Het gebouw akoestisch isoleren

Inleiding: algemene beginselen

Om de geluidsisolatie te garanderen, moet men bij de samenstelling van de structuur en van de wanden altijd letten op:

Het scheppen van massa: volgens de 'massawet ' zal een zwaarder (dikker en dichter) materiaal beter isoleren, vooral tegen luchtgeluid (luchtgolven kunnen een zwaar element minder gemakkelijk doen trillen dan een licht element). De massa heeft echter minder invloed op het contactgeluid.

De faseverschuiving van de golven: Het geluidsspectrum bestaat uit een reeks verschillende frequenties en golflengtes. Elk materiaal absorbeert door zijn fysische eigenschappen en zijn massa een selectief gedeelte van die golven. De uitvoering van een akoestisch geheel met heterogene lagen is dus bijzonder efficiënt om het geluid in al zijn fasen te absorberen. Het gaat erom de dikte en de volumedichtheid te variëren van de materialen die gebruikt worden in het akoestisch element. Dit noemt men het massa-veer-massaprincipe. Met indien mogelijk een 'veer' die de bewegingen absorbeert en de energie verspreidt.

Ontkoppelen: Om de voortplanting van trillingen en contactgeluid te vermijden, moeten de verschillende elementen (scheidingswand – vloer, muur – vloer, leidingen – muur enz.) zo veel mogelijk met soepele voegen van elkaar worden ontkoppeld. Op die manier beperkt men de laterale overbrenging ('flanking transmission'). Soms zal men onderbrekingen in de structuur moeten aanbrengen om de overbrenging van contactgeluid te verhinderen.

Luchtdichtheid van de gebouwschil: De effecten van de verschillende toegepaste akoestische isolatiemiddelen zijn niet optelbaar: het zwakste punt van een wand bepaalt zijn akoestische prestatie. Een gat, een spleet, een kokerdoorvoer, een slechte uitvoering van het voegwerk rond een raamwerk of een barst kan de hele akoestische uitvoering van een wand tenietdoen. Een maximale dichting en homogeniteit zijn dus een eerste vereiste om het risico van geluidslekken te beperken. Het principe is eenvoudig: daar waar de lucht passeert, kan ook geluid passeren. Een goede akoestische isolatie vereist dus noodzakelijkerwijs een goede luchtdichting, die echter niet ten koste mag gaan van een gezonde ventilatie van de lokalen (zie Dossier | Vermijden van polluenten in het gebouw en Dossier | Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen).

Tussen binnen en buiten: akoestische isolatie van de gevels

De isolatie van een gevel tegen luchtgeluid hangt af van:

• de aard van de elementen waaruit de gevel bestaat (muur, vensters, ventilatieroosters enz.), via hun oppervlakte en hun gewogen geluidsverzwakkingsindex  R_w;
• het volume van het ontvangstlokaal;
• de vorm van de gevel;
• de oriëntatie van de gevel ten opzichte van de geluidsbron (verkeersweg, spoorweg, lawaaierige activiteiten enz.).

Aandachtspunten

Een gevel is nooit gemaakt van één enkel materiaal, maar is een combinatie van verschillende elementen. De zwakste elementen van de gevel bepalen de totale geluidsisolatie van de gevel. De onderstaande lijst geeft een overzicht van de gevelelementen waaraan aandacht moet worden besteed:

• Denk eraan: waar lucht doorheen kan, kan ook het geluid doorheen. Daarom verdient de afdichting van de voegen van de vensters, de rolluikkasten, de aansluitingen van vensters en deuren bijzondere aandacht.
• Ventilatieroosters: ventilatieroosters zijn een zwakke schakel. Om voor de hand liggende redenen kunnen ze echter niet volledig dicht worden gemaakt. Men kan echter een hoger isolatieniveau bereiken met akoestische roosters die voorkomen dat geluid rechtstreeks wordt doorgelaten.
• Lichtgewicht paneelconstructies (sandwichpanelen enz.): aangezien dit lichte constructies zijn, is de akoestische isolatie minder. Dit kan worden opgelost door de structuren te dubbelen.
• Vensters: glas, raamkozijnen en afdichtingen spelen een belangrijke rol.

Indicator

De indicatoren die worden gebruikt voor de gewogen geluidsisolatie van een gevelvlak zijn D_A,tr en D_2m,A ;

Vereisten

Zie de eisen voor D_A,tr en D_2m,A op de Pagina | Doelstellingen > Luchtgeluid door gevels.

Berekening

De norm EN 12354-3 geeft een vereenvoudigde methode voor de berekening van D_A,tr, gebaseerd op de volgende relatie:

$D_{A,tr}={R^{\text{'}}}_{A,tr}+∆L_{fs}+10·\log \left(\frac{V}{3·S}\right)$

Het betreft een verificatie per gevelvlak.

waarbij:

• R’_A,tr: Samengestelde geluidsisolatie van het gevelvlak [dB]
• ΔL_fs: correctieterm [dB] die positief, negatief of nul kan zijn, afhankelijk van de vorm van de gevel (vlak van het venster ten opzichte van de muur, aanwezigheid van balkons enz.). Voor een venster in het gevelvlak: ΔL_fs = 0 dB
• Verhouding volume/oppervlakte van het lokaal, met:
  • V: volume van het lokaal [m³]
  • S: oppervlakte van het te beschermen gevelvlak [m²]

D_2m,A wordt op een vergelijkbare manier berekend, waarbij de samengestelde geluidsisolatie van het gevelvlak wordt berekend uit de akoestische verzwakkingsindices van de bouwelementen R_A.

Samengestelde geluidsisolatie van de gevel R'_A,tr [dB]

De samengestelde geluidsisolatie van de gevel R'_A,tr  houdt rekening met:

• gewone gevelelementen zoals kozijnen, deuren, wanden, vulpanelen enz.;
• kleine gevelelementen: j met een oppervlakte van minder dan 1 m² (zoals ventilatieroosters enz.).

Ze is gelijk aan:

${R^{\text{'}}}_{A,tr}=-10·\log \left(\sum _{i=1}^n\frac{S_i}{S_{tot}}·{10}^{-\frac{R_{A,tr,i}}{10}}+\sum _{j=1}^m\frac{10}{S_{tot}}·{10}^{-\frac{D_{n,e,A,tr,j}}{10}}\right)$

waarbij:

• S_i: oppervlakte van gewoon element i [m²];
• S_tot: totale oppervlakte [m²];
• R_A,tr,i: geluidsverzwakkingsindex van een bouwelement i [dB] (R_A,tr  = R_w + C_tr);
• n: het aantal gewone elementen;
• S_j: oppervlakte van klein element j [m²];
• S_tot: totale oppervlakte [m²];
• D_n,e,A,tr,j: geluidsisolatie van een bouwelement j [dB] (Dn_,e,A,tr = Dn_,e,w +_Ctr);
• m: aantal kleine elementen.

De waarden R_A,tr,i en D_n,e,A,tr,j worden bepaald in het laboratorium. Voor de zekerheid worden marges genomen:

• voor de gewone elementen R_A,tr: - 2 dB;
• voor de gewone elementen D_n,e,A,tr: - 3 dB.

De zwakste elementen bepalen de isolatie van het volledige gevelvlak.

De samengestelde geluidsisolatie van het gevelvlak R'_A kan worden bepaald uit de grootheden R_A,i (R_A  = R_w + C) en D_n,e,A,j (D_n,e,A = D_n,e,w + C).

Voorbeeld

Meting

De gevelisolatie wordt in situ gemeten volgens de norm NBN EN ISO 140-5. De meting gebeurt in 2 stappen:

Bepaling van D_2m,nT,w

Bepaling van D_A,tr

De gewogen geluidsisolatie van de gevel D_A,tr wordt verkregen door de spectrumaanpassingsterm C_tr toe te voegen:

$D_{A,tr}=D_{2m,nT,w}+C_{tr}$

Binnen het gebouw: Isolatie tegen luchtgeluid

Strategie

Om de transmissie van luchtgeluidtussen 2 kamers te verminderen, is het belangrijk om rekening te houden met de verschillende transmissiewegen.

Transmissiewegen van luchtgeluid

© Leefmilieu Brussel

• transmissie door de wand (1):
  • de massawet  toepassen door massa toe te voegen om de geluidsenergie te verminderen die door de muur wordt doorgegeven;
  • het massa-veer-massaprincipe toepassen: door een complexe akoestische dubbeling te kiezen waarvan de prestaties afhangen van de akoestische kwaliteit van de dragende wand, de dikte van de dubbeling en het gewicht van de bekleding;
  • de kritieke frequentie bestuderen van de muren waarop de akoestische prestaties afnemen, om er zeker van te zijn dat deze niet in de spectrumzone van de gewenste toepassing ligt;
• transmissies als gevolg van een verkeerde uitvoering (2):
  • luchtdichtheid, parasitaire transmissies, contactpunten via leidingen, kabels enz.
• indirecte transmissies (3):
  • geluid wordt ook doorgegeven door structuren omheen de afscheiding (zijwanden, vloer, plafond) en door de technieken (ventilatiekanalen enz.);
• het volume van de kamers en het oppervlak dat ze scheidt:
  • hoe groter de oppervlakte van de wandstructuur, hoe meer geluidsenergie kan worden doorgegeven. Hoe groter het volume van de kamer, hoe meer de uitgezonden energie wordt gedempt, dus hoe beter de geluidsreductie.

De eisen van de normen voor het luchtgeluid kunnen niet rechtstreeks worden omgezet in de kwaliteit van de constructie van de scheidingswand, aangezien het om akoestische isolatie in situ gaat. De totale geluidsisolatie wordt bepaald door de zwakste weg, vandaar dat het belangrijk is om aan alle transmissiewegen te werken.

Dubbelingsmaterialen

Materialen met een goed akoestisch gedrag zijn vaak absorberende materialen die flexibel en niet te dicht zijn. Voorbeelden zijn glaswol en meer ecologische materialen zoals houtvezel, hennepwol, pluimen - of schapenwol. Stijve thermische isolatie speelt meestal geen positieve rol in de akoestiek.

Indicator

De indicator voor de isolatie tegen luchtgeluid is de gewogen akoestische isolatie tussen twee lokalen D_A.

Daarnaast beïnvloeden de volgende indicatoren D_A:

• gewogen geluidsverzwakkingsindex R_w;
• kritieke frequentie;
• massa-veer-massafrequentie.

Vereisten

Berekening

D_A kan op een vereenvoudigde manier worden berekend met de volgende formule:

$D_A=R_w+C+10·\log \left(\frac{0,32V}{S}\right)-a$

Waarbij:

• R_w: in het laboratorium gemeten gewogen geluidsverzwakkingsindex van de wand [dB].

  Als geen meetwaarden beschikbaar zijn, kan de geluidsverzwakkingsindex worden geraamd als functie van de frequentie f, dankzij de oppervlaktemassa van de wand m'': 

  $R\left(f\right)=\frac{40}{3}\log (m"f)-22,6$

  Bij de kritieke frequentie f_c wordt een daling van de waarde van de verzwakkingsindex verwacht:

  $fc=\frac{c^2}{1,8h}\sqrt{\frac{ \mathrm{<a\; class="glossary-item"\; data-bs-target="\#glossary-item-modal-4819"\; data-bs-toggle="modal"\; href="\#glossary-item-modal-4819">\rho </a>}}{E}}$

  Waarbij c de geluidssnelheid in de lucht is, h de dikte van de wand, ρ de dichtheid van de wand en E de elasticiteitsmodulus van de wand. De afname van de verzwakkingsindex ligt in de orde van 6 tot 8 dB voor standaard constructiematerialen.

  De wegingsprocedure voor de vaststelling van de unieke index R_w wordt gegeven door de norm NBN EN ISO 717-1.

• C: aanpassingsterm voor normaal luchtgeluid of roze ruis
• V: het volume van de ontvangstruimte [m³]
• S: de oppervlakte van de scheidingswand [m²]
• a: laterale transmissieverliezen [dB].

Deze laatste kunnen als volgt worden geschat:

 Voor preciezere resultaten (en om rekening te houden met het type voegen tussen de wanden) of voor meer complexe situaties moet men de berekeningsmethoden raadplegen die zijn ontwikkeld in de norm NBN EN 12354-1.

Meting

De Gewogen geluiddrukniveauverschil tussen twee ruimten D_A wordt berekend op basis van D_nT,w volgens NBN EN ISO 717-1 vanaf het spectrum D_nT dat in situ tussen twee lokalen wordt gemeten op basis van de volgende formule, beschreven in de norm NBN EN ISO 140-4:

$D_{nT}=L_1-L_2+10 \log \left(\frac{T}{T_0}\right)$

Waarbij:

• L₁: gemiddeld geluidsdrukniveau gemeten in het emissielokaal in tertsbanden;
• L₂: gemiddeld geluidsdrukniveau gemeten in het ontvangstlokaal in tertsbanden;
• T: nagalmtijd binnen het gebouw [s];
• T₀: referentie nagalmtijd [s].

Binnen het gebouw: Isolatie tegen contactgeluiden

Strategie

Om de overdracht van contactgeluiden te beperken, moet het project kiezen voor oplossingen met de volgende kenmerken:

• soepele ontkoppelingen en antivibratiesystemen die trillingen dempen, overal te installeren waar er een star contact is. Hoe lager de ontkoppelingslaag in de samenstelling van de muur of vloer, hoe beter het resultaat;

  Zie Oplossing | Materialen en systemen voor de isolatie tegen contactgeluiden.
• gebruik van materialen met een hoge massa om de akoestiek te verbeteren volgens de massawet;
• ontdubbeling van de structuur met ontdubbeling van de muren, vloeren en plafonds, soms zelfs met een gescheiden fundering, om een 'doos-in-doos'-systeem tot stand te brengen. Bijvoorbeeld door een zelfdragend verlaagd plafond te gebruiken enz.

De keuze van het contactoppervlak is eveneens van invloed op het contactgeluid.

Tot slot moet het project aandacht besteden aan de volgende punten bij de installatie van systemen voor de isolatie tegen contactgeluiden.

Indicator

De indicator voor de isolatie tegen contactgeluiden is het gewogen contactgeluiddrukniveau L'_nT,w.

Vereisten

Berekening

De norm EN 12354-2 stelt een vereenvoudigde methode voor om L’_nT,w in 2 stappen te berekenen:

Bepaling van het gewogen drukniveau van het genormaliseerde contactgeluid L’_n,w

Het gewogen drukniveau van het genormaliseerde contactgeluid L’_n,w van een vloer kan worden geëvalueerd met behulp van de volgende relatie, rekening houdend met de aard van de basisvloer, de toegevoegde dekvloer en de overdracht via de laterale (secundaire) transmissiewegen:

${L^{\text{'}}}_{n,w}=L_{n,w,eq}-∆L_w+K$

• L_n,w,eq: gewogen drukniveau van het genormaliseerde contactgeluid van de basisvloer [dB], bepaald in het laboratorium.

  Als geen meetwaarden beschikbaar zijn, kan dit drukniveau worden geschat met behulp van de onderstaande relatie, als functie van de massa per oppervlakte-eenheid van de vloer m''[kg/m²]:

  $L_{n,w,eq}=164-35·\log (m")$

• ΔL_w: contactgeluidsisolatieverbetering [dB], kenmerkend voor de dekvloer die aan de vloer wordt toegevoegd (waarden van de fabrikant bepaald in het lab);
• K: waarde die het mogelijk maakt om rekening te houden met de invloed van laterale wegen [dB], berekend als functie van de massa per oppervlakte-eenheid van de vloer en de gemiddelde massa per oppervlakte-eenheid van de homogene laterale elementen (gedubbelde zijwanden worden niet meegerekend).

Bepaling van het gewogen contactgeluiddrukniveau L’_nT,w

Het niveau van de contactgeluiden wordt bepaald door de volgende relatie, als functie van het volume van de ruimte V en de referentie nagalmtijd T₀ [s]:

${L^{\text{'}}}_{nT,w}={L^{\text{'}}}_{n,w}-10·\log \left(\frac{0,161}{10·T_0}·V\right)$

Meting

Het gewogen contactgeluiddrukniveau L’_nT,w wordt bepaald volgens de norm NBN EN ISO 717-2 vertrekkend van het spectrum L’_nT dat in situ wordt gemeten, op basis van de volgende formule, beschreven in de norm NBN EN ISO 16283-2:

${L^{\text{'}}}_{nT}=L_2+10·\log \left(\frac{T}{T_0}\right)$

Waarbij:

• L₂: gemiddeld geluidsdrukniveau gemeten in het ontvangstlokaal in tertsbanden;
• T: nagalmtijd binnen het gebouw [s];
• T₀: referentie nagalmtijd [s].

De metingen worden uitgevoerd met een gestandaardiseerde klopgeluidmachine.

Gestandaardiseerde klopgeluidmachine voor de experimentele meting van het geluidsdrukniveau

© Buildwise