Glas en akoestische isolatie - Saint

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