Sonus bv
raadgevende
ingenieurs

Bezoekadres:
Eemsteynplein 6
3312 JA Dordrecht

078 - 6312102


E-mail:
sonus@sonus.nl


Geluidabsorptie, geluidisolatie en reflectie van geluid

In het algemeen zal van een geluidgolf die op een wand invalt een gedeelte van de akoestische energie worden gereflecteerd, een gedeelte worden geabsorbeerd (omgezet in warmte) en een gedeelte worden doorgelaten, dus qua energie geldt:

invallend = gereflecteerd + geabsorbeerd + doorgelaten

In de onderstaande figuur is schematisch de invallende, gereflecteerde, geabsorbeerde en doorgelaten energie getekend.

schematische weergave soorten energie


De geluidabsorptiecoëfficiënt is de fractie van enerzijds het verschil tussen de invallende en de gereflecteerde intensiteit en anderzijds de invallende intensiteit. Dit is hetzelfde als de fractie van de som van de geabsorbeerde en de doorgelaten intensiteit en de invallende intensiteit. In formulevorm ziet dat er als volgt uit:

geluidabsorptiecoëfficiënt = invallend - gereflecteerd
invallend
= geabsorbeerd + doorgelaten
invallend


De geluidabsorptiecoëfficiënt is dus in feite een maat voor de niet gereflecteerde energie. Als 100% van de energie wordt geabsorbeerd (open raam) dan is de absorptiecoëfficiënt gelijk aan 1 en indien alles wordt gereflecteerd is de absorptiecoëfficiënt gelijk aan 0.

Geluidabsorptie wordt uitgedrukt in m2 (open raam). De totale absorptie is het product van absorptiecoëfficiënt en oppervlak.
De hoeveelheid geluidabsorptie in een afgesloten ruimte bepaalt het gedrag van het geluid in die ruimte. Zie ook de pagina over zaalakoestiek.

Het vervelende van de geluidabsorptiecoëfficiënt als materiaalgrootheid is dat deze behalve van het materiaal en de dikte ook afhankelijk is van de frequentie, de hoek van inval van de golf en de wijze van bevestiging van het materiaal. Het gevolg is dat er een aantal verschillende geluidabsorptiecoëfficiënten in omloop zijn.

Zo is er de geluidabsorptiecoëfficiënt voor statistische inval. Dit is een geïdealiseerde grootheid gedefinieerd voor een oneindig groot oppervlak en alzijdige inval. Het invallende geluidveld moet dus volledig diffuus zijn. Deze geluidabsorptiecoëfficiënt wordt gebruikt bij theoretische beschouwingen en het opzetten van berekeningen aan bronnen in afgesloten ruimten.

Een andere geluidabsorptiecoëfficiënt is die voor normale inval. Deze grootheid wordt onder laboratoriumomstandigheden gemeten. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een staandegolfbuis waarvan één van de uiteinden is afgesloten met een monster van het te onderzoeken materiaal. Vaak betreft het hier kleine monsters hetgeen de geluidabsorptiecoëfficiënt voor normale inval een onbetrouwbare grootheid maakt. Bovendien is er in de praktijk zelden sprake van normale inval.

Een derde geluidabsorptiecoëfficiënt is de Sabine absorptiecoëfficiënt. Dit is de waarde die volgt uit een standaard meting in een galmkamer met een vrijwel diffuus geluidveld. De Sabine absorptiecoëfficiënt kan dan worden berekend uit de snelheid waarmee het geluidniveau in die kamer afneemt indien wordt gemeten met en zonder monster.

Het verschil tussen de geluidabsorptiecoëfficiënt voor statistische inval en de Sabine absorptiecoëfficiënt zit in het feit dat de laatste wordt gemeten aan een monster met een eindig oppervlak. Hierdoor ontstaat een extra absorptie aan de randen van het monster. Voor frequenties in de buurt van 500 Hz kan de Sabine absorptiecoëfficiënt meer dan 50% van de absorptiecoëfficiënt voor statistische inval afwijken. Bij hogere frequenties wordt dit verschil kleiner (15% bij 8 kHz).

Fabrikanten en leveranciers van geluidabsorberende materialen geven vrijwel altijd de waarde volgens Sabine op. Deze absorptiecoëfficiënt wordt in de praktijk het meest gebruikt. Andere maten voor de absorberende eigenschappen van een materiaal zijn de NRC-waarde en de Alpha-W (αw) waarde die wordt bepaald volgens de norm ISO 11654. De waarde van de αw kan worden gebruikt om absorberende materialen te classificeren in een vijftal absorptieklassen A t/m E. Deze drie grootheden zijn eengetalswaarden en zijn derhalve niet geschikt voor het uitvoeren van akoestische berekeningen. Ook kunnen twee materialen met verschillende absorptiekarakteristiek eenzelfde NRC of Alpha-W (αw) waarde hebben.

Is de absorptiecoëfficiënt een maat voor de geabsorbeerde energie, de transmissiecoëfficiënt is een maat voor de door een akoestisch medium doorgelaten energie.

transmissiecoëfficiënt = doorgelaten
invallend


De transmissiecoëfficiënt is een maat voor de isolerende werking van een materiaal. Vaak wordt de mate waarin een materiaal geluid kan isoleren aangegeven met de isolatie-index of de R-waarde.

R = 10 log 1

transmissiecoëfficiënt
= 10log
invallend

doorgelaten


Ten aanzien van akoestische materialen is het van belang om goed onderscheid te maken tussen de absorberende en de isolerende eigenschappen ervan. Een bron van verwarring hierbij is dat materialen waarmee een hoge thermische isolatie kan worden bereikt, zoals bijvoorbeeld steenwol, akoestisch slecht isoleren. Akoestisch gezien is steenwol een absorptiemateriaal.

De geluidabsorberende eigenschappen van een materiaal hebben betrekking op de mate waarin dat materiaal geluid reflecteert terwijl geluidisolerende eigenschappen betrekking hebben op de mate waarin het materiaal geluid al dan niet verzwakt doorlaat.

Absorptiematerialen zijn in het algemeen licht van gewicht en bezitten meestal een poreuze open structuur terwijl isolatiematerialen niet poreus zijn en bij voorkeur een grote massa per oppervlak hebben.

Isolatiematerialen hebben een kleine transmissiecoëfficiënt en derhalve een grote isolatie-index. Deze materialen zijn van belang indien moet worden voorkomen dat geluid vanuit een ruimte naar buiten treedt. Isolatiematerialen zijn niet poreus, hebben vaak een grote massa per oppervlak en maken meestal deel uit van de constructie.



Begrippenlijsten:
Site navigatie:
begrippen A t/m E
begrippen F t/m J
begrippen K t/m O
begrippen P t/m T
begrippen U t/m Z
terug naar boven
homepage

Sonus bv raadgevende ingenieurs, dé partner op het gebied van geluid en trillingen