Noise pollution and acoustic design : landscape design as an instrument to handle higher noise levels

Utformningen och projekteringen av offentliga miljöer har länge haft visuella intryck som utgångspunkt och fokus. Den fortlöpande urbaniseringen och förtätningen av städer leder till högre krav på offentliga platsers funktion och utnyttjandegrad. Fler människor ska kunna använda och dra nytta av allt färre områden. Det leder till att utformningen av urbana miljöer blir en mångfacetterad uppgift. Syftet med examensarbetet är att undersöka vilka val som kan göras i projekteringsskedet för att bättre hantera den högre ljudbilden och därmed utveckla en hållbar stadsmiljö. Fokus kommer att ligga på att arbeta med enklare förändringar som kan arbetas in i projekteringsprocessen. Arbetet fokuserar på att studera ljudlandskapet och dess påverkan på urbana miljöer. Buller har väldokumenterade hälsoeffekter och kan förhöja människors stress, irritationsnivåer samt öka risken för sömnsvårigheter. Fokus på god urban utformning bör därmed även ligga på akustisk design och inte endast på visuellt estetiska värden. Vid arbete med ljud i urbana miljöer utgår man ofta främst från ljud som något negativt. Det är först när ljud blir ett problem – buller, som man gör något åt det. Istället bör man även fokusera på att höja ljudkvalitén och låta det motivera bullerhanteringen. Genom att arbeta med sammansatta metoder kan man få fram bättre, välprojekterade och långsiktiga lösningar. Arbetet utgår från en litteraturstudie som grundar sig i forskning kring beräknings- och mätdata på åtgärder som kan förbättra ljudmiljön. I arbetet beskrivs och redogörs för olika verktyg som kan användas vid arbete med bullerproblematiken i urbana miljöer, däribland låga bullerreducerande barriärer, ytbearbetningar och gröna tak. Arbetet fullbordas med tre explorativa studier som har sin grund i litteraturstudien och beskriver utformningsexempel på bullerproblematiken i offentliga miljöer. I arbetet diskuteras litteraturen i förhållande till den urbana miljöns platsspecifika krav på funktion och lösningar. Åtgärdernas placering och uppbyggnad är lika väsentlig som insatsens storlek och utformning. Genom att arbeta med smarta lösningsförslag kan man få fram en god ljudmiljö med små förändringar i utformningen av en plats. Detta ledde fram till studier med kombinerade lösningsförslag som kan utveckla en bättre ljudmiljö samtidigt som de bullerreducerande åtgärderna inte tar över platsens användningsområde och utformning. Sänkta bullernivåer leder till att området blir mer attraktivt samtidigt som lägre ljudnivåer bidrar till en bättre folkhälsa.The design and planning of public spaces have long had the visual appeal as a starting point and focus. The continuous urbanization and densification of cities leads to higher demands on the public areas at the function and utilization. More people should be able to use and benefit from fewer and fewer areas. This means that the design of urban environments is a multifaceted task. The purpose of this study is to examine the choices that can be made in the design stage to better handle the higher sound image and thus develop a sustainable urban environment. The focus will be on working with simple changes that can be worked into the design process. The thesis focuses on studying the soundscape and its impact on urban environments. Noise pollution has well-documented health effects and can increase people's stress, irritation levels and the risk of insomnia. Focus on good urban design should thus also be on acoustic design and not only on aesthetic values. When working with sound in urban environments it is often assumed that higher noise levels is something negative. Not until the sound becomes a problem – noise pollution, is anything done about it. Instead, one should also focus on increasing the sound quality and make that the priority when working with noise pollution. By instead working with combined methods it’s possible to produce well designed and long term solutions. The thesis is based on a literature study and focuses on research, computational data and measures that can improve the sound environment. The tools described and reviewed are instruments that can be used when working with noise pollution in urban environments, including low-height noise barriers, ground treatments and green roofs. The work is completed by three exploratory studies that are based on the literature study and describes the design example of the noise pollution problem in public places. The thesis discusses the literature in relation to the urban environment’s site-specific requirements on functionality and design. The structural design and location is as essential as the objects size and design. By working with smart solution one can create a good sound environment with small changes in the design of the site. This led to studies with combined solutions to develop a better sound environment while noise-reducing measures aren’t the overall focus of the sites usage and design. Reduced noise levels will lead to the area becoming more attractive while lower noise levels contribute to better public health

Vegetation och ljudmiljö

Landscape architecture is a visual profession, but other senses also affect our interpretation of a place. Sounds can give us a lot of information about an environment, and they are often perceived as positive. Despite this, research about outdoor sounds most often focus on the reduction of unwanted sounds – noise – but the absence of noise does not result in a good soundscape. To accomplish this, sounds we appreciate are needed. This paper aims to investigate how landscape architects can contribute to a good soundscape. Through literature studies in acoustics and landscape architecture, it is investigated how solutions involving vegetation can reduce noise and add appreciated sounds in urban environments. The vegetation does not only affect the soundscape, but also adds aesthetic values and possibilities for recreation. For sounds to be appreciated, they need to relate to the location. This means that the concept of the good soundscape may vary within the city. Some are good because they are tranquil, others because they inspire activity. Most people appreciate subtle sounds such as the rush of water and the song of birds. Because of this, the design of a good soundscape often depends on effective noise control. It is determined that landscape architects with the use of vegetation on city roof tops, walls and floors are able to reduce noise levels as well as create attractive soundscapes.Inom landskapsarkitekturen har det länge fokuserats på visuella uttryck, men även andra sinnen påverkar vår upplevelse av en plats. Ljud kan ge oss mycket information om en miljö och de upplevs då många gånger som positiva. Oftast rör dock forskning om ljud utomhus reducering av oönskade ljud, alltså buller, men frånvaron av buller kan inte räknas som en god ljudmiljö, därtill krävs ljud vi uppskattar. Syftet med den här uppsatsen är att undersöka hur landskapsarkitekter kan bidra till att skapa en god ljudmiljö. Genom litteraturstudier inom akustik och landskapsarkitektur undersöks hur lösningar som involverar vegetation kan reducera buller och tillföra önskade ljud i urbana miljöer. Vegetationen påverkar inte bara ljudmiljön utan tillför också estetiska värden och möjligheter till rekreation. För att ljud skall uppskattas måste de relatera till platsen, vilket gör att en god ljudmiljö kan variera inom staden. Vissa är goda för att de är stillsamma, andra för att de uppmuntrar till aktivitet. De flesta människor tilltalas av subtila ljud som porlande vatten och fågelkvitter, varför designande av ljudlandskap ofta är beroende av att man tillämpar bullerreducering. Det fastslås att landskapsarkitekter med hjälp av vegetation på stadens tak, väggar och golv kan både sänka bullernivåerna och skapa attraktiva ljudlandskap

The acoustic landscape : designing an outdoor stage at Giresta church for optimized acoustics

När det diskuteras om ljud i landskapet är det vanligast att landskapsarkitekten pratar om hur ljudbilden upplevs och hur den kan manipuleras. Men det är sällan vi diskuterar om eller skapar landskap med syftet att framhäva specifika typer av ljud, som akustiska musikaliska framträdanden. I konserter inomhus är det av stor vikt att den akustiska utformningen passar den sorts musik som spelas och förhöjer musiken genom att skapa en omslutande effekt. Dock är det sällan vi ser exempel på akustisk utformning i landskapet. Detta arbete utforskar potentialen av scener i landskapet som är utformade för att skapa just god akustik. Gestaltningen utfördes i samarbete med Giresta kyrka, som nyligen förvärvat en tomt där de planerar att anlägga en utomhusscen. Frågeställningen var därför inte bara ifall det går att skapa en utomhusscen utifrån god akustik, men även ifall det går att göra i harmoni med Giresta kyrkas kulturhistoriska landskap. Designen av utomhusscenen utgick från gestaltningsprinciper som var framtagna enligt en evidensbaserad gestaltningsprocess. Först samlades information om både akustisk design och områdets kulturhistoria och förutsättningar i bakgrunden, därefter kombinerades dessa till en gemensam lista av gestaltningsprinciper, vars primära fokus fastställdes vara att skapa god efterklang och samtidigt relatera till platsens kulturhistoriska arv. Den resulterande gestaltningen består av en estrad och en scen, placerad i angränsning till utbredda åkerfält. Estraden utgörs av en amfiteater som omges av en skärm i trä och akrylglas, både för att reflektera ljud och skydda mot väderlek. Själva scenen är placerad mittemot estraden med åkerlandskapet i ryggen, där ett akustiskt skal av trä reflekterar ljudet från de uppträdande ut mot publiken. Konceptet Havet & skutan tolkar tomtens position i landskapet som mötespunkt mellan åkerfälten och åkerholmen som Giresta kyrka är placerad på. Mötet mellan dessa landskapstyper har karaktäriserats i gestaltningen, där åkerfältet får representera det öppna havet och åkerholmen ett skepp. De skärmarna som omger scenen och amfiteatern får sin utformning från dessa identiteter: scenen som en förlängning av havet i form av en våg, och estraden som skeppet i form av båtens bog. I diskussionen fastställdes det att utformningen av gestaltningen har försökt bemöta både de akustiska och platsspecifika behoven med relativ framgång. Den akustiska kvaliteten uppnåddes via gestaltningens former, medan platsens karaktär främst representerades via koncept och materialval. Avsaknaden av forskning på ämnesområdet gör detta till en pilotstudie i ämnesområdet, och fler experiment skulle behöva utföras på ämnet för att se hur landskapet kan bli plats för musikaliska framträdanden med god akustik.When discussing sound in the landscape, it is most common for landscape architects to talk about how the soundscape is experienced and how it can be manipulated. But rarely do we discuss or create landscapes with the aim of emphasizing specific types of sound, such as acoustic musical performances. In indoor concerts, it is of great importance that the acoustic design fits the type of music played and enhances the music by creating an enveloping effect. However, we rarely see examples of acoustic design in the landscape. This project explores the potential of stages in the landscape that are designed to create good acoustics. The design was carried out in collaboration with Giresta Church, which has recently acquired a plot where they plan to build an outdoor stage. The question is therefore not only whether it is possible to create an outdoor stage based on good acoustics, but also whether it is possible to do so in harmony with Giresta's cultural history. The design of the stage was based on design principles that were developed according to an evidence-based design process. First, information about both acoustic design and the cultural history and conditions of the area was gathered in the preliminary study, then these were combined into a common list of design principles, the primary focus of which was determined to be to create good reverberation while relating to the cultural heritage of the site. The resulting design consists of a stage and a seating area, located adjacent to vast croplands. The seating area consists of an amphitheatre surrounded by a wooden and acrylic glass screen, both to reflect sound and protect against the weather. The stage itself is placed opposite the seating area with the agricultural landscape in the back, where an acoustic shell made of wood reflects the sound from the performers out towards the audience. The concept The Sea and The Vessel relates the site's position in the landscape as a point of intersection between the open fields and the outcrop on which Giresta church is located. The meeting between these landscape types has been characterized in the design, where the field represents the open sea and the outcrop represents a ship. The screens that surround the stage and the amphitheatre are shaped by these identities: the stage as an extension of the sea in the form of a wave, and the seating area as the ship in the form of the bow of the boat. In the discussion, it was established that the design of the scene has attempted to address both the acoustic and site-specific needs with relative success. The acoustic quality was achieved through the shapes in the design, while the character of the site was represented mainly through the concept and choice of materials. The lack of research on the subject makes this a pilot study in the subject area, and more experiments should be carried out on the subject to see how the landscape can become a place for musical performances with good acoustics

Ultraljud som diagnostiskt hjälpmedel vid subklinisk mastit hos ko

This study was performed to investigate the possibility to use ultrasonography as a diagnostic tool for sub-clinical mastitis in dairy cows. Five cows with high cell counts, and four cows with low cell counts were selected as cases and controls, respectively, and their udders examined with ultrasound during a 5 week period. The image of the udders of cows with high cell counts exhibited small, hyper-echoic, rounded foci, approximately 1 cm in diameter, near the milk cisterns and the base of the teats. These changes were not found consistently in all cows with high cell count, however. Ultrasonography may be a valuable complementary tool in the diagnosis of sub-clinical mastitis in dairy cow, but more cases need to be monitored before its full value can be ascertained.För att undersöka möjligheten att använda ultraljud som hjälpmedel för att ställa diagnos vid subklinisk mastit hos kor undersöktes ett antal kor på Kungsängens gård i Uppsala med ultraljud. Kor med höga celltal och utan andra symtom valdes ut som försöksgrupp. Som kontrollgrupp valdes 4 kor med låga celltal. Försökskornas och kontrollgruppens juver ultraljudsundersöktes vid 5 respektive 3 tillfällen under en 5 veckorsperiod. På ultraljudsbilden hos de kor som hade höga celltal sågs små, ca 1 cm i diameter, ibland konfluerande hyperekoiska foci, i närheten av spenbasen och mjölkcisternen. Förändringarna sågs dock inte på alla kor med höga celltal och bilden förändrades något över tiden. Inga hyperekoiska foci var synliga vid något tillfälle hos kontrollgruppen. Ultraljud kan ha en framtida, kompletterande funktion inom mastitdiagnostiken men fler fall måste undersökas för att fastställa det diagnostiska värdet innan det tas i allmänt bruk

Dopplerultraljudsundersökning av böjsenor och gaffelband i kliniskt normala metakarpalregioner på sju hästar

Skador på senor och ligament är vanliga och ofta allvarliga på både människor och hästar. Vid kroniska senskador har det konstaterats, med hjälp av både histologi och ultraljudsteknik, en neovaskularisering dvs. en inväxt av blodkärl i den skadade senan på både människor och hästar. Sedan ultraljud började användas för att titta på senor i början av 80-talet, har en kontinuerlig förbättring av utrustning och kunskap lett till att det idag är möjligt att se dessa kärl även i kliniskt normala senor och ligament på människor. Inom humansidan har ett flertal studier gjorts där man tittat på vaskularisering i senor med ultraljuddoppler men på häst finns endast ett mindre antal sådana studier. I de studier som gjorts på häst har kärl endast hittats på kroniskt skadade senor och ligament. I denna studie undersöktes förbestämda områden i gaffelbandet, ytliga och djupa böjsenan samt djupa böjsenans förstärkningsband i ett framben på sju ridhästar med ultraljuddoppler. Hästarna i studien var ohalta på det ben som undersöktes och de visade inga tecken på senskada vid palpation eller gråskale-ultraljudsundersökning inom det undersökta området. Sammantaget hittades kärl i gaffelbandet och i djupa böjsenan på samtliga hästar, i ytliga böjsenan på sex av sju hästar och i djupa böjsenans förstärkningsband i två av sju hästar. Detta är studie där kärl i senor och ligament kunnat påvisas med hjälp av ultraljuddoppler i kliniskt normala hästar

Nonlinear ultrasound for investigation of cracks in the equine skeleton, a pilot study

Fissurer och odislocerade frakturer hos häst kan ibland vara svåra att upptäcka utan avancerad bilddiagnostik. Det är dock viktigt att diagnostisera dem i tid för att hindra att skadorna förvärras. Röntgen, datortomografi, magnetresonanstomografi och scintigrafi kan ge bra information men metoderna är relativt dyra, inte alltid tillgängliga, innebär en del säkerhetsrisker och kräver erfarna tolkare. Ultraljud är en mobil metod som anses ofarlig men dagens teknik är inte så användbar för att undersöka skelett. Inom industrin har nya ultraljudsmetoder utvecklats som tar hänsyn till olinjära egenskaper hos ljudvågorna. Dessa metoder kan användas för att detektera mycket små sprickor i diverse material och objekt. Metoderna utnyttjar att ultraljudsvågor distorderas (ändrar form) då de träffar på olinjäriteter i materialet som undersöks. Distortionen innebär att nya frekvenser bildas, övertoner och sidband, vars egenskaper kan användas för att beskriva materialets strukturkvalitet. Biologiska material har en inneboende olinjäritet p.g.a. sin atomstruktur, men defekter i form av sprickor ger ett ännu högre olinjärt respons hos ultraljudet. I denna studie har en olinjär ultraljudsmetod kallad NAW (Nonlinear Acoustic Wavemodulation) använts för att undersöka åtta kotben från häst före och efter traumatisering av benen samt med och utan mjukdelar. Resultatet fås i form av ett skadevärde efter beräkningar på egenskaper hos sidband som bildas då ultraljudsvågorna interagerar i områden med sprickor. Metoden och beräkningarna är utvecklade av Acoustic Agree AB i Ronneby, Sverige. Resultatet visar att NAW kan detektera sprickor i kotben från häst. Mjukdelarna dämpar signalen men utifrån denna studie går det ej att dra några slutsatser om hur mjukdelarnas tillstånd påverkar skadevärdet. Metoden har potential att göra nytta i veterinärmedicinen men för att nå dit krävs mycket mer forskning, bl.a. om hur skador i mjukdelar påverkar mätningen samt hur mycket mikrosprickor som finns i ett friskt hästben. Utrustningen behöver också anpassas till häst och användning i fält.Diagnosis of fissures and non-displaced fractures in horses may require advanced medical diagnostic imaging at a veterinary hospital. An early diagnosis is however important in preventing progression of a fissure or fracture injury. Radiography, computed tomography, magnetic resonance imaging, and scintigraphy are good diagnostic methods for fissures and non-displaced fractures, but these methods are relatively costly, may have limited availability, are usually not mobile, involve safety risks and require training and experience to accurately interpret the resulting images. Ultrasound is a mobile method which is considered harmless, but today's technology is not very useful for the examination of bone for fissures or non-displaced fractures. New ultrasound methods have been developed, using nonlinear properties of sound waves. These methods are used in industry for detection of very small cracks in various materials and objects. The methods utilise the distortion of sound waves as they meet nonlinearities in the material examined. This distortion creates new frequencies, harmonics and sidebands, and the properties of these may be used in describing structural qualities of the material. Biological materials have an inherent nonlinearity due to their atomic structures, but defects such as cracks give an even greater nonlinear response from the ultrasound. This study utilised a nonlinear ultrasound method called Nonlinear Acoustic Wave modulation (NAW) for examination of eight equine proximal phalanges before and after the induction of fissures/non-displaced fractures. The bones were examined with NAW with and without soft tissue. Results are given as damage values after calculation of sidebands resulting from sound wave interactions in cracked areas. The method and calculations have been developed by Acoustic Agree AB in Ronneby, Sweden. The result shows that NAW may detect fissures/non-displaced fractures in equine proximal phalanges. Soft tissue dampens the signal, but this study did not investigate details of how the physical state of the tissue affects the damage value. The NAW method has potential for use in fissure and fracture diagnosis but more research is needed. Further studies should investigate the effects of damaged soft tissue on NAW values, and the normal level of micro-cracks that occur in equine bones in horses without lameness. Additionally, the ultrasound equipment needs to be customized for equine and field use

Ekosystemtjänsterna luftrening och bullerreducering i urban miljö

Större delen av världens befolkning bor i städer och det är en trend som ser ut att fortsätta framöver. Klimatet och utmaningarna i städer skiljer sig mot landsbygden och luftföroreningar och buller är två negativa faktorer som det ofta är högre nivåer av i urbana miljöer. Naturen kan hjälpa till att minska de nivåerna med hjälp av ekosystemtjänster. Syftet med arbetet har varit att diskutera litteratur kring de reglerande ekosystemtjänsterna luftrening och bullerreducering. Faktorer kring växters karaktär och utbredning har diskuterats, utifrån det har slutsatser dragits kring vilka egenskaper och kriterier som gör en växts luftrening och bullerreducering mer effektiv. Studier kring lämpliga växtval lyfts mot varandra i litteraturstudien och resulterade i två växtlistor. Utifrån förutsättningarna på Bergsgatan i Malmö har möjligheter till att förbättra miljön med hjälp av vegetation diskuterats. Litteraturen kring luftrening och bullerreducering av växter var till viss del begränsad, många studier var gjorda utanför Skandinavien. Inga källor hittades för växtval utifrån svenskt klimat, forskningen var framförallt ifrån USA och Asien vilket gör att en del av växtvalen litteraturen tar upp inte är lämpliga i Sverige. Flera studier lyfte städsegröna växter som mest effektiva på luftrening. Några andra faktorer som var avgörande för växtens upptag av luftföroreningar var bladarean, hur länge bladets stomata är öppen samt partikelstorlek. Det fanns väldigt lite litteratur kring växtval utifrån bullerreducering, fakta som istället lyftes var vilken bredd vegetationen behövde för att ha effekt. Stadsrum är oftast smala och innehåller högre halter av luftföroreningar, då är lämplig vegetation gröna väggar och gröna tak. Andra faktorer som spelade roll var utbredningen, bladorientering och tätheten i ett bestånd.The majority of the world’s population lives in cities and this is a trend that looks set to continue in the future. The climate and challenges in cities differ from the countryside and air- and noise pollution are two negative factors that are often higher in urban environments. Nature can help reduce those levels with the help of ecosystem services. The purpose of this work has been to discuss literature on the regulating ecosystem services air purification and noise reduction. Factors regarding the nature and distribution of plants have been discussed, based on which conclusions have been drawn about which properties and criteria that make a plant’s air purification and noise reduction more effective. Studies on suitable plant choices are highlighted in the literature study and resulted in two plant lists. Based on the conditions on Bergsgatan in Malmö, opportunities to use the environment with the help of vegetation have been discussed. The literature on air purification and noise reduction of plants was to some extent limited, many studies were done outside Scandinavia. No sources were found for plant selection based on Swedish climate, the research was primarily from the USA and Asia which means that some of the plant choices the literature addresses are not suitable in Sweden. Several studies highlighted evergreen plants as most effective at air purification. Some other factors that were decisive for the plant’s uptake of air pollutants were leaf area, how long the leaf’s stomata are open and particle size. There was very little literature on plant selection based on noise reduction, facts that were highlighted instead were what width the vegetation needed to have for an effect. Urban spaces are often narrow and contain higher levels of air pollutants, then suitable vegetation is green walls and green roofs. Other factors that played a role were the distribution, leaf orientation and density of a stock

Treeroots spread on roof gardens A pilot study on the possibilities of using sound tomography on roof gardens : a pilot study on the possibilities of using sound tomography on roof gardens

Det här arbete är en pilotstudie om möjligheten att använda ljudtomografi för att kartografera trädrötter på bjälklag. Arbetet har gjorts i from av en metodstudie på två olika bjälklag med olika substrat. Vidare syftet var att undersöka om det går att ta slutsatser om etablering av träd på bjälklag med datan från ljudtomografiska undersökningar. För att kunna genomföra arbetet har vi tilldelats stipendier av Svenska Träd Föreningen samt anlitat arborister för att utföra de ljudtomografiska undersökningarna. Insamlingen av data är begränsad till två tillfällen på grund av tid och pengar. Metoden är utvecklad av tillverkaren och väl beprövad på träd i mark. Inga publicerade studier har beprövats på träd på bjälklag. Datan som framkommer vid undersökningarna måste analyseras av trädexperter eftersom många faktorer påverkar resultatet. En förstudie har gjorts i form av litteraturstudie för att ge bredare förståelse för rötter, substrat och ljudtomografi. Resultat visade att det gick att genomföra ljudtomografi på de undersökta träden för att kartografera rötternas utbredning. För att dra slutsatser kring etablering krävs mer kontinuerligt utförda undersökningar på flera individer. Genom mer kunskap om rötternas utbredning och etablering kommer vi kunna skapa de bästa förutsättningarna för träd på bjälklag så de kan bidra med sina ekosystemtjänster vi behöver för att uppnå klimatmålen (Europakommissionen, 2020).This work is a pilot study on the possibility of using sound tomography to map tree roots on roof gardens. The work has been done in devotion by a method study on two different roof gardens with different substrates. Furthermore, the purpose was to investigate whether it is possible to draw conclusions on the establishment of trees on the floor with the data from sound tomographic examinations. To be able to carry out the work we have been awarded scholarship by the Swedish Tree Association and hired arborists to carry out the sound tomographic examinations. The data collection is limited to two occasions due to time and money. The method is developed by the manufacturer and well tested on trees in soil. No published studies have been tested on trees on roof gardens. The data obtained from the surveys must be analyzed by tree experts, as many factors influence the result. A feasibility study has been done in the form of a literature study to give a broader understanding of roots, substrates and sound tomography. Results showed that sound tomography could be performed on the examined trees in order to chart the distribution of the roots. In order to draw conclusions about establishment, more continuous surveys are needed on several individuals. Through more knowledge about the root distribution and establishment, we will be able to create the best conditions for trees on roof gardens so that they can contribute with their ecosystem services we need to achieve the climate goals (European Commission, 2020)