Äänen eteneminen ilmanvaihtokanavistossa

Abstract

Lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmät tuottavat melua käyttökohteissaan, kuten rakennuksissa ja laivoissa. Syntynyt melu etenee ilmanvaihtokanavistoa pitkin oleskelutiloihin. Tässä työssä tutkitaan etenevän äänen kehittymistä ilmanvaihtokanavistossa. Työn tavoitteena on laatia ja käyttöönottaa laskenta, jonka avulla voidaan arvioida äänen vaimenemista erilaisissa ilmanvaihtokanavistoissa. Työn kirjallisuuselvitysosa esittelee ääneen ja sen etenemiseen liittyvän perusteorian sekä perehdyttää laskentamenetelmiin, joilla äänenpaineen kehittymistä ilmanvaihtokanavistossa voidaan arvioida. Selvityksessä havaittiin, että kirjallisuudessa esitetyt laskentamenetelmät ovat osittain ristiriitaisia ja puutteellisia. Useiden ilmanvaihtokanaviston komponenttien äänenvaimennusarvoja ei ole saatavissa kirjallisuudessa lainkaan. Alan tutkimuksissa ei käsitellä kanavistoja, jotka sisältävät useita peräkkäisiä kanavistokomponentteja. Kirjallisuuselvityksessä kerätyn tiedon perusteella laaditaan laskentakaavio äänenpaineen vaimenemisen arviointiin ilmanvaihtokanavistossa. Laaditun laskentakaavion avulla voidaan arvioida äänen vaimenemista ilmanvaihtokanavistossa, joka sisältää suoraa kanavaa, käännöksiä ja haarautumia. Työn kokeellisessa osassa testataan äänen vaimenemista ilmanvaihtokanaviston käännöskappaleissa ja verrataan mitattuja arvoja standardissa VDI 2081 esitettyihin käännösvaimenemisen taulukkoarvoihin. Käytetty testikanavisto sisältää enemmän käännöskappaleita, kuin aiemmissa tutkimuksissa käytetyt kanavistot. Tutkimus osoittaa, että mitattu äänen vaimeneminen kanaviston käännöskappaleissa ei vastaa standardissa VDI 2081 esitettyjä käännösvaimenemisen taulukkoarvoja. Mitattu käännösvaimeneminen oli selvästi vähäisempää, kuin standardi esittää. Tutkimuksen perusteella useat peräkkäiset kanavistokomponentit vaikuttavat toistensa kykyyn vaimentaa ääntä. Tulos on ristiriidassa nykyisen laskentamenetelmän kanssa, jossa useiden komponenttien aiheuttama yhteisvaimennus lasketaan yksinkertaisesti summaamalla. Tutkimuksessa löydettiin äänen vaimenemisen terssikaistoittaisesta spektristä huippukohta, joka sijoittuu soittotaajuuden sisältävälle terssikaistalle. Havainto pystyttiin toistamaan kahdella eri halkasijaisella kanavistolla. Vastaavaa äänen vaimenemisen huippukohtaa ei huomioida alan kirjallisuudessa. Tutkimuksen perusteella äänen vaimenemisen arviointi tällä hetkellä käytössä olevilla laskentamenetelmillä on epätarkkaa etenkin, jos tutkittava kanavisto sisältää useita peräkkäisiä kanavistokomponetteja.