Akustisten käsitteiden ja parametrien sanasto

A-painotus on käyrä eli suodatin, joka muokkaa tietyssä ympäristössä mitattavia desibelejä ottamalla huomioon äänenvoimakkuuden, jolla me ihmiset havaitsemme äänen koko kuultavalla taajuusalueella – 20 Hz - 20 kHz. Kuuloherkkyytemme vaihtelee eri taajuusalueiden mukaan (olemme alttiimpia äänille keskitaajuusalueella 1 kHz - 5 kHz), joten jokaisella niistä on riittävä korjaus tämän huomioon ottamiseksi. A-painotetut mitat esitetään dB(A):na.

Ympäristömelu : tarkoittaa tietyn ympäristön jatkuvaa äänitapahtumaa, joka sisältää sekä hiljaisimmat että kovimmat äänet sekä niiden välillä esiintyviä satunnaisia tapahtumia. Se esitetään usein matemaattisesti L(A)eq,t-arvona.

Kaiuton kammio : ulkopuolelta eristetty tila, jossa on täysin vaimentavia seiniä, jotka pidättävät 100 % ääniaalloista. Kaiuttomassa kammiossa oleva henkilö kuulee vain suoraan kohti tulevan äänen ilman heijastuksia. Tämä helpottaa myös hyvin hiljaisten äänien, kuten ihmiskehon osien liikkuvien tai ajan kuluessa virtaavien äänien, kuten sydämenlyöntien, havaitsemista. Puoli- tai puolikaiuttomassa kammiossa on yksi kiinteä pinta, jota käytetään tyypillisesti raskaiden laitteiden, kuten autojen tai koneiden, kiinnittämiseen, mikä ei ole mahdollista täysin kaiuttomassa kammiossa, tai edustavampien olosuhteiden luomiseksi, esimerkiksi auto on aina heijastavalla tienpinnalla.

Taustamelu : tunnetaan myös nimellä 'jäännösmelu', ja viittaa hiljaisimpiin jaksoihin, jolloin meluympäristössä ei ole melun vivahteita tai ajoittaisia tapahtumia. Se esitetään matemaattisesti L(A)90,t-arvona.

Ctr : korjaus, jota sovelletaan tiettyihin akustisiin parametreihin matalataajuisen melun vaikutuksen huomioon ottamiseksi, esim. perus-kaksoislasitetun ikkunan Rw-arvo on 31, mutta korjauksen jälkeen Rw-arvo on 27 + Ctr. On ymmärrettävä, että vaikka korjaus esitetään summana, matalataajuinen melu heikentää elementin ääneneristyskykyä, joten korjaus on negatiivinen ja siitä johtuva arvo pienempi.

Desibeli : on ääni- (ja melutasojen) mittaamiseen käytetty yksikkö. Sen asteikko on logaritminen, mikä käytännössä tarkoittaa, että arvojen välinen suhde riippuu siitä, millä alueella arvot itsessään ovat asteikon sisällä. Yleisesti hyväksytään, että normaaleissa olosuhteissa ihmiset pystyvät havaitsemaan 3 dB:n muutoksia tasaisissa melutasoissa, kun taas 10 dB:n muutos havaitaan melutason kaksinkertaistumisena tai puolittumisena. Ympäristössä yleisesti esiintyvien melutasojen vaihteluväli on esitetty alla olevassa kuvassa 1.

Kuva 1. Tyypilliset melutasot

Sivuääni : ääni, joka kulkee epäsuorasti tilojen läpi joko erottavien elementtien, kuten putkistojen, kanavien tai sähkökaapeleiden, yli tai ympäri.

Taajuus : mitataan hertseinä (Hz), ja se ilmaisee, kuinka monta kertaa aalto vaihtelee sekunnissa. Äänen taajuus on suoraan verrannollinen kuulemamme äänenkorkeuteen – mitä korkeampi taajuus, sitä korkeampi äänenkorkeus.

Taajuuskaistat : ihmiskorva havaitsee ääniä 20 Hz:n ja 20 kHz:n välillä. Jotta näin laaja taajuusalue voidaan luokitella/ryhmitellä, otetaan käyttöön taajuuskaistat. Tämä on avainasemassa äänen vaikutusten ymmärtämisessä ympäristöönsä, sen ominaisuuksiin ja siihen reagointitapaan.

L(A)10,t : a-painotettu (A) melutaso, joka ylittyy 10 %:n ajan mittausjaksosta (t). Se mittaa äänekkäimmät jaksot, jolloin melutapahtumia esiintyy, ja jättää huomiotta hiljaisemmat jaksot.

L(A)90,t : tämä on a-painotettu (A) melutaso, joka ylittyy 90 %:n ajan mittausjaksosta (t). Se mittaa hiljaisempia "taustamelutasoja" melutapahtumien välillä, ja sitä kutsutaan usein taustamelutasoksi.

L(A)eq,t : on jatkuva a-painotettu (A) aikakeskiarvoinen äänenpainetaso tietyltä ajalta (t). Tätä käytetään yleisesti mittaamaan kaikkia ympäristön äänilähteitä, ja sitä voidaan kutsua ympäristömeluna.

L(A)max,F,t : on suurin a-painotettu (A) äänenpainetaso, joka on mitattu tietyllä aikavälillä (t), kun äänitasomittari on asetettu nopeaan toimintatilaan (F). Kun äänitasomittari on asetettu nopeaan tilaan, laitteen kalvo reagoi tason muutoksiin 125 ms:n alueella, mikä on todella reaktiivinen ja pystyy siksi mittaamaan jopa impulsiivisimmatkin äänilähteet.

Äänenvoimakkuus : mittaa ihmisen reaktiota ääneen ja liittyy subjektiiviseen käsitykseen äänen voimakkuudesta. Se ei yhdistä ainoastaan lähteen voimakkuutta, vaan myös taajuutta, koska ihmiskorva reagoi eri tavoin eri taajuusalueisiin ja on herkin äänille 1 kHz:n ja 5 kHz:n keskitaajuusalueella.

Resonanssi : tapahtuu, kun mekaaninen tai sähköinen järjestelmä värähtelee luonnostaan tietyllä nopeudella ja siksi heijastaa tietyn kohdennetun taajuuden, jonka voimakkuus voi vaihdella useiden tekijöiden, kuten tehovaatimusten tai järjestelmän muodon, mukaan.

Jälkikaiunta : on ilmiö, joka syntyy äänen heijastuessa ympäristön eri pinnoilta ja jota pidetään äänen jatkumona sen jälkeen, kun lähde on lakannut tuottamasta sitä. Jälkikaiunta-aika voi vaihdella merkittävästi tilassa riippuen siitä, kuinka heijastavia tai absorboivia pinnat ovat.

Jälkikaiunta-aika (RT) : on aika, joka äänilähteen heijastusten laskemiseen kuluu tietyn desibelimäärän verran. Yleensä joko 20 dB (RT20), 30 dB (RT30) tai 60 dB (RT60). Eri tilat vaativat erilaisia jälkikaiunta-aikoja, jotka ovat riittäviä niiden perustarkoitukseen nähden. Esimerkiksi pitkät jälkikaiunta-ajat ovat positiivisia konserttisaleille, koska ne mahdollistavat kaikille (riippumatta siitä, missä he sijaitsevat tilassa) elävän ja läsnäolevan esityksen havaitsemisen heijastamalla ääntä voimakkaasti kaikkialle. Toisaalta pitkät jälkikaiunta-ajat ovat negatiivisia koululuokissa, koska puheen ymmärrettävyys heikkenee valtavasti, mikä estää oppilaita ymmärtämästä kunnolla, mitä opettaja selittää, ja aiheuttaa lisää ongelmia.

Rw : laboratoriossa testattu äänenvaimennusindeksi – äänenvaimennuksen määrä testattuna heijastamattomassa ympäristössä, joka tunnetaan yleisesti nimellä 'akustinen laboratorio' tai 'kaiuttomat kammiot'.

Äänieristys : samalla tavalla kuin tiettyjen elementtien kyky vähentää tilojen läpi siirtyvän lämmön tai kylmyyden määrää, äänieristys kuvaa samaa kykyä, mutta sitä sovelletaan äänen ja melun siirtymiseen/vaimentamiseen.

Äänen tehotaso (SWL) : on lähteen lähettämän äänienergian jatkuva määrä ottamatta huomioon ympäristöä, jossa se sijaitsee.

Äänenpainetaso (SPL) : se voidaan ymmärtää äänen tehotason "seurauksena" ympäristössä. Äänenpainetaso ottaa huomioon tekijöitä, kuten äänen kulkeutumisväliaineen, etäisyyden kuuntelijaan ja ympäristön tai tilan kaikuisuuden.

Ln,f,w : reunaäänenvaimennuskyky paikan päällä testattuna – materiaalin reunaäänenvaimennuksen määrä testattuna heijastavassa ympäristössä lattiakokoonpanossa.

Ln,w : äänen siirtyminen lattiarakenteen kautta paikan päällä testattuna, mittaamalla äänitaso vastaanottavassa huoneessa – Tässä mittauksessa käytetään naputuslaitetta tuottamaan tunnettu naputustaso lattiarakenteen läpi ja mitataan sitten äänitaso viereisessä huoneessa. Iskuäänieristys mittaa viereisessä huoneessa kuuluvaa äänitasoa, kun naputuslaite on käytössä. Siksi mitä pienempi iskuäänieristysarvo on, sitä parempi suorituskyky.

ΔLw (Delta Lw) : tietyn materiaalin laboratoriossa testattu iskuäänenvaimennushyöty – iskuäänenvaimennushyödyn määrä, kun materiaali tai tuote lisätään lattiarakenteeseen. Mitä suurempi ΔLw-arvo on, sitä parempi suorituskyky. Tämä mittari on sopivin termi yksittäisille lattiaelementeille, kuten matolle tai puulattialle, jossa on akustinen tausta, koska se ei poista koko lattiarakenteen akustista suorituskykyä.

Dn,f,w : sivuäänenvaimennusindeksi paikan päällä testattuna – äänenvaimennuksen määrä keskittyen sivuääneen heijastavassa ympäristössä testattuna.

Dn,w : äänenvaimennusindeksi paikan päällä testattuna – erottavan väliseinän (kuten seinän) aikaansaama äänenvaimennusmäärä heijastavassa ympäristössä testattuna.

STC : laboratoriossa testattu äänenvaimennusindeksi – amerikkalainen versio Rw:stä, joka on eurooppalainen. STC-arvot eivät välttämättä vastaa Rw-arvoja, koska niissä käytetään eri taajuuksia tuotteiden määrittelyssä.

A : tarkoittaa absorptioalaa, joka on materiaalin absorptiokerroin kerrottuna sen pinta-alalla. Esimerkiksi jos maton kerroin on 0,3 ja pinta-ala 20 m2, niin elementin A = 6.

Luokat A–E : materiaalit luokitellaan imukyvyn mukaan, mikä tarkoittaa, että luokan A tuotteet ovat huomattavasti imukykyisempiä kuin luokan E tuotteet. Luokan A tuotteiden αw on yli 0,9.

Kuva 2. Äänenvaimennusluokat Suorituskyky

αw (absorptiokerroin) : arvo välillä 0–1, joka edustaa materiaalin absorptiokykyä. 1 on täysin absorboiva (ei päästä ääntä heijastumaan tai läpäisemään sitä) ja 0 on täysin heijastava. w tarkoittaa yksittäistä painotettua arvoa, joka tiivistää suorituskyvyn kaikilla äänitaajuuksilla.

d (diffuusiokerroin) : sen arvo vaihtelee välillä 0–1. Se kuvaa äänen heijastumisen tasaisuutta materiaalia vasten. Kertoimen arvolla 1 varustettu tuote sirottaa ääntä täysin tasaisesti ja kertoimen arvolla 0 varustettu tuote täysin satunnaisesti.

Yksityisyyskerroin : äänieristyskyvyn (tyypillisesti Dn,w) ja sisäympäristön melutason (dB LAeq) summan funktio. Jos esimerkiksi kahden kokoushuoneen välinen äänieristyskyky on 35 dB Dn,w ja herkimmän huoneen ympäristön melutaso on 40 dB LAeq, yksityisyyskerroin on 75. Yleensä alle 75:n yksityisyyskerroin johtaisi siihen, että puhe on "selvästi kuultavissa ja ymmärrettävissä" viereisessä huoneessa. Yli 80:n yksityisyyskerrointa pidetään hyvänä käytäntönä, jotta puhe ei kuulu huoneiden välillä, ja yli 85:n yksityisyyskerrointa suositellaan, jotta puhe ei kuulu lainkaan.

IL (Insertion Loss) : viittaa tasoeroon ennen ja jälkeen kohinanvaimennusjärjestelmän asentamisen.

NR (Noise Rating curve) : standardoitu menetelmä yhden arvon tuottamiseksi taustaäänen taajuusspektrille. Tyypillisesti sitä käytetään määrittämään suurimpia sallittuja ääniolosuhteita huonetyypeille suunnitteluprosessissa. NR:llä ei ole suoraa yhteyttä dB(A):han, mutta yleisenä nyrkkisääntönä NR ≈ dB(A) - 6.

Kiihtyvyys : materiaalin siirtymän muutosnopeuden mitta, jonka värähtelyn lähde (tai "heräte") aiheuttaa. Tyypillisesti kiihtyvyyttä käytetään laskemaan värähtelyn aiheuttama vaikutus desibeleinä.

Huippuhiukkasnopeus : materiaalin suurin siirtymänopeus, jonka värähtelylähde saa liikkeelle. Tätä yksikköä käytetään tyypillisesti arvioimaan mahdollisten rakennusvaurioiden tasoa.

Tärinäannoksen arvo : on tietyn ajanjakson aikana kertyneen värähtelyn mitta, joka antaa arvon, joka osoittaa ihmisen havaitsemiskynnyksen eli tärinälähteen aiheuttaman ärsytyksen.

Paikan päällä (heijastavassa ympäristössä) testattujen äänenvaimennusarvojen ero on 5–10 dB verrattuna laboratoriossa (heijastamattomassa ympäristössä) testattuihin arvoihin, koska niissä otetaan huomioon paikan päällä esiintyvät heikkoudet eli vuorovaikutus sellaisten tekijöiden kanssa kuin äänenvoimakkuus ja äänen kantamatilan jälkikaiunta.

Kuulokynnyksen ja korkeimman siedettävän äänenpaineen suhde on kymmenen miljoonaa yhteen. Melua mitataan siksi logaritmisella asteikolla, jotta tämä laaja vaihteluväli, jota kutsutaan desibeliksi (dB), voidaan ottaa huomioon. Melu määritellään ei-toivotuksi ääneksi, ja kuultavan äänen vaihteluväli vaihtelee noin 0 dB:stä 140 dB:iin.

Ihmiskorva pystyy havaitsemaan ääntä noin 20 Hz:n ja 20 kHz:n taajuusalueella, mutta sen vaste vaihtelee taajuuden mukaan ja se on herkin äänille 1 kHz:n ja 5 kHz:n keskitaajuusalueella. Melun mittaamiseen käytetyt laitteet painotetaan siksi taajuuskaistojen yli korvan herkkyyden kuvaamiseksi. Tätä kutsutaan A-painotukseksi ja se ilmaistaan dB(A):na.

Yleisesti hyväksytään, että normaaleissa olosuhteissa ihmiset pystyvät havaitsemaan tasaisen 3 dB:n melutasomuutokset, kun taas 10 dB:n muutos koetaan melutason kaksinkertaistumisena tai puolittumisena. Ympäristössä yleisesti esiintyvien melutasojen vaihteluväli on esitetty alla.

Useita eri indeksejä käytetään kuvaamaan melutason vaihteluita tiettyjen ajanjaksojen aikana. Tärkeimpiä indeksejä ovat:

Usein viitataan akustisiin mittauksiin, jotka tehdään 'vapaalla kentällä' tai 'julkisivulla'. Vapaan kentän mittaukset edustavat sijaintia, joka on yleensä vähintään 3,5 metrin päässä pystysuorista heijastavista pinnoista. Julkisivumittaus tehdään tai lasketaan 1 metrin etäisyydelle ulkoisesta julkisivusta, ja julkisivusta heijastuneen äänen huomioon ottamiseksi voidaan soveltaa jopa 3 dB:n korjausta. Jälkimmäistä sijaintia käytetään usein arvioitaessa ulkoisen melun vaikutusta kiinteistöjen asukkaisiin.