Heliisolatsioon

Heliisolatsiooniks nimetatakse meetmeid heliallika või heliallikate tekitatud helirõhu vähendamiseks antud helide tajuja suhtes. Ehitusakustikas takistab heliisolatsioon heli kostmist ühest ruumist teise.

Isoleerimine

Heli võib levida läbi ehitustarindite nagu seinad ja põrandad. Heli võib tarindi võnkuma panna ja tarindi võnkumine tekitab vähendatud intensiivsusega heli teisel pool tarindit. Heli kandumist ühest ruumist teise ruumi nimetatakse heliülekandeks. Heliisolatsiooni eesmärk on heliallika tekitatud heli valjuse vähendamine selle vastuvõtja suhtes. Helide isoleerimisel eristatakse erinevate meetmete ja iseloomu tõttu õhuheliisolatsiooni ja löögiheliisolatsiooni. Tarindite õhuheliisolatsioon on mõeldud heliallikate jaoks, mis pole tarinditega otseses kontaktis. Tavapäraseks õhuheliks mida isoleeritakse on näiteks inimkõne ja löögiheliks inimeste sammude müra.

Heliisolatsiooni kasutatakse soovimatute helide ehk müra vähendamiseks või tõkestamiseks. Õhuheli isoleerimiseks on mitmeid võimalusi. Näiteks planeerimise faasis teadaolevate valjude heliallikate kaugemale paigutamine võimalike vastuvõtjate suhtes. Veel on võimalik paigaldada helitõkkeid, ehk heli peegeldavaid ja/või helineeldematerjale. Lisaks on oluline vastavalt olukorrale piisava heliisolatsiooni võimekusega ehitustarindite ja sõlmede valimine.

Tarindi õhuheliisolatsioonivõime

Õhuheliisolatsioonivõime või lühemalt heliisolatsioonivõime $R$ [dB] tehakse kindlaks võimsuste suhte kümnendlogaritmina järgmiselt:

$R=10\log _{10}{\frac {W_{i}}{W_{t}}}$,

kus $W_{i}$on tarindile langev helivõimsus. Tarindile suunatud helivõimsus tekitab võnkeid, mis omakorda kiirgavad helivõimsuse $W_{t}$tarindi teisele küljele. Heliisolatsioonivõimele võidakse saada mistahes positiivne dB-väärtus. Hea heliisolatsioonivõime tähendab, et läbi tarindi kandub võimalikult vähe helienergiat ehk $R$ dB väärtus on võimalikult suur. Heliisolatsioonivõime mõistel on analoogia laiema mõistega: edastamise kadu.

Ühest tükist koosnevate tarindide, näiteks betoonist seina korral järgib läbivus massitoimeseadust. Ehk mida massiivsem on tarind, seda väiksem kogus heli sellest läbi jõuab. Kergete tarindide korral, mis koosnevad mitmest kihist, nagu näiteks kipsseinad, kehtib võnkumise massiseadus. Kui kasutatakse väga tõhusalt summutavat materjali, näiteks kivivilla, kahe seinakihi vahel, siis heli isoleerimise võime suureneb. Mida laiemad õõnsused villal on, seda suuremat kasu kivivill toob. Võrreldes tühjade õõnsustega on täidetud õõnsuste korral tavaliselt võimalik saavutada 5–10 dB tõus R ühikus.

Kui tarind koosneb mitmest elemendist – näiteks sein akende ja uksega. Sel juhul on igal elemendil oma heli edastamise omadused ning tuleb arvutada üldine helivähendamise indeks. Helivähendamise indeks aukude ja pilude jaoks on võrdeline 0 dB.

Pilude ja aukude mõju võib sellegipoolest olla tähtis, näiteks ühenduskohad kahe seina vahel, vahed uste ja akende ümber ilma tihenditeta. Kui piludesse on paigaldatud akustiliselt summutav materjal, annab see kokku kõrgema helivähendamise indeksi pilude jaoks.

Läbilõige standardi kohasest löögimasinast löögiheliisolatsiooni mõõtmiseks

Löögiheliisolatsioon

 Pikemalt artiklis Löögiheliisolatsioon

Löögiheli on struktuuriheli, mis tekib näiteks kõndimisest, esemete kukkumisest ja mööbli ümberpaigutamisest. Seega on löögiheli korral olemas otsene kontakt tarindiga. Kontakti (löögi) tagajärjel paneb tarind ümbritseva õhu võnkuma ja seda kuuldakse teispool tarindit õhuhelina. Enamasti mõõdetakse löögiheliisolatsiooni lähteruumi alla jäävas ruumis, kuid teatud juhtudel mõõdetakse löögiheliisolatsiooni kõikides lähiruumides, ka ruumiga diagonaalselt paiknevates. Löögiheliisolatsiooni mõõtmiseks kasutatakse löögimasinat, milles on viis 0,5 kg haamrit, mis kukuvad põrandale 40 mm kõrguselt. Helirõhutaset mõõdetakse vastuvõtvas ruumis standardi ISO 140-6 (laborimõõtmised) või ISO 140-7 (hoones mõõtmine) kohaselt tertsribade kaupa sagedustel 100–3150 Hz.

Ülekandumine

Ülekandumise kao või heli vähendamise indeksit R dB kasutatakse efektiivsuse mõõtmiseks, seina, põranda, ukse või teise heli läbimist piirava elemendi suhtes. Ülekandumine varieerub sagedusega ning kadu on suurem kõrgetel sagedustel. Heli ülekandumise kadu mõõdetakse mõõtühikuga detsibell (dB). Mida suurem on ülekande kadu seinas, seda paremini toimib sein soovimatu müra vähendajana.

Summutamine

Summutamine tähendab heli resonantsi vähendamist ruumis, neelates helilaineid või neid peegeldades. Heli neelamine vähendab üldist mürataset, kuid heli peegeldamine ehk ümbersuunamine muudab heli kahjutuks või isegi kasulikuks, vähendades heli siduvust omavahel. Summutamisega saab vähendada akustilist resonantsi õhus, või mehaanilist resonantsi ruumis endas või selles olevates elementides.

Kaugus

Heli lainete energiatihedus väheneb, kui need laiali jaotuvad, seega heli vastuvõtja ja tekitaja vahelise kauguse suurendamine tekitab olukorra, kus heli vastuvõtjale jõuab väiksema intensiivsusega heli. Tavapärases kolmemõõtmelises süsteemis, kus on heli allikas ja heli vastuvõtja, jaotatakse helilainete tugevus laiali allikast lähtuvalt pöördvõrdelise kauguse pöördväljaga.

Helineelduvus

 Pikemalt artiklis Helineelduvus

Kuigi helineeldematerjale kasutatakse peamiselt ruumide järelkõla kestuse vähendamiseks, on neil suur mõju ka heliisolatsioonile. Helineelduvuse korral kandub osa tarindilt peegelduvast ja teda läbivast helilaine energiast soojuseks. Seejuures on heli neeldumisel tarindis eri liiki materjalide korral erinevad toimemehhanismid. Materjali helineelduvust iseloomustab helineelduvustegur, mis määratakse erinevates sagedusribades, moodustades materjali akustilise neeldumisprofiili.

Peegeldumine

Kui helilained tabavad mingisugust pinda, peegelduvad need sõltuvalt sellest, milline on pind. Betooniga kokkupuutel erineb heli tagasi peegeldumine suurel määral sellest, mis on näiteks kokkupuutel pehmema pinnaga (nt klaaskiud). Välises keskkonnas näiteks maanteede ääres, kasutatakse tihti heli summutamiseks müraseinu või paneele, mis peegeldavad heli ülespoole.

Ruumisisene ruum

Ruumi sees oleva ruumi meetod on üks heliisoleerimise viis, kuidas tagada heli edasilevik, väljaspool käesolevat ruumi. Enamik vibratsioone/helisid kandub ruumist väljapoole mehaanilisel teel. Vibratsioon suudab läbida otse kivi- ja puitseinad ning muud jäigad tarindielemendid. Kui vibratsioon jõuab näiteks laeni, põrandani või aknani töötab see justkui heli võimendajana ning seda on tunda või kuulda ka teises ruumis. Mehaaniline edasikandumine on palju kiirem, efektiivsem ja võimendub teiste elementide poolt tõhusamalt kui sama tugevusega lained, mis levivad õhu kaudu. Akustilise vahu ja teiste heli neelavate vahendite kasutamine ei ole tõhus viis edastatud vibratsiooni tõkestamiseks. Soovitatakse katkestada igasugune ühendus vibratsiooni tekitava ruumi ja selle ümber oleva keskkonna vahel. Seda nimetatakse akustiliseks eraldamiseks. Ideaalne eraldamine hõlmab nii jäikade materjalide kui ka õhu kaudu levivate vibratsioonide kõrvaldamist. Seega kontrollitakse sageli ka õhuvoolu ruumis. Sellisel eraldamise viisil kehtivad ka ohutusnõuded. Ruumis peab olema tagatud ventilatsioon ning gaasil põhinevaid kütteseadmeid ei tohi kasutada.

Heli tühistamine

Heli tühistavad generaatorid on tänapäevane innovatsioon. Heli tuvastamiseks kasutatakse mikrofoni ning heli analüüsitakse arvutiga. Seejärel tekitatakse helilaineid vastupidise faasiga (180˚ faasiga kõikidel sagedustel) ning need edastatakse läbi kõlari. See lõhub helilained neile vahele segades ning tühistab enamiku mürast.

Nipid kodu helipidavaks muutmisel

Vähenda müra

Müra saab vähendada, näiteks ostes mõne uue seadme koju, juhul kui selleks tekib vajadus. Seadmete tootjad on müraprobleemiga kursis ning kindlasti uuemad mudelid on kõvasti vaiksemad võrreldes vanematega. Tavapäraste koduste seadmete, nagu nõudepesumasina, ventilaatorite ja teiste masinate vahe müra tekitamisel on märgatav, kui võrrelda uut ja vana mudelit.

Veendu ka, et su seadmed oleksid korrapäraselt hooldatud ja töötaksid korrektselt. Kui miski töötab liiga valjult, tuleb seda arvatavasti parandada.

Kasuta heli summutavaid materjale

Kõvad pinnad peegeldavad helilaineid. Pehmed neelavad neid.

Selleks, et helilained ruumis lihtsalt edasi-tagasi ei peegelduks. Kasuta kõvade materjalide asemel pehmeid " neelavaid " materjale. Selleks on võimalik paigaldada lakke heli summutavad villa kihiga plaadid ning põrandale müra summutava pehme kihiga vaipkatteid. Kõige odavam viis müra summutamiseks ruumis on osta müra summutavad kardinad. Neid on võimalik hankida näiteks Amazonist ligikaudselt 30 euro eest.

Paigalda heli summutavad uksed

Kõige suurem ava, kust saab heli seinast edasi kanduda, on tavaliselt uks. Kõige efektiivsem ja lihtsam viis on paigaldada jäik, tihe uks. Enamik uksi on just kõige hullemad heli edasi kandjad (seest õõnsa ehitusega). Need pole sugugi efektiivsed heli summutajad. Muidugi massiivsed uksed on kallimad, kuid nende hulgas on ka palju laiem ja elegantsem valik.

Lisa siseustele tihendid

Enamik helist ei kandu edasi läbi ukse, vaid ukse ümber olevatest vahedest. Helipidavuse tagamiseks on oluline ka paigaldada tihendid mis peaksid tagama ümber ukse perimeetri täieliku tiheduse. Tiheda ehitusega ukse ning tihendide paigaldamisega, peaks lõpptulemusel jõudma helipidavus klassi vahemikus 34–36 dB.

Korrigeeri helisüsteemi

Kui sinu helisüsteem on odavamate ja vähem kvaliteetsete hulgas, võib see tekitada palju ebavajaliku müra. Mõte seisneb selles, et inimene saaks nautida heli näiteks teleri ees, kuid nii, et see ei segaks ülejäänud ruumides viibijaid.

Bassikõlarid tekitavad väga madalaid sagedusi ning seetõttu on need ka kõige probleemsemad. Selle vastu on parim lahendus paigaldada bassikõlari alla isoleeriv alus, mis võtab vastu selle tekitatud vibratsioonid. Sellise lahendusega tekitab bassikõlar madalad sagedused, mida tahab sinu kõrv kuulata, kuid ei kanna vibratsiooni edasi kogu majale.

Kvaliteetsete kõlarite kasutamine võimaldab oma kvaliteetse ja selge heli tõttu kuulata heli märkimismäärselt madalama helitugevusega.

Paranda krigisevad põrandad

Kuigi krigisevat põrandat ei pruugi igapäevaste toimetuste kõrvalt tähelegi panna, võivad need olla väga häirivad majas valitseva vaikuse ajal. Selle probleemi lahendamiseks leidub palju õpetusi internetis.

Allikad

• Mikko Kylliäinen, Valtteri Hongisto (2009). Hoonete akustiline projekteerimine. Tallinn: ET-INFOkeskuse AS.