Artikelförfattare: Klas Hagberg, Acouwood AB

Trä, i synnerhet KL-trä, ökar som konstruktionsmaterial i byggnader Användningen av trä förbättrar för-utsättningarna för en hållbar utveckling och en mer cirkulär ekonomi inom byggsektorn. Trä i stommen skapar fortfarande visst tvivel bland många utvecklare och ett problem är svårigheten att med rimliga dimensioner uppfylla motsvarande krav på ljudisolering som vi är vana vid efter lång historik med tunga betongstommar. Svårigheten ökar när byggnaderna är höga. För att exempelvis säkra ljudklass B blir väggarna tjocka eller så måste väl fungerande elastomerer installeras mellan de olika våningarna. Ofta behövs stora designmarginaler, eftersom elastomerer och dess akustiska effektivitet blir oklar när väggelementen är tätt sammanfogade av statiska skäl. Därför är det närmast en akustikers skyldighet att verka för att de krav vi ställer på ljudisolering i byggprocessen verkligen motsvarar behoven hos boende för olika byggnadskategorier. Vi skall inte sänka den övergripande kvaliteten, utan istället förfina kraven för att skapa rätt förutsättningar i varje enskild situation. För detta krävs ökad kunskap, särskilt när det gäller ljudstörningar hos olika boende / bostadskategorier.

Byggindustrin står inför stora miljöutmaningar när det gäller utsläpp av koldioxid. Ökad användning av trä kan bidra till att minska miljöpåverkan från byggbranschen och därför ser vi nu också hur träbyggnader snabbt blir allt vanligare och antalet våningar ökar stadigt. Träbyggnader är emellertid annorlunda jämfört med byggnader uppförda med traditionella stommar, vad gäller ljudspridning i stommen – mycket på grund av lägre vikt. Men det är uppenbart att också den traditionella betongindustrin kommer att möta liknande utmaningar. Nya lättare betonglösningar kommer in på marknaden (det har redan börjat) och vi kan förvänta oss nya akustiska prövningar när dessa konstruktioner ”slimmas”. Det är därför viktigt att vidareutveckla branschen och intensifiera samarbeten med myndigheter för en förfining av regelsystemet, inte minst för att uppmuntra till minskad miljöpåverkan, där byggbranschen snabbt behöver minska sina utsläpp. Just akustik/ljudisolering och de krav som ställs på byggnader har stor påverkan på dimensioner vilket innebär att byggreglerna måste vara väldigt korrekta och förutsägbara för att inte driva på byggkostnaderna i alltför hög grad på grund av ökade säkerhetsmarginaler. Därmed bör byggreglernas krav på ljudisolering bli än mer anpassade till upplevd störning men också ta hänsyn till den risk som bedöms finnas för uppkomst av ljud i de olika typer av byggnader vi producerar.

Grunden för hur regelverket inom akustik har utformats genom åren i olika länder, beror just av hur boende uppfattar ljud i en byggnad, men i ett vitt sammanhang. Nuvarande regler är fortfarande i huvudsak tillämpliga och anpassade för byggnader med tunga konstruktioner. För att säkerställa en korrekt byggnadsakustisk standard i bostäder i allmänhet, som täcker ett brett utbud av bostäder, är de flesta länder idag överens om att man ”som bas” bör använda väl avvägda nivåer i det utvidgade frekvensområdet (50-3150 Hz) enligt ISO 717: 2013 [1], [2], åtminstone för stegljudsisolering. För luftljudsisolering råder delade meningar. Dessa ställningstaganden stämmer också hyggligt väl (ej helt och hållet för luftljud) med det man enades om inom COST-nätverket COST TU 0901 [3].

Olika undersökningar genom åren har analyserats för att ta reda på antalet störda i olika bostäder på grund av dålig ljudisolering [4]. Dessa undersökningar är oerhört värdefulla och även användbara för framtida utveckling av regelverk, och för att bedöma behovet av ett utvidgat frekvensområde (mot låga och mycket låga frekvenser) i olika typer av framtida bostäder.

Olika boendeformer

På grund av den ökade aktiviteten inom träindustrin under de senaste fem åren, särskilt byggnader med KL-trä, kan ett ökat behov av ”regelutveckling” identifieras, inte minst då en stor andel av den produktion som görs idag, görs för relativt små lägenheter i moduler av trä. Sedan det 100 år gamla förbudet mot träbyggnader upphävdes 1994 har ett antal forskningsprojekt genomförts. Forskningen har täckt flera områden inom akustik, men den subjektiva upplevelsen av stegljud i träbyggnader har undersökts mer än andra typer av ljud. Slutsatserna från dessa undersökningar har varit att det fordras kanske än strängare krav än vad vi har i Sverige idag trots lågfrekvensvärderingen för stegljud från 50 Hz enligt ISO 717-2 [2]. Genom att fokusera än mer på låga frekvenser (ner till 20 Hz) har väldigt bra korrelation mellan objektivt ljudisoleringsmått och uppfattad ljudisolering kunnat påvisas.

Demografisk förändring av befolkningen, mer rörlighet och en uppenbar önskan om mindre lägenheter för olika grupper av människor gör det dock nödvändigt att forska mer kring olika boendeformer och behov av krav. Det är lite oroande vad som blir följderna, om alltför stränga krav på nya byggnader i allmänhet, används generellt för alla bostadsformer. Vi har ett ansvar att skapa bra bostäder till rimliga kostnader för slutanvändaren.

De forskningsresultat som berörts i [4] hänvisar alla till mer eller mindre ”normala bostäder”, givetvis med en mångfald invånare när det gäller ålder, kön och kulturvanor, men fortfarande en begränsad uppsättning bostäder. Lyssningstester som gjorts genomförs i många fall utan direkt koppling till den risk som finns att störande ljud faktiskt uppstår i specifika bostäder. I framtiden är det rimligt att tro att det kommer det att finnas mer behov av äldreboenden och samtidigt ökar andelen enmanshushåll sett i ett historiskt perspektiv. Studentboende är en annan typ av hushåll där kostnadsaspekten är mycket viktig och måste ingå i värderingen. Och en annan ”boendeform” är hotell som ibland blir delvis permanenta för att exempelvis tillhandahålla bostäder för forskare på annan ort. Vad behövs i dessa fall? Det enkla för en projektgrupp är att hänvisa till BBR eller ljudklass B för bostäder, för då är man säker, men behövs det? Vi har viss differentiering av regelverket idag men det finns betydligt mer att göra. Att anpassa byggregler för en typ av bostäder och sedan överföra dem till andra typer av bostäder med helt andra förutsättningar och använda dem som minimikrav kan innebära höga kostnader, utan att det ger några verifierade fördelar.

Frekvensområde

För att möta en utveckling med ny byggteknik är det viktigt att beakta ”rätt” frekvensområde i kravformuleringen som täcker in det område som kan ”störa”. Historiskt sett har låga frekvenser (under 100 Hz i detta fall) inte varit en del av utvärderingen inom byggnadsakustiken. Den nedre gränsen har nästan alltid varit 100 Hz och är så än idag även om många länder numera utvärderar ner till 50 Hz. Det finns självklart osäkerheter och svårigheter att förutse och mäta i ett utvidgat frekvensområde när man anger krav och utvecklar verktyg för modellering och prediktering. Men oavsett detta så är de minimikrav som Sverige har (från 50 Hz) ett bra utgångsläge som en grund (även om ännu lägre frekvenser kanske måste finnas med ibland). och det innebär följande mellan lägenheter:

• DnT,w+(C50-3150)≥ 52 dB
• L’nT,w och L´nT,w+CI,50-2500 ≤ 56 dB (±?)

Anpassningstermen för luftljudsisolering är satt inom parentes eftersom det möjligen kan behövas mer forskning för att bevisa att det verkligen behövs i alla typer av bostäder. Vid konferensen ICA 2019 i Aachen i september hölls en session om regelverk och där framkom att Finland nu ändrar sitt regelverk så att stegljud omfattar frekvenser från 50 Hz, dock inte för luftljud. Detsamma gäller Frankrike. De menar båda att det saknas tillräckligt vetenskapligt stöd för att kravet för luftljudsisolering verkligen behöver omfatta frekvenser från 50 Hz. Antag då att anpassningstermen inte fanns i Sverige, då skulle kravnivån sannolikt behöva höjas 3-4 dB. Å andra sidan, med erfarenhet från färdigställda byggnader, så skapar anpassningstermen för luftljud inte några stora problem, åtminstone med den kravnivå som gäller idag. Jämfört med stegljud så är luftljud lättare att förutsäga även för lätta konstruktioner och innan grundkraven minskar utan mer forskning, är det sannolikt bättre att hålla en bra standard, mot exempelvis hemmabioanläggningar med mycket ljud i låga frekvenser, åtminstone för de byggnader där risken för dessa ljud är påtagliga. För stegljud är det tveklöst så att vi skall fortsätta med höga krav i ett utvidgat frekvensområde och även sträva efter en klass högre (ljudklass B).

För specifika bostäder och vissa an-dra typer av byggnader (som berördes ovan, till exempel hotell / små bostäder / studentrum) bör dock kraven vidareutvecklas och undersökningar genomföras för att optimera nivåerna för sådana byggnader och de boende som de är avsedda för.

Små bostäder – exempel

I många projekt anger specifikationerna att ljudklass B enligt svensk standard SS 25267 ska uppfyllas. Ibland accepteras minimikraven (4 dB mindre stränga). Detta händer oavsett vilken typ av bostadsbyggnad som ska produceras. Det kan skapa lösningar med mycket tjocka väggar och golv om man väljer lätta stommaterial, jämfört med storleken på bostäderna / rummen, vilket också innebär att valet kommer att bli att man väljer en överdimensionerad (m.h.t. störning) tung homogen betongstomme för att klara kraven, se exempel nedan i figur 1. Endast ett fåtal kvadratmeter kan användas för att gå på, hur mycket ljud kan man generera (varje enhet är 12,5 m²)?

Små rum betyder mindre avstånd till ljudkällor (TV / radio / HIFI-utrustning), vilket möjligen minskar risken för hög ljudnivå i rummet. Hotell (mer eller mindre tillfälliga) är ofta inte ens utrustade med HIFI-utrustning. Det betyder också mindre möjlighet att skapa stegljud eftersom golvets yta är begränsad.

Små rum

Det har blivit vanligare att bygga kompakta lägenheter med sovrum med golvyta mindre än 10 m². För ca fem år sedan infördes nya mätmetoder (ISO 16283-1 och 2) för små rum med en volym på 25 m3 eller mindre. Ju mindre rum, desto svårare kan det bli att uppfylla ljudkraven enligt BBR. En anledning är att flanktransmissionen ökar då väggarnas ljudstrålande area ökar i förhållande till takets skiljeyta. I små rum med stor andel bärande flankerande väggar, kan det vara mindre effektivt att förbättra bjälklagets ljudisolering jämfört med i ett större rum där taket är den primära transmissionsvägen. En annan anledning är att den nya metoden inkluderar mätningar av ljudtrycksnivå i hörn, vilket kan ge markant högre värden på den uppmätta stegljudsnivån LnT,w,50 i små rum. Det är inte helt uppenbart att detta är ett adekvat sätt att utvärdera stegljudsisoleringen, enligt samma resonemang som ovan: Gångtrafiken är begränsad i ett litet rum. Sammantaget kan detta innebära att det i vissa fall blir svårt att nå minimikrav enligt BBR i små rum med trästommar. Om byggnaden ska miljöcertifieras ställs dessutom ofta krav på ljudklass B. Det nya sättet att mäta ger sannolikt mätningar med högre reproducerbarhet och lägre mätosäkerhet, men det finns en risk för att den praktiska konsekvensen för samhället är kontraproduktiv.

Hur gör vi för att ändra / anpassa krav så att miljövänligt byggande stimuleras?

Processen att ändra kravnivåerna i regelverk är väldigt lång jämfört med hur snabbt nya bostadsfabriker växer fram, det har vi sett inte minst inom COST nätverken TU0901 och FP0702. För att främja utvecklingen inom byggindustrin och för att minska riskexponeringen för bostadsutvecklare, men också för att inte riskera dåliga bostäder för de boende, kan en försiktig väg framåt vara att skapa viss acceptans för större avvikelse från minimikraven efter färdigställande, för vissa i förväg utvalda bostadsbyggnader / rumstyper. Det innebär att vi än så länge strävar efter att uppfylla samma ljudkrav men vi kanske vågar prova nya lösningar i större utsträckning. Ett alternativ skulle kunna vara att fastställa en riskanalys för vissa byggnadskategorier som innebär acceptans för eventuella underskridanden (till viss gräns). Det betyder att man behåller samma grundläggande krav-nivåer, men om en riskanalys utförs kan en större avvikelse godtas. Som ett motkrav ska mätningar utföras och delas med lokala myndigheter, och kanske ett enkelt frågeformulär efter 6 månaders användning för att inhämta information från de som bor i lägenheterna. En sådan försiktig ”ny regeltillämpning” skulle kunna fastställas av SIS arbetsgrupp för byggnadsakustik TK 197, inom ramen för en mindre uppdatering av SS 25267. Mer forskning är naturligtvis också viktig, parallellt.

Det finns flera anledningar att etablera ett väl genomtänkt regelsystem som främjar ny teknik, två viktiga kan dock vara:
o Uppmuntra fler utvecklare att prova nya byggsystem och utveckla ny framtida teknik för mer miljövänliga och hållbara byggnader, byggbranschen behöver detta.
o Om fler vågar kan ingenjörsmässiga metoder för prediktering av ljudisolering hos lätta konstruktioner, och andra nya konstruktioner som med säkerhet kommer att utvecklas, komma till stånd snabbare. Möjligheten att förutsäga byggnaders ljudisolering måste vidareutvecklas och tillgängliggöras för ingenjörer och lärprocessen kräver praktisk erfarenhet och ”input” från verkliga byggnader.
• det kommer att resultera i förbättrad noggrannhet och bättre träffsäkerhet mot upplevd störning vad gäller prediktering över tiden.

Slutsats

Akustiska krav har stor inverkan på byggnadens design och dimensioner. Kraven måste därför vara än mer anpassade efter risk för störning beroende på boendeform. Och vi behöver olika typer av nya bostadsbyggnader där utvecklarna kan känna sig trygga att de uppfyller en hög standard till rimligt pris och där de boende känner sig tillfreds med ljudklimatet och den kostnad de måste bära för sin bostad. Ibland måste man ifrågasätta vilka krav vi ställer eftersom de sannolikt inte alltid svarar mot den risk för störning som kraven är utvecklade för, åtminstone finns anledning att misstänka det. Och vi måste kunna förutsäga vad som kommer att uppnås utan stora säkerhetsmarginaler så att kostnaden inte skenar alltför tidigt i projektet.

Referenser

[1] ISO 717-1 (2013). Acoustics – Rating of sound insulation in buildings and of building elements – part 1, Airborne sound insulation.
[2] ISO 717-2 (2013). Acoustics – Rating of sound insulation in buildings and of building elements – part 2, Impact sound insulation.
[3] Rasmussen B, et.al. COST Action TU 0901, Towards a common framework in building acoustics throughout Europe. ISBN 978-84-616-7124-3 (2013).
[4] Hagberg K. Management of Acoustics in Lightweight structures. PhD thesis May 2018; Lund Sweden, ISBN 978-91-7753-601-7.

Artikeln är publicerad i Bygg & teknik nr 8/19