Logaritminen asteikko

Ihmisen aistima äänen intensiteettialue W/m² (kuuloalue) on tavattoman laaja. Akustiikassa käytetäänkin sen vuoksi logaritmista asteikkoa jolla vaihteluväli voidaan supistaa laskutoimitusten ja tulosten käsittelyn kannalta helpommaksi.

Äänitehotaso L_W

Äänitehotaso L_W [dB] kuvaa äänilähteen ympäristöönsä säteilemää tehoa ja se määritellään yhtälöllä (1).

L_W = 10 lg (W/W₀)    (1)
W = äänilähteen ääniteho [W]
W₀ = vertailuääniteho 10^-12 [W]

Äänitehotaso on äänilähteen fysikaalinen ominaisuus, eikä siihen vaikuta tila tai etäisyys äänilähteestä.
Äänilähteen äänitehot mitataan akustiikan mittauslaboratorioissa.

Äänenpainetaso L_p

Äänenpainetaso L_p [dB] määritellään äänilähteen aikaansaaman äänenpaineen ja vertailupaineen suhteena yhtälöllä (2).

L_p = 20 lg (p/p0)    (2)
p = äänenpaine [Pa]
p₀ = vertailuäänenpaine 2 x 10^-5 [Pa]

Äänenpaine on äänitehon aikaansaama äänenpainemittarilla mitattavissa oleva ominaisuus.

A-taajuuspainotus, A-painotus

Oktaavikaistoittain mitattuja äänenpainearvoja voidaan painottaa A-, B- tai C-taajuuspainotuksella. Ilmanvaihtotekniikassa käytetään yleisimmin A-painotusta, joka sopii heikoille (< 55 dB) äänille. A-painotus kuvaa parhaiten ihmisen aistimaa äänen häiritsevyyttä.

Absorptio

Huonetilaan muodostuvaan äänenpaineeseen vaikuttaa huonetta rajaavien pintojen kyky absorboida ääntä.

Äänitaso L_pA, L_pA10

Äänitaso L_pA on A-taajuuspainotettu äänenpainetaso.
L_pA10 on äänitaso huonetilassa, jonka absorptioala on 10 m² (10 m²-sab).

A-painotettu äänitehotaso L_WA

Äänitehotaso L_WA on A-taajuuspainotettu äänitehotaso.
Climeconin tuote-esitteissä on ulos ja ulkoseinälle asennettavien tuotteiden äänitieto ilmoitettu äänitehotasona L_WA.

Oktaavikaistoittainen äänitehotaso L_Wokt

Äänitehotasot oktaavikaistoittain on Climecon-esitteissä ilmoitettu summana

 L_Wokt = L_pA10 + K.

Korjaustermi K on ilmoitettu jokaiselle tuotteelle oktaavikaistoittain.

Äänitehotasot oktaavikaistoittain on Vent.X-valintaohjelmassa laskettu valmiiksi ilmavirran ja painehäviön funktiona.

Äänitasojen yhteenlasku

Koska desibeliarvot ovat logaritmisia, niitä ei voida laskea yhteen ja vähentää kuten tavallisia lukuja, vaan niiden yhteenlasku tehdään logaritmien yhteenlaskukaavalla (3).

Huoneen äänitaso L_pA

Huoneen äänitaso L_pA muodostuu äänilähteestä suoraan tulleesta äänen painetasosta ja huoneen kaiuntaäänen painetasosta ja lasketaan yhtälöstä (5).

L_WA = A-taajuuspainotettu äänitehotaso dB(A)
Q = suuntaavuus (kokoavaruus Q=1, puoliavaruus Q=2, jne.)
r = etäisyys äänilähteestä m
A = absorptioala m²-sab.

Esimerkki 1

Huoneessa on tuloilma- ja poistoilmapäätelaitteet, jotka molemmat erikseen aikaansaavat huoneeseen 35 dB(A) äänitason. Mikä on päätelaitteiden yhdessä aikaansaama äänitaso?

Lasketaan äänitason lisäys kaavalla (4).
ΔL = 10 lg(2) = 3        ja yhteinen äänitaso 35 dB(A)+3 dB= 38 dB(A)

Esimerkki 2

Lasketaan äänitaso toimistohuoneessa tarkastelupisteessä T kaavalla (5).
Huoneen vaimennusala A = 20 m²
Huoneessa on käytäväseinällä lähellä kattoa (Q = 4) kaksi ilmanvaihdon päätelaitetta seuraavasti:

Päätelaite 1: CLIK-125, 25 l/s, L_WA = 32 dB(A)
L_WA1 = 32 dB(A), etäisyys tarkastelupisteestä r = 4 m ja Q =4

Päätelaite 2: SET-100, 25 l/s, L_WA = 26 dB(A)
L_WA2 = 26 dB(A), etäisyys tarkastelupisteestä r = 4 m ja Q = 4

Päätelaite 1, äänitaso pisteessä T, kaava (5)
L_pA1 = L_WA1 + 10 lg[(Q/(4πr2) + (4/A)] = 32 + 10 lg[(Q/(4πr2) + (4/A)] = 25,4 dB(A)

Päätelaite 2, äänitaso pisteessä T, kaava (5)
L_pA2 = L_WA2 + 10 lg[(Q/(4πr2) + (4/A)] = 26 +10 lg[(Q/(4πr2) + (4/A)] = 19,4 dB(A)

Lasketaan lopuksi kokonaisäänitaso LpA laskemalla äänitasot LpA1 ja LpA2 yhteen yhteenlaskukaavalla (3).
L_pA =10 lg(10^2,54+10^1,94) = 26,4 dB(A)

Esimerkki 3

Rakennuksen katolle sijoitetun ilmastointikatoksen OTSO-u-250 (500 l/s) äänitehotaso L_WA = 71 dB(A).
Mikä on katoksen aiheuttama äänitaso L_pA etäisyydellä 5 m, 10 m ja 20 m?
Kattopinnalla suuntaavuus Q=2 (puoliavaruus).

Esimerkki 4

Puhallin/kanavaäänen yhdistäminen päätelaitteen NOT-200 (150 l/s, 47 Pa) ääneen!

Nähdään, että kanavistosta saapuva ääni lisää äänitasoa 2 dB.

Päätelaitteen huoneeseen säteilemä ääniteho muodostuu siis kanavistoa pitkin tulevasta puhaltimen, vaimentimien, kanavien ja kanavistolaitteiden vaimentamasta/lisäämästä äänitehosta sekä tähän lisättävästä päätelaiteen omasta äänitehosta.