Ilmanvaihtokoneen vaipan läpi tulevat äänet – mitä äänitasot todella kertovat?

Tiivistelmä

Ilmanvaihtokoneen vaipan läpi tulevalle äänelle ei ole enää yhtä yksiselitteistä desibelirajaa, mutta äänitasolla on edelleen merkitystä — painopiste on siirtynyt ilmoitustavan vertailukelpoisuuteen. Tämä artikkeli käy läpi äänen tehotason (Lw) ja äänen painetason (Lp) eron, miksi tehotaso on vertailukelpoisempi ja läpinäkyvämpi lähtökohta kuin tietyltä etäisyydeltä ilmoitettu painetaso, ja miten Vallox mittaa äänitasot omassa audiolaboratoriossaan. Artikkeli on tarkoitettu suunnittelijoille ja muille asiantuntijoille, jotka vertailevat ilmanvaihtokoneiden äänitasoja ja arvioivat niiden vaikutusta asumismukavuuteen.

1. Ongelman kehystys

Nykyiset rakentamista ja asumismukavuutta koskevat ohjeet ja määräykset eivät enää määrittele yhtä yksiselitteistä desibelirajaa ilmanvaihtokoneen vaipan läpi tulevalle äänelle. Tämä herättää usein kysymyksen: onko äänitasoilla enää merkitystä? Vastaus on selkeä: on.

Yksittäisen lukuarvon sijaan painopiste on siirtynyt kokonaisuuden arviointiin ja mittaustapojen vertailukelpoisuuteen. Äänitasojen mittaaminen asuinympäristössä on käytännössä haastavaa, sillä mittaustuloksiin vaikuttavat voimakkaasti taustamelu, huoneakustiikka ja mittauspaikka. Vaikka itse mittaus on teknisesti helppoa toteuttaa, on usein vaikeaa erottaa, kuinka suuri osa mitatusta äänestä tulee ilmanvaihtokoneesta ja kuinka suuri osa ympäristöstä.
Tämä kehitys on monella tapaa järkevää, mutta samalla se korostaa valmistajien vastuuta ilmoittaa äänitasot avoimesti ja vertailukelpoisella tavalla.

Mistä ilmanvaihtokoneen vaipan läpi tuleva ääni muodostuu?

Ilmanvaihtokoneen vaipan läpi tulevaan äänitasoon vaikuttavat useat tekijät:

• Massavaimennus: vaipan rakenne, materiaalit ja paino.
• Koneen sisäinen suunnittelu: komponenttien sijoittelu ja värinänhallinta.
• Puhaltimien tyyppi ja laatu.
• Puhaltimien kierrosnopeus ja käyttöalue.

Yksi keskeinen käytännön havainto on, että alimitoitettu ilmanvaihtokone käy usein suuremmilla kierrosnopeuksilla, mikä nostaa sekä ilmavirran aiheuttamaa ääntä että rakenteiden värähtelyä. Harva on koskaan harmitellut liian suurta ilmanvaihtokonetta, mutta alimitoitetuista koneista kuulee valituksia säännöllisesti — erityisesti äänitasojen osalta.

2 Menetelmä / periaate

Äänen tehotaso ja äänen painetaso – mikä niiden ero on?

Ilmanvaihtokoneiden äänitasot ilmoitetaan tyypillisesti joko äänen tehotasona (Lw) tai äänen painetasona (Lp). Näiden kahden käsitteen ero on keskeinen ymmärtää.

Äänen tehotaso kuvaa itse äänenlähteen tuottamaa kokonaisääntä, eikä se riipu mittausetäisyydestä tai ympäristöstä. Äänen painetaso sen sijaan riippuu etäisyydestä, huoneen akustiikasta ja mittausolosuhteista.
Asiaa voi havainnollistaa yksinkertaisella vertauksella: 60 watin hehkulamppu kuluttaa 60 wattia riippumatta siitä, tarkastellaanko sitä yhden vai kymmenen metrin etäisyydeltä. Sen sijaan koettu kirkkaus on näissä kahdessa tilanteessa hyvin erilainen. Samalla tavalla äänen tehotaso pysyy samana, mutta äänen painetaso muuttuu etäisyyden kasvaessa.

Äänen vaimeneminen etäisyyden funktiona

Äänen painetaso pienenee etäisyyden kasvaessa. Vapaakenttäolosuhteissa, kun äänilähde oletetaan pistemäiseksi ja ääni leviää pallomaisesti joka suuntaan, äänen painetaso etäisyydellä r voidaan arvioida yleisellä akustiikan kaavalla:

Lp = Lw − 20 · log₁₀(r) − 11

missä Lp ja Lw ovat desibelejä [dB] ja r on etäisyys äänilähteestä metreinä [m].

Kaava osoittaa, että äänen painetaso riippuu voimakkaasti mittausetäisyydestä, kun taas äänen tehotaso on koneen oma ominaisuus eikä riipu mittauspaikasta. Tämän vuoksi osa valmistajista ilmoittaa vaipan läpi tulevat äänet esimerkiksi 3–5 metrin etäisyydeltä koneesta. Vaikka tällainen ilmoitustapa ei ole sinänsä virheellinen, se voi antaa harhaanjohtavan kuvan koneen todellisesta äänitasosta.

Äänen tehotason ilmoittaminen tarjoaa tästä syystä vertailukelpoisemman ja läpinäkyvämmän lähtökohdan eri koneiden äänitasojen arviointiin. Kun äänen tehotaso tunnetaan, voidaan äänen painetaso laskea luotettavasti eri etäisyyksille ja eri tiloihin yllä olevalla kaavalla.

Miten äänet tulisi ilmoittaa?

Periaatteessa ei ole ratkaisevaa, ilmoitetaanko ilmanvaihtokoneen vaipan läpi tulevat äänet tehotasoina vai painetasoina. Kun toinen tunnetaan, voidaan toinen laskea.

Käytännössä äänen tehotason ilmoittaminen on kuitenkin kaikkien osapuolten kannalta järkevämpi lähtökohta. Se ei riipu etäisyydestä, mahdollistaa eri koneiden reilun vertailun ja antaa suunnittelijalle aidosti käyttökelpoisen tiedon. Tämän lisäksi voidaan hyvin ilmoittaa myös äänen painetaso tietyllä etäisyydellä.

Valloxin audiolaboratorio – äänen mittaaminen oikein

Muutama vuosi sitten Valloxille rakennettiin oma audiolaboratorio, koska jo silloin tiedostettiin, että ilmanvaihtokoneiden äänitasoihin on kiinnitettävä entistä enemmän huomiota.

Valloxin audiolaboratoriossa mittaukset tehdään kaiuntahuoneessa, jossa äänen energia jakautuu tasaisesti koko tilaan. Näin mitataan äänen tehotaso riippumatta mittauspisteestä. Tämä mahdollistaa luotettavan ja vertailukelpoisen äänidatan.
Mittaukset tehdään oktaavikaistoittain, ja näistä lasketaan lopuksi A-painotettu keskiarvo.

Mitä tarkoittaa A-painotettu äänitaso?

Kun äänitaso ilmoitetaan A-painotettuna, mittaustulosta on muokattu vastaamaan paremmin sitä, miten ihminen todellisuudessa kuulee ääniä. Ihmiskorva ei ole yhtä herkkä kaikille taajuuksille: erittäin matalat ja erittäin korkeat äänet koetaan yleensä hiljaisempina kuin keskitaajuudet, vaikka mittalaite rekisteröisi ne yhtä voimakkaina.

A-painotus huomioi tämän vaimentamalla matalia ja korkeita taajuuksia ennen kuin äänitaso lasketaan yhdeksi luvuksi. Näin saatu A-painotettu arvo vastaa paremmin ihmisen kokemusperäistä äänenvoimakkuutta kuin mittaustulos ilman painotusta.

3. Sovellusesimerkki

Seuraava esimerkki havainnollistaa edellä esitetyn kaavan käyttöä ja sitä, miksi lyhyeltä etäisyydeltä ilmoitettu äänitaso voi antaa todellisuutta edullisemman kuvan.

– Lähtöarvo: äänen tehotaso Lw = 43 dB(A) (esimerkkiarvo).
– Oletus: vapaakenttäolosuhteet, pistemäinen äänilähde.

Äänen painetaso siis pienenee nopeasti etäisyyden kasvaessa: kolmen metrin etäisyydellä painetaso on noin 23 dB(A), mutta enää noin 18 dB(A) viiden metrin etäisyydellä. Tästä syystä 5 metrin etäisyydeltä ilmoitettu arvo voi näyttää houkuttelevammalta kuin lähempää mitattu tai laskettu arvo, vaikka molemmat kuvaavat samaa konetta. Kun sen sijaan äänen tehotaso Lw ilmoitetaan, suunnittelija voi itse laskea painetason juuri siihen etäisyyteen ja tilaan, joka on oman kohteen kannalta olennainen.

4. Suunnittelusuositus

• Vertaile ilmanvaihtokoneita äänen tehotason (Lw) perusteella. Tietyltä etäisyydeltä ilmoitettu painetaso (Lp) ei sellaisenaan sovi koneiden keskinäiseen vertailuun, koska se riippuu etäisyydestä, huoneen akustiikasta ja mittausolosuhteista.
• Pyydä tehotaso, jos valmistaja ilmoittaa vain painetason. Jos ilmoitettu on vain tietyltä etäisyydeltä (esim. 3–5 m) mitattu painetaso, pyydä lisäksi äänen tehotaso Lw, jotta voit laskea painetason omaan kohteeseesi sopivalle etäisyydelle.
• Älä alimitoita ilmanvaihtokonetta. Alimitoitettu kone joutuu käymään suuremmilla kierrosnopeuksilla, mikä nostaa sekä ilmavirran ääntä että rakenteiden värähtelyä ja johtaa todennäköisemmin äänitasoja koskeviin reklamaatioihin.
• Suosi standardoidusti mitattua, A-painotettua äänitasoa. Kaiuntahuoneessa tai vastaavassa standardoidussa menetelmässä mitattu, A-painotettuna ilmoitettu tehotaso on vertailukelpoisempi kuin yksittäisessä kohteessa tehty kenttämittaus.

Sudenkuopat:

• Mittaustuloksiin asuinympäristössä vaikuttavat voimakkaasti taustamelu, huoneakustiikka ja mittauspaikka, joten yksittäinen kenttämittaus ei aina kuvaa luotettavasti konetta itseään.
• Määräykset eivät enää anna yhtä yksiselitteistä desibelirajaa, joten pelkkä ”määräysten mukainen” ei vielä takaa hyvää koettua äänitasoa.
• Ihmiset kokevat äänet eri tavoin: vaikka mitattu äänitaso olisi täysin hyväksyttävä, yksittäiset taajuudet voivat silti häiritä joitakin käyttäjiä. Tästä syystä äänitasoihin kannattaa mitoittaa mieluummin varman päälle.

Hyvä äänitaso ei ole vain määräysten täyttämistä – se on olennainen osa asumismukavuutta ja laadukasta ilmanvaihtoa.

5. Viitteet ja liittyvät dokumentit

• MyVallox-tuotedokumentaatio
• tuotekohtaiset äänitasotiedot (nämä saadaan esim. MyVallox-valintaohjelmasta).