Opleiding 2013 Duurzaam Gebouw AKOESTIEK Leefmilieu Brussel AKOESTISCHE ABSORBERENDE MATERIALEN Sophie MERSCH, ir arch. CENTRE URBAIN / STADWINKEL 18 april2013 Opleiding tot stand gebracht door de Stadswinkel
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Doelstellingen en plan van de voordracht Akoestische absorberende materialen
Doel: basis die de mogelijkheid biedt voor het kiezen van behandelingen voor akoestische correctie, die moeten uitgevoerd worden naar gelang van de architecturale en geluidscontext
Mechanisme van akoestische absorptie,
Poreuze absorptiematerialen,
Membranen,
Resonatoren,
Gemengde systemen.
2
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd Principe van de absorptiemechanismen
A
B
C
a 1.0
A. POREUZE ABSORPTIE
B
Onbedekte poreuze materialen
A
C
à HOOGFREQUENTIES :
≥ 1400 Hz
B. HELMHOLTZ-RESONATOREN
Poreuze materialen achter geperforeerde panelen
0.5
à MIDDENFREQUENTIES : 300 Hz – 1500 Hz
C. PANEELRESONATOREN Poreuze materialen achter niet-geperforeerde materialen (bijv. multiplex)
0.0
à LAAGFREQUENTIES : 300 Hz
10
100
1000
10000 f[Hz]
3
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Solutions contre Oplossingen voorun een temps bovenmatige de réverbération nagalmtijd excessif : de poreuze : les matériaux materialen poreux Wollen Les laines
A
4
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Schuimen (met open cellen)
A
5
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Verschil tussen thermische isolernde materioalen en akoestich absorbens
A
Alle akoestische isolatiematerialen zijn ook thermisch isolerend maar het omgekeerde geldt niet: isolatie met gesloten celstructuur absorbeert het geluid niet. Let op ! Het is niet altijd gemakkelijk schuimen met open- en gesloten cellen te onderscheiden.
PIR
polyethyleen
polystyreen
EPDM 6
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Invloed van de materiaaldikte
A
Om efficiënt te zijn moet de laag van het poreuze materiaal minstens gelijk zijn aan een kwart van de golflengte l (l = 340/f). Zeer efficiënt voor de hoge frequenties. Probleem voor de lage frequenties : bij 100 Hz zou dus 85 cm absorptiedikte nodig zijn …
à Hoe dikker het materiaal, hoe efficiënter in de lage frequenties à Boven 5000 Hz : absorptie mogelijk door poreuze vloerbedekkingen (vasttapijt, tapijt…), bekledingen, gordijnene… 7
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Invloed van een plenum achter het absorberende materiaal
(a)
(b)
Valse pafonds in poreuze materialen : belang van een plenum achter deze om een betere absorptie van de lage frequenties mogeijk te maken. 8
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Absorberende plafonds
9
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Akoestische « hemels »
JCW
Texaa
Ecophon
Ecophon
10
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Akoestische « hemels »
A
11
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Akoestische baffles
DNV
Rockfon
12
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Akoestische baffles
Texaa
13
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm en akoestische absorptie
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd : de poreuze materialen Absorberende muurbekledingen
A
Troldtekt
Wenger
14
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd Absorberende muurbekledingen
A
Anne Kyyrö Quinn
Ronan et Erwan Bouroullec Anne Kyyrö Quinn
Simone Pheulpin
15
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd Absorberende scheidingsschermen
A
Opgelet: voor grote ruimten, met een weerkaatsend plafond, volstaan absorberende schermen niet à ook het plafond behandelen
16
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd Absorberende pleisterlagen
A
17
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd Absorberende pleisterlagen Op harde steun: αw = 0.4 (1 cm) tot 0.7 (3 cm) Op soepele steun : αw = 0.6 tot 0.9 (ifv dikte wolplaat) Op opgehangen gipsplaten : winsten125 Hz - 250 Hz
18
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd Absorberende vloerafwerking
A
Vasttapijten en tapijten…
19
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd Principe van de absorptiemechanismen
A
B
C
a 1.0
A. POREUZE ABSORPTIE
B
Onbedekte poreuze materialen
A
C
à HOOGFREQUENTIES :
≥ 1400 Hz
B. HELMHOLTZ-RESONATOREN
Poreuze materialen achter geperforeerde panelen
0.5
à MIDDENFREQUENTIES : 300 Hz – 1500 Hz
C. PANEELRESONATOREN Poreuze materialen achter niet-geperforeerde materialen (bijv. multiplex)
0.0
à LAAGFREQUENTIES : 300 Hz
10
100
1000
10000 f[Hz]
20
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm in de ruimten Absorptiecoëfficiënt van de diafragma’s
C
Diafragma’s of akoestische panelen = panelen op een afstand van een muur geplaatst. Geluidstrillingen à trilling van het paneel + van de luchtspleet à zware massa, trilt in lage frequenties. à
Actiedomein : LAGE FREQUENTIES, vooral op de eigen frequentie van het paneel :
f0 =
Met : d :
60 ρsd
afstand tot de muur (m),
ρs : massa per oppervlakte-eenheid van het paneel (kg/m²). Voorbeeld : 1.
een multiplex paneel met ρs = 5 kg/m², op 8 cm van de muur à zijn eigen frequentie = 95 Hz.
2.
Op welke afstand van de muur moet het paneel geplaatst worden om een hinderlijke resonantie bij 130 Hz tegen te gaan ?
Indien men een absorberend materiaal tussen het paneel en de muur plaatst à absorptie over een grotere frequentiële zone. 21
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm in de ruimten
C
Panel resonators Applications Suspended ceilings Access floors Wall linings
No influence from paint, varnish, wallpaper, …
Mostly combined with other absorption mechanisms Covered with porous material to add high frequency absorption 22
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm in de ruimten
C
Absorptiecoëfficiënt van de diafragma’s Diafragma’s of akoestische panelen = panelen op een afstand van een muur geplaatst. Absorptiecoëfficiënt voor matten in minerale wol bekleed met een membraan (0.15 kg/m²) in de nagalmkamer. Stippen …. Membraan rechtstreeks op 1.5 cm minerale wol geplaatst, rechtstreeks op de betonwand; Stippellijn ------ Membraan rechtstreeks op 3 cm minerale wol geplaatst, rechtstreeks op de betonwand; Volle lijn ____ Membraan rechtstreeks op 7 cm minerale wol geplaatst, rechtstreeks op de betonwand.
23
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm in de ruimten
B
Absorptiecoëfficiënt van resonatoren Helmholtz-resonator = element gevormd uit een hals en een holle ruimte (voorbeeld : fles) Geluidstrillingen à trilling op eigen frequentie à twee gevolgen : - Versterking op korte afstand, - Verzwakking op een langere afstand. Principe : hij “neemt” energie in de zaal om de versterking dichtbij de hals te realiseren. Totale energiebalans van de zaal : minder energie op deze frequentie in de rest van de zaal. à
Actiedomein : EIGEN FREQUENTIE VAN HET SYSTEEM : Met : S :
1 f0 = 2π
γP0 S ρ 0lV
oppervlakte van de hals,
l:
lengte van de hals,
P0 :
statische luchtdruk (101 325 Pa),
V:
volume van de holle ruimte (buiten hals),
ρ0 :
volumieke masa van de lucht (1.2 kg/m³ bij 20°C),
γ:
thermodynamische constante = 1.4. 24
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm in de ruimten
B
Absorptiecoëfficiënt van resonatoren Helmholtz-resonator
40 000 resonatoren in het Orsay Museum
Vase de Vitruve
25
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm in de ruimten Absorptiecoëfficiënt van resonatoren
B
Helmholtz-resonator Hij kan met een absorberende materiaal gecombineerd worden.
26
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd
B
Combinatie van een poreus materiaal met een resonator
(a)
(b)
27
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd
B
Combinatie van een poreus materiaal met een resonator
(a)
(b)
Belang van een poreus materiaal in de spouw 28
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd
B
Resonatoren – geperforeerde spanplafonds
29
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd
B
Resonatoren
30
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd
B
Combinatie van een poreus materiaal met een resonator
31
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd
B
Combinatie van een poreus materiaal met een resonator
32
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Oplossingen voor een bovenmatige nagalmtijd
B
Combinatie van een poreus materiaal met een resonator
Geperforeerde baksteen - Terreal
Geperforeerde metaalplaat 33
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm in de ruimten Absorptiecoëfficiënt van de materialen Voor de behandeling van een lokaal is een combinatie van drie technieken mogelijk
34
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Nagalm in de ruimten Absorptiecoëfficiënt van de materialen Voor de behandeling van een lokaal is een combinatie van drie technieken mogelijk
35
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Informatie over de absorberende producten (onvolledige lijst)
http://www.ruaud.com/ http://www.doxacoustics.com/ http://www.bruynzeelmultipanel.com/ http://www.abbarrisol.com/ http://www.sto.at/ http://www.rockfon.be http://www.decoustics.com www.ecophon.com www.doxacoustics.be www.caldic.be http://www.texaa.com 36
Formation ACOUSTIQUE – Absorbants acoustiques
Bibliografie van de paragraaf – aanvullende informatie
L’ACOUSTIQUE DU BÂTIMENT PAR L’EXEMPLE – M. Meisser – Le Moniteur, Paris – 1994.
ACOUSTIQUE PRATIQUE – J. Desmons – EDIPA, Paris – 2004.
ACOUSTIQUE & VIBRATIONS – Comité Scientifique et Technique des Industries Climatiques, Saint-Rémylès-Chevreuse – 2003.
BOUWAKOESTIEK – G. Vermeir – Faculteit Toegepaste Wetenschappen, K.U. Leuven – 2003.
CORRECTION ET ISOLATION ACOUSTIQUE – J. Boeckstael / M. Van Damme – Institut Supérieur Industriel de la Communauté Française, Mons – 1999.
INITIATION A L’ACOUSTIQUE – A. Fischetti – BELIN, Paris – 2003.
LA PRATIQUE DE L’ISOLATION ACOUSTIQUE DES BÂTIMENTS – J. Pujolle – Editions du Moniteur, Paris – 1978.
ZAALAKOESTIEK – D. De Vries – Hogere Cursus Akoestiek, Antwerpen – 2002.
37