Sound Insulation of Wooden Double-leaf Partitions

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta | Master's thesis
Date
2009
Department
Major/Subject
Talonrakennustekniikka
Mcode
Rak-43
Degree programme
Language
en
Pages
99 + 49
Series
Abstract
Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää kolme puurakenteista väliseinäratkaisua, jotka soveltuvat käytettäväksi esimerkiksi toimistorakennuksissa ääneneristykseen työhuoneiden välillä. Väliseinillä saavutettavalle ilmaääneneristysluvulle asettiin tavoitearvot kolmessa luokassa: luokka 1 R`w ≥ 55 dB, luokka 2 R`w ≥ 45 dB, luokka 3 R`w ≥ 35 dB. Työssä selvitettiin lisäksi mittauksien avulla, miten rei`itetyt rakennuslevyt vaikuttavat kaksinkertaisen levyseinän ääneneristävyyteen. Tutkimuksen lähtökohtana oli huoneiden välillä tyypillisellä väliseinäjärjestelmällä saavutettava ilmaääneneristysluku, jonka arvoksi mitattiin R`w = 28 dB. Tavoitearvojen saavuttamiseksi tuli mittaustulosten perusteella parantaa väliseinien ääneneristävyyttä ja rakenteiden kokonaistiiviyttä sekä vähentää äänen kulkeutumista ympäröivien rakenteiden kautta sivutiesiirtymänä. Työssä esitetään kirjallisuuslähteisiin perustuen mallit, joilla voidaan laskea kaksinkertaisen levyseinän ilmaääneneristävyys sekä arvioida sivutiesiirtymän vaikutusta ääneneristävyyteen. Mallien avulla haettiin keinoja, joilla riittävä ääneneristävyys voitaisiin saavuttaa uusilla rakenneratkaisuilla eri tavoiteluokissa. Kehitetyt väliseinärakenteet mitattiin testihuoneessa, ja mittauksissa saatiin seuraavat tulokset: luokka 1 R`w = 50 dB, luokka 2 R`w = 47 dB, luokka 3 R`w = 43 dB. Laskentamalleilla saatiin tavoiteluokissa 1-3 vastaavat ilmaääneneristyluvut 48 dB, 47 dB ja 40 dB. Todennäköisin syy siihen, että korkeinta tavoitearvoa ei saavutettu testihuoneessa oli ääneneristystä heikentävä sivutiesiirtymä huoneen sivuseinän jatkuvan levyrakenteen kautta. Mallinnustuloksien perusteella tavoitearvo olisi mahdollista saavuttaa vähentämällä sivutiesiirtymää sivuseinäliitoksen kautta. Reikälevyjä sisältävän seinän mittaustulokset osoittivat, että luokkaa R`w ≥ 35 dB oleva ääneneristystaso voidaan saavuttaa, vaikka yli puolet huoneita erottavan kaksinkertaisen levyseinän toisesta seinäpuoliskosta koostuisi rei`itetyistä rakennuslevyistä. Laskentamallit olivat hyödyllinen työkalu tuotekehityksessä ja niillä saatiin mittaustuloksiin verrattuna hyviä arvioita seinärakenteiden ääneneristävyydestä. Saatujen tulosten valossa sivutiesiirtymä väliseiniä ympäröivien rakenteiden kautta tulisi ottaa huomioon varsinkin korkeaa ääneneristystasoa tavoiteltaessa. Jatkotutkimuksessa tulisi selvittää keinoja vähentää äänen kulkeutumista kytketyn kaksinkertaisen levyseinän puurungon kautta. Rei'itettyjen levyjen vaikutusta väliseinien ääneneristävyyteen tulisi tutkia nykyistä laajemmin.

The main goal of the study was to develop three solutions of wooden partitions that could be used in, for example, office buildings for providing sound insulation between work rooms. Three classes of target values were set for the apparent sound reduction index that should be achieved with the new partitions: class 1 R`w ≥ 55 dB, class 2 R`w ≥ 45 dB, class 3 R`w ≥ 35 dB. Additionally, the effect of perforated panels on the sound reduction index of a double-leaf partition was investigated with measurements. As a starting point, the apparent sound reduction index was measured between rooms separated by a typical partition system. The measurement result was R`w = 28 dB. The results indicated that achieving the target values would require improving the sound reduction indexes of the partitions and sealing of joints as well as diminishing sound transmission via flanking structures. Two literature-based prediction models are presented in the study: one for calculating the sound reduction index of a double-leaf partition and one for estimating the effect of flanking transmission on sound insulation. The models were used for evaluating the means to achieve the target values with the new partition structures. The new partitions were measured in a test room, yielding the following values of the apparent weighted sound reduction index: class 1 R`w = 50 dB, class 2 R`w = 47 dB, class 3 R`w = 43 dB. The corresponding modelling results in classes 1 3 were 48 dB, 47 dB and 40 dB, respectively. The highest target value could not be achieved most likely because of flanking transmission via a continuous plate structure of the test room side wall. Modelling results indicated that it would be possible to achieve the target value by diminishing flanking transmission via the side wall junction. The measurement results of perforated panels suggested that a sound insulation level of R`w ≥ 35 dB can be achieved with a double‐leaf partition, even if over half of one of the partition surfaces consisted of perforated panels. The prediction models proved as a valuable tool for product development. Compared to measurement results, the sound insulation level that could be achieved with the partitions could be modelled to good accuracy. In the light of the results, flanking transmission via tangential structures should be taken into consideration especially when a high level of sound insulation is striven for. Future research should consider how the sound reduction index of a wooden double-leaf partition could be improved by diminishing sound transmission via stiff wooden studs. The effect of perforated panels on sound insulation should be investigated more extensively.
Description
Supervisor
Viljanen, Martti
Thesis advisor
Helimäki, Heikki
Pynnönen, Janne
Keywords
ilmaääneneristys, kaksinkertainen levyseinä, puurakenne, sivutiesiirtymä, rei'itetty levy, toimisto, melu, airborne sound insulation, double-leaf partition, wood, flanking transmission, perforated panel, office, noise
Other note
Citation