Impact Sound Insulation of Timber Floors Using Sand Infill

Abstract

Timber‐framed floors often exhibit inadequate low‐frequency impact sound insulation compared to heavy concrete slabs, limiting the wider adoption of multi‐storey wood construction. This study investigates the feasibility and performance of sand‐based infill layers both pure sand and sand–sawdust mixtures as passive mass–spring systems within lightweight intermediate floor cavities. A comprehensive literature review was first conducted to identify key parameters influencing impact sound transmission in timber floors, including joist spacing, cavity depth, resilient ceiling attachments, and surface mass.

Drawing on published measurement data and standardized testing methods (ISO 16283-2, ISO 10140-5, ISO 717-2), the acoustic benefits of granular infill were quantified across third‐octave bands from 50 Hz to 3150 Hz. Experimental floor configurations incorporating sand‐based mixtures were modelled analytically and compared to 150 mm concrete reference slabs.

Results demonstrated that adding a 40–85 mm layer of sand–sawdust mix can reduce normalized impact sound levels (L’n,w + CI₅₀-₂₅₀₀) by up to 5–8 dB in the 50–250 Hz range, effectively closing the low‐frequency gap with concrete floors. Practical considerations regarding moisture behaviour, cavity fill methods, and structural integration were also addressed. These findings suggest that sand‐based infill offers a cost‐effective, buildable solution to enhance impact sound insulation in timber‐frame mid‐ and high‐rise buildings.

Puurakenteiset välipohjat kärsivät usein heikosta matalataajuisesta askelääneneristyksestä verrattuna raskaaseen betonilaattaan, mikä on hidastanut puurakentamisen yleistymistä kerrostalorakentamisessa. Tässä tutkimuksessa selvitettiin hiekka- ja hiekkasahanpuruseosten käyttöä passiivisena massa-jousi -järjestelmänä välipohjarakenteen eristekerroksena.

Ensin tehtiin laaja kirjallisuuskatsaus, jolla tunnistettiin askeläänensiirtoon vaikuttavat keskeiset muuttujat, kuten palkkiväli, eristeen paksuus ja sijainti, joustavan kattokiinnityksen rakenne sekä pintamassan määrä. Julkaistujen mittausten ja standardoitujen testimenetelmien (ISO 16283-2, ISO 10140-5, ISO 717-2) pohjalta arvioitiin hiekkapohjaisten kerrosten akustinen vaikutus 1/3-oktaavikaistoilla 50–3150 Hz.

Analyyttiset mallit ja kokeelliset referenssivertailut 150 mm betonilaattaan osoittivat, että 40–85 mm paksu hiekka-sahanpuruseos voi parantaa askelääneneristystä 5–8 desibeliä matalilla taajuuksilla (50–250 Hz), vähentäen eroa betonilattiaan. Tutkimuksessa käsiteltiin myös kosteuden hallintaa, eristeen asennustekniikoita ja rakenteellista yhteensopivuutta.

Tulokset viittaavat siihen, että hiekkapohjainen eristekerros tarjoaa kustannustehokkaan ja toteutuskelpoisen ratkaisun puurakenteisten välipohjien askelääneneristystehon parantamiseksi puurakentamisessa.