Akoestisch comfort

Zie ook:

Wanneer we op een plaats of in een ruimte aanwezig zijn merken we soms op dat het er heel lawaaierig klinkt en op die manier ongezellig is. Dit doet zich soms voor in restaurants of cafetaria’s met een ontoereikende akoestische behandeling, wanneer wegens de drukte de spraakgeluiden van omstaanders overheersen en de verstaanbaarheid van de medebezoekers heel slecht wordt. Dit is een voorbeeld van een slechte akoestische omgeving, en jammer genoeg vaak het gevolg van een gebrek aan aandacht voor akoestiek in de fase van het ontwerp en ingebruikname van die ruimte. De akoestische eigenschappen van een ruimte zijn de weerslag van hoe die ruimte geluiden beïnvloedt. Sterft geluid er snel uit, of blijft het lang nagalmen zoals in een kerk of kathedraal? Gaat het geluid gemakkelijk over naar een naburige ruimte, wanneer bijvoorbeeld je buur een feestje geeft met alle ramen open, of wordt het net sterk gedempt? Komt omgevingsgeluid of straatlawaai gemakkelijk de kamer binnen? Deze aspecten hebben veel te maken met hoe de ruimte gebouwd is en ook hoe de ruimte afgewerkt is en bepalen dus het akoestisch comfort van de gebruiker van de ruimte.

Geluid manifesteert zich in wezen als luchtdrukvariaties (trillingen) die zich voortplanten door een medium zoals de lucht, net zoals golven in het water. De sterkte van het geluid, of het geluidsdrukniveau, wordt uitgedrukt in decibel (dB). De decibel volgt een logaritmische schaal, wat beter overeenstemt met de gevoeligheid van ons gehoor: zo stemt een verdubbeling van het aantal (even sterke) geluidsbronnen overeen met een verhoging van 3dB. Het geluidsdrukniveau zelf kan gemeten worden met een decibelmeter. Naast de geluidssterkte van de bron, is de waarde die je meet onder andere afhankelijk van de afstand tot de bron: als je verder van de bron staat, zal je typisch lagere waarden meten dan dichter bij de bron (ca. 6dB per verdubbeling van de afstand in vrije ruimte), en de akoestische eigenschappen van de ruimte waarin je meet. Geluidsniveaus in een (stille) kamer schommelen typisch tussen 35dB en 50dB. Bij een normaal gesprek op 1m afstand heeft een geluidsdrukniveau een waarde die schommelt rond 60dB. Nog hogere niveaus zien we bij wegverkeer (65-80dB) en (rock)concerten (90-100dB). Met ons gehoor hunnen we geluidstrillingen met een frequentiebereik van 20 Hz tot 20000 Hz (20 kHz) waarnemen, afhankelijk van het geluidsdrukniveau, al wordt dat bereik kleiner naarmate we ouder worden.

Omdat geluid gebaseerd is op trillingen, speelt hier ook de voortplanting van trillingen in de structuur van het gebouw (muren, vloeren, plafonds, …) een belangrijke rol. Als iemand op de vloer stapt (stampt) ontstaat er in de vloer een trilling. Deze kan zich doorheen de vaste structuur van het gebouw voortplanten en zo ook in een andere ruimte een geluidsgolf produceren. Dit noemt men contactgeluid of impactgeluid en kan vele oorzaken hebben, denk maar aan het geluid van stappen of lopen op de vloer, het schuiven van tafels en stoelen, het geluid van rijdende karren op een tegelvloer... . Maar de bron van het geluid hoeft niet altijd rechtstreeks contact te maken met de structuur van het gebouw opdat de geluidsgolven zich via de wanden, vloeren en plafonds zouden voortplanten. Denk maar aan het geluid van een televisietoestel of geluidsinstallatie dat zich van de ene kamer, door de muren heen, naar de andere kamer kan voortplanten. Dit noemt men luchtgeluid. Hetzelfde kan zich voordoen met het geluid van allerhande technische installaties. Deze complexe effecten spelen dus ook mee in de akoestische performantie van een gebouw of ruimte.

Naast de voortplanting van geluid doorheen de structuur van het gebouw, van de ene (bronruimte) naar de andere ruimte (ontvangstruimte), wordt de ervaring van de akoestiek in een ruimte ook bepaald door de akoestische eigenschappen van de ruimte zelf en hoe het geluid zich hierin kan voortplanten. Geluidsgolven interageren immers met de wanden, plafond en vloer van de kamer, maar ook met verschillende objecten in de kamer zoals kasten, tafels, stoelen en tapijten, gordijnen... . Terwijl harde materialen, zoals glazen wanden en (betonnen) muren de geluidsgolven grotendeels zullen reflecteren, zullen (akoestisch) zachte materialen zoals tapijten, gordijnen of beddengoed geluidsgolven deels gaan absorberen. Afhankelijk van de geometrie van de kamer, en de akoestische eigenschappen van de gebruikte materialen, zal een geluid dus langer aanwezig blijven in de kamer – denk maar aan een lege badkamer met harde tegelwanden - of net sneller uitsterven, zoals in een living met stoffen zetels, tapijt en zachte gordijnen. De snelheid waarmee het geluid uitsterft bepaalt de nagalmtijd van een ruimte. In ruimten met hoge nagalmtijden duurt het langer voor het geluid uitsterft en wordt het typisch heel moeilijk om een gesprek te voeren, terwijl ook stoorgeluiden, zoals bijvoorbeeld het gekletter van bestek in eetzalen, langer en prominenter aanwezig blijven. In deze ruimten zal je dan ook typisch hogere geluidsniveaus meten dan wanneer je dezelfde geluidsbronnen in een ruimte met lagere nagalmtijd zou plaatsen. In sommige gevallen kan een hoge nagalmtijd evenwel wenselijk zijn, maar dan gaat het typisch over ruimten voor culturele manifestaties zoals concertzalen en operahuizen. Bij het akoestisch ontwerp van een ruimte wordt dan ook een nagalmtijd vooropgesteld die afhankelijk is van de functie van de ruimte (bv. 0,8s - 1,3s voor spraak).

Het geheel van de performantie van al deze verschillende akoestische deelaspecten (i.e. de mate van geluidsvoortplanting tussen kamers en de geluidsvoortplanting in de kamer zelf) bepalen het akoestisch comfort van de ruimte, of hoe een ruimte akoestisch ervaren wordt.