BouwfysicaBouwfysica

Onderdelen:Onderdelen:

Warmte en isolatieWarmte en isolatie Vocht- en ventilatieVocht- en ventilatie Geluid en akoestiekGeluid en akoestiek LichtLicht

Geluid en akoestiekGeluid en akoestiek

Basis theorie van geluidBasis theorie van geluid Lucht- en contactgeluidLucht- en contactgeluid GeluidabsorbtieGeluidabsorbtie Geluiddrukniveau in een vertrekGeluiddrukniveau in een vertrek Akoestiek van een vertrekAkoestiek van een vertrek GeluidisolatieGeluidisolatie

Geluid en akoestiekGeluid en akoestiek

Wat is geluid (theorie)Wat is geluid (theorie) Wat is luchtgeluidWat is luchtgeluid Wat is contactgeluidWat is contactgeluid Akoestiek in een vertrekAkoestiek in een vertrek Geluidwerendheid van constructiesGeluidwerendheid van constructies Rekenen met geluidRekenen met geluid GeluidisolatieGeluidisolatie Geluid en ventilatieGeluid en ventilatie Geluidwerendheid van gevelsGeluidwerendheid van gevels

Geluid en akoestiekGeluid en akoestiek

Wat is geluid?Wat is geluid?

Hoe ervaren we Hoe ervaren we geluid?geluid?

Soorten van Soorten van geluidgeluid

GeluidsterktesGeluidsterktes

Geluidmeting en effectenGeluidmeting en effecten

Het meten van Het meten van geluid en het geluid en het effect van de effect van de meting kan zeer meting kan zeer moeilijk zijn.moeilijk zijn.

Hier zien we dat Hier zien we dat het effect van het effect van waterdruppels waterdruppels zeer verschillend zeer verschillend kan zijn.kan zijn.

Verschillende geluidenVerschillende geluiden

Beide geluiden Beide geluiden van de mug en van de mug en het vliegtuig het vliegtuig zijn zeer zijn zeer verschillend in verschillend in frequenties en frequenties en sterktesterkte

Geluid is subjecttief!Geluid is subjecttief!

Geluid is zeer Geluid is zeer subjectief.subjectief.

Verschillende Verschillende mensen kunnen mensen kunnen geluid anders geluid anders ervaren en ervaren en waarderen.waarderen.

Ongewenst geluidOngewenst geluid

Geluid kan Geluid kan gedefinieerd gedefinieerd worden als worden als zeer zeer ongewenst!ongewenst!

Geluidenergie - geluiddrukGeluidenergie - geluiddruk Wanneer geluid Wanneer geluid

wordt omgezet van wordt omgezet van een bron naar een bron naar luchtgeluid luchtgeluid verplaatst de geluid-verplaatst de geluid-energie zich via energie zich via luchtmoleculen op luchtmoleculen op dezelfde manier als dezelfde manier als golven in water.golven in water.

Deze energie Deze energie noemen we noemen we geluiddruk met de geluiddruk met de eenheid: Watteenheid: Watt

Geluidenergie en gehoorGeluidenergie en gehoor

De verschillen in De verschillen in geluid-energie zijn geluid-energie zijn zeer groot.zeer groot.

Zie hier het bereik Zie hier het bereik van ons gehoor van van ons gehoor van gehoordrempel tot gehoordrempel tot pijngrens.pijngrens.

Geluidenergie en intensiteitGeluidenergie en intensiteit

Wanneer een bron Wanneer een bron geluidenergie geluidenergie produceerd produceerd (P)(P) leverd dit een leverd dit een intensiteit intensiteit (I)(I) op. op.

Van deze beide Van deze beide waarden kunnen we waarden kunnen we de invloed de invloed berekenen wanneer berekenen wanneer we de geluid-we de geluid-energie en energie en oppervlak weten.oppervlak weten.

Geluid is een over- en onderdruk t.o.v. de Geluid is een over- en onderdruk t.o.v. de barometrische luchtdrukbarometrische luchtdruk

Geluiddruk t.g.v. Geluiddruk t.g.v. drukschom-drukschom-melingen t.o.v. melingen t.o.v. de barometrische de barometrische luchtdruk.luchtdruk.

Overdruk en Overdruk en onderdruk die onderdruk die samen de samen de golfbeweging golfbeweging vormen.vormen.

Geluid is een longitudinale golfbewegingGeluid is een longitudinale golfbeweging

Een voorstelling Een voorstelling van een zuivere van een zuivere geluidgolf in geluidgolf in lucht.lucht.

Een geluidgolf in Een geluidgolf in lucht is een lucht is een longitudinale golf longitudinale golf d.w.z. dat de golf d.w.z. dat de golf trilt in de richting trilt in de richting van de van de golfbeweging.golfbeweging.

Geluidsnelheid = frequentie x golflengteGeluidsnelheid = frequentie x golflengte

Voor Voor golfbewegingen golfbewegingen geldt de formule:geldt de formule:

c = f x c = f x λλ

c = voortplantings- c = voortplantings- snelheid in het snelheid in het medium (m/sec.)medium (m/sec.)

f = frequentie (Hz)f = frequentie (Hz) λλ = golflengte (m) = golflengte (m)

Geluid en snelheid van voortplantingGeluid en snelheid van voortplanting

Geluid heeft altijd een medium nodig om zich Geluid heeft altijd een medium nodig om zich voort te planten.voort te planten.

Het medium kan zijn: een gas, vloeistof of een Het medium kan zijn: een gas, vloeistof of een vaste stof.vaste stof.

Voorbeelden van snelheden in diverse mediums: Voorbeelden van snelheden in diverse mediums:

• Lucht Lucht c = 340 c = 340 m/sec.m/sec.• Water Water c = 1450 c = 1450 m/sec. m/sec. • Staal Staal c = 4900 c = 4900 m/sec. m/sec. • Beton Beton c = 4000 c = 4000 m/sec.m/sec.• MetselwerkMetselwerk c = 2000c = 2000 m/sec.m/sec.

c = f x c = f x λλ

Geluidsnelheid = frequentie x golflengteGeluidsnelheid = frequentie x golflengte

In een medium is In een medium is cc constant dus bij een constant dus bij een hoge frequentie (trillingen per seconde) hoge frequentie (trillingen per seconde) hebben we een kleine golflengte.hebben we een kleine golflengte.

Bij een lage frequentie hebben we een Bij een lage frequentie hebben we een grote golflengte grote golflengte

C = f x C = f x λλ ( geluidsnelheid in lucht ) ( geluidsnelheid in lucht )

Wat zijn frequenties en octaafbandenWat zijn frequenties en octaafbanden

Een frequentie is het aantal golfbewegingen per Een frequentie is het aantal golfbewegingen per seconde. De eenheid is seconde. De eenheid is HzHz

Er zijn oneindig veel verschillende frequenties Er zijn oneindig veel verschillende frequenties vandaar de noodzaak tot normalisatie.vandaar de noodzaak tot normalisatie.

De frequenties zijn internationaal De frequenties zijn internationaal gestandaardiseerd in octaafbanden.gestandaardiseerd in octaafbanden.

Onder een octaaf verstaat men de verdubbeling Onder een octaaf verstaat men de verdubbeling van de frequentie. van de frequentie.

De octaafbanden worden aangegeven met de De octaafbanden worden aangegeven met de genormaliseerde middenfrequentie: genormaliseerde middenfrequentie: 31,5 – 63 – 125 – 250 – 500 – 1000 – 2000 31,5 – 63 – 125 – 250 – 500 – 1000 – 2000 – 4000 – 8000 – 16000 Hz– 4000 – 8000 – 16000 Hz

Frequenties en octaafbandenFrequenties en octaafbanden

Voor de bouw zijn belangrijk de frequenties:Voor de bouw zijn belangrijk de frequenties: 125 – 250 – 500 – 1000 – 2000 Hz125 – 250 – 500 – 1000 – 2000 Hz

Gehoorbereik Gehoorbereik ---------------------------- ----------------------------

Boven de 140 dB Boven de 140 dB gaan je gaan je trommelvliezen trommelvliezen scheuren en zul je scheuren en zul je doof zijn.doof zijn.

Het menselijk Het menselijk gehoorbereik loopt gehoorbereik loopt dus van 0 tot 140 dBdus van 0 tot 140 dB

Rekenen met logaritmenRekenen met logaritmen

Log 1 = 0Log 1 = 0 Log 2 = Log 2 = 0,30,3 Log 3 = Log 3 = 0,47710,4771 Log 4 = 2 . Log 2 = 2 . Log 4 = 2 . Log 2 = 2 . 0,30,3 = 0,6 = 0,6 Log 5 = 0,7Log 5 = 0,7 Log 6 = log 2 + log 3 = 0,7771Log 6 = log 2 + log 3 = 0,7771 Log 7 = 0,85Log 7 = 0,85 Log 9 = 2 . Log 3 = 2 . Log 9 = 2 . Log 3 = 2 . 0,47710,4771 = 0,95 = 0,95 Log 10 = 1Log 10 = 1

Rekenen met logaritmenRekenen met logaritmen

Log 10 = 1Log 10 = 1 Log 20 = 1,301 Log 20 = 1,301 Log 100 = 2Log 100 = 2 Log 280 = 2.447Log 280 = 2.447 Log 1000 = 3Log 1000 = 3 Log 10000 = 4Log 10000 = 4 Log 100000 = 5 enz.Log 100000 = 5 enz.

Geluiddrukniveau LpGeluiddrukniveau Lp Het geluiddrukniveau Het geluiddrukniveau LpLp is een is een

logaritmisch berekende verhouding van de logaritmisch berekende verhouding van de heersende geluiddruk heersende geluiddruk PPeffeff t.o.v. De t.o.v. De geluiddruk van de gehoordrempel geluiddruk van de gehoordrempel PPoo

Geluidrukniveau LpGeluidrukniveau Lp

LpLp = geluiddrukniveau in dB = geluiddrukniveau in dB PPeff eff = effectieve waarde van de heersende geluiddruk= effectieve waarde van de heersende geluiddruk PPoo = Geluiddruk gehoordrempel in Pa (2 . 10 = Geluiddruk gehoordrempel in Pa (2 . 10 -5 -5 Pa)Pa)

Geluiddrukniveau LpGeluiddrukniveau Lp

Vullen we in deze formule voor PVullen we in deze formule voor Peff eff de geluiddruk van de geluiddruk van de gehoordrempel in (2x10de gehoordrempel in (2x10-5-5) dan vinden we voor Lp:) dan vinden we voor Lp:

Geluiddrukniveau LpGeluiddrukniveau Lp Vullen we in deze formule voor PVullen we in deze formule voor Peff eff de geluiddruk van de pijngrens (200 Pa) in dan vinden we voor Lp:de geluiddruk van de pijngrens (200 Pa) in dan vinden we voor Lp:

We hebben nu de schaal voor de aanduiding van geluiddrukniveau van 0 tot 140 dB gevondenWe hebben nu de schaal voor de aanduiding van geluiddrukniveau van 0 tot 140 dB gevonden

Schaalverdeling geluidSchaalverdeling geluid schaal schaal

Overzicht van het Overzicht van het gehoorbereik van gehoorbereik van mensen in Pa en dBmensen in Pa en dB

De schaalverdeling De schaalverdeling loopt van: 0 loopt van: 0 tot 140 dBtot 140 dB

Of van Of van gehoor-drempel gehoor-drempel tot pijngrens!tot pijngrens!

Menselijk gehoorbereikMenselijk gehoorbereik

Afwijkingen van het gehoorAfwijkingen van het gehoor

IsofonenIsofonen of wel of wel de lijnen van de lijnen van gelijke luidheid gelijke luidheid van het van het menselijk menselijk gehoor.gehoor.

Lage frequenties Lage frequenties veel afwijking.veel afwijking.

1000 Hz zeer 1000 Hz zeer nauwkeurignauwkeurig!!

Optellen van geluidbronnenOptellen van geluidbronnen

2 gelijke2 gelijke geluidbronnen opgeteld leveren een geluidbronnen opgeteld leveren een geluiddrukverhoging van geluiddrukverhoging van 3 dB3 dB op. op.

Bij optelling van Bij optelling van 2 verschillende2 verschillende geluidbronnen geluidbronnen met een geluidrukverschil >met een geluidrukverschil > 10 dB 10 dB kunnen we de kunnen we de kleinste bron verwaarlozenkleinste bron verwaarlozen..

VoorbeeldenVoorbeelden

Geluidbron L1 = 77 dB, L2 = 77 dB Het Geluidbron L1 = 77 dB, L2 = 77 dB Het geluiddrukniveau wordt dan geluiddrukniveau wordt dan 8080 dB dB

Geluidbron L1 = 60 dB, L2 = 70 dB Het Geluidbron L1 = 60 dB, L2 = 70 dB Het geluiddrukniveau wordt dan: geluiddrukniveau wordt dan: 70,4570,45 dB dB

L1 = 100 dB, L2 = 115 dB Eindsterkte = L1 = 100 dB, L2 = 115 dB Eindsterkte = 115115 dB dB L1 = 83 dB, L2 = 78 dB, L3 = 97 dB de eindsterkte L1 = 83 dB, L2 = 78 dB, L3 = 97 dB de eindsterkte

van deze 3 bronnen = van deze 3 bronnen = 9797 dB dB

Bij 10 dB verschil dus een toename van 0,45 dBBij 10 dB verschil dus een toename van 0,45 dB Bij 2 gelijke bronnen een toename van 3 dBBij 2 gelijke bronnen een toename van 3 dB Meer dan 10 dB verschil de kleinste bron Meer dan 10 dB verschil de kleinste bron

verwaarlozen! verwaarlozen!

Optellen van meerdere geluidbronnenOptellen van meerdere geluidbronnen

Formule voor het optellen van geluidbronnenFormule voor het optellen van geluidbronnen

Lt = eindsterkte van het geluiddrukniveauLt = eindsterkte van het geluiddrukniveau L1, L2, L3, Ln = de diverse geluidbronnen L1, L2, L3, Ln = de diverse geluidbronnen

Voorbeeld berekeningVoorbeeld berekening

L1 = 70 dB L2 = 75 dB L3 = 77 dBL1 = 70 dB L2 = 75 dB L3 = 77 dB

Gevraagd: Bereken de eindsterkte van het Gevraagd: Bereken de eindsterkte van het geluiddrukniveau in het vertrek.geluiddrukniveau in het vertrek.

Beoordelen van geluidBeoordelen van geluid

De isofonen tonen De isofonen tonen aan dat ons gehoor aan dat ons gehoor afwijkingen heeft.afwijkingen heeft.

De frequentie 1000 De frequentie 1000 Hz is zeer Hz is zeer nauwkeurig!nauwkeurig!

De lage frequenties De lage frequenties hebben grote hebben grote afwijkingen evenals afwijkingen evenals de frequenties de frequenties hoger dan 2000 Hz hoger dan 2000 Hz

Tabel met afwijkingen in dB(A)Tabel met afwijkingen in dB(A)

Soorten filters voor geluidmetingenSoorten filters voor geluidmetingen

Om toch goede geluidmetingen uit te voeren Om toch goede geluidmetingen uit te voeren gebruiken we verschillende filters.gebruiken we verschillende filters.

De gebruikte filters corrigeren de afwijkingen van De gebruikte filters corrigeren de afwijkingen van ons gehoor bij bepaalde frequenties van geluid.ons gehoor bij bepaalde frequenties van geluid.

We geven het gebruikte filter aan bij de We geven het gebruikte filter aan bij de eenheideenheid.. dB of dB(Lin)dB of dB(Lin) = Alle frequenties worden zonder = Alle frequenties worden zonder

filtering gemeten, natuurkundig gemeten, alle filtering gemeten, natuurkundig gemeten, alle waarden exact zonder correcties!waarden exact zonder correcties!

dB(A)dB(A) meting met het A-filter waarbij het filter de meting met het A-filter waarbij het filter de gehoorafwijking nabootst volgens de isofonen.gehoorafwijking nabootst volgens de isofonen.

dB(D)dB(D) meting met het D-filter gebruikt men voor meting met het D-filter gebruikt men voor het meten van vliegtuiglawaai.het meten van vliegtuiglawaai.

Equivalent geluiddrukniveauEquivalent geluiddrukniveau

Wanneer het nodig is het geluid over langere tijd Wanneer het nodig is het geluid over langere tijd te meten maken gebruik van het zogenaamde te meten maken gebruik van het zogenaamde equivalente geluiddrukniveau equivalente geluiddrukniveau ( ( LLeqeq ) ) in in dB(dB(AA))

Bij de meting wordt het sterk variërende geluid in Bij de meting wordt het sterk variërende geluid in dB(A) gedurende een langere tijd gemeten dB(A) gedurende een langere tijd gemeten waarna het gemiddelde wordt bepaald.waarna het gemiddelde wordt bepaald.

We kunnen dan aangeven We kunnen dan aangeven hoe langhoe lang het geluid het geluid een bepaalde een bepaalde grenswaardegrenswaarde overschreden heeft. overschreden heeft.

L10 betekent dat het geluid de L10 betekent dat het geluid de grenswaardegrenswaarde met met 10%10% van de tijd heeft overschreden. van de tijd heeft overschreden.

LL55 en en LL1010 geven de geven de geluidpiekengeluidpieken aan terwijl aan terwijl LL9090 en en LL9595 de maatstaf voor achtergrond lawaai vormen. de maatstaf voor achtergrond lawaai vormen.