Isoleren tegen vliegtuig-, spoor- en wegverkeerslawaai

Transcriptie

1 Isoleren tegen vliegtuig-, spoor- en wegverkeerslawaai Laboratorium voor Akoestiek en Thermische Fysica Katholieke Universiteit Leuven Celestijnenlaan 200D B-3001 Leuven

2 Inleiding AMINAL algemene studie geluidsisolatie van gevels (mei 2003) (K.U.Leuven, WTCB, Daidalos en Sound&Silence) opstellen en het valideren van meettechnieken opstellen en het valideren van een rekenschema onderzoek naar technieken en bijhorende kostprijzen voor het verbeteren van de geluidsisolatie van gevels opstellen van eisen voor gevelisolatie Toegepast op 10 gevalstudies (5 vliegverkeer, 3 wegverkeer, 2 treinverkeer)

3 Overzicht 1.Bronnen 2.Definitie gevelisolatie 3.Metingen 4.Berekeningen 5.Maatregelen 6.Case study : renovatie woning 7.Besluit

4 1. Bronnen vliegtuiglawaai Geluiddrukniveau L Aeq,1s [db] ma 29/04/02 0h-1h invallend geluid binnenniveau Tijd [minuten] Geluiddrukniveau L Aeq,1s [db] ma 29/04/02 3h-4h invallend geluid binnenniveau Tijd [minuten]

5 Geluiddrukniveau L Aeq,1s [db] Geluiddrukniveau L Aeq,1s [db] Geluiddrukniveau L Aeq,1s [db] 1. Bronnen wegverkeerlawaai Tijd [minuten] woe 30/10/02 5h-6h invallend geluid zijgevel invallend geluid voorgevel woe 30/10/02 4h-5h invallend geluid zijgevel invallend geluid voorgevel Tijd [minuten] woe 30/10/02 6h-7h invallend geluid zijgevel invallend geluid voorgevel Tijd [minuten] Geluiddrukniveau L Aeq,1s [db] woe 30/10/02 14h-15h invallend geluid zijgevel invallend geluid voorgevel Tijd [minuten]

6 1. Bronnen spoorweglawaai Geluiddrukniveau [Leq 1", db(a)] do 27/12/ h-02h buiten binnen Tijd (minuten) Geluiddrukniveau [Leq 1", db(a)] do 27/12/ h-16h buiten binnen Tijd (minuten)

7 2. Gevelisolatie : D 2m,nT,w + C tr D 2m,nT = L 1,2m L log(T 2 /T 0 ) - L 1,2m : geluidsdrukniveau op 2m voor de gevel - L 2 : geluidsdrukniveau in de kamer - T 2 : nagalmtijd in de kamer - T 0 : referentie nagalmtijd (= 0.5 s) T 2 1/3 tertsbanden 100 Hz 31 Hz L 2 L 1,2m Ééngetalaanduiding volgens NBN-EN-ISO GEVELISOLATIE : D 2m,nT,w + C tr METINGEN (NBN-EN-ISO 140-5) BEREKENINGEN (NBN-EN-ISO )

8 3. Metingen : met luidspreker Globale LUIDSPREKER methode (D ls,2m,nt ) geluidsinval onder 45 stabiele bron met voldoende vermogen (in alle terstbanden) mogelijk meerdere bronposities noodzakelijk Praktisch beperkingen / grote uitrusting D ls,2m,nt [db] Middenfrequentie [Hz] D ls,2m,nt,w + C tr = 36 db

9 3. Metingen : met verkeerslawaai Globale WEGVERKEER methode (D tr,2m,nt ) Globale SPOORVERKEER methode (D rt,2m,nt ) Globale VLIEGVERKEER methode (D at,2m,nt ) - werkelijke geluidsinval - simultane metingen binnen/buiten - beperkt vermogen (hoge frequenties) - mogelijk in (bijna) alle omstandigheden p D tr,2m,nt [db] a A a 2 3 b b2 1 c B A Bb 3 c C c A d D4 d 5e d 4 Ee 6 F f 5 F 6f D F 4 f E 5 T U N 13 M 14 n O 14 S Oo 21 J K L M N n 15 O T 13 r 12 M U 15 P R 12 P U m o u 18 r 21 T u 10 R s t L l 16 p S q 9 10 K k P 17 Q R s t H i 17 J i 10 j k q K 17 Q h j 9 k H I h 8 I Gg 7 7 H g D tr,2m,nt [db] average value 95% confidence intervals Living room Bedroom D tr,2m,nt,w + C tr = 29 db f d l Centre frequency 1/3 octave band [Hz] Centre frequency 1/3 octave band [Hz]

10 4. Berekeningen Rekenschema volgens NBN-EN-ISO GEVELELEMENT i GEVELVLAK j GEHELE GEVEL kleine elementen D n,e,i τ e,i schijnbare geluidverzwakkingsindex bouwelementen R' j R i samengestelde elementen R i,bouwdeel R i,kier τ e,i τ e,i gevelstructuur oppervlakte volume nagalmtijd D 2m,nT,j D 2m,nT,w NBN EN ISO D 2m,nT flankerende elementen Ri,zendzijde Ri,ontvangzijde K i,verbindingsdemping τ e,i gestandaardiseerd niveauverschil van gevelvlak j gestandaardiseerd niveauverschil vb: ruimte met 1 homogeen gevelvlak R D 2m,nT = R + 10 log(v/3s)

11 Overzicht 1.Bronnen 2.Definitie gevelisolatie 3.Metingen 4.Berekeningen 5.Maatregelen 6.Case study : renovatie woning 7.Besluit

12 5.1 Maatregelen geluidlekdicht maken Gevel = gevoelig voor akoestische lekkage Aansluiting van verschillende geveldelen - venster en metselwerk - hellend dak en opstaand metselwerk - dakvensters en dak -... Opendraaiende delen van vensters, deuren, Schuiframen Allerlei doorboringen van de gevels - brievenbussen, rolluikkasten, rookkanalen, - onvoldoende akoestisch gedempte ventilatieroosters

13 5.1 Maatregelen geluidlekdicht maken Belang van een goede kierdichting? Multiplex paneel, dikte 42 mm, oppervlaktegewicht 22kg/m2 - idem maar met 1 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 2 mm open voeg over een lengte van 930 mm R [db] idem maar met 3 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 4 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 5 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 6 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 7 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 8 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 9 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 10 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 15 mm open voeg over een lengte van 930 mm idem maar met 20 mm open voeg over een lengte van 930 mm middenfrequenties 1/3 octaafbanden [Hz]

14 5.1 Maatregelen geluidlekdicht maken Mogelijke detectie van kieren Auditief : Scherp klinkend geluid Visuele controle Isolatiemetingen : slechte prestatie in het (midden- en ) hoogfrequente gebied Ultrasoon geluid

15 5.1 Maatregelen geluidlekdicht maken Akoestisch dichten van kieren tussen VASTE DELEN kieren < 10 mm : elastisch voegmateriaal kieren < 18 mm : olie-achtige stopverven (mastiek) Alternatief voor plaatsing nieuwe elementen : zweldichtigen grote kieren : eerst opvullen met zwaar materiaal ; vervolgens afwerken met siliconen en stopverven OPGELET : licht PU-schuim resulteert niet in volledige akoestische dichting van geluidlekken

16 5.1 Maatregelen geluidlekdicht maken Akoestisch dichten kieren tussen BEWEGENDE DELEN VENSTERS : dubbele lipprofielen, ontdubbelde aanslag DEUREN : verhoogde dorpel met dichtingsprofiel / valdorpelsystemen / dubbele lipprofielen

17 5.1 Maatregelen geluidlekdicht maken Enkele specifieke situaties ROLLUIKKASTEN - Opheffen : verwijderen en dicht maken van opening - Behouden : Aanbrengen absorberend materiaal (D nt,w +C tr < 33 db) Extra omkastingen (esthetische problemen bij bewoners) BRIEVENBUSSEN - Opheffen + alternatief (brievenbus op gevel) - Behouden : verbeteren van binnendeuren

18 5.2 Maatregelen vensters VENSTER = BEGLAZING + RAAMCONSTRUCTIE Inschatting van de bijdrage van venster in totale gevelisolatie: 1. Geluidsverzwakkingsindex van de beglazing (R-waarde) 2. Invloed van de raamconstructie 3. Deelprestatie van het venster in totale gevelisolatie 100% % 25% D nt,w +C tr = x db D nt,w +C tr = x+3 db D nt,w +C tr = x+6 db

19 5.2 Maatregelen vensters : beglazing Enkele beglazing versus dubbele thermische beglazing Dip in geluidsisolatie bij de grensfrequentie (goede afstraling) 35 - Bij dubbele beglazing : m-v-m resonantie (massa, spouwbreedte) R [db] Hz verkeer! 25 -R w + C tr : glas Rw (C;Ctr) = 30 db (-1;-4) 4 mm glas Rw(C;Ctr)=32 db (-1;-2) enkel, 4 mm : 30 db enkel, 6 mm : 32 db enkel, 8 mm : 35 db k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k 4k 5k dubbel : 26 db f [Hz]

20 5.2 Maatregelen vensters : beglazing Verbetering beglazing akoestische beglazing 1. Verschillende glasdiktes 2. Zwaar gas in de spouw glas Rw(C;Ctr)=30 db (-1;-4) glas Rw(C;Ctr)=36 db (-2;-5) R [db] R [db] G-4 Rw(C;Ctr)= 32dB (-3;-5) k f [Hz] 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k 4k 5k Rw(C;Ctr)= 31 db (0;-2) k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k 4k 5k f [Hz]

21 5.2 Maatregelen vensters : beglazing Verbetering beglazing akoestische beglazing 3. Gebruik van gelaagde beglazing op basis van giethars of akoestisch verbeterd PVB R [db] verschil traditioneel PVB (inbraakbeveiliging) t.o.v. akoestisch verbeterd PVB PVB(A) - temperatuursinvloed Bij dubbele beglazing : gelaagde beglazing aan binnenzijde -R w +C tr waarden mogelijk tot +/- 40 db 20 8 mm enkel glas Rw(C;Ctr)= 35 db (-1;-3) 44.2 PVB Rw(C;Ctr)= 35 db (0;-2) Bv : met verbeterd PVB k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k 4k 5k 4/1.6GH/4 Rw(C;Ctr)= 38 db (0;-2) f [Hz]

22 5.2 Maatregelen vensters : raam Invloed van het raam op de globale prestatie van het venster Beglazing R w +C tr 33 db traditionele thermische ramen (hout 56 mm / alu / PVC ) geen invloed Beglazing R w +C tr 40 db zwaardere profielen (gewicht + sectie) nodig (hout 70 mm) - voor een voldoende akoestische prestatie - om de zwaardere/dikkere beglazingen te kunnen dragen Beglazing R w +C tr > 42 db testen in labo gebruik van dubbele vensters is aangewezen oplossing

23 5.2 Maatregelen Dubbel venster Dubbel venster = zeer hoge R w +C tr mogelijk - Grote spouwbreedte m-v-m < 100 Hz - Onderdrukking spouwresonanties door absorptie in de spouw - R w +C tr > db mogelijk - Nadeel : praktisch, esthetisch

24 5.3 Maatregelen Ventilatie Vermijden akoestische lekken noodzaak ventilatie - goede gevelisolatie - luchttoevoer - schimmel/condensatie - luchtkwaliteit NBN D -001 (Ventilatievoorzieningen in woongebouwen) Opgenomen in EPB wetgeving (1 jan 2006) RUIMTE Voor alle woonruimten TOEVOER: Woonkamer, slaapkamer, studeerkamer, speelkamer, hobbykamer,... AFVOER: Keuken, badkamer, wasplaats,... DOORSTROMING of TOEVOER: Gangen, dagen nachthal, trappenhuis Grenswaarden per kamer TOEVOER: Woonkamer Slaap-, studeer-, hobbykamers AFVOER: Gesloten keuken, badkamer,... Open keuken WC NOMINAAL VENTILATIEDEBIET 1 dm³/s per m² vloeroppervlakte Min. 21 dm³/s, mag beperkt tot 10 dm³/s /persoon Min. 7 dm³/s, mag beperkt tot 10 dm³/s /persoon Min. 14 dm³/s, mag beperkt tot 21 dm³/s Minimum 21 dm³/s 7 dm³/s AFVOER TOEVOER natuurlijk mechanisch natuurlijk A B mechanisch C D

25 5.3 Maatregelen Ventilatie Om debiet q n te garanderen worden regelbare toevoeropeningen (RTO) en afvoeropeningen (RTA) voorzien Vuistregel : debiet 1 dm³/s 10 cm² doorlaatopening nodig (drukverschil 2 Pa) Goede akoestische isolatie nodig om globale gevelisolatie niet te sterk te beïnvloeden

26 5.3 Maatregelen Ventilatie Esthetische wegwerking van ventilatierooster in binnenspouwblad Renovatie vaak muur- of dakventilatieroosters

27 5.3 Maatregelen Ventilatie Geluidsisolatie van kleine ventilatieroosters (< 1 m²) : D n,e D n,e = L 1 L 2 +10log(A 0 /A) (met A 0 = 10 m² OR) R = L 1 L log(S/A) (met S = oppervlakte van monster) Correcte berekening volgens NBN-EN-ISO is noodzakelijk Geluidsisolatiewaarden D n,e,w +C tr - raamventilatoren (20 l/s) : D n,e,w +C tr tot 35 à 40 db - hogere isolatiewaarden : muurventilatoren - hoge isolatiewaarden + hoog debiet : mechanische muurventilatoren

28 5.4 Maatregelen vlakke daken Vlakke daken uit zwaar steenachtig materiaal (betonplaat, zware welfsels met druklaag, ) : R w + C tr >> 40 db!! Vlakke daken uit halfzwaar materiaal : bv prefabplaten uit cellenbeton R w + C tr ~ 40 db -term 10log(V/3S) - andere geveldelen (beglazingen/ventilatie) Renovatie - aan de binnenzijde van het plat dak - aan de buitenzijde van het plat dak

29 5.4 Maatregelen vlakke daken Renovatie aan de BINNENZIJDE 1. Onderzoek naar eventuele geluidlekken (+dichten) 2. Aanbrengen verlaagd plafond - Onafhankelijk dragend metalstud regelwerk - 2 x 12.5 mm gipskarton (geschrankt) - Spouw 100 mm opgevuld met minerale wol - Dampscherm aan de warme zijde geplaatst nadeel : hoogteverlies in kamer

30 5.4 Maatregelen vlakke daken Renovatie aan de BUITENZIJDE A. Bestaande structuur heeft beperkte draagkracht waterkerende laag vezelcementplaten (3 x 15 mm kg/m³) houten gording minerale wol houten balk lokale trillingsdempende ondersteuning dampscherm: bestaande roofing bestaande constructie waterkerende laag houten balk lattenwerk minerale wol bekledingsplaat B. Bestaande structuur heeft voldoende draagkracht - (strooksgewijs) aanbrengen van minerale wol op bestaande dak - zwaluwstaartplaten als verloren bekisting - 5 cm microbetonlaag + nieuwe waterkeringslagen (130 kg/m²) nadeel : renovatie noodzakelijk over volledig dakoppervlakte

31 5.5 Maatregelen hellende daken - Vroeger (enkele tientallen jaren geleden) - verdieping onder hellend dak was zolder (bufferruimte) - omgevingslawaai lager hellende daken vormden geen probleem op akoestisch gebied - Heden : slaapkamers vaak onder hellend dak (akoestisch meest gevoelige ruimtes van een woning) vaak tegenvallende akoestische isolatie - Aansluiting dak = moeilijk bouwdetail op gebied van lekdichtheid - Vaak groot afstralend dakoppervlakte (S) in verhouding met het te beschermen volume (V) (D 2m,n T< R) - Belangrijkste parameters (spantendak) - Geluidlekdichtheid (aansluiting met andere geveldelen en binnenwanden, doorboringen, ) - Aard van het onderdak - De onderafwerking van het dak (zichtbare deel uit slaapkamer) - (invloed dakbedekking is beperkt)

32 5.5 Maatregelen hellende daken Niet-akoestisch bestudeerde dakconstructies k d a VOORSTELLING met weglating vulling c d e f a VULLING SPOUW BASISDAK : gording (180 mm x mm ) ; kepers (85 mm hoog) ; menuiserite onderdak (4 kg /m²) ; tengellatten ; panlatten ; leien fig. a1 R w = x db overspanning is o.a. functie v/d belasting R w = x db d a VOORSTELLING met weglating isolatie c d e f met isolatie Aanbrengen van thermische isolatie + dampscherm k p R w = x + 2 db overspanning is o.a. functie v/d belasting fig. a2 R w = x + 2 db d VOORSTELLING met weglating vulling c d e VULLING SPOUW Aanbrengen van onderafwerking in gipskarton op tengellatten a f k a gipskartonplaat p h R w = x + 9 db fig. a4 R w = x + 9 db overspanning is o.a. functie v/d belasting (gelijkwaardig resultaat voor afwerking in beplating / aanbrengen van pleister op drager geeft een beter resultaat : R w + 14 db)

33 5.5 Maatregelen hellende daken NIEUWBOUW : akoestische optimalisatie (dubbele wand) - geen hard contact tussen beide wanden - voldoende grote spouw (min. 10 cm) - poreuze absorptie in de spouw - goede geluidlekdichtheid - (coïncidentie) buigslappe materialen UITSTEKENDE OPLOSSING ZEER GOEDE OPLOSSING GOEDE OPLOSSING

34 5.6 Maatregelen lichte wanden RENOVATIE : verbetering van lichte scheidingswanden door gebruik van voorzetwanden - cfr. daken - metalstudregelwerk (C-en U- profielen - 2x12.5 mm gipskarton - spouw (min. 7cm) gevuld met a - bsorberend materiaal (MW) - dampscherm - aansluiting met randen!

35 6. Gevalstudie ligging woning Geluiddrukniveau [Leq 1", db(a)] d0 06/02/ h-05h buiten binnen Tijd (minuten)

36 6. Gevalstudie detail ruimte 5.15 kamer kamer hal 2 kamer 2-1

37 6. Gevalstudie bestaande opbouw vol metselwerk 40 cm houten raamkader enkelvoudig opendraaiende vleugels met enkele aanslag zonder dichtingsprofielen enkele beglazing 4 mm houten gordingen + keepers onderaan afgewerkt met bepleistering op pleisterplaat panlatten + dakpannen Verlaagd plafond: bepleistering op pleisterplaat

38 6. Gevalstudie bestaande toestand Gestandaardiseerd niveauverschil D 2m,nT [db] Meting van de bestaande situatie met behulp van vliegtuiglawaai D at,2m,nt,w + C tr = 26 db Renovatie : maatregelen (en kostprijs) 30 / 33 / 36 / 39 / 42 db Rekenmethode NBN-EN-ISO (veiligheid 2dB) Richtprijzen : Aspen-index, LIVIOS, aannemers en architecten, Frequentie (Hz)

39 6. Gevalstudie renovatie tot 30 db diepte : 155 mm

40 6. Gevalstudie renovatie tot 33 db diepte : 155 mm

41 6. Gevalstudie renovatie tot 36 db diepte : 255 mm

42 6. Gevalstudie renovatie tot 39 db

43 6.Gevalstudie renovatie tot 42 db 85

44 7. Besluit renovatie/kostprijs Bij goede lekdichting is 30 db normaal haalbaar Invoeren ventilatie is dan de belangrijkste kost Kies de meest performante beglazing die in het raam kan geplaatst worden Verdere kostenstijging als venster dient vervangen 33/36 db is het kantelpunt Als daken en wanden moeten behandeld worden dan pas echt duur Ook architecturaal voorkomen speelt een rol (bv. Gebruik dubbele vensters)