No description available.

QC 20110617

The thesis consists of general characteristics, list of notations, introduction, four main chapters, general conclusions, 56 pictures, 2 tables and list of references. The total scope of the dissertation is 106 pages.

The dissertation analyses the sound-insulating qualities of building materials and structures. The aim of the dissertation is to investigate and indentify, under natural conditions and in a noise suppression chamber, the structures which, as internal and external components of buildings, would ensure the protection of inte-rior rooms against noise and to model on this basis the sound reduction indices of structures. The work deals with several main tasks: investigations of the acoustic quali-ties of building materials and structures in a noise suppression chamber and under natural conditions; comparison of results obtained from measurements, and the evaluation of the sound reduction indices of perspective structures through model-ling. The introductory chapter introduces the problem addressed and topicality of the work, describes the object of research, formulates aim and tasks of the work, describes research methodology, scientific novelty of the work, points out practi-cal value of the work’s results and specifies defended propositions. The introduc-tion ends with a list of articles on the dissertation topic published by the author and the structure of the dissertation. The first chapter analyses literature relating with the dissertation topic. Con-clusions are formulated at the end of the chapter. The beginning of each chapter presents research methodologies. The second chapter differentiates investigations which were carried out in a noise suppression chamber and... [to full text] / Disertacijoje nagrinėjamos statybinių medžiagų ir konstrukcijų garso izoliaci-nės savybės. Disertacijos tikslas – natūrinėmis sąlygomis ir triukšmo slopinimo kameroje ištirti ir nustatyti konstrukcijas, kurios, kaip pastatų vidinės ir išorinės sudėtinės dalys, užtikrintų vidaus patalpų apsaugą nuo triukšmo, ir tuo pagrindu sumodeliuoti konstrukcijų garso izoliavimo rodiklius. Šiame darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: statybinių medžiagų ir konstrukcijų akustinių savybių tyrimai triukšmo slopinimo kameroje ir natūrinė-mis sąlygomis, matavimų rezultatų palyginimas, perspektyvių konstrukcijų garso izoliavimo rodiklių įvertinimas modeliavimo būdu. Disertaciją sudaro įvadas, aštuoni skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašas. Įvadiniame skyriuje pristatoma tiriamoji problema, darbo aktualumas, apibū-dinamas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, nusakomas darbo mokslinis naujumas ir darbo rezultatų praktinė reikšmė, išvardijami ginamieji teiginiai. Įvadas baigiamas disertacijos tema auto-riaus paskelbtų publikacijų ir pranešimų konferencijose pristatymu bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje analizuojama su disertacijos tema susijusi literatūra. Sky-riaus pabaigoje formuluojamos išvados. Tyrimų metodikos pateiktos kiekvieno skyriaus pradžioje. Antrajame skyriuje išdiferencijuojami triukšmo slopinimo kameroje vykdyti tyrimai ir analizuojami jų... [toliau žr. visą tekstą]

En av modern tids största miljöproblem anses vara buller. Bland annat kan nedsatt fysisk hälsaoch mental stress förekomma för människor som utsätts för bullerexponering. Ökande önskan om god akustisk miljö är idag i konflikt med att pågående urbanisering gör att vi utsätts för ökad bullerexponering i våra bostadsmiljöer. Urbaniseringen har lett till framställningen av en förordning som är fördelaktig för mer expansivt bostadsbyggande i bullerutsatta miljöer.Förordningen möjliggör byggnation vid högre trafikbullernivåer än tidigare tillåtet. Med avseende på tidigare kravnivåer har fasadväggar generellt ansetts ha mer än tillräcklig ljudisoleringsförmåga att klara trafikbullernivåerna. Till följd av nu gällande förordning är det nu inte lika entydigt att fasader med lättbyggnadsteknik har tillräckligt god ljudreduktionsförmåga. Av dessa anledningar är det aktuellt att studera hur bra fasader av lättbyggnadsteknik klarar att reducera bullret för att erfordra en kravställning på ekvivalentljudtrycksnivå inomhus som motsvarar ljudklass C eller B.Studien syftar till att undersöka om lättbyggnadsteknik är lämpligt i bullerutsatta områden som tillåts av dagens bullerkravställning. Målet är att erhålla en konstruktion i lättbyggnadsteknik som lämpas att byggas i denna höga bullerexponering. Frågeställningar ämnar att reda ut hur resultaten på väggarnas ljudisoleringsförmåga förhåller sig mellan de olika empiriska insamlingarna och dessutom hur de presterar gentemot dagens kravställningar.I rapporten genomförs akustiska fältmätningar av reduktionstalet (ljudisoleringen) enligt svenskstandard på tre fasadväggar av lättbyggnadsteknik. Fasadväggskonstruktionerna modelleras även i programvaran Insul 8 för att genom detta erhålla väggarnas beräknade reduktionstal. På en av fasadväggarna undersöks även det modellerade reduktionstalets variation följandemodifieringar av väggkonstruktionens uppbyggnad. Väggarna jämförs även med riktvärden förtre referensväggar redovisade i litteratur.Genom det teoretiska underlaget har resultaten från mätningarna, modelleringarna och litteratur-riktvärden utvärderats i förhållande till om de uppnår kravnivåer på ekvivalent ljudtryck inomhus. Resultaten för rådande fallundersökningar visar att alla undersökta väggar har erforderlig ljudreduktionsförmåga för att uppnå samhällets minimikrav (ljudklass C) då ljudreduktionen dimensioneras med väggen som dimensionerande fasadelement. Med avseende på fönster som dimensionerande fasadelement klarar två av sex väggar ej att uppnå inomhusnivåer för ljudklass C. Då kravnivåerna avser att upprätta en ännu bättre ljudmiljö (ljudklass B) än minimikraven så erhåller fyra av sex väggar denna erforderliga ljudisolering med vägg som dimensionerande element. För att uppnå ljudklass B då fönstrets ljudreduktion är dimensionerande så har en fältmätning, en referensvägg och två väggmodelleringar (utan modifieringar) erforderlig ljudisolering.Slutsatserna påvisar att ljudisoleringen är generellt sett erforderlig för väggarna i lättbyggnadsteknik, även i bullerutsatta områden som tillåts av dagens kravställning. Att kunnauppnå en god ljudmiljö (ljudklass B) avseende ekvivalent ljudtryck inomhus är däremot ej självklart då väggar i lättbyggnadsteknik byggs på bullerexponerad plats. Möjligheten att förbättra reduktionstalet är möjligt och tillämpbart genom att öka massan eller minska styvheten på väggen om reduktionstal är undermåliga. / This thesis evaluates whether walls with light-frame construction are suitable to build in areas with high sound pressure levels, allowed by Sweden’s law regarding loud traffic noise nearbuildings. Previous consensus has been that exterior walls have sufficient sound insulation,regarding sound pressure levels by the residence-façade generated from traffic noise, to achieverequired indoor sound pressure levels. Due to the ongoing urbanization in Sweden, a law haspassed that increased the allowed levels of equivalent sound pressure by a residence-façade. Therefore, it has become relevant to examine if light-frame construction façades really do have sufficient sound insulation.In the study, field measurements are made on three façade walls to determine their noise reduction properties. The values from the measurements are compared to the sound insulation capacity of software-built wall-models with the same wall constructions as the field measured walls. Both the measured and the modelled walls sound insulation is also compared parallel to insulation values for light-frame construction walls found in literature. The values of the walls sound insultation are also evaluated regarding high but occurring sound pressure levels by facades and demanded levels of sound pressure indoors. Modifications are made to the construction of one modelled wall to quantify the improvement in sound insulation of the walls derived from the investigated construction-modifications.The results conclude that the examined light-frame construction walls are indeed sufficient in the aspect of sound insulation to merely satisfy the laws. The walls sound insulation is not as unambiguously sufficient when establishing what is considered a good indoor acoustic environment, instead of only achieving minimum levels required by law.

Structure borne sound can travel multiple paths from one office to another and choosing to sound insulate a specific building element can be difficult since all the building elements are connected together and form a coupled system. The current approach by engineers when investigating transmission paths between spaces in a building is using a computer model and assuming that the junctions are firmly clamped or free. Standardized measuring methods includes a large amount of measuring points on each side of a junction and excitation over large areas. This study intends to investigate if it is possible to gain valuable information with a small amount of measuring points in a field measurement by comparing the data with an analytical model and a finite element model. The field measurement consisted of excitation from an impulse hammer from two excitation points and three accelerometers placed on each side of the junctions and on both sides of the separating wall. The measurement took place in a office building, with no information about the structure other than length, width and thickness of the elements.The reduction over the junctions varied with frequency and no general conclusion could be made about the transmission paths. The results showed high vibration reduction over the junction in low frequencies which then decreased in higher frequencies. Measurement results in low frequencies coincided with the analytical model, that vibration reduction is high over a junction for lighter separating walls in low frequencies and decrease quickly as frequency increases. Different results over each junction was obtained depending on excitation point, which indicates that there is flanking transmission along with the fact that it is a complex coupled system. / Strukturburet ljud kan färdas flera olika vägar från ett kontor till ett annat och att ljudisolera en specifik vägg kan vara svårt då alla byggnadselement är ihopkopplade och skapar ett kopplat system. Den nuvarande metoden ingenjörer använder för att undersöka transmissionsvägar mellan rum är att skapa modeller i datorprogram där antaganden att byggnadselementen är fast inspända eller fritt upplagda är gjorda. Standardiserade mätmetoder använder sig av en stor mängd mätpunkter på båda sidor om knutpunkterna och excitationer över stora ytor. Den här studien avser att undersöka möjligheten att erhålla värdefull information med ett fåtal mätpunkter i en fältmätning genom att jämföra den samlade mätdatan med en analytisk modell och en FEM modell. Fältmätningen består av excitation med en impulshammare i två excitationspunkter och tre accelerometrar på vardera sida om knutpunkterna och båda sidor om skiljeväggen. Mätningen utfördes i en kontorsbyggnad, utan någon information om strukturen förutom längd, bredd och tjocklek på byggnadselementen.Reduktionen över knutpunkterna varierade i frekvens och inga generella slutsatser kunde göras angående transmissionsvägar. Resultaten visade hög reduktion i vibrationsskillnad över knutpunkterna i låga frekvenser vilket minskade med ökad frekvens. Mätningsresultaten stämde överens med den analytiska modellen i låga frekvenser, med avseende på att reduktionen över knutpunkter med lätt skiljevägg är hög i låga frekvenser och avtar med ökad frekvens. Resultaten över knutpunkterna var beroende på val av excitationspunkt vilket indikerar att mätresultaten innehåller flankerande transmissioner och att det är ett komplext kopplat system.

Population growth and urbanization are projected by the United Nations to add 2,5 billionpeople to the world’s urban population by 2050. We need to construct buildings in anunprecedented scale to meet global housing demand. Sustainable development is critical.Compared to traditional heavy constructions, lightweight wooden constructions are moreenvironmentally friendly and will play a key role in meeting future demands. However, thereare two major problems with lightweight constructions that need to be addressed: 1) Limitedlow frequency sound insulation and 2) Variations in sound insulation.Annoyance from walking sound tend to be higher in lightweight than in heavy constructionseven with the same measured sound insulation. The Swedish research program AkuLiteindicated that the correlation between measured sound insulation and annoyance wassignificantly improved by extending current evaluation methods from 50 Hz down to 20 Hz.Secondly, large variations in sound insulation between nominally identical lightweightconstructions are common, which leads to larger safety margins. By identifying and quantifyingunderlying causes, production costs can be minimized and the performance can be improved.The aim of the thesis is to develop a new evaluation method for impact sound insulation thatbetter correspond to rated annoyance, and to identify and control underlying causes forvariations in sound insulation. The thesis contains six papers.In Paper I and II, sound insulation measurements were carried out in a large number ofnominally identical rooms of two different industrially prefabricated lightweight woodenconstructions. The purpose was to assess and quantify the variations in impact and airbornesound insulation. In Paper I, 30 nominally identical apartments of a volume based system wasevaluated. The apartments on the highest floor achieved significantly better sound insulationdue to the extra weight on lower floors affecting the elastic connections between stories. InPaper II, 18 rooms of a cross-laminated timber system of plate elements were evaluated.Additionally, several potential parameters related to measurement uncertainty wereinvestigated.Paper III deals with measurement uncertainty. An empirical study of reverberation timemeasurements showed that current methods need to be improved, if sound insulationrequirements are to be extended to 20 Hz.Paper IV and V verified that the frequency range 20-50 Hz is important for walking soundannoyance, and that alternative frequency adaptation terms can improve the correlation betweenmeasured impact sound insulation and annoyance ratings. In Paper IV, the methodology was toperform extensive field measurements in apartment buildings of various construction types andto perform questionnaire surveys among the residents. In Paper V, the methodology was toevaluate annoyance based on binaural recordings of walking sound in a two-part listening test.In Paper VI, 70 measurements in a lightweight wooden system were evaluated to quantify thetotal variations in impact and airborne sound insulation from 20 and 50 Hz, respectively. It wasconcluded that the proposed metrics of impact sound insulation were primarily determined bythe impact sound level 20-40 Hz and that the measurement methods must be evaluatedthoroughly to avoid excessive safety margins. A new evaluation method for impact sound insulation from 25 Hz, that correspond to the ratedannoyance for both heavy and lightweight constructions is proposed. By using the proposedmethod and attending the specific causes for variations, the lightweight industry will be able todevelop improved multi-story dwellings with higher perceived acoustic quality. / <p>Forskningsfinansiärer:</p><p>Sven Tyréns Stiftelse</p><p>Formas</p>

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2019-03-01T12:48:35Z No. of bitstreams: 1 Rafael Ferreira Heissler_.pdf: 5310998 bytes, checksum: 8847fea2dddf83be1123bea3df10448c (MD5) / Made available in DSpace on 2019-03-01T12:48:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Ferreira Heissler_.pdf: 5310998 bytes, checksum: 8847fea2dddf83be1123bea3df10448c (MD5) Previous issue date: 2018-10-09 / Nenhuma / Atualmente no Brasil as construtoras necessitam projetar e construir edificações residenciais com condições mínimas de isolamento acústico, e para tal, as características acústicas do sistema construtivo devem ser bem conhecidas. Para as condições de projeto, utilizam-se dados de isolamento acústico dos sistemas ensaiados em laboratório como valores de input em simulações computacionais, e assim, estimar os resultados que poderão ser obtidos em ensaios em campo. Entretanto, os requisitos que o sistema deve atender, na atual norma brasileira, são fundamentados somente em ensaios experimentais em laboratório ou em campo, particularmente, não contemplando o uso de métodos de predição acústica para se estimar o desempenho em etapas de projeto. Isso acarreta em uma necessidade de amostragem total da edificação, uma vez que requisitos são estipulados de acordo com a situação de uso das unidades. Deste modo, este trabalho busca apresentar resultados da diferença padronizada de nível ponderado e nível de pressão sonora de impacto-padrão ponderado de diferentes sistemas construtivos ensaiados em uma mesma edificação, com foco na análise comparativa das diferentes áreas e geometrias e na estimativa obtida de softwares de predição acústica. Os ensaios foram realizados em edifícios residenciais situados na região de Porto Alegre, de acordo com as normas técnicas ISO 16283-1 e ISO 16283-2, e estimados com o uso de software SONarchitect. Uma análise da incerteza de medição a partir de uma série histórica de dados foi realizada para se verificar se há influência da geometria na incerteza expandida. Para a condição de ruído aéreo, verificou-se que parte dos ensaios apresentaram resultados simulados com valor menor que os encontrados através de ensaio, e a incerteza de medição tende a um valor maior conforme o aumento do volume do cômodo ensaiado. Já para os ensaios de transmissão ao ruído de impacto, os valores estimados ficaram muito próximos dos resultados de ensaio, entretanto, não foi possível relacionar a incerteza de medição com o volume do cômodo ensaiado. / Currently in Brazil, building companies need to design and construct residential buildings with a minimum of acoustic insulation conditions, and to this end, the acoustic characteristics of the constructive system must be well known. For the design situation, sound insulation data of the systems tested in the laboratory are used as input values in computational simulations, and thus, to estimate the results that can be obtained in field tests. However, the requirements only contemplate the minimum results that the system must have when performed in the laboratory and verified in the field situation, not allowing the use of acoustic prediction methods to estimate the performance in design stages. This entails a need for total sampling of the building since requirements are established according to the kind of the units. Thus, this study aims to present results of the weighted standardized sound level difference and weighted standardized impact sound pressure level of different building systems tested in the same building, with a focus on comparative analysis of different areas and geometry and obtained from estimation of acoustic prediction software. The tests were carried out in residential buildings located in the region of Porto Alegre, according to the technical standards ISO 16283-1 and ISO 16283-2, and estimated with the use of software SONarchitect. An analysis of the uncertainty of measurement from a historical data series was carried out to verify if there is influence of the geometry in the expanded uncertainty. For the airborne condition, it was found that part of the tests presented shown results with a lower value than those found by means of the test, and the measurement uncertainty tends to be higher as the volume of the room tested increases. However, for the impact noise transmission tests, the estimated values were very close to the test results, however, it was not possible to relate the measurement uncertainty to the volume of the room tested.

En god akustisk inomhusmiljö är idag en nödvändighet för att motverka negativ påverkan på människors hälsa. Framför allt belyser tidigare studier problematik kring störd eller uteslutensömn till följd av buller och övriga miljöförsämrande ljud. Förutom de direkta konsekvenserna av utesluten eller störd sömn som trötthet och minskad koncentrationsförmåga, kan denna avsaknad av vila även leda till hjärt-kärlsjukdomar, stress och depression. Fler bostäder på begränsad yta leder till lösningar som förutsätter ett välplanerat bostadsbyggande för att tillgodose samhällets behov. Loftgångshusen blev vanligt förekommande i Sverige under 1960-talet då de hade ekonomiska fördelar och de kunde sammankoppla fler lägenheter till ett och samma hisschakt. Bostadstypen förekommer än idag och är därav aktuell vid undersökning avljudförhållanden intill boendeytor. Vanlig planlösning för dessa lägenheter är att placerasovrummet i direkt anslutning till loftgången. Då Boverket ställer krav på ljudisoleringen frånloftgång in till utrymme för vila eller sömn, är det aktuellt att undersöka hur den rådandeplanlösning bäst skall utformas för att nå upp till de krav som ställs. Studien syftar till att undersöka eventuella avvikelser för DnTw-värden vid varierande planlösning för beräknade och uppmätta värden i fältmätning. Dntw-värdet är ett mått på ljudisolering hos ett element där hänsyn tas till efterklangstiden. Vidare kommer studien att undersöka hur dessa potentiella avvikelser vid fältmätning korrelerar med de beräkningar som idag sker vid projektering. Målet är att identifiera de skillnader som finns mellan beräknade och uppmätta ljudisoleringsvärden vid projektering av fasadelementens ljudisoleringsvärde då planlösningen för mottagarrummet varierar. De planlösningar som undersöks kommer i arbetet att relateras till som ”öppen” respektive ”stängd”. Resultatet som åstadkommits grundas i utförda fältmätningar av luftljudsisolering på tre aktiva byggprojekt, modellering i programvaran Insul 9 samt teoretiskt beräknade värden förskiljeytans DnTw-värde. Samtliga mätningar och beräkningar har genomförts enligt svensk standard. Den modellering som gjorts avser skiljeytans olika element där resultatet har agerat kontroll mot de värden som tillhandahållits från aktuella bygghandlingar. Skiljekonstruktionens prestation mot de varierande planlösningarna jämförs mot varandra för att studera de skillnader som uppstår. Resultatet visade att en obetydlig skillnad uppstod för DnTw-värdet när mottagarrummets volym varierade vid fältmätning. Denna avvikelse skiljde sig från den teoretiskt beräknade skillnaden mellan öppen och stängd planlösning. Alltså, det teoretiska värdet är striktvolymberoende. Detta volymberoende kan dock inte ses vid mätning i fält. Alltså är det teoretiskt beräknade DnTw -värdet för skiljeytan högre än ytans faktiska prestation i fält. / A good acoustic indoor environment is today a necessity to prevent effects on people’s health. Current research provides clear indications of how prolonged exposure to unwanted noise can lead to various conditions such as stress, depression, and cardiovascular diseases. Studies highlight the problems related to disturbed or excluded sleep due to bothersome unwanted noise. This demand for a quiet and sound indoor environment does not align with the constant urbanization taking place in society. One prevalent type of housing is a residence with an exterior corridor connecting the apartments. The common layout for these apartments is to place the bedroom directly adjacent to the corridor. Since the National Board of Housing, Building, and Planning (Boverket) imposes requirements for sound insulation between the corridor and the bedroom, it´s of relevance to investigate the impact of the floorplan to meet these required standards. This thesis aims to investigate any deviations in DnTw values with varying apartment layouts for calculated and field-measured values. The DnTw-value refers to sound insulation in an element, based on the reverberation in the receiving room. Further investigation is made to answer whether these potential deviations in field measurements correlate with the calculations made during the engineering process. The goal is to identify the differences between calculated and measured values for sound insulation and the effect of a varying floor plan. The results showed an insignificant difference in the measured DnTw value with varying volume. However, this deviation was different from the theoretically calculated difference between open and closed apartment layouts. Thus, the DnTw value is more prominently value dependent in theory compared to the values measured in the field. This leaves a higher DnTw value for the separating surface than the actual performance in the field.

Describing planned acoustic design by single number ratings yields a weak link to the subjective event, especially when the single number ratings are interpreted by others than experienced acousticians. When developing infrastructure, tools for decision making needs to address visual and aural perception. Visual perception can be addressed using game engines and this has enabled the establishment of tools for visualizations of planned constructions in virtual reality. Audio engines accounting for sound propagation in the game engine environment are steadily developing and have recently been made available. The aim of this project is to simulate airborne sound insulation by extending the support of recently developed audio engines directed towards virtual reality applications. The case studied was airborne sound insulation between two adjacent rooms in a building, the sound transmitted to the receiving room through the building structure resulting from sound pressure exciting the structural elements in the adjacent source room into vibration. The receiving room composed modelled space in the game engine Unreal Engine and Steam Audio was the considered audio engine. Sound transmission was modelled by filtering based on calculations of transmission loss via direct and flanking paths using the model included in the standard EN 12354-1. It was verified that the filtering technique for modelling sound transmission reproduced attenuations in correspondence with the predicted transmission loss. Methodology was established to quantify the quality of the audio engine room acoustics simulations. A room acoustics simulation was evaluated by comparing the reverberation time derived from simulation with theoretical predictions and the simulated reverberation time showed fair agreement with Eyring’s formula above its frequency threshold. The quality of the simulation of airborne sound insulation was evaluated relating the sound field in simulation to insulation classification by the standardized level difference. The spectrum of the simulated standardized level difference was compared with the corresponding sound transmission calculation for a modelled scenario. The simulated data displayed noticeable deviations from the transmission calculation, caused by the audio engine room acoustics simulation. However, the simulated data exhibited cancellation of favourable and unfavourable deviations from the transmission calculation resulting in a mean difference across the spectrum below the just noticeable difference of about 1 dB. Single number ratings was compared and the simulated single number rating was within the standard deviation of how the transmission model calculates predictions for a corresponding practical scenario measured in situ. Thus, the simulated data shows potential and comparisons between simulated data, established room acoustics simulation software and in situ measurements should further be made to deduce whether the deviations entails defects in the airborne sound insulation prediction or is an error imposed by the audio engine room acoustics simulation.