BEM modelling afscherming geluidssystemen. Gemeente Amsterdam

Transcriptie

1 BEM modelling afscherming geluidssystemen Gemeente Amsterdam

2 Event Acoustics BEM modelling afscherming geluidssystemen Gemeente Amsterdam EVENT ACOUSTISCS BV PROOSTWETERING AH UTRECHT Datum: Rapportnummer: EA-211R2 Status: definitief Auteur: drs. ing. Kees Neervoort Event Acoustics In opdracht van: Gemeente amsterdam Phone: +31() Fax: +31() Mail: info@eventacoustics.com Web: Bank: Rabobank IBAN: NL26RABO BIC: RABONL2U VAT: NL B1 C.of C.: Utrecht, Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 1

3 Inhoud 1 Inleiding Situatie Systeem beschrijving Afscherming: zeecontainers Afscherming: beplating en baffles Methodiek Spectra BEM modelling Limieten aan afscherming door transmissie Model Resultaten Resultaat matrix dimensionering Aanvullende situaties Matrix resultaten per spectrum Ultrabass spectrum db(c) Ultrabass spectrum db(a) Amsterdam spectrum db(c) Amsterdam spectrum db(a) House spectrum db(c) House spectrum db(a) Dance spectrum db(c) Dance spectrum db(a) Pop spectrum db(c) Pop spectrum db(a) Observaties bij de resultaten Aanvullend onderzoek: invloed afscherming op cardioide opstelling Aanvullend onderzoek: invloed podium op cardioide opstelling Conclusies Bijlagen Resultaten Geen afscherming meter hoog - 12 meter breed meter afstand meter hoog - 12 meter breed 1 meter afstand meter hoog - 12 meter breed 2 meter afstand meter hoog - 12 meter breed 3 meter afstand Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 2

4 meter hoog - 12 meter breed 4 meter afstand meter hoog - 12 meter breed 5 meter afstand meter hoog - 9 meter breed meter afstand meter hoog - 9 meter breed 1 meter afstand meter hoog - 9 meter breed 2 meter afstand meter hoog - 9 meter breed 3 meter afstand meter hoog - 9 meter breed 4 meter afstand meter hoog - 9 meter breed 5 meter afstand meter hoog - 6 meter breed meter afstand meter hoog - 6 meter breed 1 meter afstand meter hoog - 6 meter breed 2 meter afstand meter hoog - 6 meter breed 3 meter afstand meter hoog - 6 meter breed 4 meter afstand meter hoog - 6 meter breed 5 meter afstand meter hoog - 12 meter breed meter afstand meter hoog - 12 meter breed 1 meter afstand meter hoog - 12 meter breed 2 meter afstand meter hoog - 12 meter breed 3 meter afstand meter hoog - 12 meter breed 4 meter afstand meter hoog - 12 meter breed 5 meter afstand meter hoog - 9 meter breed meter afstand meter hoog - 9 meter breed 1 meter afstand meter hoog - 9 meter breed 2 meter afstand meter hoog - 9 meter breed 3 meter afstand meter hoog - 9 meter breed 4 meter afstand meter hoog - 9 meter breed 5 meter afstand meter hoog - 6 meter breed meter afstand meter hoog - 6 meter breed 1 meter afstand meter hoog - 6 meter breed 2 meter afstand meter hoog - 6 meter breed 3 meter afstand meter hoog - 6 meter breed 4 meter afstand meter hoog - 6 meter breed 5 meter afstand Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 3

5 1 Inleiding In opdracht van de Gemeente Amsterdam is door Event Acoustics BV een serie modelleringen gemaakt van situaties waarbij een geluidssysteem zoals toegepast bij (grote) muziek evenementen wordt afgeschermd met als doel om het uitgestraalde geluid in een bepaalde richting te reduceren. Reden voor het onderzoek was onduidelijkheid over de absolute effectiviteit van deze afscherming na een uitgevoerd onderzoek naar uitstraling van geluidssystemen, uitgevoerd in opdracht van de Gemeente Amsterdam door Event Acoustics in samenwerking met de Expertgroep Evenementengeluid van de Gemeente Amsterdam. Dit onderzoek is beschreven in het rapport: Amsterdamse BBT test 18_EA21R8. Een aanbeveling naar aanleiding van dit onderzoek was om doormiddel van BEM modelling aanvullend rekenkundig onderzoek te verrichten naar de effectiviteit van verschillende soorten afscherming. In deze rapportage worden de toegepaste methodieken en de resultaten van dit aanvullende onderzoek beschreven. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 4

6 2 Situatie 2.1 Systeem beschrijving De simulaties zijn gebaseerd op het onderstaande geluidssysteem zoals deze tijdens de BBT18 tests is toegepast: Het systeem bestaat uit een line-array van 12 elementen met een totale lengte van ca.4cm. De line-array elementen bestaan symmetrisch opgebouwde kasten met 2x 12 inch laagweergevers, mid weegevers en hoog weergevers. De elementen zijn 112cm breed. De hoogte van de bovenste kasten van de line-arrays line-arrays zijn ca. 7.8 meter. De PA torens staan h-o-h 14 meter uit elkaar, wat inhoudt dat de tussenmaat tussen de linearray systemen ca. 13 meter is. Voor dit deel van het onderzoek wordt enkel gekeken naar de line-array systemen en niet naar de subwoofers op de grond. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 5

7 2.1.1 Afscherming: zeecontainers De belangrijkste bouwsteen voor afscherming tijdens evenementen zijn zeecontainers, dit omdat deze goedkoop en eenvoudig zijn om in te zetten. Om deze reden richt dit onderzoek zich qua maatvoeringen vooral op standaard zeecontainers. De afmetingen die zijn onderzocht zijn; Hoogte:2.6 meter Breedte: 2.4 meter Lengte : 6 meter (ft), 9meter (ft) en 12 meter (4ft.) Er is onderzocht wat het effect is van verschillende afstanden tussen de line-arrays en de zeecontainers, de hoogtes van de stapel zeecontainers en de breedte van de zeecontainers. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 6

8 2.1.2 Afscherming: beplating en baffles Er is tevens onderzocht wat het effect is van een houten beplating of absorberende baffles achter de line-arrays en aan 3 zijdes van de line-arrays, zoals in onderstaande foto. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 7

9 3 Methodiek Het onderzoek is verricht doormiddel van BEM modelling in het 31Hz - 25Hz 1/3 octaaf. De redenen waarom er niet hoger in frequentie is gekeken zijn; - 99% van alle relevante geluidsuitstraling bij evenementen bevindt zich in deze octaven - De BEM modelling zijn zeer rekenintensief waarbij de hogere frequenties de rekentijden tot de 4 e macht laten toenemen, de huidige modellen zorgden al voor rekentijden van ca. 9 minuten per situatie op een state-of-the-art render computer. De geluidsuitstraling is berekend in een raster van x meter en in horizontale en verticale polars met een straal van meter en een stapgrootte van 1 graden. Alle waarden zijn genormaliseerd op een FOH-positie punt, gelegen op 25 meter van het geluidssysteem op 2 meter hoogte. Hierdoor kunnen waardes op de graden as zachter zijn dan in andere richtingen, bijvoobeeld door destructieve inteferentie op de afscherming waardoor het geluid in de speelrichting frequentieafhankelijk wordt uitgedoofd. De stappen van 1 graden zijn vervolgens energetisch geintergreerd tot stappen van 1 graden om tot de polarplots te komen en energetisch geintergreerd tot stappen van 9 graden om tot eengetalswaarden te komen (FRONT-SIDE-REAR). Dit is gedaan om de plots leesbaarder te maken en toch zeker te stellen dat alle lobben worden meegenomen. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 8

10 3.1 Spectra Alle toegepaste spectra zijn gebaseerd op de standaardspectra van de Nederlands Stichting Geluidshinder (NSG) waarbij er enige interpretatie is die gebaseerd is op vele praktijk metingen van Event Acoustics. Deze interpretatie heeft voornamelijk betrekking op de verdeling van de energie binnen de door de NSG gedefinieerd octaafbanden naar de 1/3 octaaf banden die hier voor alle berekeningen worden toegepast. Hiernaast zijn er, wederom op metingen gebaseerd, waarden voor het 31Hz octaaf aan toegevoegd welke niet in de standaardspectra worden gedefinieerd. Er is gekozen voor spectra die met ca. 5dB(C) stappen minder laag bevatten; 1. Ultrabass spectrum: 1dB(A) / 1 db(c), het default spectrum waar alle systemen op zijn ontworpen 2. Amsterdam spectrum: 1dB(A) / 115dB(C), dit spectrum is feitelijk een licht verzwaard house spectrum wat standaard voor berekeningen voor (dance) evenementen in Amsterdam wordt toegepast. 3. Dance spectrum: 1dB(A) / 11 db(c) 4. Pop spectrum: 1dB(A) / 16dB(C) Onderstaande tabel geeft de C-gewogen waarde per tertsband weer van de verschillende spectra: Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 9

11 3.2 BEM modelling BEM modelling staat voor Boundery Element Modelling, dit is een wiskundige numerieke methode waarbij oppervlaktes in kleine stukjes worden gediscretiseerd (minimaal 12 per golflengte) en vervolgens de deeltjes snelheid en drukverplaatsing van elk discreet stukje in het model naar elk ander discreet stukje in het model wordt berekend. Het voordeel van deze methode is dat, indien het model nauwkeurig is, deze zeer exacte resultaten kan opleveren omdat exact de ombuigingen van geluidsgolven om objecten heen worden gemodelleerd. Het nadeel van de methode is de zeer zware eisen die deze aan computers stelt. De techniek bestaat al sinds de jaren 6 maar is eigenlijk pas de laatste 1 jaar binnen bereik van algemeen gebruik gekomen. En beperking van de methode is dat transmissie door objecten heen niet kan worden gemodelleerd. Dit houdt in dat alle hier gepresenteerde resultaten uit gaan van objecten die geen enkel geluid doorlaten. Dit is uiteraard niet de realiteit; er zal wel degelijk geluid dwars door de zeecontainers of beplating gaan. De resultaten zijn dan ook betrouwbaar tot een bepaald maximum waarbij het transmissie geluid (door de afscherming heen) een grotere bijdrage gaat leveren dan het diffractie geluid (om de afscherming heen) Voor een wiskundige achtergrond van BEM modelling, zie: Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 1

12 3.2.1 Limieten aan afscherming door transmissie Onderstaande grafiek laat de geluidsisolatie van de verschillende afschermingen zien: Sound isolation Shields 25 db Frequency Hz Shipping Container 18mm OSB TeXLNT Deze waarden zijn berekend met het rekenmodel Winflag en verifieerd aan labaratorium metingen. Deze isolatiewaarden houden in dat het maximale effect van de afschermingen niet hoger kan zijn dan de waarden in de onderstaande tabel voordat de transmissie de waarden gaan bepalen: Maximale reductie met Ultrabass spectrum db(a) db(c) Zeecontainer 17 Houten beplating TeXLNT 8 7 Maximale reductie met Amsterdam spectrum db(a) db(c) Zeecontainer Houten beplating TeXLNT 9 7 Maximale reductie met House spectrum db(a) db(c) Zeecontainer Houten beplating TeXLNT 9 8 Maximale reductie met Dance spectrum db(a) db(c) Zeecontainer Houten beplating TeXLNT 1 8 Maximale reductie met Pop spectrum db(a) db(c) Zeecontainer Houten beplating TeXLNT 11 8 Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 11

13 Dit houdt in dat wanneer er uit de resultaten komt dat bijvoorbeeld het TeXLNT 7dB(C) reductie bij een Amsterdam spectrum behaald, de eigenlijke reductie maar 4dB(C) zal zijn omdat de maximale isolatie ook 7dB(C) is. Om de maximale reductie door afscherming daawerkelijk te behalen zal deze ten minste 1dB beter minder moeten zijn dan de isolatie van de afscherming. Dus kan er bijvoorbeeld met een TeXLNT afscherming alleen een daadwerkelijke reductie van 7dB(C) worden gehaald bij een Amsterdam spectrum wanneer de reductie van de afscherming ten minste 17dB(C) is. Er is bij de gepresenteerde resultaten bewust niet gekozen om voor de isolatie van de constructies te corrigeren. Dit met als reden dat de resultaten op deze manier toegepast kunnen worden op constructies van gelijke afmetingen van andere materialen dan hier onderzocht zoals tentzijlen, golfplaten, beton(stelcon) platen e.d. waarbij dan situatie-specifiek voor het betreffende materiaal kan wordne gecorrigeerd. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 12

14 3.3 Model Het model is opgesteld in de BEM software ABEC. Onderstaande figuren geven wat screenshots van de modelopzet weer. De Luidsprekers van de line-arrays zijn gemodelleerd als 1 groot afstralend vlak, dit is een valide aanpak aangezien de line-arrays symetrisch zijn en er alleen naar de lage frequenties wordt gekeken. De afscherming heeft een absorbtiefactor van.5 voor de harde vlakken gekregen en een absorbtie van.9 voor de baffles. De grond is gemodelleerd als een volledig hard vlak, vergelijkbaar met bestrating. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 13

15 4 Resultaten 4.1 Resultaat matrix dimensionering De resultaten zijn weergegeven in matrix vorm waarbij de variabelen in de matrix zijn zoals in onderstaand figuur, alle maten zijn in meters: De afstand tussen de line arrays is tenzij anders vermeld voor alle opstellingen 13meter. Dit houdt in dat de ruimte tussen de afschermingen kleiner wordt naarmate de afschermingen breder worden. De resultaten worden weergegeven per spectrum als reductie naar de zijkanten en achterzijde ten opzichte van de uitstraling in de speelrichting. Hiernaast wordt de reductie genormaliseerd naar de reductie zonder afscherming weergegeven. Dit omdat het geluidssysteem van zichzelf ook richtwerking heeft en deze richtwerking dus niet aan de afscherming kan worden toegeschreven. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 14

16 4.2 Aanvullende situaties Los van de standaard afscherming situaties zijn aanvullend nog de situaties zoals in onderstaande tabel omschreven gemodelleerd Benaming in Matrix PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide -1 plate 4m wide plate 2m wide -1 plate 2m wide 2x2x2 2x2x2-1 2x2x2 absorb 2x2x2-1 absorb Omschrijving De Line array systemen zijn 2 meter lager gehangen, begint 2 meter boven de grond, strak tegen wand De Line array systemen zijn op de grond gezet, strak tegen wand Het Line array systeem is op de grond gezet, strak tegen wand, 1 kant systeem actief (mono stack) De Line array systemen zijn op een tussenafstand van 4 meter geplaatst en op de grond gezet, strak tegen wand. Dit om een kleiner podium met gestacked PA te simuleren De Line array systemen hangen strak tegen een beplating van 4 meter breed en 1 meter hoog De Line array systemen hangen 1 meter voor een beplating van 4 meter breed en 1 meter hoog De Line array systemen hangen strak tegen een beplating van 2 meter breed en 1 meter hoog De Line array systemen hangen 1 meter voor een beplating van 2 meter breed en 1 meter hoog De Line array systemen hangen in een U-tje van 2x2x2 meter met 1 meter hoogte met de achterzijde strak tegen het U-tje De Line array systemen hangen in een U-tje van 2x2x2 meter met 1 meter hoogte met de achterzijde 1 meter vanaf het U-tje De Line array systemen hangen in een U-tje van 2x2x2 meter met 1 meter hoogte met de achterzijde strak tegen het U-tje, het U-tje heeft een absorbtiefactor van.9 (absorberende baffles) De Line array systemen hangen in een U-tje van 2x2x2 meter met 1 meter hoogte met de achterzijde 1 meter vanaf het U-tje, het U-tje heeft een absorbtiefactor van.9 (absorberende baffles) Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 15

17 4.4 Matrix resultaten per spectrum Ultrabass spectrum db(c) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 16

18 4.4.2 Ultrabass spectrum db(a) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 17

19 4.4.3 Amsterdam spectrum db(c) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 18

20 4.4.4 Amsterdam spectrum db(a) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 19

21 4.4.5 House spectrum db(c) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina

22 4.4.6 House spectrum db(a) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 21

23 4.4.7 Dance spectrum db(c) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 22

24 4.4.8 Dance spectrum db(a) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 23

25 4.4.9 Pop spectrum db(c) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 24

26 4.4.1 Pop spectrum db(a) shield Width shield Depth Space betw. Shield Dist Shield<->PA - 4deg Side 5-1deg Rear 14-2deg Side Normalized shield Height NO SHIELDING PA 2m from ground PA m from ground PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground SINGLE PA m from ground 4m spacing plate 4m wide plate 4m wide plate 2m wide plate 2m wide x2x x2x x2x2 absorb x2x2-1 absorb Rear Normalized Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 25

27 4.5 Observaties bij de resultaten In de bijlagen is alle polar data en de spectra van de verschillende situaties bijgevoegd. Zie ook deze ter illustratie van de hier genoemde waarnemingen. 1- Bij vrijwel alle afschermingen is een toename van de uitstraling naar de zijkanten. Dit wordt veroorzaakt doordat op de plekken waar de afscherming eindigt (de randen), er door diffractie secundaire geluidsbronnen ontstaan. Dit diffractie effect ontstaat op elke plek waar er een harde overgang tussen een hard vlak en lucht is, deze overgang zorgt ervoor dat de geluidsgolf wordt gereflecteerd. 2- Er treedt een frequentie afhankelijk effect van uitdoving in de speelrichting op, veroorzaakt door de reflectie tegen de afscherming. Aangezien de waarden op de FOH positie, dus in de speelrichting, genormaliseerd zijn wordt hierdoor de relatieve uitstraling naar de zijkanten frequentieafhankelijk luider. Dit is realisitisch aangezien in de praktijk ook hiervoor (deels) wordt gecorrigeerd door de geluidstechnicus. Omdat het een uitdoving betreft heeft corrigeren echter weinig zin; de extra energie zal in verhouding ook weer uitgedoofd worden. Dit effect zorgt voor een sterk negatief effect op de geluidskwaliteit en vormt ook meteen het grootste bezwaar tegen harde objecten als afscherming. 3- De 12meter brede afscherming is van de zeecontainer opstellingen met afstand het meest effectief. Dit wordt met name veroorzaakt door het gegeven dat er hier tussen de 2 stapels maar 1cm ruimte zit (een realistische spleet bij strak gestapelde containers). Los van het gegeven dat dit een gat minder is, zijn dit ook 2 secundaire bronnen minder. 4- Over het algemeen is de afscherming C-gewogen meer effectief dan A-gewogen. Dit voelt contra-intuitief omdat de A-weging meer over hogere frequenties en dus kortere golflengtes gaat. De reden hiervoor is dat de line arrays van zichzelf al significante richtwerking hebben bij de hogere frequenties en de afscherming dus niet veel toevoegt. 5- Afscherming die een hele zeecontainer hoger is dan de bovenkant van de line-arrays voegen niet heel veel toe over afscherming die net zo hoog is als de bovenkant van de line-arrays, ca 1-2 db wanneer de line-arrays <3 meter vanaf de afscherming staan, en ca. 2-3 db wanneer deze afstand 3-5 meter is. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 26

28 6- Bij alle afschermingen geldt dat meter afstand tussen de afscherming en de line-arrays (achterzijde onderste kast line-array strak tegen de zeecontainerwand) het beste presteerd, wat niet verrassend is. Wat echter wel verrassend is, is dat in alle gevallen de resultaten bij 1 meter afstand en bij 2 meter afstand slechter zijn dan bij 3 meter afstand. Vervolgens worden de resultaten bij 4 meter en 5 meter weer slechter. Dit fenomeen wordt veroorzaakt door de reflecties op de zeecontainers die bij 1 en 2 meter meer destructief uitpakken dan bij meter of 3 meter afstand. Vervolgens wordt bij 4 meter de afstand weer zo groot dat de afscherming zijn werking begint te verliezen 7- Een U-tje afscherming is matig effectief; wanneer deze van beplating gemaakt is kan hier maximaal 4-5dB(C) reductie aan de achterzijde van verwacht worden. Wanneer deze van absorberende baffles wordt gemaakt kan hier maximaal 3-4dB(C) reductie aan de achterzijde van verwacht worden. Dit is in overeenstemming met de metingen uit het BBT onderzoek. Hierbij moet nog opgemerkt dat een U-tje van beplating zeer negatieve effecten op de geluidskwaliteit zal opleveren door de reflecties die aan alle zijdes optreden. 8- De simulatie van de zeecontainer afscherming komt overeen met de tijdens de BBT test verkregen resultaten; de afscherming levert een reductie op van ca. 8dB(C) wanneer de isolatie van de containers wordt meegenomen, onderstaande polars van de meetdata tijdens de test tonen vergelijkbare resultaten, waarbij de wind een grote invloed had. Dit is een indicatie dat de overige simulaties ook een betrouwbaar beeld geven. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 27

29 9- Een 4 meter brede houten beplating strak achter de line arrays levert inclusief meename van de isolatie een reductie van ca. 8dB(C) op, zonder de niveaus aan de zijkanten te laten toenemen. Een 2 meter brede houten beplating strak achter de line arrays levert inclusief meename van de isolatie een reductie van ca. 5dB(C) op, zonder de niveaus aan de zijkanten significant te laten toenemen. Hiermee is het, mede gezien de productionele inspanning, een relatief goede en effectieve maatregel. De beplating kan aan de buitenzijde van scaftorens worden aangebracht met de line-arrays er aan de buitenzijde strak voor gehangen. Voor de beplating kan eventueel deco-doek worden aangebracht. Deze maatregel wordt aanzienlijk minder effectief indien de line-arrays niet strak tegen de beplating worden gehangen. 1- De line-arrays koppelen met de grond (onderste kast op de grond) is een zeer effectieve maatregel die de niveaus aan de achterzijde met ca. 17dB(C) reduceert en ook de niveaus aan de zijkanten laat afnemen. Dit wordt veroorzaakt doordat het line array akoestisch gezien 2x zo lang wordt en hierdoor aan de bovenzijde vrijwel niet meer over de afscherming heen buigt. Deze maatregel vraagt echter wel om specifieke manieren van aansturing van het line array waarbij de onderste kasten enkel lage frequenties <25Hz weergeven. Dit levert in de praktijk voor veel technici problemen op door onbegrip ( anders dan anders ) en een noodzakelijke grotere inzet van materiaal, en dus hogere productiekosten. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 28

30 4.6 Aanvullend onderzoek: invloed afscherming op cardioide opstelling Als aanvulling op het onderzoek is gekeken wat de invloed is van de afscherming op de cardioide sublaag opstellingen. Hiervoor is in het model een gangbare cardioide opstelling van 3 subwoofers 2 meter voor een zeecontainerwand van 12x7.8 meter geplaatst zoals in onderstaand figuur: Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 29

31 Onderstaand figuur toont de afstraling van de cardioide stack bij 5Hz zonder afscherming: Onderstaand figuur toont de afstraling van dezelfde stack bij 5Hz met de afscherming erachter: Te zien valt dat een belangrijk stuk van het cardioide effect verdwijnt door de afscherming. Dit wordt veroorzaakt door dat de diffractie om de zeecontainers heen secundaire bronnen vormen die niet worden uitgedoofd door de cardioide opstelling. Het effect is het grootst op de 18graden as omdat hier de secundaire bronnen in fase optellen. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina

32 Onderstaand figuur toont de afscherming wanneer de luidsprekers niet cardioide zijn: Hier zien we dat de afstraling naar de zijkanten sterk wordt beinvloed door de afscherming. Dit komt ook hier door de secundaire bronnnen door diffractie, dit effect is hier extra sterk omdat de subwoofer grotendeels omnidirectioneel is. Onderstaande grafiek toont de reductie aan de achterzijde van de opstelling in de 3 situaties, te zien valt dat recht aan de achterzijde het cardioide effect vrijwel volledig teniet wordt gedaan door de afscherming en dat het nauwelijks uitmaakt of de stack wel of niet carioide is wanneer deze voor de afscherming staat. level db Rear attenuation Cardioid Stack Frequency Hz Cardio Stack Cardio stack 2m in front of 5.2x9m wall Normal stack 2m in front of 5.2x9m wall Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 31

33 4.7 Aanvullend onderzoek: invloed podium op cardioide opstelling Aangezien er al langere tijd een vermoeden bestaat dat het plaatsen van subwoofers onder podia een negatief effect hebben op het cardioide gedrag, is hier ook een aanvullen onderzoek naar verricht. Er zijn een aantal situaties gemodelleerd waarbij de cardiode subwoofer stack telkens 11cm hoog is en het podium 15cm hoog. De gemodelleerde situaties zijn: -Cardioide stack onder 2x1 meter podium deel -Cardioide stack onder 8x4 meter podium, de subwoofers zijn met hun voorkant 25cm achter de rand van het podium geschoven omdat dit in de praktijk door de scaffolding de realiteit is. Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 32

34 -Cardioide stack met achterzijde gelijk aan voorrand 8x4 meter podium, -Cardioide stack met achterzijde 1 meter voor voorrand 8x4 meter podium, Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 33

35 -Cardioide stack met achterzijde 2 meter voor voorrand 8x4 meter podium, Onderstaande grafiek laat de resultaten als verschil in voorzijde en achterzijde, oftewel effectiviteit van het cardioide effect, bekeken op 5 meter afstand zien; level db Rear attenuation Carioid Stack Frequency Hz No Stage StageDeck 2x1 flush under Stage 8x4 meter flush under Stage 8x4 1meter in front Stage 8x4 2meter in front Stage 8x4 meter flush in front De effecten zijn ronduit dramatisch te noemen; zelf het 2x1 meter podium doet het carioide effect grotendeels teniet, en onder het 8x4 podium wordt het cardioide effect met ca 25dB gereduceerd! Wanneer de stack met de achterzijde flush met de podiumrand staat is het negatieve effect nog steeds ca. db en pas bij een afstand van 1 meter begint het cardioide gedrag weer goed te worden. Ook deze resultaten vallen te verklaren doordat de podiumranden door diffractie secundaire bronnnen worden die niet worden uitgedoofd door het cardioide effect Dit leidt tot de aanbeveling om cardioide stacks nooit onder een podium te plaatsen maar altijd ten minste 1 meter voor de podium rand. Dit geldt dus ook voor uitbouwen (catwalks) in het midden van het podium! Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 34

36 5 Conclusies Op basis van de uitgevoerde simulaties kunnen de volgende conclusies worden getrokken die tot nieuwe aanbevelingen voor de BBT lijst kunnen leiden; 1- Over het algemeen kan er van afscherming achter line-arrays ca. 5-12dB(C) reductie op de uitstraling van de achterzijde van de line-arrays worden verwacht. 2- De afscherming is vooral effectief wanneer de line-arrays strak tegen de afscherming worden geplaatst. De afscherming werkt door de optredende reflecties het minst wanneer de line-arrays 1 meter van de afscherming wordt geplaatst, grotere afstanden tot 3 meter presteren weer iets beter. 3- Hard reflecterende afscherming kan sterk negatieve effecten hebben op de geluidskwaliteit door de optredende reflecties. 4- De geluidsuitstraling naar de zijkanten neemt over het algemeen toe met 1-4dB(C) door de afscherming, dit wordt veroorzaakt door dat de randen van de afscherming secundaire bronnen vormen. 5- Een houten beplating van 2-4 meter breed direct achter de line-arrays vormt een effectieve afscherming met 5-8dB(C) reductie. 6- Grote reflecterende afscherming heef een sterk negatief effect op de werking van cardioide subwoofers. 7- Het plaatsen van cardioide subwoofers onder podia doet het cardioide effect (de uitdoving aan de achterzijde) grotendeels teniet. De stacks moeten minstens 1 meter van het podium af staan om de uitdoving voldoende in stand te houden. Dit houdt in dat een cardioide subwoofer array ook niet onder en catwalk door kan lopen zonder hier sterk negatieve effecten mee te veroorzaken. drs. ing. Kees Neervoort, senior audio consultant, Event Acoustics , Amsterdam Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 35

37 6 Bijlagen 6.1 Resultaten In de volgende bijlagen zijn van alle berekende situaties de volgende datasets weergegeven; 1 - afstraalplot bij 8Hz 2 - Horizontale polar op meter afstand, genormaliseerd op graden 3 - Verticale polar op meter afstand, genormaliseerd op graden 4 - spectra op 5 meter hoogte op -1, -5, 5 en 1 meter in de speelrichting en spectrum op 2 meter hoogte op 25 meter afstand (FOH positie), niet genormaliseerd Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 36

38 6.1.1 Geen afscherming Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 37

39 Horizontal x Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 38

40 Vertical x Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 39

41 meter meter meter meter meter - 2m height FOH Rapportnummer: definitief EA-211R2 Pagina 4