Mens de andre ballene hopper og spretter, ligger én helt i ro

Lillestrøm, Viken: Til årets Bygg reis deg-messe hadde Barkåker-selskapet Vibratec med seg en ristemaskin for å vise forskjellen på vibrasjonsdempere.

Fra varmepumper, kjøleaggregater og andre maskiner som installeres på større bolig- og næringsbygg, vil det bre seg strukturstøy. Selv om maskinene står på taket eller henger utenpå bygget, og selv om produsentene har lagt inn gummipakninger og andre vibrasjonsdempere.

– Av og til er ikke produsentenes løsninger tilstrekkelig, sier Patric M. Gjessing, daglig leder i Vibratec Akustikprodukter.

Skumgummi ikke alltid nok

Hvis duringen fra maskinene blir forstyrrende, kan man isolere vibrasjonene slik at lyden overhodet ikke blir hørbar for det menneskelige øret. Det vil si at man reduserer frekvensen til under 20 hertz.

Mennesker oppfatter lydbølger som toner. Hver tone korresponderer med en bestemt frekvens, som kan måles i hertz. Et spedbarn kan oppfatte lyd i frekvensområdet 16 til 20.000 Hz, en voksen kan normalt bare høre frekvenser mellom 20 og 16.000 Hz.

Den billigste og mest brukte metoden for å redusere vibrasjonsstøy er legge gummimatter under maskinen eller i festepunktene. Det finnes også mange skumgummi-lignende produkter av polyuretan til dette formålet. Slike løsninger blir også brukt til å isolere massivtrehus, hvor lyden sprer seg lettere enn i betongbygg.

– Polyuretan fungerer til det meste, sier Gjessing.

Frekvensen i strømnettet i Norge er 50 Hz, og mange maskiner vibrerer i takt med dette. Da er skumgummi ofte bra nok. Unntaket er der hvor man har mange og tunge maskiner, eller maskiner med en egenvibrasjon som ligger enda lavere. Da må man inn med mer effektiv isolering.

Vaierdemper og spiralfjær

På vibrasjonsbordet til Vibratec ligger det fire bordtennisballer i halvkuler av glass. Den ene kuppelen ligger rett på bordet uten isolering, og ballen hopper og danser nær sagt uansett frekvens på ristingen.

Den neste kuppelen hviler på en pute av polyuretan, og her står ballen stille i en god del av maskinens frekvensområde. Kuppel nummer tre er forsynt med en mer avansert vaierdemper, og her må Gjessing vri lenge på frekvenshjulet for å vekke ballen til liv.

Enda verre er det med stålfjæra, som den fjerde og siste kuppelen er festet til. For å få ballen til å riste i denne, må han oppsøke de absolutte ytterpunktene av frekvensområdet til ristemaskinen.

– Nå er vi nede på et par svingninger i sekundet, sier han når ballen omsider begynner å røre på seg.

Stålpute demper fjæra

Spiralfjæra til Vibratec har de delvis utviklet selv. Det vil si at de har satt sammen eksisterende produkter på en ny måte. Sentralt i komponenten er en pute som ser ut som sammentrykt stålull.

– Den absorberer og demper vibrasjonene til fjæra. Uten en slik komponent ville fjære fortsatt å svinge nærmest i det uendelige, forklarer Gjessing.

At stålputa virker, merkes ved at den blir varm når fjæra gynger. Energi kan, som kjent, ikke bli borte, bare gå over i andre former. Her er bevegelsesenergien omsatt i varme.

– Det oppstår friksjon i trådene i ståltrådputa. Vi varierer hardheten på puta etter hva stålfjæra skal brukes til, forklarer Vibratec-sjefen.

Størrelse og antall må også tilpasses apparaturen som skal temmes, så å si. Vibratec demper ikke bare bygningsmaskiner, de leverer også til offshore-industrien. Å isolere en gassturbin på flere hundre tonn krever kraftigere fjærer enn en litt plagsom varmepumpe.

– Da må vi inn med store pakker med spesialfjærer. Vi dimensjonerer etter den vekta og de vibrasjonene vi får oppgitt. Det er ganske enkel matematikk, sier Gjessing beskjedent.

Må unngå resonans

Noe av det viktigste er å kjenne det aktuelle apparatets turtall eller egenfrekvens. Dersom denne faller sammen med fjæras frekvens, vil det oppstå resonans, altså at de to elementene svinger i motfase. I stedet for å isolere vibrasjonene vil fjæra da forsterke dem, gradvis mer til én av delene kollapser.

Sammenlignet med polyuretan- og vaierdemperne ligger egenfrekvensen til spiralfjæra en god del lavere. Mens vaierdemperens resonansområde ligger mellom 6 og 15 Hz, er fjæres helt nede på 3 til 5 Hz. Det betyr at det svært sjelden er fare for at den vil stå i konflikt med maskinene den skal dempe.

Elastisiteten gjør likevel at den egner seg bedre på land enn til havs. På skip, hvor bølgenes bevegelser også spiller inn, er den stivere vaierdemperen å foretrekke, forklarer Gjessing.

Til bygg på fast grunn er det imidlertid ingenting som slår spiralfjærene i hans sortiment. De blir til og med brukt til å isolere betonggulv. Dette er et tiltak som tilhører sjeldenhetene, og treffes bare i tilfeller der man ikke tolererer den minste strukturstøy. Da kan man støpe en gulvplate i betong og plasserer fjærene mellom hulldekket og denne påstøpen, som blir liggende som et flytende gulv på fjærene.

– Av og til er det den eneste løsningen som fungerer, sier Gjessing.