Uitleg geluid

Geluid

Geluid is zo gewoon goed geworden in welke vorm dan ook dat men er vaak niet aan denkt dat geluid slechts een luchtdrukverschil (energie) in de bestaande luchtdruk is.

In veel gevallen kunnen wij deze verminderen of helemaal laten verdwijnen denk aan geluidsisolatie metsel bijvoorbeeld een muur om de geluidsbron.

Binnen één ruimte kun je moeilijk een muurtje om alle pratende mensen zetten, hier zal je dus het geluid moeten vangen zodat het geluid niet blijft weerkaatsen.

De geluidsnelheid is ruim 1200 km per uur, teruggerekend kom je dan op ca. 343 meter per seconde, met een woonkamer van 6 meter breed kom je al gauw dat het geluid gemakkelijk 50 heen en weer gaat, wellicht blijft het geluid wel 1,5 seconde of langer hangen (wegsterven).

Bij gebruik van harde materialen geeft dit een nagalm ( denk aan een echoput buiten, maar dan binnen). Ook versterkt die nare nagalm het geluid enigszins denk aan een feestje binnen waar iedereen steeds luider gaat praten om elkaar te kunnen verstaan.

Gelukkig geven alle materialen wel enige demping ook de lucht en wijzelf waarin we ons bevinden dus zo erg is het ook weer niet, maar dat dit hinderlijk kan zijn is zeker een feit.

In sommige situaties is nagalm zelfs gewenst, denk aan een theater of kerk.

Ik vergelijk het altijd maar met hoe het vroeger was bij opa en oma thuis, ze hadden een dik vloerkleed, dikke gordijnen, dik tafelkleed en stoelen met dikke stof bekleed en soms ook nog jute als ondergrond voor het behang.

Dit alleen al zorgde voor een rust in de woonkamer, al deze geluid opnemende materialen worden veelal niet meer gebruikt met nagalm tot gevolg , wel eens in een kaal nieuwbouwhuis geweest dan kun je de nagalm goed horen als er niets in staat.

Wij verkopen producten om deze nagalm tegen te gaan, maar je kunt er natuurlijk zelf ook veel aan doen zoals u eerder hebt gelezen en hopen dat u even nadenkt de volgende keer dat u geluid hoort wat niet erg prettig aanvoelt.

Hieronder nog wat extra technische uitleg voor als u er nog wat meer van af wil weten betreft geluid, hoofdzakelijk uit Wikipedia overgenomen.

Veel leesplezier,

Wim Selij

Directeur

Geluid is een verandering van luchtdruk en plant zich als een longitudinale golf (golfbeweging) denk aan een steen die je in het water gooit.

De luchtdruk is de druk die in de aardatmosfeer bestaat ten gevolge van zijn eigen gewicht. De gemiddelde atmosferische druk is 76 cm Hg (760 mm Hg) = 1013 hPa = 1,013 bar = 1 atmosfeer op zeeniveau.

Het menselijk gehoor kan geluiden waarnemen met een geluidsdruk vanaf ca. 20 μPa (= 0,00002 Pa). Deze grens is indicatief en varieert per persoon, met de frequentie van het geluid, en met de leeftijd. Deze ondergrens noemt men de gehoordrempel. Als deze gehoordrempel is verhoogd kan er sprake zijn van gehoorschade.

Frequentie drukt uit hoe vaak iets gebeurt of voorkomt binnen een bepaalde tijd of in een zekere ruimte.

Zie hieronder 1 hertz (één gebeurtenis, toppen of dalen) per seconde.

Toonhoogte is de ervaren hoogte van een toon. Vaak is er een directe relatie met het waargenomen spectrum van het geluid. In dat geval wordt de toonhoogte weergegeven door het aantal trillingen per seconde, de frequentie van de grondtoon uitgedrukt in Hz (hertz)

Wanneer bijvoorbeeld in één seconde 25 geluidsgolven voorbijkomen, heeft dat geluid een (voor het menselijk gehoor zeer lage) frequentie van 25 / seconde = 25 Hz. De meeste golven hebben echter veel hogere frequenties.

Zie onderstaande voorbeelden van diverse Hertztoon hoogtes.

De decibel, afgekort tot dB, is geen eenheid, maar is een verhouding op een logaritmische schaal. Daarbij betekent 0 dB een verhouding 1, dus gelijkheid. Elke verhoging met 10 decibel betekent een vergroting in vermogen of energie met een factor 10. Een verhoging met 20 dB betekent dus een factor 100, een verhoging met 30 dB een factor 1000 enz. Vooral verhoudingen van vermogens worden uitgedrukt in dB.

Geluidsisolatie en de wet van de massa

Een eerste vorm van geluidsisolatie is de massa van muren, dak en vloer te verhogen. Hoe groter een massa, hoe minder doordringbaar. Hoe zwaarder een massa, hoe minder gevoelig voor trillingen. En dat is exact waaruit geluid bestaat. Allemaal kleine trillingen. Bij zware, dikke muren zal er dus heel wat minder geluid binnendringen dan bij een lichtere variant. Helaas is dit natuurlijk niet oneindig inzetbaar. We kunnen onze muren maar tot een bepaald niveau verdikken zonder al te absurde woningen te creëren. Daarom is de massa wet maar beperkt toepasbaar.

Gebruik van een spouw voor geluidsisolatie

Een tweede vorm is het gebruik van een spouw die wordt opgevuld. Ook hier geldt dat massa de geluidsisolatie verhoogt en ten goede komt. Je zet twee muren met daartussen een lege ruimte. Zowel de muren als de ruimte ertussen hebben bij voorkeur een behoorlijke dikte. De ruimte wordt opgevuld met isolatiemateriaal. Wanneer het geluid op de eerste muur botst, wordt een deel van het geluid tegengehouden en een deel doorgegeven aan het isolatiemateriaal. Dit houdt op zijn beurt een andere frequentie tegen waardoor nog meer geluid wordt tegengehouden. Daarna gebeurt dit nog een derde keer met de tweede muur. De efficiëntie van het systeem hangt af van de dikte van muren, de opvulling van de spouw en de gekozen materialen. Hou dit altijd goed in de gaten bij geluidsisolatie.

Geluidsabsorptie

Geluidsabsorptie is het verschijnsel dat geluidsenergie in warmte wordt omgezet. Het geluid verdwijnt dan eigenlijk in het materiaal. De geluidsgolven (geluidsdruk) vervormen het materiaal. Het vervormen van het materiaal kost energie. Afhankelijk van het soort materiaal zal de energie gedeeltelijk worden teruggegeven in de vorm van weerkaatst geluid. De energie die niet teruggegeven wordt, wordt in de vorm van warmte, in het materiaal opgeslagen. Schematisch is dit weergegeven als een massa veer systeem met demping. De mate van demping bepaald de mate van geluidabsorptie.

De hoeveelheid absorptie is een eigenschap van een materiaal en wordt uitgedrukt met de absorptiecoëfficiënt. De absorptiecoëfficiënt van een materiaal is de fractie van het invallende geluidsvermogen dat wordt geabsorbeerd. De rest van het geluid wordt gereflecteerd. De absorptiecoëfficiënt is afhankelijk van de frequentie van het geluid, en wordt meestal gemeten bij elke octaafband tussen 125 en 4000 hertz. De absorptiecoëfficiënt heeft een waarde tussen nul (geen absorptie, al het geluid wordt gereflecteerd) en 1 (volledige absorptie, er wordt geen geluid gereflecteerd - open raam).

Voor een groot deel is het echter afhankelijk van de mate waarin het materiaal poreus is. Constructiebeton is harder en ruim twee keer zo zwaar als water, maar het bevat poriën: kleine open ruimten tussen het zand, grind, staal en cement waaruit het is samengesteld, terwijl een wateroppervlak volledig gesloten is. Het wateroppervlak van een overdekt zwembad absorbeert dan ook (nog) minder geluid dan het betonnen dak erboven (en omdat het erg lawaaierig wordt in een zwembad als het geluid voortdurend heen en weer kaatst tussen bad en dak, is het plafond meestal gemaakt van een materiaal dat veel meer geluid absorbeert). Vensterglas heeft ook geen poriën, maar minerale wol (glas- of steenwol) bestaat grotendeels uit poriën, die bovendien door het hele materiaal heen met elkaar in verbinding staan en zo een labyrint van heel kleine open ruimten vormen waarin het geluid steeds verder "afsterft"; minerale wol is daarom een prima materiaal om geluid te absorberen. Anders gezegd: een vierkante meter vensterglas in het raam heeft maar één vierkante meter om het geluid dat in de kamer wordt geproduceerd te absorberen, een vierkante meter glaswolplaat die als plafondtegel is toegepast heeft eigenlijk vele vierkante meters oppervlak (de oppervlakten van de poriën in het materiaal) om geluid te absorberen.

Zie hieronder als voorbeeld de absorptie waarde bij verschillende frequenties van akoestisch rendiermos (als leuk voorbeeld) 35 mm t.o.v. van tapijt.