Kiinnostukseni akustiikkaan heräsi opiskeluaikana, kun Heikki Helimäki piti Teknisessä Korkeakoulussa akustiikan kurssin. Heikin tapa esittää asioita herätti minussa kiinnostuksen akustiikkaa kohtaan.

Rakennussuunnittelun pääaineopinnot veivät kuitenkin mukanaan. Opintojeni ohessa ja niiden jälkeen toimin rakennetekniikan laboratoriossa aluksi tutkimusapulaisena ja lopulta projektipäällikkönä. Akustiikka säilyi kuitenkin koko ajan mielessäni.

Oppia monipuolisista hankkeista

Kun kymmenen vuotta sitten tulin Helimäelle töihin, pääsin heti kiinnostavien projektien myötä oppimaan erityisesti puurakentamisen akustiikkaa.

Kymmenessä vuodessa olen saanut osallistua hyvin erilaisiin puurakentamiskohteiden kuten koulujen ja asuntorakentamisen akustiikkasuunnitteluun. Olen myös päässyt mukaan moniin puurakentamisen kehitysprojekteihin. Työpöydälläni oli jokin aikaa sitten Kuopion museon peruskorjaukseen ja uudisrakennuksen akustiikkasuunnittelu.

Toki myös rakennustekniikan tietämyksestäni on ollut melkoisesti hyötyä kaikessa siinä, jota olen saanut tehdä. Tässä työssä pitää hallita molemmat alat tasapuolisesti.

Puu on toista maata

Puurakentamisen akustiikan suunnittelu poikkeaa hyvin paljon betonirakentamisesta. Kivirakentamisessa äänten eristäminen perustuu rakenteiden massaan, joka vaimentaa ja eristää ääntä tehokkaasti. Puurakentamisessa tällaista massaa ei ole, vaan vaimennukseen vaikuttavat muun muassa liitosten aiheuttamat häviöt ja tärinäeristykset sekä kaksinkertaiset rakenteet. Ne puolestaan aiheuttavat liudan uusia ominaistaajuuksia rakenteisiin. Nämä asiat yhdessä tekevät suunnittelusta monipuolisempaa kuin mitä kiviranteisten rakennusten akustiikkasuunnittelu on.

Betonirakenne on akustiikan näkökannalta homogeeninen rakenne, jossa tapahtuvat värähtelyt on helpommin ennustaa laskennallisesti kuin puurakenteiden. Puurakenteissa on palkkeja, levyjä, villaa ja mekaanisia liittimiä. Niissä kaikissa sekä niiden välisissä ilmatiloissa tapahtuu erilaisia akustiikkaan vaikuttavia fysikaalisia ilmiöitä. Siksi puurakentamisen akustiikan mallintamiseen käytetään analyyttisen fysiikan rinnalla empiiristä fysiikkaa.

Askelääneneristystä ja tukia täriseville lvi-laitteille

Askeläänieristävyyden suunnittelu on puurakenteisissa rakennuksissa merkittävästi haastavampaa kuin kivirakenteisissa. Erilaisia laskentamalleja kyllä on, mutta oikean mallin valitseminen ja miten niitä voidaan käyttää, vaatii alan kokemusta. Akustinen suunnittelu on aina enemmän tai vähemmän epätarkkaa, ja tämä korostuu puurakentamisessa.

Askeläänien lisäksi puurakennuksissa on huomioitava lvi-laitteiden runkoäänien seuraukset. Ongelmia syntyy, jos tärisevien laitteiden alusrakenteita ei ole suunniteltu ja toteutettu huolella. Jos naapurin pesukoneen alusta ei ole tarpeeksi jäykkä, se voi aiheuttaa ikävää melua tai tärinää.

Lvi-laitteisiin liittyvissä mittauksissa olen ollut mukana useissa asuinkiinteistössä. Muistan yhdenkin tapauksen, jossa pesukone oli palkkivälissä välipohjapalkin keskellä, jolloin palkki oli kuin jousi ja aiheutti melkoista värähtelyä. Ongelma ratkaistiin niin, että palkki tuettiin vankemmalla pilarirakenteella.

Ajoissa mukaan suunnitteluun

Puurakenteiden akustiset riskit liittyvät usein tilanteisiin, joissa rakentajat haluavat toteuttaa rakenteet edullisesti ilman, että rakenteissa huomioidaan akustisia vaatimuksia. Oleellista olisi, että akustiikkasuunnittelijat pääsevät kertomaan ajoissa rakentajille rakenteiden riskeistä ja voivat valvoa sitä, ettei akustisesti korkean riskin rakenteita tehdä.

Jotta puurakennuksen akustiikka saadaan optimaaliseksi, kannattaa akustikko ottaa mukaan hankkeen suunnitteluun mahdollisimman varhaisessa vaiheessa. Ihannetilanteessa akustiikkasuunnittelija auttaa rakennesuunnittelijaa valitsemaan akustisesti sopivia rakennetyyppejä. Hän auttaa rakennesuunnittelijaa sekä suunnittelu- ja toteutusryhmää ymmärtämään akustiikan vaatimukset ja tarvittavat suunnitteluratkaisut. On ollut ilo nähdä, että näin tehdään yhä useimmissa puurakennuskohteissa.

Suunnittelijoiden yhteistyöllä löydetään sopivimmat rakenneratkaisut ajoissa. Silloin ei tarvitse valmiin rakennuksen kanssa päivitellä, että askelten ääni kantaa ikävästi huoneistosta toiseen. Toisaalta on tärkeää, että myös rakennusvalvonnalla on ymmärrys siitä, että rakennusmääräysten desibelirajat on syytä ottaa ajoissa huomioon, ettei valmiita rakennuksia tarvitse lähteä akustiikkaongelmien vuoksi korjaamaan.

Puuta vai betonia?

Usein kuulen, että puurakennusten huoneakustiikka on erilainen, yleensä parempi, kuin betonirakennusten. Puulla ei kuitenkaan ole teoreettisesti parempi absorptiosuhde eli sillä ei juuri ole vaimennuskykyä.
Kokemus on eräissä tapauksissa, muun muassa isoissa koulurakennuksissa, osoittanut, että ääniolosuhteet ovat olleet paremmat kuin betonirakennuksissa. En ole itse tätä päässyt todentamaan, mutta asiaa kannattaa kyllä tutkia.

Puurakenteiset tilat koetaan joka tapauksessa akustisesti miellyttäviksi. Hyvä esimerkki on Kuhmon tehty CLT-rakenteinen Tuupalan koulu, jonka liikuntasalia käytetään Kuhmon kamarimusiikkijuhlilla konserttisalina. Pääsin mukaan suunnittelemaan salin akustiikkaa, ja käyttäjät ovat olleet tyytyväisiä konserttisaliin.

Puun etuja akustiikalle on vaikea todentaa. Kuten totesin, puu on kevyt, eikä sillä siksi ole samanlaista kykyä eristää ääntä kuin betonilla.  Sen huoneakustiikkaan liittyvät edut ovat lähinnä mielikuvallisia, ja se ei erityisesti vaimenna ääntä.

Puurakenteen edut tulevatkin muualta kuin akustiikasta. Esteettisesti kauniin puurakennuksen akustiset haasteet ratkotaan aina akustiikkasuunnittelijan ammattitaidolla.