Akoestiek van een massieve dubbelde muur

Typeschema van een verdubbelde scheidingsmuur vanaf de funderingen tot aan het dak

Massieve ontdubbelde wanden zijn samengesteld uit twee of meer onafhankelijke wanden in gewapend beton, metselwerk of lijmblokken of elementen (beton(blokken), baksteen, kalkzandsteen, cellenbeton, gipsblokken,...).

Wanneer kiezen voor stevige dubbele wanden met absorberend?

• Massieve constructies brengen een extra belasting op de structuur met zich mee, wat bij verbouwingen/renovatie niet steeds mogelijk is. In nieuwbouw is dit meestal geen probleem.
• Bij woningbouw is dit een courant toegepaste oplossing voor woningscheidende wanden, gezien het ontdubbelen ook thermisch voordelen biedt.
• De massieve constructies lenen zich niet voor flexibele oplossingen.

Welke materialen zijn van toepassing voor massieve muren?

Binnen éénzelfde materiaal, zijn vaak verschillende producten beschikbaar (vb. lijmblokken, metselblokken, elementen,...) met elk hun specifieke eigenschappen die leiden tot een verschillende akoestische performantie. Het is erg belangrijk om hier voldoende aandacht aan te besteden. Niet elke betonblok presteert even goed!

De tabel hieronder geeft een overzicht van de verschillende materialen mogelijk voor het optrekken van een massieve muur, alsook hun voornaamste eigenschappen die de akoestische prestaties beïnvloeden. (volle vs holle materialen, poreuze vs niet poreuze, homogene vs niet homogene, masse volumique...).

Voor informatie over de milieu-impact van deze materialen, zie Duurzame oplossing voor niet-dragende muren en wanden .

Type materialen die voor een massieve dubbele wand kunnen worden gebruikt

	Vol	Hol	Poreus	Niet poreus	Homo-gen	Niet homo-geen	Blooken	Elementen
Beton (± 2400 kg/m³) (Bron : maisonbleue )	⚫			⚫	⚫			⚫
Snelbouw (betonblokken) (Van ca. 1100 kg/m³ tot ca. 200 kg/m³) (Bron : Coeck)	⚫	⚫	⚫	⚫	⚫	⚫	⚫
Snelbouw (baksteen) (Van ca. 800 kg/m³ tot ca. 1500 kg/m³) (Bron : Fédération Belge de la Brique )	⚫	⚫		⚫	⚫		⚫
Cellenbeton (Van ca. 300 kg/m³ tot ca. 750 kg/m³) (Bron : Preton)	⚫		⚫		⚫		⚫	⚫
Gipsblokken (Van ca. 800 kg/m³ tot ca. 1250 kg/m³) (Bron : Isolava)	⚫			⚫	⚫		⚫	⚫
Kalkzandsteen (Van ca. 1200 kg/m³ tot ca. 1800 kg/m³) (Bron : Calduran)	⚫			⚫	⚫		⚫	⚫
Geëxpandeerd kleibeton (Van ca. 950 kg/m³ tot ca. 1150 kg/m³) (Bron : ArchiExpo.fr)	⚫	⚫	⚫		⚫		⚫

Op welk principe berust de massieve dubbele muur?

Een massieve ontdubbelde wand presteert, mits te voldoen aan bepaalde voorwaarden, beter dan een enkele wand met een massa gelijk aan de som van de massa's van de beide wanddelen. Een ontdubbelde wand werkt immers als een massa-veer-massa systeem. De luchtlaag of het soepel materiaal in de spouw werkt als een veer die een deel van de geluidenergie dissipeert.

Hierbij is de geluidisolatie van de ontdubbelde wand afhankelijk van:

• De oppervlaktemassa (kg/m²) van elk wanddeel,
• De breedte van de spouw tussen de twee wanddelen,
• De dikte en het soort absorberend materiaal tussen de twee wanddelen; gedeeltelijke of volledige spouwvulling,
• De kritieke frequentie (zie algemene info dossier | Het akoestische comfort verzekeren) van beide wanddelen (afhankelijk van de aard van het materiaal),
• De aan- of afwezigheid van geluidsbruggen (muurankers, mortelresten, verbindingen via vloer, plafond of andere constructies,... ),
• Aanliggende constructies, zoals vloer, plafond, gevel, raamconstructies, aansluitende wanden,...

Oppervlakte massa van de wanddelen

Net zoals bij een enkelvoudige wand (zie voorziening Massieve enkele wand) speelt ook hier de massa een rol, nl. hoe zwaarder de samengestelde wand uit een bepaald materiaal, hoe beter de geluidisolatie van de wand. Dus ook hoe groter de som van de massa's van beide wanddelen , hoe beter de geluidisolatie van de ontdubbelde wand.

Resonantie frequentie

Elk systeem van massa-veer-massa heeft een zekere resonantiefrequentie.

Deze resonantiefrequentie (f _r in Hz) wordt bepaald door de oppervlaktemassa's (m” in kg/m²) van elk wanddeel en de breedte (d in m) van de spouw tussen de twee wanddelen .

Het geluidisolatieverloop van een dubbel wand kan samengevat worden in volgende schematische figuur.

• Bij frequenties lager dan deze resonantiefrequentie zal de ontdubbelde wand over eenzelfde geluidisolatie beschikken dan één enkelvoudige wand met een totale massa gelijk aan de som van de massa's van beide wanddelen. Het ontdubbelen heeft in dit frequentiegebied geen effect.
• Bij de resonantiefrequentie is de geluidisolatie erg beperkt. In de buurt van de resonantiefrequentie presteert de samengestelde wand zelfs slechter dan een enkelvoudige wand met een gelijke totale massa.
• Bij frequenties hoger dan de resonantiefrequentie wordt het grote voordeel van de ontdubbeling bekomen. Bij deze frequenties is er een grote verbetering van de geluidisolatie in vergelijking met een enkelvoudige wand.

Geluidisolatieverloop van een dubbele wand

Er dient aldus verzekerd te worden dat de resonantiefrequentie van de gekozen wandopbouw voldoende laag ligt in verhouding met het frequentiebereik van de toepassing waarvoor de wand wordt gekozen. (Bij voorkeur f_r < 100Hz voor gewone toepassingen en f_r < 50 Hz voor muziekstudio's of fuifzalen. Dit kan door hogere massa's of een grotere spouwbreedte).

Massieve ontdubbelde wanden hebben het voordeel dat hun resonantiefrequentie meestal voldoende laag ligt, gezien de grote massa's.

• Als voorbeeld wordt een gangbare wandopbouw van 15 cm snelbouw (à 1100 kg/m³) – 3 cm spouw – 15 cm snelbouw (à 1100 kg/m³) gekozen. Deze constructie heeft een resonantie rond 49 Hz. Voor toepassingen in woningbouw of kantoren is deze wandopbouw dus mogelijk.
• Echter bij laagfrequentere bronnen, zoals techno muziek bij fuifzalen, installatielawaai bij technische ruimtes, ... kan het zijn dat deze wand onvoldoende geluidisolatie biedt bij deze lage frequenties en dat een ander massa-veer-massa systeem moet gekozen worden met een lagere resonantiefrequentie, vb. door de spouw te verbreden.

Geluidabsorberend materiaal in de spouw

Theoretisch zou de geluidisolatie erg hoog kunnen worden boven deze resonantiefrequentie. Bij de hogere frequenties dient men echter ook rekening te houden met staande golfpatronen in de spouw. Door deze spouwresonanties valt de luchtgeluidisolatie terug. Door het voorzien van een geluidabsorberend materiaal in de spouw kunnen deze spouwresonanties geabsorbeerd worden, waardoor de geluidisolatie minder sterk terugvalt.

Het is belangrijk dat het gekozen absorberendemateriaal voldoende soepel is, vb. minerale wol, en niet geklemd zit tussen de wanddelen.

Het soepel materiaal heeft als bijkomend effect enerzijds dat elk contact tussen beide wanddelen, zoals mortelbaarden, wordt vermeden en anderzijds dat hoogfrequente geluidlekken, vb. bij plaatselijk slecht gevoegde of poreuze en onbepleisterde wanden, gedempt worden.

Contacten

Het hierboven aangegeven geluidisolatieverloop geldt wanneer de beide wanddelen volledig onkoppeld zijn, wat in praktijk niet altijd mogelijk is. Beide wanddelen kunnen op verschillende manieren contact maken. Afhankelijk van de nodige luchtgeluidisolatie tussen twee vertrekken zijn zulke contacten toegelaten, te vermijden of onmogelijk :

• Mortelbaarden, stijve isolatie,... zijn gemakkelijk te vermijden.
• Spouwankers zijn te vermijden en indien om stabiliteitsreden toch nodig en bij hogere luchtgeluidisolatie eisen te vervangen door trillingsdempende uitvoeringen.
• Ook aanliggende constructies (wanden, kolommen,...) kunnen voor contacten en dus een kortsluiting van de ontkoppeling van beide wanddelen zorgen. Ook hier geldt dat afhankelijk van de nodige luchtgeluidisolatie tussen twee vertrekken deze contacten toegelaten, te vermijden of onmogelijk zijn.

Welke akoestische isolatie dient men te voorzien in combinatie met een dubbele muur met doorlopende isolatie?

De geluidisolatie is sterk afhankelijk, voornamelijk van de mate waarin de twee wanddelen verbonden zijn.

In grote lijnen kan men stellen dat de geluidisolatie van ontdubbelde wanden slechts beperkt (ca. 3 dB) toeneemt t.o.v. een enkelvoudige wand met dezelfde massa als de som van de massa's van de twee wanddelen indien beide wanddelen verbonden zijn via aanliggende constructies, vb. doorlopende vloerplaten, doorlopende gevel,...

Door minstens één van beide wanden rondom rond te voorzien van een soepele aansluiting en alle contacten te vermijden, wordt deze volledig losgekoppeld en kan een aanzienlijke winst gerealiseerd worden.

Voor een massieve losgekoppelde voorzetwand, waarbij de voorzetwand duidelijk lichter is dan de basiswand, kan de grootteorde van deze winst ΔR _w ruw ingeschat worden in functie van de resonantiefrequentie f₀ en de gewogen geluidsverzwakkingsindex R_w van de basiswand (de zwaarste wand van beide wanddelen), ahv volgende tabel, uit de norm ISO 12354-1 – Annex D.

Verhoogde akoestische isolatie ΔR _w in functie van de resonantiefrequentie f _r

(Bron: norm 12354-1)

Waarop moet worden gelet bij de uitvoering van een massieve dubbele muur?

Om ten volle van dit dubbelwandige effect te kunnen genieten, mag er geen enkele trillingsoverdracht optreden tussen beide deelwanden. Hiertoe kunnen de wanden ontkoppeld worden dmv soepele stroken.

De globale akoestische kwaliteit wordt bepaald door zijn zwakste elementen. Daarom dient men er voor te zorgen dat er geen verzwakkende elementen aanwezig zijn in de wand:

• Contact tussen de twee muren is absoluut te vermijden.
• Wanneer het niet dragende wanden betreft, zal er tussen plafondplaat en wand een kleine ruimte open gelaten worden. Deze spleet dient minimaal te zijn (< 2 cm) en is op te vullen met een soepel materiaal over de volledige dikte van de wand. Het materiaal moet ook toelaten akoestisch een vergelijkbare kwaliteit te bieden dan de wand.
• Ook de luchtdichtheid van de wanden is erg belangrijk. Luchtlekken kunnen de geluidisolatie sterk doen dalen in de midden- en hoge frequenties. Een bepleistering of dekkende verf zorgt voor een goede luchtdichtheid. Bij poreuze materialen zoals geëxpandeerd kleibeton, lichte holle betonblokken,... is een luchtdichte bepleistering minstens langs één zijde noodzakelijk.
• Bij zichtmetselwerk dient erop gelet te worden dat het voegwerk over de volledige breedte van de wand wordt uitgevoerd, zodat ook voldoende massa wordt gerealiseerd ter plaatse van de voegen.
• Verder mogen er geen barsten, geen sleuven, geen ingebouwde lichtelementen, geen afdichting van gaten met een lichter materiaal, ... aanwezig zijn in de wand, ofwel dient de invloed hiervan in rekening gebracht te worden.
• Bij de aansluiting op een dwarse wand, vb. aansluiting op het binnenspouwblad van een gevel, dient afhankelijk van de gewenste kwaliteit de dwarse wand onderbroken te worden, om te vermijden dat geluid via transmissie van de dwarse wand naar de gevelwand.
• Vloerplaten dienen afhankelijk van de gewenste kwaliteit onderbroken te worden ter plaatse van de spouw.
• Wanneer akoestische stroken rondom de wand worden voorzien, om deze te ontkoppelen, dient erop gelet te worden dat vaak ook de andere aanliggende wanden die met de betreffende wand verbonden zijn, dan ook op trillingsdempende stroken moeten geplaatst worden. Dit niet alleen om eventuele ongelijke zettingen en scheuren te vermijden, maar ook om verzwakking van de geluidisolatie langs deze wegen te vermijden.
• Het is belangrijk dat het gekozen materiaal voldoende soepel is, vb. minerale wol, en niet geklemd zit tussen de wanddelen.

Bestek

In het bestek dienen volgende zaken opgelegd te worden naar de aannemer toe (afhankelijk van type bestek)

• Criteria luchtgeluidisolatie in situ (gewogen gestandaardiseerde geluidsisolatie D_nT,w ) te realiseren tussen verschillende ruimten eventueel met gepaste aanpassingstermen C of C_tr .
• Minimale luchtgeluidisolatie van de wandconstructie in labo (akoestische gewogen verzwakkingsindex voor luchtgeluid R_w ) (cf. norm NBN EN 10140-2) eventueel met gepaste aanpassingstermen C of C_tr .
• Ofwel minimale massa van de totale wand ofwel volledige wandopbouw beschrijving
• Eventuele nodige beschrijvingen van onderbrekingen van aanliggende constructies, akoestische stroken, trillingsdempende spouwankers,...

Opvolging van de werf

Checklist werfcontrole

Voorbeelden van toepassingen

Hieronder wordt aangegeven welke wanden toegepast kunnen worden in enkele gangbare situaties.

Opmerking: de luchtgeluidisolatie in situ (zowel bij nieuwbouw als bij renovatie) tussen twee vertrekken (D_n,Tw ) is niet enkel afhankelijk van de geluidisolatiewaarde gemeten in laboratorium van de wand zelf (R_w ), maar ook van andere elementen (de verhouding van de oppervlakte van de scheidingswand t.o.v. het achterliggende volume, de nagalmtijd van het ontvangstlokaal, de nevenwegen via aanliggende constructies, van eventueel voorkomend omloopgeluid via verlaagde plafonds of verhoogde vloeren,... Om die reden dient onderstaande tabel omzichtig te worden gebruikt.

De voorgestelde oplossingen zijn zowel van toepassing op nieuwbouw als op renovatie. Ze zijn voornamelijk bedoeld voor woningbouw.

(Bron: Floorplanner)

* R_w: gewogen geluidsverzwakkingsindex, ρ: dichtheid

Meer weten

In de Gids

Voor meer informatie met betrekking tot het onderwerp:

• Dossier | Het akoestisch comfort van gebouwen verzekeren
• Voorziening | Massieve enkele wand
• Dossier | Luchtdichtheid verbeteren
• Dossier | Duurzame keuze van niet-dragende muren en tussenwanden

Andere publicaties van Brussel Leefmilieu

• Code van goede praktijk, Technisch referentiekader inzake geluidsisolatie voor de premie voor de renovatie van het woonmilieu, Leefmilieu Brussel (2015)

Websites

• WTCB

  • Akoestische verbetering van de ruwbouw door middel van ontdubbelde gemene muren voor rijwoningen en appartementen

  • Webinars voor bouwbedrijven

Bibliografie

• Blasco, M. (2012), Bouwakoestiek: Een handleiding voor de architect, NAV vzw, Brussel

• Fasold, Sonntag (1978), Bauphysikalische Entwurfslehre Band 4 : Bauakustik, Verlag für Bauwesen, Berlijn (in het Duits)

• Hamayon, L. (2013), Réussir l'acoustique d'un bâtiment, Le Moniteur, Antony (in het Frans)

• Rossing, T.D. (2007), Springer handbook of Acoustics, Springer, New York (in het Engels)

• Vermeir, G. (2009), Lawaaibeheersing: cursustekst, Faculteit Toegepaste Wetenschappen KULeuven, Acoo, Leuven

Normen

• Norm prEN ISO 12354-1: Bouwakoestiek - Schatting van de geluidgedraging van gebouwen van uit de bouwdeelgedraging - Deel 1: Luchtgeluidwering tussen vertrekken
• Norm NBN EN ISO 10140-2 : Geluidsleer - Laboratoriummeting van geluidisolatie van bouwelementen - Deel 2: Meting van luchtgeluidsisolatie
• Norm NBN S01-400-1 : Akoestische criteria voor woongebouwen