Congres Geluid, Trillingen en Luchtkwaliteit 2015
Laagfrequente geluidroosters ir. Chris van Dijk (Alara-Lukagro) Huijgensweg 3, 2964 LL Groot-Ammers 0184-661700
[email protected],
Een akoestisch rooster dient altijd twee doelen. Enerzijds is er een geluidseis en anderzijds zijn er eisen voor de luchtdoorstroming in combinatie met het drukverlies. Eind 2014 is Alara-Lukagro begonnen aan een onderzoek om meer verschillende roosters te kunnen aanbieden die specifiek aansluiten op de combinatie van criteria voor drukverlies en geluidreductie. Tijdens dat onderzoek is ook een afsplitsing gemaakt van roosters die specifiek beter presteren in het dempen van lage frequenties. In deze paper zal worden ingegaan op de resultaten van het onderzoek, de mogelijkheden tot maatwerk en de relevantie voor akoestische roosters die goed presteren in de lage frequenties.
Aanleiding voor het onderzoek De door Alara-Lukagro toegepaste geluidwerende gevelroosters combineren een sterke luchtdoorlaat met een goede geluidsisolatie. In sommige gevallen is de geluidsisolatie, of de geveldoorlaat echter niet voldoende. Het is daarom de wens van Alara-Lukagro om meer aan te kunnen passen aan de geluidwerende roosters, zodat de roosters in meer gevallen kunnen worden toegepast. Het is daarbij belangrijk dat het effect van aanpassingen aan het geluidwerende rooster goed kan worden voorspeld. Om die voorstelling te kunnen maken is een uitgebreid onderzoek uitgevoerd waarin verschillende roosters zijn getest.
Figuur 1: De vier standaard roosters, afgebeeld met een spleet van 100 mm aan de voor en achterzijde
Laagfrequente geluiddemping Indien de akoestische roosters onderdeel uitmaken van een heel traject aan dempers, is het voornamelijk interessant om een hoge geluidsisolatiewaarde te bereiken in de lage frequenties. In het onderzoek zijn andere vulmaterialen getest die mogelijk zouden leiden tot betere geluidsisolatiewaarden in de lage frequenties. Gezien de eerder bij Peutz [1] geconstateerde isolatiewaarden is dat best een zware opgave. De roosters presteren reeds boven verwachting goed in de 63 Hz octaafband, zie tabel I.
Roosterweerstand Laagfrequente geluidroosters Chris van Dijk (Alara-Lukagro)
1/5
Congres Geluid, Trillingen en Luchtkwaliteit 2015
Wanneer er gebruik wordt gemaakt van verschillende spleetbreedten, moet met voldoende zekerheid kunnen worden voorspeld wat een verandering in de spleetbreedte voor invloed heeft op de roosterweerstand. Daarnaast hebben verschillende onderzoeken naar de roosterweerstand in het verleden tot verschillende resultaten geleid. Alle roosters zijn onderzocht met 3 tot 5 verschillende spleetafstanden. Sommige vulmaterialen zijn niet geheel vlak, daarom zijn voor een aantal vulmaterialen ook metingen gedaan, evenals metingen in combinatie met verschillende vormen van vogelgaas en verschillende vormen van een regenkering. Daaruit zijn een aantal formules herleid. In dit rapport vergelijken we de uitkomsten van de formules voor roosters met een standaard vulling met de gemeten waarden. Het bijzondere daarbij is dat één formule is gebruikt om de weerstand van alle mogelijke spleetbreedten (binnen het meetbereik) te voorspellen. In figuur 2 en 3 zijn de voorspellingen van de standaard roosters vergeleken met de gemeten waarden. De snelheid tussen de spleten is afgeleid van verschillende metingen en komt aardig overeen met de verwachtte snelheid op basis van het toerental van de ventilator. We gaan er van uit dat de gemeten snelheid niet meer dan 15% afwijkt van de daadwerkelijke snelheid tussen de spleten.
Figuur 2: Links: roosterweerstand bij een 150 mm breed akoestisch rooster Rechts: roosterweerstand bij een 300 mm breed akoestisch rooster
Figuur 3: Links roosterweerstand bij een 300 mm breed akoestisch rooster met een interne V-vorm Rechts: roosterweerstand bij een 600 mm breed akoestisch rooster met een interne V-vorm
De formule die de beste overeenstemming gaf met de praktijk voor het 150 mm dikke rooster geeft ook de beste overeenstemming bij het 300 mm dikke rooster. Dat is niet vreemd, gezien de zeer beperkte bijdrage van de wrijving langs de zijden en de zeer beperkte toename van de lengte daarvan.
Laagfrequente geluidroosters Chris van Dijk (Alara-Lukagro)
2/5
Congres Geluid, Trillingen en Luchtkwaliteit 2015
De figuren bestaan uit reeksen aangegeven met bolletjes. Voor elke gemeten spleetbreedte zijn twee reeksen weergegeven. De met een lijn verbonden reeks bolletjes zijn gebaseerd op de empirisch bepaalde formule. De gemiddelde afwijking is ongeveer 2 Pa en de grootste afwijking 15 Pa. Afwijkingen van meer dan 10 Pa komen slechts twee keer voor. Wanneer de waarden in figuur 2 en 3 gebruikt worden om een voorspelling te doen van de geluidweerstand in een rooster in de ontwerpfase is het belangrijk om te realiseren dat bij het bepalen van de spleetsnelheid, de spleet onder een hoek van 45 graden staat en dus √2 keer zo smal is.
Interpretatie van de akoestische resultaten De gemeten geluidsisolatiewaarden te zien in figuur 4 op de linkerhelft, leiden tot een empirische voorspelling van de geluidsisolatiewaarden te zien in figuur 6 op de rechterhelft.
Figuur 4: Geluidsisolatiewaarden gemeten (links) en empirisch herleid (rechts)
Laagfrequente geluidroosters Chris van Dijk (Alara-Lukagro)
3/5
Congres Geluid, Trillingen en Luchtkwaliteit 2015
Figuur 5: Geluidsisolatiewaarden gemeten bij een 300 mm breed rooster met verschillende akoestische vulmaterialen.
Laagfrequente geluidroosters Chris van Dijk (Alara-Lukagro)
4/5
Congres Geluid, Trillingen en Luchtkwaliteit 2015
Tabel I geluidsisolatiewaarden met een spleet van 100 mm volgens eerder onderzoek bij Peutz Luchtgeluidisolatiewaarde AL-R 300 AL-R 300V AL-R 600V
63 9,6 10,0 11,9
125 8,3 7,4 8,2
250 9,7 9,4 14,4
500 14,1 15,4 24,4
1k
2k
4k
8k
21,6 24,2 37,6
21,6 24,2 39,5
16,0 22,7 32,2
13,7 23,8 30,3
Stabiliteit van de akoestische resultaten Bij de 300 standaard roosters zijn twee metingen duidelijk anders dan kan worden verwacht in de 63 Hz (80 en 90 mm spleet) en één meting duidelijk anders in de 8000 Hz (100 mm spleet). De metingen in de 8000 Hz worden het sterkst beïnvloed door stoorgeluid. De metingen in de 63 Hz het sterkst door eventuele staande golven. De figuren aan de linkerzijde op figuur 4 en materiaaltypen B, C, D, E en F op figuur 5 hebben een consequent verloop in de 63 Hz. Daardoor mag worden aangenomen dat de invloed van staande golven beperkt is. Wanneer de linkerhelft van figuur 4 wordt vergeleken met de rechterhelft van figuur 4 blijkt ook dat de empirische formules voor geluid goed overeenkomen met de gemeten geluidsisolatiewaarden.
Betekenis van de akoestische resultaten In figuur 4 en 5 zijn de akoestische resultaten weergegeven. Het rooster is ingebouwd in een sparing van 1050 bij 2300 mm. Alle geteste roosters hebben 4 spleten. De hoogte van de doorlaat is recht evenredig met de hoogte van de spleten, deze varieert tussen de 50 en 130 mm. Bij roosters die minder presteerden is tot 110 mm spleetbreedte getest. Dat betekent dat het verschil in doorlaat al 3-4 dB is. In de figuren zien we verschillen van 2 tot 7 dB in de 63 Hz band. Indien de verschillen groter zijn, is de relatieve bijdrage van de demping door het materiaal hoger. Indien er kleine verschillen optreden zijn resonantie-effecten en/of doorlaatweerstanden/reflecties terug de zendruimte in meer relevant. Conclusie Wat opmerkelijk is, is dat er een materiaal bestaat dat in een optimale configuratie 7 dB beter presteert in de 63 Hz band. Gezien de meetonnauwkeurigheid en de verruiming van het aantal spleten, is te verwachten dat in deze specifieke configuratie de prestaties 3-5 dB beter zijn. Wat helaas ook opvalt, is de verslechtering in de 125 Hz wanneer de 63 Hz dempingwaarden worden geoptimaliseerd. Indien de situatie het vereist en toelaat om deze configuratie te bouwen is dit materiaal een interessant alternatief. Aanbevelingen Het is ook zeer interessant om meer te testen en de toepassing van dit materiaal te verbreden. Daarnaast is het interessant om te kijken wat er gedaan kan worden om de prestaties (dempingswaarden) in de 125 Hz te verbeteren.
Bronvermelding [1] Peutz, Bepaling van het geluidsisolatie, het geluidvermogen en de druk- debietrelatie van Alara-Lukagro geluiddempende ventilatieroosters. A-1659-1, d.d. 24 juli 2008 Laagfrequente geluidroosters Chris van Dijk (Alara-Lukagro)
5/5
