AKOESTISCHE RENOVATIE deel 2 : INTERIEUR Marcelo BLASCO - Charlotte CRISPIN - Bart INGELAERE - Manuel VAN DAMME - Debby WUYTS >> Afdeling Akoestiek - WTCB debby.wuyts@bbri.be Technologisch Adviseur Bouwakoestiek
Akoestiek & Interieur : SITUERING AKOESTIEK Verschillende disciplines... BU 1 BI BU BI BI ISOLATIE! tussen 2 ruimten BI 2 BI 3 BI ABSORPTIE! binnen 1 ruimte GeluidISOLATIE i.v.m. het weren van geluidsoverdracht tussen 2 ruimten GeluidABSORPTIE i.v.m. het absorberen van geluidenergie binnen 1 ruimte
Akoestiek & Interieur : SITUERING ISOLATIE ABSORPTIE VOORBEELD glaswolplaat (5 cm - 60 kg/m³) sterk absorberend, weinig isolerend akoestische isolatie (lucht) = 5 db akoestische absorptie (gem.) = 0.7 multiplex plaat (17 mm - 722 kg/m³) weinig absoberend, matig isolerend akoestische isolatie (lucht) = 29 db akoestische absorptie (gem.) = 0.2
GELUIDISOLATIE TUSSEN BINNENRUIMTEN LUCHTGELUIDISOLATIE
Geluidsverzwakkingsindex R DEFINITIE : R = 10 log (W invallend /W doorgaand ) R w = PRODUKTKARAKTERISTIEK! W invallend ISOLATIE Wgereflecteerd W doorgaand W geabsorbeerd
Geluidsverzwakkingsindex R MEETFORMULE : R = L 1 -L 2 + 10 log (S/A) met A = 0,16. V/T R w (C;C tr ) NBN EN ISO 140-3 NBN EN ISO 717-1 ontvangstruimte zendruimte LABORATORIUM MEETOPSTELLING
Luchtgeluidisolatie Enkelvoudige wanden ENKELVOUDIGE WANDEN R R+4 Oppervlakte-massa 2m 4 db Gemuidsverzwakkingsindex R 4 db/oct Oppervlakte-massa m Per verdubbeling van de oppervlaktemassa; Per verdubbeling van de frequentie; R + 4 db (exper.) f 2f f gr
Luchtgeluidisolatie Enkelvoudige wanden Ter illustratie : Effect van MASSA & FREQUENTIE
Luchtgeluidisolatie Enkelvoudige wanden COÏNCIDENTIE! Extreem goede geluidsoverdracht bij de KRITISCHE FREQUENTIE f cr R [db] Lichte en soepele panelen (Bvb. Gipsplaten) Zware blokken Lichte blokken (Bvb. Gipsblokken, Cellenbetonblokken) 100 400 3150 f [Hz] f cr = c² 2π m" B' c² 2π 12. ρ Ed²
Luchtgeluidisolatie Enkelvoudige wanden INVLOEDSPARAMETERS : Oppervlakte-massa (MASSAWET) densiteit r & dikte d Stijfheid (COINCIDENTIE) elasticiteit E & dikte d! f cr. = materiaalc te /d Relatief eenduidig verband m en R w Bron : G. Vermeir, Bouwakoestiek
Luchtgeluidisolatie Dubbele wanden ENKELVOUDIGE WANDEN DUBBELE WANDEN m m 1 h m 2 COÏNCIDENTIE Lucht - Wand - Lucht RESONANTIE COÏNCIDENTIE COÏNCIDENTIE Lucht - Wand - Lucht - Wand - Lucht RESONANTIE! Extreem goede geluidsoverdracht bij de RESONANTIEFREQUENTIE f res f 75 1 = res h m + " 1 1 m " 2 bij voorkeur < 80 Hz
Luchtgeluidisolatie Dubbele wanden MASSA VEER MASSA systeem R [db] 1 2 3 zones! R(m 1 )+R(m 2 ) (12dB/oct) 3 R(m 1 +m 2 ) R(m 1 ) (4 à 6dB/oct) h m 1 m 2 m 1 m 2 100 f res f c 3150 f [Hz] f 75 1 = res h m + " 1 1 m " 2
Luchtgeluidisolatie Dubbele wanden INVLOEDSPARAMETERS : Spouwbreedte h (RESONANTIE) m 1 en m 2 (MASSAWET + RESONANTIE) Stijfheid (COINCIDENTIE) R [db] 70 60 R [db] 70 50 60 40 50 30 40 f cr1 = f cr2 20 100 200 400 800 1600 3200 f [Hz] 30 20 f cr1 f cr2 COMPENSATIE-EFFECT! 100 200 400 800 1600 3200 f [Hz]
Luchtgeluidisolatie Dubbele wanden SPOUWRESONANTIES! Ip(x)I X Bron : G. Vermeir, Bouwakoestiek Akoestisch absorberende spouwvulling onderdrukt staande golven in de spouw!
Luchtgeluidisolatie Dubbele wanden 1 2 3
NOOT : Samengestelde geluidisolatie Samengestelde wand - rekenvoorbeeld R tot N = 10log i= 1 S S i tot R 10 10 i Voorbeeld 1 Voorbeeld 2 Voorbeeld 3 S i [m²] R i [db] S i [m²] R i [db] S i [m²] R i [db] 4 35 Beglazing 4 40 Beglazing 4 35 2 25 Deur 2 25 Deur 2 30 14 55 Wand 14 55 Wand 14 55 R tot [db] 34.18 R tot [db] 34.71 R tot [db] 37.81 Zwakste element bepaalt de samengestelde geluidisolatie Lekken, roosters, ramen,...!
GELUIDISOLATIE TUSSEN BINNENRUIMTEN FLANKING - OMLOOPGELUID
Indirecte transmissie TOTALE geluidsoverdracht BI - BI = DIRECTE (A) + INDIRECTE transmissie (B) FLANKING (B) OMLOOPGELUIDEN (C) BI (A) BI (C) NEVENWEGEN Bijdrage in TOTALE geluidtransmissie R??
Bijdrage Nevenwegen REKENVOORBEELD - DIRECT : 50 db 0.00001 doorgelaten energie - FLANKING : 50 db (12x) 0.00001 x 12 = 0.00012 doorgelaten energie (ofte : 39 db) - OMLOOP (deur deur) : 70 db 0.0000001 doorgelaten energie TOTAAL : 0.0001301 0.00013 doorgelaten energie max. 39 db!!! R totaal = -10 log [10 (-RDIRECT/10) +Σ10 (-RNEVENWEG/10) ] ENKELE VUISTREGELS - Σ nevenwegen 10 db performanter dan scheidingswand R totaal = R scheidingswand - nevenwegen = performantie scheidingswand R totaal = R scheidingswand 3 db - Opdrijven van R scheidingswand : R totaal performantie Σ nevenwegen!!!
Voorspellingsberekeningen Rekenmodel volgens EN 12354-1 τ' = τ R' = 10log τ ' db d n + τ f = 1 f m + τ k + τ e e= 1 s= 1 s τ d = τ Dd + n τ F= 1 Fd τ = τ + f Df τ Ff τ A S 0 = 10 e s Dne/10 τ A S 0 = 10 s s Dns/10 τ Dd Dd = 10 R Dd /10 s,situ F D, situ τ ij = 10 R = R + ΔR + ΔR R ij/10 d,situ D d R R i,situ j,situ R = + ΔR + + ΔR + D + ij i,situ i,situ v,ijsitu 2 D v,ijsitu 2 f = K ij 10log a l ij i,situ a j,situ 10log Ss S S i j
Flankerende geluidisolatie R ij Geluidisolatie weg i j: <R ij > = (R* i +R* j )/2 + verbindingsdemping + 5.log(S² s /S i.s j ) i i j j 1 j 2 3 i INVLOEDSPARAMETERS : A. Geluidisolatie WANDEN/VLOEREN (R* i en R* j ) B. Verbindingsdemping KNOOP (K ij ) OPTIMALISATIE! TYPE bouwknoop MASSAVERHOUDING aangeslagen wand (i) loodrechte wand ( i)
Flankerende geluidisolatie R ij EN 12354-1:2000 / Empirische formules K ij (labo-meetgrootheid verbindingsdemping) Volgens type verbinding
Flankerende geluidisolatie R ij EN 12354-1:2000 / Empirische formules K ij (labo-meetgrootheid verbindingsdemping) Op basis van M = log (m i / m i ) m i = oppervlakte-massa wand i [kg/m²] m i = oppervlakte-massa wand op i [kg/m²]
Invloed op globale geluidsoverdracht? Algemeen... m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 1 m 1 m 1 m 1 = m 2 verliezen 2 à 3 db m 1 1.5 m 2 verliezen 5 à 6 db m 1 > 1.7 m 2 verliezen >10 db Verliezen ten aanzien van directe geluidisolatie ten gevolge van flankerende transmissie
Akoestische sanering BI-BI : Globale aanpak SANERINGSDOMEINEN Verbetering lucht- en contactgeluidisolatie van scheidingswanden en -vloeren Verbetering luchtgeluidisolatie flankerende wanden en vloeren Verbetering verbindingsdemping vloer-wand / wand-wand SANERINGSMIDDELEN Voorzetconstructies : voorzetwanden, zwevende dekvloeren of verlaagde plafonds Structurele snedes : soepele voegen
GELUIDISOLATIE TUSSEN BINNENRUIMTEN IN DE PRAKTIJK...
GELUIDISOLATIE TUSSEN BINNENRUIMTEN BINNENWANDEN IN DE PRAKTIJK...
Geluidisolatie tussen 2 ruimten IN SITU ONTVANGST ZEND R w (C,C tr ) + categorieën (België) R = L 1 -L 2 + 10 log (S/A) ONTVANGST ZEND D nt,w + categorieën (België) Flankerende transmissies! D nt = L 1 -L 2 + 10 log (T/T 0 )
Ter herinnering... R w scheidingswand D nt,w tussen ruimten in situ!!! Flankerende transmissies Oppervlakte scheidingswand Samengestelde isolatie 1 2 3 Geluidlekken
Akoestisch sanering van binnenwanden CHECKLIST: 80.0 Luchtdichtheid? Poreuze wanden 70.0 Eenzijdige bepleistering bij poreuze materialen : verbeteringen tot 10 db 60.0 mogelijk! Geluidlekken Schakelaars, stekkerdozen, omtreksvoegen, aansluitingen, R [db] 50.0 40.0 Dubbelzijdig bepleisterd Eenzijdig bepleisterd perforaties van de wand, kieren,... Voornamelijk hoogfrequente verliezen! 30.0 Lekdichtingen Voegkitten, mastieken, zwelbanden, gipskarton, minerale wol,... 20.0 Zonder bepleistering Nodige massa afhankelijk van kierbreedte (laagfrequent meer massa) 10.0 f [Hz]
Akoestisch sanering van binnenwanden Type wand? MASSIEVE WAND Zwaar : gietbeton, zware betonblokken,... Halfzwaar en licht : kalkzandsteen, gipsblokken, gasbeton, cellenbeton,... SKELETWAND Skelet : metaal, hout Beplating : hout, gipskarton, metaal Samenstelling in het vlak? Vervangen van zwakke elementen in de wand : deuren, ventilatieroosters, lichte panelen, ramen... Flankerende transmissiewegen? Bekijken in plan en doorsnede : ontkoppeling van lichte buigstijve kopse wanden! Omloopgeluiden? Via communicerende deuren, gangruimte, doorlopende verlaagde plafonds,...
Massieve binnenwanden Klasse <IVb IVb IVa IIIb IIIa IIb IIa Ib Ia R w <30dB 30dB 35dB 40dB 45dB 49dB 54dB 57dB 62dB Gips 70 mm Gips 80 mm Gips 100 mm Baksteen 90 mm Baksteen 140 mm Baksteen 190 mm Cellenbeton 90 mm Cellenbeton 140 mm Cellenbeton 190 mm Beton 90 mm Beton 140 mm Beton 190 mm Kalkzandsteen 150 mm Kalkzandsteen 175 mm kalkzandsteen 215 mm
Lichte & buigstijve binnenwanden Gipsblokken, gasbeton, cellenbeton, thermische bakstenen,... PROBLEMATIEK : Zware blokken Te lichte (MASSAWET) en buigstijve (COÏNCIDENTIE) blokken + zwakke interne demping : Sterk uitgesproken en slecht gelegen coïncidentiedip (200 tot 400 Hz) Flankerende geluidtransmissie : Stralen efficiënt geluid af wanneer aangestoten! DUS : Soepele verbindingen met flankerende elementen 6 db/oct 100Hz 400 Hz Lichte, buigstijve blokken
Lichte & buigstijve binnenwanden Gipsblokken, gasbeton, cellenbeton, thermische bakstenen,... OPLOSSING : 1. DIRECTE TRANSMISSIE Ontdubbelen van de wand (verschillende diktes!!! ) Voorzetconstructies 2. FLANKERENDE TRANSMISSIE : Ontkoppelen van andere wanden Soepele voegdichtingen (elastofill / phaltex / schuim) Muren uit holle blokken : Moeten als enkelvoudige wanden beschouwd worden Grotere stijfheid bij zelfde oppervlaktemassa want breder, dus coïncidentiedip lager! Over het algemeen is de geluidisolatie van dit type blokken eerder beperkt
Dubbele buigstijve wanden & Skeletwanden Gipswanden versus gipskartonwanden... Dankzij kleinere buigstijfheid en grotere interne demping van gipskartonwanden : betere resultaten met beperkte oppervlaktemassa!
Voorzetwanden : Richtlijnen Voor basiswand m < 200 kg/m² Interessanter dan massa toevoegen! Voor een optimaal resultaat : m paneel = 0,1 x m basiswand Soepele profielen, b.v. vrijstaande stijlen Ontkoppeling omtreksvoegen met PE-strips Spouw (> 7 cm) zo breed mogelijk! Opgepast voor doorboringen (leidingen, schakelaars, )! Globale verbetering afh. van R w basiswand : groter naarmate basiswand minder performant Opgekleefde systemen Soepel regels Vrijstaande stijlen
Skeletwanden : Invloedsparameters Houten skelet + houten panelen Houten panelen Dubbele gipskartonplaten! 1 2 4 3 Metalen profielen Ontdubbelde stijlen! Houten skelet Metalen profielen!
Skeletwanden : Invloedsparameters Parameters : Paneelsoort (hout of gipskarton) Contacten : stijlen en bevestigingen Absorberende spouwvulling Massa van beide panelen Spouwbreedte Bij voorkeur : Gipskarton Buigslap & hoge interne demping Gunstige ligging f cr (>2500 Hz als d < 18 mm) Minder efficiënte geluidafstraling rond f gr Resonantiefrequenties < 100 Hz bij aanvaardbare spouwbreedtes
Skeletwanden : Invloedsparameters Parameters : Paneelsoort (hout of gipskarton) Contacten : stijlen en bevestigingen Absorberende spouwvulling Massa van beide panelen Spouwbreedte Invloed van structurele koppelingen... 50 45 40 35 30 25 R [db] 20 15 Maximale isolatie door structurele transmissie 10 5 Volledige scheiding Gekoppeld door stijlen 2 x 12 mm triplex 0 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k
Skeletwanden : Invloedsparameters Parameters : Paneelsoort (hout of gipskarton) Contacten : stijlen en bevestigingen Absorberende spouwvulling Massaverschil van beide panelen Spouwbreedte Soepele koppelingen : Metalen profielen constructie Houten stijlen Metalen profielen [mm] R w [db] R w [db] 12.5-50- 12.5 37 42 Metal studs leveren 4 tot 8 db winst ten opzichte houten stijlen 12.5-70- 12.5 12.5-100- 12.5 38 38 45 47 Hoge performanties mogelijk met ontkoppelde stijlen voor spouwbreedte > 10 cm. Details worden dan belangrijk!
Skeletwanden : Invloedsparameters Parameters : Paneelsoort (hout of gipskarton) Onderdrukking van de spouwresonanties! Minerale wol of ander opencellig absorptiemateriaal Contacten : stijlen en bevestigingen Absorberende spouwvulling Massa van beide panelen Spouwbreedte DIKTE De grootste winst wordt geboekt in de eerste cm s, maar een volledige spouwvulling is (kosten-baten analyse) aan te raden! DENSITEIT Invloed vanwege de densiteit van de minerale wol is verwaarloosbaar (specifieke stromingsweerstand > 5kNs/m 4 volstaat)
Skeletwanden : Invloedsparameters Parameters : Paneelsoort (hout of gipskarton) Contacten : stijlen en bevestigingen Absorberende spouwvulling Massa van beide panelen Spouwbreedte Opdrijven van de paneelmassa : Voornamelijk laagfrequent winst Door opdrijven van de paneeldikte Beter = door meerdere platen (2 of 3) (variatie m 1 & m 2 niet nodig indien gipskarton) 70 60 Voor spouwbreedtes tot 10 cm... 50 12.5 mm ipv 9.5 mm : + 3 db R [db] 40 2x12.5 mm ipv 1x12.5 mm : + 5 à 6 db 30 1 x 12.5 mm - spouw 50 mm gevuld min. wol - 1 x 12.5 mm 2 x 12.5 mm - spouw 50 mm gevuld min. wol - 2 x 12.5 mm Voor grotere spouwbreedte... 20 Zeer hoge isolaties mogelijk mits perfecte ontkoppeling! 10 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 middenfrequenties 1/3 octaafbanden [Hz] 5000
Hoog-performante gipskartonwanden Zeer hoge geluidisolaties haalbaar! Toepassing principes : absorptie, ontkoppeling & spouwbreedte absorptie! 3x 9mm! breedte! ontkoppeld!
Hoog-performante gipskartonwanden : Details! In plan... In doorsnede... Koppelingen tussen beide spouwbladen moeten vermeden worden bij zeer performante skeletwanden (grote spouwbreedte & ontdubbelde stijlen) : Uitvoeringsdetails worden belangrijk! Verliezen van 10 db en meer!
Skeletwanden : Richtlijnen Samengevat... Gipskartonplaten (beter 2 x 12.5 mm dan 1 x 18 mm) Metalen profielen of speciale houten stijlen (soepel, f gr > 2000 Hz) Metalen profielen ontkoppelen aan de randen: PE-strip/rotswolband Profielen bij voorkeur ontkoppeld Spouw opvullen met minerale wol of ander opencellig materiaal Densiteit minerale wol onbelangrijk Gipskartonplaten ontdubbelen : geschrankt vastschroeven op stijlwerk Speling van 3 à 5 mm met omringende wanden voorzien Spleten opvullen met soepel blijvende kit
Lichte binnenwanden : Gevaar van Flanking? Nefaste invloed van flanking Skeletbouw met betonnen vloer en lichte blokken invulwanden Houten scheidingswanden Lichte buigstijve kopse wanden ( f gr < 2000 Hz : gipsblokken, cellenbeton, licht metselwerk, ) Flanking bij Gipskartonwanden Beperkte flankerende geluidtransmissie in de haakse richting massieve wand gipskartonwand : Goede verbindingsdemping (ontkoppeling + massaverschil ) & weinig efficiënte geluidafstraling bij aanstoting omwille van hoge interne demping en beperkte buigstijfheid ( f gr > 2000 Hz). Sterke flankerende geluidtransmissie in doorgaande richting massieve wand massieve wand : Gipskartonwand heeft geen dempende invloed in deze richting, verbindingsdemping is verwaarloosbaar voor deze transmissieweg!
Indeling van ruimten : Omloopgeluiden! DEUR GANG DEUR Bestaand indeling : performante lekdichte deuren! Gang als akoestisch absorberende buffer uitvoeren Nieuwe doordachte indeling PLAFOND PLENUM PLAFOND Voorzien van een akoestische barrière Plenum uitvoeren als geluiddemper : Dikte absorberende mat Plenumhoogte
Naar een Doos-in-doos concept... Combinatie verlaagd plafond, voorzetwanden & zwevende dekvloer!