Lydisolasjon i skole- og kontorbygg med KLT
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2788537Utgivelsesdato
2021Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Krysslaminert tre (KLT) er et innovativt bygningsmateriale med stadig økende statlig og kommersiell interesse. Akustikk pekes på som én av de største barrierene for mer omfattende bruk av materialet i Norge, og ved økende lydkrav rettes fokuset mot god utførelse og valg av bestandige løsninger.
I dette studiet har luft- og trinnlydisolasjon blitt målt for etasjeskillere av KLT, på to kontorer og én skole i Trøndelag med søyle-/bjelkesystem. Måleobjektene hadde ulik oppbygning, hvorav to etasjeskillere var utført med tungt flytende gulv og én med lett flytende gulv. Feltmålinger etter NS-EN ISO 16283 ble gjennomført på to utvalgte steder i hvert bygg, henholdsvis med og uten bærende KLT-skive og videre behandlet etter prinsipper i NS-EN ISO 717. Resultatene ble deretter vurdert mot lydkrav i NS 8175 og viser at alle etasjeskillerne oppfyller minstekrav (klasse C) for luft- og trinnlydisolasjon.
Sammenligning av feltmålte resultater internt i byggene indikerer at det ikke er en tydelig sammenheng mellom oppnådd lydisolasjon og bruk av bærende KLT-skive. Grunner til dette kan være effektive løsninger ved bruk av søyle-/bjelkesystem, variasjon i utførelse, eller utbredt bruk av påforing på flankerende vegger. Som forventet, ble det observert størst lydreduksjon for etasjeskiller med høy flatemasse. Nærmere analyse av resultatene viser derimot likheter i målekurvene fra de tre byggene, som indikerer at lett flytende gulv kan konkurrere mot løsninger med høyere flatemasse, samt bidra til å fremme KLT som klimagunstig materiale. Basert på feltmålingene på Lade skole ble det observert uventede målekurver med mistanke om stiv kobling mellom påstøp og flankerende veggkonstruksjon, noe som belyser viktigheten av god utførelse for følsomme materialer som KLT.
Gjennom litteratursøk og metoden Backwards Snowballing, ble det observert uenigheter rundt KLT som materiale. Litteratur og innhentet laboratoriemålinger av enkle KLT-element indikerer at materialet har både isotropiske og ortotropiske egenskaper. Nyere beregningsmodeller, tilpasset enkle KLT-element, ble sammenlignet med laboratoriemålinger og resultatene viser god sammenstilling med avvik på 2 dB. Videre ble feltmåling av etasjeskiller med tungt flytende gulv sammenlignet med beregningprinsippene for samlet lydoverføring i NS-EN ISO 12354. Her ble det observert avvik på inntil 15 dB og pekt på utfordringer med beregningsmetoden, som mangel på laboratoriemålte tilleggskonstruksjoner og materialdata. I tillegg indikerer resultatene at teoretiske modeller for tilleggskonstruksjoner ikke bør brukes som erstatning for laboratoriemålinger på KLT.
Resultater fra studiet kan brukes til å undersøke sammenstilling av måle- og beregningresultater ved gjennomføring av egne målinger av knutepunktsdemping i betraktede bygg. Datagrunnlaget i oppgaven er begrenset, men resultatene indikerer et behov for videre forskning på KLT og innsamling av mer datagrunnlag. Dette bør prioriteres for å gjøre konstruksjonssystemer av KLT sikre for aktører i bransjen og unngå at akustikk prioriteres sent i prosjekteringsprosessen, noe som kan føre til overdimensjonerte løsninger. Cross-laminated timbre (CLT) is an innovative building material with increasing interest from both government and media. Acoustic design is pointed out as one of the main barriers to more extensive use of the material and therefore, accurate workmanship and durable solutions are crucial to achieve national requirements.
In this study, airborne and impact sound insulation have been measured for CLT floors on column-beam systems at two offices and one school in Trøndelag. The measured objects had structural differences, including CLT floor constructions with heavy floating floor and CLT floor construction with lightweight resilient floor. On-site measurements according to NS-EN ISO 16283 were carried out at two selected locations at each building, respectively, with and without load-bearing CLT wall construction. Further, the results were rated according to NS-EN ISO 717 and compared to requirements in NS 8175. The single-number quantities confirmed that all three floor constructions fulfilled requirements given by the Norwegian building regulation.
Comparison of in-situ measurements at each building indicated no correlation between sound insulation and flanking CLT wall construction. This can probably be explained by variation in workmanship, or due to widespread use of acoustic linings. As expected, CLT floor constructions with high mass per unit area (mpua), represented the greatest acoustical performance. However, closer analysis of the results showed similarities between the measurements from the three buildings, which suggest that increased mass not necessarily improves the sound insulation properties. This also indicates that lightweight resilient floor systems may compete against solutions with greater mpua, which can promote CLT systems as a more favorable choice in a sustainable perspective. The results also indicated solid line contact between the concrete floating floor and the adjoining wall, which was not expected. This highlights the importance of good workmanship, building with sensitive materials as CLT.
Through literature review, using Backwards Snowballing, there was observed different material properties in CLT elements. These results implied that CLT has both isotropic and orthotropic properties. Calculation models for bare CLT floor elements were compared with laboratory measurements, and the results were similar with a maximum deviation of 2 dB. Furthermore, in-situ measurement of CLT floor with heavy floating floor was compared to prediction models in NS-EN ISO 12354. The results showed deviations up to 15 dB, which indicates the challenges with this calculation method. This might be caused by lack of laboratory data of improvement layers, vibration reduction index and material properties. In addition, these results indicate that laboratory measurements should not be substituted by common theory for homogeneous materials.
The amount of measurements in this study are limited, but the results highlight the need of further investigation in order to predict the sound insulation and make CLT systems a favorable choice. If a greater degree of accuracy is established, oversized solutions and acoustical challenges could be avoided in the design phase.