Geluid Algemeen Geluid wordt veroorzaakt door trillingen of golven die zich voortplanten in de lucht, een vloeistof of vaste materie zoals een muur. Het gaat om minieme veranderingen in de luchtdruk die door ons trommelvlies worden opgevangen. Uitgaande van een atmosferische druk van ongeveer 100 000 Pa bevinden de hoorbare veranderingen in de luchtdruk zich tussen de 0,00002 Pa en 20 Pa. Frequentie Geluid is samengesteld uit verschillende toonhoogtes of frequenties. De frequentie wordt uitgedrukt in Hertz (Hz = het aantal trillingen per seconde). Hoe hoger de toon, hoe meer trillingen per seconde. Het menselijk oor is gevoelig voor geluiden met frequenties tussen 16 Hz tot 20 000 Hz. De voor de bouwakoestiek belangrijke frequenties liggen tussen de 50 en 5000 Hertz, gevels en scheidingswanden moeten in dit gebied doelmatige bieden. Het bereik van de menselijke stem ligt tussen de 500 en 2000 Hertz. Bij geluids tussen bijvoorbeeld kantoren zijn deze frequenties bepalend. Geluidsniveau Het geluidsniveau staat gewoon voor zwak of sterk. Ons oor neemt drukverschillen waar van 0,00002 tot 20 Pa. Om een duidelijk beeld te krijgen van dit grote gebied gebruiken we een logaritmische schaal. Op deze schaal wordt het geluidsniveau in decibels uitgedrukt (db). 0 db is de gehoordrempel, daaronder horen we niets meer. De pijndrempel ligt op 140 db. Decibels berekenen Als we met decibels rekenen is 1 + 1 geen 2! Twee geluidsbronnen van 50 db geven een totaal van 53 db. Een verdubbeling van het geluid geeft dus een verhoging van 3 db van het geluidsniveau. Om het geluidsniveau met 10 db te verhogen, moeten de geluidsbronnen vertienvoudigd worden. Het menselijk oor reageert niet lineair op het geluidsniveau. Een verhoging van het niveau met 10 db (dus een vertienvoudiging van het geluid) wordt door ons gehoor slechts als een verdubbeling van het geluid waargenomen. Dit betekent concreet dat een vermindering van het geluidsniveau: met 1 db nauwelijks hoorbaar is met 3 db hoorbaar is met 10 db de geluidswaarneming halveert. Gewogen waarden De gevoeligheid van het menselijk oor verschilt volgens de frequentie: het oor is minder gevoelig voor lage frequenties. We kunnen met deze oorgevoeligheid rekening houden door het geluidsniveau (in db) te corrigeren. Het resultaat is een gewogen geluidsniveau dat wordt uitgedrukt in db(a). Deze niveaus, uitgedrukt in db(a), geven de geluidsoverlast beter weer. Met geluidsmeters kunnen de niveaus direct in db of in db(a) worden afgelezen. Akoestische verzwakking Deze eenheid wordt in het laboratorium gemeten. De akoestische verzwakking R, gemeten volgens de EN ISO 140-norm, geeft de eigenschappen weer van een element (raam, 402
scheidingswand, ) voor elke reeks van 1/3 octaaf tussen de waarden 100 en 50 Hz (16 waarden). Aanvullende metingen zijn mogelijk voor de frequenties van 50 tot 100 Hz en van 50 tot 5000 Hz. Vertrekkend van de 16 waarden in functie van de frequentie, kunnen met behulp van berekeningen de akoestische eigenschappen van het bestudeerde element op verschillende wijzen worden bepaald. De courant gebruikte waarden zijn globale waarden gedefinieerd in de EN ISO 717-1- norm voor een referentiecurve en aangepast aan twee spectrums van het voorkomende geluid: - het roze referentiegeluid bevat dezelfde akoestische energie in elk gemeten frequentie-interval; - het wegverkeergeluid drukt het stadsverkeerlawaai uit. Gebruik van R w (C;C tr ) De akoestische verkregen door een constructie wordt weergegeven door een eenheid die het verschil tussen binnen- en buitengeluid bepaalt. Verzwakkingseenheden R worden voor elk bouwelement op zo n manier gekozen dat de gewenste akoestische wordt verkregen, zoals gedefinieerd in de norm EN 12354-3. Gewogen verzwakkingsindex R w De gewogen verzwakkingseenheid R w wordt berekend op basis van een vergelijking tussen de gemeten R-waarden (16 waarden voor 16 reeksen van 1/3 octaaf, van 100 tot 50 Hz) en een referentiecurve. Die wordt zodanig uitgezet dat het gemiddelde van de 403 Eigenschappen en functies van glas overschrijding van de curve gemeten naar beneden toe lager is dan 2 db. De waarde die de aldus uitgezette curve aangeeft voor de frequentie van 500 Hz heet R w (db). Opmerking R w is een globale eenheid: eenzelfde eenheid kan met verschillende akoestische curves overeenstemmen. Speciale correctietermen C en Ctr Het beste resultaat voor een constructie wordt verkregen wanneer het een goede akoestische biedt in alle frequenties waar het geluid het sterkst aanwezig is. Tot op heden werd een constructie geevalueerd op basis van één enkele eenheid, zonder rekening te houden met de eigenschappen van de geluidsbron, wat zou kunnen leiden tot verkeerde investeringen en teleurstellingen. Om dit te vermijden is er een voor iedereen gelijke eenheid gecreëerd: R w (C;C tr ). De tr staat voor trafic of verkeer. C (db) is de correctie voor geluidsbronnen met weinig lage frequenties, zoals snelweg- en treinverkeer, nabije vliegtuigen, leefactiviteiten, stemmen en spelende kinderen. C tr (db) is de correctie voor geluidsbronnen met veel lage frequenties zoals stadsverkeer, discotheekmuziek, traag treinverkeer en vliegtuigen op grote afstand. De correctie termen worden berekend op basis van de R-gewogen geluidsspectra: C: roze ruis C tr : geluid van stadsverkeer. Deze twee correcties zijn in het algemeen negatieve cijfers, hun gebruik betekent dat een te positieve
akoestische waarde naar beneden toe zal worden gecorrigeerd. Beide correcties worden opgegeven door meetlaboratoria en verschijnen naast de R w -waarde. Voorbeeld Volgens de EN 717-1-norm krijgt een raam een R w (C; Ctr) = 37(-1;-3). Dit voorbeeld betekent dat R w gelijk is aan 37 db en dat ze met 3 db wordt verminderd voor stadsverkeer: R w = 37 db R w + C = 37-1 = 36 db R w + Ctr = 37-3 = 34 db In een aantal landen kan onmiddellijk het eindresultaat worden aangegeven: RA = 36 db, dit staat voor = 37-1 RA,tr = 34 db, dit staat voor = 37-3 Dankzij deze aanpak kunnen constructies worden gekozen die geschikt zijn voor een zeer specifieke toepassing. De informatie is nog beter door de curve van de R-verzwakkingsindex te vergelijken met het geluidsspectrum (zie fig. 1). Fig. 1 Invloed van geluidspectrum op akoestische Isolatie Akoestische van het raam Geluid 1 Geluid 2 Ten aanzien van geluid 1, biedt het raam een goede Wat betreft geluid 2, vertoont het raam een zwakte in de vork van 1250 tot 2500 Hz die overeenkomt met de maximale energie van dit geluid Gedrag van de beglazing Elke plaat van een bepaald materiaal heeft een kritische frequentie waarop ze gaat trillen. Op die frequentie kan het geluid zich veel beter voortplanten. De akoestische van een glasvlak ondergaat een prestatieverlies van 10 tot 15 db. Voor een beglazing van 4 mm dikte situeert de kritische frequentie zich rond 3 000 Hz, voor een gipsplaat van 13 mm is dat 3 200 Hz. 404
Door de dikte van het glas te vergroten, verschuift het prestatieverlies veroorzaakt door de kritische frequentie naar de lage frequenties (zie fig. 2). Een glasdikte van 12 cm is noodzakelijk om de dip te wijten aan de kritische frequentie onder 100 Hz te krijgen. Dit is echter praktisch niet haalbaar. De akoestische van gevels die blootgesteld staan aan uiteenlopende geluiden van hoge intensiteit en lage frequentie (wegverkeer) is moeilijk. De verbetering van de akoestische prestaties van dubbele beglazingen werd vooral verkregen door de vergroting van de glasdikte en de asymmetrie van de glasplaten (zie fig. 3 en 4). Tegenwoordig kan het effect van de kritische frequentie onderdrukt worden (zie fig. 4) met gelaagde akoestische SGG STADIP SILENCE-beglazing (zie pag. 67). Gemiddeld is het mogelijk 1 tot 3 db te winnen tegenover gelijkaardige beglazingen en vooral ook de gelijkmatigheid van de prestaties over alle frequenties te garanderen. Vergelijking van akoestische prestaties Enkel glas Eigenschappen en functies van glas Akoestische (db) Fig. 2 405 Dubbele beglazing Akoestische (db) Fig. 3 Beglazingen met 8 mm glas Fig. 4 Akoestische (db) Eenheid R Beglazing zit niet los in een constructie, het bevindt zich steeds in een raamconstructie. De beglazing en de raamconstructie vormen samen het element dat de akoestische van het complete raam, en in sommige gevallen de complete gevel, bepaalt. Het is niet mogelijk de eigenschappen van het raam af te leiden uitsluitend op basis van de prestaties van de beglazing. De geluids van een raam kan alleen worden gegeven na meting van het afgewerkt geheel. Het is daarentegen aanbevolen de beglazing af te stemmen op de raamconstructie en de aard van afdichting. Beglazingen met hoge prestaties moeten in hoogwaardige raamconstructies worden geplaatst.
De tabel hieronder geeft voor verschillende soorten courante beglazingen op de markt de R w (C; C tr ) (in db). De akoestische prestaties worden niet beïnvloed door de plaatsingsrichting van de beglazing. Waarden Samenstelling van de beglazing volgens EN 717-1 (1) R A R A,tr R w C C tr 6 mm -1-2 30 29 Enkel glas 8 mm 32-1 -2 30 10 mm 33-1 -2 32 Isolerende beglazing 4 (12) 4 30 0-3 30 27 SGG CLIMALIT of 4 (16) 4 30 0-3 30 27 SGG CLIMAPLUS 8 (16) 8 34-1 -4 33 30 Isolerende akoestische beglazing 4 (12) 6 33-1 -4 32 29 SGG CLIMALIT ACOUSTIC of 4 (16) 8 35-1 -5 34 30 SGG CLIMAPLUS ACOUSTIC 10 (12) 4 35 0-3 35 32 Versterkte isolerende veiligheidsbeglazing 8 (20) 44.2 38-1 -5 3733 SGG CLIMALIT PROTECT of 8 (20) 44.4 40-1 -4 39 36 SGG CLIMAPLUS PROTECT 8 (20) SP 514 41-1 -5 40 36 Isolerende akoestische veiligheidsbeglazing 8 (12) 44.1A 40-2 -5 38 35 SGG CLIMALIT SILENCE of 10 (12) 44.1A 41 0-4 41 37 SGG CLIMAPLUS SILENCE 8 (20) 44.2A 40-1 -4 39 35 64.24 (20) 44.2A 47-2 -4 45 40 (1)De metingen zijn uitgevoerd door het CDI (Centrum voor Industriële Ontwikkeling) van SAINT-GOBAIN GLASS. Door meerdere glasproducten, op dezelfde wijze geplaatst en van dezelfde afmetingen in verschillende laboratoria te vergelijken, kunnen verschillen van 1 tot 3 db voorkomen ten opzichte van de vermelde tabelwaarden. 406