Akoestische eigenschappen
Inhoud
Inleiding
Geluidsisolatie
Geluidsabsorptie
Regelgeving
Meten
Inleiding
Geluid bestaat uit golven van in trilling gebrachte lucht. Hoe meer trillingen,
hoe hoger het geluid. De voor het menselijk oor hoorbare geluiden zitten grofweg
tussen de 20 en 20.000 Hz, dat wil zeggen tussen de 20 en 20.000 trillingen per
seconde. Geluid plant zich dus voort door de lucht als een golf. Deze golf heeft
een top en een dal, de mate waarin de golf uitslaat bepaalt het geluidniveau:
hoe groter de uitslag (amplitude), hoe harder het geluid
Figuur 1 - Schematische weergave geluidsgolven (rode golf is lager en harder dan
blauwe golf).
Geluid wordt voortgebracht door op enige wijze de lucht in trilling te brengen.
Dit gebeurt met onze stem bij het praten, door muziekinstallaties of door
voorwerpen of constructies in trilling te brengen. In de bouwakoestiek
onderscheiden we in dit verband luchtgeluid en contactgeluid.
Luchtgeluid is geluid dat in de lucht wordt voortgebracht en voortgeplant.
Bijvoorbeeld als mensen met elkaar praten of muziek maken.
Contactgeluid is geluid dat wordt voortgeplant via constructiedelen die
(mechanisch) in trilling worden gebracht. Bijvoorbeeld door met een deur te
slaan, traplopen of bij boren in de constructie.
Geluidsoverlast ontstaat wanneer er hinderlijk geluid van de ene naar de andere
ruimte wordt doorgegeven in de vorm van lucht- en/of contactgeluid.
Figuur 2
Schematische weergave van verschillende vormen van geluidsoverdracht.
Er zijn twee manieren om het geluidniveau in een ruimte tot aanvaardbare
proporties terug te brengen:
- isoleren van geluid
- absorptie van geluid
Het isoleren van geluid heeft tot doel om de overdracht van geluid van de ene
naar de andere ruimte te minimaliseren. Door geluidsabsorptie wordt het
geluidniveau in de ruimte omlaag gebracht, waardoor enerzijds minder geluid kan
worden doorgegeven en wordt anderzijds of tegelijkertijd het geluidniveau in de
ontvangende ruimte tot een aanvaardbaar niveau teruggebracht.
Geluidsisolatie.
Voor het isoleren van luchtgeluid is vooral massa nodig. Hoe zwaarder een wand
is, hoe beter de isolatie tegen luchtgeluid. Baksteen met een soortelijk gewicht
van 1700 - 2000 kg/m3 (17 – 20 kN/m3), is dus in vergelijking met lichte
scheidingswanden een betere isolator tegen luchtgeluid.
Wel moet er op gelet worden dat in de wand geen geluidlekken optreden, omdat
daarmee het isolerende effect van de wand grotendeels teniet wordt gedaan.
Geluidlekken in gemetselde wanden ontstaan bijvoorbeeld wanneer de voegen niet
goed dicht gezet worden, of bij het aanbrengen van installatiedozen in de wand.
Ook de aansluiting van de wand op de omliggende constructie moet overeenkomstig
de gewenste geluidsisolatie worden gedetailleerd en uitgevoerd.
Is dit niet het geval, dan kan het geluid via (kieren in) de
aansluitingsconstructie worden doorgegeven. We spreken in dat geval van
flankerende geluidsoverdracht.
Een andere mogelijkheid is nog dat het geluid een alternatieve route volgt
buiten de geluidsisolerende voorzieningen om, het zogenaamde omloopgeluid. Een
voorbeeld hiervan is een woningscheidende wand waarbij ter weerszijden van de
wand in aangrenzende ruimten een raam wordt opengezet. Het geluid kan zich in
zo’n geval ongehinderd via de raamopeningen en de buitenlucht tussen deze
ruimten verplaatsen. Een ander voorbeeld is een isolerende scheidingswand die
geplaatst wordt in een ruimte met verlaagd plafond. Vaak wordt nog vergeten om
de wand of de isolatie boven het plafond door te zetten en deugdelijk af te
sluiten. Gevolg is dat het geluid ongehinderd via het plafond kan worden
doorgegeven.
Figuur 3 – Oplossingen voor veel voorkomende geluidslekken in
metselwerkconstructies.
Hoge eisen worden gesteld aan de geluidsisolatie van woningscheidende wanden.
Een massieve steensmuur geeft weliswaar een behoorlijke isolatie tegen
luchtgeluid, probleem is echter dat geluiden gemakkelijk worden doorgegeven via
de in de bouwmuur opgelegde vloeren. De oplossing voor dit probleem is de
ankerloze spouwmuur.
De ankerloze spouwmuur heeft een 5 á 10 dB betere geluidsisolatie dan een even
zware massieve muur. Belangrijk is echter dat er ook geen contactgeluiden kunnen
worden doorgegeven, mits de constructie goed wordt uitgevoerd. Dit betekent dat
de spouw doorgezet moet worden tot minstens 50 cm onder het niveau van de begane
grondvloer, omdat anders ter plaatse van de begane grondvloer flankerende
geluidsoverdracht kan optreden.
Figuur 4
Akoestisch funderingsdetail ankerloze spouwmuur
Bij gevels zijn vooral de kierdichting op het binnenspouwblad langs vloeren en
kozijnen en de ventilatievoorzieningen van belang. Goede kierdichting moet het
optreden van geluidlekken voorkomen. Ventilatievoorzieningen kunnen een
geluidlek in de constructie vormen. Indien nodig kunnen
geluidisolerende/geluiddempende ventilatievoorzieningen worden toegepast,
bijvoorbeeld suskasten.
Geluidsabsorptie
Naast de geluidsisolatie is ook de geluidsabsorptie in een ruimte van belang,
omdat de geluidsabsorptie in een ruimte mede het geluidniveau in die ruimte
bepaalt. De mate van absorptie die in een ruimte optreedt wordt gemeten aan de
nagalmtijd, dit is de tijd waarin een geluid wegsterft. In een leslokaal is
bijvoorbeeld een nagalmtijd van maximaal 0,8 sec. gewenst.
De nagalmtijd (T) kan worden berekend uit de volgende vuistregel: deel het
volume (V) van de ruimte (in m3) door 6 maal het absorberend oppervlak(Aa) (in
m2). In formulevorm:
T = V/6Aa met: Aa = c x A. Waarin: T = nagalmtijd;
V = volume van de ruimte;
Aa = absorberend oppervlak;
c = absorptiecoëfficiënt en
A = oppervlak wanden, vloer en plafond.
Met absorberend oppervlak wordt een theoretisch oppervlak bedoeld dat alle
aangestraalde geluid voor 100% absorbeert. Als we dus het absorberend vermogen
van gebruikte afwerkmaterialen kennen, kunnen we de nagalmtijd berekenen.
Normaal schoon metselwerk heeft een absorptiecoëfficiënt van 4%, een
gepleisterde wand slechts 2%. De bijdrage van een normale schoon metselwerk wand
aan de verlaging van het geluidniveau is dus zeer gering.
Een voorbeeld: Een leslokaal heeft een inhoud van 180 m3. Om een nagalmtijd van
0,8 sec. te krijgen zou een schoonmetselwerkwand nodig zijn van: 180/6 x 0,04A =
0,8 => A = 938 m2. Dit is niet te realiseren, normaal baksteen schoonmetselwerk
komt dus niet in aanmerking als absorptiemateriaal.
Meestal wordt de gewenste nagalmtijd bereikt door toepassing van absorberend
materiaal in plafonds en op de vloer (tapijt).
Binnenmuurstenen met een meer open poreuze structuur, zoals porisosteen en
fimonsteen, zijn voor dit doel beter geschikt. De geluidsabsorptie van deze
stenen bedraagt 15%.
Voor speciale doeleinden kunnen schoon metselwerkconstructies worden toegepast
in combinatie met absorberende materialen en/of structuren die het geluid aan
het oppervlak breken en verstrooien. Dit kan worden gerealiseerd door
bijvoorbeeld openingen aan te brengen in het metselwerk (open stootvoegen)
waarachter zich geluidsabsorberend materiaal bevindt of door het metselen van
stenen in reliëf. Verstrooiing van geluid door het reliëf verkleint de kans op
hinderlijke echo’s. Een veel
toegepaste constructie in bijvoorbeeld zwembaden en muziekruimten (theater,
studio e.d.) is schoonmetselwerk waarbij geperforeerde stenen op hun kant worden
gemetseld met daarachter geluidsabsorberend isolatiemateriaal (zie figuur 5).
Figuur 5
Voorbeeld geluidsabsorberend metselwerk.
Regelgeving
Het Bouwbesluit stelt eisen aan de mate waarin scheidingsconstructies geluid
moeten isoleren. Zo worden grenzen gesteld aan de geluidsoverdracht tussen
woningen onderling en tussen verblijfsgebieden binnen en de buitenruimte. Ook
het geluid van installaties wordt aan maxima gebonden. De uitgangspunten voor
berekening en bepaling van de bijbehorende waarden van de isolatie-index voor
constructies is vastgelegd in NEN 5077 – Geluidwering in gebouwen, waarnaar in
het Bouwbesluit wordt verwezen.
Tabel 1 laat indicatief enkele waarden zien voor de geluidwering (RA) van
veelvoorkomende metselwerkconstructies en de bijbehorende waarden voor de
luchtgeluidsisolatie-index, Ilu;, welke een maat is voor de luchtgeluidsisolatie
tussen ruimten.
Uit tabel 1 kan de isolatieindex voor luchtgeluid bij benadering worden afgeleid
afhankelijk van de massa van de scheidingswand. Of een bepaalde
metselwerkconstructie voldoet aan de eisen zoals die worden gesteld, kan
nauwkeuriger worden vastgesteld aan de hand van de methode die wordt beschreven
in NPR 5070 – Geluidwering in woongebouwen – Voorbeelden van wanden en vloeren
in steenachtige draagconstructies. Deze praktijkrichtlijn biedt een methode om
in drie stappen een woningscheidende steenachtige constructie en de aansluitende
constructies te toetsen aan het vereiste kwaliteitsniveau voor de
geluidsisolatie. De kwaliteitsklassen voor geluidwering zijn afgeleid uit NEN
1070, waarin deze klassen zijn gedefinieerd als een samenhangend pakket van
geluidseisen. De praktijkrichtlijn is uitgewerkt voor kwaliteitsklasse III,
overeenkomend met de eisen uit het
Bouwbesluit, en voor klasse II, wat neerkomt op een niveau van 5 dB hoger dan
het Bouwbesluitniveau. De te nemen stappen volgens NPR 5070 zijn:
1 – keuze van de woningscheidende constructie.
2 – keuze van de aansluitende constructies.
3 – detailuitwerking van de gekozen constructies.
Met de massa per vierkante meter van de scheidingsconstructie als uitgangspunt
kan in de NPR via keuzematrices gezocht worden naar de constructietypen
(scheidingsconstructie met aansluitende wanden, vloer en dak) die aan het niveau
voldoen dat bij de tabel hoort. De constructietypen worden in de tabel
weergegeven als pictogrammen met elk een eigen code, bijvoorbeeld G1, G2, G3
enz. voor de detaillering met de aansluitende gevel. Nadat de keuze voor de
aansluitende constructies is gemaakt, kan aan de hand van de code de
bijbehorende details worden opgezocht. De in de NPR gebruikte details zijn
voorzover mogelijk ontleend aan de SBR-Referentiedetails woningbouw.
De NPR is toepasbaar op woningen en woongebouwen. Voor andere gebouwen kan de
praktijkrichtlijn alleen worden gebruikt voor met woningbouw overeenkomende
constructies.
Meten
Of in de praktijk daadwerkelijk aan de gestelde eisen wordt voldaan kan slechts
worden vastgesteld door meting. De in de praktijk bereikte waarden zijn mede
afhankelijk van de kwaliteit van de toegepaste materialen en uitvoering.
Afwijkingen van constructies en afmetingen zoals die in de woningbouw
gebruikelijk zijn kunnen het resultaat sterk beinvloeden.