2e NVBV Kennisdag Bouwfysica

2e NVBV Kennisdag Bouwfysica “Bouwfysica voor vandaag en overmorgen” Donderdag 31 mei 2007,TU Eindhoven De NVBV stelt zich ten doel de uitwisseling en overdracht van bouwfysische kennis te bevorderen en een brug te slaan tussen wetenschap en praktijk en onderzoek en advies.Ter verwezenlijking van deze doelstelling wordt op donderdag 31 mei 2007 voor de tweede maal de tweejaarlijkse NVBV Kennisdag Bouwfysica georganiseerd, met dit keer als gastheer de Technische Universiteit Eindhoven. Het programma van de dag is als volgt: 9:30 – 10:00 Ontvangst en koffie 10:00 – 10:25 Welkomstwoord 10:30 – 12:20 Parallelsessies Heat, air and moisture, Fire Engineering, Energieconcepten 12:20 – 13:45 Lunch en kennismarkt 13:45 – 15:35 Parallelsessies Bouwfysica van monumenten, Bouwfysica en gezondheid, Geluid & trillingen 15:35 – 16:00 Thee en kennismarkt 16:00 – 16:15 Uitreiking Kees van der Linden Prijs 16:15 – 16:45 Lezing “Klimaatscenario’s voor Nederland voor de komende 50 jaar” 16:45 – 17:00 Lezing “Bouwfysica overmorgen” 17:00 – 18:00 Afsluiting en borrel De Kennisdag Bouwfysica: dé gelegenheid om deskundigen te horen over wat er speelt in het vakgebied, collega’s te spreken en potentiële werknemers of werkgevers te ontmoeten. Bent u geïnteresseerd in sponsoring? Kijk dan op www.nvbv.org of neem contact op met de organisatie (zie onder). 2e NVBV Kennisdag Bouwfysica Datum: donderdag 31 mei 2007, 9:30u – 18:00u Plaats: TU Eindhoven - auditorium € 75,00 Kosten: leden (werkzaam bij sponsor NVBV) €100,00 leden (niet werkzaam bij sponsor NVBV) € 95,00 niet- leden (werkzaam bij sponsor NVBV) niet-leden (niet werkzaam bij sponsor NVBV) €125,00 € 15,00 studenten Informatie: Bouwforum BV, [email protected] / 030-2.411.227 Aanmelden: www.NVBV.org

THEMANUMMER

STUDIEREIS FLUX NAAR TURKIJE 18e jaargang nummer 1 april 2007

-˜iiÊi˜ÊLiÌÀœÕÜL>ÀiÊLiÀiŽi˜ˆ˜}i˜

Sponsors van de NVBV

ۜœÀʈ˜ÃÌ>>̈i]Ê>`ۈiÃÊi˜ÊLœÕÜLiÏՈÌ

AD

KEN

7ˆi ܜÀ`Ì œ˜âi ˜ˆiÕÜi /À>ˆ˜ˆ˜} E -Õ««œÀÌ œ˜ÃՏÌ>˜Ì¶

VIE

S

G

NIS

N CHI

COA

Bureau Kent Vakinhoudelijk schrijfwerk Energieprestatie Metingen en evaluaties

Utrecht Rijswijk Zwolle Eindhoven

www.bureau-kent.nl Kent 42 3524 KB Utrecht 030 2817434

Adviesburo Nieman is een ingenieursbureau voor kwaliteitszorg en bouwfysica. Wij zijn sinds 1988 actief als kennis- en adviescentrum voor woning- en utiliteitsbouw. Diepgaande kennis van het Bouwbesluit is een van onze grondvesten. U kunt bij ons terecht met al uw bouwkundige vragen op de gebieden van: het Bouwbesluit • duurzaam bouwen brandveiligheid • kwaliteitscontroles op de bouwplaats risico-inventarisatie/veiligheids- en gezondheidsplannen installatietechniek • detailleringen • bouwfysica • akoestiek energiezuinigheid • klachtenonderzoek • kennisoverdracht

[email protected] www.nieman.nl

œœÀÊ`iÊ}iÃÌ>}iÊ}ÀœiˆÊ>>˜ÊŽ>˜Ìi˜ÊˆÃÊiÀÊLˆÊ  ÊÜvÌÜ>ÀiÊLi…œivÌiÊ>>˜Êii˜Ê/À>ˆ˜ˆ˜}ÊEÊ-Õ««œÀÌÊ œ˜ÃՏÌ>˜ÌÊ `ˆiʜ˜ÃÊÌi>“ÊŽœ“ÌÊÛiÀÃÌiÀŽi˜°  ÊÜvÌÜ>ÀiʈÃÊ̜œ˜>>˜}iÛi˜`ÊÜvÌÜ>ÀiiÛiÀ>˜VˆiÀÊۜœÀʈ˜ÃÌ>>̈iÌiV…˜ˆÃV…i]ÊLœÕÜvÞÈÃV…iÊi˜Ê œÕ܇ LiÏՈÌÊLiÀiŽi˜ˆ˜}i˜°Ê ˜“ˆ``iÃʓ>Ži˜Ê>Ê“iiÀÊ`>˜ÊÈääʜÀ}>˜ˆÃ>̈iÃÊ}iLÀՈŽÊÛ>˜Ê…iÌÊ  ÊÃÞÃÌii“° iʎ>˜Ìi˜ÊÛ>˜Ê  ÊÜvÌÜ>ÀiÊLiÃÌ>>˜ÊՈÌʈ˜ÃÌ>>̈iÌiV…˜ˆÃV…iÊLi`ÀˆÛi˜]Ê>`ۈiÃLÕÀi>ÕÃ]ÊLœÕÜLi`ÀˆÛi˜]Ê >ÀV…ˆÌiVÌi˜]Ê}i“ii˜Ìi˜]ʅœ}iÃV…œi˜Êi˜Ê," ½Ã°Ê 6œœÀÊLœÕ܎՘`ˆ}iʜ˜ÌÜiÀ«i˜ÊܜÀ`i˜Ê“iÌÊ  ÊLiÀiŽi˜ˆ˜}i˜Ê}i“>>ŽÌ]Êâœ>ÃÊ`>}ˆV…Ì]ÊÛi˜Ìˆ>̈i]ÊۜV…ÌÊi˜Ê }iÕˆ`]ʜ“ÊÌiÊۜ`œi˜Ê>>˜Ê…iÌÊ œÕÜLiÃÕˆÌ°Ê ˜ÃÌ>>̈iÃ]Êâœ>ÃÊ}>Ã]Ü>ÌiÀ]ÊÛiÀÜ>À“ˆ˜}]ÊiiŽÌÀˆVˆÌiˆÌÊܜÀ`i˜Ê“iÌÊ  Ê}iœ«Ìˆ“>ˆÃiiÀ`ʜ«ÊL>ÈÃÊÛ>˜Ê`ˆÛiÀÃiÊ }i`i˜`iʘœÀ“i˜Êi˜ÊÀˆV…̏ˆ˜i˜° 7ˆÊLˆi`i˜Êii˜Ê}iÛ>ÀˆiiÀ`iÊi˜Ê«ÀiÌ̈}iÊÜiÀŽœ“}iۈ˜}Ê>>˜Ê“iÌÊÛiiÊŽ>˜ÌVœ˜Ì>VÌ°Ê >>ÀLˆÊâ>ÊœœŽÊÀi}i“>̈}Ê }iÀiˆÃ`ʓœiÌi˜ÊܜÀ`i˜Êœ“ÊŽ>˜Ìi˜ÊÌiÊLiâœiŽi˜ÊۜœÀÊÌÀ>ˆ˜ˆ˜}]ÊÃÕ««œÀÌÊi˜Ê`i“œ½Ã°Ê />Ži˜\ UÊiÛiÀi˜ÊÛ>˜ÊÌiV…˜ˆÃV…iÊi˜ÊÃ>iÃÊÃÕ««œÀÌÊ>>˜ÊŽ>˜Ìi˜ UÊiÌÊÛiÀâœÀ}i˜ÊÛ>˜ÊÌÀ>ˆ˜ˆ˜}i˜Êi˜Ê`i“œ½ÃÊ UÊiÌÊLi…iÀi˜ÊÛ>˜Ê…>˜`iˆ`ˆ˜}i˜Êi˜Ê«Àœ`ÕVÌ`œVՓi˜Ì>̈i UÊiÌʜ˜`iÀÃÌi՘i˜ÊÛ>˜Ê«Àœ`ÕV̜˜Ì܈ŽŽiˆ˜}Êi˜ÊÌiÃÌÜiÀŽâ>>“…i`i˜ ՘V̈i‡iˆÃi˜\ UÊ "É7"ʘˆÛi>ÕÊ UÊi˜˜ˆÃÊÛ>˜ÊLœÕÜvÞÈV>Êi˜Éœvʈ˜ÃÌ>>̈iÌiV…˜ˆiŽÊ UÊœi`iÊVœ““Õ˜ˆV>̈iÛiÊÛ>>À`ˆ}…i`i˜ UʘÌiÀiÃÃiʈ˜ÊÌiV…˜ˆiŽÊi˜Ê/ UÊ,iiÛ>˜ÌiÊÜiÀŽiÀÛ>Àˆ˜}ʈÃÊii˜Ê«Ài œœÀ}Àœiˆ“œ}iˆŽ…i`i˜Êi˜Ê>ÀLiˆ`ÃۜœÀÜ>>À`i˜ ˜Êœ˜âiÊ}Àœiˆi˜`iʜÀ}>˜ˆÃ>̈iÊ∍˜ÊiÀÊۜœ«Ê“œ}iˆŽ…i`i˜Êœ“Ê`œœÀÊÌiʜ˜Ì܈ŽŽii˜Ê˜>>ÀÊii˜Êv՘V̈iÊ>ÃÊ *Àœ`ÕVÌÊ>˜>}iÀʜvÊÊ->iÃÊ>˜>}iÀ°Ê->>ÀˆÃÊi˜ÊÃiV՘`>ˆÀiÊۜœÀÜ>>À`i˜Ê∍˜Ê“>ÀŽÌVœ˜vœÀ“Êi˜Ê>v…>˜ŽiˆŽÊ Û>˜ÊŽi˜˜ˆÃÊi˜ÊiÀÛ>Àˆ˜}°Ê iivÌÊÕÊLi>˜}ÃÌiˆ˜}ÊۜœÀÊ`iâiÊv՘V̈i]ʘii“ÌÊÕÊ`>˜ÊVœ˜Ì>VÌʜ«Ê“iÌÊ>ÀiÊÀˆ}iÀ]Ê  ÊÜvÌÜ>ÀiÊ 6]Ê Ìi\ÊäÇn‡È£{nxÓÈʜvʎ>ÀiJLˆ˜ŽÃœvÌÜ>Ài°˜

 ÊÜvÌÜ>ÀiÊ 6 ‡Ê/i\ÊäÇn‡È£{nxÓÈÊ‡Ê ‡“>ˆ\ʈ˜vœJLˆ˜ŽÃœvÌÜ>Ài°˜Ê‡ÊÜiLÈÌi\ÊÜÜÜ°Lˆ˜ŽÃœvÌÜ>Ài°˜

BINK software BV Tel: 078-6148526 E-mail: [email protected] Website: www.binksoftware.nl

Uw advertentie ook op deze pagina? Meld u aan als sponsor van de NVBV via www.nvbv.org of bel Antwan van Haaren, tel (026) 3512141

Colofon

Inhoud

Bouwfysica

Van de Redactie

2

18e jaargang nr 1, april 2007, ISSN 0928-5377

Wetenschappelijke artikelen Redactie ir. Jérôme Eijsackers (hoofdredacteur, Peutz) ir. W.F.P. Veldman (eindredacteur, Lichtveld Buis & Partners) ir. Christine van Donselaar (Nibag) ir. Patrick Poncelet (Technum) ir. Gerard Blonk (Cauberg-Huygen) ir. Antoinette Brugman (Landstra) ir. Marieke Nijland (DGMR) ir. Ingrid Naus (Adviesburo Nieman)

Redactieadres ir. J.A. Eijsackers p/a Peutz b.v. Postbus 696, 2700 AR Zoetermeer Email: [email protected]

Afbeelding omslag Evelien Pegge

Ontwerp omslag Van Domburg Ontwerp, Nijmegen

Abonnementen € 75,- per jaar

Advertentietarieven Op aanvraag

Nederlands Vlaamse Bouwfysica Vereniging

- Algemene introductie bij de artikelen - Overdracht van spraak via communicatiekanalen in Cappadocië Evelien Pegge et. al., Technische Universiteit Eindhoven, Faculteit Bouwkunde, Unit Building Physics and Systems - Communicatie over lange afstand in ondergrondse steden Cappadocië Pieter-Jan Hoes et. al., Technische Universiteit Eindhoven, Faculteit Bouwkunde, Unit Building Physics and Systems - Zonsverduistering Turkije op 29 maart 2006, meting versus beleving Janneke van der Weerd Bsc et. al., TU/e, unit BPS, Eindhoven - Luchtkwaliteit in de ondergrondse stad Derinkuyu, Turkije D.W.L. Jansen BSc, et.al., Physics of the Built Environment, Unit Buiding Physics and Systems, Faculteit Bouwkunde, Technische Universiteit Eindhoven - Thermisch comfort van tufstenen leefruimtes in Cappadocië Petra Biggen et.al., Technische Universiteit Eindhoven, unit Building Physics and Systems - Onderzoek naar het behoud van fresco's in twee kerken in Cappadocië Reinier Maas et. al., Architecture, Building and Planning, Technische Universiteit Eindhoven, unit Building Physics and Systems - Vereniging

4 5

10

14

19

23

29

36

Bestuur drs. ing. Harry Nieman (voorzitter, Adviesburo Nieman) ing. Antwan van Haaren (penningmeester, DGMR) ir. Loes Reubsaet (secretaris, Adviesburo Jos Reubsaet) ir. Casper Esmeijer (Peutz) ir. Hans Bosch (dS+V gemeente Rotterdam) ir. Sabine Janssen (TU Delft/Cauberg-Huygen) ing. Gemma Sluijsmans-van Hoven (Cauberg-Huygen) ir. Piet Heijnen (SenterNovem)

Secretariaat en informatie Bouwfysica Vereniging p/a Adviesburo Jos Reubsaet St. Franciscusweg 29, 6416 ET Heerlen Bij voorkeur per e-mail naar: [email protected] website: www.nvbv.org Nederland: Postrekening 92140

Lidmaatschap

€ 70,- per jaar; studenten € 15,- per jaar; laatstejaars studenten: gratis. Zie website voor details en inschrijvingsformulier. Leden van de Nederlands Vlaamse Bouwfysica Vereniging ontvangen het blad Bouwfysica. Gedrukt op chloorvrij papier Grafische realisatie: Twin Design, Culemborg

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

1

Van de redactie Het begint al bijna een traditie te worden dat in Bouwfysica aandacht wordt besteed aan de studiereis van bouwkundestudenten van de Technische Universiteit Eindhoven. De reis werd georganiseerd door de studievereniging Flux, had als bestemming Cappadocië in Midden-Turkije en werd mede mogelijk gemaakt door de NVBV. Cappadocië heeft een overweldigend fraai landschap met tientallen ondergrondse steden voorzien van een ingewikkeld gangenstelsel. Veertien studenten hebben onderzoek gedaan naar de bouwfysische aspecten van deze ondergrondse bouwwerken. Niet onvermeld mag blijven dat er tevens bouwfysische metingen zijn verricht tijdens de totale zonsverduistering van 29 maart 2006 in Turkije. In dit themanummer wordt uitgebreid verslag gedaan van deze studiereis. Vanaf deze plaats wil de redactie Evelien Pegge van Flux speciaal bedanken voor de coördinatie vanuit Eindhoven. Tevens is in dit nummer een verslag opgenomen van de algemene ledenvergadering van 15 maart jl. Aansluitend aan het officiële gedeelte van deze middag werden twee tweespraaklezingen gehouden waarbij veel ruimte was voor discussie met de aanwezige toehoorders. Helaas viel de opkomst deze middag wat tegen. Tenslotte wil ik u wijzen op de tweejaarlijkse Kennisdag Bouwfysica die donderdag 31 mei a.s. wordt gehouden op de TU Eindhoven. De betrokken bestuursleden hebben zeer interessante en gevarieerde lezingen geprogrammeerd voor deze dag. Evenals twee jaar geleden vindt er tevens een kennismarkt plaats waarbij tal van ingenieursbureaus en kennisinstituten zich (kunnen) presenteren. Geïnteresseerde bedrijven kunnen zich bij de organisatie nog aanmelden voor een stand op de kennismarkt. Tevens zal de Kees van der Linden Prijs 2005-2006 worden uitgereikt voor

het beste studentenartikel uit Bouwfysica. Op de achterkant van dit nummer en op onze website www.nvbv.org vindt u meer informatie over deze dag. Een dag waar feitelijk iedere bouwfysicus aanwezig hoort te zijn. Ik zie u op 31 mei in Eindhoven!

WIJZIGINGEN IN DE REDACTIE Na een relatief lange periode zonder personele wijzigingen in de redactie, hebben er nu enkele wisselingen plaatsgevonden. Afgelopen zomer heeft Margriet Lautenbach de redactie verlaten. Margriet zat sinds april 2004 in de redactie. Haar plaats is inmiddels ingenomen door Antoinette Brugman die werkzaam is bij Landstra. Ook oudgediende Susanne Bron heeft de redactie onlangs verlaten. Sinds november 2001 was Susanne betrokken bij de redactie, eerst als verantwoordelijk bestuurslid, later als redactielid. Het themanummer daglicht (december 2006), waaraan Susanne veel heeft bijgedragen, was haar laatste wapenfeit in de redactie. Dit eerste nummer van 2007 is het laatste Bouwfysica waaraan Janny Stevens heeft meegewerkt. Ook Janny mag zich tot de oudgedienden rekenen want ze maakt sinds mei 2002 deel uit van de redactie. De redactie heeft inmiddels twee vervangers voor Susanne en Janny gevonden die vanaf dit nummer direct meedraaien in de redactie. De twee nieuwe leden zijn Marieke Nijland van DGMR en Ingrid Naus van Nieman. Vanaf deze plaats willen we de reeds vertrokken redactieleden zeer hartelijk danken voor hun bijdrage aan Bouwfysica in de afgelopen jaren. Vanzelfsprekend wensen we de nieuwe redactieleden veel succes bij het vervullen van hun werkzaamheden. Jérôme Eijsackers (Hoofdredacteur)

kennisdag bouwfysica donderdag 31 mei 2007 Reminder

tu eindhoven 2

Agenda Activiteit Cursus Vochthinder, www.chri.nl

Datum 7, 14, 21 en 28 maart 2007

Cursus ventilatie, www.nen.nl

13 maart 2007

Kennisdag Bouwfysica

31 mei 2007

Congres en beurs geluid, trillingen en luchtkwaliteit www.geluidentrillingen.nl

6-7 nov. 2007

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

BOEK “ACOUSTICS BY PEUTZ”

Recent is door Peutz het boek ‘Acoustics by Peutz’ uitgegeven met een representatieve selectie van haar internationale zaalakoestische projecten. Het boek ‘Acoustics by Peutz’ bevat veel sprekende foto’s. Er staan meer dan 100 concertzalen, theaters, bioscopen en popzalen e.d. in. Hierbij valt te denken aan het Concertgebouw Amsterdam, de Royal Albert Hall Londen, maar ook de Amsterdam ArenA en de Heineken Music Hall. Verder zijn recentelijk gerealiseerde zalen opgenomen, zoals het Muziekgebouw aan ’t IJ, de Philharmonie in Haarlem en de Spiegel in Zwolle.

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Per project worden specifieke akoestische aspecten met sprekende illustraties en een beknopte tekst belicht. Het boek geeft verder een overzicht van ontwikkelingen op het gebied van akoestiek, de gereedschappen van de akoestikus en de belangrijkste overwegingen bij het ontwerp van zalen. Daarnaast wordt een overzicht gegeven van de ontwikkelingen op het gebied van variabele akoestiek. ‘Acoustics by Peutz’ is te bestellen bij Peutz bv, telefonisch 079 3470347 of via de website (www.peutz.nl)

3

Wetenschappelijke artikelen

ALGEMENE INTRODUCTIE BIJ DE ARTIKELEN

Cappadocië is één van de aantrekkelijkste streken in MiddenTurkije vanwege zijn wonderlijke en unieke tufsteenlandschap. Dit landschap is ontstaan door een uitbarsting van de Erciyes-dagi vulkaan, miljoenen jaren geleden. Het gebied werd bedolven onder een dikke en uitgestrekte laag vulkanische as die verhardde tot tufsteen. Door erosie zijn in de daarop volgende eeuwen de meest uiteenlopende formaties ontstaan. Tijdens de grote christenvervolgingen uit de 3de eeuw vestigden vele gelovigen zich in dit vrij ontoegankelijke gebied en zochten hun toevlucht in de talrijke onderaardse steden, waarvoor de basis al in het 2e millennium voor Christus werd gelegd door de Hittieten. Door het zachte tufsteen waren deze steden gemakkelijk uit te breiden. Toen de christenen vrijheid van godsdienst kregen werden ook bovengrondse ruimtes aangelegd. Aan het eind van de 6e eeuw werd de Christelijke bevolking er, door verschillende oorlogen, opnieuw toe gedwongen zich terug te trekken in de ondergrondse steden. In de 11e eeuw veroverden de Turkse Seldjoeken het gebied definitief voor de islam. Vanaf die tijd zijn er geen nieuwe kloosters of kerken meer gebouwd en verdwenen de laatste christengemeenschappen langzaam uit het gebied. Ook nadien trokken de inwoners van de streek zich vooral in tijden van politieke onrust of bij vervolgingen terug onder de grond.

steun van onderstaande organisaties/bedrijven was de expeditie onmogelijk geweest: - Alcedo - AV Consulting BV Ingenieursbureau - BDA - Cauberg-Huygen Raadgevende Ingenieurs BV - DGMR - DHV Dorsserblesgraaf - Greten Raadgevende Ingenieurs - Innosource - Lichtveld Buis & Partners BV - Nieman Utrecht - NVBV - Saint Gobain Isover Benelux BV - Technische Universiteit Eindhoven, unit Building Physics and Systems

Cappadocië telt tientallen ondergrondse steden die uit meerdere niveaus bestaan en zijn gesitueerd rond luchtschachten, die tot het grondwater reiken. De meeste van deze steden zijn zeer uitgestrekt en bezitten een ingewikkeld stelsel van gangen, woonruimten en gemeenschapsruimten.

Iedereen bedankt, namens de gehele meetexpeditie commissie!

De unit Building Physics and Systems van de Technische Universiteit Eindhoven willen wij tevens bedanken voor het beschikbaar stellen van de meetapparatuur. Tot slot willen wij de begeleiders en deelnemers van de expeditie hartelijk danken voor hun enthousiasme en hulp bij het opzetten, uitvoeren en uitwerken van de onderzoeken.

Linda van Oeffelen Mirjam Peters Gislaine Schrijnemaekers Remy Wenmaekers

Evelien Pegge Maikel Ritmeijer Gemma Tegelaers

In dit overweldigende landschap hebben 14 studenten en 3 docenten van de TU Eindhoven gedurende 12 dagen (24 maart t/m 4 april) onderzoek gedaan naar de bouwfysische aspecten van deze bouwwerken. Tijdens de expeditie vond op 29 maart 2006 een totale zonsverduistering plaats. Eén van de onderzoeksgroepen heeft zich toegelegd op het onderzoeken van dit spectaculaire verschijnsel. De meetexpeditie commissie wil Barbara Duiven en Kemal Dönmez van Kemal’s Guesthouse in Göreme hartelijk danken voor het mede mogelijk maken van deze expeditie, door het overbruggen van de taal- en cultuurproblemen en het geven van vele waardevolle tips. Echter zonder de financiële 4

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

OVERDRACHT VAN SPRAAK VIA COMMUNICATIEKANALEN IN CAPPADOCIË Evelien Pegge, Gislaine Schrijnemaekers, Gemma Tegelaers en Constant Hak, Technische Universiteit Eindhoven, Faculteit Bouwkunde, Unit Building Physics and Systems In de streek Cappadocië (Turkije) liggen tientallen ondergrondse en bovengrondse steden. Deze steden zijn indertijd ontstaan door het uithouwen van tufsteen. Veel van de woningen en andere ruimten in deze steden zijn door middel van kanalen met elkaar verbonden. Archeologen veronderstellen dat veel van deze kanalen gebruikt zijn voor mondelinge communicatie. In dit onderzoek zijn twee van deze communicatiekanalen onderzocht op spraakoverdracht. De meetresultaten bevestigen het vermoeden dat de kanalen gebruikt zouden kunnen zijn voor mondelinge communicatie. Dit onderzoek geeft tevens inzicht in het gebruik van de kanalen; het communicatiekanaal in Derinkuyu is alleen bruikbaar wanneer zowel de bron als de ontvanger zich dicht bij de kanaalopeningen bevinden, terwijl het communicatiekanaal in de Aynali-kerk (ofwel de Mirror Church) op grote afstand van de kanaalopeningen te gebruiken is.

INLEIDING De streek Cappadocië telt tientallen ondergrondse steden van meerdere verdiepingen. Deze steden zijn rond 300 na Chr. uitgehakt in tufsteen en hebben allemaal één of meerdere ventilatiekanalen, die soms wel tot een diepte van 80 meter reiken. De meeste ondergrondse steden zijn zeer uitgestrekt en hebben een ingewikkeld stelsel van gangen, woonruimten en zelfs koeienstallen en mortuaria. Bovendien zijn ze, naast een ingenieus stelsel van ventilatiekanalen, in sommige gevallen ook voorzien van andere kanalen. Archeologen vermoeden dat deze kanalen werden gebruikt om binnen de stad te communiceren of om binnen te kunnen horen of er buiten vijanden in de buurt waren.

In de ondergrondse stad Derinkuyu is tussen twee verdiepingen één groot vertakt kanaal gevonden. Dit onderzochte kanaal verbindt de centraal gelegen Parlementsruimte met de tunnel die naar de ondergrondse stad Kaymakli leidt en naar een ruimte die de Bruidssuite wordt genoemd. De Parlementsruimte zou in verbinding staan met de andere ruimten, zodat een bijeenkomst van het parlement door vele bewoners uit de stad gevolgd kon worden. Een ander communicatiekanaal dat onderzocht is bevindt zich in een bovengrondse kerk: de Aynali-kerk. Deze kerk is gelegen in het gebied rondom de stad Göreme. Het communicatiekanaal verbindt hier een binnenruimte, vermoedelijk gebruikt als schuilplaats, met een buitenruimte: het Overdekte terras. De schuilplaats kon van binnenuit afgesloten worden met een ronde steen. Door middel van het communicatiekanaal zou contact met personen in het Overdekte terras mogelijk blijven. Om erachter te komen of de twee zeer verschillende kanalen ook daadwerkelijk gebruikt zouden kunnen zijn om via spraak te communiceren is op twee locaties een akoestisch onderzoek uitgevoerd. Voorafgaand aan het onderzoek in Cappadocië, zijn enkele stukken tufsteen uit het gebied onderzocht. Uit metingen blijkt dat de absorptiecoëfficiënt van tufsteen varieert, afhankelijk van de frequentie, tussen 0,05 (bij 125 Hz) en 0,30 (bij 4000 Hz). De dichtheid van het tufsteen varieert van 470 kg/m3 tot 1500 kg/m3.

Figuur 1: Cappadocië BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

5

METING Er zijn twee verschillende kanalen onderzocht. Het eerste bevindt zich in de ondergrondse stad Derinkuyu. De totale lengte van dit kanaal is ongeveer 9 meter en de diameter is ongeveer 0,6 meter. Het vermoeden bestaat dat dit kanaal gebruikt is voor communicatie aangezien er geen sporen van treden zijn gevonden die wijzen op het gebruik van het kanaal als transportroute. Archeologen hebben de functies van de ruimten getracht te achterhalen aan de hand van gevonden voorwerpen. Zoals in de inleiding vermeld, wordt er aangenomen dat het kanaal bedoeld is voor communicatie tussen de Parlementsruimte, een woning die bekend is als de Bruidssuite en een tunnel die naar een andere ondergrondse stad leidt. In de Parlementsruimte bevindt zich één uiteinde van het communicatiekanaal in het plafond. In de Bruidssuite en de tunnel bevinden zich de uiteinden in een wand. Zie Figuur 2. Het tweede kanaal bevindt zich in de rotskerk Aynali. Dit kanaal heeft een kleinere diameter en is korter; de lengte van dit kanaal is 2,7 meter met een diameter van ongeveer tien centimeter. Het verbindt een buitenruimte met een schuilkamer in de kerk (zie Figuur 3). Meetmethode Om een groep sprekers te simuleren in de Parlementsruimte is een omnidirectionele bron op een aantal posities geplaatst. De afstand van de bron tot de opening van het kanaal in het plafond is gevarieerd om te testen of deze van belang is voor een goede overdracht van spraak naar de andere twee ruimten. Er is ook een bron met een richtingskarakteristiek van een spreker op verschillende posities in deze ruimte geplaatst. Deze bron is gebruikt om één spreker in de ruimte te simuleren. In het vervolg van het artikel wordt naar deze bron verwezen met de term boxbron. De microfoon is steeds in beide andere ontvangruimten geplaatst, op verschillende afstanden van de kanaalopening om de invloed hiervan na te gaan op de overdracht van het spraaksignaal naar de luisteraar. Het communicatiekanaal in de rotskerk heeft geen vertakkingen. Ook hier zijn de afstanden van bron en ontvanger tot de uiteinden van het kanaal om bovenstaande redenen gevarieerd. Bij deze serie metingen is alleen de boxbron gebruikt.

Figuur 2: Deel van de ondergrondse stad Derinkuyu 6

Figuur 3: Plattegrond kerk Aynali Om te kunnen bepalen of de twee communicatie-kanalen daadwerkelijk gebruikt zouden kunnen zijn voor mondelinge communicatie in twee richtingen, hebben alle uiteinden van het communicatiekanaal tijdens de metingen gediend zowel als zend- en als ontvangpositie. Voor de metingen is gebruik gemaakt van ‘DIRAC’. Met behulp van dit programma kan door middel van deconvolutietechniek een impulsresponsie worden verkregen waarmee de geluidoverdracht tussen een geluidbron (spreker) en een microfoon (luisteraar) kan worden vastgelegd.[1] Hierbij is gebruik gemaakt van een e-sweep (exponentieel oplopende glijtoon) als signaal.

MEETRESULTATEN Spraakverstaanbaarheid is een maat waarin de luisteraar een spreker kan verstaan. Eén van de parameters voor het bepalen van de spraakverstaanbaarheid is de Speech Transmission Index (STI). Dit is een parameter die de spraakverstaanbaarheid kwantificeert op basis van de gemeten impulsresponsie en de signaal-ruis- verhouding (SNR) in een ruimte. De SNR-waarden behorende bij de metingen waren zo hoog dat hun invloed kan worden verwaarloosd. Een STI tussen 0,6 en 0,75 komt overeen met een goede spraakverstaanbaarheid, een STI tussen 0,75 en 1 komt overeen met een uitstekende spraakverstaanbaarheid. De STI is gemeten met behulp van DIRAC en wordt berekend uit een set ‘Modulation Transfer Indices’ [2], met als uitgangspunt de ‘modulation transfer function’[3] BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Tabel 1: STI-waarden met bijbehorende spraakverstaanbaarheidswaardering STI

Waardering

0,00 - 0,30

Slecht

0,30 - 0,45

Matig

0,45 - 0,60

Redelijk

0,60 - 0,75

Goed

0,75 - 1,00

Uitstekend

rectionele bron is op een hoogte van 1,20 meter geplaatst (S1). De boxbronposities in deze ruimte (S2, S3 en S4) zijn gekozen op een hoogte van 0,6 meter. Deze posities komen overeen met een zittende en een staande persoon. Hierbij is meegenomen dat mensen een aantal eeuwen geleden minder lang waren dan tegenwoordig. De ontvangposities bevonden zich telkens vlak vóór en in de opening van het communicatie-kanaal. De bronposities S5, S6, S7 en S8 (de bronposities van de Bruidssuite, respectievelijk de Kaymakli tunnel) zijn in dit geval gebruikt als ontvangposities. De hieruit berekende STI-male is weergegeven in de volgende tabel.

Derinkuyu In Figuur 4 is het kanaal in Derinkuyu met de ruimten die er op uitkomen schematisch weergegeven. Zoals eerder besproken verbindt het kanaal drie ruimten met elkaar: de Bruidssuite, het parlement en de Kaymakli tunnel. Zendruimte; het Parlement Er is in het parlement gebruik gemaakt van twee verschillende bronnen. De omnidirectionele bron, om een grotere groep sprekers te simuleren, en de boxbron, om één spreker na te bootsen. Vervolgens zijn de bronnen op verschillende posities in het horizontale en verticale vlak geplaatst om al dan niet bewuste communicatie van een spreker te simuleren. Het uiteinde van het kanaal in de Parlementsruimte bevindt zich in het plafond op een hoogte van ongeveer 2 meter. Hierdoor is het niet mogelijk om in het kanaal te praten zoals op de andere posities wel mogelijk is. De omnidi-

Tabel 2: STI male, gemeten met een omnidirectionale bron, zendruimte Parlement Ontvangpositie

Ontvangpositie

STI

Bruidssuite - In het kanaal

0,69

Bruidssuite - Vóór het kanaal

0,56

Kaymakli tunnel - In het kanaal

0,73

Kaymakli tunnel - Vóór het kanaal

0,70

De STI-waarden voor bronposities S2, S3 en S4 zijn nagenoeg hetzelfde. Deze posities staan in een cirkel onder het communicatiekanaal in de Parlementsruimte. Ze zijn allemaal gericht op het midden van de cirkel, maar nemen elk een andere positie in op de cirkel. Tabel 3: Gerichte bron, zendruimte Parlement Ontvangpositie

Ontvangpositie

Figuur 4: Schematische weergave zendposities

Figuur 5: Ontvangpositie in het kanaal bij de Bruidssuite BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Figuur 6: Ontvangpositie vóór het kanaal bij de Bruidssuite

STI S2

S3

S4

Bruidssuite - In het kanaal

0,71

0,71

0,70

Bruidssuite - Vóór het kanaal

0,56

0,56

0,59

Kaymakli tunnel - In het kanaal

0,72

0,72

0,71

Kaymakli tunnel - Vóór het kanaal 0,71

0,72

0,70

Uit deze resultaten blijkt dat de bronposities S2, S3 en S4 gelijke STI-waarden opleveren. Ook is af te lezen dat de STI in de Bruidssuite afneemt wanneer de afstand van de ontvanger tot de opening van het kanaal groter wordt. In de Kaymakli tunnel is dit effect nauwelijks aanwezig. Vermoedelijk speelt de ruimte-akoestiek van Bruidssuite mee in de STI-waarde, dit is niet het geval in de Kaymaklitunnel. De achterwand van de Kaymakli-tunnel zorgt voor 7

vroege reflecties, waardoor de spraakverstaanbaarheid op deze positie juist niet verslechtert. Zendruimte; de Bruidssuite In deze ruimte is alleen gebruik gemaakt van de boxbron, welke net vóór (S5) en in (S6) de opening van het kanaal is geplaatst om al dan niet bewuste communicatie van een spreker te simuleren. De bronposities S1, S7 en S8 (de bronposities in het parlement, respectievelijk de Kaymakli tunnel), en een extra bronpositie R1 op dezelfde positie als S1 maar op een hoogte van 0,6 meter, zijn in dit geval gebruikt als ontvangposities. De ontvangposities in het parlement komen overeen met een zittende en een staande persoon.

Samenvattend kan gezegd worden dat wanneer de Parlementsruimte als zendruimte wordt gebruikt de spraakverstaanbaarheid aan de uiteinden van het kanaal lager is dan in de andere situaties. Aynali Tabellen 6 en 7 geven de spraakverstaanbaarheid van een man weer op verschillende posities en afstanden tot de bron. Alle metingen zijn hier verricht met de boxbron gericht op het kanaal. De opening van het kanaal bevindt zich in de vloer van de schuilruimte en in het plafond van het Overdekte terras. De totale lengte van het kanaal bedraagt 2,7 meter.

Tabel 4: Gerichte bron, zendruimte Bruidssuite Ontvangpositie

Ontvangpositie

STI S5

S6

Parlement - 1,2 meter

0,71

0,77

Parlement - 0,6 meter

0,68

0,75

Kaymakli tunnel - In het kanaal

0,85

0,85

Kaymakli tunnel - Vóór het kanaal

0,85

0,85

Figuur 7: Aanzicht overdekt terras Aynali.

Figuur 8: Opening communicatiekanaal in plafond van overdekt terras.

Figuur 9: Microfoonpositie boven opening in schuilkamer.

Figuur 10: Boxbronpositie boven opening in schuilkamer.

In de Kaymakli tunnel zijn de effecten van een verder weg geplaatste bron of microfoon niet merkbaar. In het parlement neemt de STI wel af naarmate de afstand tussen ontvanger en bron groter wordt. Het effect van het verplaatsen van de bron is groter dan het verplaatsen van de ontvangpositie. Zendruimte; de Kaymakli tunnel Ook in deze ruimte is alleen gebruik gemaakt van de boxbron. Positie S8 bevindt zich in de opening van het kanaal, S7 bevindt zich juist buiten het kanaal. De bronposities S1, R1, S5 en S6 zijn in dit geval gebruikt als ontvangposities.

S7

S8

Zendruimte; Schuilkamer Bronposities S9, S10 en S11 bevinden zich in de schuilkamer. De positie S9 is in de opening van het kanaal geplaatst, positie S10 is op 0,5 meter van de opening geplaatst, de hoogte bedraagt 0,3 meter. Positie S11 bevindt zich op een afstand van 3,6 meter van de opening van het kanaal en is 1,5 meter boven de grond gepositioneerd.

0,76

0,79

Tabel 6: Gerichte bron, zendruimte Schuilkamerntvangpositie

Parlement - Vóór het kanaal

0,70

0,79

Bruidssuite - In het kanaal

0,84

0,85

Bruidssuite - Vóór het kanaal

0,82

0,83

Tabel 5: Gerichte bron, zendruimte Kaymakli Ontvangpositie

Ontvangpositie Parlement - In het kanaal

STI

Bij alle resultaten neemt de STI-waarde af wanneer de ontvangpositie zich verder van de opening van het kanaal bevindt. De resultaten bij de Kaymaklitunnel en Bruidssuite als zendruimten zijn nagenoeg gelijk. 8

Ontvangpositie

STI S9

S10

S11

Buitenruimte - In het kanaal Buitenruimte - 0,4 m vóór kanaal

0,98

-

-

0,85

0,83

0,72

Buitenruimte - 1,8 m vóór kanaal

0,77

0,74

0,66

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Het is opvallend dat de spraakverstaanbaarheid zelfs over een afstand van 8,1 meter (afstand bron tot kanaal + lengte kanaal + afstand van kanaal tot ontvanger), nog goed is. De spraakverstaanbaarheid is in deze situatie zelfs beter dan wanneer het over éénzelfde afstand in de aangrenzende ruimte gemeten wordt. Na het beschouwen van de nagalmtijden, voor zover daar in het kanaal over gesproken kan worden, wordt duidelijk dat het kanaal een veel kortere nagalmtijd heeft dan de aangrenzende ruimtes. Een langere nagalmtijd leidt tot een lagere STI-waarde. Wanneer de bron- en/of ontvangpositie zich verder van de openingen van het kanaal bevinden gaat de akoestiek van de ruimtes een grotere rol spelen. Dit verklaart de afname van de spraakverstaanbaarheid op grotere afstand van het kanaal. Zendruimte; Buitenruimte In het Overdekte terras zijn twee bronposities gebruikt. Bronpositie S12 bevindt zich in het Overdekte terras op 0,5 meter van de opening met een hoogte van 1,7 meter. Positie S13 bevindt zich op een afstand van 3,6 meter van het kanaal met een hoogte van 1,5 meter. De bronpositie in het kanaal is achterwege gelaten omdat deze voor een spreker van normale grootte onbereikbaar is. Tabel 7: Gerichte bron, zendruimte Buitenruimte Ontvangpositie

STI S5

S6

Schuilruimte - In het kanaal

0,92

0,83

Schuilruimte - 0,5 m vóór kanaal

0,87

0,81

Schuilruimte - 3,6 m vóór kanaal

0,73

0,68

Figuur 11: Uitvoeren van de metingen Uit de metingen blijkt bovendien dat er weinig verschil in spraakverstaanbaarheid bestaat tussen het gebruik van de omnidirectionele- en gerichte bron. Aynali Het kanaal geeft een zeer goede spraakoverdracht en kan dus gebruikt zijn voor mondelinge communicatie. Zelfs op grote afstand van het kanaal is de spraakverstaanbaarheid goed. De STI over een bepaalde afstand met het kanaal ertussen is gelijk of zelfs beter dan de communicatie over eenzelfde afstand in de aangrenzende ruimten.

Ontvangpositie

Uit de bovenstaande tabel valt af te lezen dat ook het Overdekte terras geschikt is als zendruimte. Ook in deze meetsituaties is er een hoge spraakverstaanbaarheid gemeten. Met een gelijke afstand tussen bron en ontvanger maakt het niet veel uit welke van de twee ruimtes als zend- of ontvangruimte genomen wordt.

Algemeen Het kanaal met de kleinste diameter (Aynali) lijkt zich enigszins beter te laten gebruiken als communicatiekanaal dan het bredere kanaal in Derinkuyu. Mogelijk wordt dit veroorzaakt doordat dit smalle kanaal een kleiner absorberend oppervlak heeft dan het kanaal met de grotere diameter. Bovendien zijn er in Derinkuyu veel meer vertakkingen in het logistieke systeem aanwezig waardoor geluidenergie kan verdwijnen. Ook kan stoorgeluid uit andere delen van de stad een rol gaan spelen door de vele vertakkingen. Er is echter geen bruikbaar achtergrondniveau gemeten op deze locatie om dit aan te tonen. In dit onderzoek zijn enkel de akoestische eigenschappen van de kanalen gemeten. De bovenstaande conclusies gelden dus alleen indien stoorgeluid uit de omgeving kan worden verwaarloosd.

CONCLUSIE REFERENTIES Derinkuyu De spraakverstaanbaarheid tussen de verschillende ruimten via het doorgemeten kanaal in Derinkuyu varieert van redelijk tot uitstekend. Daaruit kan geconcludeerd worden dat de kanalen goed te gebruiken zijn voor communicatie. Er is echter wel een duidelijk verschil in spraakverstaanbaarheid te zien tussen ontvangposities in de mond van het kanaal, en op een kleine afstand van het kanaal. Voornamelijk in de Bruidsuite en bij de bronposities S2, S3 en S4 is dit verschil goed merkbaar. Communicatie van ruimte tot ruimte verloopt dus veel moeizamer wanneer de kanalen niet bewust gebruikt worden. BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

[1] Technical note TN001. Measuring Impulse Response Using Dirac,(2004) www.acousticsengineering.com/support [2] Houtgast, T., Steeneken, H.J.M., Plomp, R., ”Predicting Speech Intelligibillity in rooms from the Modulation Transfer Function”,Acustica 46,60-72(1980). [3] Schroeder, M.R., “Modulation Transfer Functions: Definition and Measurement”. Acustica 49,179-182 (1981). 9

COMMUNICATIE OVER LANGE AFSTAND IN ONDERGRONDSE STEDEN CAPPADOCIË Pieter-Jan Hoes, Jan Persoon en Constant Hak, Technische Universiteit Eindhoven, faculteit Bouwkunde, Unit Building Physics and Systems. De verschillende ondergrondse steden werden vroeger verbonden door kilometers lange gangen. Deze gangen werden gebruikt om te communiceren tussen de steden. In de ondergrondse stad Derinkuyu in Cappadocië is onderzoek gedaan naar de voortplanting van geluid door de ondergrondse gangen. Hoe de communicatie precies plaatsvond is de vraag. In dit onderzoek is onderzocht of de communicatie kon plaatsvinden door het gebruik van geluid. In de stad zijn metingen verricht naar de afname van het geluiddrukniveau over verschillende afstanden. In het laboratorium is vervolgens de geluidsabsorptiecurve van het gesteente in de stad bepaald. Uit de afname van het geluiddrukniveau blijkt laagfrequent geluid ver door te klinken in de stad. Uit de metingen en de geluidsspectra van oude slaginstrumenten kan worden aangenomen dat er slaginstrumenten zijn gebruikt voor de communicatie tussen de steden.

INLEIDING Een ondergrondse stad is in essentie compleet anders dan een normale, bovengrondse stad. Zo ook vanuit stedebouwfysisch oogpunt. Boven de grond is het geluidveld bij een weg bijvoorbeeld onderhevig aan vrije veld condities, terwijl een verkeersroute in een ondergrondse stad een omsloten ruimte is. Verder is een ondergrondse stad een groot netwerk van aaneengesloten ruimten en gangen in tegenstelling tot de moderne stad, waarbij woningen als solitaire vormen in de ruimte staan. Dit zijn verschillen die een compleet andere stedebouwfysische benadering vergen om antwoord te kunnen gegeven op stedebouwfysische vragen. Welke mate van privacy is er mogelijk in een ondergrondse stad? Is de stad

Figuur 1: Poreus netwerk van gangen en kamers 10

Figuur 2: Eén van de lange gangen in de ondergrondse stad een geleider van geluid? Is er een goede communicatie mogelijk in de stad? In één van de ondergrondse steden werd een stelsel van communicatiekanalen aangetroffen (hier wordt verder op ingegaan in een ander deelonderzoek); het leek interessant om te onderzoeken of er naast deze bewust aangelegde communicatiekanalen ook communicatie mogelijk was via de verkeerskanalen (looproutes). Via deze verkeerskanalen zou over een grote afstand (tussen steden) gecommuniceerd kunnen worden. Vroeger werden de steden namelijk onderling verbonden door tientallen kilometers lange gangen. Deze gangen zijn nu gedeeltelijk ingestort, maar werden gebruikt om te communiceren tussen de steden in tijd van oorlog. Een gang verbond bijvoorbeeld twee steden. Het is niet bekend hoe de communicatie precies plaatsvond. Een mogelijke manier is dat op een bepaald tijdstip vanuit de twee steden mensen door de gang richting de andere stad liepen. In het midden van de gang tussen de steden werd dan informatie uitgewisseld. Deze gangen bleken echter levensgevaarlijk. In de donkere gangen stierven dikwijls mensen, doordat ze in gaten vielen of verdwaalden in de gangenstelsels. Het lijkt dus waarschijnlijker dat de communicatie via deze gangen op een andere manier heeft plaatsgevonden. BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

MEETEXPEDITIE IS IMPROVISEREN

Het is een normale gang van zaken dat ruim voordat de metingen van een onderzoek worden gestart, eerst een uitvoerig meetplan wordt geschreven. Ook voordat deze Meetexpeditie begon zijn van te voren door elke onderzoeksgroep doelstellingen en meetmethoden beschreven. Aangekomen in Cappadocië bleek geen literatuuronderzoek opgewassen tegen de werkelijke situatie, met als gevolg dat het merendeel van de onderzoeksplannen de prullenbak in kon. Dit leverde de avond na het eerste bezoek aan de ondergrondse steden al de nodige gezellige taferelen op. De meeste onderzoeksgroepen kwamen bij elkaar op de kamer om nieuwe onderzoeken te formuleren. Ook de vooraf gemaakte planning met betrekking tot het gebruik van de meetapparatuur moest worden herzien. Even leek het pension waarin we verbleven een crisiscentrum, maar na goed overleg werd een nieuwe planning gemaakt en was de rust wedergekeerd. Naast het onbekende waarin men terecht komt, is een Meetexpeditie dikwijls meten onder extreme omstandigheden. Bij eerdere Meetexpedities waren het vooral de lage temperaturen die het de onderzoekers moeilijk maakten. Deze expeditie leverde enkele volledig andere problemen op. Ten eerste bleek stof een grote bron van ellende. Geen enkel meetinstrument bleek bestand tegen de fijne stofdeeltjes die overal in de ondergrondse ruimten ronddwarrelden. Haperende apparatuur en noodzakelijke reparaties veroorzaakten onverwachte vertragingen in de meetplannen. Ook de luchtwegen van de onderzoekers kregen na een lange week rondlopen in de ondergrondse steden een flinke opdonder. Een geïrriteerde keel en veel gekuch waren het onvermijdelijke resultaat. Het grootste deel van de metingen van deze Meetexpeditie werd verricht in een redelijk goed toegankelijke ondergrondse stad. Dit bracht echter een nadeel met zich mee, namelijk toeristen. Dit was naast de stofdeeltjes een tweede probleem. Doordat we bij veel metingen afhankelijk waren van de openingstijden van de ondergrondse stad konden de metingen alleen plaatsvinden in het bijzijn van toeristen. Tientallen groepen toeristen trokken gedurende de dag langs de meetruimten en de meetopstellingen. Voor de geluidmetingen betekende dit bijvoorbeeld dat de bezoekersstromen gestuurd moesten worden om zo ongewenste achtergrondgeluiden van de toeristen te voorkomen. Met name de metingen in de Parlementszaal waren moeilijk uit te voeren. Dit is namelijk een centraal knooppunt in de stad waar veel toeristen langskomen (zie figuur 1). Ook de nieuwsgierigheid van de mens bleek een probleem. Passerende toeristen vroegen continu waar de onderzoekers mee bezig waren en wilden weten hoe alles werkt. Hier bleek weliswaar waardering uit voor de onderzoekers, maar het kwam de voortgang van de metingen allerminst ten goede. BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Figuur 1: bezoekers verstoren metingen

Naast het veroorzaken van de nodige frustraties bij de onderzoekers, bleken de toeristen de onderzoekers ook echt nodig te hebben. Op een gegeven moment stond een grote groep toeristen in een zeer kleine ruimte, 50 meter onder de grond. Op dat moment was een CO2-meting aan de gang. Nadat het behoorlijk benauwd was geworden, een enkele toerist viel bijna flauw, onderbrak onze onderzoeker het verhaal van de gids en wees hem erop dat het CO2-gehalte inmiddels tot een gevaarlijk hoge waarde was gestegen. Het advies luidde om zo snel mogelijk de ruimte te verlaten, aangezien er nauwelijks aanvoer van verse lucht was. Zo bleken de onderzoekers naast het wijzen van de weg in de stad, dus ook nog van levensbelang voor de toeristen! Buiten het produceren van stoorgeluid vormden de toeristen voor de geluidmetingen nog een tweede obstakel. Vanwege de zeer smalle gangen in de stad, is het alleen mogelijk de routes lopend achter elkaar af te leggen. Dit betekende dat de toeristen het grootste deel van de tijd de verkeersroutes bezet hielden. De enige mogelijkheid om dit probleem te omzeilen, bleek door buiten de openingstijden te meten. Na onderhandelingen met de beheerder van de stad, werd er toestemming geven om tot een half uur na sluitingstijd metingen uit te voeren. Op het moment dat de laatste toerist was verdwenen, begon het rennen door de ondergrondse stad. Met de geluidbron centraal opgesteld en een geluiddrukniveaumeter in de hand moest er binnen dertig minuten op álle ontvangposities door de compléte ondergrondse stad gemeten worden. Meten was voor even echte topsport!

11

Figuur 1a: Grafische weergave van de afname van het geluiddrukniveau op verschillende punten (stippen in 3D-model) langs de rode route (Parlement-Mortuarium)

Figuur 1b: Grafische weergave van de afname van het geluiddrukniveau op verschillende punten (stippen in 3D-model) langs de gele route (Parlement-Mortuarium)

Het onderzoek richtte zich op de vraag of het mogelijk was te communiceren over grotere afstanden in en tussen de steden én op de vraag op welke manier dit mogelijk zou kunnen zijn geweest.

METHODOLOGIE Door op verschillende afstanden en over verschillende routes in de stad de afname van het geluiddrukniveau te bepalen, kan een uitspraak gedaan worden over de voortplanting van het geluid door het netwerk van gangen en kamers. In een centraal gelegen ruimte, de Parlementszaal, wordt geluid geproduceerd in de vorm van een sweepsignaal, waarbij het bronvermogen maximaal wordt benut. Dit is zeker van belang bij meten over grote afstand, waarbij een hoog vermogen vereist is. In één meting worden na elkaar korte sweeps aangeboden. Uit de overblijfselen van de aangeboden sweeps op grote afstand wordt het equivalente geluiddrukniveau gemeten. Door op een aantal punten langs drie verschillende routes in de stad de metingen te verrichten wordt inzicht verkregen in het karakteristieke verloop van het geluiddrukniveau in de ondergrondse stad. Op elke meetpositie wordt tevens het heersende achtergrondgeluiddrukniveau gemeten. Het gewenste signaal wordt verkregen uit: ⎞ L Leq,sweep = 101g ⎟⎟10 ⎠

Leq,stoor

eq(sweep+stoor)

Leq,sweep Leq (sweep+stoor)

12

10

-10

10

⎞ ⎟⎟ ⎠

= equivalente geluiddrukniveau gedurende 10 seconden, gecorrigeerd voor het achtergrondgeluid = gemeten equivalente geluiddrukniveau gedurende 10 seconden

Leq,stoor

Figuur 1c: Grafische weergave van de afname van het geluiddrukniveau op verschillende punten (stippen in 3D-model) langs de gele route (Parlement-Mortuarium)

= gemeten equivalente stoorgeluid gedurende 10 seconden

RESULTATEN De resultaten worden gepresenteerd in grafieken, waarin het signaal gemeten op één meter vóór de bron gelijk is gesteld aan nul decibel. Alle niveaumetingen per meetpositie zijn gerelateerd aan dit referentieniveau. De kleuren van de grafieken corresponderen met de stippen in het driedimensionale model van de ondergrondse stad (zie figuur 1a,b en c). Uit de resultaten komt duidelijk naar voren dat de lage frequenties tot op grote afstand in de ondergrondse stad doorklinken (zie figuur 2 en 3). Dit overgebleven laagfrequente geluid kan het best worden omschreven als de dreunende bas uit een “getunede Golf GTI staande voor een rood stoplicht”. Bij de hoge frequenties neemt bij toename van de afstand het geluiddrukniveau snel af; bij lage frequenties niet. Er is echter één meetpositie die een onverwacht hoog geluiddrukniveau oplevert, aan het eind van de rode route (Parlement-Mortuarium, figuur 1a). Dit komt door de directe verbinding via de verticale ventilatieschacht (blauwe lijn in figuur 1a).

CONCLUSIES Er kan worden gesteld dat geluid in de ondergrondse stad over een grote afstand kan doorklinken. Dit zou onder andere verklaard kunnen worden door de absorberende eigenschappen (bepaald in het Lab voor Akoestiek aan de TU/e, zie figuur 4) van het tufsteen waaruit de ondergrondse stad bestaat. Het blijkt dat de absorptiewaarden hoger worden naarmate de frequentie toeneemt, waardoor het karakteBOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Figuur 2: Voortplanting midden- en hoogfrequent geluid (vanaf 500 Hz) in de ondergrondse stad. De afname van het geluiddrukniveau in deze frequenties wordt weergegeven door het vervagen van de kleuren

Figuur 3: Voortplanting laagfrequent geluid (125-250 Hz) in de ondergrondse stad. De afname van het geluiddrukniveau in deze frequenties wordt weergegeven door het vervagen van de kleuren

Het lijkt door deze resultaten discutabel dat men de gevaarlijke tocht door de gangen maakte om informatie uit te wisselen. Het is aannemelijk dat voor communicatie over lange afstand instrumenten met een laagfrequent karakter zijn gebruikt. In figuur 5 zijn de karakteristieke geluidspectra te zien van twee bronnen die vroeger veel gebruikt werden: een slaginstrument en de stem. Ondanks hetzelfde verloop van het spectrum heeft een slaginstrument voordelen ten opzichte van de stem. Het absolute geluidniveau dat bereikt kan worden met het slaginstrument is aanzienlijk hoger dan dat van de stem. Verder is van belang dat in spraak de belangrijkste informatie zich bevindt in het frequentiegebied tussen 500 en 1000 Hz, frequenties die niet ver doorklinken in de ondergrondse stad. Over een grote afstand zal door de stem dus weinig informatie kunnen worden overgebracht in de vorm van spraak. Het lijkt aannemelijk dat er in de ondergrondse steden over lange afstand gecommuniceerd werd met behulp van bepaalde codes in geluid. Dit zou kunnen door gebruik te maken van (het laagfrequente deel van) de stem of van slaginstrumenten. Door het hogere absolute geluidniveau, zal er waarschijnlijk een voorkeur zijn geweest voor een slaginstrument. Communiceren via codes in geluid lijkt veel sneller en veiliger dan de lange tocht door de gevaarlijke ondergrondse gangen.

ristieke verloop van het geluiddrukniveau in de ondergrondse stad verklaard zou kunnen worden. Verder zou de typische afmeting van de gangen een grote rol kunnen spelen (zie afbeelding 2). De relatief kleine doorsnede van de gang zorgt ervoor dat de kleine golflengten van de hoge frequenties in de dwarsdoorsnede van de gang passen. Dit in tegenstelling tot de grotere golflengten van de lagere frequenties. Hierdoor zouden de lagere frequenties zich als een vlakke lopende golf door de gangen kunnen verplaatsen, waarbij weinig geluidniveau verloren gaat. Het verval van het geluidniveau bij deze lage frequenties wordt grotendeels veroorzaakt door de absorberende eigenschappen van de gang.

Figuur 4: Absorptiewaarden (α) tufsteen BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Figuur 5: Relatief spectrum van een trommel (blauw) en spraak (rood) 13

ZONSVERDUISTERING TURKIJE OP 29 MAART 2006 METING VERSUS BELEVING Janneke van der Weerd BSc., TU/e, unit BPS, Eindhoven Remy Wenmaekers MSc., Level Acoustics BV, Eindhoven Prof. dr. ir. M.H. de Wit, TU/e, unit BPS, Eindhoven Waarom is een zonsverduistering interessant voor een bouwfysicus? De maan schuift tussen de zon en de aarde. Het licht dooft langzaam uit. Maar dat is niet het enige. Het wordt kouder, het leven op aarde staat even stil, de natuur maakt zich klaar voor de nacht en de kleur van het landschap verandert. Dit alles gewoon op een klaarlichte dag. Het zijn verschijnselen die velen beleven tijdens het kijken naar een zonsverduistering. Een bouwfysicus drukt deze beleving graag uit in fysische grootheden. De zonsverduistering in Turkije konden de bouwfysica studenten tijdens de meetexpeditie dan ook niet zomaar aan zich voorbij laten gaan. Het doel van dit onderzoek is een verband te leggen tussen zintuiglijke belevingen, waarover al veel geschreven is, en objectieve waarnemingen. Daarnaast wordt er een verklaring gezocht voor optredende verschijnselen. Hiervoor zijn een groot aantal metingen verricht.

INLEIDING De zonsverduistering in Turkije zette in op 29 maart 2006 omstreeks 13:00 uur lokale tijd. De totaliteit, het moment dat de maan de zon volledig bedekt, vond plaats om 14:03

14

uur en duurde slechts drie en een halve minuut. Vervolgens eindigde de verduistering omstreeks 15:10 uur. [1] Om een verband te kunnen leggen tussen zintuiglijke belevingen en objectieve waarnemingen, zijn tijdens het verloop van de verduistering belevingen en waarnemingen geregistreerd. Het onderzoek richtte zich op de aspecten licht, kleur, geluid, warmte en vocht. De onderzoeksmethoden en resultaten zullen per aspect behandeld worden.

LICHT Onderzoeksmethode Tijdens een zonsverduistering neemt de verlichtingssterkte geleidelijk af. Het oog van de mens kan zich in een bepaalde mate aanpassen aan deze afname van het licht, waardoor de verduistering naar verwachting niet direct opgemerkt wordt. Om dit verschijnsel te onderzoeken is de verlichtingssterkte gemeten tijdens het verloop van de verduistering. De weersomstandigheden op de dag van de verduistering waren bijzonder gunstig: een onbewolkte en helderblauwe hemel. Daardoor was de verlichtingssterkte met weinig verstoringen meetbaar. Daarnaast is de verlichtingssterkte gemeten op een referentiedag met vergelijkbare weersomstandigheden. Door beide metingen te vergelijken, is het mogelijk om een voorspelling te doen van het verloop van de verlichtingssterkte tijdens de verduistering.

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Resultaten en conclusie In figuur 1 is te zien dat de daling van de verlichtingssterkte op de dag van de verduistering direct inzet bij het eerste contact omstreeks 13:00 uur. Dit is het moment waarop de zon voor het eerst ‘geraakt’ wordt door de maan. Het heeft echter ruim een half uur geduurd voordat het oog deze daling van de verlichtingssterkte opmerkte. Na het moment van de totaliteit, toen het zonlicht geleidelijk terugkwam, was er voor het gevoel direct weer ‘gewoon’ daglicht, terwijl de verlichtingssterkte op dat moment nog erg laag was. De adaptatie van het oog, de interpretatie van licht door de hersenen, zorgt er dus voor dat men een zonsverduistering anders ervaart dan het verloop van de verlichtingssterkte doet vermoeden.

Figuur 1: Verlichtingssterkte E [lux] gemeten en berekend tijdens de verduistering en gemeten op een referentiedag Voor de voorspelling van de verlichtingssterkte is een model opgezet. De zon is een bolvormige lichtbron, maar gezien vanaf de aarde kan deze opgevat worden als een schijf. De zon kan dan beschreven worden als een lichtbron, waarvan de uitgezonden lichtsterkte rechtevenredig is met de afname van het ‘schijnbare’ oppervlak van de schijf.

Foto 1: Meting van de luminantie van de hemel BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Het verloop van het schijnbare oppervlak van de zonneschijf tijdens de verduistering is berekend [2]. Hierbij is gebruikt gemaakt van de schijnbare oppervlakteverhouding van maan : zon van 1,048 [1]. Door het oppervlakteverloop van de zonneschijf te vermenigvuldigen met de verlichtingssterkte op de referentiedag is een voorspelling gedaan van de verlichtingssterkte tijdens de verduistering. Zoals te zien is in figuur 1 komen de meting en de voorspelling overeen. Het opgestelde model lijkt dus een goede voorspelling te geven van het verloop van de verlichtingssterkte tijdens het verloop van een zonsverduistering bij onbewolkte hemel.

KLEUR Onderzoeksmethode De kleur van wit (dag)licht kan beschreven worden aan de hand van de kleurtemperatuur (K) in Kelvin. De kleurtemperatuur van zonlicht op een dag met heldere hemel ligt tussen de 5300 en 5800 K. Wanneer de zon ‘s avonds onder gaat, wordt het licht roder en daalt de kleurtemperatuur naar 2000 K. Over de verandering van de kleurtemperatuur van het daglicht tijdens een zonsverduistering is echter nog weinig bekend. In de literatuur [3] wordt genoemd dat de kleur van het landschap tijdens een zonsverduistering verandert. De werking van het oog bij verandering van de kleur van het licht heeft overeenkomsten met de adaptatie voor de lichtsterkte. Door interpretatie van de hersenen past het oog van de mens zich aan de omstandigheden aan, waardoor de kleur van objecten gelijk lijkt te blijven terwijl de kleur van het invallende licht verandert. Om te onderzoeken of de kleurverandering van het landschap tijdens het verloop van de verduistering veroorzaakt wordt door een veranderende kleur van het invallende licht, is de kleurtemperatuur van het daglicht gemeten tijdens het verloop van de verduistering. Resultaten en conclusie In figuur 2 is de kleurtemperatuur tijdens het verloop van de verduistering uitgezet. Gemeten is een combinatie van zonlicht en hemellicht, waarbij is aangenomen dat het zonlicht overheerst door haar hoge luminantie. De grafiek laat zien dat de kleurtemperatuur van het zonlicht op de dag van de zonsverduistering gemiddeld 5400 K is. Wanneer de zon meer dan 75% verduisterd is, begint de kleurtemperatuur te dalen. Vlak voor de totaliteit is die naar 4600 K gedaald. Tijdens de totaliteit was het helaas niet mogelijk een meting uit te voeren, omdat er onvoldoende licht was. Het minimum van de kleurtemperatuur is dus niet bekend. Er is geen verklaring gevonden voor het hier opgetreden verschijnsel. Met het oog werd de kleur van het landschap blauwgrijs van tint waargenomen bij het toenemen van de verduistering. Dit is in tegenspraak met de kleur van het invallende licht op het landschap. De kleurtemperatuur verandert namelijk nauwelijks, of lijkt zelfs te dalen, wat zou betekenen dat de kleur van het invallende licht enigszins roder wordt. Waarschijnlijk adapteert het oog tijdens een zonsverduistering zoals bij zonsondergang. De kleur van het licht tijdens de zonsverduistering dient echter niet verward te worden met het (rode) licht bij ondergaande zon. De kleur van het 15

Figuur 2: Kleurtemperatuur K [K] gemeten tijdens het verloop van de zonsverduistering

Figuur 3: Achtergrondgeluidniveau LAeq [dB(A)] gemeten tijdens het verloop van de zonsverduistering

licht is namelijk afhankelijk van de mate van Rayleigh verstrooiing. Wanneer de zon hoog aan de hemel staat, kleurt de hemel blauw door de grotere verstrooiing van het licht met een korte golflengte. Wanneer de zon laag staat en de zonnestralen een langere weg afleggen door de atmosfeer, wordt zoveel blauw licht verstrooid dat het licht roder wordt. Tijdens de zonsverduistering is er echter nauwelijks een verandering in de af te leggen weg door de atmosfeer. Dit verschijnsel geeft dus geen verklaring voor de kleur van het licht tijdens een zonsverduistering. Bij een zonsverduistering verkleurt het invallende licht nauwelijks. Het oog compenseert echter wel het rood als bij zonsondergang, omdat de hersenen denken dat de zon ondergaat, door het verdwijnen van de zon. Hierdoor krijgt het landschap een blauwgrijze tint. Door de kleuradaptatie krijgt de omgeving tijdens het verloop van een verduistering dus een koelere indruk. Dit verschijnsel draagt bij aan de bijzondere beleving van een zonsverduistering.

Resultaten en conclusie Naarmate de totaliteit dichterbij kwam, maakte de natuur zich klaar voor de nacht. Er werd waargenomen dat bijen stopten met zoemen, vogels stopten met fluiten en vliegjes verdwenen. De mensen daarentegen verzamelden zich met groepen bij elkaar op hooggelegen plaatsen en slaakten kreten van verrukking. Het gevolg is dat de meetresultaten (zie figuur 3) van het achtergrondgeluidniveau LAeq [dB(A)] in een dierrijke vallei, met een gemiddelde van 25 dB(A), een duidelijke daling van 5 dB(A) tijdens de totaliteit laten zien. Boven op een heuvel, waar een achtergrond-geluidniveau heerste van gemiddeld 35 dB(A), zorgde het gejuich van mensen in de verte tijdens de totaliteit voor een stijging van het achtergrondgeluidniveau van 50 dB(A). Zoals verwacht treedt er in een dierrijke omgeving dus inderdaad een daling op van het achtergrondgeluidniveau tijdens een zonsverduistering. In een mensrijke omgeving gebeurt juist het tegenovergestelde. Het verkeerslawaai wordt overstemd door het gejuich van bewonderaars van de verduistering.

GELUID Onderzoeksmethode Het achtergrondgeluidniveau op een willekeurige plek op aarde is afhankelijk van haar omgeving. Geluiden worden veroorzaakt door de natuur, zoals geluid van dieren en het waaien van de wind, en door de mens, zoals verkeer- en industriegeluid. Wanneer een zonsverduistering optreedt, is bekend dat de natuur hierop reageert. Vogels stoppen met fluiten en nachtdieren worden juist actief. In de literatuur [5] wordt opgemerkt dat het tijdens een verduistering daardoor stiller wordt. Daarnaast zou het verkeerslawaai kunnen afnemen wanneer bestuurders hun voertuig stil zetten om het natuurverschijnsel te bekijken. Om te registeren in hoeverre omgevingsgeluiden veranderen, is het A-gewogen achtergrondgeluidniveau gemeten tijdens het verloop van de verduistering in een dierrijke en een mensrijke omgeving. Tevens is in beide omgevingen naar geluiden geluisterd en zijn aanwezige geluidbronnen genoteerd. 16

WARMTE & VOCHT Onderzoeksmethode De zon is de belangrijkste warmtebron voor de aarde. Bekend is dat, hoewel de verduistering slechts twee uur duurt, het wegvallen van deze warmtebron leidt tot een daling van de temperatuur [4]. Ook is bekend dat de temperatuur vlakbij het aardoppervlak sterker daalt dan enkele meters erboven [2]. De mate van de temperatuurs-afname is onder andere afhankelijk van het klimaat, de weersomstandigheden, het tijdstip en de soort locatie. Doordat deze omstandigheden bij elke zonsverduistering verschillen, is het interessant om het verloop van de temperatuur bij de zonsverduistering in Turkije op 29 maart 2006 te onderzoeken. Hierbij is er een vergelijking gemaakt tussen het temperatuursverloop tijdens de verduistering op 20 cm, 220 cm en 420 cm boven het aardoppervlak op een locatie in het open veld. Daarnaast is er een vergelijking gemaakt tussen het verBOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

loop van de temperatuur in het open veld, in een lager gelegen beschutte vallei en in een stad. De locaties zijn enkele kilometers van elkaar verwijderd. De aanname is dat de temperatuur van het aardoppervlak sterker daalt dan de temperatuur van de lucht erboven, waardoor condensatie kan optreden. Door het meten van de relatieve vochtigheid is onderzocht of de absolute vochtigheid van de lucht hierdoor daalt. Ook hier is een vergelijking gemaakt tussen verschillende hoogten op één locatie en tussen verschillende locaties. Resultaten en conclusie In de tijd na het eerste contact werd het voelbaar kouder. Metingen laten zien dat gedurende de verduistering de lucht-

Figuur 5: Absolute vochtigheid x [g/kg] gemeten tijdens het verloop van de zonsverduistering op verschillende hoogten temperatuur, op twee meter boven de grond, maximaal daalt met 4°C (zie figuur 4). Voor het gevoel werd het echter veel kouder. Dit komt doordat ook de zonnestraling bijdraagt aan de thermische behaaglijkheid. De afname van de gevoelstemperatuur hangt namelijk samen met zowel de afname van luchttemperatuur als de afname van de stralingstemperatuur. De luchttemperatuur vlakbij de aarde, op een hoogte van 20 cm, laat de sterkste daling zien: 8°C.

Foto 2: Projectie van de zon met een verrekijker

Figuur 4: Temperatuur T [°C] gemeten tijdens het verloop van de zonsverduistering op verschillende hoogten BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

De zonsverduistering heeft niet alleen invloed op de temperatuur maar ook op de relatieve vochtigheid van de lucht. De relatieve vochtigheid steeg gemiddeld met 10%, wat logisch is gezien het dalen van de temperatuur. In figuur 5 is te zien dat ook de absolute vochtigheid vlakbij de grond daalt. Indien aangenomen wordt dat de metingen correct zijn, is een mogelijke oorzaak voor het afnemen van de absolute vochtigheid vlak boven de aarde dat er condensatie optreedt aan het koude oppervlak van de aarde. Er is echter geen condensatie waargenomen op het aardoppervlak tijdens de zonsverduistering. Vermoedelijk zal er vochttransport optreden van de meest afgekoelde lucht, vlakbij het aardoppervlak, naar de warmere lucht daarboven. Daarnaast is het ook denkbaar dat het hygroscopische gedrag van steen en aarde een rol speelt en sterker wordt wanneer de relatieve vochtigheid van de lucht toeneemt. In figuur 6 is te zien dat de temperatuur tussen verschillende meetlocaties vlak boven de aarde verschilt. De temperatuur in de beschutte vallei is lager dan de temperatuur in het open veld en in de stad. Dit komt doordat koude lucht de kloof, waarin de vallei ligt, in zakt. Ook in de vallei zorgt de zonsverduistering voor een verlaging van de temperatuur. Er treedt echter een vertraging op in het temperatuursverloop ten opzichte van de andere locaties. Voor dit opmerkelijke verschijnsel is geen verklaring gevonden in de meetapparatuur, waarvan de tijdsinstelling gelijkgesteld was. De vertraging zou veroorzaakt kunnen worden door de grotere warmtecapaciteit van de vallei. Mogelijk speelt ook de luchtstroom in de vallei een rol. 17

REFERENTIES [1] Espenak, F. en Anderson, J. (2004), “Total Solar Eclipse of 2006 March 29”, NASA Report TP—2004–212762 [2] Szalowski, K. (2002), “The effect of the solar eclipse on the air temperature near the ground”, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 64 (2002) 1589– 1600 [3] Rutten, R. (1999), “Wat zagen we niet op 11 augustus?”, Zenit november 1999 [4] Kuiper, J., Otten, H. (1999), ‘Zonsverduistering: de eclips van 11 augustus 1999’, ANWB bv, Den Haag

Figuur 6: Temperatuur T [°C] gemeten tijdens het verloop van de zonsverduistering op verschillende locaties

Figuur 7: Absolute vochtigheid x [g/kg] gemeten tijdens het verloop van de zonsverduistering op verschillende locaties

Het verloop van de absolute vochtigheid in de stad tijdens het verloop van de zonsverduistering komt overeen met het verloop van de absolute vochtigheid in het open veld (zie figuur 7). In de vallei is echter geen duidelijke daling te zien van de absolute vochtigheid. De zonsverduistering lijkt in deze situatie geen invloed te hebben op de absolute vochtigheid van de lucht vlak boven de aarde.

CONCLUSIE In dit artikel is een verband gelegd tussen zintuiglijke belevingen en objectieve waarnemingen tijdens het verloop van een totale zonsverduistering. Interpretatie door de hersenen, van prikkelingen via de menselijke zintuigen, zorgen ervoor dat veranderingen van (bouw)fysische grootheden anders worden ervaren dan objectieve waarnemingen voorspellen.

18

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

LUCHTKWALITEIT IN DE ONDERGRONDSE STAD DERINKUYU, TURKIJE D.W.L. Jansen, BSc en E.C.M. van Oeffelen, BSc, studenten Physics of the Built Environment, Unit Building Physics and Systems, Faculteit Bouwkunde, Technische Universiteit Eindhoven Prof.dr.ir. M.H. de Wit, Hoogleraar Bouwfysica, Unit Building Physics and Systems, Faculteit Bouwkunde, Technische Universiteit Eindhoven De ondergrondse stad Derinkuyu in Turkije is uitgerust met een zeer ingenieus natuurlijk ventilatiesysteem. Toch maken de gidsen, die dagelijks in de stad werken, zich zorgen over de kwaliteit van de binnenlucht. Op basis van de metingen die in dit onderzoek zijn verricht, kan worden geconcludeerd dat de kwaliteit van de binnenlucht in de stad niet zo goed is als verwacht mag worden bij een goed werkend ventilatiesysteem. De kans dat bij gidsen gezondheidsklachten ontstaan ten gevolge van een slechte kwaliteit van de binnenlucht is aanwezig. Om de situatie te verbeteren is het wellicht verstandig beperkingen te stellen aan het aantal bezoekers dat wordt toegelaten tot de stad.

INLEIDING De regio Cappadocië in centraal Turkije is naast haar sprookjesachtige tufstenen landschap vooral bekend om haar ondergrondse steden. Al in het 2e millennium voor Christus werden door de Hittieten ruimtes onder de grond geschikt gemaakt voor bewoning om op deze manier een comfortabel binnenklimaat te kunnen creëren. Vanaf de 7e eeuw na Christus werden deze ruimtes door de Christenen uitgebreid tot complete steden, die als toevluchtsoord dienden tijdens aanvallen van de Arabieren [1]. In de ondergrondse steden waren de meest uiteenlopende ruimtes aanwezig, zoals stallen, keukens, begraafplaatsen, scholen en kerken. De ondergrondse stad in Derinkuyu is de grootste ondergrondse stad die is opengesteld voor bezoekers en beschikt over een zeer ingenieus natuurlijk ventilatiesysteem [2]. Het te bezoeken deel van de ondergrondse stad kan globaal in drie niveaus worden verdeeld, die rond één ventilatieschacht zijn gesitueerd. In figuur 1 zijn deze gescheiden van elkaar weergegeven. Het eerste niveau bevindt zich op ongeveer 5 meter onder maaiveld, het tweede niveau op 10 meter en het derde niveau op 45 meter. In de stad worden dagelijks rondleidingen gegeven voor grote groepen toeristen. Ondanks het aanwezige ventilatiesysteem maken de gidsen zich zorgen over een slechte kwaliteit van de binnenlucht. Op basis van het in dit artikel beschreven onderzoek is getracht een uitspraak te doen over de luchtkwaliteit in de ondergrondse stad. Hiertoe zijn zowel BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Figuur 1: Schematische voorstelling van het te bezoeken deel van de ondergrondse stad Derinkuyu metingen gedurende een half uur (korte duur metingen) als metingen gedurende één tot enkele dagen (lange duur metingen) verricht. Bij de korte duur metingen zijn op een groot aantal locaties in de stad metingen uitgevoerd om een indicatie van de luchtkwaliteit in de gehele stad te krijgen. Bij de lange duur metingen is het verloop van de CO2-concentratie vastgelegd op een beperkt aantal locaties. Dit verloop is een maat voor de effectiviteit van het ventilatiesysteem [3]. Aangezien de grote aantallen bezoekers invloed hebben op de luchtkwaliteit is een goede ventilatie in de ondergrondse stad een vereiste.

KORTE DUUR METINGEN Onderzoeksmethode De CO2-concentratie wordt beschouwd als een goede maat om de luchtkwaliteit in een ruimte te bepalen. Daarnaast is ook de aanwezige hoeveelheid stof bepalend voor de kwaliteit van de binnenlucht. Om de luchtkwaliteit in de ondergrondse stad te kunnen vaststellen, zijn daarom op een groot aantal locaties, verdeeld over de verschillende lagen van de stad, de CO2-concentratie en de hoeveelheid stof gemeten. Hiervoor is gebruik gemaakt van een klimaatmeter van het merk Testo, type 445 in combinatie met een infrarood CO2-voeler (zie figuur 2). Met behulp van de klimaatmeter en een driefunctie-sonde zijn tevens de luchttemperatuur, relatieve 19

men denken aan hoofdpijn en concentratieverlies. Pas bij langdurige blootstelling aan CO2-concentraties boven de 35000 ppm kunnen veranderingen in het ademhalingspatroon ontstaan. Deze veranderingen zijn echter niet blijvend. Daarnaast kunnen bij extreem hoge CO2-concentraties, boven 200000 ppm, irritaties aan de ogen ontstaan en functioneert het centrale zenuwstelsel niet goed meer [5]. Volgens de Duitse Maximale Arbeitsplatz Konzentrationen [4] kunnen bij blootstelling gedurende 60 minuten aan een concentratie van 10000 ppm schadelijke gevolgen voor de gezondheid ontstaan. Volgens het Amerikaanse National Institute for Occupational Safety and Health kan gezondheidsschade al optreden na blootstelling gedurende 15 minuten aan een concentratie van 30000 ppm. Ook voor een goed binnenklimaat in kantoorgebouwen zijn verschillende richtlijnen opgesteld ten aanzien van de CO2concentratie. Door de Rijksgebouwendienst wordt een maximaal toelaatbare CO2-concentratie van 1200 ppm voorgeschreven [6]. Kortstondige concentraties tot 1500 ppm zijn hierbij toegestaan. De ASHRAE hanteert een vergelijkbare richtlijn van 1000 ppm [4]. In de ondergrondse stad worden beide richtwaarden op alle meetlocaties overschreden.

Figuur 2: Meetopstelling klimaatmeter korte duur metingen luchtvochtigheid en luchtsnelheid op de verschillende locaties vastgelegd. Daarnaast is gebruik gemaakt van een stofdeeltjesteller van het merk MetOne, type 4905, voor het meten van de hoeveelheid stof in de lucht. Aangezien de ondergrondse stad tijdens de metingen geopend was voor bezoekers, is het mogelijk de invloed van bezoekers op de luchtkwaliteit te bepalen. Op diverse plaatsen in de stad zijn gedurende korte tijd metingen verricht. De meetperiode is zodanig gekozen dat een groep toeristen de locatie is gepasseerd. Het bezoekersaantal was tijdens de verschillende metingen echter niet constant, waardoor de meetresultaten slechts als indicatie gebruikt kunnen worden. Resultaten Uit de korte duur metingen blijkt dat de CO2-concentratie in de ondergrondse stad overdag behoorlijk hoog is. In figuur 3a is per meetlocatie de maximaal gemeten concentratie weergegeven. Hieruit blijkt dat vooral op de dieper gelegen niveaus de CO2-concentraties hoog oplopen: op sommige locaties zelfs tot boven de 5000 ppm. Dit is hoger dan de maximaal aanvaarde concentratie (MAC-waarde) zoals deze door verschillende organisaties wordt gesteld [4]. Deze MAC-waarde geeft de over de tijd gewogen gemiddelde aanvaarde concentratie aan, gebaseerd op een achturige werkdag tijdens een veertigurige werkweek. Bezoekers die slechts voor een korte periode worden blootgesteld aan een CO2-concentratie van boven de 5000 ppm zullen hiervan geen gezondheidsklachten ondervinden. De gidsen werken echter de gehele week in de ondergrondse stad, waardoor de kans op gezondheidsklachten ten gevolge van een hoge CO2-concentratie wel aanwezig is. Bij deze gezondheidsklachten moet 20

Het aantal respirabele stofdeeltjes in de lucht geeft ook een beeld van de luchtkwaliteit. Zoals te zien is in figuur 3b neemt het aantal stofdeeltjes in de lucht toe naarmate de ruimtes zich dieper in de stad bevinden. In de regelgeving en de literatuur zijn helaas geen richtlijnen te vinden over maximaal toelaatbare hoeveelheden stofdeeltjes. Hierdoor kunnen de meetresultaten niet in absolute zin worden beoordeeld. Wel geeft ASHRAE [4] waardes aan voor enkele situaties. Het aantal stofdeeltjes in schone lucht bedraagt ongeveer 35x106 en in een ruimte waar veel gerookt wordt, ligt het aantal stofdeeltjes rond 109 deeltjes. In de ondergrondse stad zijn waardes tot 0,6?109 gemeten. De meetresultaten wijzen dus uit dat de lucht in de ondergrondse stad vervuild is. Ook bevestigen deze meetresultaten de conclusies die uit de CO2metingen zijn getrokken: de luchtkwaliteit wordt steeds slechter naarmate men dieper in de stad komt. Bij de korte duurmetingen is daarnaast geconstateerd dat de relatieve luchtvochtigheid in de ondergrondse stad varieert tussen de 75 en 95 %, waarbij de hoogste waarden zijn aangetroffen in de diepst gelegen ruimtes. De gemeten luchttemperatuur in de stad ligt tussen de 4 en 8°C en de gemeten luchtsnelheid ligt op vrijwel alle posities onder de 0,1 m/s. Deze lage luchtsnelheden duiden erop dat de ventilatie in de stad minimaal is. Met behulp van de lange duur metingen op de verschillende niveaus is de effectiviteit van de ventilatie nader onderzocht.

LANGE DUUR METINGEN Onderzoeksmethode Om een idee te krijgen van het verloop van de CO2-concentratie over de dag, zijn op drie verschillende niveaus in de stad gedurende een langere periode CO2 metingen verricht met behulp van een CO2-meter van het merk Vaisala, type GMW22. De metingen op niveau -1 en -2 zijn gelijktijdig BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

uitgevoerd; de meetlocaties bevonden zich respectievelijk bij de depots en in de parlementszaal (zie figuur 1). De meting op niveau -3 is verricht in een ruimte naast de kerk. Aangezien er na sluitingstijd in de stad geen CO2 meer geproduceerd wordt door bezoekers, zal de concentratie CO2 afnemen ten gevolge van de aanwezige ventilatie. Op basis van de afnamecurve van de CO2-concentratie kan een uitspraak worden gedaan over de effectiviteit van het ventilatiesysteem [3]. Resultaten Aan de hand van de meetresultaten van de lange duur metingen kan worden geconcludeerd dat de CO2-concentratie in de stad erg hoog op kan lopen. Op niveau -3 worden waarden tot 5000 ppm bereikt en op niveau -1 en -2 schommelt de CO2-concentratie tijdens openingstijden rond de 3000 ppm (zie figuur 4 en 5). In de grafieken is duidelijk te zien hoe de CO2-concentratie na sluitingstijd afneemt. Op niveau -3 wordt na ongeveer zes uur het basisniveau van ongeveer 450 ppm bereikt. De ventilatiecapaciteit is op dit niveau dus voldoende om de luchtkwaliteit gedurende de nacht te herstellen. Wel valt op dat de concentratie CO2 erg snel stijgt zodra de stad wordt geopend voor bezoekers. Bij grote bezoekersaantallen is de ventilatiecapaciteit niet voldoende. Op niveau -2 bedraagt de maximale CO2-concentratie slechts 3500 ppm. Toch is de ventilatiecapaciteit op dit niveau onvoldoende om gedurende de nacht het basisniveau van de concentratie CO2 te bereiken. Op niveau -1 daalt de CO2-concentratie na sluitingstijd behoorlijk snel, maar er

zijn hier duidelijke fluctuaties in de concentratie zichtbaar. Waarschijnlijk komt dit doordat deze meetlocatie minder diep in de stad ligt en de invloed van het buitenklimaat groter is. Zowel op niveau -1 als niveau -2 stijgt de CO2-concentratie erg snel zodra de stad wordt opengesteld voor bezoekers. De metingen op niveau -3 en niveau -1 en -2 hebben plaatsgevonden op verschillende dagen. De buitentemperatuur was tijdens de metingen op niveau -3 aanzienlijk lager dan tijdens de metingen op niveau -1 en -2. Mogelijk is de hogere buitentemperatuur er de oorzaak van dat de CO2-concentratie op niveau -2 minder snel afneemt. Daarnaast kunnen ook andere weersinvloeden als de windsnelheid en windrichting de werking van het ventilatiesysteem beïnvloeden [2]. Hierdoor zijn de resultaten van metingen die op verschillende dagen zijn uitgevoerd moeilijk te vergelijken.

DISCUSSIE Op basis van de uitgevoerde metingen kan worden geconcludeerd dat de concentratie CO2 in de ondergrondse stad erg snel toeneemt door de aanwezigheid van bezoekers. Indien grote aantallen bezoekers in de stad aanwezig zijn, kan de CO2-concentratie erg hoog worden. Concentraties boven de MAC-waarde (5000 ppm) komen op veel plaatsen voor, met name in de dieper gelegen ruimtes. Bij een kort verblijf in de stad zullen deze hoge concentraties geen gezondheidsklachten opleveren. Voor de gidsen, die een groot deel van de dag in de stad verblijven, bestaat echter wel een kans op gezondheidsproblemen ten gevolge van een hoge CO2-concentratie.

Figuur 3: Resultaten korte duur metingen weergegeven in 3D model van de ondergrondse stad: CO2-concentratie (a) en hoeveelheid stofdeeltjes (b) BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

21

Doordat de metingen slechts gedurende een korte periode zijn verricht, gelden de resultaten alleen onder de heersende klimatologische omstandigheden. Gedurende de meetperiode, in het vroege voorjaar, waren de temperaturen ’s nachts nog erg laag (laagst gemeten is 2°C), terwijl de dagtemperaturen op sommige dagen hoog opliepen (hoogst gemeten waarde 20°C). Zoals uit de resultaten van de lange duur metingen is gebleken, lijkt het erop dat de buitentemperatuur van invloed is op de effectiviteit van het ventilatiesysteem. In andere seizoenen zou de werking van het ventilatiesysteem anders kunnen zijn [2], wat zowel een positief als een negatief effect kan hebben op de binnenluchtkwaliteit.

Figuur 4: Verloop CO2-concentratie niveau -3

De resultaten van dit onderzoek zijn gebaseerd op de huidige situatie in de ondergrondse stad, waarbij slechts vijf procent van de oorspronkelijke stad opgegraven is en maar één centrale ventilatieschacht in werking is. In het hele gebied zijn ongeveer vijftig ventilatieschachten gevonden die tot de ondergrondse stad behoorden. Het is goed mogelijk dat het oorspronkelijke ventilatiesysteem wel in staat was de ondergrondse stad voldoende van verse lucht te voorzien [2]. De mensen die destijds in de ondergrondse stad leefden, op sommige momenten met 20000 medebewoners, hebben het er in ieder geval vol kunnen houden, maar zij hadden dan ook geen andere keuze.

REFERENTIES

Figuur 5: Verloop CO2-concentratie niveau -1 en -2 De metingen in de ondergrondse stad zijn verricht in het vroege voorjaar. Het toeristenseizoen is in deze periode nog niet in volle gang, waardoor verwacht mag worden dat in het hoogseizoen de CO2-concentratie in de stad aanzienlijk hoger zal zijn. Zeker in de kleine diepgelegen afgesloten ruimtes, waar nauwelijks ventilatie plaatsvindt, kan de CO2concentratie snel oplopen ten gevolge van grote bezoekersaantallen. De grenswaarde van 10000 ppm, de laagst vermelde grenswaarde waarbij al bij kortdurende blootstelling schadelijke gevolgen voor de gezondheid kunnen ontstaan, zou in het hoogseizoen overschreden kunnen worden. Hierdoor kunnen dus zowel voor de bezoekers als de gidsen gezondheidsrisico’s ontstaan. Het is aan te raden beperkingen te stellen aan het aantal bezoekers dat per dag in de stad wordt toegelaten. Ook bestaat de mogelijkheid het huidige natuurlijke ventilatiesysteem aan te passen met mechanische toe- of afvoer.

22

[1] Demir, Ö., Cappadocië, Wieg van de beschaving, vertaling door Westerhoven, T. van, Tflof plaka matbaacilik a. fl., Ankara, 12e herziene uitgave [2] Jansen, D.W.L, Oeffelen, E.C.M. van, Ventilatiesysteem in de ondergrondse stad Derinkuyu, TVVL Magazine 1/2007 [3] Schellen, H.L., Heating Monumental Churches Indoor Climate and Preservation of Cultural Heritage, dissertatie Technische Universiteit Eindhoven, 2002 [4] ASHRAE, 2005 ASHRAE Handbook - Fundamentals, Hoofdstuk 9, Tabel 3, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, SI Edition, 2005 [5] ASHRAE, 1997 ASHRAE Handbook - Fundamentals, Hoofdstuk 9, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, SI Edition, 1997 [6] Bouwfysische kwaliteit Rijkshuisvesting, Wettelijke eisen en Rgd-richtlijnen, Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, Den Haag, 1999

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

THERMISCH COMFORT VAN TUFSTENEN LEEFRUIMTES IN CAPPADOCIË Petra Briggen en Lisje Schellen, Technische Universiteit Eindhoven, unit Building Physics and Systems Binnen dit onderzoek is het thermisch comfort van onder- en bovengrondse tufsteen leefruimtes in Cappadocië in kaart gebracht. Het thermisch comfort is beoordeeld aan de hand van de PMV-methode van Fanger. Hierbij is een onderscheid gemaakt tussen de functie die de ruimtes vroeger dienden en het gebruik van de ruimtes in deze tijd. Uit de resultaten blijkt dat het aanbrengen van kleden op de vloer en op de binnenwanden van een tufstenen ruimte een positief effect heeft op het thermisch comfort van deze ruimte. Voor de leefruimte in de ondergrondse stad is een kledingadvies opgesteld. Als bezoekers dit kledingadvies opvolgen, zal het klimaat in de stad als neutraal beoordeeld worden.

INLEIDING Vele vulkanische uitbarstingen liggen ten grondslag aan het ontstaan van het landschap van Cappadocië. De as, modder en lava die bij deze uitbarstingen in het laat miyocenische tijdperk (tien miljoen jaar geleden) afgezet werden, veranderden door contact met de lucht in zachte turfsteenformaties [1]. Door miljoenen jaren erosie is het landschap bijgeslepen tot het nu typerende feeërieke landschap van Cappadocië. Cappadocië heeft in de loop der eeuwen vele verschillende bevolkingen gekend. Al in de prehistorie werd de gestolde lava gewonnen en werden de markante tufsteenkegels uitgehakt tot woningen. Later in de geschiedenis werden uit het tufsteen ook kerken en kloosters gehouwen.

Figuur 1: Bovengrondse woning met aanpassingen BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Tevens zijn er in Cappadocië vele ondergrondse steden uitgehakt in het zachte tufsteen. De eerste ondergrondse steden dateren uit de 4e eeuw voor Christus. De steden dienden als toevluchtsoord voor de bevolking in tijden van gevaar. In rotszalen diep onder de grond konden grote molenstenen voor de ingangen worden gerold om aanvallers buiten te houden. In tijden van gevaar werden de ondergrondse steden voor langere tijd in gebruik genomen. Het doel van het verrichte onderzoek was om inzicht te verkrijgen in het thermisch comfort van de ondergrondse en bovengrondse tufsteen leefruimtes.

ONDERZOEKSLOCATIES Het thermisch comfort is op drie verschillende locaties onderzocht. De eerste locatie is een bovengrondse tufsteen woning waarin aanpassingen zijn gedaan ter verbetering van het binnenklimaat (zie figuur 1). Deze woning beschikt over een kachel om tijdens de koude winters van Cappadocië de woonkamer te verwarmen. Daarnaast zijn er tapijten aan de wanden gehangen en op de vloer gelegd om ondermeer de warmte binnen te houden en om de oppervlaktetemperaturen te verhogen.

Figuur 2: Mirror Church 23

Tabel 1: Waardering van de PMV PMV

Beoordeling

+3

Heet

+2

Warm

+1

Lichtelijk warm

0

Neutraal

-1

Lichtelijk koel

-2

Koel

-3

Koud

Figuur 3: Bruidssuite Derinkuyu De tweede locatie betreft een bovengrondse tufsteen leefruimte in originele staat, zonder aanpassingen ter verbetering van het binnenklimaat. Een kleinere ruimte van de Mirror Church te Göreme doet dienst als tweede onderzoekslocatie (zie figuur 2). De twee bovengrondse leefruimtes zijn onderzocht om de invloed van de aanpassingen ter verbetering van het binnenklimaat te kunnen beoordelen. Door de bovengenoemde onderzoekslocaties met elkaar te vergelijken, kan de invloed van de aanpassingen ter verbetering van het thermisch comfort bepaald worden. Een verblijfsruimte in de ondergrondse stad Derinkuyu is gekozen als derde en laatste onderzoekslocatie. De ruimtes in deze stad kenden vaak meerdere functies, derhalve zijn er geen verblijfsruimtes in de stad te vinden. In tijden van gevaar sliep de bevolking op dierenhuiden op de vloer in voorraadruimtes, stallen, kerken en in gangen. De enige ruimte in Derinkuyu die primair gebruikt werd als verblijfsruimte is de bruidssuite (zie figuur 3).

ONDERZOEKSMETHODE

kwantitatieve voorspelling van het aantal personen dat zich ten aanzien van het algemene comfort onbehaaglijk zal voelen. Conform de richtlijnen van de Rijksgebouwendienst strekken de grenzen van het comfortgebied zich uit van een PMV van -0,5 tot +0,5. Bij de grenzen van dit comfortgebied bedraagt de PPD maximaal 10%, wat als goed wordt gedefinieerd [3]. Metingen Om de PMV en de PPD aan de hand van de beschreven methode te kunnen berekenen, worden op de drie onderzoekslocaties verschillende metingen verricht. Dit betreft metingen ter bepaling van de luchttemperatuur, luchtsnelheid, stralingstemperatuur en relatieve vochtigheid (zie figuur 4). Ook wordt op elke locatie de buitentemperatuur en de relatieve luchtvochtigheid buiten gemeten. Daarnaast wordt op locatie 1 en op locatie 3 de oppervlaktetemperatuur gemeten. Aan de hand van deze meting kan bepaald worden of er sprake is van oppervlaktecondensatie. Indien dit het geval is, zou de luchtkwaliteit in de ruimtes verslechterd kunnen worden door schimmelvorming op de wanden.

Om het thermisch comfort van de drie onderzoekslocaties te kunnen beoordelen wordt er gekeken hoe het binnenklimaat beoordeeld zou worden naar maatstaven van deze tijd. Hiervoor kan er gebruik gemaakt worden van de PMV (Predicted Mean Vote) methode. Dit model combineert vier omgevingsparameters (luchttemperatuur, luchtsnelheid, stralingstemperatuur en relatieve luchtvochtigheid) en twee persoonlijke parameters (metabolisme en kledingweerstand) in een index die gebruikt kan worden om een voorspelling te doen van het thermische binnenklimaat. Deze index correspondeert met de zeven-puntsschaal uit ISO 7730 (zie tabel 1) en vertegenwoordigt de gemiddelde thermische gewaarwording van een grote groep mensen in een bepaalde ruimte [2]. Met deze methode kan de subjectieve beleving van het binnenklimaat objectief beoordeeld worden. Het percentage ontevreden personen wordt aangegeven met de PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) en geeft een 24

Figuur 4: Meetapparatuur in Derinkuyu BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Alle metingen zijn verricht in de periode van 27 maart tot 2 april 2006. Omdat dit geen periode is met extremen in het buitenklimaat kan slechts voor de gemeten periode een uitspraak gedaan worden over het thermische comfort van de onderzoekslocaties. Het binnenklimaat in de ondergrondse stad is vrij constant, dit komt door de constante grondtemperatuur 70cm onder maaiveld. De conclusies met betrekking tot het thermisch comfort van de bruidssuite in Derinkuyu die naar aanleiding van de metingen getrokken kunnen worden gelden dan ook voor het hele jaar.

RESULTATEN PMV en PPD Locatie 1: Bovengrondse woning met aanpassingen Bij de berekening van de PMV is voor het metabolisme van de bewoners een waarde van 70 W/m2 aangehouden. Deze waarde komt overeen met het activiteitenniveau ‘rustig staan’ [4]. Voor de kledingweerstand wordt met een waarde van 0,7 gerekend. Een kledingweerstand met een waarde van 1 komt overeen met de warmteweerstand van een driedelig pak. De PMV in de bovengrondse woning met aanpassingen ligt ’s nachts lager dan overdag (zie figuur 6). Om 17.00u neemt de PMV af tot een minimum waarde van -1,7. Vanaf 8.00u neemt de PMV weer toe tot een waarde van -0,3 in de middag. Omdat de bewoners alleen tussen 9.00u en 21.00u in de ruimte verblijven, is de PMV slechts in deze periode bepaald. De PMV heeft in deze periode een gemiddelde waarde van -0,5. Daarmee wordt het klimaat in de woonkamer als neutraal tot lichtelijk koel beoordeeld. Deze beoordeling valt binnen de comfortgrenzen die zijn opgesteld door de Rijksgebouwendienst [3]. Overdag zou in deze woonkamer 88% van de aanwezigen tevreden zijn over het thermisch comfort.

Figuur 6: PMV en PPD van bovengrondse woning met aanpassingen

Figuur 7: Binnentemperatuur in de Mirror Church

Figuur 5: Binnentemperatuur in bovengrondse woning met aanpassingen Locatie 2: Bovengrondse woning zonder aanpassingen (Mirror Church) De PMV is voor deze onderzoekslocatie in twee situaties bepaald (zie figuur 8): de situatie waarin in de kerk diensten gehouden werden en de situatie van nu, waarin bezoekers de kerk bezichtigen. In beide situaties is de Mirror Church ’s nachts niet toegankelijk geweest voor bezoekers. Het thermisch comfort op deze locatie is om deze reden slechts bepaald tussen 9.00u en 17.00u. De binnentemperaturen in de kerk zijn door de jaren heen niet veranderd, in de kerk zijn er geen aanpassingen gedaan om het binnenklimaat behaaglijker te maken (zie figuur 7). BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Figuur 8: PMV en PPD van de Mirror Church Wel is er een verschil in het metabolisme van de bezoekers in de twee situaties. Voor de situatie van vroeger is er voor de berekening van de PMV een waarde van 70 W/m2 aangehouden, voor de huidige situatie is er met een waarde van 93 W/m2 gerekend. Deze waarden komen respectievelijk overeen met de activiteitenniveau’s ‘rustig staan’ en ‘ontspannen lopen’ [4]. Voor de kledingweerstand wordt voor de situ25

atie van vroeger gerekend met een waarde van 1,1. Tegenwoordig dragen de bezoekers minder dikke kleding, in de periode dat de metingen zijn verricht wordt de kledingweerstand geschat op 0,7. De PMV voor de situatie van vroeger heeft een gemiddelde waarde van -2,5 tussen 9.00u en 17.00u. Het klimaat in de kerk zou naar maatstaven van deze tijd als koel tot koud beoordeeld kunnen worden. Uit de waarde van de PPD blijkt dat in deze situatie slechts 8% van de bezoekers tevreden zou zijn over het binnenklimaat. Bij de huidige situatie in de Mirror Church hoort een PMV met een gemiddelde waarde van -2,2. Het klimaat wordt in deze situatie beter beoordeeld, maar het klimaat wordt nog steeds koel gevonden. Ongeveer 86% van de bezoekers zou in deze situatie nog steeds niet tevreden zijn over het binnenklimaat. Figuur 11: Grafiek ter bepaling van de dauwpuntstemperatuur Locatie 3: Leefruimte in de ondergrondse stad (Bruidssuite in Derinkuyu) Ook voor deze onderzoekslocatie is een onderscheid gemaakt tussen de situatie van vroeger waarin de ondergrondse stad bewoond werd, en de situatie nu, waarin bezoekers rondgeleid worden in de stad. Voor de situatie van vroeger is het thermische comfort tussen 7.00u en 23.00u bepaald. Omdat de waarde voor de kledingweerstand ’s nachts afhankelijk is van hetgeen waaronder geslapen werd, kan voor die situatie geen uitspraak gedaan worden over het thermisch comfort. Overdag was de bevolking bezig met het uitbreiden van de stad door nieuwe ruimtes uit te graven. Voor deze situatie is gerekend

Figuur 9: Binnentemperatuur in Derinkuyu

met een metabolisme van 116 W/m2, dit geldt voor middelzware arbeid [4]. De PMV varieert tussen de -1,3 en de -0,6 met een gemiddelde waarde van -1,2 (zie figuur 10). Hiermee wordt het klimaat in deze tijd voor die situatie als lichtelijk koel beoordeeld. In Derinkuyu zou 34% van de bewoners overdag ontevreden zijn over het thermisch comfort. Voor de beoordeling van het binnenklimaat in deze tijd is er een onderscheid gemaakt tussen de zomer en de winter. Dit onderscheid is gemaakt omdat de bezoekers in de zomer minder dikke kleding dragen dan in de winter. Voor de kledingweerstand wordt in de zomer een waarde van 0,5 aangehouden en in de winter een waarde van 0,9. Ook in deze situatie is gerekend met een metabolisme van 116 W/m2. De nacht is in de berekening van de PMV en de PPD voor de huidige situatie niet meegenomen, omdat de ondergrondse stad van 18.00u tot 7.00u haar deuren sluit. In de bruidssuite wordt het klimaat in de winter met een gemiddelde PMV van -1,5 als lichtelijk koel tot koel beoordeeld. Ongeveer de helft van de bezoekers zou in de winter niet tevreden zijn over dit klimaat. De toeristen die in de zomer Derinkuyu bezoeken zullen het klimaat in de ondergrondse stad als koel tot koud beschouwen met een gemiddelde PMV van -2,5. In die situatie bedraagt de PPD 96% (zie figuur 10). Schimmelvorming Oppervlaktecondensatie ontstaat als de oppervlakte-temperatuur beneden de dauwpuntstemperatuur (Tdauw) daalt. Tdauw kan bepaald worden aan de hand van figuur 11. In de grafiek is de verzadigde dampspanning (Psat) als functie van de temperatuur uitgezet. De heersende dampspanning (Pd) kan berekend worden met behulp van formule 1. Als Pd bekend is, kan Tdauw bepaald worden door vanuit het snijpunt met de curve een verticale lijn naar beneden te trekken. Op het punt waar deze verticale lijn de x-as snijdt is de dauwpuntstemperatuur af te lezen.

Figuur 10: PMV en PPD van Derinkuyu 26

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

RV Pd = ––––––i– . Psat(Ti) [Pa] 100

CONCLUSIE (1)

Waarin geldt: Pd = de heersende dampspanning binnen [Pa] Ti = de binnenluchttemperatuur [°C] RVi = de relatieve vochtigheid binnen [%] Psat(Ti) = de maximale dampspanning bij de heersende luchttemperatuur [Pa] Wanneer de relatieve vochtigheid aan het oppervlak gedurende langere perioden hoger dan 80% is, bestaat er een reële kans op schimmelvorming. In Derinkuyu is dat het geval en er kan geconcludeerd worden dat er kans op schimmelvorming aanwezig is. In Derinkuyu is er gedurende de gehele meetperiode oppervlaktecondensatie opgetreden (zie figuur 12). In de bovengrondse woning met aanpassingen is er gedurende de hele meetperiode geen schimmelvorming opgetreden op de binnenoppervlakken (zie figuur 13).

Een overzicht van de beoordelingen van het thermisch comfort naar maatstaven van deze tijd zijn per onderzoekslocatie weergegeven in tabel 2 tot en met 4. Tabel 2: Thermische beoordeling bovengrondse woning met aanpassingen (locatie 1) Situatie

PMV

PPD

Overdag [9.00u – 21.00u]

-0,5

11,8%

Tabel 3: Thermische beoordeling Mirror Church (locatie 2) Situatie

PMV

PPD

Vroeger [9.00u – 17.00u]

-2,5

92,2%

Nu [9.00u – 17.00u]

-2,2

85,8%

Tabel 4: Thermische beoordeling Derinkuyu (locatie 3)

Figuur 12: Oppervlaktecondensatie in Derinkuyu

Figuur 13: Oppervlaktecondensatie in de bovengrondse woning met aanpassingen BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Situatie

PMV

PPD

Vroeger overdag

-1,2

34,2%

Nu winter [clo=0,9]

-1,5

53,0%

Nu zomer [clo=0,5]

-2,5

95,6%

Nu met clo=1,7

-0,5

7,8%

Uit een vergelijking van tabel 2 en 3 blijkt dat de aanpassingen een positief effect hebben op het thermisch comfort in de tufstenen leefruimtes. De PMV in de Mirror Church heeft tussen 9.00u en 17.00u een gemiddelde waarde van -2,2. Hiermee wordt het binnenklimaat in de gemeten periode als koel beoordeeld. De PMV in de bovengrondse woning met aanpassingen heeft tussen 9.00u en 21.00u een gemiddelde waarde van -0,5. Door de aanpassingen die in de woning zijn gedaan, wordt het klimaat beoordeeld als neutraal tot lichtelijk koel. De waarden van de PMV vallen in die situatie binnen de comfortgrenzen die zijn opgesteld door de Rijksgebouwendienst. Het klimaat in de ondergrondse stad wordt niet sterk beïnvloed door het buitenklimaat. Daarom heerst er gedurende het jaar een vrij constante binnentemperatuur in de stad. Voor de ondergrondse leefruimte is er onderzocht welke kledingweerstand gerealiseerd moet worden om ervoor te zorgen dat de bezoekers van Derinkuyu gedurende het hele jaar tevreden zullen zijn over het klimaat (PMV tussen -0,5 en 0,5). Hierbij is gerekend met een metabolisme van 116 W/m2. Bij een kledingweerstand van 1,7 zal slechts 8% van de bezoekers ontevreden zijn over het klimaat. Om deze 27

kledingweerstand te bereiken is er een kledingadvies opgesteld: bezoekers zouden een boxershort, T-shirt, blouse met lange mouwen, dikke trui, normale broek, parka, lange dikke sokken en schoenen met dikke zolen moeten dragen. Wanneer men dit kledingadvies opvolgt, zal het klimaat in de ondergrondse leefruimte met een PMV van -0,5 als comfortabel beoordeeld worden.

LITERATUURLIJST [1] Gülyaz, M.E., Ölmez, I., Cappadocia, Turizm Tekstil, Istanbul, 2005 [2] ISO 7730, Moderate thermal environments – Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort, Zwitserland, 1994 [3] RGD / Bouwfysische kwaliteit Rijkshuisvesting, 1999 [4] ASHRAE, Fundamentals, Atlanta, 2005 [5] Shramek, E.R., Recknagel-Sprenger-Schramek Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, 1995

28

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

ONDERZOEK NAAR HET BEHOUD VAN FRESCO’S IN TWEE KERKEN IN CAPPADOCIË Reinier Maas, Maikel Ritmeijer, studenten Architecture, Building and Planning aan de Technische Universiteit Eindhoven, unit Building Physics and Systems In de periode van 24 maart tot en met 4 april 2006 is in het kader van de Flux meetexpeditie van de Technische Universiteit Eindhoven een onderzoek verricht naar het behoud van fresco’s in kerken in het gebied Cappadocië in Turkije. Bij dit onderzoek wordt de invloed van het toenemende toerisme op de levensduur van de fresco’s onderzocht. Hieruit blijkt dat de directe invloed van de toeristen op de fresco’s negatief is, daar waar zij zorgen voor extra vocht- en warmtebelasting en aantasting door vernieling. Echter is de indirecte invloed van het toerisme positief, daar waar zij zorgen voor financiering van restauraties en bewaking.

AANLEIDING Zoals in de algemene inleiding naar voren is gekomen speelt de streek Cappadocië een grote rol in de historie van het Christendom. Om het geloof te kunnen beleiden en uit te kunnen dragen hebben de Christenen in deze streek eenvoudige kerkjes in het tufsteen uitgehouwen. Deze ruimten zijn eeuwen geleden versierd met fresco’s, om zo de boodschap van het geloof duidelijk aan de mensen over te kunnen brengen. Deze fresco’s werden allereerst eenvoudigweg direct op het tufsteen aangebracht.[1] De fresco’s van dit type laten veelal eenvoudige rode geometrische afbeeldingen zien (figuur 1). Later is een deel van de kerkjes versierd met fresco’s op een laag van kalk en zand.[1] Hierdoor werd het mogelijk om een veel uitbundiger soort schildering te realiseren. Veel voorkomende fresco’s die met deze techniek gemaakt zijn, laten dan ook uitgebreide Bijbelse taferelen zien (figuur 2).

Figuur 1: Eenvoudige geometrische rode fresco’s, welke direct op het tufsteen zijn aangebracht. BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Vele eeuwen na het uithouwen van de bovengrondse kerken en het aanbrengen van de vele fresco’s, hebben de toeristen Cappadocië met zijn prachtige landschap en fascinerende historie ontdekt. De fresco’s in de vele bovengrondse kerkjes oefenen hierbij een grote aantrekkingskracht uit op de toeristen. Busladingen met toeristen worden tegen een kleine vergoeding de kerkjes binnengelaten om aldaar de eeuwenoude schilderingen te aanschouwen. De Turkse overheid probeert uit alle macht de fresco’s te bewaren voor het nageslacht, maar tegelijkertijd proberen zij ook om zoveel mogelijk inkomsten te behalen uit het toerisme. De vraag is of beide doelstellingen naast elkaar te realiseren zijn. Door bezoekers worden de fresco’s namelijk blootgesteld aan extra fysische belastingen als warmte en vocht. Deze belastingen komen de conservatie van de fresco’s waarschijnlijk niet ten goede. Daarnaast is er ook een verhoogde kans op mechanische schade veroorzaakt door de toeristen. Dit onderzoek zal dan ook verder in gaan op hoe het toerisme het behoud van de fresco’s in Cappadocië beïnvloed.

METHODE Uit het onderzoek dat voorafgaand aan deze meetexpeditie is uitgevoerd, is gebleken dat de factoren die invloed hebben op de aantasting van de fresco’s ruwweg verdeeld kunnen worden in twee groepen. Dit zijn het heersende binnenklimaat in de kerk en de mechanische aantasting van de fresco’s. Het binnenklimaat wordt in grote lijnen bepaald door de geometrie, de ligging en de materiaaleigenschappen van de ruimte, het buitenklimaat en de interne belasting, zoals bezoekers, kaarsen, lampen en onvolkomenheden als lekkages.

Figuur 2: Uitbundige schilderingen van Bijbelse taferelen, aangebracht op een onderlaag van kalk en zand. 29

De mechanische aantasting van de fresco’s kan ontstaan door scheurvorming veroorzaakt door zettingen, waardoor lekkages kunnen ontstaan en aantasting door bezoekers in de vorm van vernieling en bekladding. Om deze invloedsfactoren kwantitatief weer te kunnen geven is er onderzoek gedaan in twee kerken, waarbij de bezoekersintensiteit van de twee kerken sterk verschilt. De keuze van de kerken is dan ook gebaseerd op de locatie (relatief dicht bij elkaar en de verblijfslocatie), de bezoekersintensiteit (laag en hoog) en de ruimte (een gelijksoortige ruimte voor een goede vergelijking). Vervolgens zijn beide kerken in kaart gebracht, is er gekeken naar het type en de staat van de fresco’s en zijn er diverse metingen verricht. De metingen aan het binnen- en buitenklimaat zijn per kerk gedurende drie dagen uitgevoerd. Deze metingen betreffen metingen van de luchttemperatuur, de relatieve luchtvochtigheid, de verlichtingssterkte en de oppervlaktetemperatuur. Daarnaast zijn er momentopnamen gemaakt van de oppervlaktetemperatuur met een infrarood camera, van het luchtstromingspatroon en het ventilatievoud. Metingen van de deeltjesconcentraties in de ruimten en het UV-gehalte hebben geen betrouwbare resultaten opgeleverd.

KERKEN Mirror Church De Mirror Church dankt zijn naam aan de symmetrische plattegrond van de kerk en de gespiegelde schilderingen op de wanden en het plafond. Deze kerk bevindt zich in een heuvel nabij Göreme. Vanwege de relatief afgelegen locatie en het type fresco’s is het aantal bezoekers laag (ongeveer 10 per dag tijdens ons verblijf). Men betreed de kerk via een klein voorportaal aan de Oostzijde van de kerk. De kerk heeft een totale inhoud van ongeveer 175 kubieke meter en bestaat uit een middenschip, twee zijbeuken, een grote en twee kleine ronde nissen. Het middenschip en de twee zijbeuken worden gescheiden door drie rondbogen en twee rijen kolommen ter ondersteuning.

Figuur 3: Exterieur Mirror Church 30

Figuur 4: Door zonlicht vervaagde fresco’s op de Westwand

Figuur 5: Heldere fresco’s op de Oostwand

De fresco’s in deze kerk zijn van het type dat direct op het tufsteen is aangebracht. Eenvoudige rode geometrische figuren (o.a. dominostenen) versieren de bovenzijde van de wanden, de rondbogen en de kolommenrijen. De staat van de fresco’s is redelijk te noemen. Op enkele plaatsen heeft de eeuwenlange bestraling met indirect zonlicht de schilderingen doen vervagen (figuur 4). Op de tegenoverliggende wand valt beduidend minder licht en hier zijn de schilderingen nog scherp van kleur (figuur 5). Een tweede schademechanisme in deze kerk is roetschade (figuur 6). In de nissen zijn jarenlang kaarsen gebrand (en de vriendelijke beheerder doet dit voor de romantische sfeer bij elke bezoeker nog steeds), waardoor veel roetafzetting tegen de wanden en het plafond is ontstaan. De roetafzetting heeft de toplaag van het tufsteen verhard, waardoor een deel van deze toplaag heeft losgelaten.

Figuur 6: Roetafzetting op het tufsteen door brandende kaarsen in de nissen en loslating van de toplaag BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

dag tijdens ons verblijf). Men betreed de kerk via een houten deur aan de Westzijde van de kerk. Net als de Mirror Church bestaat deze kerk uit een middenschip, twee zijbeuken, een grote en twee kleine nissen. De Apple Church heeft een inhoud van ongeveer 120 kubieke meter. In deze kerk is het plafond verdeeld in negen vakken, waarbij elk vak uit een koepeltje bestaat. Het plafond wordt ondersteund door vier kolommen, waarbij duidelijk zichtbaar is dat sommige kolommen later opnieuw zijn aangebracht bij restauratie van de kerk.

Figuur 7: ‘Conservering’ van fresco’s door beroeting Echter heeft deze roetafzetting ook een klein positief effect gehad. Op een locatie waar eigenlijk vervaging van de fresco’s door zonlicht zou moeten zijn is er een laagje roet ontstaan wat de vervaging heeft gestopt (figuur 7). Echter zal bij verdere beroeting deze schildering over enige tijd ook niet meer zichtbaar zijn, of loslaten met de gehele tufsteen toplaag. De invloed van bezoekers (al dan niet toeristen) is duidelijk zichtbaar. Tot op reikhoogte is er namelijk veel schade te vinden door vernieling (afpeuteren toplaag) en bekladding (achterlaten van een naam of een boodschap voor het nageslacht). Hierdoor is er onder reikhoogte weinig van de authentieke toplaag meer zichtbaar. Apple Church De Apple Church bevindt zich in het openluchtmuseum van Göreme. Deze kerk is in de 11de eeuw uitgehouwen in een heuvel. Vanwege de centrale ligging en het type fresco’s is het bezoekersaantal hoog (ongeveer 400 tot 500 bezoekers per

Figuur 9: Aartsengel Gabriël met de appel Op het eerste oog geven de fresco’s in deze kerk een verbluffende en overweldigende indruk. Vooral het plafond is versierd met haarscherpe en zeer kleurrijke Bijbelse afbeeldingen. Zo is de Aartsengel Gabriël zichtbaar met daarbij een rond voorwerp dat volgens de diverse toergidsen een appel voorstelt (figuur 9). Hier dankt deze kerk (Apple Church) dan ook zijn naam aan. Als men de ruimte echter goed bekijkt, dan zijn er vele schades aan de fresco’s te vinden. Deze schades laten ook de geschiedenis van deze fresco’s zien. Zo is een deel van de aangetaste fresco’s van de wand afgevallen, waarbij de gehele onderlaag van kalk en zand is meegekomen en de originele tufsteen constructie zichtbaar is geworden (figuur 10). Op dit tufsteen zijn de oude, rode, direct op het tufsteen aangebrachte schilderingen zichtbaar. Deze schilderingen laten vrijwel dezelfde symbolen en vormen zien als de schilderingen in de Mirror Church. De fresco’s in de Apple Church op de onderlaag van kalk en zand zijn dus aangebracht over de tufsteenwand met de oudere (rode) fresco’s.

Figuur 8: Exterieur Apple Church BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Het belangrijkste zichtbare schademechanisme dat de fresco’s in deze kerk heeft aangetast is vocht. De geringe tufsteenlaag boven het plafond van de kerk en de vele zettingsscheuren hebben in de loop van de jaren veel vocht doorgelaten vanaf het bovenliggende maaiveld. Hierdoor is de frescolaag van kalk en zand aangetast en afgevallen (figuur 11). Bij restauratie van de kerk is de constructielaag boven de kerk vergroot tot twee meter verdicht zand, zijn de zettingsscheuren in het tufsteen dichtgesmeerd en zijn de vrijgeko31

men randen van de frescolaag dichtgesmeerd om verdere aantasting door vocht te voorkomen. Net als in de Mirror Church zien we ook in de Apple Church de invloed van bezoekers op de fresco’s. Ook hier hebben zij tot op reikhoogte vernielingen aangericht door de toplaag los te peuteren en symbolen in te kerven (figuur 12).

METINGEN Mirror Church Om het binnenklimaat te kunnen onderzoeken is centraal in de ruimte, op drie verschillende hoogtes de luchttemperatuur en de relatieve luchtvochtigheid gemeten. De verlichtingssterkte en oppervlakte- temperatuur zijn zo dicht mogelijk bij de fresco’s gemeten, zonder de fresco’s aan te tasten. De metingen van de luchttemperatuur en de relatieve luchtvochtigheid in de kerk laten zien dat deze het buitenklimaat gedempt volgen. Hierbij hebben deze grootheden binnen en buiten de kerk een sinusvormig verloop (figuur 13 en 14). Het absoluut vochtgehalte heeft binnen en buiten de kerk vrijwel dezelfde waarde (figuur 15). De oppervlaktetemperatuur is vrijwel constant met een gemiddelde waarde van 8°C. Uit de meetresultaten is gebleken dat er tijdens de meetperiode geen gevaar is geweest voor oppervlaktecondensatie en schimmelvorming op de fresco’s.

Figuur 10: Vrijgekomen tufsteenconstructie met rode fresco’s na afvallen van kalk en zand toplaag met kleurrijke schilderingen

Vanwege het voorportaal in de kerk is er enkel indirect licht in de ruimte met fresco’s. Echter was zichtbaar dat dit op sommige plaatsen op de fresco’s wel een dermate intensiteit heeft gehad dat het de fresco’s heeft aangetast. De meting op de door licht aangetaste wand laat zien dat de verlichtingssterkte op de wand de verlichtingssterkte buiten gedempt volgt (figuur 16). Tijdens de meetperiode wordt de maximum verlichtingssterkte buiten behaald op het zonnige 1 april om 13:00 uur en heeft een waarde van 118.000 lux. Op hetzelfde tijdstip is de verlichtingssterkte binnen 50 lux. Met behulp van rookpatronen is een indicatie verkregen van de luchtstroming in de ruimte. Er is waarschijnlijk een verband tussen de luchtstromingen langs de wanden en plafonds en de roetafzetting aan deze constructies. Vooral in de hoek tussen twee wanden is ter hoogte van het plafond een roetafzetting waar te nemen (figuren 6 en 7). De ingebla-

Figuur 11: Afgevallen frescolaag na aantasting door doorslaand vocht door zettingsscheuren

Figuur 12: Ingekerfde symbolen in de tufsteenwand 32

Figuur 13: Luchttemperatuur Mirror Church, openingstijden 10:00 tot 17:00 (grijs gearceerd) BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

zen rook blijft op deze hoekpunten dan ook relatief langer aanwezig. Apple church In de Apple Church zijn vergelijkbare metingen verricht als in de Mirror Church. Het was echter niet toegestaan om in deze kerk sensors aan het oppervlak te bevestigen. De sensor voor de verlichtingssterkte is daarom aan het statief, voor de fresco’s bevestigd. De oppervlaktetemperatuur is alleen bepaald door middel van een momentopname middels een infrarood camera.

Figuur 14: Relatieve vochtigheid Mirror Church, openingstijden 10:00 tot 17:00 (grijs gearceerd)

Net als in de Mirror Church is te zien dat het verloop van de luchttemperatuur en de relatieve vochtigheid het buitenklimaat volgt (figuur 17 en 18). In het verloop is echter te zien dat tijdens de openingstijden van de kerk het absoluut vochtgehalte en de luchttemperatuur in de kerk ten opzichte van het buitenklimaat sterk stijgen en schommelen (figuur 19). Deze verschijnselen lijken veroorzaakt te worden door het grote aantal bezoekers dat tijdens deze periode de kerk betreed. Deze kunnen gezien worden als vocht- en warmtebronnen.

Figuur 15: Absoluut vochtgehalte Mirror Church, openingstijden 10:00 tot 17:00 (grijs gearceerd)

De Apple Church bestaat uit één ruimte, waarbij de ingang van de ruimte direct op buiten is aangesloten. Het licht dat de ruimte betreed zou dus direct licht kunnen zijn. Echter is de deuropening gericht op het Westen, waar de zon ondergaat. Op het moment dat de zon in de avonduren zakt en er direct licht op de fresco’s zou kunnen vallen, verdwijnt de zon achter een heuvel, waardoor er geen direct licht meer binnen komt. De maximum verlichtingsterkte op de fresco’s is op 1 april om 13:00 uur 170 lux, waarbij de verlichtingssterkte buiten op dat moment 118.000 lux is (figuur 20). In de grafiek van de verlichtingssterkte zijn ook sterke variaties te zien, die niet te verklaren zijn uit de verlichtingssterkte in het vrije veld. Tijdens ons bezoek aan de kerk viel ons echter op dat bij het binnenkomen van grote groepen bezoekers de daglichtopening (deur) regelmatig geheel werd afgesloten door de bezoekers (figuur 21). Dit veroorzaakt de schomme-

Figuur 16: Verlichtingssterkte Westwand Mirror Church, openingstijden 10:00 tot 17:00 (grijs gearceerd)

Figuur 17: Luchttemperatuur Apple Church met openingstijden, openingstijden 9:00 tot 17:00 (grijs gearceerd)

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

33

Figuur 18: Relatieve vochtigheid Apple Church, openingstijden 9:00 tot 17:00 (grijs gearceerd)

Figuur 20: Verlichtingssterkte op Zuidwand Apple Church, openingstijden 9:00 tot 17:00 (grijs gearceerd) den door interne belastingen in de ruimte, zoals verlichting of een fototoestel met flitser.

Figuur 19: Absoluut vochtgehalte Apple Church met openingstijden, openingstijden 9:00 tot 17:00 (grijs gearceerd)

Beide kerken staan in open verbinding met het buitenklimaat. Dit heeft tot gevolg dat het binnenklimaat het verloop van het buitenklimaat (gedempt) volgt. Naast het gevaar van een te hoge concentratie vocht in de ruimte als gevolg van een hoge relatieve luchtvochtigheid buiten, treden ook grote variaties op in het binnenklimaat. Er was tijdens het verblijf geen gevaar voor condensvorming aan de wand met fresco’s, maar door het gevaar van een hoge relatieve luchtvochtigheid in de ruimte is het risico op biologische schade aanwezig. Bezoekers van de ruimte kunnen ook een aandeel in de belasting van de fresco’s hebben. Zo blijkt uit de metingen dat bezoekers een extra warmte- en vochtbelasting tot gevolg hebben. Op een regenachtige dag zal de vochtproductie van bezoekers nog hoger zijn als gevolg van natte kleding, zodat de wanden van de fresco’s hygroscopisch extra worden belast. Daarnaast kunnen bezoekers ook met of zonder opzet mechanische schades aan de fresco’s aanbrengen.

lingen in de verlichtingssterkte. Met behulp van rookpatronen is een indicatie verkregen van het luchtstromingspatroon. Hierbij viel op dat er in de gehele kerk vrijwel geen luchtstroming aanwezig was, zowel langs de wanden als in de ruimte zelf.

CONCLUSIE Gezien de korte meetperiode per kerk (drie dagen) is geen goede beoordeling te geven over het klimaat. Toch zijn er met de quickscan enkele schademechanismen ontdekt aan de fresco’s, zowel fysisch als mechanisch.

Echter is het effect van de bezoekers op de fresco’s niet alleen negatief. Zoals reeds vermeld is de Apple Church gerestaureerd in de hoop de fresco’s voor de toekomst veilig te stellen. De drijfveer van de Turkse overheid voor deze restauratie (veiligstellen van cultuur-historisch erfgoed, of het veiligstellen van inkomen uit toerisme) is hierbij van ondergeschikt belang. De komst van de toeristen heeft ervoor gezorgd dat de fresco’s worden bewaard en bewaakt.

REFERENTIES [1] Conservation of wall paintings; Paolo Mora, Laura Mora and Paul Philoppot; Butterworths; Londen; 1984

Ten eerste zal direct zonlicht ten alle tijde moeten worden vermeden. Indirect licht met een lage verlichtingssterkte (maximaal 50 lux) lijkt ook al vervaging van de fresco’s tot gevolg te hebben. Deze degradatie kan mede beïnvloed wor-

34

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

Werken aan een duurzaam evenwicht met het oog op onze toekomst

DWA installatie- en energieadvies is een toonaangevend adviesbureau met circa tachtig medewerkers. Kenmerkend voor onze aanpak is dat we continu zoeken naar verbeteringen en innovaties van energieconcepten en -processen. Het principe van rentmeesterschap is hierbij een belangrijke inspiratiebron. Vanwege de groei van onze activiteiten zoeken wij naar gedreven nieuwe collega’s die DWA nóg meer kleur geven.

Bouwfysicus Een doorzetter die zich ontwikkelt tot een autoriteit in zijn vakgebied DWA is betrokken bij ambitieuze en complexe projecten. Een belangrijk uitgangspunt voor het ontwerpen van een kwalitatief hoogstaand en duurzaam gebouw, is de integratie van installaties en bouwkunde. Bouwfysica speelt hierbij in toenemende mate een belangrijke rol. De functie Als bouwfysicus ben je zowel intern als extern het aanspreekpunt voor bouwfysische aspecten. Je voert zelfstandig of in teamverband projecten uit. Je toetst aan regelgeving, voert simulaties uit, stelt rapportages op en overlegt met opdrachtgever, architect, installatieadviseur en brandweer.

Wat mag je van DWA verwachten? • Enthousiaste en professionele collega’s; • Spraakmakende projecten en opdrachtgevers in verschillende sectoren; • Mogelijkheden om jezelf te ontwikkelen; • Veel ruimte voor initiatief; • Werk op het snijvlak van techniek, economie en milieu; • Een zakelijke omgeving met oog voor de mens; • Een groeiend bedrijf; • Marktconforme arbeidsvoorwaarden. Informatie en reageren Geïnteresseerd? Kijk dan verder op onze website www.dwa.nl of neem contact op met ing. Ronald Schilt, adjunct-directeur, telefoon (0172) 63 53 36. Stuur je gemotiveerde sollicitatie met curriculum vitae naar DWA installatie- en energieadvies, t.a.v. de heer ing. J.C. Dijkgraaf, directeur, Postbus 274, 2410 AG Bodegraven.

DWA installatie- en energieadvies Wat verwachten we van jou? • Enthousiasme en gedrevenheid om het vakgebied bouwfysica verder te ontwikkelen. • Zelfstandigheid, creativiteit, doorzettingsvermogen, ondernemerschap en conceptueel denkvermogen. • Wo- of hbo-opleiding op het gebied van bouw-, natuur- of werktuigbouwkunde. • Aanvullende cursussen zijn een pre.

Denken in doen

Postbus 274 2410 AG Bodegraven Postbus 140 6710 BC Ede Postbus 136 7460 AC Rijssen T (0172) 63 53 00 / (0548) 53 55 40 E [email protected]

VERSLAG ALV EN TWEESPRAAKLEZINGEN 15 MAART 2007 Op donderdag 15 maart jl. heeft de Algemene Ledenvergadering (ALV) van de NVBV plaatsgevonden in zalencentrum La Gare in Den Bosch. Net als vorig jaar werden aansluitend twee tweespraaklezingen gehouden. De opkomst van circa 30 leden viel helaas tegen, zeker in vergelijking met de hoge opkomst van vorig jaar. Op het officiële gedeelte van de middag, de ledenvergadering, werd ondermeer de begroting voor 2007 vastgesteld en waren er korte presentaties van actieve commissies. Tevens werd er aandacht besteed aan het Beleidsplan 20072011 dat door het bestuur is opgesteld. Zowel het jaarverslag als het beleidsplan zijn via de website www.nvbv.org te downloaden. Een belangrijk agendapunt was de bestuurswijziging. Voorzitter Harry Nieman en penningmeester Antwan van Haaren zijn beide herkozen voor een tweede termijn. Verder werden twee nieuwe bestuursleden benoemd waarmee het totaal aantal bestuursleden op acht komt. De nieuw gekozen bestuursleden zijn Gemma Sluijsmans-van Hoven, werkzaam bij Cauberg-Huygen in Maastricht, en Piet Heijnen, werkzaam bij SenterNovem in Sittard. Na een korte pauze werd de eerste tweespraaklezing gehouden door mevrouw Granneman, werkzaam bij DGMR in Den Haag, en de heer Nijkamp, werkzaam als bouwplantoetser bij de gemeente Almelo. Deze eerste voordracht had de titel: Energieprestatie en gelijkwaardigheid: ‘Praktisch geen verschil’. In een lezing, waar veel ruimte was voor discussie met de toehoorders, werd inzichtelijk gemaakt dat door middel van nauwkeuriger reken- en uittrekwerk, in combinatie met gelijkwaardigheidverklaringen, de EPC van woningen fors kan worden verlaagd. Het adagium daarbij is dat ‘rekenen wordt beloond’. Over het gebruik en het zogenaamde stapelen van gelijkwaardigheidverklaringen werd door de aanwezige ingenieursbureaus en bouwplantoetsers verschillend gedacht. Het ontbreken of niet beschikbaar stellen van de rapportage die ten grondslag ligt aan een gelijkwaardigheidverklaring werd door de bouwplantoetsers als belangrijkste argument tegen gebruik van deze methode

Mevrouw Granneman en de heren Van Daalen, Nijkamp, Valk en Nieman (vlnr) genoemd. Er werd door hen gepleit voor een landelijke instelling die alle gelijkwaardigheidverklaringen beoordeelt. De tweede lezing had de titel: GIW/ISSO: gewijzigde eisen gezien vanuit de adviseur en de projectontwikkelaar. De voordracht werd gehouden door de heren Valk, werkzaam bij Adviesburo Nieman, en Van Daalen, werkzaam bij Bouwfonds MAB Ontwikkeling Delft. De heer Valk presenteerde de voor bouwfysici belangrijkste eisen uit dit document die op 1 januari 2007 zijn ingegaan. Eisen die deels het Bouwbesluit aanvullen en deels strenger zijn dan de huidige regelgeving. De heer Van Daalen gaf een aardig kijkje in de keuken en vertelde verhalend over het tot stand komen van de GIW/ISSO-eisen via de bekritiseerde versie uit 2006 tot aan het huidige document. Ook bij deze lezing was er veel ruimte voor discussie met de zaal. Niet geheel verwonderlijk want de nieuwe GIW/ISSO-eisen uit 2007 bevatten met name op het gebied van bouwfysica enkele opmerkelijke richtlijnen en uitgangspunten. Door de heer Valk werd een oproep gedaan deze zaken vooral te melden bij het GIW of ISSO. Rond half zes werd een geslaagde middag afgesloten met een borrel. De thuisblijvers hebben een zeer interessante bijeenkomst gemist. Deze mensen krijgen een herkansing op de Kennisdag Bouwfysica van 31 mei a.s. in Eindhoven! Jérôme Eijsackers

Voorzitter Harry Nieman bedankt de sprekers 36

BOUWFYSICA, VOL. 20, 2007, NO. 1

2e NVBV Kennisdag Bouwfysica “Bouwfysica voor vandaag en overmorgen” Donderdag 31 mei 2007,TU Eindhoven De NVBV stelt zich ten doel de uitwisseling en overdracht van bouwfysische kennis te bevorderen en een brug te slaan tussen wetenschap en praktijk en onderzoek en advies.Ter verwezenlijking van deze doelstelling wordt op donderdag 31 mei 2007 voor de tweede maal de tweejaarlijkse NVBV Kennisdag Bouwfysica georganiseerd, met dit keer als gastheer de Technische Universiteit Eindhoven. Het programma van de dag is als volgt: 9:30 – 10:00 Ontvangst en koffie 10:00 – 10:25 Welkomstwoord 10:30 – 12:20 Parallelsessies Heat, air and moisture, Fire Engineering, Energieconcepten 12:20 – 13:45 Lunch en kennismarkt 13:45 – 15:35 Parallelsessies Bouwfysica van monumenten, Bouwfysica en gezondheid, Geluid & trillingen 15:35 – 16:00 Thee en kennismarkt 16:00 – 16:15 Uitreiking Kees van der Linden Prijs 16:15 – 16:45 Lezing “Klimaatscenario’s voor Nederland voor de komende 50 jaar” 16:45 – 17:00 Lezing “Bouwfysica overmorgen” 17:00 – 18:00 Afsluiting en borrel De Kennisdag Bouwfysica: dé gelegenheid om deskundigen te horen over wat er speelt in het vakgebied, collega’s te spreken en potentiële werknemers of werkgevers te ontmoeten. Bent u geïnteresseerd in sponsoring? Kijk dan op www.nvbv.org of neem contact op met de organisatie (zie onder). 2e NVBV Kennisdag Bouwfysica Datum: donderdag 31 mei 2007, 9:30u – 18:00u Plaats: TU Eindhoven - auditorium € 75,00 Kosten: leden (werkzaam bij sponsor NVBV) €100,00 leden (niet werkzaam bij sponsor NVBV) € 95,00 niet- leden (werkzaam bij sponsor NVBV) niet-leden (niet werkzaam bij sponsor NVBV) €125,00 € 15,00 studenten Informatie: Bouwforum BV, [email protected] / 030-2.411.227 Aanmelden: www.NVBV.org

THEMANUMMER

STUDIEREIS FLUX NAAR TURKIJE 18e jaargang nummer 1 april 2007

-˜iiÊi˜ÊLiÌÀœÕÜL>ÀiÊLiÀiŽi˜ˆ˜}i˜

Sponsors van de NVBV

ۜœÀʈ˜ÃÌ>>̈i]Ê>`ۈiÃÊi˜ÊLœÕÜLiÏՈÌ

AD

KEN

7ˆi ܜÀ`Ì œ˜âi ˜ˆiÕÜi /À>ˆ˜ˆ˜} E -Õ««œÀÌ œ˜ÃՏÌ>˜Ì¶

VIE

S

G

NIS

N CHI

COA

Bureau Kent Vakinhoudelijk schrijfwerk Energieprestatie Metingen en evaluaties

Utrecht Rijswijk Zwolle Eindhoven

www.bureau-kent.nl Kent 42 3524 KB Utrecht 030 2817434

Adviesburo Nieman is een ingenieursbureau voor kwaliteitszorg en bouwfysica. Wij zijn sinds 1988 actief als kennis- en adviescentrum voor woning- en utiliteitsbouw. Diepgaande kennis van het Bouwbesluit is een van onze grondvesten. U kunt bij ons terecht met al uw bouwkundige vragen op de gebieden van: het Bouwbesluit • duurzaam bouwen brandveiligheid • kwaliteitscontroles op de bouwplaats risico-inventarisatie/veiligheids- en gezondheidsplannen installatietechniek • detailleringen • bouwfysica • akoestiek energiezuinigheid • klachtenonderzoek • kennisoverdracht

[email protected] www.nieman.nl

œœÀÊ`iÊ}iÃÌ>}iÊ}ÀœiˆÊ>>˜ÊŽ>˜Ìi˜ÊˆÃÊiÀÊLˆÊ  ÊÜvÌÜ>ÀiÊLi…œivÌiÊ>>˜Êii˜Ê/À>ˆ˜ˆ˜}ÊEÊ-Õ««œÀÌÊ œ˜ÃՏÌ>˜ÌÊ `ˆiʜ˜ÃÊÌi>“ÊŽœ“ÌÊÛiÀÃÌiÀŽi˜°  ÊÜvÌÜ>ÀiʈÃÊ̜œ˜>>˜}iÛi˜`ÊÜvÌÜ>ÀiiÛiÀ>˜VˆiÀÊۜœÀʈ˜ÃÌ>>̈iÌiV…˜ˆÃV…i]ÊLœÕÜvÞÈÃV…iÊi˜Ê œÕ܇ LiÏՈÌÊLiÀiŽi˜ˆ˜}i˜°Ê ˜“ˆ``iÃʓ>Ži˜Ê>Ê“iiÀÊ`>˜ÊÈääʜÀ}>˜ˆÃ>̈iÃÊ}iLÀՈŽÊÛ>˜Ê…iÌÊ  ÊÃÞÃÌii“° iʎ>˜Ìi˜ÊÛ>˜Ê  ÊÜvÌÜ>ÀiÊLiÃÌ>>˜ÊՈÌʈ˜ÃÌ>>̈iÌiV…˜ˆÃV…iÊLi`ÀˆÛi˜]Ê>`ۈiÃLÕÀi>ÕÃ]ÊLœÕÜLi`ÀˆÛi˜]Ê >ÀV…ˆÌiVÌi˜]Ê}i“ii˜Ìi˜]ʅœ}iÃV…œi˜Êi˜Ê," ½Ã°Ê 6œœÀÊLœÕ܎՘`ˆ}iʜ˜ÌÜiÀ«i˜ÊܜÀ`i˜Ê“iÌÊ  ÊLiÀiŽi˜ˆ˜}i˜Ê}i“>>ŽÌ]Êâœ>ÃÊ`>}ˆV…Ì]ÊÛi˜Ìˆ>̈i]ÊۜV…ÌÊi˜Ê }iÕˆ`]ʜ“ÊÌiÊۜ`œi˜Ê>>˜Ê…iÌÊ œÕÜLiÃÕˆÌ°Ê ˜ÃÌ>>̈iÃ]Êâœ>ÃÊ}>Ã]Ü>ÌiÀ]ÊÛiÀÜ>À“ˆ˜}]ÊiiŽÌÀˆVˆÌiˆÌÊܜÀ`i˜Ê“iÌÊ  Ê}iœ«Ìˆ“>ˆÃiiÀ`ʜ«ÊL>ÈÃÊÛ>˜Ê`ˆÛiÀÃiÊ }i`i˜`iʘœÀ“i˜Êi˜ÊÀˆV…̏ˆ˜i˜° 7ˆÊLˆi`i˜Êii˜Ê}iÛ>ÀˆiiÀ`iÊi˜Ê«ÀiÌ̈}iÊÜiÀŽœ“}iۈ˜}Ê>>˜Ê“iÌÊÛiiÊŽ>˜ÌVœ˜Ì>VÌ°Ê >>ÀLˆÊâ>ÊœœŽÊÀi}i“>̈}Ê }iÀiˆÃ`ʓœiÌi˜ÊܜÀ`i˜Êœ“ÊŽ>˜Ìi˜ÊÌiÊLiâœiŽi˜ÊۜœÀÊÌÀ>ˆ˜ˆ˜}]ÊÃÕ««œÀÌÊi˜Ê`i“œ½Ã°Ê />Ži˜\ UÊiÛiÀi˜ÊÛ>˜ÊÌiV…˜ˆÃV…iÊi˜ÊÃ>iÃÊÃÕ««œÀÌÊ>>˜ÊŽ>˜Ìi˜ UÊiÌÊÛiÀâœÀ}i˜ÊÛ>˜ÊÌÀ>ˆ˜ˆ˜}i˜Êi˜Ê`i“œ½ÃÊ UÊiÌÊLi…iÀi˜ÊÛ>˜Ê…>˜`iˆ`ˆ˜}i˜Êi˜Ê«Àœ`ÕVÌ`œVՓi˜Ì>̈i UÊiÌʜ˜`iÀÃÌi՘i˜ÊÛ>˜Ê«Àœ`ÕV̜˜Ì܈ŽŽiˆ˜}Êi˜ÊÌiÃÌÜiÀŽâ>>“…i`i˜ ՘V̈i‡iˆÃi˜\ UÊ "É7"ʘˆÛi>ÕÊ UÊi˜˜ˆÃÊÛ>˜ÊLœÕÜvÞÈV>Êi˜Éœvʈ˜ÃÌ>>̈iÌiV…˜ˆiŽÊ UÊœi`iÊVœ““Õ˜ˆV>̈iÛiÊÛ>>À`ˆ}…i`i˜ UʘÌiÀiÃÃiʈ˜ÊÌiV…˜ˆiŽÊi˜Ê/ UÊ,iiÛ>˜ÌiÊÜiÀŽiÀÛ>Àˆ˜}ʈÃÊii˜Ê«Ài œœÀ}Àœiˆ“œ}iˆŽ…i`i˜Êi˜Ê>ÀLiˆ`ÃۜœÀÜ>>À`i˜ ˜Êœ˜âiÊ}Àœiˆi˜`iʜÀ}>˜ˆÃ>̈iÊ∍˜ÊiÀÊۜœ«Ê“œ}iˆŽ…i`i˜Êœ“Ê`œœÀÊÌiʜ˜Ì܈ŽŽii˜Ê˜>>ÀÊii˜Êv՘V̈iÊ>ÃÊ *Àœ`ÕVÌÊ>˜>}iÀʜvÊÊ->iÃÊ>˜>}iÀ°Ê->>ÀˆÃÊi˜ÊÃiV՘`>ˆÀiÊۜœÀÜ>>À`i˜Ê∍˜Ê“>ÀŽÌVœ˜vœÀ“Êi˜Ê>v…>˜ŽiˆŽÊ Û>˜ÊŽi˜˜ˆÃÊi˜ÊiÀÛ>Àˆ˜}°Ê iivÌÊÕÊLi>˜}ÃÌiˆ˜}ÊۜœÀÊ`iâiÊv՘V̈i]ʘii“ÌÊÕÊ`>˜ÊVœ˜Ì>VÌʜ«Ê“iÌÊ>ÀiÊÀˆ}iÀ]Ê  ÊÜvÌÜ>ÀiÊ 6]Ê Ìi\ÊäÇn‡È£{nxÓÈʜvʎ>ÀiJLˆ˜ŽÃœvÌÜ>Ài°˜

 ÊÜvÌÜ>ÀiÊ 6 ‡Ê/i\ÊäÇn‡È£{nxÓÈÊ‡Ê ‡“>ˆ\ʈ˜vœJLˆ˜ŽÃœvÌÜ>Ài°˜Ê‡ÊÜiLÈÌi\ÊÜÜÜ°Lˆ˜ŽÃœvÌÜ>Ài°˜

BINK software BV Tel: 078-6148526 E-mail: [email protected] Website: www.binksoftware.nl

Uw advertentie ook op deze pagina? Meld u aan als sponsor van de NVBV via www.nvbv.org of bel Antwan van Haaren, tel (026) 3512141