyys matalilla taajuuksilla saavutetaan.

4.0 ASKELÄÄNENERISTE

Kelluvan pintalaatan alla joustavana kerroksena käytetään tähän tarkoitukseen valmistettua askelääneneristettä. Tavallisesti kevyissä välipohjissa askelääneneristeenä käytetään 30…50 mm paksua askelääneneristemineraali-villaa. Askelääneneristettä valittaessa tulee kiinnittää huomiota sen dynaamiseen jäykkyyteen, lattialla olevaan kuormitukseen ja pintalaatan materiaaliin. Mitä joustavampi askelääneneriste on, sitä parempi askelääneneristävyys saavutetaan. Käyttämällä massiivista pintalaattaa ja joustavaa askelääneneristettä, voidaan saavuttaa noin 10…15 dB:n parannusvaikutus kaksinkertaisen välipohjan askelääneneristävyyteen. Kevyessä välipohjassa askelääneneristeen dynaamisen jäykkyyden tulee olla tavallisesti alle 20 MN/m³.

5.0 VÄLIPOHJAN ONTELO

Välipohjan ontelon ilmatilan korkeus vaikuttaa sekä välipohjan ilma- että askelääneneristävyyteen. Nyrkkisääntönä voidaan pitää, että huoneistojen välisessä välipohjassa ilmatilan korkeuden tulee olla vähintään 200 mm. Kasvattamalla ilmatilan korkeutta 200 mm:stä 450 mm:iin voidaan saavuttaa noin 2…3 dB:n parannusvaikutus kaksinkertaisen välipohjan askelääneneristävyyteen.

Välipohjan ontelon ilmatilaan syntyy korkeilla taajuuksilla seisovia aaltoja, jotka heikentävät välipohjan äänen-eristävyyttä. Käytännössä on havaittu, että palkkiväleihin asennettu 100 mm paksu ääntä absorboiva materiaali-kerros vaimentaa seisovia aaltoja riittävästi. Täyttämällä palkkivälit kokonaan ääntä absorboivalla materiaalilla, voidaan saavuttaa noin 1…2 dB:n parannusvaikutus kaksinkertaisen välipohjan askelääneneristävyyteen. Ääntä absorboivana materiaalina käytetään tavallisesti levymäistä tai puhallettavaa lämmöneristevillaa.

6.0 LATTIAPÄÄLLYSTE

Lattiapäällysteen joustavuus ei vaikuta merkittävästi välipohjan ilmaääneneristävyyteen. Sen sijaan lattiapäällysteen joustavuudella on merkittävä vaikutus välipohjan askelääneneristävyyteen, kun välipohjassa on kiinteä pintalaatta. Lattiapäällysteen parannusvaikutus askelääneneristävyyteen ilmoitetaan lattiapäällysteen askeläänenparannusluvulla ΔL_w. Askeläänenparannusluvun soveltamisessa kevyelle välipohjalle tulee olla tarkkana, koska lattiapäällysteiden ΔL_w – arvot on määritetty tavallisesti betonivälipohjalle. Tästä johtuen joustava lattiapäällyste ei paranna kevyen kaksinkertaisen välipohjan askelääneneristävyyttä yhtä paljon kuin massiivisen välipohjan askelääneneristävyyttä. Joustavia lattiapäällysteitä ovat esimerkiksi erilaiset muovimatot sekä joustavan kerroksen päällä oleva parketti.

7.0 TYYPILLINEN HUONEISTOJEN VÄLINEN PALKKIVÄLIPOHJA

Kuvassa 9 on esitetty tyypillinen huoneistojen välinen välipohja, jota on käytetty joissakin Suomeen rakennetuissa puukerrostaloissa. Kuvassa esitetyt mittaustulokset on tehty valmiissa rakennuksessa.

Lähteet
/1/ Äänitekniset tutkimusraportit, Wood Focus Oy