Advanced

Vibration transmission in lightweight buildings : Numerical prediction models

Flodén, Ola LU (2016)
Abstract (Swedish)
Ljud från grannar är ett återkommande problem för boende i flerfamiljshus. Problemen är generellt mer omfattande för de som bor i flervåningshus byggda i trä, en byggnadstyp som blir allt vanligare i Sverige. Många av de boende i trähus upplever även att störande vibrationer är vanligt förekommande i trähus. För att designa byggnader med förbättrad boendemiljö avseende ljud och vibrationer behövs metoder för att prediktera spridningen mellan rum och våningsplan. I avhandlingen presenteras forskning som bidrar till att utveckla datormodeller för sådana prediktioner.

Fram till 1994 var det förbjudet att bygga flervåningshus i trä i Sverige. Sedan förbudet avskaffades har de blivit allt vanligare och står idag för 10-15% av den... (More)
Ljud från grannar är ett återkommande problem för boende i flerfamiljshus. Problemen är generellt mer omfattande för de som bor i flervåningshus byggda i trä, en byggnadstyp som blir allt vanligare i Sverige. Många av de boende i trähus upplever även att störande vibrationer är vanligt förekommande i trähus. För att designa byggnader med förbättrad boendemiljö avseende ljud och vibrationer behövs metoder för att prediktera spridningen mellan rum och våningsplan. I avhandlingen presenteras forskning som bidrar till att utveckla datormodeller för sådana prediktioner.

Fram till 1994 var det förbjudet att bygga flervåningshus i trä i Sverige. Sedan förbudet avskaffades har de blivit allt vanligare och står idag för 10-15% av den totala nybyggnationen av flerfamiljshus i Sverige. En stor andel av trähusen tillverkas genom att prefabricera volymelement i fabriker. Volymelementen transporteras sedan till byggarbetsplatser där de staplas för att bilda flervåningshus. Detta leder till en snabb och kostnadseffektiv byggprocess som är möjlig tack vare trähusens låga vikt. Det finns flera miljömässiga fördelar med att bygga i trä, exempelvis att den låga vikten leder till minskad bränsleförbrukning vid transporter och att koldioxid lagras i byggnaderna. För att byggandet i trä ska öka på lång sikt är det viktigt att boendemiljön i trähus anses vara tillfredsställande. En del i att uppnå det är att minska risken för störande ljud och vibrationer.

I tidigare studier har det undersökt hur boende i olika typer av byggnader uppfattar ljud och vibrationer som orsakas av olika typer av källor. Studierna har visat att boende i trähus ofta störs av ljud som orsakas av stötar mot golv i grannlägenheter, exempelvis fotsteg. För boende i konventionella betonghus är sådana problem inte lika vanligt förekommande. I nyproducerade flervåningshus i trä används ofta gummikomponenter för att minska överföringen av ljud och vibrationer mellan lägenheter. Dock saknas det kunskap om hur gummikomponenterna bör designas för att verka optimalt. För att öka kunskapen är det till stor nytta att datormodeller som kan generera korrekta prediktioner är tillgängliga. Med hjälp av datormodeller kan gummikomponenternas reducerande effekt optimeras och andra typer av ljud- och vibrationsisolerande åtgärder kan utvecklas. Alternativet till datormodeller är att bygga experimentella prototyper, vilket är såväl dyrt som tidskrävande. Genom att använda datormodeller kan studier utföras både tids- och kostnadseffektivt. Tidsaspekten är viktig för att möjliggöra simuleringar inom tidsramen för en konventionell designprocess.

Forskningen som presenteras i avhandlingen bidrar till att utveckla tidseffektiva datormodeller som kan användas till att generera korrekta prediktioner. Noggrannheten i prediktioner utvecklas genom att korrelera simulerade resultat mot mätningar på experimentella byggnadsstrukturer. Tidsåtgången för beräkningar minskas genom att använda metoder för att reducera storleken på datormodeller. Målet med modellreduktion är att minska beräkningstiden utan att göra avkall på noggrannheten i prediktioner.
(Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Professor Frank Ihlenburg, University of Applied Sciences, Hamburg, Germany
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
vibration transmission, structure-borne sound, wood buildings, numerical modelling, finite element method, structure-acoustic coupling, model validation, model calibration, dynamic substructuring, model order reduction
pages
180 pages
publisher
Structural Mechanics, Lund University
defense location
Lecture hall V:C, building V, John Ericssons väg 1, Faculty of Engineering LTH, Lund University, Lund
defense date
2017-01-20 10:15
ISBN
978-91-7753-082-4
978-91-7753-083-1
language
English
LU publication?
yes
id
d195a477-c1e7-4237-9edf-fc03532eba2e
date added to LUP
2016-12-22 18:25:09
date last changed
2016-12-27 08:34:32
@phdthesis{d195a477-c1e7-4237-9edf-fc03532eba2e,
  abstract     = {Ljud från grannar är ett återkommande problem för boende i flerfamiljshus. Problemen är generellt mer omfattande för de som bor i flervåningshus byggda i trä, en byggnadstyp som blir allt vanligare i Sverige. Många av de boende i trähus upplever även att störande vibrationer är vanligt förekommande i trähus. För att designa byggnader med förbättrad boendemiljö avseende ljud och vibrationer behövs metoder för att prediktera spridningen mellan rum och våningsplan. I avhandlingen presenteras forskning som bidrar till att utveckla datormodeller för sådana prediktioner.<br/><br/>Fram till 1994 var det förbjudet att bygga flervåningshus i trä i Sverige. Sedan förbudet avskaffades har de blivit allt vanligare och står idag för 10-15% av den totala nybyggnationen av flerfamiljshus i Sverige. En stor andel av trähusen tillverkas genom att prefabricera volymelement i fabriker. Volymelementen transporteras sedan till byggarbetsplatser där de staplas för att bilda flervåningshus. Detta leder till en snabb och kostnadseffektiv byggprocess som är möjlig tack vare trähusens låga vikt. Det finns flera miljömässiga fördelar med att bygga i trä, exempelvis att den låga vikten leder till minskad bränsleförbrukning vid transporter och att koldioxid lagras i byggnaderna. För att byggandet i trä ska öka på lång sikt är det viktigt att boendemiljön i trähus anses vara tillfredsställande. En del i att uppnå det är att minska risken för störande ljud och vibrationer.<br/><br/>I tidigare studier har det undersökt hur boende i olika typer av byggnader uppfattar ljud och vibrationer som orsakas av olika typer av källor. Studierna har visat att boende i trähus ofta störs av ljud som orsakas av stötar mot golv i grannlägenheter, exempelvis fotsteg. För boende i konventionella betonghus är sådana problem inte lika vanligt förekommande. I nyproducerade flervåningshus i trä används ofta gummikomponenter för att minska överföringen av ljud och vibrationer mellan lägenheter. Dock saknas det kunskap om hur gummikomponenterna bör designas för att verka optimalt. För att öka kunskapen är det till stor nytta att datormodeller som kan generera korrekta prediktioner är tillgängliga. Med hjälp av datormodeller kan gummikomponenternas reducerande effekt optimeras och andra typer av ljud- och vibrationsisolerande åtgärder kan utvecklas. Alternativet till datormodeller är att bygga experimentella prototyper, vilket är såväl dyrt som tidskrävande. Genom att använda datormodeller kan studier utföras både tids- och kostnadseffektivt. Tidsaspekten är viktig för att möjliggöra simuleringar inom tidsramen för en konventionell designprocess.<br/><br/>Forskningen som presenteras i avhandlingen bidrar till att utveckla tidseffektiva datormodeller som kan användas till att generera korrekta prediktioner. Noggrannheten i prediktioner utvecklas genom att korrelera simulerade resultat mot mätningar på experimentella byggnadsstrukturer. Tidsåtgången för beräkningar minskas genom att använda metoder för att reducera storleken på datormodeller. Målet med modellreduktion är att minska beräkningstiden utan att göra avkall på noggrannheten i prediktioner.<br/>},
  author       = {Flodén, Ola},
  isbn         = {978-91-7753-082-4},
  keyword      = {vibration transmission,structure-borne sound,wood buildings,numerical modelling,finite element method,structure-acoustic coupling,model validation,model calibration,dynamic substructuring,model order reduction},
  language     = {eng},
  month        = {12},
  pages        = {180},
  publisher    = {Structural Mechanics, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {Vibration transmission in lightweight buildings : Numerical prediction models},
  year         = {2016},
}