eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · pdf...

13
Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys Jussi Rauhala, diplomi-insinööri Akustiikkasuunnittelija, Helimäki Akustikot [email protected] 1 Johdanto Betonielementtirakenteisen asuinkerrostalon rakennejärjestelmä on Suomessa ollut pitkään vakiintunut. Betonirakennusten rakenteita ja lii- toksia koskevat Betonielementtistandardit jul- kaistiin vuonna 1970. Niiden osana oli asuntora- kentamista varten kehitetty BES-järjestelmä, joka yhdenmukaisti kerrostaloelementtien ra- kennevahvuudet ja liitokset lähes 30 vuodeksi. Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry:n vuonna 1967 julkaisemat ääneneristysnormit olivat asettaneet asuinkerrostalohuoneistojen väliselle ääneneristävyydelle vaatimustason, joka säilyi mittausmenetelmissä tapahtuneista muutoksista huolimatta käytännössä samana aina vuosituhannen vaihteeseen saakka [1, 2, 3 ja 4]. Rakennusten ääniolosuhteita koskevan Suomen rakentamismääräyskokoelman osan C1 uudistus vuonna 1998 johti rakenteissa lä- hinnä välipohjan kantavan rakenteen massan ja rakennepaksuuden kasvamiseen vaaditun askel- ääneneristävyyden saavuttamiseksi [5 ja 6]. Massiivisten rakennusosien ääneneristysky- ky perustuu niiden massaan, toisin sanoen beto- nin suureen tiheyteen ja rakennusosien paksuu- teen. Ääni kulkee huoneistosta toiseen niitä erottavan rakenteen ja niitä sivuavien rakentei- den, kuten ulkoseinän, kautta. Äänen kulkemis- ta tilasta toiseen muuta rakenteellista reittiä kuin tiloja erottavan rakenteen kautta sanotaan ra- kenteelliseksi sivutiesiirtymäksi. Betoniele- menttirakenteisessa rakennuksessa rakenteelli- nen sivutiesiirtymä riippuu sivuavien rakennus- osien ääneneristävyydestä sekä niiden ja erotta- vien rakennusosien välisten liitosten jäykkyy- destä [7]. BES-järjestelmän mukaisesti virheet- tömästi rakennetussa asuinkerrostalossa on yleensä saavutettu asuinhuoneistojen väliseksi ilmaääneneristysluvuksi R’ w 56–58 dB [8 ja 9]. Uusissa asuinkerrostaloissa tehdään äänen- eristysmittauksia esimerkiksi osana rakennutta- jan edellyttämää laadunvalvontaa tai asukkaan tekemän valituksen perusteella. Viime vuosina näissä mittauksissa on havaittu, että Suomen ra- kentamismääräyskokoelman osassa C1 esitetyt vaatimukset asuinhuoneistojen väliselle ilma- ääneneristävyydelle eivät aina täyty [10]. Kuluneen vuosikymmenen aikana betoniele- menttirunkoisen asuinkerrostalon ulkoseinära- kenteena on Suomessakin uudisrakentamisessa yleistynyt eristerapattu ulkoseinärakenne (kuva 1, US2 ja US3). Eristerappauksella tarkoitetaan ulkoseinän lämmöneristeen ja suoraan sen pääl- le tehdyn rappauksen yhdistelmää. Rappaus voidaan tehdä joko kolmikerros- tai ohutrap- pauksena. Kolmikerrosrappaukset tehdään yleen- sä eri seossuhteisilla kalkkisementtilaasteilla ja ohutrappauksissa käytetään yleensä polymeeri- modifioituja sementtilaasteja. Lämmöneristee- nä on Suomessa käytetty yleensä mineraalivil- laa tai paisutettua polystyreeniä. Ulkoseinän si- säkuorena voi olla betonisisäkuori tai muurattu rakenne, johon lämmöneriste kiinnitetään lii- maamalla. Liimauksen lisäksi eriste voidaan kiinnittää alustaansa myös mekaanisin kiinnik- kein. Kolmikerrosrappausten yhteydessä me- kaanisia kiinnikkeitä käytetään aina [11] ja ohutrappauksissa niitä suositellaan käytettäväk- si ainakin seinän yläosassa rappauskerroksen jatkuvan murtumisen ehkäisemiseksi [12]. BES-järjestelmän mukaan rakennetun asuin- kerrostalon ääneneristävyys perustuu rakennus- osien massaan ja liitosten jäykkyyteen. Ei-kan- tavan betonisandwich-elementin massa muo- dostuu sisä- ja ulkokuoren betonikerroksista. Eristerapatussa seinässä rappauskerroksen ja eristekerroksen massa on mitätön verrattuna si- säkuoren massaan, joten eristerapatun seinän massa on suunnilleen puolet betonisandwich- elementin massasta. Näin ollen myös sen ilma- ääneneristävyys on erilainen kuin betonisand- wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli- seen ilmaääneneristävyyteen mahdollisesti vai- kuttava tekijä voi siten olla ulkoseinärakenteen vaihtuminen betonisandwich-elementistä eris- terapatuksi rakenteeksi (kuva 1). Tämän muu- toksen vaikutuksia asuinkerrostalohuoneistojen väliseen ääneneristävyyteen ja rakenteelliseen sivutiesiirtymään ei ole Suomessa aiemmin juu- ri tutkittu. Eristerapattu ulkoseinärakenne eroaa betoni- sandwich-elementistä paitsi massansa myös 395 Rakentajain kalenteri 2010 | © Rakennustietosäätiö RTS, Rakennustieto Oy ja Rakennusmestarit ja insinöörit AMK RKL ry

Upload: lekiet

Post on 11-Feb-2018

216 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

Eristerapatun betoniseinänilmaääneneristävyysJussi Rauhala, diplomi-insinööriAkustiikkasuunnittelija, Helimäki [email protected]

1 JohdantoBetonielementtirakenteisen asuinkerrostalonrakennejärjestelmä on Suomessa ollut pitkäänvakiintunut. Betonirakennusten rakenteita ja lii-toksia koskevat Betonielementtistandardit jul-kaistiin vuonna 1970. Niiden osana oli asuntora-kentamista varten kehitetty BES-järjestelmä,joka yhdenmukaisti kerrostaloelementtien ra-kennevahvuudet ja liitokset lähes 30 vuodeksi.Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry:nvuonna 1967 julkaisemat ääneneristysnormitolivat asettaneet asuinkerrostalohuoneistojenväliselle ääneneristävyydelle vaatimustason,joka säilyi mittausmenetelmissä tapahtuneistamuutoksista huolimatta käytännössä samanaaina vuosituhannen vaihteeseen saakka [1, 2, 3ja 4]. Rakennusten ääniolosuhteita koskevanSuomen rakentamismääräyskokoelman osanC1 uudistus vuonna 1998 johti rakenteissa lä-hinnä välipohjan kantavan rakenteen massan jarakennepaksuuden kasvamiseen vaaditun askel-ääneneristävyyden saavuttamiseksi [5 ja 6].

Massiivisten rakennusosien ääneneristysky-ky perustuu niiden massaan, toisin sanoen beto-nin suureen tiheyteen ja rakennusosien paksuu-teen. Ääni kulkee huoneistosta toiseen niitäerottavan rakenteen ja niitä sivuavien rakentei-den, kuten ulkoseinän, kautta. Äänen kulkemis-ta tilasta toiseen muuta rakenteellista reittiä kuintiloja erottavan rakenteen kautta sanotaan ra-kenteelliseksi sivutiesiirtymäksi. Betoniele-menttirakenteisessa rakennuksessa rakenteelli-nen sivutiesiirtymä riippuu sivuavien rakennus-osien ääneneristävyydestä sekä niiden ja erotta-vien rakennusosien välisten liitosten jäykkyy-destä [7]. BES-järjestelmän mukaisesti virheet-tömästi rakennetussa asuinkerrostalossa onyleensä saavutettu asuinhuoneistojen väliseksiilmaääneneristysluvuksi R’w 56–58 dB [8 ja 9].

Uusissa asuinkerrostaloissa tehdään äänen-eristysmittauksia esimerkiksi osana rakennutta-jan edellyttämää laadunvalvontaa tai asukkaantekemän valituksen perusteella. Viime vuosinanäissä mittauksissa on havaittu, että Suomen ra-kentamismääräyskokoelman osassa C1 esitetyt

vaatimukset asuinhuoneistojen väliselle ilma-ääneneristävyydelle eivät aina täyty [10].

Kuluneen vuosikymmenen aikana betoniele-menttirunkoisen asuinkerrostalon ulkoseinära-kenteena on Suomessakin uudisrakentamisessayleistynyt eristerapattu ulkoseinärakenne (kuva1, US2 ja US3). Eristerappauksella tarkoitetaanulkoseinän lämmöneristeen ja suoraan sen pääl-le tehdyn rappauksen yhdistelmää. Rappausvoidaan tehdä joko kolmikerros- tai ohutrap-pauksena. Kolmikerrosrappaukset tehdään yleen-sä eri seossuhteisilla kalkkisementtilaasteilla jaohutrappauksissa käytetään yleensä polymeeri-modifioituja sementtilaasteja. Lämmöneristee-nä on Suomessa käytetty yleensä mineraalivil-laa tai paisutettua polystyreeniä. Ulkoseinän si-säkuorena voi olla betonisisäkuori tai muuratturakenne, johon lämmöneriste kiinnitetään lii-maamalla. Liimauksen lisäksi eriste voidaankiinnittää alustaansa myös mekaanisin kiinnik-kein. Kolmikerrosrappausten yhteydessä me-kaanisia kiinnikkeitä käytetään aina [11] jaohutrappauksissa niitä suositellaan käytettäväk-si ainakin seinän yläosassa rappauskerroksenjatkuvan murtumisen ehkäisemiseksi [12].

BES-järjestelmän mukaan rakennetun asuin-kerrostalon ääneneristävyys perustuu rakennus-osien massaan ja liitosten jäykkyyteen. Ei-kan-tavan betonisandwich-elementin massa muo-dostuu sisä- ja ulkokuoren betonikerroksista.Eristerapatussa seinässä rappauskerroksen jaeristekerroksen massa on mitätön verrattuna si-säkuoren massaan, joten eristerapatun seinänmassa on suunnilleen puolet betonisandwich-elementin massasta. Näin ollen myös sen ilma-ääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen mahdollisesti vai-kuttava tekijä voi siten olla ulkoseinärakenteenvaihtuminen betonisandwich-elementistä eris-terapatuksi rakenteeksi (kuva 1). Tämän muu-toksen vaikutuksia asuinkerrostalohuoneistojenväliseen ääneneristävyyteen ja rakenteelliseensivutiesiirtymään ei ole Suomessa aiemmin juu-ri tutkittu.

Eristerapattu ulkoseinärakenne eroaa betoni-sandwich-elementistä paitsi massansa myös 395

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 2: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

akustisen toimintansa osalta. Sisäkuori, eriste jarappaus muodostavat jousen välityksellä toi-siinsa kytkeytyneiden kahden massan värähte-lyjärjestelmän. Ulkomaisissa tutkimuksissa ontodettu, että tällaisen rakenteen ilmaääneneris-tävyys voi olla pelkkään sisäkuoreen verrattunajoko parempi tai heikompi [13]. Eristerapattuseinä voi siten vaikuttaa asuinhuoneistojen vä-lillä saavutettavaan ilmaääneneristävyyteen be-tonisandwich-elementtiin verrattuna pienem-män massansa lisäksi myös rakenteen akustises-ta toiminnasta seuraavan ilmaääneneristävyy-den heikkenemisen vuoksi.

Liikennemelualueille rakennettaessa raken-nuksen ulkovaipan ääneneristävyydelle asete-taan asemakaavassa vaatimus, jonka perusteellarakennuksen ulkovaipan rakennusosat valitaanja niiden ääneneristävyydet mitoitetaan. Suo-messa käytettävien eristerapattujen ulkoseinä-rakenteiden ilmaääneneristävyyksistä ei ole ai-kaisemmin ollut tietoa rakennusalan kirjallisuu-dessa. Koska eristerapatun ulkoseinärakenteenakustinen toiminta poikkeaa betonisand-wich-elementistä, se voi vaikuttaa myös ulko-vaipan ääneneristyksen suunnitteluun liikenne-melualueilla ja ulkovaipan muiden rakennusosi-en valintaan.

Tämän artikkelin tarkoituksena on selvittääeristerapatun ulkoseinärakenteen akustista toi-

mintaa. Artikkelissa keskitytään asuinkerrosta-loihin, joissa seinän sisäkuori tavallisesti on80–150 mm paksu betonielementti. Artikkelintavoitteena on• selvittää, mitkä tekijät vaikuttavat eristerapa-

tun ulkoseinärakenteen ilmaääneneristävyy-teen ja arvioida ilmaääneneristävyyksiä las-kennallisesti

• määrittää rakennuksen ulkovaipan ääneneris-tysmitoituksen lähtötiedoksi eristerapattujenulkoseinärakenteiden ilmaääneneristysluku-ja liikennemelua vastaan

• arvioida ulkoseinärakenteen kautta tapahtu-vaa sivutiesiirtymää ja laatia rakennesuunnit-telua varten käytännöllinen ohje eristerapa-tun ulkoseinärakenteen valinnasta sivutiesiir-tymästä johtuvien huoneistojen välisten ää-neneristysongelmien välttämiseksi.

Artikkeli perustuu laajempaan tutkimukseen,jonka tulokset on esitetty lähteissä [14 ja 15].

2 Eristerapatun seinänääneneristävyys

2.1 IlmaääneneristävyysRakennusosan ilmaääneneristävyys R [dB] onmääritelty standardissa ISO 140-3 [16]. Se ku-

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

396

Kuva 1. Ei-kantavia ulkoseinärakenteita. Vasemmalla on betonisandwich-ulkoseinä, keskellä kol-mikerrosrapattu ja oikealla ohutrapattu betoniulkoseinä. Kantavissa rakenteissa sisäkuoren pak-suus on yleensä 150–160 mm.

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 3: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

vaa rakenteen kohdanneen ja sen kautta toiseentilaan siirtyneen äänitehon suhdetta. Rakenteenkyky eristää ilmaääntä on sitä parempi, mitäsuurempi ilmaääneneristävyys R on. Kaikkienakustisten ilmiöiden tavoin ilmaääneneristä-vyys on taajuusriippuvainen tavallisesti siten,että ilmaääneneristävyys on sitä parempi, mitäsuurempi äänen taajuus on. Tästä pääsäännöstäon kuitenkin lukuisia poikkeuksia, jotka riippu-vat materiaalien ominaisuuksista ja rakenteenakustisesta toiminnasta. Käytännön suunnitte-lutyössä rakenteiden ilmaääneneristyskyky esi-tetään tavallisesti yksilukuisena arvona eli ilma-ääneneristyslukuna Rw, joka lasketaan kolman-nesosaoktaavikaistoittain määritetyistä ilmaää-neneristävyyksistä R1/3 standardin ISO 717-1[17] mukaisesti.

Rakennusosan ilmaääneneristävyys R voi-daan määrittää mittaamalla laboratoriossa tailaskennallisesti. Ilmaääneneristävyyden lasken-nalliseksi määrittämiseksi on olemassa kaupal-lisia mallinnusohjelmistoja. Ongelmana on kui-tenkin se, että yleensä niiden pohjana olevia teo-rioita ei ole dokumentoitu riittävän tarkasti [18],eikä näin ollen ole mahdollista tietää ja arvioidalaskentatulosten tarkkuutta. Lisäksi eri lasken-taohjelmistojen tuottamat tulokset poikkeavattoisistaan huomattavastikin [19 ja 20 liite 6].Tässä artikkelissa tarkastellaan eristerapattujaulkoseinärakenteita laskennallisesti kirjallisuu-dessa esitettyjen laskentamallien mukaisesti.

2.2 Eristerapatun ulkoseinänakustinen toiminta

Eristerapattu betonielementtiulkoseinä on mas-sa-jousi-massasysteemi, jossa betonisisäkuorenja rappauskerroksen massat ovat kytkeytyneettoisiinsa lämmöneristeen muodostaman jousenvälityksellä. Rakenteen ääneneristävyyden pe-rustana on massalaki, jonka mukaan rakenteenilmaääneneristävyys kasvaa 6 dB, kun taajuustai massa kaksinkertaistuu. Ääneneristävyyteenvaikuttaa lisäksi erityisesti kolme rajataajuutta(kuva 2), betonisisäkuoren koinsidenssin raja-taajuus fc ja rakenteen muodostaman massa-jou-si-massasysteemin resonanssitaajuus f0 eli dila-taatioresonanssi sekä rajataajuus fE [13].

Koinsidenssin rajataajuus aina heikentää ra-kenteen ääneneristävyyttä massalakiin nähden.Betonisisäkuoren koinsidenssin rajataajuusvaihtelee sisäkuoren paksuuden ja materiaali-ominaisuuksien mukaan. Sisäkuoripaksuuksilla80–150 mm koinsidenssin rajataajuus vaihteleevälillä ~115–270 Hz ja on sitä korkeampi, mitäohuempi sisäkuori on.

Dilataatioresonanssi riippuu rakenteen puo-liskojen massasta sekä eristekerroksen dynaa-misesta jäykkyydestä s’ [MN/m3]. Dilataatio-resonanssi on vastaava ilmiö kuin kaksinkertai-

sen rakenteen muodostaman massa-ilma-mas-sasysteemin resonanssi, mutta dilataatioreso-nanssi tulee sitä korkeammalle taajuudelle,mikä on yksinkertaisesti seuraus eristeen jäyk-kyydestä ilmaan verrattuna. Mitä pienempi eris-teen dynaaminen jäykkyys on, sitä alhaisempirakenteen dilataatioresonanssitaajuus on [18].

Dilataatioresonanssin jälkeen rakenteen il-maääneneristävyys paranee, mutta parannuspienenee rajataajuuden fE jälkeen [13]. Kysei-nen rajataajuus on riippuvainen eristeen dynaa-misesta jäykkyydestä, tiheydestä sekä paksuu-desta. Dynaamisen jäykkyyden pienentyminentai paksuuden ja tiheyden kasvaminen pienentä-vät eristekerroksen seisovien aaltojen rajataa-juutta.

Kuvassa 2 on esitetty laboratoriossa mitattutyypillinen ilmaääneneristävyyskäyrä eristera-patulle rakenteelle [21]. Eristerapatun seinän ra-kenteesta riippuen koinsidenssin rajataajuus jadilataatioresonanssi voivat osua samalle taajuu-delle, jolloin ilmaääneneristävyyskäyrään syn-tyy syvä kuoppa. Rakenneyhdistelmissä tällais-ta tapausta onkin syytä välttää.

2.3 Eristerapatun seinänlaskentamallit

Eristerapatun seinän ilmaääneneristävyydenmäärittämiseksi on tutkittu neljä laskentamallia.Kolmella malleista määritetään ilmaääneneris-tävyydet taajuuksittain ja yhdellä mallilla mää-ritetään ilmaääneneristysluku tieliikennemeluavastaan.

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

397

Kuva 2. Tyypillinen eristerapatun seinän ilma-ääneneristävyyskäyrä [21], jossa on nähtävillärajataajuudet: sisäkuoren koinsidenssi fc, dila-taatioresonanssi f0 ja rajataajuus fE.

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 4: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

– Laskentamallissa 1 eristerapatun seinän ilma-ääneneristävyys lasketaan summaamalla ener-geettisesti kuorien ja eristeen lasketut ilmaää-neneristävyydet, josta vähennetään dilataa-tioresonanssin aiheuttama heikennys. Massa-laki toisin sanoen asettaa rakenteen ilmaää-neneristävyydelle ylärajan [18 ja 22].

– Laskentamallissa 2 eristerapatun seinän ilma-ääneneristävyys paranee laskentamallia 1enemmän dilataatioresonanssin jälkeen jär-jestelmän jousivaikutuksesta ja eristävyydenkasvu hidastuu rajataajuuden fE jälkeen [13].

– Laskentamallissa 3 ajatellaan eristerapatunseinän lämmöneristekerroksen toimivan tä-rinäneristimenä, jolloin lämmöneristekerrok-sella on jousiominaisuuden lisäksi vaimen-nusominaisuus. Eristävyyden kasvu hidastuurajataajuuden fE jälkeen [18].

– Saksalaisella yksinkertaisella laskentamallil-la määritetään eristerapatun seinän yksilukui-nen ilmaääneneristysluku Rw + Ctr. Malli onempiirinen, se perustuu laajoihin laboratorio-mittauksiin. Mallissa otetaan huomioon sisä-kuoren ilmaääneneristyskyky, lämmöneris-teen tyyppi, rakenteen dilataatioresonanssi,sisäkuoren ja eristekerroksen välinen liimaus-ala ja mekaanisten kiinnikkeiden käyttö [13].

Laskentamallien kelpoisuutta tutkittiin vertaile-malla niiden antamia ilmaääneneristävyyksiävastaavien rakenteiden laboratoriomittauksillasaatuihin arvoihin. Esimerkkirakenteissa pyrit-tiin varioimaan mahdollisimman laajasti eriste-rapattujen seinien rakennekerroksia ja niidenominaisuuksia. Tutkituista lähteistä löytyi vainyksi mittaustulos, jossa rakenteen sisäkuorena

oli betonirakenne, muissa esimerkkirakenteissasisäkuorena oli kalkkihiekkakivinen tiiliraken-ne. Kuvissa 3 ja 4 on esitetty vertailuja laskenta-mallien ja mittaustulosten välillä.

Toistaiseksi ei tarkalleen tiedetä mitä tapah-tuu dilataatioresonanssin yläpuolisilla taajuuk-silla. Materiaaliominaisuuksia tai rakenneomi-naisuuksia, jotka aiheuttavat ilmaääneneristä-vyyden vaihtelevan käyttäytymisen dilataatio-resonanssin jälkeen, ei tunneta. Laskentamal-leissa 1, 2 ja 3 ei oteta huomioon mekaanisiakiinnikkeitä eikä liimausalaa, jotka ovat yksin-kertaisessa mallissa mukana. Yksinkertainenmenetelmä on herkkä lähtötietoina vaadituillemateriaaliarvoille, erityisesti rakenteissa, joissalämmöneristeenä on mineraalivilla. Esimerkik-si poikkivillalla ilmavirtausvastuksen vaihtelu-välillä 10–40 kPa·s/m2 laskentamallin mukaanero ilmaääneneristysluvussa on 12 dB. Vaikkalaskentamalli 3 olisi luultavasti malleista kehi-tyskelpoisin, edellyttäisi sen kehittäminen lu-kuisia laboratoriomittauksia ja tarkkoja materi-aalitietoja, joiden perusteella laskentamallin va-liditeettia voitaisiin laajasti tarkastella.

Koska liikennemelun äänenpainetasot ovatsuurimmillaan taajuusalueella, jolla eristerapat-tujen seinien ilmaääneneristävyydet ovat hei-koimmillaan, on eristerapattujen seinien ilma-ääneneristävyydet turvallisinta määrittää las-kentamallilla, joka määrittää tämän taajuusalu-een tarkimmin. Testatuista menetelmistä on las-kentamalli 1 tässä suhteessa luotettavin. Siksieristerapattujen ulkoseinien ilmaääneneristys-luvut määritetään rakennuksen ulkovaipan äänen-eristystä varten luvussa 3.2. laskentamallilla 1.

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

398Kuva 3. Esimerkkirakenne 1, mitattu [23] ja laskentamalleilla määritetyt ilmaääneneristävyydetsekä niistä määritetyt ilmaääneneristysluvut.

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 5: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

3 Ulkovaipan mitoitusliikennemelualueilla

3.1 Ulkovaipan ääneneristystäkoskevat määräykset

Rakennusten ulkoseinille ei ole Suomen raken-tamismääräyskokoelmassa annettu erillisiä ää-neneristysmääräyksiä. Melualueille rakennetta-essa tulee kuitenkin ottaa huomioon, että meluei kantaudu liiaksi rakennuksen sisätiloihin hei-kentämään käyttäjien viihtyisyyttä tai vaaranta-maan terveyttä. Ulkoseinät, ikkunat ja parveke-ovet yhdessä muiden rakennusosien kanssamuodostavat rakennuksen ulkovaipan, jonkaääneneristystä koskevat vaatimukset annetaanasemakaavassa kaavamääräyksinä. Asemakaa-vassa esitettävä äänitasoerovaatimus LA,vaad eitarkoita ulkovaipan yksittäisten rakennusosienilmaääneneristyskykyä liikennemelua vastaan.Se määritetään liikenteen rakennuksen julkisi-vun pinnalle aiheuttaman keskiäänitason ja si-sällä valtioneuvoston päätöksen mukaan sallit-tavan keskiäänitason erotuksena. Rakennuksensisätilaan liikennemelusta muodostuva keski-äänitaso riippuu kaikkien tilaa rajaavien ulko-vaipan rakennusosien ääneneristyskyvyn lisäksinäiden rakennusosien pinta-alasta ja sisätilanhuonevaimennuksesta. Rakennuksen ulkovai-pan ääneneristyksen suunnittelusta on kerrottutarkemmin vuoden 2009 Rakentajain kalenterinartikkelissa [25].

3.2 Eristerapatun seinänilmaääneneristysluvut

Laskentamallilla 1 on laskettu eristerapattujensisäkuorielementtirakenteiden ääneneristävyyk-siä sekä niistä on määritetty rakennekohtaisestiilmaääneneristysluvut Rw + C ja Rw + Ctr. Las-kelmat on tehty neljällä eri sisäkuoren paksuu-della, kahdella eri eristemateriaalilla, kolmellaeri eristepaksuudella sekä kahdella eri rappaus-paksuudella.

Laskelmissa käytetyt materiaaliarvot on esi-tetty taulukoissa 1 ja 2. Taulukossa 1 on kuorieneli betonin ja rappausten materiaaliarvot ja tau-lukossa 2 on lämmöneristekerrosten materiaa-liarvot. Ohutrappauksissa käytetään yleensä po-lymeerimodifioituja sementtilaasteja (taulukko1, rappaus (S)). Kolmikerroseristerappauksissakäytetään yleensä eri seossuhteisia kalkkise-

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

399

Taulukko 1. Laskelmissa käytetyt materiaaliarvotbetonille ja rappaukselle.

Materiaali Tiheys Kimmo-moduuli

Poissoninvakio

Sisäinen-häviö-kerroin

[kg/m3] E [MPa] int

Betoni(K30)

2400 27400 0,2 0,01

Rappaus(S)

1500 15400 0,2 0,01

Rappaus(KS)

1650 7600 0,2 0,01

Kuva 4. Esimerkkirakenne 5, mitattu [24] ja laskentamalleilla määritetyt ilmaääneneristävyydetsekä niistä määritetyt ilmaääneneristysluvut.

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 6: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

menttilaasteja (taulukko 1, rappaus (KS)), nii-den materiaaliominaisuudet vaihtelevat paljonseossuhteesta riippuen.

Paisutetun polystyreenin EPS dynaamisetjäykkyydet s’ on laskettu 100 mm paksun eris-teen arvosta 60 MN/m3. Mineraalivillan FAL1eristepaksuuksia 250 mm ja 450 mm vastaavatdynaamiset jäykkyydet s’ on laskettu 160 mmpaksun eristeen arvosta ja mineraalivillanFAS4 dynaamiset jäykkyydet on laskettu 150mm paksun eristeen arvosta.

Laskentamallilla 1 lasketuista ilmaääneneris-tävyyksistä eri rakennevariaatioille määritettyjäeristerapattujen seinien ilmaääneneristyslukujaon esitetty taulukossa 3.

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

400

Taulukko 3. Eristerapattujen seinien ilmaääneneristyslukuja.

Eristerapatun seinän rakenne Ilmaääneneristysluku

Rappaus Lämmöneriste Betonisisäkuori Rw + C [dB] Rw + Ctr [dB]

Paksuus Tyyppi Paksuus Tyyppi Paksuus

10 mm (S) 160 mm EPS 80 mm 40 36100 mm 43 39120 mm 45 41150 mm 49 45

FAL1 80 mm 43 40100 mm 45 43120 mm 48 45150 mm 51 48

25 mm (KS) EPS 80 mm 45 41100 mm 45 41120 mm 47 42150 mm 50 45

FAS4 80 mm 50 47100 mm 52 48120 mm 53 49150 mm 56 52

10 mm (S) 250 mm EPS 120 mm 45 40150 mm 49 44

FAL1 120 mm 48 44150 mm 51 47

25 mm (KS) EPS 120 mm 48 43150 mm 50 45

FAS4 120 mm 55 51150 mm 57 53

10 mm (S) 450 mm EPS 120 mm 47 43150 mm 50 45

FAL1 120 mm 48 44150 mm 51 46

25 mm (KS) EPS 120 mm 52 48150 mm 55 51

FAS4 120 mm 56 53150 mm 58 55

Taulukko 2. Laskelmissa käytetyt materiaaliarvotlämmöneristeille.

Materiaali Tiheys Dynaaminen jäykkyys s’ [MN/m3]paksuudella

[kg/m3] 160 mm 250 mm 450 mm

EPS 17 38 24 13

ParocFAL1

80 78 50 28

ParocFAS4

130 14 9 5

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 7: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

3.3 Ulkovaipan ääneneristyksenesimerkkilaskelmat

Ulkovaipan ääneneristys on tilakohtainen ilmiö,yhdellä esimerkkitapauksella ei ole mahdollistakattaa kaikkia laskentavariaatioita. Eri raken-nusosien pinta-alojen muutokset, huoneen lat-tiapinta-alan muutos tai parvekeoven lisäämi-nen saattavat oleellisesti muuttaa saavutettavaakokonaisäänitasoeroa. Siksi käytännön raken-nushankkeessa on aina osoitettava rakennuslu-pavaiheessa kaavamääräyksen toteutuminenhuonekohtaisilla ulkovaipan ääneneristyslas-kelmilla.

Kuvassa 5 on esitetty ulkovaipan ääneneris-tyksen esimerkkilaskelmissa käytetyn kerrosta-lon kulmahuoneen pohjakuva. Esimerkkihuo-neen kokonaisäänitasoerot LA,tot on laskettuäänitasoeromenetelmällä [25]. Laskelmat ontehty kaikilla järkevillä ulkoseinien rakenneva-riaatioilla käyttämällä taulukon 3 mukaisia ul-koseinärakenteita. Asumismukavuuden vuoksion suositeltavaa, että ikkunoiden ilmaäänen-eristysluku tieliikennemelua vastaan Rw + Ctr onaina vähintään 37 dB, vaikka rakennuspaikanasemakaavassa ei olisi äänitasoerovaatimusta[25]. Laskelmat on tehty ikkunoiden ääneneris-tysarvoilla Rw+ Ctr37 dB, 39 dB, 41 dB, 43 dB ja45 dB.

Taulukoissa 4 ja 5 on esitetty eri äänitasoero-vaatimusten yhteydessä käytettäviksi suositel-tavat eristerapatut ulkoseinärakenteet, taulukos-sa 4 ulkoseinärakenteiden rappauksena on ohut-rappaus ja taulukossa 5 kolmikerroseristerap-

paus. Ei-kantavan ulkoseinän betonisisäkuorensuositeltava vähimmäispaksuus on 120 mm.Taulukoiden 4 ja 5 solujen arvo ”x” tarkoittaa,että rakennetta voidaan käyttää esitetyn ääni-tasoerovaatimuksen yhteydessä ja arvo ”–” tar-koittaa, että rakenne ei sovellu käytettäväksi esi-tetyn äänitasoerovaatimuksen yhteydessä, kunlaskettavan huoneen pinta-alasuhteet ovat ku-van 5 esimerkkihuoneen mukaiset.

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

401

Kuva 5. Pohjakuva ulkovaipan ääneneristyslas-kelmien esimerkkihuoneesta. Huoneen lat-tiapinta-ala on 12,5 m2 ja korkeus 2,6 m. Huo-neen ikkunoiden yhteispinta-ala on 20 % huo-neen pinta-alasta. Huoneen ulkovaipassa ei olekorvausilmaventtiilejä.

Taulukko 4. Eri äänitasoerovaatimusten yhteydessä käytettäviksi suositeltavat ohutrapatutulkoseinärakenteet.

Äänitasoero-vaatimus

Ohutrapatut ulkoseinärakenteet

LA,vaad [dB] RakennusosanRw+Ctr

Lämmöneristepaksuudella

[dB] Sijainti Sisäkuori 160 mm 250 mm 450 mmEPS FAL1 EPS FAL1 EPS FAL1

30 ja 32 40 Ei-kantava120 mm x x x x x x

150 mm x x x x x x

44 Kantava 150 mm x x x x x x

35 43 Ei-kantava120 mm – x – x x x

150 mm x x x x x x

45 Kantava 150 mm x x x x x x

38 48 Ei-kantava 150 mm – x – – – –48 Kantava 150 mm – x – – – –

40 51 Ei-kantava – – – – – –52 Kantava – – – – – –

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 8: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

4 Eristerapatun seinänvaikutus huoneistojenväliseenilmaääneneristykseen

4.1 Huoneistojen välinenilmaääneneristys

Asuinhuoneistojen väliselle ilmaääneneristä-vyydelle on Suomen rakentamismääräysko-koelman osassa C1 [5] annettu määräyksenäpienin sallittu ilmaääneneristysluku R’w [dB].Voimassa olevan, vuoden 1998 rakentamismää-räyskokoelman osan C1 mukaan pienin sallittuilmaääneneristysluku R’w asuinhuoneen ja sitäympäröivien tilojen välillä yleensä on 55 dB.Määräyksen toteutuminen rakennuksessa voi-daan osoittaa muun muassa laskentamenetel-millä tai mittaamalla. Tässä artikkelissa käyte-tään laskentamenetelmiä huoneistojen välisenilmaääneneristävyyden määrittämiseksi.

Rakennuksen huoneistojen välinen ilmaäänen-eristysluku R’w sisältää tiloja erottavan raken-teen ääneneristyskyvyn lisäksi sitä sivuavien ra-kenteiden, rakennusosien ja LVIS-järjestelmienkautta tapahtuvat sivutiesiirtymät, minkä vuok-si se on aina pienempi kuin vastaavan tiloja erot-tavan rakenteen laboratoriossa mitattu tai las-kennallinen ilmaääneneristysluku Rw. Kaikkienmuiden reittien kuin huoneistoja erottavan ra-kenteen kautta tapahtuvaa äänen siirtymistä huo-netilasta toiseen kutsutaan sivutiesiirtymäksi.

4.2 Eristerappauksen vaikutussivutiesiirtymään

Saksassa on viime vuosina tutkittu laborato-rio-olosuhteissa eristerappauksen vaikutustamassiivisen kiviseinän toimintaan rakenteel-lisena sivutiesiirtymäreittinä [26]. Tutkimukseton tehty kolmella rakennevariaatiolla, jotka kat-tavat yleisesti käytettävät rakenteet. Näiden pe-rusteella on saatu edustavat tulokset yleisimpiinkäytännön rakenteisiin. Vierekkäisten tilojenvälillä mittaukset on tehty täysikokoisilla seinil-lä ja normaaleissa sivutiesiirtymäolosuhteissa,joten mittausten tarkkuus ja mittaustulosten so-veltuvuus ovat erinomaiset.

Kuvassa 6 on esitetty ulkoseinän sivutiesiir-tymäreitin Ff mitatut ilmaääneneristävyydetRFf,w [dB], ilman eristerappausta sekä eristerap-pauksen kanssa [26]. Kuvasta nähdään, että eris-terappaus ei juuri muuta pelkän sisäkuoren sivu-tiesiirtymäreitin ilmaääneneristävyyksiä. Erotkäyrissä ovat pääasiassa mittaustarkkuuden ra-joissa [27].Saksalaisten tutkimusten päätulokset olivat:• Sivutiesiirtymiä eristerappauksen kautta ei

yleensä tarvitse ottaa huomioon.• Eristerappauksella ei ole merkittävää vaiku-

tusta liitoseristävyyteen.• Eristerappauksen vaikutus sivutiesiirtymään

johtuu pääasiassa siitä, että eristerapatun ul-koseinärakenteen rakenteellinen jälkikaiun-ta-aika on lyhyempi kuin pelkän sisäkuorira-kenteen (etenkin lähellä dilataatioresonanssia).

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

402

Taulukko 5. Eri äänitasoerovaatimusten yhteydessä käytettäviksi suositeltavat kolmikerroseriste-rapatut ulkoseinärakenteet.

Äänitasoero-vaatimus

Kolmikerroseristerapatut ulkoseinärakenteet

LA,vaad [dB] RakennusosanRw+Ctr

Lämmöneristepaksuudella

[dB] Sijainti Sisäkuori 160 mm 250 mm 450 mmEPS FAS4 EPS FAS4 EPS FAS4

30 ja 32 40 Ei-kantava120 mm x x x x x x

150 mm x x x x x x

44 Kantava 150 mm x x x x x x

35 43 Ei-kantava120 mm – x x x x x

150 mm x x x x x x

45 Kantava 150 mm x x x x x x

38 48 Ei-kantava120 mm – x – x x x

150 mm – x – x x x

48 Kantava 150 mm – x – x x x

40 51 Ei-kantava120 mm – – – x – x

150 mm – x – x – x

52 Kantava 150 mm – x – x – x

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 9: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

• Seinä eristää ääntä eri tavalla tasoaan vastaankohtisuorassa suunnassa ja tasonsa suunnas-sa. Eristerappaus ei vaikuta huoneistojen vä-liseen ääneneristykseen.

4.3 Tilojen välisen ilmaäänen-eristävyyden laskenta

Rakennuksessa tilojen välillä toteutuvaa ilma-ääneneristävyyttä voidaan arvioida standardinEN 12354-1 [28] mukaisilla laskentamenetel-millä. Standardissa on esitetty sekä yksinker-taistettu että tarkka menetelmä ilmaääneneris-tysluvun R’w laskemiseksi rakennuksessa. Las-kentamenetelmät perustuvat tiloja erottavan ra-kenteen ja tiloja sivuavien rakenteiden ilmaää-neneristyslukuihin Rw sekä rakennusosien lii-tosten välisiin liitoseristävyyksiin Kij. Liitos-eristävyydestä on käytetty kirjallisuudessa myöstermejä liitoksen värähtelyeristävyys [29] sekänurkkapiste-eristävyys [30]. Yksinkertaisessamenetelmässä ei oteta huomioon liitoseristä-vyyksien taajuusriippuvuutta, jolloin liitoseris-tävyydet riippuvat ainoastaan liittyvien raken-nusosien liitostavasta ja massoista.

Rakennuksissa äänen kulkureittejä rinnak-kaisten tilojen välillä on äärettömän monta,

mutta laskennassa voidaan huomioida vain ää-rellinen määrä reittejä. Tavallisesti sivutiesiirty-mistä tarkastellaan vain kuvan 7 mukaiset en-simmäisen kertaluvun sivutiesiirtymäreitit, joi-ta on yleensä 12 kappaletta. Näiden lisäksi ote-taan huomioon äänen kulkureitti suoraan erotta-van rakenteen kautta. Jos laskennassa otetaanhuomioon myös toisen ja sitä suuremman kerta-luvun reitit, lisääntyy sivutiesiirtymien kauttakulkeutuva äänienergia yleensä vain noin yhdendesibelin [29]. Sivutiesiirtymäreitin kertaluvunkasvaessa kasvaa äänen kulkemien liitosten lu-kumäärä, esimerkiksi kolmannen kertaluvun si-vutiesiirtymäreitti kulkee kolmen liitoksenkautta.

Rakenteiden liitokset vaikuttavat oleellisestirakenteellisen sivutiesiirtymän suuruuteen.Massiivisten yksinkertaisten kivirakenteidenliitoseristävyydet eivät ole juurikaan taajuus-riippuvaisia, vaan ne perustuvat rakenteiden mas-saan ja liitosten jäykkyyteen. Liitoseristävyydetkasvavat liittyvien rakennusosien määrän ja/tainiiden pintamassojen suhteen kasvaessa.

Saksalaisten tutkimusten mukaisesti eristera-patun betonielementtiulkoseinän sivutiesiirty-män laskennassa rakenteesta otetaan huomioonpelkästään seinän sisäkuoren betonielementti,

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

403

Kuva 6. Sivutiesiirtymäreitin mitatut ilmaääneneristävyydet RFf [dB] pystyreikätiiliseinälle ilmaneristerappausta ja eristerappauksen kanssa [26].

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 10: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

joten eristerapatun betonielementtiulkoseinänja huoneistojen välisen seinän liitoseristävyyttävoidaan arvioida standardissa EN 12354-1 [28]esitetyn raskaiden rakenteiden jäykän T-liitok-sen mukaisesti. Taulukossa 6 on esitetty nykyi-sillä sisäkuoripaksuuksilla saavutettavat liitos-eristävyydet ulkoseinän ja huoneistoja erotta-van seinän liitoksessa, kun huoneistoja erottavaseinä on 180 mm paksu betoniseinä.

Arvioitaessa sivutiesiirtymää pelkkien liitos-eristävyyksien perusteella voitaisiin helposti teh-dä päätelmä, että mitä ohuempi ulkoseinän sisä-kuori on, sitä parempi se on huoneistojen välisensivutiesiirtymän kannalta. Asia ei kuitenkaanole näin, koska sivuavan rakenteen ääneneristys-kyky vaikuttaa sivutiesiirtymäreitin ilmaäänen-eristävyyteen jopa liitoseristävyyttä enemmän.

4.4 SivutiesiirtymälaskelmatEristerapatun ulkoseinän kautta tapahtuvan si-vutiesiirtymän riittävän alhaisen tason määrittä-miseksi tehtiin tilojen välisiä ilmaääneneristys-laskelmia Bastian-tietokoneohjelmalla [24].

Ohjelmalla voidaan laskea tilojen välisiä äänen-eristävyyksiä standardin EN 12354 osien 1…3mukaisesti. Ohjelma laskee standardin tarkanmallin mukaisesti, jolloin laskenta suoritetaantaajuusriippuvaisesti.

Vierekkäisiksi tiloiksi mallinnettiin esimerk-kitapaus kerrostalon keskikerroksista. Vierek-käisten tilojen erottavana rakenteena käytettiin180 mm ja 200 mm paksua betoniseinää. Toinensivuavista seinistä oli ulkoseinä ja toinen olihuoneistojen sisäinen teräsrankainen levyseinä.Ulkoseinärakenteena käytettiin 80 mm, 100 mm,120 mm ja 150 mm paksuja betoniseiniä. Tilo-jen lattiana ja kattona oli välipohjarakenne:370 mm paksu ontelolaatasto tasoitteen kanssa,pintamassa 515 kg/m2.

Päällekkäisiksi tiloiksi mallinnettiin esi-merkkitapaus kerrostalon keskikerrosten kul-mahuoneista, jolloin toinen kantava seinä oli vä-liseinä ja toinen ulkoseinä sekä välipohjalaatto-jen suuntainen ulkoseinä oli ei-kantava ja toinenvälipohjalaattojen suuntainen seinä oli huoneis-tojen sisäinen teräsrankainen levyseinä. Pääl-lekkäisten tilojen erottavana rakenteena käytet-

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

404

Taulukko 6. Eristerapatun betonielementtiulkoseinän ja huoneistoja erottavan seinän jäykänT-liitoksen lasketut liitoseristävyydet.

Ulkoseinän sisäkuori Väliseinä Liitoseristävyydet [dB]

paksuus[mm]

pintamassam1 [kg/m2]

pintamassam2 [kg/m2] m2/m1

K13 K12, K23

80 192 432 2,25 11,4 6,4

100 240 432 1,8 9,7 6,1

120 288 432 1,5 8,4 5,9

150 360 432 1,2 6,9 5,7

Kuva 7. Kahden huoneen väliset äänen kulkureitit ij yhden sivuavan rakenteen ja erottavan raken-teen kautta.

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 11: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

tiin 370 mm paksua ontelolaatastoa tasoitteenkanssa. Kantavina seininä olivat 180 mm tai 200mm paksu väliseinä ja 150 mm paksu ulkoseinä.Välipohjalaattojen suuntainen ulkoseinä oli 80mm, 100 mm, 120 mm tai 150 mm paksu betoni-seinä.

Taulukossa 7 on esitetty erikokoisten vierek-käisten huoneiden lasketut ilmaääneneristyslu-vut R’w, kun ulkoseinärakenteena on joko ei-kantava betonisandwich-elementti tai eripak-suiset sisäkuorielementit. Laskelmissa vierek-käiset tai päällekkäiset huoneet olivat aina mi-toiltaan symmetrisiä. Huonekoon ollessa pie-nempi kuin pienin mallinnettu huone saadaanparempia tilojen välisiä ääneneristävyyksiä.

Bastianilla tehtyjen laskelmien perusteellahuoneistojen välisen ilmaääneneristyksen kan-nalta vierekkäiset symmetriset huoneet tulevat

mitoittavaksi tapaukseksi. Verrattaessa eristera-pattuja ulkoseinärakenteita ei-kantavaan beto-nisandwich-elementtiin havaitaan, että:• Ulkoseinän kautta tapahtuva sivutiesiirtymä

eristerapatuilla ulkoseinillä vastaa betoni-sandwich-elementtirakenteista ei-kantavaaulkoseinää, kun eristerapatun ulkoseinän si-säkuoren paksuus on vähintään 150 mm.

Kun välipohjarakenteet ja huoneistojen sisäinenväliseinä sekä rakenteiden väliset liitokset ovatvakioina, ei-kantavan betonisandwich-element-tirakenteisen ulkoseinän ja 180 mm paksun huo-neistoja erottavan betoniseinän kanssa saavutet-tava huoneistojen välinen ilmaääneneristävyyson vastaava kuin rakenneyhdistelmillä:• Eristerapattu ulkoseinä, jonka sisäkuoren pak-

suus on 150 mm, ja 180 mm paksu huoneisto-ja erottava betoniseinä.

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

405

Taulukko 7. Lasketut vierekkäisten huoneiden väliset ilmaääneneristysluvut R’w, kun huoneistojaerottavana seinänä on 180 mm paksu betoniseinä.

Huoneiden mitat Huoneiden välinen ilmaääneneristysluku R'w [dB],

kun ulko-seinän sisäkuoren paksuus on

Pituus[m]

Leveys[m]

Lattia-ala[m2]

SW 150 mm 120 mm 100 mm 80 mm

4 3,6 14,4 57,1 57,0 56,0 55,1 54,1

4,8 19,2 56,9 56,8 56,0 55,3 54,5

6,0 24,0 56,8 56,6 56,0 55,4 54,7

7,2 28,8 56,6 56,4 55,9 55,4 54,8

5 3,6 18,0 56,8 56,7 55,6 54,7 53,8

4,8 24,0 56,7 56,6 55,7 55,0 54,2

6,0 30,0 56,5 56,4 55,7 55,1 54,4

7,2 36,0 56,3 56,2 55,6 55,1 54,5

6 3,6 21,6 56,6 56,5 55,4 54,5 53,5

4,8 28,8 56,5 56,4 55,5 54,8 54,0

6,0 36,0 56,3 56,2 55,5 54,9 54,2

7,2 43,2 56,2 56,0 55,4 54,9 54,3

7 3,6 25,2 56,5 56,4 55,2 54,3 53,3

4,8 33,6 56,4 56,2 55,3 54,6 53,8

6,0 42,0 56,2 56,0 55,3 54,7 54,0

7,2 50,4 56,0 55,8 55,3 54,7 54,2

10 3,6 36,0 56,2 56,1 54,9 53,9 53,0

4,8 48,0 56,1 55,9 55,0 54,2 53,5

6,0 60,0 55,9 55,7 55,0 54,4 53,7

7,2 72,0 55,7 55,5 54,9 54,4 53,9

13 3,6 46,8 56,0 55,9 54,7 53,7 52,8

4,8 62,4 55,9 55,8 54,8 54,0 53,3

6,0 78,0 55,7 55,5 54,8 54,2 53,5

7,2 93,6 55,6 55,3 54,7 54,2 53,7

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 12: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

• Eristerapattu ulkoseinä, jonka sisäkuorenpaksuus on 120 mm, ja 200 mm paksu huo-neistoja erottava betoniseinä.

5 Suositeltavat rakenteetSisäkuorielementtien suositeltavien vähim-mäispaksuuksien tavoitteena on, että sivutiesiir-tymä ulkoseinän kautta ei ratkaisevasti heiken-nä asuinhuoneistojen välistä ilmaääneneristä-vyyttä sekä että sisäkuorielementtitekniikallatoteutettu ulkoseinä olisi betonisandwich-ele-mentin kanssa sivutiesiirtymäreittinä tasaver-tainen.

Sisäkuorien suositeltavat vähimmäispaksuu-det perustuvat laskelmissa mallinnettuihin tilan-teisiin, joissa ei-kantavan ulkoseinän lisäksi ra-kenteellisina sivutiesiirtymäreitteinä vierekkäi-sissä huoneistoissa ovat olleet katto- ja lattiara-kenteena tasoitettu 370 mm paksu ontelolaatas-to sekä huoneistojen sisäinen kevytrakenteinenlevyväliseinä, ja päällekkäisissä huoneistoissakantavat ulkoseinä ja väliseinä sekä huoneisto-jen sisäinen kevytrakenteinen levyväliseinä.

Käytettäessä asuinkerrostalossa huoneistojaerottavana väliseinärakenteena 180 mm paksujabetoniseiniä tulee eristerapatun ulkoseinän sisä-kuoren betonielementin olla vähintään 150 mmpaksu. Vastaavia asuinhuoneistojen välisiä il-maääneneristävyyksiä asuinkerrostalossa saa-daan käytettäessä huoneistoja erottavana väli-seinärakenteena 200 mm paksuja betoniseiniä javähintään 120 mm paksua eristerapatun ul-koseinän sisäkuorta. Kummassakaan tapauk-sessa sisäkuoren paksuuden kasvattaminen suu-remmaksi kuin 180 mm ei ole ulkoseinän kauttatapahtuvan sivutiesiirtymän kannalta enää pe-rusteltua.

Tarkasteltujen eristerapattujen ulkoseinära-kenteiden käyttämistä tieliikennemelualueillarakennuksen ulkoseinärakenteena selvitettiinäänitasoeromenetelmällä esimerkkihuoneella,jonka mittasuhteet ja ikkunapinta-ala valittiinäänitasoeromenetelmän perusolettamusten mu-kaisiksi. Ulkovaipan kokonaisäänitasoerot las-kettiin ikkunoiden ääneneristysarvoilla Rw + Ctr37 dB, 39 dB, 41 dB, 43 dB ja 45 dB. Laskettujakokonaisäänitasoeroja verrattiin asemakaavanäänitasoerovaatimuksiin LA,vaad 30 dB, 32 dB,35 dB, 38 dB ja 40 dB. Suositeltavien rakentei-den perusteena on vähintään 120 mm paksu si-säkuori, joissain tapauksissa vaaditaan vähin-tään 150 mm paksu sisäkuori.

Ohutrapattuja betonisisäkuorellisia ulkosei-närakenteita voidaan käyttää lämmöneristepak-suudesta ja -materiaalista riippumatta tavan-omaisen 35 dB äänitasoerovaatimuksen yh-teydessä. 38 dB äänitasoerovaatimus saavute-taan, kun ulkoseinän betonisisäkuoren paksuuson 150 mm ja lämmöneristeenä 160 mm paksu

mineraalivilla FAL1. Tarkastelluilla ohutrapa-tuilla ulkoseinärakenteilla ei saavuteta 40 dBäänitasoerovaatimusta.

Kolmikerroseristerapattuja betonisisäkuorel-lisia ulkoseinärakenteita voidaan käyttää läm-möneristepaksuudesta ja -materiaalista riippu-matta tavanomaisen 35 dB äänitasoerovaati-muksen yhteydessä. 38 dB äänitasoerovaatimussaavutetaan, lämmöneristepaksuudesta riippu-matta, kun lämmöneristeenä on mineraalivillaFAS4 ja kun lämmöneristeenä on 450 mm paksuEPS. 40 dB äänitasoerovaatimus saavutetaanlämmöneristepaksuudesta riippumatta, kunlämmöneristeenä on mineraalivilla FAS4.

Lähteet[1] RIL 55-1967. Ääneneristysnormit. Suo-

men Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry.[2] RIL 55b-1971. Ääneneristysnormit (1967),

sovellutuksia (1971). Suomen Raken-nusinsinöörien Liitto RIL ry.

[3] Suomen rakentamismääräyskokoelma, osaC1: Ääneneristys – Määräykset. Sisäasian-ministeriö. 1975.

[4] Suomen rakentamismääräyskokoelma, osaC1: Ääneneristys – Määräykset. Sisäasian-ministeriö. 1985.

[5] Suomen rakentamismääräyskokoelma, osaC1: Ääneneristys ja meluntorjunta raken-nuksessa – Määräykset ja ohjeet. Ympäris-töministeriö. 1998.

[6] Betonirakenteiden äänitekniikka. Raken-nustuoteteollisuus RTT ry. 2000.

[7] Kylliäinen, M. Talonrakentamisen akus-tiikka. Tampereen teknillinen yliopisto,Rakennetekniikan laitos. Tutkimusraportti137. 2006.

[8] Halme, A. Asuinrakennusten ääneneristys.Akustiikkapäivä, Helsinki 20.10.1993.Akustinen Seura ry.

[9] Sipari, P., Nykänen, E. & Heinonen, R.Betonirakenteisten kerrostalojen ääniolot.Ympäristöministeriö, Asunto- ja rakennus-osasto, Suomen ympäristö 777. 2004.

[10] Suurissa asuinhuoneissa liikaa meteliä –Mittaukset paljastivat puutteita ääneneris-tyksessä. Rakennuslehti 9.10.2008.

[11] Rappauskirja 2005, BY 46. SuomenBetoniyhdistys ry.

[12] Pentti, M. & Suonketo, J. Paroc vuorivilla-ohutrappausjärjestelmän käyttö uudisra-kentamisessa. Tampereen teknillinen yli-opisto, Rakennustekniikan osasto, Talon-rakennustekniikan laboratorio, Lausuntonro:1279. 2003.

[13] Weber, L. & Brandstetter, D. Einheitlicheschalltechnische Bemessung von Wärme-dämm-Verbundsystemen. Fraunhofer-Ins-

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

406

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry

Page 13: Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys · PDF fileääneneristävyys on erilainen kuin betonisand-wich-elementin. Yksi asuinhuoneistojen väli-seen ilmaääneneristävyyteen

titut für Bauphysik, IBP-Bericht B-BA6/2002.

[14] Rauhala, J. Eristerapatun betonielement-tiulkoseinän ilmaääneneristävyys. Tampe-reen teknillinen yliopisto, Rakennetun ym-päristön tiedekunta, Rakennustekniikanlaitos. 2009.

[15] Rauhala, J. & Kylliäinen, M. Eristerapatunbetoniseinän ilmaääneneristävyys. Tampe-reen teknillinen yliopisto, Rakennusteknii-kan laitos. Tutkimusraportti 142. 2009.

[16] ISO 140-3: 1995. Acoustics – Measure-ment of sound insulation in buildings andof building elements – Part 3: Laboratorymeasurements of airborne sound insulationof building elements. International Organi-zation for Standardization.

[17] ISO 717-1: 1996. Acoustics – Rating ofsound insulation in buildings and of build-ing elements – Part 1: Airborne sound insu-lation. International Organization for Stan-dardization.

[18] Hongisto, V. Monikerroksisen seinäraken-teen ilmaääneneristävyyden ennustemalli.Työterveyslaitos, Työympäristötutkimuk-sen raporttisarja 2. 2003.

[19] Cambridge, J. An evaluation of varioussound insulation software and their appli-cations in the design of Silent Rooms. Mas-ter’s Thesis. Chalmers University of Tech-nology, Department of Civil and Environ-mental Engineering, Division of AppliedAcoustics, Vibroacoustics Group. 2006.

[20] Hongisto, V. Airborne sound insulation ofwall structures – measurement and predic-tion methods. Teknillinen korkeakoulu,Akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan la-boratorio, Raportti 56. 2000.

[21] Füreder, S., Kloimstein, H. & Müller, M.Die Auswirkungen von Wärmedämmver-bundsystemen (WDVS) auf die Schall-dämmung von Ziegelwänden. HTL1 Bau

und Design, Höhere technische Bundesleh-ranstalt. 2007.

[22] Kristensen, J. & Rindel, J. Bygningakus-tik.Teori og praksis. Statens Byggeforsk-ningsinstitut, SBI-anvisning 166. 1989.

[23] Bygga med prefab. Betongvaruindustrin,Internet- ja pdf-julkaisu, [viitattu 21.11.2008].Saatavissa: http://www.betongvaruindust-rin.se/sv/ Bygga-med-prefab/

[24] Simmons, C. Bastian-tietokoneohjelma,versio 2.3.88 (32 Bit), lisenssi Insinööritoi-misto Heikki Helimäki Oy. DatakustikGmbH.

[25] Kylliäinen, M. Rakennuksen ulkovaipanääneneristyksen suunnittelu. Rakennustie-to Oy, Rakentajain kalenteri 2009.

[26] Weber, L. & Zhang, Y. & Brandstetter, D.Untersuchung der Schall-Längsdämmungvon Außenwänden mit Wärmedämm-Ver-bundsystemen. Fraunhofer-Institut fürBauphysik, IBP-Bericht B-BA 4/2002.

[27] ISO 140-2: 1991. Acoustics – Measure-ment of sound insulation in buildings andof building elements – Part 2: Determinati-on, verification and application of precisi-on data. International Organization forStandardization.

[28] EN 12354-1: 2000. Building Acoustics –Estimation of acoustic performance ofbuildings from the performance of ele-ments – Part 1: Airborne sound insulationbetween rooms. European Committee forStandardization.

[29] Kylliäinen M. & Hongisto V. Rakennustenakustinen suunnittelu: akustiikan perus-teet. Helsinki, Suomen Rakennusinsinööri-en liitto RIL ry, RIL 243-1-2007.

[30] Halme-Salo, E. Sivutiesiirtymäilmiöistärakennuksissa. Teknillinen korkeakoulu,Arkkitehtiosasto, Rakennesuunnittelun lai-tos. Julkaisu C 56/1983.

Eristerapatun betoniseinän ilmaääneneristävyys

407

Rak

enta

jain

kal

ente

ri 20

10 |

© R

aken

nust

ieto

säät

iö R

TS, R

aken

nust

ieto

Oy

ja R

aken

nusm

esta

rit ja

insi

nöör

it A

MK

RK

L ry