31 Glas en akoestische isolatie Algemeen Geluid Geluid wordt veroorzaakt door trillingen of golven die zich voortplanten in de lucht, een vloeistof of vaste materie zoals een muur. Het gaat om minieme veranderingen in de luchtdruk die door ons trommelvlies worden opgevangen. Uitgaande van een atmosferische druk van ongeveer 100 000 Pa bevinden de hoorbare veranderingen in de luchtdruk zich tussen de 0,00002 Pa en 20 Pa.
Frequentie Geluid is samengesteld uit verschillende toonhoogtes of frequenties. De frequentie wordt uitgedrukt in Hertz (Hz = het aantal trillingen per seconde). Hoe hoger de toon, hoe meer trillingen per seconde. Het menselijk oor is gevoelig voor geluiden met frequenties tussen 16 Hz tot 20 000 Hz. De voor de bouwakoestiek belangrijke frequenties liggen tussen de 50 en 5000 Hertz, gevels en scheidingswanden moeten in dit gebied doelmatige isolatie bieden. Het bereik van de menselijke stem ligt tussen de 500 en 2000 Hertz. Bij geluidsisolatie tussen bijvoorbeeld kantoren zijn deze frequenties bepalend.
Geluidsniveau Het geluidsniveau staat gewoon voor zwak of sterk. Ons oor neemt drukverschillen waar van 0,00002 tot 20 Pa. Om een duidelijk beeld te krijgen van dit grote gebied gebruiken we een logaritmische schaal. Op deze schaal wordt het geluidsniveau in decibels uitgedrukt (dB). 0 dB is de gehoordrempel, daaronder horen we niets meer. De pijndrempel ligt op 140 dB.
Decibels berekenen Als we met decibels rekenen is 1 + 1 geen 2! Twee geluidsbronnen van 50 dB geven een totaal van 53 dB. Een verdubbeling van het geluid geeft dus een verhoging van 3 dB van het geluidsniveau. Om het geluidsniveau met 10 dB te verhogen, moeten de geluidsbronnen vertienvoudigd worden. Het menselijk oor reageert niet lineair op het geluidsniveau. Een verhoging van het niveau met 10 dB (dus een vertienvoudiging van het geluid) wordt door ons gehoor slechts als een verdubbeling van het geluid waargenomen. Dit betekent concreet dat een vermindering van het geluidsniveau: • met 1 dB nauwelijks hoorbaar is • met 3 dB hoorbaar is • met 10 dB de geluidswaarneming halveert.
Gewogen waarden De gevoeligheid van het menselijk oor verschilt volgens de frequentie: het oor is minder gevoelig voor lage frequenties. We kunnen met deze oorgevoeligheid rekening houden door het geluidsniveau (in dB) te corrigeren. Het resultaat is een ”gewogen” geluidsniveau dat wordt uitgedrukt in dB(A). Deze niveaus, uitgedrukt in dB(A), geven de geluidsoverlast beter weer. Met geluidsmeters kunnen de niveaus direct in dB of in dB(A) worden afgelezen.
Akoestische verzwakking Deze eenheid wordt in het laboratorium gemeten. De akoestische verzwakking R, gemeten volgens de EN ISO 140-norm, geeft de eigenschappen weer van een element (raam, Glas en akoestische isolatie • 402
31
Eigenschappen en functies van glas
Glas en akoestische isolatie scheidingswand,…) voor elke reeks van 1/3 octaaf tussen de waarden 100 en 3150 Hz (16 waarden). Aanvullende metingen zijn mogelijk voor de frequenties van 50 tot 100 Hz en van 3150 tot 5000 Hz. Vertrekkend van de 16 waarden in functie van de frequentie, kunnen met behulp van berekeningen de akoestische eigenschappen van het bestudeerde element op verschillende wijzen worden bepaald. De courant gebruikte waarden zijn globale waarden gedefinieerd in de EN ISO 717-1norm voor een referentiecurve en aangepast aan twee spectrums van het voorkomende geluid: - het roze referentiegeluid bevat dezelfde akoestische energie in elk gemeten frequentie-interval; - het wegverkeergeluid drukt het stadsverkeerlawaai uit.
Gebruik van Rw (C;Ctr) De akoestische isolatie verkregen door een constructie wordt weergegeven door een eenheid die het verschil tussen binnen- en buitengeluid bepaalt. Verzwakkingseenheden R worden voor elk bouwelement op zo’n manier gekozen dat de gewenste akoestische isolatie wordt verkregen, zoals gedefinieerd in de norm EN 12354-3.
Gewogen verzwakkingsindex Rw De gewogen verzwakkingseenheid Rw wordt berekend op basis van een vergelijking tussen de gemeten R-waarden (16 waarden voor 16 reeksen van 1/3 octaaf, van 100 tot 3150 Hz) en een referentiecurve. Die wordt zodanig uitgezet dat het gemiddelde van de 403 • Glas en akoestische isolatie
overschrijding van de curve gemeten naar beneden toe lager is dan 2 dB. De waarde die de aldus uitgezette curve aangeeft voor de frequentie van 500 Hz heet Rw (dB).
Opmerking Rw is een globale eenheid: eenzelfde eenheid kan met verschillende akoestische isolatiecurves overeenstemmen.
Speciale correctietermen C en Ctr Het beste resultaat voor een constructie wordt verkregen wanneer het een goede akoestische isolatie biedt in alle frequenties waar het geluid het sterkst aanwezig is. Tot op heden werd een constructie geevalueerd op basis van één enkele eenheid, zonder rekening te houden met de eigenschappen van de geluidsbron, wat zou kunnen leiden tot verkeerde investeringen en teleurstellingen. Om dit te vermijden is er een voor iedereen gelijke eenheid gecreëerd: Rw (C;Ctr). De ”tr” staat voor ”trafic” of verkeer. C (dB) is de correctie voor geluidsbronnen met weinig lage frequenties, zoals snelweg- en treinverkeer, nabije vliegtuigen, leefactiviteiten, stemmen en spelende kinderen. Ctr (dB) is de correctie voor geluidsbronnen met veel lage frequenties zoals stadsverkeer, discotheekmuziek, traag treinverkeer en vliegtuigen op grote afstand. De correctie termen worden berekend op basis van de R-gewogen geluidsspectra: • C: roze ruis • Ctr: geluid van stadsverkeer. Deze twee correcties zijn in het algemeen negatieve cijfers, hun gebruik betekent dat een te positieve
31 Glas en akoestische isolatie akoestische isolatiewaarde naar beneden toe zal worden gecorrigeerd. Beide correcties worden opgegeven door meetlaboratoria en verschijnen naast de Rw-waarde.
Voorbeeld Volgens de EN 717-1-norm krijgt een raam een Rw (C; Ctr) = 37(-1;-3). Dit voorbeeld betekent dat Rw gelijk is aan 37 dB en dat ze met 3 dB wordt verminderd voor stadsverkeer: Rw = 37 dB Rw + C = 37 - 1 = 36 dB Rw + Ctr = 37 - 3 = 34 dB
Fig. 1
In een aantal landen kan onmiddellijk het eindresultaat worden aangegeven: RA = 36 dB, dit staat voor = 37-1 RA,tr = 34 dB, dit staat voor = 37-3 Dankzij deze aanpak kunnen constructies worden gekozen die geschikt zijn voor een zeer specifieke toepassing. De informatie is nog beter door de curve van de R-verzwakkingsindex te vergelijken met het geluidsspectrum (zie fig. 1).
Invloed van geluidspectrum op akoestische Isolatie Akoestische isolatie van het raam
Geluid 1
Geluid 2
• Ten aanzien van geluid 1, biedt het raam een goede isolatie • Wat betreft geluid 2, vertoont het raam een zwakte in de vork van 1250 tot 2500 Hz die overeenkomt met de maximale energie van dit geluid
Gedrag van de beglazing Elke plaat van een bepaald materiaal heeft een kritische frequentie waarop ze gaat trillen. Op die frequentie kan het geluid zich veel beter voortplanten. De akoestische isolatie van een glas-
vlak ondergaat een prestatieverlies van 10 tot 15 dB. Voor een beglazing van 4 mm dikte situeert de kritische frequentie zich rond 3 000 Hz, voor een gipsplaat van 13 mm is dat 3 200 Hz.
Glas en akoestische isolatie • 404
31
Eigenschappen en functies van glas
Glas en akoestische isolatie
Vergelijking van akoestische prestaties • Enkel glas
Akoestische isolatie (dB)
Fig. 2
Frequentie (Hz)
405 • Glas en akoestische isolatie
• Dubbele beglazing
Akoestische isolatie (dB)
Fig. 3
Frequentie (Hz)
• Beglazingen met 8 mm glas
Fig. 4 Akoestische isolatie (dB)
Door de dikte van het glas te vergroten, verschuift het prestatieverlies veroorzaakt door de kritische frequentie naar de lage frequenties (zie fig. 2). Een glasdikte van 12 cm is noodzakelijk om de “dip” te wijten aan de kritische frequentie onder 100 Hz te krijgen. Dit is echter praktisch niet haalbaar. De akoestische isolatie van gevels die blootgesteld staan aan uiteenlopende geluiden van hoge intensiteit en lage frequentie (wegverkeer) is moeilijk. De verbetering van de akoestische prestaties van dubbele beglazingen werd vooral verkregen door de vergroting van de glasdikte en de asymmetrie van de glasplaten (zie fig. 3 en 4). Tegenwoordig kan het effect van de kritische frequentie onderdrukt worden (zie fig. 4) met gelaagde akoestische SGG STADIP SILENCE-beglazing (zie pag. 67). Gemiddeld is het mogelijk 1 tot 3 dB te winnen tegenover gelijkaardige beglazingen en vooral ook de gelijkmatigheid van de prestaties over alle frequenties te garanderen.
Frequentie (Hz)
Eenheid R Beglazing zit niet los in een constructie, het bevindt zich steeds in een raamconstructie. De beglazing en de raamconstructie vormen samen het element dat de akoestische isolatie van het complete raam, en in sommige gevallen de complete gevel, bepaalt. Het is niet mogelijk de eigenschappen van het raam af te leiden uitsluitend op basis van de prestaties van de beglazing. De geluidsisolatie van een raam kan alleen worden gegeven na meting van het afgewerkt geheel. Het is daarentegen aanbevolen de beglazing af te stemmen op de raamconstructie en de aard van afdichting. Beglazingen met hoge prestaties moeten in hoogwaardige raamconstructies worden geplaatst.
31 Glas en akoestische isolatie De tabel hieronder geeft voor verschillende soorten courante beglazingen op de markt de Rw (C; Ctr) (in dB).
De akoestische prestaties worden niet beïnvloed door de plaatsingsrichting van de beglazing.
Waarden (1) volgens EN 717-1
RA
RA,tr
-2
30
29
-2
31
30
-1
-2
32
31
30
0
-3
30
27
30
0
-3
30
27
8 (16) 8
34
-1
-4
33
30
4 (12) 6
33
-1
-4
32
29
Samenstelling van de beglazing
Rw
C
Ctr
6 mm
31
-1
8 mm
32
-1
10 mm
33
Isolerende beglazing
4 (12) 4
SGG CLIMALIT
of
4 (16) 4
SGG CLIMAPLUS
Isolerende akoestische beglazing
Enkel glas
SGG CLIMALIT
ACOUSTIC of
4 (16) 8
35
-1
-5
34
30
10 (12) 4
35
0
-3
35
32
Versterkte isolerende veiligheidsbeglazing
8 (20) 44.2
38
-1
-5
37
33
SGG CLIMALIT
8 (20) 44.4
40
-1
-4
39
36
8 (20) SP 514
41
-1
-5
40
36
8 (12) 44.1A
40
-2
-5
38
35 37
SGG CLIMAPLUS
ACOUSTIC
PROTECT of
SGG CLIMAPLUS
PROTECT
Isolerende akoestische veiligheidsbeglazing SGG CLIMALIT
SILENCE of
SGG CLIMAPLUS
SILENCE
10 (12) 44.1A
41
0
-4
41
8 (20) 44.2A
40
-1
-4
39
35
64.24 (20) 44.2A
47
-2
-4
45
40
(1)De metingen zijn uitgevoerd door het CDI (Centrum voor Industriële Ontwikkeling) van SAINT-GOBAIN GLASS. Door meerdere glasproducten, op dezelfde wijze geplaatst en van dezelfde afmetingen in verschillende laboratoria te vergelijken, kunnen verschillen van 1 tot 3 dB voorkomen ten opzichte van de vermelde tabelwaarden.
Glas en akoestische isolatie • 406
