Forståelse av egenskapene til lavfrekvent lyd på etasjeskiller gjennom simulering og feltmålinger

Abstract

Denne bacheloroppgaven omhandler lavfrekvent lyd gjennom etasjeskillere. Målet har vært å tilegne seg kunnskap om lydegenskaper og hvordan lave frekvenser overføres gjennom etasjeskillere, ved hjelp av teoretiske studier, feltmålinger og simuleringer i dataprogrammet COMSOL Multiphysics.

I dagens samfunn er det økt fokus på miljø og bærekraftige byggematerialer. Derfor har materialet massivtre blitt populært de siste årene. Dette medfører at kunnskapsnivået innenfor lydisolering av massivtre må forbedres. I løpet av prosjektperioden ble det gjennomført tre feltmålinger i henhold til Norsk Standard. Den første målingen ble utført i en frittstående bolig under oppussing. Resultatene fra denne målingen var vanskelige å tolke, men hensikten var primært å bli kjent med måleutstyret. De to siste målingene ble gjennomført i barnehagen ved Moholt 50|50. Den første av disse fant sted i rom med etasjeskiller av betong, og den andre i rom med etasjeskiller av massivtre. Dette ga et godt sammenligningsgrunnlag for trinnlydisolasjon og luftlydisolasjon.

I COMSOL ble det modellert tre ulike etasjeskillere: én i bare betong, én i bare massivtre, og én i massivtre med påstøpt avrettingsmasse. Modelleringen viste seg å være tidkrevende, delvis på grunn av begrenset tilgang på tilstrekkelig datakapasitet. For å løse dette måtte modellene forenkles, noe som medførte at de ble mindre nøyaktighet.

Gjennom kombinasjonen av teoretiske studier, feltmålinger og simuleringer har forståelsen for lavfrekvent lyd blitt styrket. Resultatene fra feltmålingene indikerer at dagens standarder i liten grad er tilpasset utfordringer knyttet til lavfrekvent lyd. Målingene ved barnehagen viser at luftlydisolasjonen er innenfor kravene for begge etasjeskillerene, men trinnlydisolasjonen for massivtre ikke er innenfor kravene.

Simuleringene i COMSOL ble utført med nødvendige forenklinger, og gir derfor ikke entydige svar. Likevel gir de verdifull innsikt i hvordan ulike konstruksjoner reagerer på egenfrekvenser. Dersom man hadde gjennomført en laboratorietest med samme oppbygning som i COMSOL-modellene, kunne man sammenlignet resultatene mer direkte og vurdert om COMSOL gir tilstrekkelig nøyaktige resultater.

This bachelor's thesis addresses low-frequency sound transmission through separating floor structures. The aim has been to acquire knowledge about acoustic properties and low frequencies by doing theoretical studies, field measurements and simulations in the software COMSOL Multiphysics.

The increasing focus on environmental sustainability and efficient construction methods, have made cross-laminated timber (CLT) a popular material. This makes it even more important to understand its sound insulation properties. Throughout this project period, three field measurements were conducted in accordance with the Norwegian Standards. The first measurement was carried out in a residential house undergoing renovations. The results from this measurement were difficult to interpret, but the main purpose was to become familiar with the measurement equipment. The two subsequent measurements were performed in a kindergarten at Moholt 50|50. The first took place in rooms with separating floors of concrete, and the second in rooms with CLT floor structures. This allowed for a comparison of impact sound insulation and airborne sound insulation between the two materials.

In COMSOL, three different floor structures were modeled: one with only concrete, one with only CLT, and one with CLT and a screed. The modeling process proved to be time-consuming, partly due to limited computing resources. To address this issue, the models had to be simplified, which resulted in less accurate representations compared to real-world floor structures.

Through the combination of field measurements, simulations, and theoretical studies, the understanding of low-frequency sound transmission has improved. The results from the field measurements indicate that current standards inadequately address challenges related to low frequencies. Measurements at the kindergarten showed that airborne sound insulation met the requirements for both floor structures, while impact sound insulation in the CLT structure did not comply with the regulations.

The simulations in COMSOL were conducted with certain simplifications and therefore do not provide definitive results. Nonetheless, they offer valuable insight into how different building components respond to their natural frequencies. If a laboratory test had been conducted using the same components as the COMSOL models, it would have been possible to compare the results more directly and assess whether COMSOL provides sufficiently accurate results.