Acoustic building
0
,1
,INHOUD
1 DE BASIS ............................................................................................................................................................. 4
1.1 GELUID ................................................................................................................................................................ 4
1.1.1 Geluidssnelheid ......................................................................................................................................... 5
1.1.2 Frequenties ............................................................................................................................................... 5
1.2 GELUIDSDRUKNIVEAU ............................................................................................................................................. 6
1.2.1 Akoestische druk ....................................................................................................................................... 6
1.2.2 Geluidsdrukniveau en decibels ................................................................................................................. 7
1.2.2.1 Regels rond logaritmes: ....................................................................................................................................7
1.2.2.2 Voorbeeldoefeningen .......................................................................................................................................8
1.2.3 Geluidsdrukniveau in grafieken ................................................................................................................ 9
1.2.3.1 Oscillogram- en spectrumgrafiek ......................................................................................................................9
1.2.3.2 Fouriez-transformatie .....................................................................................................................................10
1.2.3.3 De curven van Fletcher en Munson ................................................................................................................10
1.3 GELUIDSBRONNEN ................................................................................................................................................ 11
1.3.1 Puntvormige geluidsbron ....................................................................................................................... 11
1.3.2 Lineaire geluidsbron ............................................................................................................................... 11
1.4 DIRECT EN DIFFUUS GELUIDSVELD ............................................................................................................................ 12
1.5 NAGALMTIJD ....................................................................................................................................................... 12
1.5.1 Formule van Sabine ................................................................................................................................ 12
1.6 NAUWKEURIGHEID EN PRECISIE ............................................................................................................................... 13
1.7 IN HET LABORATORIUM <-> IN SITU.......................................................................................................................... 13
2 ERRORS .............................................................................................................................................................14
2.1 ERROR 1: MINERALE WOL IS EEN GOED AKOESTISCH ISOLEREND MATERIAAL? ................................................................... 14
2.2 ERROR 2: IN AKOESTIEK HEBBEN WE ALTIJD MASSA NODIG? .......................................................................................... 14
2.3 ERROR 3: DUBBELE BEGLAZING VAN 4-12-4 IS AKOESTISCH BETER DAN BEGLAZING VAN 4 MM?.......................................... 15
2.4 ERROR 4: DE INVALSHOEK VAN GELUID OP EEN BOUWELEMENT HEEFT GEEN INVLOED OP DE AKOESTISCHE PRESTATIES? ........... 15
2.5 ERROR 5: DE AKOESTISCHE ISOLATIE TUSSEN TWEE RUIMTES WORDT BEPAALD DOOR DE SCHEIDINGSCONSTRUCTIE? ................ 16
2.6 ERROR 6: ALS EEN MATERIAAL LUCHTBELLEN BEVAT, DAN IS HET EEN GOED AKOESTISCH MATERIAAL? ................................... 17
2.7 ERROR 7: HET METEN VAN DE AKOESTISCHE PRESTATIES IN HET LABORATORIUM IS HETZELFDE ALS OP LOCATIE? ..................... 17
3 LUCHTGELUIDSTRANSMISSIE.............................................................................................................................18
3.1 GELUIDSVERZWAKKINGSINDEX ................................................................................................................................ 18
3.2 GELUIDSREDUCTIE-INDEX BIJ ENKELVOUDIGE CONSTRUCTIE........................................................................................... 19
3.2.1 Materialen met hun akoestische materiaalparameter .......................................................................... 20
3.2.2 Startpunt van de geluidsisolatiecurve (R₁₀₀) volgens de massawet ........................................................ 20
3.2.2.1 Voorbeeldoefening .........................................................................................................................................20
3.3 GELUIDSREDUCTIE-INDEX BIJ DUBBELE CONSTRUCTIE ................................................................................................... 22
3.3.1.1 Voorbeeldoefening .........................................................................................................................................23
3.4 RW (C;CTR) GEWOGEN WAARDE .............................................................................................................................. 25
3.4.1.1 Voorbeeldoefening .........................................................................................................................................25
3.5 GELUIDSTRANSMISSIE (ENKELE EIGENSCHAPPEN) ........................................................................................................ 26
3.5.1 Transmissie door dunne platen............................................................................................................... 26
3.5.2 Type resonantiemodellen ....................................................................................................................... 26
3.5.3 The windowing effect ............................................................................................................................. 26
4 IN DE PRAKTIJK..................................................................................................................................................27
4.1 VEELGEBRUIKTE MATERIALEN IN DE BOUW ................................................................................................................ 27
4.1.1 Kunstmatige materialen ......................................................................................................................... 27
4.1.1.1 Keramische baksteen ......................................................................................................................................27
4.1.1.2 Kalkzandsteen .................................................................................................................................................27
4.1.1.3 Cellenbeton .....................................................................................................................................................27
4.1.1.4 Gipsblok ..........................................................................................................................................................27
2
, 4.1.1.5 Betonblok ........................................................................................................................................................27
4.1.1.6 Minerale wollen ..............................................................................................................................................27
4.1.1.7 PUR (polyurethaan) .........................................................................................................................................28
4.1.1.8 PIR (polyisocyanuraat) ....................................................................................................................................28
4.1.1.9 EPS (geëxpandeerd polystyreen) ....................................................................................................................28
4.1.1.10 XPS (geëxtrudeerd polystyreen) .....................................................................................................................28
4.1.1.11 Cellenglas ........................................................................................................................................................28
4.1.1.12 PF (Resol) ........................................................................................................................................................29
4.1.2 Natuurlijke materialen............................................................................................................................ 29
4.1.2.1 Cellulose ..........................................................................................................................................................29
4.1.2.2 Hennepplaten .................................................................................................................................................29
4.1.2.3 Houtvezelplaten ..............................................................................................................................................29
4.1.2.4 Vlas..................................................................................................................................................................29
4.1.2.5 Kurk .................................................................................................................................................................29
4.1.2.6 Schapenwol .....................................................................................................................................................29
4.1.3 Eigenschappen materialen samengevat ................................................................................................. 30
4.2 WANDEN............................................................................................................................................................ 31
4.2.1 Geluidstransmissie .................................................................................................................................. 31
4.2.1.1 Enkelvoudige wanden .....................................................................................................................................31
4.2.1.2 Dubbele wanden .............................................................................................................................................31
4.3 VLOEREN ............................................................................................................................................................ 33
4.3.1 Scheidingsvloeren ................................................................................................................................... 33
4.4 PRESTATIES IN HET LABO VAN SCHEIDINGSELEMENTEN VAN WONINGEN UIT HOUTEN VLOEREN EN MUREN .............................. 37
4.4.1 Houten vloeren ....................................................................................................................................... 37
4.4.1.1 Houten vloeren: concept van de opbouw .......................................................................................................37
4.4.1.2 Houten vloeren: concept van een zwevende dekvloer ...................................................................................37
4.4.1.3 Houten vloeren: resonantiesysteem ...............................................................................................................38
4.4.1.4 Akoestische prestaties met labovereisten voorbeelden .................................................................................38
4.4.2 Houten wanden ...................................................................................................................................... 39
4.4.2.1 Scheidingswanden tussen woningen: concept ...............................................................................................39
4.4.2.2 Akoestische prestaties met labovereisten voorbeelden .................................................................................39
4.5 OPBOUW VLOEREN EN WANDEN (DETAILTEKENINGEN)................................................................................................. 40
4.5.1 Detailtekening 1: vloer- en wandopbouw, betonnen constructie ........................................................... 40
4.5.2 Detailtekening 2: vloer- en wandopbouw, houten constructie ............................................................... 41
4.6 PRESTATIES VAN HOUTEN CONSTRUCTIES ON SITE ....................................................................................................... 42
4.6.1 Ballon- versus platformmethode (on site) .............................................................................................. 42
4.6.2 Directe en flankerende geluidstransmissies ........................................................................................... 42
4.7 FAÇADES ............................................................................................................................................................ 43
4.7.1 Glazen façades........................................................................................................................................ 43
4.7.1.1 Opbouw ramen ...............................................................................................................................................43
4.7.1.2 Akoestische isolatie van glazen façades (on site) ............................................................................................45
4.7.1.3 Akoestische isolatie van glazen façades (in labo)............................................................................................46
4.7.2 Glazen schuifdeuren ............................................................................................................................... 47
4.7.3 Houten façades ....................................................................................................................................... 47
5 FORMULELIJST...................................................................................................................................................48
6 EXAMENVRAGEN ..............................................................................................................................................49
6.1 VOORBEELDEN KENNSIVRAGEN ............................................................................................................................... 49
3
,1 De basis
1.1 Geluid
Wat is geluid?
Geluid is een zeer snelle fluctuatie van overdruk en onderdruk ten opzichte van de atmosferische
druk. Die ons trommelvlies bereikt en in onze hersenen wordt omgezet in elektrische signalen, die het
als geluid interpreteren.
Hoe verspreidt geluid zich in een ruimte?
Geluid verspreidt zich doordat de deeltjes van het medium (bijv. lucht) heen en weer trillen rond hun
evenwichtspositie. Ze botsen tegen naburige deeltjes, waardoor de trilling – en dus de energie – wordt
doorgegeven. Zo ontstaat een geluidsgolf die zich voortplant door de ruimte.
Geluid wordt altijd overgedragen door deeltjes in een medium (zoals lucht, water of metaal). Wind
kan de overdracht beïnvloeden door het geluid zwakker of sterker te maken in een bepaalde richting.
Het aantal geluidsgolven per seconde -> de frequentie
Een oscillatie is de beweging van het deeltje dat naar
links, rechts en terug naar zijn oorspronkelijke positie
gaat. De hoeveelheid oscillatie die het deeltje per
seconde maakt is ook het aantal geluidsgolven per
seconde -> de frequentie
In werkelijkheid is er niet slechts één trilling (van links naar rechts), maar veel meer, en is het een
chaotisch signaal.
De amplitude van de golf -> de geluidsdruk
De afstand tussen twee golffronten -> de golflengte
=> lambda λ
We zeggen dat geluidsdeeltjes in een bepaalde fase zitten:
De geluidsdeeltjes hebben dezelfde verlenging [elongation]
(de afstand tussen de nieuwe positie en de oorspronkelijke
positie van het geluidsdeeltje). Wanneer de deeltjes dezelfde
verlenging hebben, zeggen we dat ze zich in een fase bevinden.
4
, 1.1.1 Geluidssnelheid
Formule:
c=λ*f
Waarbij:
c = geluidssnelheid [m/s]
λ = golflengte [m]
f = frequentie [Hz]
De snelheid van geluid hangt af van het medium en de temperatuur.
- In lucht: ongeveer 340 m/s
- In water: ongeveer 1400 m/s
- In vaste stoffen ongeveer 5000 m/s
In vaste stoffen liggen de deeltjes veel dichter bij elkaar en zijn ze sterk met elkaar verbonden,
waardoor geluid zich veel sneller voortbeweegt dan in lucht.
1.1.2 Frequenties
In geluid hebben we trillingen tussen 50 en 50 000 Hertz. Ons oor is enkel gevoelig voor geluid tussen
20 en 20 000 Hz (het bereik dat we kunnen horen).
Lage frequenties gaan gemakkelijker door constructies heen. Er is veel massa nodig in de constructie
om te beschermen tegen lage frequenties.
-> Lange golflengten. De afstand tussen twee golven is groot.
500 – 600 kg/m² aan massa voor een muur om ons te beschermen tegen lage frequenties.
-> = permanent gewicht
-> vloer: genoeg voor het tegenhouden van geluid door praten of radio of tv, maar niet tegen het
geluid van te stappen op de vloer (oplossing: zwevende vloer)
Mobiel gewicht/geluid (lopende mensen, machines in werking)
-> 200 kg/m² extra gewicht bovenop het permanente geluid
5
0
,1
,INHOUD
1 DE BASIS ............................................................................................................................................................. 4
1.1 GELUID ................................................................................................................................................................ 4
1.1.1 Geluidssnelheid ......................................................................................................................................... 5
1.1.2 Frequenties ............................................................................................................................................... 5
1.2 GELUIDSDRUKNIVEAU ............................................................................................................................................. 6
1.2.1 Akoestische druk ....................................................................................................................................... 6
1.2.2 Geluidsdrukniveau en decibels ................................................................................................................. 7
1.2.2.1 Regels rond logaritmes: ....................................................................................................................................7
1.2.2.2 Voorbeeldoefeningen .......................................................................................................................................8
1.2.3 Geluidsdrukniveau in grafieken ................................................................................................................ 9
1.2.3.1 Oscillogram- en spectrumgrafiek ......................................................................................................................9
1.2.3.2 Fouriez-transformatie .....................................................................................................................................10
1.2.3.3 De curven van Fletcher en Munson ................................................................................................................10
1.3 GELUIDSBRONNEN ................................................................................................................................................ 11
1.3.1 Puntvormige geluidsbron ....................................................................................................................... 11
1.3.2 Lineaire geluidsbron ............................................................................................................................... 11
1.4 DIRECT EN DIFFUUS GELUIDSVELD ............................................................................................................................ 12
1.5 NAGALMTIJD ....................................................................................................................................................... 12
1.5.1 Formule van Sabine ................................................................................................................................ 12
1.6 NAUWKEURIGHEID EN PRECISIE ............................................................................................................................... 13
1.7 IN HET LABORATORIUM <-> IN SITU.......................................................................................................................... 13
2 ERRORS .............................................................................................................................................................14
2.1 ERROR 1: MINERALE WOL IS EEN GOED AKOESTISCH ISOLEREND MATERIAAL? ................................................................... 14
2.2 ERROR 2: IN AKOESTIEK HEBBEN WE ALTIJD MASSA NODIG? .......................................................................................... 14
2.3 ERROR 3: DUBBELE BEGLAZING VAN 4-12-4 IS AKOESTISCH BETER DAN BEGLAZING VAN 4 MM?.......................................... 15
2.4 ERROR 4: DE INVALSHOEK VAN GELUID OP EEN BOUWELEMENT HEEFT GEEN INVLOED OP DE AKOESTISCHE PRESTATIES? ........... 15
2.5 ERROR 5: DE AKOESTISCHE ISOLATIE TUSSEN TWEE RUIMTES WORDT BEPAALD DOOR DE SCHEIDINGSCONSTRUCTIE? ................ 16
2.6 ERROR 6: ALS EEN MATERIAAL LUCHTBELLEN BEVAT, DAN IS HET EEN GOED AKOESTISCH MATERIAAL? ................................... 17
2.7 ERROR 7: HET METEN VAN DE AKOESTISCHE PRESTATIES IN HET LABORATORIUM IS HETZELFDE ALS OP LOCATIE? ..................... 17
3 LUCHTGELUIDSTRANSMISSIE.............................................................................................................................18
3.1 GELUIDSVERZWAKKINGSINDEX ................................................................................................................................ 18
3.2 GELUIDSREDUCTIE-INDEX BIJ ENKELVOUDIGE CONSTRUCTIE........................................................................................... 19
3.2.1 Materialen met hun akoestische materiaalparameter .......................................................................... 20
3.2.2 Startpunt van de geluidsisolatiecurve (R₁₀₀) volgens de massawet ........................................................ 20
3.2.2.1 Voorbeeldoefening .........................................................................................................................................20
3.3 GELUIDSREDUCTIE-INDEX BIJ DUBBELE CONSTRUCTIE ................................................................................................... 22
3.3.1.1 Voorbeeldoefening .........................................................................................................................................23
3.4 RW (C;CTR) GEWOGEN WAARDE .............................................................................................................................. 25
3.4.1.1 Voorbeeldoefening .........................................................................................................................................25
3.5 GELUIDSTRANSMISSIE (ENKELE EIGENSCHAPPEN) ........................................................................................................ 26
3.5.1 Transmissie door dunne platen............................................................................................................... 26
3.5.2 Type resonantiemodellen ....................................................................................................................... 26
3.5.3 The windowing effect ............................................................................................................................. 26
4 IN DE PRAKTIJK..................................................................................................................................................27
4.1 VEELGEBRUIKTE MATERIALEN IN DE BOUW ................................................................................................................ 27
4.1.1 Kunstmatige materialen ......................................................................................................................... 27
4.1.1.1 Keramische baksteen ......................................................................................................................................27
4.1.1.2 Kalkzandsteen .................................................................................................................................................27
4.1.1.3 Cellenbeton .....................................................................................................................................................27
4.1.1.4 Gipsblok ..........................................................................................................................................................27
2
, 4.1.1.5 Betonblok ........................................................................................................................................................27
4.1.1.6 Minerale wollen ..............................................................................................................................................27
4.1.1.7 PUR (polyurethaan) .........................................................................................................................................28
4.1.1.8 PIR (polyisocyanuraat) ....................................................................................................................................28
4.1.1.9 EPS (geëxpandeerd polystyreen) ....................................................................................................................28
4.1.1.10 XPS (geëxtrudeerd polystyreen) .....................................................................................................................28
4.1.1.11 Cellenglas ........................................................................................................................................................28
4.1.1.12 PF (Resol) ........................................................................................................................................................29
4.1.2 Natuurlijke materialen............................................................................................................................ 29
4.1.2.1 Cellulose ..........................................................................................................................................................29
4.1.2.2 Hennepplaten .................................................................................................................................................29
4.1.2.3 Houtvezelplaten ..............................................................................................................................................29
4.1.2.4 Vlas..................................................................................................................................................................29
4.1.2.5 Kurk .................................................................................................................................................................29
4.1.2.6 Schapenwol .....................................................................................................................................................29
4.1.3 Eigenschappen materialen samengevat ................................................................................................. 30
4.2 WANDEN............................................................................................................................................................ 31
4.2.1 Geluidstransmissie .................................................................................................................................. 31
4.2.1.1 Enkelvoudige wanden .....................................................................................................................................31
4.2.1.2 Dubbele wanden .............................................................................................................................................31
4.3 VLOEREN ............................................................................................................................................................ 33
4.3.1 Scheidingsvloeren ................................................................................................................................... 33
4.4 PRESTATIES IN HET LABO VAN SCHEIDINGSELEMENTEN VAN WONINGEN UIT HOUTEN VLOEREN EN MUREN .............................. 37
4.4.1 Houten vloeren ....................................................................................................................................... 37
4.4.1.1 Houten vloeren: concept van de opbouw .......................................................................................................37
4.4.1.2 Houten vloeren: concept van een zwevende dekvloer ...................................................................................37
4.4.1.3 Houten vloeren: resonantiesysteem ...............................................................................................................38
4.4.1.4 Akoestische prestaties met labovereisten voorbeelden .................................................................................38
4.4.2 Houten wanden ...................................................................................................................................... 39
4.4.2.1 Scheidingswanden tussen woningen: concept ...............................................................................................39
4.4.2.2 Akoestische prestaties met labovereisten voorbeelden .................................................................................39
4.5 OPBOUW VLOEREN EN WANDEN (DETAILTEKENINGEN)................................................................................................. 40
4.5.1 Detailtekening 1: vloer- en wandopbouw, betonnen constructie ........................................................... 40
4.5.2 Detailtekening 2: vloer- en wandopbouw, houten constructie ............................................................... 41
4.6 PRESTATIES VAN HOUTEN CONSTRUCTIES ON SITE ....................................................................................................... 42
4.6.1 Ballon- versus platformmethode (on site) .............................................................................................. 42
4.6.2 Directe en flankerende geluidstransmissies ........................................................................................... 42
4.7 FAÇADES ............................................................................................................................................................ 43
4.7.1 Glazen façades........................................................................................................................................ 43
4.7.1.1 Opbouw ramen ...............................................................................................................................................43
4.7.1.2 Akoestische isolatie van glazen façades (on site) ............................................................................................45
4.7.1.3 Akoestische isolatie van glazen façades (in labo)............................................................................................46
4.7.2 Glazen schuifdeuren ............................................................................................................................... 47
4.7.3 Houten façades ....................................................................................................................................... 47
5 FORMULELIJST...................................................................................................................................................48
6 EXAMENVRAGEN ..............................................................................................................................................49
6.1 VOORBEELDEN KENNSIVRAGEN ............................................................................................................................... 49
3
,1 De basis
1.1 Geluid
Wat is geluid?
Geluid is een zeer snelle fluctuatie van overdruk en onderdruk ten opzichte van de atmosferische
druk. Die ons trommelvlies bereikt en in onze hersenen wordt omgezet in elektrische signalen, die het
als geluid interpreteren.
Hoe verspreidt geluid zich in een ruimte?
Geluid verspreidt zich doordat de deeltjes van het medium (bijv. lucht) heen en weer trillen rond hun
evenwichtspositie. Ze botsen tegen naburige deeltjes, waardoor de trilling – en dus de energie – wordt
doorgegeven. Zo ontstaat een geluidsgolf die zich voortplant door de ruimte.
Geluid wordt altijd overgedragen door deeltjes in een medium (zoals lucht, water of metaal). Wind
kan de overdracht beïnvloeden door het geluid zwakker of sterker te maken in een bepaalde richting.
Het aantal geluidsgolven per seconde -> de frequentie
Een oscillatie is de beweging van het deeltje dat naar
links, rechts en terug naar zijn oorspronkelijke positie
gaat. De hoeveelheid oscillatie die het deeltje per
seconde maakt is ook het aantal geluidsgolven per
seconde -> de frequentie
In werkelijkheid is er niet slechts één trilling (van links naar rechts), maar veel meer, en is het een
chaotisch signaal.
De amplitude van de golf -> de geluidsdruk
De afstand tussen twee golffronten -> de golflengte
=> lambda λ
We zeggen dat geluidsdeeltjes in een bepaalde fase zitten:
De geluidsdeeltjes hebben dezelfde verlenging [elongation]
(de afstand tussen de nieuwe positie en de oorspronkelijke
positie van het geluidsdeeltje). Wanneer de deeltjes dezelfde
verlenging hebben, zeggen we dat ze zich in een fase bevinden.
4
, 1.1.1 Geluidssnelheid
Formule:
c=λ*f
Waarbij:
c = geluidssnelheid [m/s]
λ = golflengte [m]
f = frequentie [Hz]
De snelheid van geluid hangt af van het medium en de temperatuur.
- In lucht: ongeveer 340 m/s
- In water: ongeveer 1400 m/s
- In vaste stoffen ongeveer 5000 m/s
In vaste stoffen liggen de deeltjes veel dichter bij elkaar en zijn ze sterk met elkaar verbonden,
waardoor geluid zich veel sneller voortbeweegt dan in lucht.
1.1.2 Frequenties
In geluid hebben we trillingen tussen 50 en 50 000 Hertz. Ons oor is enkel gevoelig voor geluid tussen
20 en 20 000 Hz (het bereik dat we kunnen horen).
Lage frequenties gaan gemakkelijker door constructies heen. Er is veel massa nodig in de constructie
om te beschermen tegen lage frequenties.
-> Lange golflengten. De afstand tussen twee golven is groot.
500 – 600 kg/m² aan massa voor een muur om ons te beschermen tegen lage frequenties.
-> = permanent gewicht
-> vloer: genoeg voor het tegenhouden van geluid door praten of radio of tv, maar niet tegen het
geluid van te stappen op de vloer (oplossing: zwevende vloer)
Mobiel gewicht/geluid (lopende mensen, machines in werking)
-> 200 kg/m² extra gewicht bovenop het permanente geluid
5
