Ilmastoinnin aiheuttamat ääniongelmat opetustiloissa Kotkantien kampuksella

Abstract

Tässä työssä tutkitaan Oulun ammattikorkeakoulun Kotkantien kampuksen tiloissa esiintyviä ilmastoinnin aiheuttamia äänihaittoja, ja tarkoituksena oli selvittää äänihaittojen suuruus ja mahdolliset syyt. Tavoitteena oli laajentaa äänitasomittauksissa ja ääniongelmien selvittelyssä tarvittavaa tietopohjaa, selvittää ilmanvaihdon aiheuttaman äänitasot opetustiloissa, mallintaa MagiCAD-suunnitteluohjelmistolla yksi ilmastointilaitos ja verrata mallinnuksen avulla laskettuja äänitasoja mitattuihin tasoihin.

Työn tuloksina on esitetty mitatut ilmastoinnin aiheuttamat äänitasot työn kohteena olleen ilmanvaihtokoneen palvelualueen opetustiloista, mitatut ilmavirrat palvelualueen päätelaitteista ja tuotettu ilmastointilaitoksen mallinnus MagiCAD-suunnitteluohjelmistolla. Sivutuotteena syntyi Excel-laskentataulukko, joka laskee äänitaso- ja jälkikaiunta-aikamittausten tuloksista ilmastoinnin aiheuttamat keskiäänitasot sekä eräitä huoneakustisia suureita, ja esittää ne havainnollisesti.

Ilmastoinnin aiheuttamat äänitasot maksimi-ilmavirroilla normaalissa käytönajan mukaisessa tilanteessa olivat kaikissa mitatuissa opetustiloissa ohjearvoja suuremmat. Syiden selvittäminen osoittautui vaativaksi ja monitahoiseksi tehtäväksi. Vanhan ilmastointilaitoksen mallintaminen puutteellisilla lähtötiedoilla ilmavirtamittauksien perusteella ei johda täsmälliseen lopputulokseen, mutta antaa lähtökohdan asian jatkoselvittelyyn.

Mallinnuksen perusteella vaikutti siltä, että ilmanvaihtokoneen paineenkorotuksesta suuri osa hukataan kanaviston säätöpeltien painehäviöihin. Paineenkorotuksen pienentäminen ja tarpeettoman kuristussäädön poistaminen vähentäisi säätö- ja päätelaitteiden aiheuttamaa virtausmelua.

Tämän työn tekeminen on syventänyt ymmärrystä siitä, että ilmastoinnin ääniongelmien todellisten syiden löytäminen ja tilanteen korjaaminen vaatii asiantuntemusta LVIS-tekniikasta ja ainakin perustason osaamista akustiikasta. Mallinnuksiin ei voi luottaa sokeasti, vaan suunnittelijan on osattava arvioida järjestelmän ja sen osien äänentuoton suuruusluokkia ja teknisiä mahdollisuuksia.

The overall goal of this thesis was to improve the process for inspecting ventilation related noise problems. To achieve this, the following tasks were performed: reviewing literature regarding the subject, measuring the sound levels in certain classrooms on the Kotkantie campus, creating a computer model of the ventilation system serving those classrooms with MagiCAD, and comparing the model calculated sound levels to the sound levels measured on-site.

It was anticipated that sound levels in the sampled classrooms would exceed limits set by national regulation, and this was confirmed through the measured data. The goal of the process was to find out which factors were the root causes of this problem, which turned out to be a challenging task. Modeling an existing ventilation system based on inadequate initial data does not accurately predict actual noise levels, but such models might help in investigating the problem further.

To be able to understand the factors that contribute to noise issues of this sort, the designer must have a good understanding of how and why sound is generated within a ventilation system, and how it can be controlled. The designer cannot trust computer models blindly, and will be better able to diagnose noise problems by understanding the basics of acoustics.

The presented results include the measured sound levels, the airflows of terminal devices and the computer-based model of the system. Also included is an Excel spreadsheet that was created as a research aid. The spreadsheet calculates and visualizes sound levels, and some room acoustical parameters based on measurements