Bouwtechniek voor Beginners - Lucht

Lucht is het mengsel van gassen waaruit de atmosfeer bestaat. Dit mengsel heeft tot een hoogte van ongeveer 90 kilometer boven het aardoppervlak een nagenoeg constante samenstelling [wanneer we een aantal bestanddelen die meestal in zeer kleine hoeveelheden voorkomen en die in tijd en plaats veranderen buiten beschouwing laten]. De voornaamste vaste bestanddelen van de aardatmosfeer zijn stikstof [78,0%], zuurstof [20,9%] en argon [0,9%]. De variabele componenten van lucht zijn onder andere water, koolzuurgas, ozon, micro-organismen en vervuilingen.
Luchtdruk
De luchtdruk is de druk die door de atmosferische lucht wordt uitgeoefend. De luchtdruk wordt bepaald door het gewicht van een luchtkolom [met eenheid van doorsnede] die zich bevindt op de plaats waar de druk wordt gemeten. De massa van deze kolom bedraagt gemiddeld ongeveer 10x4 kg/m2. De luchtdruk neemt af met het toenemen van de hoogte; op 5500 meter boven het aardoppervlak is ze ongeveer gehalveerd.
De plaats op aarde is samen met de temperatuur bepalend voor de hoogte van de luchtdruk: in de tropen is de druk hoger omdat het aardoppervlak gemiddeld meer warmte per jaar ontvangt dan het door eigen uistraling verliest. Buiten de tropen is het precies omgekeerd: er gaat meer warmte verloren dan er wordt ontvangen en de luchtdruk is dus lager. Dat de tropen niet ieder jaar warmer worden en de polen niet kouder, is te danken aan de atmosfeer waarin de luchtcirculatie regulerend werkt. Een luchtcirculatie ontstaat op de grens tussen twee gebieden met een verschillende temperatuur. Bekende voorbeelden zijn de zeewind die overdag boven kuststreken landinwaarts waait en de landwind die gedurende de nacht de zeewind vervangt en juist in de richting van de zee waait.
Wind
Verplaatsingen van de lucht worden in de meteorologie wind genoemd. Wind ontstaat niet alleen tussen gebieden met verschillende luchtdruk, maar ook door de
rotatie van de aarde en door de wrijving van de lucht met het aardoppervlak en met eventuele obstakels [zoals bijvoorbeeld gebouwen]. Er wordt onderscheid gemaakt tussen globale en plaatselijke luchtstromen. Die laatste worden meestal wel veroorzaakt door directe temperatuur- en luchtdrukverschillen.
Windenergie
Al eeuwenlang gebruikt de mens de kinetische energie van wind voor de aandrijving van werktuigen en voor de voortstuwing van schepen. De eerste windmolens in ons land werden waarschijnlijk in de 13e eeuw gebouwd. In 1850 telde Nederland nog 9000 molens, in 1900 nog 4000 en in 1980 nog slechts 955. Voor het bemalen van polders treft men windmolens meestal in groepen aan; de achttien molens bij Kinderdijk zijn het bekendste voorbeeld van dit type.
Aan het gebruik van windenergie kleven een aantal bezwaren. Allereerst heeft het medium lucht een uitzonderlijk geringe dichtheid [ongeveer 1,2 kg/m3 bij 20 graden Celsius] en vervolgens kan maar 42% van de kinetische energie van de wind, die de oppervlakte van de rotoren passeert, omgezet worden in elektrische energie. Mede hierdoor krijgt een windenergiecentrale in verhouding tot het opgewekte vermogen zeer grote afmetingen. Windturbines zijn verder zeer gevoelig voor stormschade en ze kunnen niet te dicht op elkaar staan omdat zij dan elkaar de wind 'uit de zeilen' zouden nemen. Tenslotte kan het windaanbod moeilijk worden voorspeld en worden windturbines steeds vaker gezien als aantasting van het landschap. Voorlopig lijkt het er dan ook op dat de potentiële opbrengst van windenergie achter blijft bij die van zonne-energie. Combinatie van deze twee zou juist weer interessant zijn omdat ze elkaar bij verschillende weersomstandigheden kunnen compenseren.
Windsnelheid
Om de snelheid van de wind te kunnen schatten wordt gebruik gemaakt van de Beaufortschaal. Dit systeem is gebaseerd op de uitwerking van de luchtsnelheid op het zeeoppervlak. De schaal van Beaufort loopt van 0 tot 12, waarbij 0 windstil is [met snelheden kleiner dan 0,5m/s gedurende een vaste periode in de tijd] en 12 een orkaan [snelheden groter dan 32m/s gedurende een vaste periode in de tijd]. Voor het uitdrukken van de windkracht boven land wordt ook wel gebruik gemaakt van informele criteria in relatie tot de beweging van bladeren, takken en bomen.
Tot 1000 meter boven het aardoppervlak neemt de windsnelheid in het algemeen toe met de hoogte en vindt een bepaalde draaiing plaats [wet van Buijs Ballot].
Windrichting
Er zijn twee manieren om de richting van waaruit de wind waait aan te duiden. De eerste is de aanduiding in graden: hierbij is 90 graden oost, 180 graden zuid, 270 graden west en 360 graden noord. De aanduiding in windstreken [N, NNO, NO = noord, noordnoordoost, noordoost] wordt in de praktijk echter vaker gebruikt. De windrichting is locatie- en tijdgebonden; zo komen langs de Noordzeekust aan de grond [gemeten op een hoogte van 10 meter boven het aardoppervlak] de
verschillende windrichtingen voor in de percentages en met de volgende snelheden zoals te zien in het schema hiernaast.
We zien dat zuidwest de meest voorkomende windrichting is met een gemiddelde snelheid van 7 m/s [en een waarde op de schaal van Beaufort van 4 = matige wind]. Hieruit mag echter niet de conclusie worden getrokken dat in Nederland de windrichting grotendeels zuidwest is; in 82% van de tijd is dat immers niet het geval.
Storm
Bij windsnelheden groter dan 20 m/s spreken we van storm. Naast storm zijn er andere extreme verschijningsvormen van wind waartegen we gebouwen moeten beschermen, zoals windhozen. Een windhoos is een hevige wervelwind in de vorm van een omgekeerde kegel die gekenmerkt wordt door zeer snelle rotatie van de lucht om een verticale as. De kegelvorm wordt zichtbaar door de stof- of zanddeeltjes die hij bevat. Windhozen komen voor met een verschillende intensiteit: van kleine stofwerveltjes tot krachtige hozen met een slurf van meer dan 100 meter diameter [tornado, cycloon]. Krachtige hozen ontstaan bij een sterke verticale instabiliteit, een aanmerkelijke verandering van de windrichting gecombineerd met een snel toenemende hoogte. De verwoestingen worden veroorzaakt door de grote windsnelheden binnen de tornado [tot meer dan 50 m/s!] enerzijds en de lage luchtdruk in het centrum anderzijds. Deze combinatie kan grote schade aanrichten; gebouwen kunnen zelfs in hun geheel worden opgetild. In Nederland komt het verschijnsel slechts sporadisch voor; de laatste tornado was op Ameland in 1972.
Onweer, bliksem
Bij grote temperatuurverschillen in de luchtlagen kan onweer ontstaan. Onweer is het gevolg van sterke opwaartse bewegingen van de lucht die ontstaan wanneer koude lucht zich met grote kracht onder warmere luchtlagen schuift. Ook de omgekeerde situatie komt voor, bijvoorbeeld als de zon het aardoppervlak zodanig heeft verwarmd dat juist de onderste luchtlaag van de atmosfeer warmer is geworden dan de koudere bovenste luchtlagen [zomer-onweer]. Onweer brengt donder en bliksem met zich mee.
Bliksem is een elektrische ontlading die tussen de wolken onderling of tussen de wolken en de aarde tot stand komt tijdens onweer. Bliksem heeft steeds een duidelijke voorkeur voor het inslaan op punten die uitsteken boven het aardoppervlak. Daarom moeten gebouwen beschermd worden door middel van bliksemafleiders.
Op de hoogste punten van gebouwen wordt daartoe een goed geleidende [veelal koperen] leiding aangebracht die de bliksem kan overnemen en via de kortste weg kan afvoeren naar de geleidende aardlagen [uiteindelijk via een aardelektrode in de bodem].
Wind en gebouwen
Het oprichten van [vooral hoge] gebouwen en de situering van gebouwen ten opzichte van elkaar beïnvloedt in grote mate de windsnelheden [denk bijvoorbeeld in
de TU-wijk aan het fietsen langs het gebouw van Elektrotechniek of aan het betreden van de faculteit Bouwkunde via de hoofdingang...]. Het komt daarom steeds vaker voor dat in de ontwerpfase van dit soort gebouwen onderzoek wordt gedaan naar de toekomstige uitwerking van de wind. Dit gebeurt aan de hand van maquettes in een zogenaamde windtunnel. Zo kunnen de meest optimale plaats op de locatie en de minst storende gebouwvorm modelmatig worden onderzocht.
Windbelasting
Bij het ontwerpen en bouwen van een gebouw speelt het fenomeen windbelasting een belangrijke rol. De horizontale belasting die ontstaat door de wind heeft namelijk een grote invloed op de stabiliteit [ook wel standzekerheid genoemd] van de constructie van een gebouw. Voor het berekenen van de stabiliteit wordt in de normen uitgegaan van een extreme windbelasting die is gekoppeld aan de hoogte van het gebouw en aan de locatie waar het gebouw tot stand komt. Ons land is daarom verdeeld in een aantal zones, waarbij de eisen voor gebouwen aan de kust hoger zijn dan voor gebouwen meer landinwaarts. Als vuistregel kan je zeggen dat gemiddeld gerekend moet worden met ongeveer 100 kilogram horizontale belasting per m2 geveloppervlak.
Vooral bij hoge gebouwen moet tevens rekening worden gehouden met beweging door de invloed van de wind. De wisselende windaanval veroorzaakt een lichte deining van het gebouw. Hoe hoger het gebouw des te sterker dit effect is en des te groter de amplitude van de horizontale beweging in de top. In normale omstandig-heden is de amplitude gemaximeerd tot enkele centimeters en is de beweging zo traag dat de gebruiker dit niet zal waarnemen. Voorkomen moet worden dat het gebouw in resonantie komt met het eigen trillingsgetal waardoor de beweging wordt versterkt [denk aan het verbod voor soldaten om op bruggen te marcheren].
Daken
De afzonderlijke onderdelen van het dak en het dak als geheel moeten bestand zijn tegen belasting onder invloed van de wind. Bij hellende daken komt naast winddruk aan de ene zijde van de kap, windzuiging voor bij het andere dakvlak. De bevestiging van de dakbedekking zoals keramische of andersoortige pannen verdient dus de nodige aandacht, hoewel rondvliegen en vallen van dakpannen tijdens een flinke storm nog steeds veel voorkomt. Ook bij een plat dak kan door wind zuiging op het dakvlak ontstaan. Daarom wordt een plat dak vaak voorzien van een zogenaamde ballastlaag in de vorm van grind of tegels zodat de dakbedekking inclusief de eventueel aanwezige isolatiepakketten tegen opwaaien worden beschermd.
De dakvlakken zelf moeten, ter voorkoming van het in zijn geheel opwaaien en om de windbelasting op het dak goed te kunnen afvoeren, uiteraard goed verankerd worden aan de bouwmuren of de constructie van het gebouw. Voor de stabiliteit worden aan het dakvlak vaak verstijvingen in de vorm van zogenaamde windverbanden toegevoegd.
Gevel
De gevel van gebouwen krijgt over het algemeen te maken met de grootste wind-belasting. Net zoals bij daken bestaat naast winddruk op de ene gevel de mogelijk-heid van zuiging op andere gevels. De gevel moet de horizontale belasting van de wind opnemen en via de constructie afdragen aan de fundering. Daartoe is een afdoende bevestiging van de gevel zeer belangrijk. Meestal is een niet-dragende gevel per verdiepinghoogte van ongeveer 3 meter gemonteerd aan de achterliggende constructie. Bij hogere gevels, zoals van bedrijfsgebouwen, wordt gebruik gemaakt van een tussenliggende hulpconstructie bijvoorbeeld via stalen windstijlen, die de windbelasting van het gevelvlak opnemen. Bij dragende gevels moet de gevel zelf natuurlijk in staat zijn de windlast op te nemen.
De fundering is uiteindelijk de laatste schakel bij het opnemen van windkracht door een gebouw. Wanneer de zwaartekracht die door het gebouw op de fundering wordt uitgeoefend kleiner is dan de horizontale kracht van de wind op het gebouw, kunnen grote momenten in de constructie ontstaan die via de stabiliteitselementen moeten worden overgebracht op de fundering.
Luchtdichtheid
Vanwege de strengere energieprestatie-eisen die tegenwoordig aan woningen en utilitaire gebouwen worden gesteld, is het belangrijk dat de gevel aan bepaalde luchtdichtheids- en dus winddichtheids- eisen voldoet. Tevens wordt hierdoor voorkomen dat wind via kleine kieren storende fluittonen of andere geluidsoverlast veroorzaakt. Daarom moet vooral aan de voegen tussen de verschillende gevelonderdelen en de aansluitingen met deuren en ramen speciale aandacht worden geschonken.
Lucht als isolator
Als lucht niet in beweging is, is het een slechte geleider. Dit betekent dat stilstaande lucht een minder goed medium is om warmte of koude door te geven en dus feitelijk werkt als isolatiemateriaal. Van dit principe wordt bijvoorbeeld gebruik gemaakt bij dubbel glas [stilstaande lucht - soms ook gasvullingen - tussen twee glasplaten] en bij meerdere isolatiematerialen. Veel isolatieproducten maken gebruik van stilstaande lucht die wordt 'opgesloten' in het materiaal waaruit de isolatie is gemaakt [denk aan foamglass en het zogenaamde bobbeltjesplastic]. Een relatief nieuwe ontwikkeling is het creëren van een tweede gevel [ook wel tweede huid-gevel genoemd] om het gebouw. Op enige afstand van de eerste gevel wordt bijvoorbeeld een glazen schil aangebracht waartussen zich lucht bevindt, die onder meer een warmte- maar ook een geluid isolerende werking heeft. Het klimaat in die tussenzone kan dan vaak ook nog kunstmatig worden beïnvloed.
Ventilatie
De mensen die in een woning of in een ander gebouw verblijven, onttrekken zuurstof aan de ruimte en produceren vocht, koolstofdioxide en andere ongewenste gassen.
Ook apparaten zoals computers en kopieerapparaten zorgen voor flinke luchtvervuiling in een gebouw. Om het binnenklimaat gezond te houden moet de lucht binnen het gebouw regelmatig ververst worden en moet de vervuilde lucht worden afgevoerd. De ventilatiebehoefte in een gebouw wordt uitgedrukt in een ventilatievoud per tijdseenheid en per ruimte. Een ventilatievoud van 4 voor een ruimte betekent dat de luchthoeveelheid in die ruimte per uur vier keer in zijn geheel moet worden ververst. De grootte van de ventilatiebehoefte van een gebouw hangt af van het aantal mensen dat er werkzaam is, de hoeveelheid apparatuur en het soort werkzaamheden dat er plaatsvindt. Ventilatie kan plaatsvinden op natuurlijke en op mechanische wijze.
Natuurlijke ventilatie
Natuurlijke ventilatie wil zeggen dat de luchtcirculatie plaatsvindt door het openzetten van ramen en van bijvoorbeeld ventilatieroosters in de gevel. Het is de goedkoopste en meest eenvoudige oplossing. Bovendien is uit onderzoek gebleken dat gebruikers van een gebouw behoefte hebben aan te openen ramen, om zo [in ieder geval het gevoel te hebben] invloed te kunnen uitoefenen op hun eigen leef- of werkomgeving. Een probleem van natuurlijke ventilatie is dat het ventilatievoud moeilijk vast te stellen en te controleren is. Hoeveel verse lucht er binnen komt hangt af van onder meer het temperatuurverschil tussen binnen en buiten, de windrichting en windkracht en van de gebruiker zelf [hij bepaalt de stand van het open raam]. Teveel natuurlijke ventilatie kan in de winter tot behoorlijk hogere stookkosten leiden, te weinig ventileren kan leiden tot een muffe en ongezonde lucht in de ruimte. Een ander probleem bij natuurlijke ventilatie is de beperkte werking en penetratie van verse lucht in de ruimte omdat alleen ventilatie plaatsvindt in de gevelzone. Natuurlijke ventilatie heeft een bereik tot ongeveer zes meter vanuit de gevel gemeten. De lucht in de gangzone van een kantoorgebouw met kamers aan beide gevels kan daarom niet afdoende worden ververst.
Mechanische ventilatie
In gevallen waarbij natuurlijke ventilatie door te openen ramen geen uikomst biedt [zoals bijvoorbeeld in hoogbouw] kan gekozen worden voor mechanische ventilatie. Dat wil zeggen dat er via een ruim bemeten leidingstelsel kunstmatig lucht in de ruimte wordt geblazen en via een ander leidingstelsel weer uit de ruimte wordt afgezogen. In de meeste utilitaire gebouwen [maar ook in keukens, toiletten en badkamers van goed geïsoleerde woningen] wordt gebruik gemaakt van mechanische ventilatie. Bij mechanische ventilatie geniet bestrijding van vervuiling bij de bron de voorkeur. Afzuiging direct boven de werkplek via de warmteproducerende licht-armaturen of directe afzuiging van lucht bij bijvoorbeeld kopieerapparaten zijn voorbeelden van zo'n bronaanpak.
Voordat lucht in de ruimte wordt ingeblazen wordt ze vaak gefilterd en kan ze eventueel bijverwarmd en/of bevochtigd worden. Vaak kan ook de warmte uit de retourlucht worden hergebruikt.
Uiteraard zijn ook combinaties van natuurlijke en mechanische ventilatie denkbaar; er moet dan wel aandacht worden besteed aan de bedienbaarheid en de mogelijke verstoring van het systeem [denk aan het open raam in een auto met aircosysteem].
Ventileren van de constructie
Naast de noodzaak tot ventileren van ruimten in een gebouw, is het nodig om bepaalde onderdelen van de constructies van een gebouw te ventileren. De constructie van een gebouw is opgebouwd uit verschillende lagen zoals bijvoorbeeld
van binnen naar buiten gezien: een binnenafwerking, een dampremmende laag,
een constructief binnenspouwblad, thermische isolatie, een open luchtspouw en een constructief buitenspouwblad. Dit laatste is bijvoorbeeld een bakstenen muur. De muur is weliswaar vochtkerend, maar niet volledig waterdicht. Dit betekent dat de baksteen vochtig wordt en dit vocht kan dus de spouw bereiken. De luchtspouw zorgt door middel van natuurlijke ventilatie voor het afvoeren van dit vocht. Onderin en bovenin de buitenzijde van de spouwmuur zijn verschillende vertikale [zogenaamde stoot-] voegen tussen de bakstenen opengelaten of er zijn kleine roosters in opgenomen. De spouwlucht staat hierdoor in open verbinding met de buitenlucht en er ontstaat zo een natuurlijke luchtstroom van beneden naar boven die de dampafgifte bevordert. In vele andere gelaagde constructies is tevens een dergelijke ventilatiemogelijkheid opgenomen. Is dit niet het geval, dan wordt de hoeveelheid vocht binnen de constructie vaak te groot, hetgeen bij houten constructieonderdelen kan leiden tot verrotting en in het algemeen tot bijvoorbeeld een te hoge luchtvochtigheidsgraad in het gebouw.
Lucht verwarming
Zoals al opgemerkt kan de lucht waarmee het gebouw wordt geventileerd opgewarmd worden alvorens ze ingeblazen wordt. Zo is de ventilatie tegelijk ook luchtverwarming. Het zo combineren van ventilatie en verwarming is een financieel aantrekkelijke optie, omdat er geen aparte kanalen aangelegd hoeven worden voor andere typen verwarming. Luchtverwarming kan vooral nuttig zijn in gebouwen die maar een beperkt aantal uren per dag gebruikt worden. Er bestaan overigens vooral voor de woningbouw ook speciale luchtverwarmings typen die gebruik maken van aparte vaak platte metalen leidingsystemen.
Lucht koeling
In met name utilitaire gebouwen is het koelen van het gebouw gedurende de zomertijd een veel groter probleem dan het verwarmen in de winter. In de zomer kan door de zoninstraling de temperatuur aan de gevel en in het gebouw flink oplopen en dan kan de warme buitenlucht niet direct gebruikt worden om te koelen. In deze situaties moet mechanisch gekoeld worden en dan is topkoeling van de lucht via de mechanische ventilatie het meest gebruikte systeem om de temperatuur in een gebouw acceptabel te houden. Een alternatief is het in aanschaf duurdere waterkoelsysteem, bijvoorbeeld in de vorm van een koelplafond. Het voordeel van water is dat het vele malen meer koude in zich kan opslaan dan lucht met zijn kleine dichtheid. Dit maakt koelen met water effectiever. Daarnaast zijn de kanalen veel kleiner in omvang waardoor kostbare verdiepingshoogte wordt bespaard. Natuurlijk moet ook hier in eerste instantie worden gezocht naar een aanpak van de overwarmte bij de bron; dit wil zeggen het weren van de directe zonnewarmte door een effectieve buitenzonwering. Hoogbouw is meestal geheel gesloten uitgevoerd en daarom bevatten hoge gebouwen vaak een volledig mechanisch geconditioneerd verwarmings- en koelsysteem.
Geluid
Geluid bestaat uit trillingen - normaliter van lucht - die door middel van het gehoor-orgaan kunnen worden waargenomen. De geluidssterkte wordt aangegeven in decibel [dB]. In fysische zin wordt de sterkte van het geluid bepaald door de geluidsstroom per seconde en per m2 meter door een vlak.
Een gezond menselijk oor reageert op tonen met een frequentie tussen 20Hz en 20000Hz. Het oor is het meest gevoelig voor tonen met frequenties tussen 3000 en 4000 Hz [trillingen per seconde] doordat de eigen frequentie van de uitwendige gehoorgang ongeveer 3500 Hz bedraagt, zodat bij ongeveer deze frequentie resonantie optreedt.
De geluidssnelheid wordt bepaald door het medium waarin de trilling zich voorplant en de toestand [temperatuur, vochtigheid etc.] waarin het medium verkeert. Zo is de geluidssnelheid in droge lucht van 0 graden 331 meter per seconde. De voortplantingssnelheid in vochtige lucht is groter dan in droge lucht van dezelfde temperatuur. In vloeistoffen en vaste stoffen is de snelheid aanmerkelijk groter dan in lucht: in water valt ze in de ordegrootte van 1500 m/s en in staal 5800m/s. Psychische geluidshinder die de mens ondervindt van akoestische trillingen - eventueel met fysische gehoorbeschadiging - treedt op als het geluidsniveau boven de 100 decibel ligt. Lawaai van lager niveau [zoals bijvoorbeeld verkeerslawaai] leidt tot overmatige vermoeidheid en kan bijvoorbeeld de arbeidsproductiviteit schaden.
Geluid buiten
Buiten het gebouw bevinden zich verschillende geluidsbronnen waarvan sommige continu zijn en sommige incidenteel. De incidentele geluiden [het zingen van een vogel of het claxonneren van een auto] met een relatief laag geluidsniveau kunnen een gunstig effect hebben op het functioneren van de gebruiker van een gebouw. Deze geluiden zorgen voor een welkome afwisseling op het monotone achtergrondgeluid. Continue geluiden met weinig frequentiewisselingen kunnen hinderlijk zijn en de concentratie verminderen. De gevel van een gebouw moet in staat zijn het geluidsniveau van het buitengebied te reduceren om een leefbaar klimaat te scheppen. Dit geldt in het bijzonder voor gebouwen dicht bij snelwegen, luchthavens of bij geluidproducerende industriegebieden. Ook wind veroorzaakt indirect geluidsbelasting. Luchtbewegingen kunnen de gevelzone in trilling brengen. Van buiten naar binnen doorlopende constructiedelen kunnen geluidtrillingen gemakkelijk doorgeven aan de binnenruimte.
Ook bij geluidwering geldt dat aanpak bij de bron het meest effectief is; een geluidscherm kan beter direct langs de snelweg staan dan in de achtertuin van een woonhuis. Aanpak bij de bron is niet altijd mogelijk; in dat geval moeten aan de gevel extra voorzieningen worden getroffen. Mogelijke oplossingen zijn een tweede gevel die als geluidsbuffer dient of de toevoeging van geluid absorberende materialen. Dubbel glas biedt de mogelijkheid ruiten van ongelijke dikte toe te passen: de trilling van de buitenste ruit wordt dan vanwege het verschil in trillingsgetal niet direct doorgegeven aan de dikkere of dunnere binnenruit. Een extra complicatie bij geluidwering vormen te openen ramen omdat geluid hierdoor natuurlijk gemakkelijk kan binnendringen.
Geluid binnen
Binnen het gebouw hebben we te maken met twee soorten geluid, te weten luchtgeluid en contactgeluid. Bij luchtgeluid worden de geluidstrillingen via het medium lucht van de ene naar de andere ruimte overgedragen. Bij contactgeluid worden trillingen overgedragen via een gemeenschappelijk constructiemateriaal [denk aan het gebruik van een klopboormachine bij een betonnen wand]. Wanneer trillingen een stof treffen, wordt een deel teruggekaatst. Van de niet teruggekaatste trillingen geeft een deel zijn energie af aan de moleculen van de stof zelf. Het niet geabsorbeerde gedeelte kan via de achterzijde weer uit het materiaal treden of het kan door het materiaal worden teruggekaatst en dan opnieuw aan het absorptieproces deelnemen.
Absorptie
[Geluid-]absorptie berust op wrijving tussen de door het geluid in beweging gebrachte luchtdeeltjes en het materiaal. Indien het materiaal poreus is, wordt het wrijvingsoppervlak vergroot en neemt de absorptie toe. De mate waarin een materiaal geluid absorbeert, wordt de absorptiecoëfficiënt genoemd [= de verhouding tussen de niet gereflecteerde trillingen en de gehele trillingsenergie]. De geluidabsorptie zal het grootst zijn wanneer resonantie in de wand optreedt. De frequentie van de invallende geluidsgolf komt dan overeen met de eigen frequentie van het paneel. Op dit principe berust de buigslappe wand. Voor een wandpaneel wordt dan een frequentie gekozen die overeenkomt met de meest voorkomende frequentie in de betreffende ruimte, bijvoorbeeld de frequentie van spraak.
Een tweede manier om een goede geluidsisolatie te verkrijgen, is het vergroten van de massa [massawet]. Hoe zwaarder de constructie, deste meer geluid er wordt geabsorbeerd. De massawet geldt zowel voor luchtgeluid als voor contactgeluid. De zwakste schakel van de constructie bepaalt de geluidskwaliteit. Dit zijn vaak deuren, ramen of doorlopende constructieonderdelen. Bij het detailleren moet aandacht worden geschonken aan mogelijke geluidslekken. Contactgeluid in wanden kan verminderd worden door het toepassen van bijvoorbeeld ankerloze spouwmuren voor woningscheidende wanden: geen verbinding tussen de spouwbladen betekent
geen contactgeluid. In woningscheidende vloeren kan naast vergroting van de massa bijvoorbeeld gekozen worden voor een extra [vrijhangend] plafond.
Akoestiek
De eigenschappen van geluid in een besloten ruimte - de akoestiek - worden voornamelijk bepaald door vorm en afmeting van de ruimte en door de reflecterende of absorberende eigenschappen van de afwerking van de ruimtevormende elementen. De vorm van deze elementen kan ervoor zorgen dat geluid diffuus wordt verstrooid, of gericht wordt gereflecteerd. Hoe groter de absorptie, hoe korter de nagalmtijd. De gewenste nagalmtijd verschilt uiteraard per gebouw en per functie. Een huiskamer heeft bijvoorbeeld een nagalmtijd van 0,5 seconde, een concertzaal ongeveer 2,0 seconde. In een kerkgebouw ligt de nagalmtijd vaak nog hoger; dit heeft tot gevolg dat woorden elkaar gaan overlappen en een preektoon nodig is om verstaanbaar te zijn.
Bron
Kees van der Hoeven, Maarten Polkamp, Sander Troost (2000), Bouwtechnisch ontwerpen - algemene inleiding [blok Huis], dictaatuitgave TU Delft faculteit Bouwkunde, afdeling BT - leestoel SAC
 
de illustraties worden binnenkort toegevoegd
Datum
Deze pagina is voor het laatst bijgewerkt op 14 mei 2007
Adverteren
Wij bieden u verschillende mogelijkheden voor advertenties en banners
Zoek
    Totaaloverzicht zie sitemap
Contact
ArchitectenWerk is bereikbaar via info(at)architectenwerk.nl