AKOESTISCHE PROBLE- MATIEK VAN DEUREN

Transcriptie

1 1 1.1 U I D E P R A K IJ K AKOESISHE PROLE- MAIEK VAN DEUREN Deuren worden geïntegreerd in scheidingsconstructies, waarvan de eigenschappen samen met deze van de deur de globale geluidsisolatie bepalen. Naast de directe ASISEGRIPPEN VAN AKOESIEK GELUIDSOVERDRAH EN GELUIDSISOLAIE Als we over geluidsisolatie van deuren spreken, dan gaat het over luchtgeluidsisolatie. Een invallend geluidsfront (opgewekt in een zendruimte) dat een scheidingsvlak tussen de zend- en de ontvangstruimte ontmoet, wordt gesplitst in : een teruggekaatste golf een doorgelaten golf en een deel dat geabsorbeerd wordt door de scheidingsconstructie zelf. De doorgelaten golf ontstaat door afstraling van het scheidingsvlak, dat in trilling wordt gebracht door de invallende golf en zorgt voor de stijging van het geluidsniveau in de ontvangstruimte. correctieterm = log S/A, log / o, met : A = absorptieoppervlak (m 2 ) S = oppervlakte van de scheidingswand (m 2 ) = nagalmtijd (s) o = 0,5 s. In een reële constructie gaat het geluid niet alleen rechtstreeks door de scheidingswand maar ook via een onrechtstreekse weg, flankeringsweg genoemd (zie ook 3). Afbeelding 1 toont de mogelijke flankeringswegen in een knoop, ontstaan door de kruising van twee muren of van een muur en een vloerplaat. Luchtgolven in de zendruimte worden omgezet in mechanische golven in de zijdelingse wanden, die dan geluidsgolven afstralen in de ontvangstruimte. Het aandeel flankeergeluid op het totale ontvangstniveau is afhankelijk van de eigenschap- Marcelo lasco, arch. & ir., onderzoeker, afdeling ouwfysica & innenklimaat, transmissiewegen van het geluid door een wand moet men rekening houden met flankerend lawaai alsook met de structurele overdracht van het lawaai. Voorts kunnen tal van andere parameters de geluidsisolatie van het geheel aanzienlijk beperken. Om de zaken nog moeilijker te maken, stemmen laboratoriummetingen van de geluidsisolatie niet overeen met metingen in het gebouw! In dit artikel wordt getracht een en ander op een rijtje te zetten. Het is duidelijk dat, om een betere geluidsisolatie tussen de twee ruimten te bekomen, men de doorgelaten golf dient te beperken. Hoe kleiner deze laatste is, hoe beter de geluidsisolatie van het scheidingsvlak. Algemeen geldt de volgende vergelijking : x = L pz L po + correctieterm waarin : x = R, D n, D n, deze stellen een geluidsspectrum voor, afhankelijk van de frequentie, en zijn dus geen eengetalsaanduidingen L pz = geluidsniveau in de zendruimte (d) L po = geluidsniveau in de ontvangstruimte (d) 3 flankeringswegen per knooppunt voor een ruimte (begrensd door 6 vlakken met 8 knooppunten) is dat 3 x 4 (aantal knopen in een scheidingsvlak) = 12 flankeringswegen Afb. 1 Mogelijke flankeringswegen bij de kruising tussen twee muren of tussen een muur en een vloerplaat (verticale of horizontale doorsnede). 15 LENE 00

2 pen van de scheidingswand ten opzichte van de zijwand en van de eventuele onderbrekingen (voegen) en koppelingen in de constructie. De grootste verliezen van luchtgeluidsisolatie door flankering komen voor bij lichte ( kg/m 2 < m" < 0 kg/m 2 ) en buigstijve zijwanden met starre koppeling tussen elkaar. Ze worden groter naarmate de scheidingswand akoestisch beter isoleert. Voor deze wanden is de grensfrequentie laag (zie verder) : 0 Hz < f gr < 00 Hz. uigslappe wanden hebben een hogere grensfrequentie, wat voordelig is voor de luchtgeluidsisolatie (zie verder). De luchtgeluidsisolatie van bouwelementen kan uitgedrukt worden aan de hand van een eengetalsaanduiding R w ( ; tr ) volgens de norm EN ISO (1996). Algemeen kan men zeggen dat hoe hoger R w en/of hoe hoger de correctietermen, tr, hoe beter de luchtgeluidsisolatie. abel 1 Voorbeelden van R w -waarden (het accent betekent dat er rekening wordt gehouden met het flankeringsgeluid, cf. 3). R w (d) SUJEIEVE INDRUK IN DE NAURIGE KAMER 62 luid ingestelde radio onhoorbaar 57 normaal ingestelde radio onhoorbaar, luid ingesteld apparaat wel hoorbaar 52 normaal ingestelde radio hoorbaar 47 luide spraak nog juist verstaanbaar, melodieën herkenbaar 42 normale spraak juist verstaanbaar 37 normale spraak goed verstaanbaar 32 zacht ingestelde radio in de ontvangstruimte Afb. 2 Geluidsisolatiecurve voor enkelvoudige constructies (R : geluidsisolatie in d; f : frequentie in Hz). R [d] 6 6 d/oct. 9 d/oct. f 2f f gr log f er een dip in de geluidsisolatiecurve ontstaat. oïncidentie treedt op als de snelheid van de vrije buiggolven (buigtrillingsgolven eigen aan de wand door mechanisch aanstoten ervan) gelijk is aan de snelheid van de gedwongen golven (ten gevolge van de invallende golf die de wand in een bepaald vervormingpatroon dwingt). Het is de bedoeling de grensfrequentie f gr te doen stijgen, waardoor deze in een voor de bouwakoestiek minder belangrijk frequentiegebied valt (bij voorkeur f gr > 2500 Hz). De grensfrequentie (ook coïncidentiefrequentie genoemd) is gelijk aan : f gr = c 2 m " [Hz] 2π met c 2 geluidssnelheid ( 344 m/s) m" oppervlaktemassa van de wand (kg/m 2 ) buigstijfheid per eenheidsbreedte (Nm). De grensfrequentie f gr neemt toe, indien m" stijgt en/of daalt. 1.2 MASSAE De geluidsisolatiecurve van enkelvoudige constructies (niet-ontdubbeld) vertoont drie duidelijke gebieden (zie afbeelding 2). In het eerste gebied is er een stijging van de geluidsisolatie met 6 d per octaaf (zone van frequentieverdubbeling). Dit is het gevolg van de afname van de geluidsenergie door de massa van de constructie (massawet). Elk element vertoont een eigen constante voor het product [f gr. d], met d de dikte van het element in m. ij stijging van de dikte van de constructie daalt f gr ; doch de globale geluidsisolatie kan relatief vergroten door een stijging van de massa. MAERIAAL f gr.d [Hz.m] eton 17,3 Gipskarton 35,5 Glas 12,8 Hout 25,0 Lood 51,2 Staal 12,8 abel 2 aarde van het product f gr.d bij constructies uit diverse materialen. Het tweede gebied is een zone met coïncidentie (vanaf de grensfrequentie f gr ), waardoor 16 LENE 00

3 U I D E P R A K IJ K Geluidsisolatie [d] Afb. 3 Modellering van een ontdubbelde constructie. Lood bezit duidelijk de beste eigenschappen voor geluidsisolatie (hoge f gr en buigslap). In het derde gebied is er theoretisch een stijging van de geluidsisolatie met 9 d per octaaf. MASSA-VEER-MASSAPRINIPE Ook bij ontdubbelde constructies (afbeelding 3) kunnen drie gebieden onderscheiden worden (afbeelding 4). Gebied 1 : f < f r (resonantiefrequentie); t.g.v. de massawet is er theoretisch een stijging van de geluidsisolatie met 6 d per octaaf. Gebied 2 : f f r, stijging van de geluidsisolatie theoretisch met 18 d per octaaf (dubbelwandig effect) vanaf de resonantiefrequentie, d.i. vanaf fr = + [Hz], 1 1 d m" 1 m" 2 met = 60 bij loodrechte inval van de geluidsgolven, 75 bij schuine inval en Massa 1 Veer Massa 2 (1 ste wand/plaat) (spouw) (2 de wand/plaat) Afb. 4 Geluidsisolatiecurve bij een ontdubbelde constructie met 3 mm hardboard, 160 mm spouw en 6 mm hardboard zonder contactbruggen. 1 lege spouw 2 minerale wol, dikte 50 mm 3 minerale wol, dikte 0 mm Massawet m tot Frequentie [Hz] 90 bij alzijdige inval d = dikte van de spouw tussen de twee massa s (m) m" = oppervlaktemassa van de twee samenstellende delen (kg/m 2 ). De resonantiefrequentie f r moet zo laag mogelijk zijn, daar vanaf die frequentie de geluidsisolatie sterk stijgt. Deze benutting van de geluidsisolatie is pas effectief vanaf een waarde gelijk aan 1,5 f r. Gebied 3 : f >> f r ; de curve (theoretisch +12 d per octaaf) verloopt met spouwresonanties, opgewekt door staande golven in de spouw. Dit wordt beperkt door akoestisch absorberend materiaal zoals minerale wol in de spouw te plaatsen (akoestische veer). Het absorptiemateriaal moet de volgende eigenschappen hebben : het mag geen harde verbinding vormen tussen de twee wanden het moet een voldoende hoge luchtdoorstromingsweerstand hebben maar geen extreem hoge waarden aannemen (men moet erdoor kunnen blazen). Voor bouwkundige toepassingen streeft men volgende waarden na : f r < 80 Hz bij woningen of gebouwen waarvoor strenge geluidsisolatie-eisen gelden f r < 60 Hz voor muziekstudio s f gr > 2500 Hz of f gr < 0 Hz voor gewone woningen of gebouwen f gr > 3500 Hz of f gr < 0 Hz voor muziekstudio s. 1.4 AKOESISH GOEDE DUELANDIGE ONSRUIES Voor het samenstellen van constructies die een goed akoestisch resultaat leveren, moeten volgende regels nagestreefd worden : 1. vermijden van akoestische bruggen : elk star contact tussen de spouwbladen moet vermeden worden; dit principe wint aan belang naarmate de bladen buigstijver zijn. Slappe koppelingen zijn bijvoorbeeld lichte metaalprofielen of neopreenvoegen 2. de coïncidentiefrequentie f gr van ieder spouwblad moet verschillend zijn om het effect te verspreiden. Dit kan bekomen worden door spouwbladen van verschillende dikte te gebruiken. Als f gr > 2500 Hz, heeft dit nog nauwelijks invloed 3. gebruik van poreus absorptiemateriaal in de 17 LENE 00

4 Luchtgeluidsisolatie R [d] ' ' A bepalen : de wand kan opgevat zijn als een constructie met of zonder spouw ter plaatse van goed isolerende deuren wordt de (zwevende) dekvloer best onderbroken. Dit verhoogt de geluidsisolatie met 2 à 3 d, vermits een flankeringsweg wordt weggewerkt. De vloer wordt afgewerkt met een absorberende bekleding (tapijt) of met een meer reflecterende afwerking (bv. harde vloerbedekking) het plafond kan afgewerkt worden als een verlaagd plafond, wat de absorptiecoëfficiënt van de ruimte verandert. f r massa-veer-resonantiefrequentie f r A : enkel deurblad : twee volledig gescheiden deurbladen met kleine spouw grensfrequentie f gr ' : als met grotere spouw : twee deurbladen door raamwerk verbonden, verder als ' : als met grotere spouw Afb. 5 Samenvattende gegevens voor enkelvoudige en voor ontdubbelde constructies. spouw om resonantie te voorkomen. De volledige vulling van de spouw mag de stijfheid van het geheel niet verhogen. De spouw moet eigenlijk werken als een reeks onafhankelijke kleine veertjes naast elkaar 4. de resonantiefrequentie (f r ) moet zo laag mogelijk zijn (zeker < 0 Hz) 5. geluidslekken dienen vermeden te worden : men moet zorgen voor een goede kierdichting (luchtdichtheid), vooral voor het verbeteren van de geluidsisolatie in de hoge frequenties. Een wand is meestal opgebouwd uit diverse elementen met verschillende geluidsisolatiekarakteristieken. Om de globale geluidsisolatie (R tot ) van die wand te kennen, moet men het aandeel van de verschillende oppervlakken ten opzichte van de totale oppervlakte van de wand en hun respectieve geluidsisolatie (R i ) kennen : i= n R i S i Rtot = log i= 1 Stot met S i = oppervlakte van het element i (m 2 ). Voor een wand met deur is de totale oppervlakte gelijk aan de oppervlakte van de deur en deze van de vaste wanddelen, en gaat de voorgaande uitdrukking over in : R tot = log S R deur deur Swand + Stot Stot R wand SAMENVAING In afbeelding 5 worden de gegevens geldig voor enkelvoudige en voor ontdubbelde deurconstructies samengevat. De meeste deuren worden opgebouwd volgens de curven A, en. Oplossingen volgens en zijn moeilijker uit te voeren en vereisen speciale zorg. PROLEMAIEK IJ DEUREN SHEIDINGSONSRUIE Een deur wordt geïntegreerd in een scheidingsconstructie waarvan de eigenschappen samen met deze van de deur de globale geluidsisolatie Hierbij wordt geen rekening gehouden met flankerend lawaai noch met structurele overdracht van het lawaai (bv. via de deuromlijsting, cf. 2.2). 2.2 DEUROMLIJSING Plaatselijke verzwakkingen van de geluidsisolatie (bv. geluidslekken wegens gebrekkige luchtdichtheid of gebruik van hard kunststofschuim) kunnen de geluidsisolatie van het geheel aanzienlijk beperken. Het aantal sponningen bij de sluiting van de deurvleugel met de omlijsting speelt een belangrijke rol voor de luchtdichtheid. Hoe meer sponningen, hoe groter de kans is dat de luchtdichtheid verzekerd is hoewel een zeer goed verzorgde omlijsting met slechts één sponning 18 LENE 00

5 U I D E P R A K IJ K een even goede luchtdichtheid kan leveren. ovendien vereist een systeem met verscheidene sponningen een heel nauwkeurige constructieve afwerking. Als men met verschillende sponningen werkt, is de relatieve kracht op de voegbanden kleiner dan bij één sponning : bij meerdere sponningen moet men immers de deur harder dichttrekken opdat de voegbanden nog voldoende ingedrukt worden (cf. 2.4). elangrijke parameters voor de omlijsting zijn : de aansluiting met de wanden de massa van de omlijstingsprofielen de aansluiting met de vloer de montagenauwkeurigheid. Daarbij komt nog de mechanische belasting die tot vervormingen kan leiden, vooral bij houten omlijstingen (kromtrekken, ). De grotere vormvastheid van staal leidt tot minder akoestische problemen. Deuromlijstingen kunnen zowel in massieve muren als in spouwmuren geplaatst zijn DEUROMLIJSING IN MASSIEVE OF ENKELVOUDIGE MUUR Stalen omlijstingen omvatten de muur volledig, en de ruimte tussen de omlijsting (één stuk) en de muur wordt opgevuld met vloeibaar beton. Het beton zorgt voor de continuïteit van het geheel en verzekert dus de luchtdichtheid. Deze toepassing geldt wanneer geluidsisolatiewaarden hoger dan 35 d vereist zijn. Omlijstingen van hout hebben bij voorkeur een schuine aansluiting om de luchtdichtheid beter te garanderen bij het sluiten van de deur. Het middelste gedeelte van de contactvlakken tussen omlijsting en deurblad is bekleed met een laag vilt. De houten omlijsting bestaat uit verschillende delen, nl. de binnenkast, de deklijsten enz.; dit komt de akoestische prestaties niet ten goede omwille van de zwakkere luchtdichtheid. De ruimte tussen de omlijsting en de muur wordt in het beste geval opgevuld (minerale wol, geen kunststofschuim). Het afkitten van de voegen verbetert de luchtdichtheid, maar wordt meestal achterwege gelaten om esthetische redenen. Als de omlijsting geen schuin verloop heeft, wordt het belang van verschillende sponningen (2 tot 3) prangender (zie ook 2.4) DEUROMLIJSING IN SPOU- MUUR OF DUELE MUUR Een stalen omlijsting is analoog met deze toegepast bij massieve muren, doch met akoestische onderbreking om het effect van de dubbele muur te bewaren. Het is immers duidelijk dat de omlijsting als akoestische brug kan fungeren indien geen bijzondere voorzorgsmaatregelen worden getroffen. Geluid wordt via de omlijsting (structurele overdracht) van de ene ruimte naar de andere doorgegeven omdat de omlijsting uit één stuk bestaat. Het inbouwen van een akoestische onderbreking in de omlijsting is dus noodzakelijk om dit effect te verhinderen. Meestal wordt dit uitgevoerd door middel van een zaagsnede in de binnenkast. Ook kan de omlijsting op één enkel spouwblad geplaatst worden, wat betere akoestische prestaties levert. Men moet de spouw echter afwerken en ervoor zorgen dat er geen hard contact ontstaat tussen de twee spouwbladen. Een stalen omlijsting geeft doorgaans minder akoestische lekken dan een houten omlijsting (cf ) en wordt toegepast wanneer geluidsisolatiewaarden hoger dan 35 d vereist zijn. ij houten omlijstingen is de structurele overdracht minder belangrijk, daar de omlijsting uit verschillende stukken bestaat (verlijmd of vernageld), in tegenstelling tot stalen constructies. Hier speelt de luchtdichtheid echter weer een grote rol. 2.3 DEURLAD ENKELANDIGE DEUR (MASSAE) Voor de geluidsisolatie van enkelwandige deuren zijn volgende parameters belangrijk : de massa per oppervlakte-eenheid (m'' in kg/m 2 ) de buigstijfheid ( in Nm). Hoe hoger de massa van de deur en hoe lager haar buigstijfheid, hoe beter de luchtgeluidsisolatie. Middelen om de massa van de deur te vergroten, zijn : gebruik van zwaarder materiaal (hogere m") vullingen met verzwarende materialen (loodvulling, loden platen). 19 LENE 00

6 Verder kunnen volgende deurtypes onderscheiden worden : massieve deuren deuren met kanaalplaten van spaanplaat, al of niet met zandvulling lichte deuren met honingraatstructuur van papier of karton, of uit licht regelwerk, waarop aan weerszijden 4 mm hardboard of triplex gelijmd wordt gelaagde deuren : aantal lagen (verhoging doet de massa stijgen zonder grote toename van de buigstijfheid), materiaalsoort en verlijmingswijze (volvlaks, puntsgewijs) zijn bepalende factoren. De afwerking gebeurt meestal met fineer (0,5 mm). Als absorptiemateriaal in de spouw wordt poreus materiaal met open cellen (niet stijf) gebruikt. Koppelingen tussen beide spouwbladen dienen vermeden te worden. Voor de spouwbladen komen volgende materialen in aanmerking : spaanplaat en multiplex (met een dikte < mm); verzwaring met lood geeft verbetering. etere isolatiewaarden dan à 50 d kunnen bekomen worden met bv. dubbelwandige stalen deuren met grote spouw en buigslappe spouwbladen (voor minder stijve koppelingen is plooistaal aangewezen). Gewogen luchtgeluidsisolatie R w [d] weg 2 weg 1 Afb. 7 Voorbeeld van een niet-perfect M-V-M-deurblad : weg 2 verhindert de werking van het systeem. Dit kan verbeterd worden door akoestische onderbreking met behulp van neopreenvoegen. spouw 2.4 KIERDIHINGEN Massa per m 2 [kg/m 2 ] Deurbladen uit meerdere lagen, sandwichpanelen met hoge inwendige demping en echte dubbelwandige deuren Enkele deurbladen en meerlagige deurbladen met een akoestisch onjuiste opbouw De ellipsvormige zone omvat courante deuren met lichte opbouw. Afb. 6 Geluidsisolatie R w van deuren, afhankelijk van de oppervlaktemassa DUELANDIGE DEUREN (SYSEEM MASSA-VEER-MASSA) ij dubbelwandige deuren met massa-veermassa-opbouw zijn volgende parameters belangrijk : de spouwbreedte (d in m) de oppervlaktemassa van de spouwbladen (m" in kg/m 2 ) de buigstijfheid ( in Nm). De luchtgeluidsisolatie verbetert bij toenemende waarde van d en/of m" en bij afnemende waarde van. De geluidsisolatie van een deur wordt sterk beïnvloed door de manier waarop de kieren en vooral de aansluitingen van het deurblad aan de omtrek gedicht worden, nl. : aansluiting van de deur met de omlijsting aansluiting van de deur met de vloer (meeste invloed op de geluidsisolatie). Voor de aansluiting van de deur met de omlijsting gebruikt men volgende kunststofprofielen : kunststofprofielen met gesloten doorsnede (kraalprofielen) : ze vereisen een relatief grote kracht om vervormd te worden, terwijl het raakvlak met de deur klein is; dit is ongunstig bij werken van de deur. De kracht nodig om over de gehele omtrek van de deur de profielen goed in te drukken, is groot lipprofielen : ze zijn goed vervormbaar en sluiten beter aan over een groter bereik; ze werken ook bij niet-vlakke deuren. etere isolatiewaarden worden bekomen bij gebruik van dubbele dichtingen met lipprofielen. ij een mesdichting drukt een metalen mes, aangebracht aan de randen van de deur, in zacht schuim met gesloten cellen (afbeelding 9). LENE 00

7 U I D E P R A K IJ K Afb. 8 Voorbeelden van akoestisch gunstige en minder goede kierdichtingen. raam of deur stijl of dorpel Akoestisch ongunstige kraal- of holteprofielen voor kierdichtingen : de indrukdiepte is laag, de vereiste aandrukkracht is relatief hoog Akoestisch goede dichtingen met lipprofielen mesdichting Afb. 9 Kierdichting bij een metalen deur. zacht schuim met gesloten cellen Kieren werken nadelig op de geluidsisolatie, zoals blijkt uit tabel 3 en afbeelding. De in de tabel gegeven waarden zijn grenswaarden, ongeacht de massa en de kierdichtheid elders. Ze gelden voor reflecterende vloeren met kunststof, parket of tegelafwerking. Met tapijt is de isolatiewaarde van de kier > 0 (voor middelbare en hoge frequenties). Kieren doen vooral de geluidsisolatie in de hogere frequenties dalen (kleinere golflengtes). Naarmate de kier breder wordt, wordt echter ook de impact op de lagere frequenties voelbaar. Goed isolerende deuren vereisen veel zorg; dit geldt voor alle aspecten die invloed hebben op de geluidsisolatie. abel 3 Invloed van kieren op de geluidsisolatie AANSLUIING DEUR-VLOER Voor de aansluiting met de vloer kan men een beroep doen op volgende mogelijkheden : drempel waartegen de deur kan aansluiten met behulp van kunststofprofielen. Deze oplossing is niet ideaal voor de circulatie (transport van wagentjes,...) beweegbaar profiel in de onderzijde van de deur; bij sluiten van de deur zakt het profiel op een vlakke stalen strip in de vloer vast profiel (met kraal of lip) dat over de vloer sleept en tegen een bolle metalen of kunststof dorpel aansluit geluidsdempende randen : de spleet tussen deur en vloer wordt aan een zijde begrensd door een strook poreus dempend materiaal, meestal afgedekt met een geperforeerde plaat. Kierhoogte onder de deur (mm) 0,5 1 5 Grenswaarde van de isolatie (d) Afb. R kier,1 afhankelijk van de frequentie en van de kierbreedte. Rkier,1 [d] f r,1 dicht Frequentie [Hz] b [mm] b l = 75 mm 21 LENE 00

8 2.4.2 AANDRUKKEN VAN DE VOEGEN Volgende gegevens illustreren de invloed van de kierbreedte (links (scharnier) / rechts / boven / onder) : deur met 45 d(a) : 1 / 1 / 1 / 3 mm deur met d(a) : 2 / 2 / 2 / 3 mm. Een belangrijke parameter voor de doeltreffendheid van de kierdichting is de samendrukkingsfactor van het voegmateriaal; hoe meer de voeg wordt samengedrukt (bij het sluiten van de deur), hoe beter de geluidsisolatie. In afbeelding 11 wordt het verloop van de geluidsisolatie van een kier met voeg weergegeven afhankelijk van de frequentie, met als parameter de samendrukkingsfactor. e zien dat, als de voeg tot een vijfde van zijn oorspronkelijke dikte wordt samengedrukt, de geluidsisolatie ervan beter is dan bij een kleinere samendrukking. Ook de plaats van de kier speelt akoestisch gezien een rol : de verzwakking van de geluidsisolatie wegens het optreden van een kier in een wand is in de orde van 3 d, indien de kier zich bevindt tussen twee aansluitende bouwdelen (tweevlakshoek). evinden de kieren zich in de hoeken (drievlakshoek), dan blijkt de isolatieverzwakking op te lopen tot 6 d. Het is dus belangrijk aandacht te besteden aan de kieren, vooral aan de onderkant van de deur. 2.5 HANG- EN SLUIERK Meestal wordt gezocht naar een evenwichtige balans tussen de akoestische prestaties van de deur en de hanteerbaarheid (gebruiksvriendelijkheid) ervan. De massa van de deurbladen zal hierbij een rol spelen, maar ook de sluitorganen (1/2/3-puntsluiting). Voor goed isolerende deuren (> d) wordt minstens een tweepuntsluiting voorzien en bij voorkeur een driepuntsluiting. Deze tracht de voeg gelijkmatig over de gehele lengte ervan voldoende samen te drukken om een goede geluidsisolatie te garanderen (cf. 2.4). Het spreekt voor zich dat de bedieningsorganen de luchtdichtheid van het deurgeheel niet in het gedrang mogen brengen en dat bij gebruik ervan geen eigen geluiden mogen geproduceerd worden. 3 GELUIDSEGEN 3.1 ALGEMEEN VOOR EEN AND ij directe geluidstransmissie tussen twee ruimten valt de opgewekte geluidsgolf in op een scheidende wand; afhankelijk van de eigenschappen van de scheidingswand gaat een gedeelte van die invallende golf rechtstreeks door die wand heen naar de naastliggende ruimte (cf. 1). Afb. 11 Geluidsisolatie van een kier met voeg afhankelijk van de frequentie. Afb. 12 Invloed van het aandrukken van de voegen. 60 max. Rkier,1 [d] 50 1/5 1/3 1/ Frequentie [Hz] mm Luchtgeluidsisolatie R [d] R w = 34 d R w = d Frequentie [Hz] afdichting stevig aangedrukt hier en daar een spleet van 1 à 2 mm door onvoldoende druk 22 LENE 00

9 U I D E P R A K IJ K DEURLAD (R w,lab = 42 d) OVEN APIJ ME NIE-AFGEDIHE SPLEE DEURLAD (R w,lab = 42 d) OVEN PV- VLOEREDEKKING ME NIE-AFGEDIHE SPLEE A. MASSIEF DEURLAD, SPLEE 2 mm. DEURLAD ME LEGE HOLE. DEURLAD ME HOLE gevuld met minerale wol en afgedekt met poreuze folie A. MASSIEF DEURLAD, SPLEE 5 mm. DEURLAD ME LEGE HOLE. DEURLAD ME HOLE gevuld met minerale wol en afgedekt met poreuze folie tapijt PV Luchtgeluidsisolatie R [d]. R w = 25 d. R w = 28 d A. R w = 26 d Luchtgeluidsisolatie R [d]. R w = d. R w = 26 d A. R w = 22 d Frequentie [Hz] Afb. 13 Invloed van de vloerbedekking (tapijt) en van de onderafwerking van de deur Frequentie [Hz] Afb. 14 Invloed van een vloerbedekking van PV. 22 Afb. 15 Voorbeelden van kierdichtingen aan de onderkant van de deur Afb. 16 Kierdichtingen met lipprofielen aan de onderkant van de deur. 23 LENE 00

10 3.2 Alle andere transmissiewegen die niet vallen onder de noemer van directe transmissie, zijn per definitie indirecte transmissiewegen (flankering / structurele transmissie) tussen twee ruimten. Men heeft twaalf (belangrijke) indirecte transmissiewegen tussen twee ruimten (een scheidingswand heeft vier hoekpunten). Het relatieve aandeel van de flankering wordt des te belangrijker naarmate het directe scheidingsvlak beter isoleert en het flankeringsoppervlak groter is dan het directe scheidingsoppervlak (geometrisch). In het minst erge geval daalt de geluidsisolatie van een scheidingswand met 2 à 3 d, indien de massadichtheid ervan (in kg/m 2 ) kleiner is dan de massa van de zijwanden. In het slechtste geval daalt de geluidsisolatie met meer dan d, indien de massadichtheid van de scheidingswand ongeveer tweemaal groter is dan deze van de zijwanden. In de gewone woningbouw heeft men altijd te maken met flankeringswegen. In het laboratorium beproefde materialen vertonen in het gebouw een zwakkere isolatie ten opzichte van flankeringsgeluid. De laboratoriumproeven worden (meestal) uitgevoerd zonder invloed van de flankeringswegen. RANSMISSIEEGEN VOOR DEUREN De directe transmissiewegen doorheen een deurblad zijn analoog als voor wanden. oosdoeners voor de geluidsisolatie zijn de kieren, meestal langs de onderkant van de deur of door het niet goed aandrukken van de deur tegen sponningen (onvoldoende indrukking van de voegen, cf. 2.4). elangrijk voor de bepaling van de globale geluidsisolatie van wand en deur is het gebruik van de formule voor samengestelde geluidsisolatie. Deze formule houdt rekening met het aandeel van de verschillende oppervlakken in de globale geluidsisolatie van het scheidingsvlak. Het akoestisch minst efficiënt element in de wand bepaalt de totale geluidsisolatie en dit des te meer naarmate zijn relatieve oppervlakte in de wand groter is. ij indirecte transmissie (structureel) gebeurt de geluidsoverdracht door de deuromlijsting. De geluidsgolven vallen in op de omlijsting; door structurele overdracht wordt de energie doorgegeven naar de andere kant, waar het omgezet wordt in geluidsgolven. Verliezen zijn belangrijk voor ontdubbelde muren (spouwmuren) en minder belangrijk voor enkele muren (men kan verliezen verwachten van ongeveer 2 à 3 d). Het probleem treedt vooral op bij metalen omlijstingen uit een stuk. Akoestische onderbrekingen (zaagsnede, omlijsting op één spouwblad) worden hier aangewezen indien men te maken heeft met goed isolerende deuren en ontdubbelde muren (met spouw). Het gebruik van elastisch blijvende kit is ook aanbevolen voor de aansluiting tussen de omlijsting en de muur. Opmerking : het verband tussen een opbouw in het laboratorium en in het gebouw zelf is complex. Er worden grondige studies uitgevoerd om uitgaande van laboratoriummetingen goede voorspellingen te maken wat betreft de akoestische isolatie in het gebouw. Men moet rekening houden met volgende factoren : voor metingen op een deurblad in het laboratorium wordt de deur rondom volledig afgekit om de reële akoestische-isolatiewaarde van de deurvleugel te kennen indien metingen in het laboratorium worden uitgevoerd op de volledige deur (zonder afkitten), wordt de deur met zorg en in optimale condities opgebouwd; dit is in een gebouw doorgaans (bijna) onmogelijk in het laboratorium worden (meestal) metingen uitgevoerd zonder flankering het oppervlakte-aandeel van de deur in de wand zal verschillend zijn in het laboratorium en in het gebouw. Laboratoriumresultaten zijn doorgaans gunstiger dan praktijkresultaten. Dit geldt ook voor de meetresultaten van buitendeuren. In het laboratorium meet men steeds met een diffuus veld : de geluidsdruk wordt opgebouwd door geluidsgolven die uit alle richtingen met gelijke sterkte aankomen. Als de deur in het gebouw wordt geplaatst als buitendeur, heeft men te maken met een vrij (reëel) veld, wat niet echt het diffuse veld is van het laboratorium. Voor een vrij veld is de aanval op de deur groter dan voor een diffuus veld (de intensiteit is er vier maal groter bij gelijke geluidsdruk). Praktisch moet men er rekening mee houden dat bij de meting in het laboratorium de deur met 3 d wordt overschat, indien ze gebruikt wordt als buitendeur; dus voor de geluidsisolatie van een buitendeur kan men veiligheidshalve beter 3 d aftrekken om rekening 24 LENE 00

11 U I D E P R A K IJ K 3.3 te houden met het niet-diffuse karakter van geluiden die van buitenaf in het gebouw terechtkomen. In theorie zou het verschil 6 d bedragen, doch doordat er toch diffuse verschijnselen aanwezig zijn in de buitenomgeving (reflecties tegen naaste gebouwen enz.), neemt men praktisch 3 d. VEREERING VAN DE GELUIDS- ISOLAIE IJ DEUREN IN GEOUEN Het is mogelijk dat de voegband niet over de gehele omtrek goed samengedrukt is. Een gebrekkige samendrukking komt voor bij vervormingen van deuren met eenpuntsluiting; gebruik van een driepuntsluiting kan hier verbetering brengen. In ieder geval moet de verbetering van de voegbanden altijd toegepast worden als de voegen akoestisch niet efficiënt zijn. Het heeft geen zin andere maatregelen te treffen als de kierdichting niet in orde is. De oplossing is vrij gemakkelijk uit te voeren, maar geeft meestal slechts verbeteringen van 2 à 3 d. De gebruiksvriendelijkheid van de deur verslechtert omdat men ze steviger moet dichttrekken. Verzwaren van de deurmassa door plaatsing van een massa met dezelfde afmetingen als het deurblad geeft een verbetering van 6 d (afhankelijk van de bijkomstige massa), maar is constructief een moeilijke ingreep. Het uitzicht van het deurgeheel verandert en de gebruiksvriendelijkheid van de deur vermindert (afhankelijk van de massa). Het creëren van een sas tussen de oorspronkelijke deur en een nieuwe deur (spouwafstand vanaf 15 cm) geeft zeer goede resultaten : 6 d en meer, afhankelijk van de nieuwe deur en van de spouwafstand. Akoestische privacy is gegarandeerd. onstructief is het een moeilijke en dure ingreep; de gebruiksvriendelijkheid daalt. Het maskeren van het geluid door het uitzenden van een signaal (antigeluid zoals witte ruis of muziek) vergt geen constructieve ingreep en is dus een gemakkelijke oplossing. Het kan echter als hinderlijk ervaren worden en is niet toepasbaar in ruimten waar lage geluidsniveaus vereist zijn. Andere oplossingen kunnen overwogen worden afhankelijk van de functie van de ruimte en van het geluidsniveau. 3.4 MEEN VAN DE GELUIDS- ISOLAIE VAN EEN DEUR ij de bepaling van de (lucht)geluidsisolatie van een deur moet men zeker zijn dat de geluidsisolatie van de muur minstens d hoger is (zie formule) dan die van de deur in het gebouw (dit is echter meestal zo). In het laboratorium vormt dit geen probleem : men bouwt een wand die aan deze eis voldoet. De gebruikte formule bij de uitvoering van de metingen is : in het laboratorium : R = L pz L po + log S/A ( 1 ) met R geluidsverzwakkingsindex (d) L p geluidsdrukniveau (z : zendruimte; o : ontvangstruimte) (d) S oppervlakte van de scheidingsconstructie (m 2 ) A absorptieoppervlak van de ontvangstruimte (m 2 ) in het gebouw : D n = L pz L po + log /A ( 2 ) D n = L pz L po + log 2 ( 3 ) met D n genormaliseerd niveauverschil in het gebouw (d) D n gestandaardiseerd niveauverschil in het A gebouw (d) nagalmtijd in de ontvangstruimte (s) absorptieoppervlak van de ontvangstruimte (m 2 ). Men kan vier soorten metingen uitvoeren : a. meting van de deur, gecorrigeerd naar de oppervlakte van het geheel, kieren al dan niet afgeplakt (in het laboratorium : S = oppervlakte van de scheidingswand) b. meting van deur, gecorrigeerd naar de oppervlakte van de deur, kieren al dan niet afgeplakt (in het laboratorium : S = oppervlakte van de deur) c. meting van het deurblad (alle kieren afgeplakt), gecorrigeerd naar de oppervlakte van ( 1 ) Zie normen NN S en NN EN ISO 1-3. ( 2 ) Zie norm NN S ( 3 ) Zie norm NN EN ISO LENE 00

12 3.5 het geheel (in het laboratorium + in het gebouw) d. meting van het deurblad (alle kieren afgeplakt), gecorrigeerd naar de oppervlakte van de deur (in het laboratorium + in het gebouw). De vier metingen volgen dezelfde procedure; het verschil zit hem in de verwerking van de gegevens. De correctieterm S/A zal andere waarden aannemen voor elk van de aangenomen gevallen. Als men corrigeert naar de oppervlakte van de scheidingswand, bekomt men een betere geluidsisolatie (S is dan groter). ONDUIDELIJKHEID VAN LAORAORIUMMEINGEN ij metingen op deuren is er meestal een onduidelijkheid over de gebruikte correctieterm log S/A. Deze bevat de factor S die een oppervlakte aanduidt. Als men de eigenlijke deur wil karakteriseren, gebruikt men voor S de oppervlakte van het deurblad. il men de gehele wand karakteriseren, dan neemt men het geheel van wand en deur. Het is duidelijk dat dit laatste een hogere geluidsisolatiewaarde zal geven. Als men in een bestek een deur (en niet deur + wand) eist met een bepaalde R w -waarde, is het raadzaam goed na te gaan of in het testrapport de vermelde R w -waarde effectief betrekking heeft op de oppervlakte van de deur alleen. honingraatkern met een grotere buigstijfheid dan de volkern en dus een verminderde geluidsisolatie. De geluidsisolatie van deze deuren volgt de curve voor enkelvoudige wanden (massawet) en heeft volgende maximale waarden bij gebruikelijke diktes van tot 50 mm : honingraatkerndeuren : max. R w ~ 25 d volkerndeuren : max. R w ~ 32 d. Gelaagde deuren bestaan uit een kern van gelaagde panelen. Men kan de geluidsisolatie sterk verbeteren ( d meer dan de waarde afgeleid uit de massawet) door de verschillende lagen niet hard tegen elkaar te kleven (ze moeten los van elkaar kunnen bewegen). De buigstijfheid van dit systeem (som van de buigstijfheden van de samenstellende lagen) is lager dan bij een homogene plaat met dezelfde dikte (buigstijfheid evenredig met een constante tot de derde macht). onstructief geven gelaagde deuren echter moeilijkheden. Ze kunnen in het laboratorium gefabriceerd worden, maar het zijn meestal unieke stukken. ij productie in serie wordt over het algemeen een compromis gezocht tussen de uitvoering (detaillering, uitwerking zoals in het laboratorium) en de kostprijs, wat de geluidsisolatie nadelig beïnvloedt. De geluidsisolatie van gelaagde deuren volgt het principe van de massawet, doch met verhoogde massa en verminderde buigstijfheid ten opzichte van de monoblokdeur. Verschil tussen beide meetresultaten : a. voor het geheel wand + deur : R= L pz L po + log S/A = L pz L po + log (S deur + S wand )/A b. voor de deur alleen : R deur = L pz L po + log S deur /A (de wand heeft een geluidsisolatie van minstens d meer dan de deur) R - R deur = log (S deur + S wand ) - log S deur 4 AKOESISHE Er worden vier soorten deuren onderscheiden met ver- INDELING VAN DEUREN schillende akoestische prestaties, namelijk : monoblokdeuren, gelaagde deuren, MVM-deuren en ontdubbelde deuren. Monoblokdeuren bestaan uit een kern en twee buitenlagen (verlijmd). De kern is van een van de volgende types : volkern De geluidsisolatie R w bij gebruikelijke diktes van 50 tot 80 mm bedraagt maximum ~ d (afhankelijk van het aantal lagen en van de massa). MVM-deuren bestaan uit een kern (veer) omsloten door twee massa s (al of niet gelaagd), die geen (of bijna geen) directe verbinding met elkaar hebben. De moeilijkheid hier is de realisatie van een goed werkende dubbelwandige constructie (cf ). De geluidsisolatie R w bij gebruikelijke deurdiktes van 60 tot 1 mm bedraagt maximum ~ 51 d (afhankelijk van de massa en de dikte van de veer). Ontdubbelde deuren, gescheiden door een sas, vormen meestal een toepassing op hoger niveau van het MVM-principe. De eerste massa is de eerste deur, de veer is de sasruimte en de tweede massa is de tweede deur. Op zich kunnen de deuren ook nog eens opgebouwd worden volgens het MVM-principe (dit is echter meestal niet meer nodig). 26 LENE 00

13 U I D E P R A K IJ K 60 In het sas brengt men akoestisch absorberend materiaal aan (langs de dagopeningen) om de vorming van staande golven te verhinderen. ij een gebruikelijke afstand tussen beide deuren van 15 tot 80 cm is de maximale geluidsisolatie R w ~ 60 d. est is de resonantiefrequentie f r (aanname van een massa-veer-massa-systeem) zo laag mogelijk te houden, d.w.z. best lager dan 80 à 0 Hz pas vanaf frequenties hoger dan ongeveer 1,5 x f r bekomt men een sterke verbetering van de akoestische isolatie. Voor een gegeven dikte van het deurblad kan dit bereikt worden door de massa ervan nog te verhogen. Hiervoor plaatst men achter elk staalblad een bijkomende (massaverhogende) laag (bv. 14 kg/m 2 ). Luchtgeluidsisolatie R [d] 50 aluminium kozijn, mm meerlagig deurblad, -50 mm massieve spaanplaat, mm kanaalplaat, mm deurblad met honingraatkern, mm Frequentie [Hz] Afb. 17 Globaal overzicht van resultaten van laboratoriummetingen, afhankelijk van het constructieprincipe en van het materiaal. Indien de deur een ruimte scheidt waarin housemuziek zou gespeeld worden (belangrijke aanwezigheid van de 63-Hz-band voor de drumsectie), dan is nog een grotere supplementaire massa vereist (bv. 24 kg/m 2 ) om de f r -waarde onder 63 Hz te laten zakken. De economische factor kan hier een rol spelen. Voor een deurdikte van cm en een staalplaatdikte van 2 mm bekomt men volgende waarden (met de formule van 1.3) : met 14 kg/m 2 : f r = 72 Hz met 24 kg/m 2 : f r = 64 Hz. Nog een lagere resonantiefrequentie kan bekomen worden door de supplementaire laag achter elk staalblad te verdubbelen : f r = 58 Hz (veiliger omdat de deur praktisch geen perfecte MVM-deur zal zijn wegens constructieve onnauwkeurigheden). 5 PRAKIJK- VOOREELD Nemen we een stalen deur waarvoor een luchtgeluidsisolatie van 49 d vereist is (categorie IIIa volgens de norm NN S 01-0). Gekozen wordt voor een MVM-constructie. De grensfrequentie, waarbij coïncidentie optreedt, voor staal met d = 2 mm ligt zeer hoog, namelijk f gr = 60 Hz > 2500 Hz. Dit impliceert dat verschillende diktes voor de staalbladen geen effectieve akoestische verbetering geven. Het gebruik van verschillende diktes zou het effect van de coïncidentie over een breder frequentiegebied verspreiden, wat de verlaging van de geluidsisolatie minder uitgesproken maakt; het effect zou wel belangrijk worden als f gr < 2500 Hz. ij opteren voor een staaldikte van 2 mm voor beide bladen. De aaneensluiting van de twee staalbladen moet zo goed mogelijk ontkoppeld worden door een rubberen voeg, om flankering via het voorblad naar het achterblad te verhinderen en het MVM-systeem te laten werken. De omlijsting moet volledig tegen de muur aansluiten; er mogen zich geen holtes bevinden tussen de omlijsting en de muur. est is deze op te vullen met (krimpvrije) mortel. Voor een dubbele deur kan de sluiting van de twee deurvleugels bijvoorbeeld opgelost worden met polyurethaanschuim met open cellen om een betere absorptie van eventuele hoogfrequente lekken tussen de twee deuren te garanderen, of door inbouwen van een resonantiekamer. De voegen worden bij het sluiten zoveel mogelijk ingedrukt om luchtlekken te verhinderen. Voor de dichting onderaan de deur kan men gebruik maken van een uitschuifbare lat. 27 LENE 00

14 Afb. 18 Stalen deur met een luchtgeluidsisolatie van 49 d. fineerplaat uit hardhout (6 mm) 4 mm stalen raamwerk (50 x 0) abel 4 Akoestische metingen op deuren. MASSA OPPER- DIKE LUHGELUIDSISOLAIE VOLGENS YPE DEUR m" VLAK S d MEEOPSELLING (kg/m 2 ) (m 2 ) (mm) NN S 01-0 NN EN ISO (categorie) (d) Monoblokdeur - type x 1,9 50 IV b met neopreen - type y 1,9 50 IV b 32 afgekit - type z 28 1,9 < IV b 27 met neopreen - met alveolair kern 9,6 2 < IV b 24 afgekit - met houtvezelkern 18,5 2 < IV b 29 twee slagen - met tubulair kern 17,7 2 < IV b 27 afgekit Gelaagde deur - met 3 lagen (11 mm) volle spaanplaat 31, IV b 33 met dichtingsprofiel (**), twee slagen - idem 31, IV a 37 met verbeterde voegen - idem 31, IV a 38 afgekit - met agglomeraatkern 19,3 2 < IV b 27 afgekit - met tubulair agglomeraatkern 32, IV a 37 met dichtingsprofiel (**), drie slagen - idem 32, IV a 38 afgekit - met loodconstructie 33 1,9 50 IV a 36 afgekit - idem 33 1,9 50 IV a 35 met vilt - hardboard / stalen platen / monoblok 35 1,9 50 IV b 33 met neopreen - idem 35 1,9 50 IV a 36 afgekit - monoblok / hardboard / lood / hardboard / schuin (*) 45 1,9 85 III a 43 afgekit - monoblok met tubulair kern/hardboard 1,9 < IV b 27 met vilt - idem 1,9 < IV b 27 afgekit - monoblok met tubulair kern / hardboard / schuin (*) 39 1,9 60 < IV b 28 met vilt - idem 39 1,9 60 IV b 31 afgekit - monoblok / hardboard / lood / hardboard 45 1,9 85 IV a 37 met vilt - idem 45 1,9 85 III a 43 met neopreen - multiplex / gipskarton / rotswol / schuin (*) 2 1 III b 37 met dichtingsprofiel (**) MVM-deur - loodconstructie / schuin (*) III b met neopreen, dichtingsprofiel (**), twee slagen - idem III a 43 afgekit randwerende deur - met rotswol 1,9 0 IV a 36 afgekit - MVM-structuur met rotswol en hardboard 1,9 0 III b 47 afgekit (*) Afwerking van de dagkanten van deurvleugel en omlijsting. (**) eweegbaar profiel in de onderzijde van de deur, dat in de vloer zakt bij sluiting van de deur (cf. linkerschets op afbeelding 15, p. 23). 28 LENE 00

15 U I D E P R A K IJ K LIERAUURLIJS 1 elgisch Instituut voor Normalisatie NN S Akoestiek. Meten in het laboratorium van de geluidsverzwakkingindex voor luchtgeluid. russel, IN, elgisch Instituut voor Normalisatie NN S Akoestiek. Meten in situ van de akoestische isolatie voor luchtgeluid. russel, IN, elgisch Instituut voor Normalisatie NN EN ISO 1-3 Geluidleer. Meting van de geluidwering in gebouwen en bouwdelen. Deel 3 : laboratoriummeting van luchtgeluidwering van bouwdelen. russel, IN, elgisch Instituut voor Normalisatie NN EN ISO 1-4 Geluidleer. Meting van geluidwering in gebouwen en bouwdelen. Deel 4 : veldmeting van luchtgeluidwering tussen ruimten. russel, IN, eranek L.L., Vér I.L. & Holmer.I. Noise end Vibration ontrol. New York, McGraw-Hill, revised edition, Vermeir G. Hogere ursus Akoestiek. Antwerpen, KVIV, Lord P. & empleton D. Detailing for Acoustics. London, E. & F.N. Spon, 3 rd edition, Poubeau P. Isolation acoustique aux bruits aériens. Paris, entre d assistance technique et de documentation (AED), Sälzer, Moll & ilhem Schallschutz : elementierter auteile. Fenster - üren - Elementwände - Unterdecken. iesbaden, auverlag, Soubrier D. Europese normalisatie inzake bouwakoestiek. Deel 2. russel, -ijdschrift, zomer Soubrier D. Europese normalisatie inzake bouwakoestiek. Deel 1 : beoordeling van de luchten contactgeluidsisolatie. russel, - ijdschrift, lente Van ol A. ouwkunde 7 c. Delft, Uitgeverij altman, maart Vermeir G. ouwakoestiek. Leuven, Uitgeverij Acco, LENE 00