Høgskolen i Narvik - Akustikk i kantine. Oppsummering. Notat. Til Tor Kristansen, EN Annik Stigen, EN. Kopi Trond Moslet, FB

Transkript

1 Til Tor Kristansen, EN Annik Stigen, EN Kopi Trond Moslet, FB Notat DATO SAKSNUMMER AKU SAKSBEHANDLER Trond Ågesen Sørgjerd GODKJENT AV Høgskolen i Narvik - Akustikk i kantine Lydforholdene i kantinen etter utvidelsen er blitt meld som en HMS-sak fra høgskolen. Det meldes om høye støynivåer selv ved beskjeden personbelastning, flere som tidligere benyttet kantinen som samlingssted i lunsjen spiser nå på sine kontorer fordi det er for anstrengende å sitte i støyen. Oppsummering Etterklangstiden i kantinen er en god del lengre enn hva som er dagens forskriftskrav. Å dekke tett gipshimling i den nye delen av kantina med en akustisk puss, vil etter all sannsynlighet være tilstrekkelig for å tilfredsstille forskriftskravet til etterklangstid. Forskriftskravet til etterklangstid, tar i midlertid kun hensyn til rommets høyde. I rom med stor personbelastning, oppfattes ofte lydforholdene som lite gode selv om kravet til etterklangstid er innfridd. I slike rom er det mengde lydabsorbent pr. person som hovedsakelig styrer hvordan lydforholdene oppleves. For å gi gode lydforhold og mulighet for uanstrengt tale, bør det være minimum 3m 2 «ekvivalent absorpsjonsareal 1» pr person. 2m 2 ekvivalent absorpsjonsareal pr person vil i enkelte tilfeller oppfattes som akseptabelt. I den nye delen av kantinen er det ca. 220 sitteplasser. Med dagens utforming forventes støynivået å nå ca. 75 dba ved personbelastning ca personer, som de aller fleste vil oppfatte som anstrengende. Ved å tilføre 150 m 2 ekvivalent absorpsjonsareal(akustisk puss i tett gipsfelt i himling), forventes ved en personbelastning på 100 personer i den nye delen av kantinen, et støynivå på ca. 70dBA, som for de fleste vil oppfattes som et akseptabelt støynivå. Dersom den «akustiske kapasiteten» skal økes ut over 50 % av antall sitteplasser, må det i tillegg suppleres med veggabsorbenter. Tette felt mellom vinduer i fasaden utgjør ca. 70m 2. Dersom en utnytter dette arealet godt, vil en kunne oppnå kunne samme støynivå som med bare tiltak i himling med flere personer. 1 Se vedlegg om lyd - Absorbenter for mer om ekvivalent absorpsjonsareal

2 T30(s) Observasjoner og vurderinger Figur 1 panorama fra vindusrekke Himlingen i den gamle delen, samt ca. den ytterste 1,5 meter mot fasaden i den nye delen er spaltepanel med bordbredde ca.10cm og spalteåpning ca. 2 cm. Dette er en absorbent som normalt gir svært god absorpsjon i oktavbåndene 250Hz og 500Hz men så avtagende absorpsjonsfaktor med høyere frekvens. Mesteparten av himlingen i den nye delen av kantina er sparklet og malt gips, som gir noe bassabsorpsjon, men marginal absorpsjon i mellomfrekvensene og diskanten. Stolene har hard rygg men tynt polstret sete som nok gir ganske bra diskantabsorpsjon, men det totale arealet blir relativt beskjedent; med sittepute ca.35*35cm trengs det 9 stoler for å få 1m 2. Et geometrisk grep som er ugunstig, er den krumme fasaden som bidrar til fokusering av lyden tilbake inn i spiseområdet. At ytterveggen også er skråstilt slik at lyden rettes ned mot bordene i stedet for en potensielt absorberende himling gjør det hele dobbelt uheldig. Med en rett vegg (eller enda bedre, en vegg som sendte lyden opp til himlingen) ville det mest sannsynlig bli tilfredsstillende lydforhold i kantinen med bare tiltak i himlingen. På grunn av den akustisk uheldige geometrien, vil det være å anbefale også med tiltak på de faste feltene mellom vinduene. Dette kan være mineralullbaserte produkter eller tekstiler. 1,40 1,20 1,00 0,80 1,26 0,97 1,11 1,12 0,93 0,96 0,9 0,9 0,9 0,9 0,87 0,9 0,60 0,40 0,20 målt verdi TEK10 krav 0, Frekvens (oktavbånd) Figur 2 Etterklangstider: målt og forskriftskrav

3 Materialbruk I et akustisk presset rom som en kantine, er det viktig å benytte materialer med best mulige akustiske egenskaper, da det ikke er mulig å kompensere med vesentlig større mengder. I himlingen bør det derfor velges en klasse A lydabsorbent, dvs absorpsjonsfaktor minimum 0,9 i mellomfrekvensene. Det vil normalt være produkter av mineralull som er mest aktuelle. Å demontere den eksisterende tette gipshimlingen anses som lite hensiktsmessig. Det som da vurderes å være de reelle alternativene er enten mineralullplater med B-kant limt direkte til gipshimling eller et pussystem med mineralullplater limt mot himlingen der skjøtene skules av en akustisk puss som påføres etterpå for å gi en slett sammenhengende flate. Akustisk er løsningene nokså like dersom pussen påføres korrekt. Prismessig er det nokså stor forskjell. Standard B-kant plater gir erfaringsmessig en kvadratmeterpris på ca kr eks mva., mens pussløsninger ligger i området kr eks. mva. pr m 2. Spilehimling har noe dårligere lydegenskaper enn mineralullplater. Med en utførelse lik eksisterende himling i den gamle delen og langs yttervegg ligger kostnaden anslagsvis på kr eks. mva. pr m 2. Å erstatte spilehimling langs yttervegg med en pussløsning anslås å øke ekvivalent absorpsjonsareal med ca. 20 m 2, til en kostnad på ca eks. mva., og anses ikke å være regningssvarende. Det anbefales imidlertid å gjøre tiltak på tette felter mellom vinduer i fasaden. Det kan også her benyttes en pussløsning tilsvarende det som anbefales i himling. Det finnes også en del veggabsorbenter utformet for å tilføre en estetisk kvalitet til rommet. Priser varierer sterkt, men starter på ca kr/m 2 eks. mva. Det kan også benyttes tekstiler som veggabsorbenter. For at disse skal gi god lydabsorpsjon må de ha en tilpasset strømningsmotstand og enten være sterkt foldet eller henge i to sjikt med noen cm avstand, et lite stykke ut fra veggen. Det finnes også gjennomskinnelige tekstiler med gode akustiske egenskaper. Det er ikke fargen som absorberer lyden! Konklusjon Med tiltak både i himling og på vegg, kan man forvente gode lydforhold for inntil ca. 120 personer i den nye delen av kantinen, og akseptable forhold for inntil ca. 150 personer. Med tiltak kun i himling kan man forvente gode lydforhold for inntil ca. 100 personer i den nye delen av kantinen, og akseptable forhold for inntil ca. 120 personer.

4 Tillegg: Litt om lyd Etterklangstid Etterklangstiden er den tiden, i sekunder, det tar fra en tenkt støykilde i rommet slås av til lydtrykknivået synker med 60dB. Dette kan forenklet beskrives som tiden det tar fra støykilden slås av til det blir «stille» i rommet. Rent praktisk benyttes tiden det tar fra nivået synker fra -5dB til - 35 som man ganger med 2, kalt T30, da det ofte er for mye bakgrunnsstøy til at man kan måle et fall på 60dB. Krav til etterklangstid gjelder for hvert oktavbånd med senterfrekvenser fra 125Hz(bass/grunntoneområde for Figur 3 Energiforløp i 1kHz oktavbåndet herrestemmer) til 4kHz(diskant/sibilanter). Dvs. ved målinger filtreres lydsignalet og forskjellige frekvensområder analyseres hver for seg. I 125Hz oktavbåndet tillates inntil 40 % lengre etterklangstid enn for høyere frekvenser. Generelt er kravet til etterklangstid i publikums og arbeidsbygninger T 0,2 * romhøyden. Absorbenter Forskjellige materialer har forskjellige lydegenskaper. En absorbent beskrives ved dens absorpsjonsfaktor som har en verdi mellom 0 og 1. 0 betyr at all lyd reflekteres men 1 betyr at all lyd absorberes. En absorbent har normalt noe varierende absorpsjonsfaktor for forskjellige frekvenser. Det opereres også med absorpsjonsklasser. En absorbent med absorpsjonsklasse A har absorbsjonsfaktor 0,9 eller bedre i mellomfrekvensene. Figur 4 Absorpsjonsklasser etter iso Ved mengdeangivelse av absorbenter benyttes ekvivalent absorpsjonsareal, eller areal av en gitt absorpsjonsklasse. Ekvivalent absorpsjonsareal er areal ganger absorpsjonsfaktor. Dvs. om et materiale har absorpsjonsfaktor 0,5(halvparten av lyden blir absorbert og halvparten reflektert), trengs det totalt to kvadratmeter dempemateriale for å gi en kvadratmeter ekvivalent absorpsjonsareal. Om et materiale er fullabsorberende har dette absorpsjonsfaktor 1 og ekvivalent absorpsjonsareal blir dermed lik faktisk areal.

5 Det er tre hovedtyper absorbenter: Membranabsorbenter, resonatorabsorbenter og porøse absorbenter. Et typisk eksempel på en membranabsorbent er en lettvegg med gips eller annen bygningsplate. Disse gir betydelig demping i bassen, men reflekterer det meste av høyfrekvent lyd. Andre membranabsorbenter kan være møbler trukket med skinn eller andre tilnærmet lufttette materialer. Typiske resonatorabsorbenter er perforerte plater eller spiler foret ut fra vegg/tak med bakenforliggende akustisk duk og/eller mineralull. Resonatorabsorbenter gir normalt best demping av mellomfrekvensene, men egenskapene varierer med hulromsdypde, fylling av hulrom, avstand mellom spalter/hull og total perforeringsgrad. Figur 5 Typiske absorpsjonskurver for porøse absorbenter (P), membranabsorbenter (M), og resonatorabsorbenter (R) Den mest vanlige porøse absorbenten er pressede mineralullplater, gjerne montert i systemhimling under tekniske føringer. Disse er gjerne tilnærmet fullabsorberende for høye frekvenser. Med økende tykkelse og/eller avstand fra reflekterende flate oppnås bedre absorpsjon av lave frekvenser. Tekstiler som tepper og gardiner eller møbler trukket med stoff er andre eksempler på porøse absorbenter. Støy Støy er normalt definert som uønskede lyder. Støynivå eller lydtrykknivå angis i desibel(db) eller A-veid lydtrykknivå (dba) hvor forskjellige frekvenser er vektet etter ørets følsomhet ved moderate/lave nivåer. For tekniske installasjoner angis ofte lydeffektnivå. For å forstå forskjellen på lydtrykknivå og lydeffektnivå, kan man benytte analogien med en panelovn i et rom. Ovnen er oppgitt med en effekt, men det du kjenner i rommet er temperaturen. Gitt samme effekt vil man oppnå lavere temperatur i et stort eller dårlig isolert rom enn i et lite eller godt isolert rom. Det samme har man med lyd. Med et gitt lydeffektnivå vil en få et lavere lydtrykknivå i et stort/godt dempet rom enn i et lite/dårlig dempet rom. I kantiner eller andre situasjoner hvor flere personer snakker samtidig får man en negativ spiral: Når flere snakker øker bakgrunnsstøyen som medfører at man må snakke høyere som øker bakgrunnsstøyen ytterligere, som igjen fører til at færre personer kan følge med på den samme samtalen og det dermed blir mindre, men flere grupper, altså mer tilført lydeffekt og dermed enda høyere støynivå. Gitt et fast romvolum/absorpsjonsareal vil en dobling av antall personer teoretisk ikke bare gi en dobling av støynivået(3db), men innledningsvis en økning på 6 db(firedobling) så lenge gruppestørrelsen, eller antall tilhørere pr taler ikke går ned. Dersom gruppestørrelsen reduseres fra f.eks. 6 til 4, eller fra 3 til 2 vil støynivået heves med 9 db (energimessig en økning på 8 ganger). For at støynivået i etterklangsfeltet skal holde seg under 75dBA(som normalt oppfattes som nokså høyt, men man kan fremdeles snakke med sidemannen uten å skrike) må det normalt være ca. 2m 2 absorpsjonsareal pr person. For at nivået skal komme ned mot 70dBA, hvor normalthørende relativt uanstrengt kan føre samtale med de nærmeste, må det være ca. 3m 2 absorpsjonsareal pr. person. Det bemerkes at dette er ca. verdier, og modellen tar ikke høyde for spesielle refleksjonsforhold, annen bakgrunnsstøy, spesielt ugunstig bordplassering eller generelt god (eller dårlig)stemning.