Kevyen kaksoisrakenneseinän teräsrangan dynaamisen jäykkyyden mittaaminen ja ääneneristävyys

Abstract

Kevyillä kaksinkertaisilla väliseinärakenteilla voidaan saavuttaa kilpailukykyinen ääneneristävyys asuin- ja toimistorakennuksissa. Paras ääneneristävyys saavutetaan käyttämällä seinäpaneelien tuentana joustavaa teräsrankaa. Teorian mukaan tekemällä pystyrangasta joustava puristussuunnassa saavutetaan parempi ääneneristävyys. Testitulokset prototyyppirangoilla ovat olleet ristiriidassa tämän teorian kanssa. Rangan dynaamista jäykkyyttä käytetään yhtenä parametrina kaksoisrakenneseinän ääneneristävyyden ennustemallissa. Rangan dynaaminen jäykkyys voidaan selvittää kokeellisesti. Tässä työssä esitetään mittausmenetelmä, jolla dynaaminen jäykkyys selvitetään teräsrangan ja kuormamassan muodostaman massa-jousisysteemin ominaistaajuudesta. Systeemin herätteenä voidaan käyttää joko iskuvasaran impulssia tai täristimen jatkuvaa kohinaa. Mittausjärjestelmällä mitattiin kymmenen rankanäytettä yksinkertaisella ja kaksinkertaisella kiinnitystavalla. Tuloksista havaittiin, että kaksinkertaistamalla kiinnitysruuvien määrä, massa-jousisysteemin dynaaminen jäykkyys kasvoi keskimäärin 160 %. Mittaustulosten ja pohdintojen perusteella esitetään akustisesti paremman teräsrangan kehitysehdotus ja pohditaan kevytrakenneseinän muita kehityspolkuja ääneneristävyyden kannalta.

A competitive sound insulation can achieved with light weight double partition walls compared to heavy alternatives. Best insulation can be attained using flexible steel studs as wall panel support. According to conventional theory the most compress flexible stud gives best results in sound insulation. Recent test results are in conflict with the theory. Dynamic stiffness of the steel stud is used as a parameter in double partition wall sound insulation prediction method. The dynamic stiffness can be experimentally measured. This thesis presents a measurement method which derives dynamic stiffness from the natural frequency of mass-spring system of steel stud and preload mass. Impulse hammer or shaker can be used as stimulus. Ten steel studs were measured using single and double screw fastenings. Doubling the number of fastenings increased the dynamic stiffness of the system by 160 % by average. A development proposal for steel studs is presented on the grounds of measurement results and speculations. Other development paths in the acoustics of light weight double partition walls are discussed.