Geluidwering sanitaire toestellen en installaties

Transcriptie

1 geluidwering Will Scheffer Onderzoek naar geluid van waterleidingen ST-19 Geluidwering sanitaire toestellen en installaties Met bestaande richtlijnen en werkbladen voor geluidwering van sanitaire installaties kan nauwelijks meer worden voldaan aan de huidige prestatieeisen in de publiek- en privaatrechtelijke sfeer. De documenten zijn meer dan vijftien jaar oud. Uneto-VNI en TVVL hebben in 2006 het meerjarenproject ST-19 Geluidwering sanitaire toestellen en installaties opgesteld. Dit artikel geeft een samenvatting van de meetresultaten van waterleidingen. 430 Aanleg waterleidingen in wand van kalkzandsteen. De typen waterleidingen die bij het onderzoek zijn gebruikt: (van boven naar beneden) PB 15 en 22 mm, AluPEX 16 en 25 mm, koper 12, 15 en 22 mm. De Nederlandse Praktijkrichtlijn NPR 5075 Geluidwering in woningen en woongebouwen Sanitaire toestellen en installaties voor de aan- en afvoer van water stamt uit Deze NPR richt zich op de drie (hoofd)functies van een sanitaire installatie: aanvoer van water (leidingwaterinstallatie); waterverbruiks- en lozingstoestellen (sanitair); afvoer van water (riolering). Door toepassing van nieuwe bouw- en installatiemethoden bleek de NPR 5075 na zo n vijftien jaar niet meer aan te sluiten op de actuele bouw- en installatiepraktijk. Met de toename van kwaliteitseisen aan woningen in het algemeen, worden ook strengere eisen gesteld aan de optredende geluidniveaus door installaties. Een belangrijk deel van het in woningen voorkomende installatiegeluid is afkomstig van sanitaire installaties. Uneto-VNI en TVVL hebben in 2006 het projectplan ST-19 Geluidwering sanitaire toestellen en installaties opgesteld dat voorziet in vier fasen: Fase 1: inventarisatie van beschikbare (ook buitenlandse) informatie over geluid en isolerende maatregelen van sanitaire installaties. Fase 2a: onderzoek naar de geluidafstraling van waterleidingen als functie van de watersnelheid en armaturen naar omliggende bouwkundige constructies. Fase 2b: onderzoek naar de geluidafgifte van rioleringsleidingen boven verlaagde plafonds van verschillende soorten materiaalopbouw. Fase 3: vertaling van de resultaten die uit fase 1 en 2a/b zijn voortgekomen naar praktijkrichtlijnen. Eerder heeft op initiatief van Uneto-VNI door Isso en bureau Peutz onderzoek plaatsgehad naar de geluidafstraling van rioleringsstandleidingen in leidingschachten. Dat heeft in 2005 geleid tot een aanvulling op NTR 3216 Richtlijnen voor ontwerp en uitvoering van binnenriolering met het bijbehorend computerberekeningsmodel Soundspotsim. Dit simulatieprogramma is in 2008 uitgebreid. FASE 1 In 2007 is fase 1 van het ST-19-project opgeleverd. De inventarisatie is uitgevoerd door bureau Peutz uit Zoetermeer en de werkzaamheden zijn begeleid door de TVVL-werkgroep ST-19, waarvan Isso het secretariaat voert. Uit de rapportage blijkt dat in de beschouwde Europese landen voor woningen formele (publieke) vergelijkbare installatiegeluidniveaus van circa 30 db(a) worden gehanteerd. Deze waarde geldt voor geluid veroorzaakt door sanitaire installaties buiten de woning. Uitzondering hierop vormt Zwitserland, waar de formele geluidniveauwaarde ook geldt voor installaties binnen de ei-

2 gen woning. In de privaatrechtelijke sfeer worden in Nederland ook strengere geluidniveaus genoemd (NEN 1070) en eisen gesteld aan geluidniveaus van sanitaire installaties binnen de eigen woning (GIW). Met de thans beschikbare informatie is geen goede inschatting te maken voor de toelaatbare stroomsnelheden in waterleidingen bij strengere geluideisen en montage op andersoortige wandconstructies dan de relatief zware en stijve internationaal gestandaardiseerde meetwand. Ook blijkt dat er geen data beschikbaar zijn van de verschillen in geluidafstraling bij diverse leidingmaterialen. FASE 2A In fase 2a van het ST-19-project, dat in april 2009 is opgeleverd, zijn onder meer metingen verricht naar de geluidaf - straling van waterleidingen als gevolg van de watersnelheid en is onderzoek gedaan naar de relatie tussen de meetmethode volgens de internationale norm ISO 3822 en praktijksituaties, en de effecten van verschillende montagewijzen en flexibele aansluitingen op kranen. In deze fase van onderzoek is bureau Peutz begeleid door de TVVL-werkgoep ST-19 aangevuld met vertegenwoordigers van participanten. De participanten hebben, in het Laboratorium voor Akoestiek van Peutz in Mook, gezorgd voor de bouw van de verschillende te testen wandconstructies met een verscheidenheid aan in- en opbouwwaterleidingen. Er zijn circa vijfhonderd metingen uitgevoerd. De participanten waren: Kuenen Installatiegroep, Saint Cobain Gyproc, Flamco, Viega, KME, J. van Walraven, Wavin en Neoperl. Isso onderhoudt de contacten met de participanten. IGN star aangesloten op een stalen leiding. Kraan van geluidsklasse 1 star aangesloten op de waterleiding. LEIDING- EN WANDTYPEN Metingen zijn verricht aan wanden van 100 mm dik, bestaande uit kalkzandsteen (circa 180 kg/m 2, gemeten luchtgeluidisolatiewaarde Rw = 44 db), gipsblokken (84 kg/m 2, RW = 38 db) en in twee uitvoeringen (75 mmprofielen met enkele gipskartonbeplating, totaal 20 kg/m 2, RW = 42 db, en 50 mm profielen met dubbele gipskartonbeplating, totaal 38 kg/m 2, RW = 52 db). In en op de wanden zijn leidingen gemonteerd van koper (12, 15 en 22 mm met soldeerverbindingen), AluPEX (16, 20 en 25 mm met persfittingen voorzien van tule) en PolyButyleen (PB) (15, 22 en 28 mm met push-fitfittingen voorzien van losse steunbus). De testleiding heeft een omwikkelde lengte van circa 4,0 m met daarin twee knieën/bochten. Ook ter plaatse van de intrede en uittrede, respectievelijk de aansluitpunten zijn knieën/bochten opgenomen. In de testleiding zijn dus in totaal vier knieën/bochten opgenomen. Standaard waren dat kniestukken, in enkele gevallen ook gebogen bochten. Gemeten is de geluidafstraling van waterleidingen bij watersnelheden van 1, 2, 3 en 4 m/s. GELUIDAFSTRALING WATERLEIDINGEN Als referentie met de inbouwsituaties, alsmede voor opbouwleidingen bij renovatieprojecten, is de bijdrage van de luchtgeluidafstraling (dus van opbouwleidingen) gemeten van koperen leidingen (12, 15 en 22 mm), PB 15 mm en AluPEX 16 mm. Het gemeten luchtgeluid als gevolg van waterstroming blijkt bij koper en PB ruisachtig van karakter. Tot en met een watersnelheid van 3 m/s voldoen de onderzochte koperen lei - 431

3 432 leiding op wand: type en buitendiameter (met genormeerd geluiddrukniveau knieën, tenzij anders aangegeven) 1 m/s 2 m/s 3 m/s 4 m/s koper 12 mm koper 15 mm koper 22 mm (met bochten) PB 15 mm AluPEX 16 mm Tabel 1. Selectie van gemeten luchtgeluidafstralingen door leidingen afhankelijk van de watersnelheid. type wand leiding in wand (met knieën): genormeerd geluiddrukniveau type en buiten - diameter 1 m/s 2 m/s 3 m/s 4 m/s 5 m/s kalkzandsteen koper 15 mm gipsblokken koper 15 mm koper 15 mm koper 15 mm kalkzandsteen PB 15 mm gipsblokken PB 15 mm PB 15 mm PB 15 mm kalkzandsteen AluPEX 16 mm gipsblokken AluPEX 16 mm AluPEX 16 mm AluPEX 16 mm Tabel 2. Selectie van gemeten constructiegeluidafstraling door leidingen afhankelijk van de watersnelheid. dingen en de PB-leiding ruim aan de grenswaarde van 30 db(a), zie tabel 1. Bij AluPEX 16 mm wordt het geluid - niveau bij toenemende snelheid bepaald door hoogfrequent cavitatiegeluid, afkomstig uit de vernauwingen in de persverbinding van de kniestukken. Bij een watersnelheid van 2 m/s in de rechte leidingdelen (5 m/s in de tule van de persverbinding) wordt de formele grenswaarde van 30 db(a) al ruim overschreden. Om aan de grenswaarde te voldoen mag de snelheid in de AluPEX-leiding niet hoger zijn 1,5 m/s. Het thermisch isoleren van de koperen opbouwleiding (met Armaflex) bleek geen invloed op de geluidafstraling te hebben. De gemeten constructiegeluidafstraling bij koperen en PB-leidingen in steenachtige wanden (kalkzandsteen en gipsblokken) blijkt bij watersnelheden tot en met 3 m/s eveneens ruim aan de Bouwbesluiteis van 30 db(a) te voldoen, zie tabel 2. De watersnelheid in AluPEX met persverbindingen (voorzien van een tule) moet ook in steenachtige wanden beperkt blijven tot 1 à 1,5 m/s. Wordt de leiding van AluPEX in de wand van gipsblokken zonder verbindingen uitgevoerd, dan wordt zelfs nog bij een watersnelheid van 4 m/s voldaan aan de Bouwbesluiteis. Bij 2 m/s is 9 db(a) gemeten, bij 3 m/s 20 db(a) en bij 4 m/s 26 db(a). Ook de gemeten constructiegeluidafstraling bij koperen en PB-leidingen in wanden blijkt bij watersnelheden tot en met 3 m/s ruim aan de Bouwbesluiteis van 30 db(a) te voldoen, voor koperen leidingen zelfs veelal bij een watersnelheid van 4 m/s. De meetresultaten voor Alu - PEX in wanden lagen bij watersnelheden boven 1 m/s al boven de formele eis. UITSTROOMAPPENDAGES Voor het meten en classificeren van constructiegeluid van kranen wordt gebruikgemaakt van een internationale methode, vastgelegd in de norm ISO Daarbij wordt een stalen leiding met een binnendiameter van 25 mm door draadeinden star bevestigd (door en door) op een massieve wand met een oppervlakte van 8 12 m 2 en een oppervlaktegewicht van kg /m 2. De norm voorziet verder in een genormeerd, geruisproducerend uitstroomappendage (IGN). Om de meetresultaten verkregen in verschillende meetruimten, respectievelijk meetwanden met elkaar te vergelijken wordt met behulp van de IGN een referentiemeting verricht en gerelateerd aan een in ISO 3822 vastgesteld geluidspectrum. In fase 2a van het ST-19 project zijn metingen verricht om een relatie te kunnen leggen tussen de meetmethode volgens ISO 3822 en praktijksituaties. Die metingen zijn uitgevoerd met een mengkraan van geluidklasse I (Grohe type Essense 33562) op diverse n en wanden. Bij een gebruiksdruk van 300 kpa bedraagt de volumestroom van de IGN 0,31 l/s en die van de geheel geopende mengkraan 0,11 l/s. Bij deze volumestromen is de watersnelheid in leidingen met een inwendige diameter van 12 mm, respectievelijk 2,7 m/s en 1,0 m/s en bij een inwendige diameter van 20 mm, respectievelijk 1,0 m/s en 0,35 m/s. De metingen met de mengkraan zijn uitgevoerd met koud en warm water. Bij de beoordeling is steeds het hoogste geluidniveau aangehouden. Ook zijn metingen verricht naar het effect van flexibele aansluitingen tussen de mengkraan en waterleidingen.

4 type wand 100 mm dik genormeerd geluiddrukniveau mengkraan geluidsklasse I IGN verschil in db(a) kalkzandsteen ISO 3822: stalen leiding DN 25, opbouw kalkzandsteen koper 22 mm, inbouw kalkzandsteen AluPEX 16 mm, inbouw kalkzandsteen PB 15 mm, inbouw gipsblokken koper 15 mm, inbouw gipsblokken AluPEX 16 mm, inbouw gipsblokken PB 15 mm, inbouw koper 22 mm, inbouw AluPEX 16 mm, inbouw PB 15 mm, inbouw koper 22 mm, inbouw AluPEX 16 mm, inbouw PB 15 mm, inbouw Tabel 3. Gemeten constructie - geluidniveau door de meng - kraan, aangesloten op in verschillende wanden aan - gebrachte n. EFFECT INBOUWLEIDING Vergeleken is het effect op de geluidafstraling van een stalen leiding (DN 25, conform ISO 3822), aangebracht op en in diverse wanden waarop een IGN is aangesloten. Bij een starre bevestiging, uitgevoerd volgens de ISO 3822-methode op een 100 mm dikke kalkzandsteenwand, bedraagt het genormeerde geluiddrukniveau (L n ) 60 db(a). De leiding aangebracht in de kalkzandsteenwand (sleuven met cement afgewerkt) geeft een 7 db(a) hoger geluidniveau. Bij een op en in de gipsblokkenwand aangebrachte leiding bedraagt het geluidniveau respectievelijk 67 en 71 db(a), en bij een stalen leiding in de wand met dubbele gipsbeplating 62 db(a) en met 63 db(a). RELATIE MET ISO 3822 Om in de praktijk te verwachten geluidniveaus door kranen te kunnen bepalen zijn metingen verricht met een mengkraan aangesloten op gebruikelijke n in vier gebruikelijke inbouwsituaties in binnenwanden, zie tabel 3. Ook zijn metingen uitgevoerd met een IGN om daarmee de volgens ISO methode geclassificeerde kranen te kunnen relateren aan praktijksituaties. In de ISO 3822-opstelling, met een stalen leiding op een 100 mm dikke kalkzandsteenwand, is voor de toegepaste mengkraan zonder flexibele aansluitleidingen een genormaliseerd geluiddrukniveau (L n ) vastgesteld van circa 29 db(a). De kraan, aangesloten op koper 15 mm en AluPEX 16 mm in een wand van gipsblokken, leidt tot respectievelijk 7 en 3 db(a) hogere geluidniveaus ten opzichte van de ISP opstelling met kraan. Met deze kraan van geluidklasse I kan in de gegeven situatie niet aan de akoestische grenswaarde van 30 db(a) worden voldaan. Afhankelijk van het type wand worden bij een PB-leiding 7 18 db(a) lagere geluidniveaus genoteerd dan bij de ISO 3822-opstelling. Naar verwachting kan met de PB-leiding ook met een klasse II-kraan worden voldaan aan de grenswaarde van 30 db(a). EFFECT INBOUWWIJZE LEIDING Er is ook gekeken naar het akoestisch effect van in de praktijk voorkomende inbouwwijzen van leidingen in massieve wandconstructies. Metingen hiervoor hebben plaatsgehad bij (met knieën) koper 22 mm AluPEX 16 mm PB 15 mm montagewijze (bouw) genormeerd geluiddrukniveau mengkraan IGN geluidsklasse I star/kaal - 58 mantelbuis wicu armaflex isolatie star/kaal mantelbuis star/kaal mantelbuis Tabel 4. Gemeten constructiegeluidniveau door de mengkraan bij ver - schillende montagewijzen van leidingen in een 100 mm dikke kalk - zandsteenwand. 433

5 type wand 100 mm dik genormeerd geluiddrukniveau mengkraan geluid - klasse I zonder flexibele aansluitingen mengkraan geluidklasse I met flexibele aansluitingen kalkzandsteen ISO 3822: stalen leiding DN 25, opbouw gipsblokken stalen leiding DN 25, inbouw stalen leiding DN 25, opbouw stalen leiding DN 25, opbouw koper 22 mm, inbouw AluPEX 16 mm, inbouw PB 15 mm, inbouw Tabel 5. Gemeten constructie geluidniveau door de meng kraan, met en zonder flexibele aansluitingen. verschil in db(a) de 100 mm kalkzandsteenwand. Koper 22 mm is daarin op vier wijzen aangebracht: star, in een mantelbuis, star met een kunststofmantel (wicu-buis), en met 10 mm thermische isolatie (armaflex). AluPEX16 mm en PB 15 mm zijn op twee wijzen aangebracht: star en in een mantelbuis. Als geruisbron zijn een IGN en een geluidklasse I-kraan gebruikt. Tabel 4 geeft de resultaten weer. Daaruit blijkt dat er geen significant niveauverschil is gemeten tussen montage van de kale leidingen en de leidingen met mantelbuis. Een kunststofmantel om een koperen leiding (wicu-buis) of het isoleren van de koperen leiding laat een duidelijk verschil zien; respectievelijk 6 en 13 db(a) lager genormeerd geluiddrukniveau ten opzichte van de leiding in een mantelbuis. AANSLUITING KRAAN Verder is onderzocht in welke mate het constructiegeluid als gevolg van de mengkraan kan worden gereduceerd door toepassing van flexibele aansluitingen (400 mm lang, een diameter van 10 mm). Een flexibele aansluiting van de mengkraan op het in de wanden opgenomen leidingwerk leidt ten opzichte van een starre aansluiting tot een aanzienlijke verlaging van de constructiegeluidniveaus. Afhankelijk van het type leiding bedragen de afnamen 4 13 db(a). Door flexibele aansluitingen toe te passen kan als het gaat om de constructiegeluidbijdrage afkomstig van de kraan bij de twee uitvoeringen van wanden (enkel of dubbele beplating) naar verwachting met alle drie de n met een geluidklasse I- en geluidklasse II -kraan worden voldaan aan de grenswaarde van 30 db(a). ISSO-PUBLICATIE De tabellen geven slechts een summiere weergave van de metingen die zijn uitgevoerd. De in de tabellen gegeven geluiddrukniveaus zijn slechts geldig voor de metingen die in het laboratorium hebben plaatsgehad aan de desbetreffende wandconstructies en de daarin opgenomen testleidingen. In de praktijk komen in leidingen, naast de gebruikte knieën, ook andere hulpstukken voor, zoals T-stukken, muurplaten, verloopstukken en dergelijke. In de leidingen kunnen ook appendages, zoals stopkranen en keerkleppen, zijn opgenomen. Al deze leidingonderdelen kunnen bij hoge watersnelheden leiden tot een (veel) hogere geluidafstraling. Bovendien moet men er op bedacht zijn dat hogere watersnelheden in tapwaterleidingen de kans op geluidhinder door waterslag versterken. De onderzoeksresultaten uit de fasen 1, 2a en 2b van het ST-19-project worden vertaald naar praktische richtlijnen en gebundeld in een Isso-publicatie met werkbladen. Bronnen [1] ST-19: Geluidwering sanitaire toestellen en installaties. Fase 1: inventariserend onderzoek, Peutz., Rapport RA 858-1, november [2] ST-19: Geluidwering sanitaire toestellen en installaties. Fase 2a: laboratoriummetingen constructiegeluid in tapwaterleidingen ten gevolge van de watersnelheid en armaturen, Peutz., Rapport RA 858-1, april Auteur Will Scheffer 435