Pientalon ääniasioista

 
  • Kirjoittaja(t): Kalle Lehtonen, Promethor Oy

Tässä artikkelissa käsitellään pientalon rakentamisessa huomioon otettavia akustiikka-asioita. Vilkasliikenteisen tien tai lentokentän läheisyydessä asuva joutunee miettimään mm. rakennuksen julkisivun ääneneristävyyttä jo suunnitteluvaiheessa. Muut äänelliset yksityiskohdat tulevat yleensä ajankohtaisiksi vasta kun taloon on jo muutettu ja asuttaessa huomataan moninaisia talon tai ympäristön ääniä. Erilaiset ilmiöt tai laitteet eivät pidä ääntä suunnittelupöydällä tai piirustuspaperilla, joten asioiden tarkastelu suunnitteluvaiheessa on usein paikallaan. Meluntorjunta on usein helppoa eikä yleensä lisää rakentamiskustannuksia, kun se otetaan huomioon jo suunnitteluvaiheessa. Samoin huoneakustiikan suunnittelu esimerkiksi musiikinkuuntelu- tai kotiteatterikäyttöön tarkoitettuihin tiloihin on helpompaa, kun tiloja ei ole vielä rakennettu. Artikkelissa tuodaan esille asioita, joihin törmätään suunnittelu-, rakentamis- ja asumisvaiheessa. Akustiikan peruskäsitteistöä ja teoriaa ei juuri tarkastella.

Pihamaalla vallitseva äänitaso

 Valtioneuvoston antamassa päätöksessä asuintalon pihamaalla vallitsevista ohjearvoista todetaan, että pihalla ei saisi koko päivän aikana aamuseitsemän ja iltakymmenen välillä A-painotettu keskiäänitaso nousta yli 55 desibelin. A-painotus tarkoittaa mittaustapaa, jolla äänestä huomioidaan kuulon kannalta tärkeät äänitaajuudet. Koska mitataan koko päivän aikaista keskiäänitasoa, voi äänitaso nousta hetkellisesti, esimerkiksi ruuhkahuippujen aikana, suureksi ja silti suurin osa päivästä on hiljaista aikaa. Pää- ja kokoomaväylien varsilla äänitasot ovat niin suuria, että pihamaalla vallitsevaa äänitasoa joudutaan rajoittamaan. Autokatokset, varastot ja vastaavat suunnitellaan usein talojen eteen luonnollisiksi meluesteiksi. Jos näiden tuottama vaimennus ei riitä, joudutaan rakentamaan meluaitoja ja -kaiteita. Yleensä kaavoituksen keinoin huolehditaan, ettei asuintalojen pihamaalla äänitaso nouse sallittujen ohjearvojen yläpuolelle. Meluisille alueille ei esimerkiksi myönnetä rakennuslupia tai ne varataan muuhun käyttöön tai kaavaan on merkitty meluesteiden sijainnit.

Julkisivun ääneneristävyys

 Pientalon julkisivun tulee kestää monia asioita. Se on sään armoilla sekä sen tulee pitää lämmin sisällä ja kylmä ulkona kutsumattomista vieraista puhumattakaan. Ulkokuoren pitää myös vaimentaa mm. liikenteen tuottama melu siten, ettei se haittaa asumista. Esimerkiksi vilkasliikenteisessä paikassa asuinrakennus suojaa pihamaata liikenteen ääneltä. Tällöin rakennuksen liikenneväylän puoleinen ulkokuori joutuu suuremman melualtistuksen alaiseksi kuin normaalisti, jolloin se suunnitellaan vaimentamaan liikenteen tuottama ääni sisätiloihin. Julkisivun äänenvaimennusvaatimus on merkitty kaavaan sanoilla "ääneneristävyys liikennemelua vastaan". Kaavamerkintä tarkoittaa ulkona vallitsevan A-painotetun äänenpainetason ja sallitun sisämelutason erotusta.

Kaavoittajan kannalta ääneneristävyysvaatimuksen asettaminen on suoraviivaista: tiedetään esimerkiksi tieliikenteen aiheuttama äänitaso ulkona ja vähennetään siitä viranomaisohjeessa annettu suurin sallittu sisämelutaso. Kun aletaan suunnitella talon ulkoseinää ja valita esimerkiksi sopivia ikkunoita tämän annetun kaavamääräyksen perusteella, muuttuu asia mutkikkaammaksi. Esimerkki valaissee asiaa: Ulkona pihamaalla vallitseva liikennemelun tuottama koko päivän keskiäänitaso on 68 desibeliä. Sisällä sallitaan koko päivän keskiäänitasoksi 35 desibeliä. Näin saadaan äänitasoerotukseksi 33 desibeliä. Tässä vaiheessa suunnittelupöydällä tapahtuu usein sekaannus: äänitasoerotus tulkitaan samaksi asiaksi kuin ulkokuoren ääneneristyskyky, vaikka se ei ole sitä. Huoneen pinnat; seinät, katto ja lattia, heijastavat ulkoseinän läpi sisään kuuluvaa ääntä ja voimistavat tätä useita desibelejä. Tästä syystä talon ulkoseinän ilmaääneneristysluku mitoitetaan suuremmaksi kuin kaavamääräyksen lukuarvo. Erityisesti lentomelualueilla ja vilkkaan tieliikenteen läheisyydessä myös ulkoseinän rakenteen, ei vain ikkunoiden, tulee vaimentaa ääntä riittävästi. Tavanomaiset kevyet ulkoseinärakenteet eivät välttämättä vaimenna matalia liikenteen ääniä riittävästi, vaan joudutaan käyttämään lisälevykerroksia ääneneristävyyden parantamiseksi. Rakenteet tulee muutoinkin mitoittaa oikein niiden ääneneristävyyskykyjen ja pinta-alojen mukaan. Esimerkiksi suuri ikkuna päästää läpi enemmän ääntä kuin pieni ikkuna ja vastaavasti pieni huone vahvistaa enemmän siihen kuuluvaa ääntä kuin suuri huone ja niin edelleen.

Yksi mitoitusohje on esitetty Ympäristöministeriön vastikään julkaisemassa ympäristöoppaassa 108, jossa on selostettu julkisivun ääneneristävyyden mitoitus seikkaperäisesti. Ohje on ladattavissa Ympäristöministeriön verkkosivuilta http://www.ymparisto.fi/.

Talon sisäinen ääneneristävyys

Pientalon kerrosten ja huoneiden välistä ääneneristävyyttä harvoin mietitään. Paritalossa otetaan naapuri huomioon jo rakentamisvaiheessa; kahden asuinhuoneiston välille on säädetty Rakentamismääräyskokoelmassa C1/1998 minimivaatimukset, joiden tulee täyttyä. Oman asunnon sisällä voidaan myös suunnitella rakenteet siten, että elämisen synnyttämästä äänestä on mahdollisimman vähän haittaa.

Pientalon ääneneristävyyden parantamisessa käsitellään kahta asiaa: ilmaääneneristävyyttä ja askelääneneristävyyttä. Ilmaääni on ilman välityksellä etenevää ääntä. Hyvällä ilmaääneneristävyydellä vaimennetaan esimerkiksi puhumista ja huutamista sekä television ja äänentoistolaitteiston ääniä. Askelääni tarkoittaa kävelystä ja esimerkiksi huonekalujen siirtelystä syntyvää runkoääntä, joka ei välttämättä kuulu voimakkaana äänen syntypaikalla, mutta voi edetä rakennuksen runkorakenteissa pitkiäkin matkoja. Askelääneneristävyydessä puhutaan syntyvästä askeläänitasosta ja sen pienentämisestä.

Huoneiden väliset seinät ovat vakiintuneen käytännön mukaan kevyitä puu- tai teräsrunkoisia kipsilevyseiniä. Tilojen välistä ilmaääneneristävyyttä parannetaan jo lisäämällä seinän sisään mineraalivillaa. Esimerkiksi tavanomaisessa väliseinässä (kipsilevy, 66 mm teräs- tai puurunko, kipsilevy) mineraalivillalevyn lisääminen runkotolppien väliin parantaa seinän ilmaääneneristyslukua 34 desibelistä noin 40 desibeliin. Käytännössä tämä tarkoittaa, että ilman villaa puhe kuuluu seinän läpi ja siitä saa selvää. Villan lisäämisen jälkeen puhe vaimentuu niin, ettei siitä välttämättä saada selvää. Jos talossa on hyvin hiljaista, saadaan puheesta selvää, vaikka seinien ääneneristävyys olisi suurikin.

Musiikki-, elokuva- tai muissa harrastushuoneissa voidaan käyttää paremmin ääntä eristäviä rakenteita. Kevytrunkoisen väliseinän ääneneristävyyttä voidaan parantaa käyttämällä raskaampia levyjä, lisäämällä levykerroksia tai käyttämällä joustavia teräsrunkoja. Parhaimpaan ääneneristävyyteen päästään tekemällä kaksirunkoinen seinä, jossa kummallakin seinäpuoliskolla on omat runkotolppansa ja ne on kiinnitetty erillisiin ala- ja yläjuoksuihin. Seinän levyjen määrä ja niiden etäisyys toisistaan määräävät saavutettavan ilmaääneneristävyyden. Esimerkiksi kahden asuinhuoneiston välisen kevyen väliseinän (2 x kipsilevy, runko 66 mm, ilmaväli 10 - 20 mm, runko 66 mm, 2 x kipsilevy, runkovälissä 2 x 50 mm mineraalivilla) ilmaääneneristysluku on 55 dB, jolloin esimerkiksi tavallinen puhe ei enää kuulu seinän läpi. Työkoneiden ääni tai kovaääninen musiikin soitto kuuluu tilasta toiseen, mutta selvästi vaimentuneena.

Huoneiden välisinä ovina käytetään usein kennorakenteisia peiliovia. Käytännössä tämän tyyppisillä ovilla saavutetaan pieni ääneneristävyys ja ovet toimivat äänellisesti lähinnä tilanjakajina. Massiivipuisilla tiivistetyillä ovilla parannetaan ääneneristävyyttä siten, ettei esimerkiksi puheääni kuulu juurikaan huoneesta toiseen. Tiivistettyjen ovien käyttö voi haitata huoneiden ilmanvaihtoa. Tällöin voidaan käyttää mm. äänenvaimennettuja säleikköjä ja venttiilejä, jolloin oven tiivistäminen ei estä ilman kulkua. Erikoistiloissa, kuten harrastushuoneissa voidaan käyttää ääneneristyskäyttöön luokiteltuja ovia. Näiden painavien ovien haittapuolena on niiden korkeahko hinta verrattuna tavallisiin välioviin.

Kaksi- ja useampikerroksisessa pientalossa kannattaa kiinnittää huomiota kahden kerroksen väliseen askelääneneristävyyteen. Askelten ja huonekalujen siirtelyn sekä mm. lasten leikkien ja pelien tuottamat runkoäänet kuuluvat etenkin kevytrakenteisen välipohjan läpi. Askeläänitasoa pienennetään mm. käyttämällä yläpuolisessa lattiassa uivaa rakennetta, jossa pintalevytys lattiapäällysteineen on asennettu 30 - 50 mm paksuisen joustavan kerroksen päälle. Tällainen uiva lattiarakenne asennetaan irti ympäröivistä seinäpinnoista jättämällä seinän ja lattian väliin noin 5 - 10 mm irrotuskaista. Tällöin lattian runkoäänet vaimenevat ennen seinä- ja välipohjarakenteisiin siirtymistään. Alapuolisen kerroksen kattolevytys asennetaan joustavin kiinnikkein, esimerkiksi ns. akustisella jousirangalla. Uivalla lattialla ja joustavasti kiinnitetyllä kattolevytyksellä vaimennetaan askelääniä jopa 10 - 15 desibeliä verrattuna tilanteeseen, jossa kevyen välipohjan kaikki komponentit kiinnitetään tiukasti toisiinsa. Massiivi- ja ontelobetonivälipohjia käytettäessä askeltöminät ovat yleensä vähäisempiä, mutta huomiota kiinnitetään pintamateriaalien sopivuuteen kopinaäänten vaimentamiseksi. Laminaatin ja parketin alla käytetään tarkoitukseen sopivaa alusmattoa ja muovimattona pehmeää askeläänen vaimentavaa mattoa.

LVIS-laitteet

Pientalossa on useita ääntä tuottavia sähkö- ja lvi-laitteita. Koneellinen ilmanvaihto on tämän päivän talossa vakiovaruste. Yhteistä erilaisille ilmanvaihtototeutuksille on, että ilmanvaihtokone aiheuttaa ääntä. Koneen tuottama runkoääni vaimennetaan asentamalla laite siten, ettei runkoääni etene talon rakenteita pitkin eri tiloihin. Sijoittamalla ilmanvaihtokone erilliseen tekniseen tilaan vaimennetaan myös koneen aiheuttama ilmaääni tehokkaasti. Pesu- tai kodinhoitohuoneen nurkassa ei tällöin enää puhise kuin uusi hiljainen pesukone.

Koneellinen ilmanvaihto tuottaa ääntä myös huoneisiin, joihin on sijoitettu kanaviston päätelaitteet. Ääntä syntyy koneesta, kanavista ja päätelaitteista. Koneen tuottama ääni vaimennetaan heti koneen jälkeen sijoitetuin tehokkaiksi mitoitetuin äänenvaimentimin. Jos vaimennin on liian lyhyt, ei se vaimenna ääntä riittävän paljon, ja jos sen vaimennusmateriaali on liian ohutta, ei se vaimenna koneen tuottamaa matalaäänistä huminaa, vaan humina kuuluu huoneisiin saakka. Kanavien mutkissa ja kavennuksissa syntyy varsinkin suurilla virtausnopeuksilla ääntä. Virtausäänet vaimennetaan ensisijaisesti mitoittamalla järjestelmän kapasiteetti riittäväksi, jotta virtausnopeus pysyy pienenä. Tarvittaessa voidaan käyttää lisävaimentimia, mutta parhaimpaan lopputulokseen päästään, kun ei käytetä laitteistoa suorituskykynsä äärirajoilla. Huoneiden tulo- ja poistoilmaventtiilit sekä vaimentavat kanavasta tulevaa ääntä että synnyttävät ilmavirtauksen nopeudesta johtuvaa virtausääntä. Oikein suunnitellussa järjestelmässä ilman virtausnopeus on niin pieni, ettei se synnytä venttiileissä kohinoita tai vihellyksiä.

Ilmalämpöpumppujen ja ilmastoinnin ulkolauhduttimien valinta ja sijoitus tehdään sen mukaan, ettei niiden tuottama A-äänitaso ylitä 45 desibeliä naapurin pihamaalla, ikkunan tasalla tai muussa vastaavassa melulle häiriytyvässä paikassa. Usein hiljaisessa ympäristössä lauhduttimen puhaltimen hurina kuuluu naapuriin saakka, vaikka määräysarvoja ei ylitettäisikään. Lauhduttimen tuottamaa ääntä vaimennetaan tehokkaimmin sijoittamalla se kauas häiriintyvistä kohteista. Tarvittaessa lauhduttimen eteen ja sivuille voidaan rakentaa vaimentavia seinäkkeitä. Tällöin huomioidaan valmistajan antamat ohjeet lauhduttimien ympärille jätettävistä minimietäisyyksistä.

Huoneakustiikka

Äänen käyttäytymistä huonetilassa kuvaa usein huoneen jälkikaiunta-aika. Jälkikaiunta-aika on aika, jonka aikana ääni vaimenee 60 dB äänilähteen vaimennuttua. Ilmiötä voi tarkastella kaikuisassa tilassa, kuten esimerkiksi kirkossa, jossa äänen vaimenemiseen kuluvan ajan voi laskea vaikka sekuntikellolla. Huoneen jälkikaiunta-aika on olohuoneessa yleensä sopiva, noin 0,4 - 0,5 sekuntia. Tavanomaisesti sisustettua olohuonetta ei yleensä koeta kaikuvaksi; kivi- ja puupintaiset materiaalit sekä runsas lasin käyttö voivat sen sijaan aiheuttaa huoneen jälkikaiunta-ajan pitenemisen ja huone tuntuu hälyisältä. Ääni ei vaimene, vaan kuuntelijalle saapuu lähes samanaikaisesti useita heijastuksia eri pinnoista.

Pientaloissa, joissa erityisesti olohuoneen huonekorkeutta on nostettu joko harjakaton muotoa seuraamalla tai rakentamalla huone siten, että se on auki toiseen kerrokseen saakka, voi esiintyä kaiuntaa. Kun huoneen tilavuus kasvaa, ei tavanomaisten sisustusmateriaalien ja huonekalujen tuoma absorptio riitä vaimentamaan ääntä (ääni ehtii kulkemaan pitkiä matkoja törmäämättä huoneen pintoihin) ja huone kuulostaa kaikuvalta. Usein sivuvaikutuksena havaitaan äänen kuuluvan ylä- ja alakerran välillä erityisen hyvin, koska äänen kulkureitillä ei ole vaimentavia pintoja. Huone saadaan kuulostamaan rauhallisemmalta ja jälkikaiunta-aikaa pienennettyä käyttämällä ääntä hyvin absorboivia pintamateriaaleja. Esimerkiksi sisäkattorakenteisiin ja seinäpintoihin voidaan jälkikäteen kiinnittää absorptiomateriaalia. Suunnitteluvaiheessa voidaan koko alakatto ja osa seinäpinnoista mitoittaa ääntä absorboivaksi, jolloin kaiunta poistuu. Lopputuloksena on rauhallinen ja hiljainen asuinympäristö. Käytännössä sopiva akustointi voidaan toteuttaa mm. mineraalivilla- tai reikälevypinnoittein tai ruiskutettavin ääntä absorboivin pinnoittein.

Erilaisissa harrastustiloissa on erilaisia vaatimuksia huoneen akustiikalle. Tilassa, jossa soitetaan musiikkia, tulee huone vaimentaa hallitusti. Sähköisesti vahvistettua musiikkia voidaan soittaa vaimennetuissa tiloissa, mutta vahvistamaton soitto ja laulu pääsevät oikeuksiinsa vasta hieman kaikuisassa tilassa. Musiikinkuuntelu- ja elokuvahuoneessa tavoitteena on kaiuttimesta tulevan äänen säilyttäminen muuttumattomana ja huoneen haitallisten heijastusten vähentäminen.

Kuunteluhuoneessa

  1. vaimennetaan muut kuin kaiuttimista kuuntelijalle tulevat suorat äänet niin pienelle tasolle, etteivät ne väritä kuunneltavaa ääntä
  2. sijoitetaan kaiuttimet ja valitaan oikeat rakenteet siten, että matalilla äänillä kaiuttimen ja huoneen yhteensopivuus on mahdollisimman suuri, ts. mikään taajuus ei korostu tai vaimene liikaa ja
  3. vaimennetaan ja hajotetaan äänen jälkiheijastukset siten, ettei huone tunnu liian kaikuvalta. Luonnollinen tilavaikutelma säilytetään, ts. huone ei saa olla liian vaimennettu.

Suoran ja heijastuvan äänen, jotka ovat eri vaiheessa, kohdatessa syntyy interferenssi, jonka seurauksena osa äänestä vahvistuu ja osa vaimentuu. Puhutaan ns. kampasuotimesta (comb filter). kampasuodinvaikutusta pienennetään vaimentamalla ja hajottamalla heijastuvia ääniä. Erityisesti perinteinen kotelokaiutin säteilee suurimman osan äänestä kuulijaa kohti. Matalat äänet etenevät joka suuntaan, kun taas taajuuden kasvaessa säteilykuvio usein kapenee. Kaiuttimesta lähtenyttä eri pinnoista heijastuvaa ääntä voidaan vaimentaa käyttämällä ääntä absorboivaa ja hajottavaa materiaalia katto-, seinä-, ja lattiapinnoilla.

Usein on edullista käyttää

  1. kaiuttimen takana matalia ja keskikorkeita ääniä vaimentavaa materiaalia
  2. seinillä ja katossa äänen todennäköisimmässä heijastuskohdassa (ns. peiliheijastus) koko äänialueella absorboivaa materiaalia
  3. lattialla kuuntelupaikan ja kaiuttimien välissä raskasta mahdollisimman paksua mattoa
  4. huoneen takaosan seinillä ääntä hajottavia rakenteita, kuten diffuusoreja tai kirja- ja levyhyllyjä. Vaimentavia ja ääntä hajottavia rakenteita voidaan yhdistää.

Huoneen muodosta ja koosta riippuen jotkin äänet korostuvat ja jotkut vaimenevat huoneen pinnoista heijastuvien ns. seisovien aaltojen vaikutuksesta. Seisova aalto syntyy, kun kohtaavat ääniaallot vahvistavat ja vaimentavat toisiaan aina samoissa kohdissa huonetta, ts. ääni on resonanssissa näillä taajuuksilla.

Matalilla äänillä seisovat aallot ovat niin erillään toisistaan, että ne erottuvat mm. musiikissa bassoalueen korostumina ja vaimentumina. Seisovien aaltojen vaikutusta voidaan vähentää sijoittamalla kaiuttimet ja kuuntelupaikka siten, että toisto olisi mahdollisimman tasainen. Tämä ei aina riitä ja ei välttämättä ole edes mahdollista. Tällöin korostumista päästään eroon käyttämällä oikein suunniteltuja vaimennusmateriaaleja, pääasiassa resonaattoreita. Käytännöllisimpiä matalien äänien vaimentajia ovat levyresonaattorit.

Katon ja lattian välisiä seisovia aaltoja voidaan vaimentaa jonkin verran käyttämällä matalia ääniä absorboivaa alakattoa, esimerkiksi vähintään 200 mm asennuskorkeudella toteutettua mineraalivilla- tai reikälevyalakattoa.

Lisätietoa:
Ympäristöministeriö, http://www.ymparisto.fi/
Kuntien rakennusvalvontatoimistot
Akustiikkatoimistot

 

 

Uutiskirje

Tilaa kerran kuukaudessa ilmestyvä Rakenna Oikein, Korjaa Oikein uutiskirje

Tilaa tästä