Principes
Bij de samenstelling van de structuur en van de wanden moet men letten op:
Het scheppen van massa: volgens de "massawet" geldt het principe: hoe zwaarder het materiaal (dicht en dik), hoe beter het isoleert. Dit geldt vooral voor luchtgeluid (de 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 van 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 volumieke massa van de toegepaste materialen in het akoestisch element te variëren. Dit noemt men het massa-veer-massaprincipe. Met indien mogelijk een "veer" die de bewegingen absorbeert en de energie verspreidt.
Project van veertien collectieve woningen in Sint-Jans-Molenbeek voor het Woningfonds van het BHG
De akoestiek van de woningen kreeg een bijzondere aandacht
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.
Luchtdichting van de bouwschil:
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 gehele 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 door kan, kan ook het geluid door. 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 hierover de Dossier | Vermijden van polluenten in het gebouw en Dossier | Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen).
Prestaties
De vereiste prestatieniveaus van de wanden verschillen volgens de doelstellingen die men wil bereiken. Meer ambitieuze doelstellingen impliceren hogere prestaties, die men echter moeilijker kan evalueren. Voor de meest complexe projecten moet men een beroep doen op een geluidsdeskundige.
Men moet altijd rekening houden met het geheel van de wanden: een overdreven isolatie van de buitenmuren kan in het gebouw zelf geluiden doen ontstaan (minder intimiteit in de woningen, mogelijke burenruzies). Het heeft geen zin de ene zone te versterken als dat het geluid uit de zwakkere delen beter hoorbaar maakt!
Toestel dat schokken produceert voor de experimentele meting van contactgeluid
Er bestaan verschillende indicatoren voor de meting en vergelijking van de akoestische prestaties van materialen en bouwproducten. Het is belangrijk dat men ze niet met elkaar verwart. Sommige indicatoren nemen af wanneer de prestaties verbeteren (een voorbeeld: hoe lager de index van het vermogen om contactgeluid over te brengen, hoe beter), terwijl andere toenemen (een voorbeeld: wanneer de isolatie van de wand groter wordt, stijgt ook de index van de akoestische overbrenging).
Er bestaat een eenvoudig regeltje, de massawet, om de geluiddempingsindex van een wand volgens de massa te beoordelen. De massawet houdt echter geen rekening met het resonantieverschijnsel "massa-veer-massafrequentie" van complexe wanden die uit verschillende lagen bestaan, en evenmin met de daling van het isolatievermogen in de buurt van de kritieke frequentie (zie verder). Jammer genoeg bestaat er ook geen eenvoudige wet om de isolatie tegen contactgeluid van een muur of een vloer te meten. Meestal is een experimentele evaluatie de enige oplossing.
Experimentele massawet
Hoe meer de massa toeneemt, hoe groter het isolatievermogen (de geluiddempingsindex) van een wand wordt. Als de massa verdubbelt, neemt de isolatie met 4 dB toe.
- Praktische referentie:
- R = 40 dB voor m = 100 kg/m²
- dus R = 44 dB voor m = 200 kg/m² (voorbeeld: 8 cm dikke wand van gewapend beton)
Dankzij deze verhouding kan men zich snel een beeld vormen van het isolatievermogen van een wand. Vanwege de kritieke frequentie mag men zich echter niet uitsluitend op deze wet baseren.
Als gevolg van de stijfheid van de wand zal het akoestisch isolatievermogen op een bepaalde frequentie (de kritieke frequentie) afnemen (zie onderstaande grafiek). De reële geluiddemping is dus kleiner dan de geluiddemping die zou ontstaan als alleen de massa van de wand meespeelde.
Indien de daling zich voordoet in een zone waarvoor het oor gevoelig is, zal ze sterk worden ervaren.
Geluiddempingsindex van een enkelvoudige wand (verticale as) volgens de frequentie (horizontale as). De index daalt op de kritieke frequentie (de isolatie is dus minder goed)
De kritieke frequentie kan worden geschat aan de hand van de onderstaande tabel, in de wetenschap dat het product "kritieke frequentie fc x dikte van de wand d" constant is:
- fc . d = cste
Kritieke frequentie voor een wand van 1 cm dikte, voor verschillende materialen
| Materiaal | Volumische massa [kg/m³] | Kritisch frequentie voor een dikte van 1cm [Hz] |
|---|---|---|
| Rubber | 1.000 | 85.000 |
| Kurk | 250 | 18.000 |
| Piepschuim | 14 | 14.000 |
| Staal | 7.800 | 1.000 |
| Aluminium | 2.700 | 1.300 |
| Lood | 10.600 | 8.000 |
| Glas | 2.500 | 1.200 |
| Volle baksteen | 2.000 tot 2.500 | 2.500 tot 5.000 (*) |
| Beton | 2.300 | 1.800 |
| Gips | 1.000 | 4.000 |
| Hout (spar) | 600 | 6.000 tot 18.000 (**) |
© WTCB
Praktisch geval: een 10 cm dikke binnenwand van gipsblokken heeft een kritieke frequentie van 4000/10 cm = 400 Hz
Het ontwerp van de wand (van een woning of gebouw) moet garanderen dat de kritieke frequentie hoger is dan 2500 Hz. Voor een opnamestudio, waar de akoestische eisen strenger zijn, mikt men op een massa-veer-massafrequentie van meer dan 3 kHz.
Een ander zwak punt van complexe wanden (met meerdere lagen) houdt verband met de massa-veer-massafrequentie.
Lichte scheidingswanden die uit twee wanden en een kern van isolatiemateriaal bestaan, hebben een resonantiefrequentie die wordt gegeven door de verhouding:
- waarin d de afstand is tussen de 2 wanden en m''1 en m''2 "2 hun massa vertegenwoordigen.
Op deze frequentie daalt bovendien het isolatievermogen van de wand. Een goed ontwerp van de wand (van een woning of een gebouw) garandeert dat de massa-lucht-massafrequentie onder de 80 Hz blijft.
Voor een opnamestudio, waar de akoestische eisen strenger zijn, mikt men op een massa-veer-massafrequentie van minder dan 60 Hz.
Vaak worden deze verschillende frequenties niet expliciet opgegeven voor de verschillende toegepaste oplossingen. Men vindt veeleer globale indexen, een soort van gemiddelde voor een volledig frequentiebereik (eventueel gewogen om rekening te houden met de gevoeligheid van het menselijk oor, men spreekt bijvoorbeeld van dBA).
Deze globale indexen geven de gemiddelde prestaties van de wand, rekening houdend met de kritieke frequenties en de massa-veer-massafrequenties. Ze worden soms in de technische documentatie van de producten vermeld. Bij gebrek aan nauwkeurige waarden zal men soms een beroep moeten doen op een geluidsdeskundige om de prestatie van een wand te evalueren (simulatie, berekening, experimentele gegevens...).
Let ook op het feit dat de akoestische effectiviteit het resultaat is van het geheel van de producten en de manier waarop men ze samenvoegt: een akoestische isolatie zal beter presteren op een onafhankelijk frame dan wanneer ze rechtstreeks op de ondergrond wordt gelijmd.
Soorten wanden en afwerkingen
Elke wand tussen twee akoestische comfortzones moet een isolatie-index hebben die hoger zal moeten zijn naarmate men betere prestaties / meer comfort wenst. Dit geldt dus voor:
- buitenmuren
- muuropeningen, vensters, deuren
- gemene muren
- binnenwanden van een gebouw, tussen een gemeenschappelijke ruimte (of technisch lokaal) en de woning
- vloeren en daken
- ...
In het ideale geval moet de ontwerper de schil van zijn beschermde volume kunnen definiëren en ze optimaliseren op het vlak van de warmte (isolatie), de luchtdichting (en het hygrothermisch gedrag) en de akoestische isolatie!
De volgende paragrafen behandelen enkele typische wanden en hun akoestische prestaties.
Massieve muren
- Volgens de massawet, hoe zwaarder een muur, hoe beter de isolatie (tegen luchtgeluid). De gemiddelde geluiddempingsindex (R) van een massieve muur bestreken met een luchtdichte, homogene pleisterlaag, bedraagt ± 47 dB.
Spouwmuren
Spouwmuren (dragend blok / spouw / parement van baksteen) werken niet als dubbele akoestische wanden, omdat er muurankers zijn die het metselwerk met de dragende muren verbinden. Toch geven deze massieve gevels meestal een voldoende akoestische isolatie (meer dan 50 dB).
Keuze van het venster
De akoestiek van gevels
De akoestiek van gevelskan vooral worden verbeterd door op de zwakke punten in te grijpen: deuren, vensters en schrijnwerk. Ter herinnering, de geluiddempingsindex van een traditionele gevelmuur is 50 dB, terwijl die van symmetrische dubbele beglazing 4-15-4 slechts 25 dB bedraagt! Als men weet dat de waarde van deze index voor de beste beglazing die men in klassieke ramen kan aanbrengen (akoestische dubbele beglazing van gelaagd glas) 42 dB bedraagt, begrijpt men dat in de meeste gevallen naast de ventilatieopeningen vooral het buitenschrijnwerk de akoestische isolatie van de gevel bepaalt.
Men moet ook onthouden dat de akoestische prestaties van driedubbele beglazing 4-16-4-16-4 laag zijn: ze zijn identiek aan die van dubbele beglazing 4-16-4.
Voor de beste akoestische prestaties gebruikt men een samenstel van zware asymmetrische beglazing en akoestische gelaagde beglazing, met een zo groot mogelijke tussenruimte. De meest courant gebruikte beglazing is dus een 66.2A-20-44, met een geluiddempingsindex van 42 dB. Als deze waarde niet volstaat, zal men met dubbele vensters moeten werken.
Dubbel venster: systeem met de beste akoestische isolatie
De volgende tabel geeft de grootteorde van de geluiddempingsindex RAtr (gewogen geluiddempingsindex met correctie voor in het laboratorium gemeten verkeersgeluiden) voor verschillende beglazingen.
Grootteorde van de geluiddempingsindex RAtr (gewogen geluiddempingsindex met correctie voor in het laboratorium gemeten verkeersgeluiden) voor verschillende courante beglazingen
Type beglazing | Samenstelling | RAtr |
|---|---|---|
Enkelvoudig | 4 | 30 dB |
8 | 32 dB | |
Niet-akoestisch gelaagd glas | 44.2 | 32 dB |
Akoestisch gelaagd glas | 44.2A | 35 dB |
Symmetrische dubbele beglazing | 4–15–4 | 25 dB |
6-16-6 | 29 dB | |
Asymmetrische dubbele beglazing | 6–15–4 | 30 dB |
6–15-10 | 34 dB | |
Dubbele beglazing, één zijde gelaagd | 6–15-55.2 | 35 dB |
Akoestische dubbele beglazing, gelaagd | 8–15–66.2A | 39 dB |
10-20-44.2A | 41 dB | |
Akoestische dubbele beglazing, 2 x gelaagd | 66.2A–20–44.2A | 42 dB |
66.2A–15–88.2A | 47 dB | |
Driedubbele beglazing | 4–16–4–16–4 | 27 dB |
Akoestische driedubbele beglazing | 6–12–4–12–44.1A | 37 dB |
Akoestische driedubbele beglazing, 2 x gelaagd | 44.1A–12–4–12–44.1A | 41 dB |
66.1A–12–6–12–44.1A | 44 dB |
© WTCB
Gemene muren
Let op de volledige ontkoppeling tussen de twee woningen. De geluiddempingsindex van een verdubbelde wand hangt af van:
- de oppervlaktemassa van elke wand,
- de breedte van de spouw tussen de twee wanden,
- de dikte en het soort isolatiemateriaal tussen de twee parementen,
- de kritieke frequentie van elk parement,
- de aan- of afwezigheid van geluidsbruggen (muurankers...)
Zonder enige fout in de toepassing kan met deze wanden een geluiddempingsindex worden gehaald van ongeveer 60 dB (totale massa van twee wanden 400 kg/m²) tot 65 dB (totale massa van twee wanden 500 kg/m²).
Typisch schema van een van de fundering tot het dak verdubbelde gemene muur
Voorzetwand
Men kan een bestaande wand ook verbeteren door hem te verdubbelen. Om een effectief systeem te verkrijgen, moet men:
- de voorzetwand ontkoppelen met een soepele voeg rondom;
- een soepel, niet-stijf isolatiemateriaal gebruiken;
- verscheidene gipsplaten (massa) voor de voorzetwand gebruiken en ze met verspringende voegen plaatsen, om het risico van geluidslekken te beperken.
Deze oplossing is praktisch en gemakkelijk in renovaties toe te passen en verbetert de geluiddempingsindex.
Op een bestaande wand gelijmde voorzetwanden geven minder goede resultaten dan op een onafhankelijk frame aangebrachte voorzetwanden.
Akoestische isolatie van een bestaande wand met een voorzetwand Op een onafhankelijk frame bevestigde voorzetwand
Lichte dubbele wand
Een akoestisch effectieve lichte dubbele wand vereist een ontkoppeling met behulp van een soepele voeg rondom. De stijlen zijn trilvast en de isolatie moet soepel zijn (niet stijf).
De gipsplaten spelen een belangrijke rol. Hoe groter hun massa, hoe beter de geluiddemping. Met een enkele gipsplaat aan elke kant krijgt men een demping van 43 dB. Als men het aantal platen verdubbelt, stijgt ze naar 51 dB. Met drie platen krijgt men 57 dB.
Als men het frame verdubbelt (zie het onderstaande schema) kan de geluiddemping tot 61 dB toenemen.
Daken
De thermische isolatie van een dak volstaat op zich niet om een goede akoestische prestatie te garanderen. Ze moet worden uitgevoerd als een isolatiecomplex dat als een lichte wand werkt (massa-vering-massa).
Om een goede akoestische isolatie tot stand te brengen, plaatst men een zwaar onderdak, in plaats van een vel polyethyleen met microperforaties, dat te licht is.
De ideale samenstelling is als volgt (van buiten naar binnen):
- Dakbedekking;
- Zwaar onderdak van houtagglomeraat – in het ideale geval twee panelen (36 tot 44 mm) als hun gewicht kan worden gedragen. Het onderdak moet waterdicht maar dampdoorlatend zijn. De panelen kunnen met bitumen worden geïmpregneerd of worden gecombineerd met een vel polyethyleen met microperforaties;
- Isolatie in panelen, rollen of bulk (de dikte hangt af van de thermische eisen) tussen de gordingen of onder de gordingen;
- Dampscherm - niet vergeten ruimte te laten tussen het dampscherm en de afwerkingsplaten, voor de doorgang van de leidingen;
- Afwerkingsplaten – gipsplaten, vezelplaten of andere platen, trilvast bevestigd aan het gebinte (met haken of op een licht metalen frame). Als de structuur het extra gewicht kan dragen, zijn twee of zelfs drie platen doeltreffender dan één.
Trilvast aan het gebinte bevestigde gips- of gipsvezelplaten (op een licht metalen frame)
Zwevende vloerplaat
Een van de akoestische voorzieningen voor vloeren is de zwevende vloerplaat: men brengt een soepele tussenlaag aan tussen de dragende structuur en de deklaag. Deze oplossing voorkomt de overbrenging van trillingen van de deklaag naar de dragende structuur, en van externe trillingen op de structuur naar de deklaag. Men moet bovendien langs de randen een strook voorzien die elk contact tussen de deklaag en de muur voorkomt. De plint moet met een soepele voeg worden afgescheiden.
De deklaag kan:
- Droog zijn: in dat geval bestaat het samenstel uit geprefabriceerde panelen (bijvoorbeeld 2 aan elkaar bevestigde gipsvezelplaten) en een voorgelijmde isolatielaag met hoge dichtheid
- Ter plekke worden gegoten: klassieke deklaag, met alle voorzorgen om tijdens het gieten de ontkoppelingslaag niet te doorboren
Droge deklaag van 2 gipsvezelplaten en een isolatielaag
Als de plaatsing goed wordt verzorgd, daalt een geluidsniveau van 67 dB met een traditionele deklaag naar 50 dB met een zwevende vloerplaat (vloerbekleding: tegels).
Zwevende vloerplaat met soepele voeg (rood) aan de plinten
Verlaagd plafond
Een effectief verlaagd plafond verbetert de akoestische prestaties van de wand op het vlak van de overbrenging van luchtgeluiden van de wand, en beperkt het contactgeluid. Het verlaagd plafond moet trilvast worden bevestigd of opgevangen en van de muur verwijderd gehouden door een trilvaste strook. Hoe groter de ruimte boven het verlaagd plafond, hoe beter het resultaat, maar als de hoogte onder het plafond beperkt is, geeft een tussenruimte van 1 cm al bevredigende resultaten.
Voor het beheer van contactgeluiden zal een ingreep boven de vloer (zwevende vloerplaat) altijd effectiever zijn dan een ingreep aan het plafond (verlaagd plafond).
Trilvast bevestigingssysteem voor verlaagd plafond
De rol van de vloerbekleding
De keuze van de vloerbekleding is ongetwijfeld het belangrijkste element voor de demping van contactgeluid. Onthoud de volgende grootteorde van de Ln,w-index (unieke index van het niveau van het contactgeluid):
- Op de deklaag gelijmde, traditioneel geplaatste tegels (op betonplaat): 67 dB
- Zwevend op een betonplaat geplaatst gelamineerd parket: 52 tot 58 dB
- Gelijmd vinyl: 53 dB tot 62 dB (hoe dikker en soepeler het vinyl, hoe beter de isolatie tegen contactgeluid)
- Vasttapijt: 45 dB tot 58 dB (hoe dikker, hoe beter de prestaties)
