massa veer massa

massa-veer-massaprincipe in het kort


Zware wandopbouwen zijn niet altijd mogelijk. Met een correct uitgevoerde dubbelwandige constructie bestaande uit 2 relatief lichte wanden met een luchtspouw ertussen kan er een uitstekende luchtgeluidsisolatie bekomen worden.

geluidsisolatie massa veer massa

Doordat de lucht in de spouw als een veer fungeert ontstaat een massa/veersysteem.


De geluidsgolf die op het eerste spouwblad invalt brengt deze aan het trillen, de luchtlaag fungeert als een veer die vervolgens het tweede spouwblad aan het trillen brengt.


Hoe soepeler de veer tussen de de 2 spouwbladen hoe minder trillingen er van het ene spouwblad aan het andere spouwblad worden doorgegeven.


De geluidsisolatiewinst in de hogere frequenties t.o.v. een enkelvoudige wand met dezelfde oppervlaktemassa als de oppervlaktemassa's van de 2 spouwbladen gecombineerd gaat wel gepaard met een verlies aan geluidsisolatie bij de massa-veer-massa resonantiefrequentie.

geluidsisolatie glas

Bovenstaande grafiek = vergelijking van de luchtgeluidsiolatie tussen een enkel glasblad van 4 mm en een dubbel glasblad.


Het komt contra intuïtief over maar in een groot deel van het spectrum is de geluidsisolatie van het enkele glas een stuk beter.

Het massa-veer-massa resonantiefenomeen dat  optreedt in de lagere frequenties kan de geluidisolatie nadelig beïnvloeden.



optimaliseren van massa-veer-massa systemen om een goede luchtgeluidsisolatie te bereiken

B


Door gebruik te maken van een massa-veer-massa systeem zal de geluidsisolatie veel performanter zijn dan die van enkele wanden met dezelfde oppervlakte massa op voorwaarde dat volgende factoren geoptimaliseerd worden:


  • de ligging van de MVM- resonantiefrequentie in het spectrum


Bij deze frequentie is de geluidsisolatie slecht. Een goed ontwerp vereist een massa-veer-massa resonantiefrequentie van maximaal 80 Hz.


Deze formule wordt gebruikt om de ligging van de resonantiefrequentie te berekenen:

massa veer resonantiefrequantie

d = de diepte van de spouw

m”1 = massa van de basiswand

m”2 = massa van de voorzetwand


Een diepe spouw en zware massa's zorgen voor een MVM-resonantie die buiten het voor de bouwakoestiek belangrijke spectrum (100-3150 Hz) ligt.



  • de mate van ontkoppeling


Om structurele transmissie te vermijden moet de voorzetwand ontkoppeld worden van de scheidingswand en flankerende wanden (vloer/plafond/zijwanden).




  • de soepelheid van de veer


    • een ondiepe spouw = stijve veer
    • een diepe spouw = soepele veer


Om een goede geluidsisolatie in de lagere frequenties te bekomen is een brede spouw nodig.


In vergelijking met middenfrequent geluid moet het geluidssignaal in het laagfrequente deel van het spectrum veel krachtiger zijn om waarneembaar te zijn voor het menselijke gehoor. Zie A-weging in het deel over de akoestische grootheden m.b.t. luchtgeluid.


We horen laagfrequent geluid niet zo goed, dit compenseert ten dele het feit dat de geluidsisolatie in de lage frequenties steeds zwakker is dan in de hogere frequenties. Maar eenmaal de laagfrequente geluidssignalen krachtig genoeg zijn om de gehoordrempel overschrijden, worden kleine geluidssterktestijgingen van dit laagfrequente geluid als veel luider en hinderlijker ervaren dan een gelijke geluidssterkte stijging van midden-/hoogfrequent geluid (de isofoonlijnen of lijnen van gelijke luidheid liggen laagfrequent dicht bij elkaar).




  • de oppervlaktemassa en buigstijfheid van het plaatmateriaal


Het plaatmateriaal moet zwaar en buigslap zijn  waardoor het een grensfrequentie heeft die hoog in het spectrum ligt waar  de geluidisolatie, die toeneemt met het stijgen van de frequenties,  reeds goed is zodat de betere afstraling van het geluid bij de coïncidentiefrequentie minder erg is. De grensfrequentie is de laagste frequentie waarbij coïncidentie mogelijk is, boven de grensfrequentie is er steeds een hoek van inval waarbij coïncidentie mogelijk is.


    • gipskartonplaat = zwaar en buigslap = grensfrequentie rond de 3000 Hz
    • OSB = lichter en buigstijver dan de gipskartonplaatn = grensfrequentie rond de 1300 Hz


Wanneer OSB nodig is omwille van structurele redenen dan gebruiken we OSB (stabiliteit en brand gaan voor op akoestiek). Wie omwille van akoestische redenen OSB gebruikt moet zijn akoestisch handboek nog eens doornemen.



  • de aanwezigheid van een absorberend materiaal in de spouw


Een lege spouw tussen twee parallelle deelwanden zal werken als een klankkast wat leidt tot een aanzienlijke verzwakking van de geluidsisolatie.


Het absorberend materiaal onderdrukt de staande golven in de spouw die een negatieve impact hebben op de geluidsisolatie in de hogere frequenties.


De eerste centimeters van het absorberend materiaal leveren de grootste geluidsisolatiewinst. De akoestische prestaties van de wandopbouw verbeteren met elke bijkomende centimeter die aangebracht wordt. Hoe meer absorptiemateriaal in de spouw hoe beter dus, het absorptiemateriaal mag wel niet verstijvend werken = geen 12 cm proppen in een spouw van 10 cm.


Het type spouwvulling speelt niet zo'n grote rol. Of het nu glaswol, rotswol, cellulose, vlaswol, gerecycleerd katoen of soepele houtwolplaten zijn maakt op zich niet zo veel uit.


In de handel probeert men vaak duur vlokkenschuim te verkopen dat in een spouw geen akoestische meerwaarde biedt t.o.v. de veel goedkopere glaswol (semi-rigide glaswolplaten van 5 cm kosten iets van een 2,5 €/m²).

luchtgeluidsisolatie spouwvulling

mousse 80-45


indicatieve prijs 12,10 €/sheet

BTW inclusief, exclusief transport

sheet 0.72 m² = prijs/m² +/- 16.8 €

Geluidsisolatiedokter verkoopt en gebruikt ook vlokkenschuim omdat het in een aantal situaties veel gemakkelijker werkt dan glaswol.

massa-veer-massa optimaliseren: ontkoppeling



Indien alle andere parameters gelijk blijven, zal men de beste akoestische prestaties behalen door beide spouwbladen volledig gescheiden te houden en zo de structurele transmissie te elimineren.


Structurele transmissie heeft een negatieve invloed op de geluidsisolatie in de hogere frequenties.

geluidsisolatie MVM structurele transmissie

situatie 1



gipskartonplaat vastgemaakt tegen de stijlen


gipskartonplaten zijn gekoppeld

onder en boven via de regels

via de stijlen

luchtgeluidsisolatie MVM  structurele transmissie
luchtgeluidsisolatie massa veer massa

situatie 3



de 2 wanden zijn volledig ontkoppeld



geen structurele transmissie

situatie 2



verspringende stijlen = gipskartonplaten niet verbonden via de stijlen


gipskartonplaten zijn gekoppeld

onder en boven via de regels


minder structurele transmissie dan in situatie 1

luchtgeluidsisolatie: massa veer massa

bron WTCB - simulatie met de Insul software



blauw = koppeling via regels en stijlen

zwart = enkel koppeling via de regels

rood = volledige ontkoppeling van de de spouwbladen


CONCLUSIE


Een goede luchtgeluidsisolatie vereist een volledige ontkoppeling van de 2 spouwbladen.

massa-veer-massa optimaliseren: spouwbreedte


Een bredere spouw = geluidsisolatiewinst in de lagere frequenties.

massa-veer-massa optimaliseren: spouwvulling


Zonder structurele koppeling draagt een akoestisch absorberende spouwvulling bij tot een goede luchtgeluidsisolatie.


luchtgeluidsisolatie massa veer massa spouwvulling
luchtgeluidsisolatie massa veer massa spouvulling

bron WTCB - simulatie met de Insul software


  • rood = zonder spouwvulling
  • zwart = met minerale wol in de spouw


De minerale wol in de spouw draag bij tot een betere luchtgeluidsisolatie in zowel de lage als de hogere frequenties.


Met structurele koppeling werkt de spouwvulling niet efficiënt. Nauwelijks een paar dB geluidsisolatiewinst in de lagere frequenties.

luchtgeluidsisolatie massa veer massa effect spouwvulling
luchtgeluidsisolatie massa veer massa het effect van spouwvulling

bron WTCB - simulatie met de Insul software


  • zwart: zonder spouwvulling
  • rood: met spouwvulling


Geen geluidsisolatiewinst in de hogere frequenties = de structurele transmissie is dominant.