Akoestiek en geluidshinder LES 2 Steve Vanlanduit Werktuigkunde

Akoestiek en geluidshinder LES 2 Steve Vanlanduit Werktuigkunde, Gebouw Z Tel : 02. 629. 28. 05 E-mail : steve. vanlanduit@vub. ac. be Andere contacten : Marc Van Overmeire (mvoverme@vub. ac. be) Gert De Sitter (gdesitte@vub. ac. be) Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Overzicht l l l l l M 1: Geluid en geluidshinder problematiek M 2: Fysische beschrijving van geluid M 3: Het menselijk gehoor en geluidsdoofheid M 4: Meten van geluid M 5: Karakterisatie van een geluidsbron 0. Waarom meten? M 6: Geluidsabsorptie 1. Opbouw v. d. geluidsketen M 7: Geluidsisolatie 2. Meetmicrofoons M 8: Voorkomingsbeleid op de werkvloer 3. Frequentieweging M 9: Gemeenschapsgeluidshinder 4. Sonometer M 10: Spraakverstaanbaarheid 5. Integrerende geluidsdrukniveaus 6. Ijking 7. Correcties Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

0. Waarom geluid meten? Doelstellingen : l Vaststellen geluidshinder probleem l Bronbepaling l Reduceren van het lawaai l Re-design l Genormeerde metingen Meetmethoden : l Eenvoudige drukmetingen (SPL met sonometer) l Dosimeters l Spectrale drukmetingen l Intensiteitsmetingen l Near-field metingen Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

1. Opbouw v. d. geluidsketen Microfoon Signaalversterker Conditioneringseenheid Meettoestel Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Soorten: l Piezoelectrische l Condensatormicrofoon l Electretmicrofoon Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Keuze a. h. v. : l Frequentiebereik + karakteristiek l Dynamisch bereik, gevoeligheid l Harmonische distortie l Ruisniveau l Het type geluidsveld l Polarisatie l Standardisatie (calibratie) l Omgevingsfactoren l Drift Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Bereik: 3% THDnoise floor 2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

IEC : 0 gr (vrije veld) ANSI : 2. 70 -80 gr (random Meetmicrofoons incidence) Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

A-weging: hoogdoorlaat => wind minder invloed 2. Meetmicrofoons Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

3. Frequentieweging van microfoonsignalen l Octaaf en Tertzbanden 25 31, 5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 20000 Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

4. De sonometer Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Type 0, 1, 2, 3 4. De sonometer Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

5. Integrerende geluidsdrukniveaumeters l Sonometer l Dosimeter Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

6. Ijking van meetsystemen Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

6. Ijking van meetsystemen Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

6. Ijking van meetsystemen Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

7. Correcties l Aanwezigheid van de waarnemer l Achtergrondgeluid Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Overzicht l l l l l M 1: Geluid en geluidshinder problematiek M 2: Fysische beschrijving van geluid M 3: Het menselijk gehoor en geluidsdoofheid M 4: Meten van geluid M 5: Karakterisatie van een geluidsbron M 6: Geluidsabsorptie 1. Akoestische intensiteit M 7: Geluidsisolatie 2. Bronvermogen M 8: Voorkomingsbeleid op de werkvloer 3. Het vrije verre geluidsveld M 9: Gemeenschapsgeluidshinder 4. Meten v. h. akoestisch vermogen M 10: Spraakverstaanbaarheid 5. Directiviteit 6. Geluidsverstrooiing 7. Diffuus veld Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Het geluidsvermogen Meten van geproduceerde geluidsniveau’s: l EG Richtlijn 2000/14/EG ‘Machines in open lucht’ l EG Richtlijn 2002/49/EG ‘Omgevingslawaai’ l Vlarem decreet m. b. t. omgevingslawaai Problemen: l SPL afhankelijk van de afstand tot de geluidsbron l Bijdrage van naburige installaties l Bijdrage van reflecties l Directiviteit van de bron l Bijdrage van externe geluidsbronnen Meten van het ‘geluidsvermogen’ i. p. v. SPL Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Het geluidsvermogen Definitie geluidsvermogen W : ‘energieflux doorheen gesloten oppervlak’ geluidsvermogenniveau LW Lw = 10 log(W / W 0) met W 0 = 10 -12 Watt Definitie geluidsintensiteit I : ‘energieflux in een bepaalde richting door een opp van 1 m 2’ geluidsintensiteitsniveau LI LI = 10 log(I / I 0) met I 0 = 10 -12 Watt/m 2 Dus: W = IS of algemener Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Het geluidsvermogen Geluidsintensiteit = Voor een vlakke golf: Vectorieel: Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Het geluidsvermogen Praktisch (verre veld) : Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Het geluidsvermogen Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Het geluidsvermogen Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Meten van het geluidsvermogen Manieren: 1. Meten van SPL en berekenen van W en LW ISO 3740 reeks 2. Meten van I en berekenen van W en LW ISO 9614 reeks 3. Meten van oppervlaktetrillingen en berekenen van W en LW 4. Acoustische Holography (onder ontwikkeling) Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 1: W SPL ISO 3741 tot 3747 Procedure : l Keuze van een omhullend oppervlak l Meten van de SPL in een aantal discrete punten op dit opp. – A gewogen of – In octaaf of tertsbanden Procedure afhankelijk van : l Omhullend oppervlak l Akoestische omgeving l Vereiste nauwkeurigheid l Grootte van de bron l Achtergrondgeluid l Toepassingsdomein l Vereiste informatie Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Alleen voor verre geluidsveld!: Methode 1: W SPL ISO 3741 l Precisie methode (σW = 1. 5 d. B) l Galmkamer met – Gegeven minimaal volume – Absortie minimaal – Diffusoren l Volume bron < 1% volume kamer l Stationair geluid, breedband geluiden (geen tonaal geluid) l In frequentiebanden (ev. A-gewogen) l Microfoons: – Pad (vb. cirkelvormig) van tenminste 3 m – Discrete punten op max. λ/2 Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Alleen voor verre geluidsveld!: Methode 1: W SPL ISO 3742 l Precisie methode (σW = 1. 5 d. B) l Galmkamer : eisen (zie 3741) moeten getest worden l Volume bron < 1% volume kamer l Stationair, smalband of tonale geluiden l In frequentiebanden l Microfoons: – # meetpunten afhankelijk van de std. dev. Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Alleen voor verre geluidsveld!: Methode 1: W SPL ISO 3743 l Engineering methode (σW = 2 d. B) l Galmkamer met speciaal design (goedkoper dan laboruimte in 3741 en 3742) – > 40 m 3 – Geen absorberende oppervlakken – Ev. onregelmatige vorm l Volume bron < 1% volume kamer l In frequentiebanden l Stationair geluid (smal- + breedband) Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Alleen voor verre geluidsveld!: Methode 1: W SPL ISO 3744 l Engineering methode (σW = 2 d. B) l Semi-anechoisch, buitenshuis, grote ruimte l Grootste dimensie bron < 15 m l Alle types geluid l In frequentiebanden l Oppervlak: – Parallellepipedum – Hemisfeer – Sfeer Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Alleen voor verre geluidsveld!: Methode 1: W SPL ISO 3745 l Precisie methode (σW = 0. 5 tot 1 d. B) l Anechoisch of semi-anechoisch l Volume bron < 0. 5% volume kamer l Alle types geluid l In frequentiebanden l Oppervlak: – Hemisfeer – Sfeer l Coördinaten van de meetpunten zijn opgegeven Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Alleen voor verre geluidsveld!: Methode 1: W SPL ISO 3746 l Overzichtsmethode (σ = 4 tot 5 d. B) l Ruimte binnen of buiten met bepaalde vereisten l Geen beperkingen grootte bron l Alle types bronnen l A gewogen geluidsvermogenniveau Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Alleen voor verre geluidsveld!: Methode 1: W SPL ISO 3747 l Overzichtsmethode (σ = 4 tot 5 d. B) l Vaste machines l Binnen en buitenshuis (zonder beperkingen) l Geen beperkingen op het volume van de bron l Alle stationaire geluiden (smal- + breedband) l A-gewogen of in frequentiebanden l Oppervlak = kleinste parallellopipedum die bron en referentiebron omvat. Vermogen referentiebron Gemid. SPL referentiebron Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 1: W SPL Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 1: W SPL Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 2 : W I Meten van de intensiteit : Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 2 : W I Meten van de vermogen m. b. v. intensiteit : ISO 9614 : ‘Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity’ Procedure: l Definiëren van een willekeurig oppervlak dat de bron omvat l Meten van de SPL en I in N discrete punten op het oppervlak – Snelheid vn normaal op het opp. – Druk P – # Meetpunten, meetnauwkeurigheid, directionaliteit, stationair indicatoren F 1 tot F 4 l Berekenen van W Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 2 : W I Voordelen: l Eliminatie van (stationair) achtergrondlawaai l In situ l Nearfield metingen l Willekeurige omvattende oppervlakken Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 2 : W I Nadelen: l Beperking frequentiegebied l Richtingsgevoeligheid l Kostprijs meettoestel Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 2 : W I ISO 9614 -2 : Sweep methode Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 3 : trillingsmetingen Rayleigh integraal : Problemen: l Niet vlakke geometrie l Praktische meten van trillingen vb. LDV l Andere geluidsbronnen Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group

Methode 4 : Akoestische holografie l l Een groot aantal microfoons Localisatie van bronnen Propagatie van bronnen 2 D FFT Vrije Universiteit Brussel - Mechanical Engineering - Acoustics & Vibration Research Group