Geluid - Systemair
Geluid - Systemair
Geluid - Systemair
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Ventilatoren | Compacte WTW-units | Modulaire luchtbehandelingskasten | Luchtverdelingsproducten & Brandbeveiliging<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
voor ventilatoren
2<br />
Inhoudsopgave<br />
Gegevens voor een geluidsberekening 3<br />
Formule van Beranek 3<br />
Correctie voor de octaafband-middenfrequentie 3<br />
Rendement van een ventilator 3<br />
<strong>Geluid</strong>sdemping in luchtkanalen 4<br />
Demping in bochten 4<br />
Demping in een aftakking 5<br />
Eindreflectie 6<br />
Ruimtedemping 7<br />
Aanbevolen criteria voor luchttechnische installaties 8<br />
Waarderingsnormen 9<br />
Normen-buiten 9<br />
Theorie 10<br />
<strong>Geluid</strong> 10<br />
Frequentie 11<br />
Voortplantingssnelheid (m/s) 11<br />
Golflengte (lambda) in m of in cm 11<br />
<strong>Geluid</strong>sdruk 11<br />
<strong>Geluid</strong>svermogen 12<br />
Octaafbanden 13<br />
Beoordeling 14<br />
Beoordelingsmaten 14<br />
NR-curven 14<br />
dB(A)-waardering 16<br />
Het meten van geluid 18<br />
Hoe wordt geluid gemeten? 18<br />
Principe van een geluidsberekening 18<br />
Doel 18<br />
<strong>Geluid</strong>sproductie van ventilatoren 19<br />
Schoepfrequentie 19<br />
Bepalen van het geluidsvermogen van een ventilator 20<br />
A: Door meting 20<br />
B: Door berekening 20<br />
Demping in luchtkanalen 22<br />
Rechte kanaalstukken 22<br />
Bochten 22<br />
Aftakkingen en splitsingen 22<br />
Eindreflecties van roosters, etc. 23<br />
Voorbeeld 24<br />
<strong>Geluid</strong>suitbreiding in het vrije veld 25<br />
Oplossing 26<br />
Spiegelbronnen 26<br />
Normen 26<br />
<strong>Geluid</strong> in besloten ruimten 27
Gegevens voor een geluidsberekening<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Formule van Beranek<br />
Als het geluidsvermogenniveau van een ventilator niet wordt opgegeven kan dit bij benadering worden bepaald met de<br />
formule van Beranek:<br />
L w = 40 + 10 log Q + 20 log p t in dB<br />
Q = luchthoeveelheid in m 3 /s.<br />
p t = totale opvoerhoogte in Pa<br />
L w = geluidsvermogenniveau in dB<br />
Correctie voor de octaafband-middenfrequentie<br />
axiaal ventilatoren<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB -9 -8 -7 -7 -8 -10 -14 -18<br />
centrifugaal ventilatoren met voorovergebogen schoepvorm<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB -2 -7 -12 -17 -22 -27 -32 -34<br />
centrifugaal ventilatoren met achterovergebogen schoepvorm<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB -9 -8 -7 -12 -17 -22 -27 -31<br />
Rendement van een ventilator<br />
De formule van Beranek geldt bij ventilatoren met een rendement van tenminste 70%. Voor elke 10% rendementsvermindering<br />
4 dB bijtellen (in alle frequenties).<br />
V x p t<br />
η = in %<br />
36.000 x N<br />
V = luchthoeveelheid in m 3 /h<br />
p t = totale opvoerhoogte in Pa<br />
N = asvermogen in kW<br />
3
4<br />
<strong>Geluid</strong>sdemping in luchtkanalen<br />
Rechthoekige kanalen, onbekleed<br />
grootste kanaalafm. in mm<br />
demping in dB/m<br />
63 125 250 500 1000 2000 4000 Hz<br />
75-200 0,6 0,6 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3<br />
200-400 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,2 0,2<br />
400-800 0,5 0,4 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1<br />
800-1600 0,4 0,3 0,1 0,1 0,05 0,05 0,05<br />
Ronde kanalen, onbekleed<br />
demping in dB/m<br />
diameter in mm<br />
63 125 250 500 1000 2000 4000 Hz<br />
75-200 0,1 0,1 0,1 0,1 0,3 0,3 0,3<br />
200-400 0,05 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2<br />
400-800 0,03 0,06 0,06 0,1 0,1 0,1 0,1<br />
800-1600 0,03 0,03 0,03 0,05 0,05 0,05 0,05<br />
Beklede kanalen (rechthoekig)<br />
demping in dB/m<br />
63 125 250 500 1000 2000 4000 Hz<br />
300x300 mm ½”glaswol 1,31 1,31 1,05 0,85 0,26 0,79 0,39<br />
300x300 mm 1”glaswol 2,16 2,16 1,64 0,26 0,26 0,79 0,39<br />
300x600 mm ½”glaswol 1,25 1,44 0,72 0,33 0,39 0,39 0,39<br />
300x600 mm 1”glaswol 3,41 1,84 0,92 0,52 0,39 0,39 0,39<br />
Demping in bochten<br />
Onbeklede bochten 90° in ronde kanalen, respectievelijk rechthoekige kanalen met leidschoepen<br />
demping in dB/m<br />
diameter of BxH in mm<br />
63 125 250 500 1000 2000 4000 Hz<br />
75-200 0 0 0 0 1 2 3<br />
200-400 0 0 0 1 2 3 3<br />
400-800 0 0 1 2 3 3 3<br />
800-1600 0 1 2 3 3 3 0,05<br />
Onbeklede bochten 90° in rechthoekige kanalen zonder leidschoepen<br />
demping in dB/m<br />
diameter of BxH in mm<br />
63 125 250 500 1000 2000 4000 Hz<br />
75-200 0 0 0 1 5 7 5<br />
200-400 0 0 1 5 7 5 5<br />
400-800 0 1 5 7 5 3 3<br />
800-1600 1 5 7 5 3 3 3
Beklede bochten 90° in rechthoekige kanalen zonder leidschoepen<br />
diameter of BxH in mm<br />
demping in dB/m<br />
63 125 250 500 1000 2000 4000 Hz<br />
75-200 0 0 0 1 6 11 10<br />
200-400 0 0 1 6 11 10 10<br />
400-800 0 1 6 11 10 10 10<br />
800-1600 1 6 11 10 10 10 10<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
De waarden in de tabel zijn gebaseerd op een lengte van de bekleding van minstens 2 x B, terwijl de dikte van de<br />
bekleding minimaal 10% van B moet bedragen.Voor beklede rechthoekige bochten met korte leidschoepen kunnen de<br />
gemiddelde waarden worden gebruikt, welke liggen tussen die van een beklede bocht en die van een onbeklede bocht<br />
met leidschoepen.<br />
Demping in een aftakking<br />
demping in aftakking<br />
dB<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0,01 0,05 0,1 0,5 1<br />
S1<br />
S1+S2<br />
S1<br />
Oppervlakteverhouding =<br />
S1 + S2<br />
Deze demping is niet frequentie-afhankelijk.<br />
Bij het berekenen van bovenstaande waarden moet er rekening mee worden gehouden dat de tabel slechts ten dele<br />
geldt ten opzichte van de demping voor het doorgaande kanaal S2. Indien dit doorgaande kanaal niet of slechts heel<br />
weinig verloopt, dat wil zeggen als S2 groter blijft dan 80% van het voorgaande kanaal, dan mag hiervoor geen demping<br />
berekend worden gebracht. In die gevallen waarin de aftakking loodrecht staat op het hoofdkanaal kan worden<br />
gerekend met een extra demping, gelijk aan die van een bocht van 90°.<br />
5
6<br />
Eindreflectie<br />
a: Q = 1<br />
b: Q = 2<br />
c: Q = 4<br />
d: Q = 8<br />
opp. van het rooster in m 2 demping door eindreflectie<br />
30<br />
20<br />
15<br />
10<br />
8<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0,05<br />
c<br />
b<br />
a<br />
31,5<br />
d<br />
63<br />
125<br />
d c b a<br />
250<br />
500<br />
1000<br />
2000<br />
4000<br />
8000
L W -L P<br />
ruimte-absorptie A (m 2 Sabine)<br />
Ruimtedemping<br />
Q<br />
0<br />
5<br />
10<br />
15<br />
20<br />
c<br />
b<br />
a<br />
8<br />
4<br />
2<br />
1<br />
0,25 1 3<br />
1000<br />
500<br />
300<br />
200<br />
100<br />
50<br />
30<br />
20<br />
10<br />
5<br />
100<br />
200<br />
d<br />
a: Q = 1<br />
b: Q = 2<br />
c: Q = 4<br />
d: Q = 8<br />
5 10 15<br />
r = afstand tot rooster in m<br />
Wandabsorptie α ± 0,4<br />
0,25<br />
0,15<br />
normale ruimte ± 0,10<br />
0,05 (Halruimte)<br />
A = 5 m 2<br />
10<br />
20<br />
50<br />
100<br />
200<br />
500<br />
ruimte-inhoud in m3 500 1000 5000 10000<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
7
8<br />
Aanbevolen criteria voor luchttechnische installaties<br />
Normen-binnen NR-waarde<br />
Groep 1 Studio’s en auditoria:<br />
• <strong>Geluid</strong>somroep (drama) 15<br />
• <strong>Geluid</strong>somroep (algemeen), televisie (algemeen) opname-studio 20<br />
• Televisie (studio met publiek) 25<br />
• Concertzaal, schouwburg 20-25<br />
• Collegezaal, bioscoop 25-30<br />
Groep 2 Ziekenhuizen:<br />
• Audiometrische kamer 0-25<br />
• Operatiekamer, ziekenkamer 30-35<br />
• Gang, laboratorium 35-40<br />
• Wasvertrek, toilet, keuken 35-45<br />
• Personeelskamer, recreatiezaal 30-40<br />
Groep 3 Hotels:<br />
• Individuele kamer, suite 20-30<br />
• Balzaal, eetzaal 30-35<br />
• Keuken, wasserij 40-45<br />
Groep 4 Restaurants, winkels en warenhuizen:<br />
• Restauratie, warenhuis (bovenverdieping) 35-40<br />
• Nachtclub, kroeg, cafetaria, kantine, winkel 40-45<br />
Groep 5 Kantoren:<br />
• Directiekamer, conferentiezaal 25-30<br />
• Conferentiekamer, directeursbureau, receptiekamer, kantoor 30-35<br />
• Tekenzaal, computerkamer 35-45<br />
Groep 6 Openbare gebouwen:<br />
• Gerechtszaal 25-30<br />
• Vergaderzaal 24-35<br />
• Bibliotheek, bank, museum 30-35<br />
• Wasvertrek, toilet 35-45<br />
• Zwembad, sportzaal 40-50<br />
• Garage, parkeergarage 55<br />
Groep 7 Kerk en onderwijsinrichtingen:<br />
• Kerk 25-30<br />
• Klaslokaal, collegezaal 25-35<br />
• Gang, gymnastiekzaal 35-45<br />
Groep 8 Industrieruimten:<br />
• Pakhuis, magazijn, garage 45-50<br />
• Werkplaats (lichte industrie) 45-55<br />
• Werkplaats (zware industrie) 50-65<br />
Groep 9 Woningen (in de stad):<br />
• Slaapkamer 25<br />
• Woonkamer 30-35
Waarderingsnormen<br />
correctie dB (A-weging)<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB -26 -16 -9 -3 0 +1 +1 -1<br />
waarderingsnorm dB<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
C<br />
B<br />
A<br />
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz<br />
octaaf middenfrequenties<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Normen-buiten<br />
Op 16 februari 1979 is de Wet <strong>Geluid</strong>shinder van kracht geworden.De diverse regelingen van deze wet zullen gefaseerd<br />
in werking treden. Het Ministerie van Volksgezondheid en Milieuhygiëne heeft een circulaire uitgegeven, die in de fasen<br />
van uitwerking van de Wet tot leidraad bij de beoordeling van de geluidshinder kan dienen. Deze circulaire is genaamd<br />
‘Industrielawaai’.<br />
Op pagina 12 van deze circulaire staat de volgende tabel:<br />
Aanbevolen streefwaarden in de woonomgeving dB(A)<br />
Aard van de woonomgeving<br />
dag avond nacht<br />
1. Landelijke omgeving (herstellingsoorden,<br />
stille recreatie)<br />
40 35 30<br />
2. Rustige woonwijk, weinig verkeer 45 40 35<br />
3. Woonwijk in de stad 50 45 40<br />
Aangegeven zijn streefwaarden voor de gevel van de woningen.<br />
Binnen de woningen gelden streefwaarden die 15 dB(A) lager liggen dan de waarden in de tabel.<br />
9
10<br />
Theorie<br />
<strong>Geluid</strong><br />
<strong>Geluid</strong> is de samenvattende naam voor alles wat door ons gehoor wordt waargenomen. Muziek, ritselen, fluiten, enz.<br />
noemen we geluid. Als er geluid wordt waargenomen is er steeds sprake van geluidsbronnen. De lucht die deze bron<br />
omringt wordt in trilling gebracht. Er ontstaan elkaar snel opvolgende verdichtingen en verdunningen in de lucht.<br />
Natuurkundig gezien betekent dat, dat de luchtdruk om de barometerstand steeds positieve en negatieve waarden<br />
inneemt. Hij is nu hoger dan de barometerstand, dan lager. Ons oor zet deze drukverschillen om in signalen die in onze<br />
hersenen een gewaarwording van geluid tot stand brengen.<br />
De manier waarop de luchtdruk zich wijzigt, is bepalend voor de indruk die we van een geluid krijgen. In de onderstaande<br />
tekeningzijn twee ‘geluiden’ in beeld gebracht.<br />
k<br />
u<br />
r<br />
d<br />
Zuivere toon<br />
Normaal geluid<br />
tijd<br />
barometerstand<br />
De druk kan snel of langzaam, regelmatig of onregelmatig en veel of weinig veranderen. En het zijn deze factoren die<br />
uitmaken of een geluid mooi, hard, zacht of lelijk is, of we met lawaai of muziek te maken hebben en of een geluid<br />
hinderlijk of niet hinderlijk is. Wijzigt de druk zich regelmatig, dan spreken we van een toon. Wijzigt de druk zich snel,<br />
dan is de toon hoog; langzaam dan is de toon laag. Een onregelmatige drukwisseling wordt als ruis ervaren. Een grote<br />
drukwisseling is luid en een kleine drukwisseling klinkt zacht.Wat is nu snel of onregelmatig? De wetenschap heeft om<br />
deze subjectieve begrippen een aantal grootheden ingevoerd, die objectief beoordelen van een geluid mogelijk maken<br />
en hiervan bovendien een aantal begrippen afleidt, waarmee rekening kan worden gehouden in de lawaaibestrijdingstechniek.
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Frequentie<br />
Pas als de veranderingen in de atmosferische druk snel verlopen (vanaf 16x per seconde) kan ons oor ze waarnemen.<br />
Men noemt het aantal drukwisselingen dat per seconde optreedt, de frequentie. Frequentie wordt uitgedrukt in Herz<br />
(Hz). Bij een trilling van 30 Hz wisselt de druk dus 30x per seconde.Het aantal trillingen bepaalt de hoogte van een toon.<br />
De toon ‘a’ die voor het stemmen van een orkest wordt gebruikt, heeft 440 Hz. Het menselijk oor neemt trillingen waar<br />
van 16 - 20.000 Hz. Hoog-frequent geluid wordt ervaren als piepen of fluiten. Laag-frequent als brommen.<br />
Voortplantingssnelheid (m/s)<br />
Onder normale omstandigheden zal een geluid zich met een snelheid van 340 m/s door de lucht voortplanten.<br />
Golflengte (lambda) in m of in cm<br />
Uit onderstaande figuur blijkt duidelijk wat onder golflengte wordt verstaan. Bij een geluidsbron met een frequentie van<br />
20 Hz (nog juist hoorbaar) ontstaan per seconde 20 van deze ‘golflengtes’. Bij een voortplantingssnelheid van 340 m/s<br />
is de golflengte van een 20 Hz bron derhalve 17 m.<br />
golflengte<br />
p eff p max<br />
<strong>Geluid</strong>sdruk<br />
Een andere belangrijke grootheid is de geluidsdruk. Beschouwen we op een willekeurig punt de luchtdruk dan blijkt dat<br />
deze zich onder invloed van een geluidsbron zeer snel wijzigt. Ze neemt ten opzichte van de barometerstand positieve<br />
en negatieve waarden in. Het gemiddelde drukverschil is 0. Met een eenvoudige formule is een zogenaamd effectief<br />
drukverschil te berekenen waarmee in het algemeen wordt gewerkt. Dit effectieve drukverschil wordt kortweg geluidsdruk<br />
genoemd. Het menselijk oor neemt een geluidsdruk van 0,000002 mmwk (20 µPa) nog waar. Deze geluidsdruk<br />
noemen we de gehoordrempel. Deze drukverandering van 20 µPa is zo klein, dat het trommelvlies van het oor slechts<br />
een uitwijking ondergaat die niet groter is dan de diameter van een waterstofatoom.<br />
11
12<br />
Het sterkste geluid dat gedurende de kortste tijd zonder gehoorbeschadiging kan worden verdragen, heeft een geluidsdruk<br />
van 20 mmWk (200 Pa) en wordt pijngrens genoemd.<br />
Tussen beide grenzen ligt de factor 10 7 (van 0,0000002 tot 200 Pa). Het rekenen met een sterkteschaal waarvan de<br />
waarden zover uiteenlopen is lastig. Men heeft daarom een begrip ingevoerd waarmee gemakkelijk gewerkt kan worden.<br />
Men neemt de geluidsdruk van de gehoordrempel als maatstaf en meet daarmee alle andere geluidsdrukken af, volgens<br />
onderstaande formule:<br />
p<br />
L p = 20 log in dB<br />
p o<br />
De gevonden waarde (Lp) wordt het geluidsdrukniveau genoemd en uitgedrukt in decibels (dB). p = de willekeurige<br />
geluidsdruk en p o = de geluidsdruk van de gehoordrempel. Grofweg gezegd is het geluidsdrukniveau dus het aantal<br />
malen dat een willekeurig geluid luider is dan de gehoordrempel. Het geluidsdrukniveau Lp wordt in de Engelse literatuur<br />
‘SPL’ genoemd (Sound Pressure Level). De Duitse uitdrukking is ‘Schalldruckpegel’. Het geluidsdrukniveau van de<br />
gehoordrempel zal dus 0 dB bedragen, dat van de pijngrens blijkt 140 dB te zijn. Overigens is het geluidsdrukniveau<br />
een logaritmische rekeneenheid en moet dus ook in overeenstemming met regels die voor logaritmen gelden worden<br />
behandeld.<br />
<strong>Geluid</strong>svermogen<br />
Een veel voorkomend begrip dat voor het beschrijven van een geluidsbron is ingevoerd, is het geluidsvermogen. Als<br />
we een puntvormige geluidsbron in de vrije natuur opstellen en we beschouwen een luchtdeeltje op een willekeurige<br />
afstand van de geluidsbron, dan blijkt dat dit deeltje door die bron in beweging is gebracht. Ze wordt niet weggeslingerd<br />
maar maakt als het ware een pas op de plaats. Hoe klein ook, op het deeltje moet een kracht zijn uitgeoefend onder<br />
invloed waarvan het haar weg aflegt. Omdat kracht x weg gelijk is aan arbeid, volgt hieruit dat de geluidsbron een hoeveelheid<br />
arbeid verricht. Deze arbeid wordt verricht op alle deeltjes die op een willekeurig boloppervlak rondom de bol<br />
liggen. De geluidsbron verricht dus een zekere hoeveelheid arbeid. Ze doet dit vele malen per seconde. Een geluidsbron<br />
heeft dus een zeker vermogen (arbeid per tijdseenheid = vermogen). We noemen dit geluidsvermogen.<br />
Het geluidsvermogen is een theoretische grootheid en kan niet worden gemeten, maar kan worden berekend mede uit<br />
de gemeten geluidsdruk. Ook het geluidsvermogen kan worden uitgedrukt in dB.<br />
De definitie voor het geluidsvermogenniveau is:<br />
w<br />
L w = 10 log in dB<br />
w<br />
0<br />
waarin: w o = 10 -12 Watt en w = geluidsvermogen van de onderhavige geluidsbron.<br />
In de Engelse literatuur wordt L w , PWL (Powerlevel) genoemd en in de Duitse taal ‘Schallleistungspegel’. Het verschil<br />
tussen geluidsdrukniveau en geluidsvermogenniveau kan met het volgende voorbeeld worden verduidelijkt: In een<br />
concertzaal speelt een pianist. Wat we horen zijn de wijzigingen in de luchtdruk; we ervaren de wijzigingen in het<br />
geluidsdrukniveau. Naarmate we ons van de piano verwijderen wordt het geluidsdrukniveau lager. Om dit geluid te<br />
produceren moet de pianist een zekere arbeid verrichten en dat gedurende enige tijd. Er is een zeker vermogen nodig<br />
om de geluidsdrukgolven op te wekken. Het zal dus duidelijk zijn dat dit vermogen gelijk blijft, ook al verwijderen we<br />
ons van de piano.
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Octaafbanden<br />
Hoorbaar geluid ligt in het frequentiegebied van 16-20.000 Hz. Bekijken we de gehoordrempel (0-niveau), dan blijkt dat<br />
deze gehoordrempel sterk afhankelijk is van de frequentie (zie figuur). Het menselijk oor is niet bij alle frequenties even<br />
gevoelig. Een geluidsbron met een frequentie van 50 Hz moet een sterkte van 50 dB hebben om hoorbaar te zijn; een<br />
geluidsbron met een frequentie van 200 Hz is reeds bij een geluidsdruk van 20 dB hoorbaar.<br />
dB<br />
In de techniek komt een geluidsbron met één frequentie praktisch niet voor. Er is veel vaker sprake van geluid dat is<br />
opgebouwd uit een aantal geluiden met alle hoorbare frequenties. Men spreekt van breedbandig geluid (ruis). De I.S.O.<br />
(International Organisation for Standardisation) beveelt aan bij de beoordeling van de hinderlijkheid van een dergelijke<br />
geluidsbron uit te gaan van een zogenaamde octaafbandanalyse. Bij afspraak is in de techniek van de lawaaibestrijding<br />
het meest gebruikte frequentie-gebied in 8 banden, zogenaamde octaafbanden verdeeld.<br />
Deze banden zijn:<br />
octaafband nr. middenfrequentie Hz frequentie Hz<br />
1 63 45 - 90<br />
2 125 90 - 180<br />
3 250 180 - 355<br />
4 500 355 - 710<br />
5 1000 710 - 1400<br />
6 2000 1400 - 2800<br />
7 4000 2800 - 5600<br />
8 8000 5600-11200<br />
Men meet nu het geluidsdrukniveau in deze banden, aangeduid door hun middenfrequenties en beoordeelt daarmede<br />
het geluid.<br />
Hz<br />
13
14<br />
Beoordeling<br />
Het menselijke oor onderscheidt niet alleen hard en zacht, hoog en laag, maar ook hinderlijk en niet-hinderlijk. Of een<br />
geluid al dan niet hinderlijk is, hangt behalve van de luidheid ook af van de frequentie. Een geluidsbron met een frequentie<br />
van 125 Hz en een sterkte van 40 dB blijkt minder hinderlijk te zijn dan een geluidsbron van 1000 Hz met een<br />
sterkte van 30 dB.<br />
Beoordelingsmaten<br />
Om geluiden met elkaar te kunnen vergelijken voor wat betreft hun luidheidsindruk of hun hinderlijkheid, is het gewenst<br />
over een maat te beschikken, die met de luidheid cq. hinderlijkheid samenhangt. Dat wil zeggen dat als verschillende<br />
geluiden, in deze maat uitgedrukt gelijke waarden geven, de subjectief ondervonden luidheid ook gelijk moet zijn. In de<br />
loop der tijd zijn diverse maten voorgesteld, bijvoorbeeld de NC-curven, de NV-curven, DIN-phon, dB(A), dB(C), die met<br />
elkaar gemeen hebben dat de frequentie-afhankelijke gevoeligheid van het oor erin betrokken is. Wij beperken ons hier<br />
tot de tegenwoordig meestal gebruikte dB(A) en NR-curven. Het voornaamste verschil tussen beiden is, dat de NRwaarde<br />
slechts via octaaf-analyse van het geluid kan worden bepaald, terwijl de bepaling van de dB(A)-waarde direct<br />
plaatsvindt.<br />
NR-curven<br />
De NR-curven (figuur 4) zijn zogenaamde grenswaarden van gelijkstoorniveau. Het is uit vele proefnemingen gebleken<br />
dat bijvoorbeeld een geluidsbron met een frequentie van 1000 Hz en een sterkte van 20 dB even storend werd ervaren<br />
als een bron van 250 Hz en 30 dB. Beide punten liggen derhalve op een kromme (de NR-20 curve). NR-20 is voorts<br />
veel minder hinderlijk dan NR-40. Het is mogelijk met deze NR-curven als maatstaf eisen op te stellen voor het maximale<br />
geluidsdrukniveau dat in besloten ruimten of in het vrije veld op bepaalde plaatsen mag heersen.<br />
u<br />
a<br />
e<br />
v<br />
i<br />
n<br />
d<br />
i<br />
u<br />
l<br />
e<br />
g<br />
octaaf-middenfrequenties
Voorbeeld<br />
Op een plaats zijn de volgende geluidsdrukken gemeten:<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB 72 51 53 49 48 42 39 51<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Hoe moet dit geluid worden beoordeeld?<br />
Volgens de NR-waardering zetten we de gemeten geluidsdruk-niveaus direct uit in de NR-curven-grafiek.<br />
Het punt 8 in de 8000 Hz-band is hier bepalend voor de NR-waarde. In dit geval heeft het geluid dus een waarde van<br />
NR 57.<br />
u<br />
a<br />
e<br />
v<br />
i<br />
n<br />
d<br />
i<br />
u<br />
l<br />
e<br />
g<br />
octaaf-middenfrequenties<br />
Opmerking<br />
We zien dat de 72 dB van de 63 Hz-band in veel mindere mate een rol speelt dan de 51 dB van de 8000 Hz-band. De<br />
gevoeligheid van ons gehoor speelt de doorslaggevende rol (bij lage frequenties minder gevoelig dan bij hoge).<br />
15
16<br />
dB(A)-waardering<br />
Bij de dB(A)-waardering (en ook de B- en C-waardering) vermindert men de gemeten waarden met genormaliseerde<br />
waarden, rekening houdend met de gevoeligheid van ons gehoor.<br />
In figuur 14 zijn deze waarden aangegeven.<br />
m<br />
r<br />
o<br />
n<br />
s<br />
g<br />
n<br />
i<br />
r<br />
e<br />
d<br />
r<br />
a<br />
a<br />
w<br />
octaaf-middenfrequenties<br />
Voor ons is alleen de dB(A) van belang. De dB(B) wordt niet meergebruikt, de dB(C) wordt in de industrie bij geluidsdrukniveaus<br />
boven130 dB nog toegepast.<br />
In ons voorbeeld geldt dus:<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB 72 51 53 49 48 42 39 44<br />
A-weging -26 -16 -9 -3 0 +1 +1 -1<br />
dBA 46 35 44 46 48 43 40 43
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Het blijkt dat de optelsom van de berekende waarden van de verschillende middenfrequentiebanden een maat is voor<br />
de hinderlijkheid van de geluidsbron.<br />
Omdat het geluidsdrukniveau een logaritmische waarde is, moet dit optellen geschieden volgens de rekenregels die<br />
voor logaritmen gelden.<br />
Twee geluidsbronnen, elk met een geluidsdrukniveau van 50 dB, geven opgeteld niet 100 dB, doch 53 dB. Dit optellen<br />
kan geschieden met een wetenschappelijke calculator, maar het is mogelijk deze optelling voldoende nauwkeurig uit te<br />
voeren volgens de volgende methode:<br />
dB L1 - L2 0 - 1 2 - 3 4 - 9 >10<br />
dB ∆L +3 +2 +1 0<br />
Het verschil van de geluidsdrukniveaus die men bij elkaar op wil tellen bepaalt L.<br />
Deze L telt men bij het hoogste niveau op. Optelling van meerdere niveaus krijgt men door het tussenresultaat van 2<br />
niveaus op te tellen bij het volgende niveau, enz.<br />
Voorbeeld (1) (2)<br />
L1 = 50 dB L1-L2 = 2 dB L3-(L1+L2) = 53-52 = 1 dB<br />
L2 = 48 dB ∆L = 2 dB ∆L = 3 dB<br />
L3 = 53 dB L1+2 = 50+2 = 52 dB Ltot = 53+3 = 56 dB<br />
Wat is nu de dB(A)-waarde van ons eerdergenoemde voorbeeld?<br />
Gemeten en daarna ‘gewogen’ volgens de A-waardering heeft de geluidssbron de volgende niveaus.<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB (A) 46 35 44 46 48 43 40 51<br />
Verschil = 11 ΔL = 0 46<br />
Verschil = 2 ΔL = 2 48<br />
Verschil = 2 ΔL = 2 50<br />
Verschil = 2 ΔL = 2 52<br />
Verschil = 9 ΔL = 1 53<br />
Verschil = 13 ΔL = 0 53<br />
Verschil = 2 ΔL = 2 55<br />
Opmerking<br />
In het algemeen kan worden gezegd dat de NR-waarde van een geluid ca. 5 dB lager ligt dan de dB(A)-waarde.<br />
NR 40 = 45 dB(A).<br />
17
18<br />
Het meten van geluid<br />
Hoe wordt geluid gemeten?<br />
In ons bedrijf beschikken wij over een precisie geluidsniveau-meter van het fabrikaat Bruel en Kjaer, type 2236 met een<br />
kalibrator, type 4231.<br />
Hiermede kunnen de volgende metingen worden uitgevoerd:<br />
1. geluidsdrukniveaus in de octaaf middenfrequenties van 31.5 tot 16.000 Hz (in dB);<br />
2. geluidsdrukniveaus in de octaaf middenfrequenties van 31.5 tot 16.000 Hz waarbij het meetinstrument de<br />
aftrekwaarden van de dB(A)-waardering in rekening brengt;<br />
3. het totaal geluidsdrukniveau; de logaritmische optelsom van de geluidsdrukniveaus in alle middenfrequenties<br />
(van 31.5 tot 16.000 Hz) (in dB);<br />
4. als 3, maar dan worden de waarden van de A-waardering in mindering gebracht (in dB(A));<br />
5. idem van de dB(C)-waardering.<br />
De waarde genoemd onder punt 4, wordt gebruikt in de brochures; als totaal geluidsdrukniveau van een dakafzuigventilator<br />
gemeten in het vrije veld op 4 meter afstand van het middelpunt van de ventilator. Deze waarde is vergelijkbaar<br />
met de NR-waardering.<br />
Opmerking<br />
Het achtergrondgeluid moet in het algemeen 10 dB lager zijn dan het te meten geluid, anders is van beïnvloeding<br />
sprake.<br />
Principe van een geluidsberekening<br />
Doel<br />
Het doel van een geluidsberekening is vast te stellen wat het geluidsdrukniveau op een willekeurige plaats in een besloten<br />
ruimte of in het vrije veld zal zijn als gevolg van een ventilator in een ventilatiesysteem. Het berekende niveau kan<br />
worden vergeleken met het gewenste niveau en er kan worden bepaald wat moet worden gedaan om het gewenste<br />
niveau te bereiken.<br />
1. Een ventilator straalt een hoeveelheid geluid-energie het kanaalsysteem in. De ventilatorfabrikant dient deze<br />
hoeveelheid energie, het geluidsvermogenniveau en de verdeling van deze energie in de verschillende<br />
middenfrequentiebanden op te geven. Zie hoofdstuk 5.<br />
2. In het kanaalsysteem zal door allerlei oorzaken een gedeelte van de geluid-energie worden geabsorbeerd. De<br />
dempingswaarden van aftakkingen, bochten, verloopstukken etc. worden in hoofdstuk 6 besproken.<br />
3. De resterende geluidsenergie zal op een gegeven moment door rooster- of kanaalopening het kanaalsysteem<br />
verlaten en op een bepaalde plaats een geluidsdrukniveau veroorzaken.Hier wordt dus het geluidsvermogen<br />
omgerekend naar geluidsdruk.<br />
<strong>Geluid</strong>suitbreiding in het vrije veld (zie hoofdstuk 7).<br />
<strong>Geluid</strong>suitbreiding in besloten ruimten (zie hoofdstuk 8).
<strong>Geluid</strong>sproductie van ventilatoren<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Het geluid dat door ventilatoren wordt voortgebracht is ten dele van mechanische oorsprong (motoren, lagers, trillende<br />
onderdelen etc.) en ten dele van aerodynamische oorsprong. Bij goed geconstrueerde ventilatoren blijft het geluidsniveau<br />
van mechanische oorsprong gering, zodat het aerodynamisch opgewekt geluid overheerst. Wij beperken ons<br />
daarom tot het aerodynamische geluid. Als de lucht door kanalen wordt gevoerd, blijft het aerodynamisch geluid voor<br />
een belangrijk deel binnen de kanalen. Het aerodynamische geluid van ventilatoren heeft verschillende oorzaken:<br />
Schoepfrequentie<br />
1. De schoepfrequentie (blade-passage-frequency, ‘Drehklang’), doet zich voor als een zuivere toon en wordt.<br />
veroorzaakt doordat het drukveld rond elke ventilatorschoep éénmaal per omwenteling langs een<br />
oneffenheid in het ventilatorhuis wordt gevoerd (b.v. de tong bij een centrifugaalventilator of de leidschoepen<br />
van een axiaalventilator).<br />
Deze piek is in het algemeen duidelijker naarmate de ventilator, om een bepaalde druk te behalen, een hoger<br />
toerental heeft. Voorts is de schoepfrequentie duidelijker waarneembaar naarmate het aantal schoepen<br />
geringer is en de afstand tussen de schoepen en vaste delen van het huis, zoals de tong, kleiner is. Tenslotte<br />
kan worden opgemerkt dat bij het opvoeren van het toerental van een ventilator de schoepfrequentie<br />
sneller in sterkte toeneemt dan de aerodynamische ruis, zodat de kans op een duidelijke schoepfrequentie<br />
groter is naarmate de druk groter is. Bij axiaalventilatoren is vaak een uitgesproken schoepfrequentie waar te<br />
nemen. Hoe groter de afstand tussen de schoepen en deze onregelmatigheid is, vergeleken met de afstand<br />
tussen de schoepen onderling, des te minder uitgesproken is de schoepfrequentie die steeds kan worden<br />
bepaald uit het aantal schoepen x het aantal omwentelingen per seconde.<br />
Voorbeeld:<br />
toerental ventilator: 1410 o/m<br />
aantal schoepen: 53 stuks<br />
1410 x 53<br />
schoepfrequentie: = 1245,5 Hz<br />
60<br />
2. Het ‘afschudden’ van wervels door de schoepen (Engels: vortex-shedding).<br />
Deze wervels worden met de luchtstroom meegevoerd en vertegenwoordigen sterke luchtdrukvariaties, dat<br />
wil zeggen akoestische bronnen. Deze wervels bepalen grotendeels de breedbandige geluidsproductie van<br />
ventilatoren. Het vermogen dat zij in de vorm van geluid afgeven, neemt evenredig met de 5e macht (lage<br />
frequenties) tot de 7e macht (vrij hoge frequenties) van de topsnelheid van de schoepen toe.<br />
3. Het geluid dat door de turbulentie van de luchtstroom wordt veroorzaakt.<br />
<strong>Geluid</strong> van deze oorsprong, dat bijvoorbeeld ook ten gevolge van hoge luchtsnelheden in kanalen optreedt,<br />
heeft een ruis-karakter. Voor alle drie soorten ventilatorgeluid geldt dat dit zowel via de aanzuigopening als via<br />
de perszijde wordt uitgestraald.<br />
Ook als de ventilator geheel in een leidingsysteem is ingebouwd, zal een deel van het in de ventilator<br />
opgewekte geluid via de wanden van het huis worden afgestraald in de ruimte waarin de ventilator is<br />
opgesteld en ook door de kier van de asdoorvoering naar buiten treden. Voorts zal de elektromotor geluid<br />
afgeven; dit geluid is van mechanische oorsprong (lagers en eventueel overbrenging) en van elektrische<br />
oorsprong (koelwaaier van de elektromotor). Het kan van veel belang zijn ook over deze gegevens te<br />
beschikken.<br />
19
20<br />
Bepalen van het geluidsvermogen van een ventilator<br />
Het geluidsvermogen van een ventilator is een uitgangsgegeven van een geluidstechnische berekening in een bepaald<br />
ventilatiesysteem. Het geluidsvermogen van een ventilator is een vaste grootheid en niet afhankelijk van de plaats waar<br />
gemeten is, of de afstand tot de geluidbron.<br />
<strong>Geluid</strong>sdruk is wel afhankelijk van afstand en van de meetplaats (akoestische eigenschappen).<br />
Een opgave van het geluidsdrukniveau zonder verdere vermelding is dan ook zinloos.<br />
Om een geluidstechnische berekening te kunnen maken, is het gewenst het geluidsvermogenniveau van een ventilator<br />
te kennen en wel het geluidsvermogenniveau in de verschillende middenfrequenties. Dit kan op twee manieren worden<br />
verkregen:<br />
A: Door meting:<br />
Opgaven van de fabrikant na het zijnerzijds uitvoeren van metingen. Zie handboeken van Rucon.<br />
Voorbeeld<br />
Een enkelzijdig zuigende ventilator, type RER 15-400, verplaatst 6000 m 3 lucht per uur bij een opvoerhoogte van 2000<br />
Pa. Het totale geluidsvermogenniveau van deze ventilator bedraagt 90 dB(A). Met behulp van de tabel op pagina 8 kan<br />
het geluid-vermogenniveau in de verschillende frequenties worden gevonden.<br />
In ons geval:<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
Lw 90 90 90 90 90 90 90 90<br />
correctie 10 5 3 -2 -7 -13 -17 -25<br />
Lw, rel 100 95 93 88 83 76 73 65<br />
Met deze waarden kan een berekening worden opgezet.<br />
B: Door berekening:<br />
Reeds in het begin van deze eeuw heeft Allen Beranek een formule opgesteld waarmee de geluidsproduktie van elke<br />
ventilator kan worden berekend.<br />
Deze luidt:<br />
L = 40 + 20 log p + 10 log Q<br />
w tot<br />
L w = totaal geluidsvermogenniveau<br />
p tot = totaal drukverschil over de ventilator in Pa<br />
Q = totale luchtverplaatsing in m 3 /s<br />
Vorenstaande formule geldt alleen als de ventilator een rendement heeft van 70% of meer en een marge heeft van<br />
ca. 4 dB. Bij een lager rendement moet per 10% rendementsverslechtering 4 dB worden opgeteld.<br />
Ons voorbeeld<br />
L = 40 + 20 log p + 10 log Q<br />
w tot<br />
L = 40 + 20 log 2000 + 10 log 1,666<br />
w<br />
L = 40 + 20 x 3,301 + 10 x 0,2216 = 108 dB<br />
w
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Om het geluidsvermogenniveau te bepalen in de verschillende middenfrequenties mogen de waarden in de volgende<br />
tabel van het berekende vermogen worden afgetrokken.<br />
In ons geval:<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
Lw 108 108 108 108 108 108 108 108<br />
correctie -9 -8 -7 -12 -17 -22 -27 -32<br />
Lw, rel 99 100 101 96 91 86 81 76<br />
octaafband midden<br />
frequentie<br />
centrifugaalventilator axiaalventilator<br />
voorover geb. schoep achterover geb. schoep<br />
63 -2 -9 -9<br />
125 -7 -8 -8<br />
250 -12 -7 -7<br />
500 -17 -12 -7<br />
1000 -22 -17 -8<br />
2000 -27 -22 -10<br />
4000 -32 -27 -14<br />
8000 -37 -32 -18<br />
21
22<br />
Demping in luchtkanalen<br />
In de regel zal ventilatorgeluid via een kanaalsysteem worden voortgeplant naar de te ventileren ruimten.<br />
In het kanaalsysteem worden deze geluiden echter verzwakt door demping van de diverse delen van het systeem.<br />
Hierbij kan onderscheid gemaakt worden tussen de eigen demping van het kanalensysteem (natuurlijke demping) en de<br />
eventueel extra aan te brengen demping (om aan de te stellen eisen in de geventileerde ruimten te kunnen voldoen).<br />
De natuurlijke demping van de verschillende elementen van het kanalensysteem zal hierna nader worden besproken:<br />
• rechte kanaalstukken;<br />
• bochten;<br />
• aftakkingen en splitsingen;<br />
• eindreflectie door uitstroomopeningen.<br />
Blijkt de natuurlijke demping in een luchtkanalensysteem niet voldoende, dan zal een extra demping in het luchtkanalensysteem<br />
moeten worden ingebouwd. Uiteraard moet dan rekening worden gehouden met het feit dat de natuurlijke<br />
demping kan zijn verminderd.<br />
De extra demping kan worden bereikt door:<br />
• inwendige bekleding met akoestisch absorberend materiaal van de luchtkanalen;<br />
• inwendige bekleding met akoestisch absorberend materiaal van de bochten;<br />
• het inbouwen van geluidsdempers in het luchtkanalensysteem in diverse vormen.<br />
Rechte kanaalstukken<br />
De demping van geluid in luchtkanalen wordt door verschillende factoren bepaald, waarvan kunnen worden genoemd:<br />
• de kanaalafmeting en de vorm;<br />
• het materiaal en de wanddikte hiervan;<br />
• de stijfheid van het kanaal en de wijze van ophanging.<br />
De invloed van al deze factoren wordt in het algemeen niet afzonderlijk berekend en daarom wordt meestal volstaan<br />
met praktijkwaarden (zie hoofdstuk 1).<br />
Bochten<br />
Een plotselinge richtingsverandering in een luchtkanaal zal een gedeelte van het geluid terugkaatsen, respectievelijk<br />
verstrooien. De mate waarin dit geschiedt, hangt af van de afmetingen en vormgeving van de bocht en of er zich geleidingsschoepen<br />
of airturns in bevinden.<br />
Ook hier wordt met praktijkwaarden gewerkt (zie hoofdstuk 1).<br />
Aftakkingen en splitsingen<br />
Hoewel theoretisch niet geheel juist, gaat men er in de praktijk meestal van uit dat bij aftakkingen en splitsingen in<br />
luchtkanalen de geluids-energie zich evenredig verdeelt met de doorsnede van de aftakking of de splitsing. Hierbij<br />
wordt uitgegaan van de volgende formule voor demping:<br />
S1<br />
D = 10 log ( )<br />
S1 + S2<br />
Hierin is S1 het doorsnede oppervlak van de aftakking (m 2 ) en S2 het doorsnede oppervlak van de andere aftakking<br />
(m 2 ). Bovenstaande formule leidt tot het volgende diagram, waarin de demping kan worden afgelezen als functie van<br />
de verhouding in kanaaldiameters.
demping in aftakking<br />
Deze demping is niet frequentie-afhankelijk.<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Bij het in rekening brengen van bovenstaande waarden moet er rekening worden gehouden dat de tabel slechts ten<br />
dele geldt ten opzichte van de demping voor het doorgaande kanaal S2. Indien dit doorgaande kanaal niet of slechts<br />
heel weinig verloopt, dat wil zeggen als S2 groter blijft dan 80% van het voorgaande kanaal, dan mag hiervoor geen<br />
demping in rekening worden gebracht.<br />
In die gevallen waarin de aftakking loodrecht staat op het hoofdkanaal kan worden gerekend met een extra demping,<br />
gelijk aan die van een bocht van 90°.<br />
Eindreflecties van roosters, etc.<br />
Daar waar een ventilatiekanaal met een opening of rooster in de wand eindigt, treedt een reflectie van het geluid op.<br />
‘De golf wordt door het open kanaaleinde teruggekaatst’.<br />
Deze zogenaamde eindreflectie of mondingsreflectie is afhankelijk van de frequentie, de kanaal- of roosterafmetingen<br />
en de plaats van de opening ten opzichte van de wand.<br />
In het algemeen kan worden gesteld, dat hoe lager de frequentie en hoe kleiner de opening is, hoe meer geluidsvermogen<br />
wordt gereflecteerd.<br />
Met behulp van de grafiek op de volgende pagina kan de demping worden bepaald.<br />
c<br />
b<br />
a<br />
d<br />
23
24<br />
opp. van het rooster in m 2 demping door eindreflectie<br />
30<br />
20<br />
15<br />
10<br />
8<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0,05<br />
31,5<br />
Voorbeeld<br />
Roosterafmeting is 30 x 15 cm (opp. = 0,2 m 2 ).<br />
63<br />
125<br />
d c b a<br />
Eindreflectie bij rooster positie b<br />
Hz 63 125 250 500<br />
dB 13 8 5 2<br />
250<br />
500<br />
1000<br />
2000<br />
4000<br />
8000
<strong>Geluid</strong>suitbreiding in het vrije veld<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
Als een geluidsbron in het vrije veld wordt geplaatst zal het geluid zich ongehinderd naar alle zijden kunnen verplaatsen.<br />
Van een bron met een gegeven geluidsvermogenniveau kan het geluidsdrukniveau op afstand r met de volgende formule<br />
worden bepaald:<br />
4π r2 L = L - 10 log ( )<br />
p w<br />
Q<br />
L p = totaal geluidsdrukniveau (in dB)<br />
L w = totaal geluidsvermogenniveau (in dB)<br />
r = afstand van meet- of waarnemingspunt (in m)<br />
Q = richtingscoëfficiënt<br />
Opmerking 1<br />
We zien dat het geluidsdrukniveau afhankelijk is van de afstand.<br />
Dit komt met onze waarneming overeen. Hoe verder we van een geluidsbron zijn verwijderd, hoe zwakker de geluidsdruk.<br />
Opmerking 2<br />
Als het geluid zich bolvormig kan uitbreiden, is de richtingscoëfficiënt 1 (schoorsteen).<br />
Als het geluid zich half bolvormig kan verplaatsen, is de richtingscoëfficiënt 2 (dakventilator).<br />
In de praktijk waar we overwegend te maken hebben met dakafzuigventilatoren en roosters kan de formule als volgt<br />
omgevormd worden:<br />
L = L - 10 log (2π r p w 2 )<br />
Een ventilator geeft via een buitenluchtrooster het volgende geluidsvermogen af:<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB 98 93 94 88 84 82 77 73<br />
Met behulp van bovenstaande formule kan het geluidsdrukniveau worden bepaald dat zal heersen op bijvoorbeeld 30<br />
m afstand.<br />
L = L - 10 log (2π r p w 2 )<br />
= L - 10 log (2π 302) = L - 37,5 dB<br />
w w<br />
In de verschillende frequenties zal de geluidsdruk met dit niveau bedragen:<br />
Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
dB 98 93 94 88 84 82 77 73<br />
Correctie -37,5 -37,5 -37,5 -37,5 -37,5 -37,5 -37,5 -37,5<br />
60,5 55,5 56,5 50,5 45,5 43,5 39,5 35,5<br />
Bij dakventilatoren wordt in veel gevallen het geluidsdrukniveau in dB(A) opgegeven dat zal heersen op 4 m afstand<br />
van het middelpunt van de ventilator, gemeten in het vrije veld. Met deze waarde kan op zeer eenvoudige wijze het<br />
dB(A)-niveau op een willekeurige afstand van de ventilator in het vrije veld worden bepaald.<br />
De vermindering van het geluidsdrukniveau in het vrije veld bedraagt per afstandsverdubbeling 6 dB.<br />
25
26<br />
Een dakventilator type RDA 21 3535-6E zuigt 1250 m 3 lucht per uur af bij een opvoerhoogte van 50 Pascal. Volgens de<br />
brochure RDA, bladzijde 12 zal de geluidsproduktie op 4 m afstand 47 dB(A) bedragen.<br />
Welk geluidsdrukniveau mag op een afstand van 32 m worden verwacht?<br />
Oplossing<br />
Per afstandsverdubbeling 6 dB aftrekken: 47 - 18 = 29 dB(A)<br />
Spiegelbronnen<br />
Indien in de nabijheid van de geluidsbron of de ontvanger een sterk geluidreflecterend oppervlak aanwezig is, bestaat<br />
de mogelijkheid dat de geluidsbron in dit vlak ten opzichte van de ontvanger wordt gespiegeld. De zo ontstane virtuele<br />
geluidsbron kan dan bijdragen aan het geluidsniveau op het meetpunt bij de ontvanger.<br />
De verhoging bedraagt maximaal 3 dB per spiegelbron. In geval van evenwijdig reflecterende vlakken, bijvoorbeeld in<br />
smalle stegen en straten, treden meerdere reflecties op. Een verhoging van 10 dB is dan mogelijk.<br />
Normen<br />
Op 16 februari 1979 is de Wet <strong>Geluid</strong>shinder van kracht geworden. De diverse regelingen van de Wet zullen gefaseerd<br />
in werking treden. Het Ministerie van Volksgezondheid en Milieuhygiëne heeft een circulaire uitgegeven die in de fasen<br />
van uitwerking van de wet tot leidraad bij de beoordeling van geluidshinder kan dienen.<br />
Deze circulaire is genaamd ‘Industrie-lawaai’.<br />
Op pagina 12 van deze circulaire staat de volgende tabel:<br />
Aanbevolen streefwaarden in de woonomgeving dB(A)<br />
Aard van de woonomgeving<br />
dag avond nacht<br />
1. Landelijke omgeving (herstellingsoorden,<br />
stille recreatie)<br />
40 35 30<br />
2. Rustige woonwijk, weinig verkeer 45 40 35<br />
3. Woonwijk in de stad 50 45 40<br />
Aangegeven zijn streefwaarden voor de gevel van de woningen. Binnen de woningen gelden streefwaarden die 15<br />
dB(A) lager liggen dan de waarden in de tabel.
<strong>Geluid</strong> in besloten ruimten<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
In het vrije veld zal het geluid zich ongestoord naar alle richtingen vrij kunnen uitbreiden. We hebben gezien dat met de<br />
eenvoudige formule:<br />
4π r2 L = L - 10 log ( )<br />
p w<br />
Q<br />
het geluidsdrukniveau van een gegeven geluidsbron kan worden berekend. Met het toenemen van de afstand wordt<br />
het geluidsdrukniveau lager.<br />
In een ruimte is dat niet zo. De geluidsbron (een rooster bijvoorbeeld) brengt ook hier een hoeveelheid geluid naar binnen,<br />
maar op een bepaalde plaats in de ruimte wordt naast het geluid dat direct afkomstig is van de geluidsbron ook<br />
geluid waargenomen dat van de wanden wordt gereflecteerd.<br />
De mate waarin wordt gereflecteerd hangt af van het absorberende vermogen van de wanden in het vertrek en de<br />
voorwerpen die zich erin bevinden. De mate waarin het opvallende geluid wordt geabsorbeerd wordt voorgesteld door<br />
de absorptie-coëfficiënt<br />
α = geluidsvermogen door de wand geabsorbeerd geluidsvermogen dat op de wand valt;<br />
α = 0: akoestisch hard oppervlak. Al het invallende geluid wordt gereflecteerd;<br />
α = 1: echoloze of dode ruimte. Al het invallende geluid wordt geabsorbeerd.<br />
Elk materiaal heeft een specifieke absorptie-coëfficiënt, die uit een tabel kan worden afgelezen en waarmee een<br />
absorptie-oppervlak kan worden uitgerekend. Zodoende kan in elke ruimte de totale absorptie worden bepaald.<br />
Zij wordt uitgedrukt in Sabine (of m2 open raam) en voorgesteld met de letter ‘A’.<br />
Het geluidsdrukniveau dat op een bepaald punt in een ruimte zal heersen, kan worden berekend met:<br />
Q 4<br />
L = L + 10 log ( + )<br />
p w<br />
4π r2 A<br />
Vlak bij het rooster zal de term 4/A geen grote rol spelen in de bovenstaande formule.<br />
Naarmate we verder van het rooster verwijderd raken, zal deze term juist een grote rol gaan spelen en wordt de eerste<br />
term Q/4π r2 onbelangrijk.<br />
In onderstaande figuur is dit in beeld gebracht.<br />
ruimte-absorptie A (m 2 Sabine)<br />
1000<br />
500<br />
300<br />
200<br />
100<br />
50<br />
30<br />
20<br />
10<br />
5<br />
100<br />
200<br />
Wandabsorptie α ± 0,4<br />
0,25<br />
0,15<br />
normale ruimte ± 0,10<br />
0,05 (Halruimte)<br />
ruimte-inhoud in m3 500 1000 5000 10000<br />
Lw<br />
dB t.o.v.<br />
10 -12 W<br />
geluiddrukniveau in de ruimte Lp t.o.v. 20 μPa<br />
nabij<br />
geluidbron<br />
afname<br />
als in<br />
vrije veld<br />
invloed van<br />
ruimte (galmveld)<br />
niveauhoogte<br />
afhankelijk van<br />
ruimte-absorptie<br />
27
28<br />
De formule<br />
Q 4<br />
L = L + 10 log ( + )<br />
p w<br />
4π r2 A<br />
is in onderstaande figuur in beeld gebracht.<br />
Zij stelt de afname van het geluidsdrukniveau in een gesloten ruimte voor.<br />
Wij rekenen hier dus om, van geluidsvermógen naar geluidsdrúk.<br />
De afname van het geluidsdrukniveau is afhankelijk van:<br />
• wijze van uitblazen (zie figuur 13);<br />
• afstand van de waarnemer of microfoon tot de geluidsbron in m;<br />
• de A-waarde in m 2 open raam of Sabine van de bepaalde ruimte (zie figuur onder).<br />
L W -L P<br />
0<br />
5<br />
10<br />
15<br />
20<br />
Q<br />
8<br />
4<br />
2<br />
1<br />
0,25 1 3 5 10 15<br />
r = afstand tot rooster in m<br />
<strong>Geluid</strong>svermogenniveau bij rooster: 80 dB<br />
Afstand microfoon tot rooster: 2 m<br />
Rooster opgesteld volgens b: Q = 2<br />
Normale ruimte van 1000 m 3 : A = 50 m 2 open raam<br />
Het geluidsdrukniveau in de ruimte op het aangegeven punt is 9 dB lager (zie grafiek)<br />
dan het geluidsniveau zal zijn = 71 dB.<br />
Voorbeeld<br />
A = 5 m 2<br />
10<br />
20<br />
50<br />
100<br />
200<br />
500<br />
a: Q = 1<br />
b: Q = 2<br />
c: Q = 4<br />
d: Q = 8<br />
Een kantine met een inhoud van 224 m 3 (l x b x h = 8 x 10 x 2,8) moet worden geventileerd.<br />
Men besluit deze ruimte 7 x per uur te verversen. Derhalve moet per uur 7 x 224 = 1568 m 3 lucht worden afgezogen.<br />
Gekozen wordt een Gebhardt dakventilator type RDA-21 3535-6E.<br />
Bij een luchthoeveelheid van 1568 m 3 /h heeft deze ventilator een opvoerhoogte van 60 Pa, hetgeen voor het eenvoudige<br />
kanaalsysteem (zie figuur volgende bladzijde) ruim voldoende is.<br />
Vraag 1<br />
Wat zal het geluidsniveau in de kantine zijn, uitgedrukt in dB(A) of NR, en is dit niveau toelaatbaar?<br />
Vraag 2<br />
Wat zal het geluidsniveau zijn als direct onder de ventilator een geluidsdemper RSD wordt geplaatst?<br />
b<br />
c<br />
a<br />
d
Voorbeeld<br />
verlaagd plafond<br />
meetpunt<br />
dakdoorvoerkoker - geluiddemp.<br />
rooster (50x50)<br />
KANTINE<br />
8 x 10 x 2,8 = 224 m 2<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening<br />
De fabrikant geeft op dat het geluidsdrukniveau op 4 m afstand van de ventilator in het vrije veld gemeten 43 dB(A) bedraagt.<br />
Voor een geluidsberekening moet echter het geluidsvermogenniveau in alle middenfrequentiebanden berekend<br />
zijn.<br />
Regel 1 + 2 (zie berekeningsformulier op pag. 30)<br />
Met behulp van de correctiewaarden uit de brochure ‘RDA dakafvoerventilatoren’ zijn deze waarden te bepalen.<br />
Opgemerkt zij dat ook de A-waardering hierin is verwerkt. Het verkregen geluidsvermogen-niveau is dus in dB en niet in<br />
dB(A).<br />
Regel 3<br />
In het berekeningsformulier is een en ander in de regels 1, 2 en 3 weergegeven.<br />
Regel 4 + 9<br />
Uit de schets van het systeem blijkt dat er van demping in het afzuigsysteem als gevolg van kanaal, bocht of aftakking,<br />
geen sprake kan zijn.<br />
Regel 10<br />
Het geluid wordt dus ongehinderd het rooster uitgestoten. Als aangegeven op pagina 6 zal een deel van het geluid door<br />
de plotselinge verwijding na het rooster als het ware moeite hebben het rooster te verlaten.<br />
Het roosteroppervlak bedraagt 0,25 m 2 (0,5 x 0,5 m). Op pagina 6 is dan ook af te lezen dat bij een dergelijke roosterafmeting<br />
en plaatsing (b) met de volgende ‘dempingswaarde’ rekening mag worden gehouden:<br />
Deze waarden zijn op het berekeningsformulier vermeld.<br />
Regel 11<br />
De ruimte zelf dempt ook nog een gedeelte van het geluid. Deze demping hangt af van de inhoud van de ruimte en de<br />
afwerking van de wanden, plafond en vloer. Op pagina 7 is een methode aangegeven om de dempingswaarde van de<br />
ruimte te bepalen. Afhankelijk van de ruimte-inhoud kan een A-waarde (m2 open raam of Sabine) worden bepaald.<br />
In ons geval: 30 m2 . Met deze 30 m2 , de richtingsfactor Q=2 (inblaas-situatie) en de afstand r, tussen het rooster en het<br />
meetpunt, kan in de grafiek de dempingswaarde van de ruimte worden bepaald.<br />
In ons geval: A = 30 m2 R = 2<br />
Q = 2<br />
Uit de tabel blijkt een ruimte-absorptie van 6,5 dB, welke geldt voor alle middenfrequenties.<br />
Opmerking: Hier wordt van een geluidsvermogen naar een geluidsdruk omgerekend.<br />
Regel 12<br />
In deze regel zijn de dempingswaarden van de geluidsdemper RSD 315 ingevuld (zie brochure ‘Toebehoren dakventilatoren’).<br />
Door het geluidsvermogenniveau (I) te verminderen met de systeemdemping (II) vinden we dus het geluidsdrukniveau<br />
in de ruimte op 2 m afstand van het rooster (III).<br />
Door deze waarden in een NR-curven grafiek in te tekenen, kan dus het stoorniveau worden bepaald.<br />
29
30<br />
Voorbeeld<br />
<strong>Geluid</strong>sberekening met en zonder geluidsdemper<br />
Project: kantine<br />
Ventilatortype: RDA 31-3535-6E<br />
Luchthoeveelheid m 3 /h: 1568<br />
Totale tegendruk Pa: 45<br />
<strong>Geluid</strong>sproduktie: 66 dB(A)<br />
middenfrequenties Hz Pag. 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000<br />
totaal geluidsvermogen 66 66 66 66 66 66 66 66<br />
correctie waarden 13 11 1 -2 -11 -16 -21 -27<br />
rel. geluidvermogenniveau (I) 79 77 65 64 55 50 45 39<br />
systeemdemping (II)<br />
kanaal: afm. (4) -<br />
kanaal: afm. (4) -<br />
bocht: afm. (4/5) -<br />
bocht: afm. (4/5) -<br />
aftakking: afm. (5) -<br />
aftakking: afm. (5) -<br />
eindreflectie: afm. (6) 7 4 1,8 0 0 0 0<br />
ruimte-absorptie A = 50, r = 2, Q = 2 (7) 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5<br />
geplande demper RSD 1 2,1 6,4 13 25,6 35,4 21,5 14,2<br />
totaal II 14,5 12,6 14,7 19,5 32,1 41,9 28 20,7<br />
geluidsdrukniveau op meetpunt (I - II) 64,5 64,4 50,3 44,5 22,9 8,1 17 18,3<br />
gewenst NR (15)<br />
dB(A) waardering (16) -26 -16 -9 -3 0 1 1 -1<br />
resteert zonder demper dB(A) 39,5 50,5 47,7 54,5 48,5 44,5 39,5 31,5<br />
resteert met demper dB(A) 38,5 48,4 41,3 41,5 22,9 9,1 18 17,3
RUCON SYSTEMAIR,<br />
A POWERFUL COMBINATION<br />
Rucon <strong>Systemair</strong> heeft een voor Europa ongekend<br />
breed assortiment van luchtbehandelingskasten,<br />
warmteterugwinsystemen, ventilatoren en acces-<br />
soires.<br />
Als zodanig biedt Rucon <strong>Systemair</strong> perfecte oplos-<br />
singen voor de Utiliteitsbouw, Industrie, Woning-<br />
bouw, Infra en Parkeergarages. Veel van onze<br />
producten zijn op voorraad en daarmee vanuit ons<br />
doordachte distributiesysteem snel leverbaar. Kennis<br />
en ervaring delen wij met onze afnemers om vanuit<br />
gezamenlijk denken te komen tot de juiste product-<br />
keuze en optimale toepassingen.<br />
Daarnaast is er de zekerheid van garantie en een<br />
hoge servicegraad. Maar onze kracht ontstaat toch<br />
vooral door samenwerking. Zo staan wij bijvoor-<br />
beeld voor innovaties met name op het gebied van<br />
energiebesparing, geluidsreductie en duurzaamheid.<br />
Ook daar werken wij voortdurend aan, samen met u.
Rucon <strong>Systemair</strong> B.V.<br />
Van Leeuwenhoekstraat 2<br />
3846 CB Harderwijk<br />
Postbus 263, 3840 AG Harderwijk<br />
Tel. +31 (0) 341 439100<br />
Fax +31 (0) 341 439190<br />
info@ruconsystemair.nl<br />
www.ruconsystemair.nl<br />
Rucon <strong>Systemair</strong> – 11/2011 / Rucongeluid