Hur sprids stegljud i trähus?
Var femte person som bor i lägenhet störs av sin granne enligt hyresgästföreningen. Detta är oberoende av byggnadsmaterial. Däremot är det vanligare att boende i trähus upplever att deras hus inte är lika bra som ljudklassen indikerar. Men hur sprids egentligen ljudet från en lägenhet till en annan? Går det att göra en datamodell på hur ljudvibrationer fortplantas?
När byggreglerna ändrades 1994 var det återigen möjligt att utforma byggnader med flera våningar med en lastbärande struktur av trä. Konstruktioner av trä har framförallt problem med lågfrekvent stomljud såsom stegljud. Lågfrekvent ljud betyder frekvenser upp till 250 Hz. Ljud över ungefär 100 Hz kan man påverka med hjälp av till exempel fria undertak eller flytande golv. Mer kunskap krävs om området därunder och därför ligger fokus i denna avhandling på ljud mellan 20 och 120 Hz.
Åsa Bolmsvik har gjort mätningar av accelerationer i trähus både i laborativ miljö och i bostadshus. I laborationsmiljö har tester gjorts med eller utan elastiska material i knutpunkterna mellan golv och vägg, för att studera hur ljud och vibrationer kan dämpas av dem. Därefter har beräkningar gjorts med olika finita element modeller.
– Avhandlingen är ett steg på vägen för att skapa en modell av verkligheten som kan hjälpa oss att konstruera hus på så bra sätt som möjligt med hänsyn till ljudproblem säger Åsa Bolmsvik.
Det finns olika sätt att begränsa spridningen av stomburet ljud i trähus, men vanligen använder man materialet elastomerer som placeras mellan våningsplanen. I Åsas två laboratorieexperiment utvärderades olika konstruktioner (bland annat med elastomerer) med hjälp av experimentell modalanalys (EMA). I en EMA fås egenmoder och dämpning hos strukturerna. Dämpningen visar sig variera kraftigt med frekvens. Extra stora variationer registreras när en elastomer användes i knutpunkten mellan golv och vägg. Genom att förändra i knutpunkten förändras strukturens dynamiska beteende och därmed fås olika ljudupplevelser i rummet.
– En önskan vore att konstrukturer på sikt ska kunna modellera upp en konstruktion bestående av olika byggblock och kunna förutsäga vilken ljudupplevelse brukaren får, säger Åsa Bolmsvik.
Ett steg att nå dit är att få datamodeller att stämma överens med experimentella försök.
Resultaten i denna doktorsavhandling ger förståelse för hur knutpunkter i träkonstruktioner beter sig och kan simuleras med finit elementmodellering. Vidare kan resultaten bidra till utvecklingen av FE-modeller som kan användas för att kunna se de akustiska effekterna redan under konstruktionsstadiet. Dock behövs ytterligare forskning inom området.
Åsa Bolmsvik är född och uppvuxen i Örebro, men flyttade sedan till Göteborg där hon läste till civilingenjör på Väg- och Vatten på Chalmers. Därefter jobbade Åsa som konstruktör på VBK och som teamledare på SKF innan hon flyttade till Växjö för att påbörja sina doktorandstudier. Parallellt med studierna undervisar Åsa på byggprogrammen vid Linnéuniversitetet.
Avhandlingen ” Structural-acoustic vibrations in wooden assemblies: Experimental modal analysis and finite element modelling” försvaras fredagen den 15:e mars. Opponent är Professor Anders Ågren, verksam vid Luleå Tekniska Universitet.
