Isolatie van dubbelwandige systemen en voorzetwanden

[Eric Desart]

Gewoon wat theorie

Deze figuren en file waarmee ik volgende gegevens berekende was ik verloren geraakt (grafieken via vriend terug gerecupereerd en lichtjes aangepast).
Enkele van de traditionele vragen bij geluidsisolatie met behulp van gipskartonplaten, fermacel of vergelijkbare toepassingen zijn:

1. Wat brengt mij het vergroten van de spouwafstand of -breedte bij een dubbelwandig systeem?
   
2. Wat brengt mij het toevoegen van bijkomende platen (verzwaren massa)?
   
3. Hoe verhoudt zich het toevoegen van massa t.o.v. vergroten spouw?
   
4. Is er verschil in effect tussen autonome gipskartonwanden of bij gebruik als voorzetwand voor een zware massieve muur?
   
   1. Brengt een extra gipskartonplaat steeds dezelfde isolatiewinst ongeacht de toepassing?
   2. Brengt het vergroten van de spouwbreedte steeds dezelfde isolatiewinst?
5. Enz .......

Ik heb dit ooit eens doorgerekend en grafieken voor gemaakt. Sorry dat ze Engelstalig zijn.
Hoe dan ook dit zijn berekeningen die je zelden zal tegenkomen (en behoorlijk tijdrovend waren).

Respecteer Copyright en Bron a.u.b. (niet als vraag bedoeld)

Wanneer ik over gipskartonplaten of platen spreek geldt dit evenzeer voor alternatieve bouwplaten als fermacel, vezelplaat, MDF, enz... Het gaat over het principe.
Hou er rekening mee dat deze gegevens uitgaan van de "massa-veer-massa" (MSM = Mass-Spring-Mass) resonantie van dergelijke systemen (hoofdzakelijk bepalend), en alle mogelijke nevenfactoren als montagebeperkingen en -kwaliteit, nevenwegen (flanking) enz. verwaarlozen.
Dit zijn de theoretische relaties uitgaand van degelijk ontkoppelde installaties. In praktijk zullen deze waarden niet steeds gehaald worden. Niettegenstaande dit geven deze relaties een zeer goed beeld van hoe deze zaken zich verhouden.
De geïntegreerde isolatieberekeningen gaan uit van een roze ruis als stoorbron (= evenveel geluidsvermogen in elke octaaf of 1/3 octaafband)


TL-001 - Enige uitleg:

Als je een elastisch opgestelde voorzetwand voor een zware massieve muur monteert, staat de winst die je maakt door verdubbeling van de spouw ongeveer gelijk met de winst die je haalt met verdubbeling van de massa (verdubbeling platen).
Bij verdubbeling van de spouw win je 3 dB.
Bij verdubbeling van de massa van de voorzetwand win je 3 dB op voorwaarde dat je basismuur oneindig stijf of zwaar is. Als de massa van de basismuur kleiner wordt verhoogt de winst ietwat bij verdubbeling van de massa van de voorzetwand. Pragmatisch kan je stellen dat hier een zware gemetselde of betonnen basiswand bedoeld wordt.




TL-002 - Enige uitleg:

Bij een traditionele gipskartonwand is verdubbeling van de massa aan beide zijden van de wand véél efficiënter inzake isolatiewinst dan verdubbeling van de spouw.
Hier geldt weer dat verdubbeling van de spouw tot een winst leidt van 3 dB.
Verdubbeling van de massa (twéézijdig) echter leidt tot een winst van 9 dB (conditie: beide wandzijden hebben een gelijke massa)
Bij een beperkte asymmetrie blijft deze waarde nog behoorlijk gunstig.




TL-003 - Enige uitleg:

Bij een traditionele gipskartonwand is verdubbeling van de massa aan slechts één zijde nog steeds efficiënter inzake isolatiewinst dan verdubbeling van de spouw.
Hier geldt weer dat verdubbeling van de spouw tot een winst leidt van 3 dB.
Verdubbeling van de massa (eenzijdig) echter leidt tot een winst hoger dan 3 dB (tussen 3 dB minimaal en 6 dB maximaal) maar is afhankelijk van de ratio tussen de massa's van beide wandzijden. Alleen wanneer de zijde die niet verzwaard wordt zou kunnen beschouwd worden als oneindig zwaar (onzin natuurlijk voor gipskartonwanden) blijft de winst beperkt tot 3 dB (zie TL-001).
Dus hoe zwaarder de statische (ongewijzigde) wandzijde des te kleiner de toegevoegde winst bij verdubbeling van de massa van de andere zijde. Hoe meer symmetrie tussen de massa's van beide wandzijden hoe dichter de winst deze theoretische 6 dB kan benaderen.




TL-004 - Enige uitleg:

Hoe hoger de asymmetrie is tussen de massa's van beide respectievelijke wandzijden, hoe lager de efficiëntie dat deze totale wandmassa gebruikt wordt.
Hier geldt weer dat verdubbeling van de spouw tot een winst leidt van 3 dB.
Vaak wordt uitgegaan dat het beste een verschil is tussen de beide zijden van een dubbelwandig systeem als een dubbel raam of gipskartonwand.
Dit relateert vaak/meestal aan de coïncidentiefrequentie (offset coïncidentie isolatiedips resulterend in een minder diepe maar bredere dip) die echter voor muziektoepassing zelden of nooit definiërend is in de totaalisolatie van de wand.
Het is niet omdat een fenomeen (die iolatiedips) bestaan, dat die ook definiërend of beperkend zijn in de totaalisolatiewaarde (ééngetalswaarde) die vaak/meestal bepaald wordt door de isolatie in het laag tot laagmidden frequentiegebied.
Praktijkmetingen wijzen uit dat gelijke massa's minder negatief effect hebben op de totaalisolatie dan vaak verondersteld, en vaak een voordeel zijn wanneer asymmetrie ten koste zou gaan van totale massa.
Als asymmetrie nagestreefd wordt moet dit relatief beperkt zijn/blijven in functie van de ratio.
Een typisch voorbeeldje dat fout/inefficiënt is, indien andere oplossingen mogelijk zijn:
Vaak dient een lichte buitenwand of vloer bijgeïsoleerd te worden aan de binnen, respectievelijk onderzijde.
Aangezien een en ander technisch moeilijk lijkt om de bestaande afscheiding (beplating of houten vloer) te verzwaren, creëert men een dubbelwandig systeem en blijft men extra platen toevoegen aan de binnen, of onderzijde (op deze spouw). Hierdoor ontstaat een behoorlijke asymmetrie tussen beide zijden van het dubbelwandig systeem waardoor de bijkomende winst van deze extra platen steeds kleiner wordt.
Akoestisch uitgedrukt: De Massa-veer resonantie die een dominerende factor is in het verloop van de isolatiecurve wordt hoofdzakelijk bepaald door de combinatie 'lichtste van beide platen' versus 'spouwbreedte'.




TL-005 - Enige uitleg:

Zoals uit voorgaande grafieken en bijbehorende uitleg kan blijken is in zéér veel gevallen het verzwaren van massa de meest efficiënte methode, zelfs wanneer dit, indien nodig, ten koste van spouwbreedte moet gaan (dus ruimtewinst).
Grafiek uitgewerkt voor relatief lichte gipskartonwanden:




TL-006 - Enige uitleg:

Zoals uit voorgaande grafieken en bijbehorende uitleg kan blijken is in zéér veel gevallen het verzwaren van massa de meest efficiënte methode, zelfs wanneer dit, indien nodig, ten koste van spouwbreedte moet gaan (dus ruimtewinst).
Grafiek uitgewerkt voor relatief zware massieve wanden met voorzetwand:
Zoals voorheen getoond zijn de relatieve winsten door verhoging massa van de voorzetwand beperkter met zware massieve basiswanden.



Veel plezier met het analyseren van deze grafieken ......
.

[rensdenobel]

Dit zijn de meest geniale onderzoeksresultaten die ik ooit heb gezien op het gebied van geluidsisolatie. Alle propaganda van isolatiefabrikanten kan hiermee in 1 x van tafel geveegd worden. Hulde ! Wanneer komt je boek uit ?

[Eric Desart]

Thanks

[PM]

Beste,

Ik vind in de documentatie van een producent van gipskarton platen en systeemwanden (Gyproc) de volgende meetresultaten van de verbetering van de gewogen geluidverzwakkingsindex met een klassieke voorzetwand (courant toegepaste oplossing):

Basiswand: Rw=51dB (kalkzandsteen wand)

Voorzetwand 1 opgebouwd als volgt:
- vrijstaand metalen stijlwerk 50mm op 20mm van de wand
- totale spouwbreedte bijgevolg 70mm
- minerale wol 50mm tussen de stijlen
- 1x gipskarton 12.5mm
- basiswand en voorzetwand staan elk langs een andere zijde van de voeg tussen de meetkamers (voeg tussen de meetkamers loopt in de spouw = perfecte ontkoppeling)
- verbetering: Delta-Rw=15dB

Voorzetwand 2: identieke opbouw, behalve:
- 2x gipskarton 12.5mm
- verbetering: Delta-Rw=21dB

Dus met een extra beplating (= verdubbeling van de massa) is er 6dB winst voor Rw.

Hoe vind ik dit terug in de getoonde grafieken?

Vriendelijke groeten,
PM

[Eric Desart]

[PM]

Beste,
Ik bedoelde inderdaad hoe ik uit de bovenstaande grafieken kan afleiden hoeveel de geluidisolatieverbetering met een voorzetwand toeneemt wanneer men de massa van de beplating verdubbelt.
Als test gebruik ik een proefverslag van Gyproc, van een zeer veel voorkomende voorzetwand, met 1 beplating of met 2 beplatingen (alle andere parameters blijven dezelfde, in feite gaat het om dezelfde proefopstelling waarbij men een extra plaat schroeft op de voorzetwand).
Het proefverslag vermeldt:
- basiswand + voorzetwand met 1 beplating: Rw=66dB, Rw+C=61dB ;
- basiswand + voorzetwand met 2 beplatingen: Rw=72dB, Rw+C=69dB.
Dus de toename met verdubbeling van de massa is +6 voor Rw en +9 voor Rw+C.
Ik meende dat Rw+C uitgaat van een roze ruis zendspectrum, dat resultaat zou dus het meest met de grafieken moeten overeenkomen.
Zoals u aangeeft lees ik eerder 3-4dB af in de grafieken.
Of omgekeerd, voor +6dB zou de voorzetwand 4 platen moeten tellen en voor +9dB zelfs 8 platen (ongeveer), als ik het juist aflees? Dat is toch een grote afwijking tussen theorie en praktijk? Welke betrouwbaarheid hebben beslissingen dan die ik neem op basis van deze grafieken? Kan u daar wat meer duiding bij geven?
Beste dank,
PM

[Eric Desart]

De wijze waarop de theorie berekend is kan je hier vinden in de Excel files die hier te downloaden zijn.
http://www.homerecording.be/forum/t31197-2.htm#post269343
Jij wil mij uitspraken laten doen over één praktijkvergelijking met de theorie. Welke fenomenen hierin allemaal meespeelden kan ik ook zo niet zeggen.

Als je nu al met 5 meetvergelijkingen afkwam kan je statistisch al iets meer zeggen.

Verder kan je een Rw of Rw +C niet vergelijken met een vlakke ongewogen curve waar veel meer rekening gehouden wordt met de lage frequenties.
Die Rw +C is een dB(A) weging. Wat ik weergeef is een lineaire weging. Deze berekeningen zijn gebaseerd op de massa-veer-massa resonantie.

[Gast]

Beste,
Volgens mij maakt u een redeneringsfout in uw rekenblad.
Zoals u schrijft is uw model een massa-veer-massa model. Dit model geeft boven de massa-veer-massa resonantiefrequentie een toename van de geluidisolatie met 18dB/octaaf. En dit blijft toenemen met 18dB/octaaf tot willekeurig hoge frequenties, want een massa-veer-massa model houdt geen rekening met de stijfheid van de wanden (coincidentie), noch met resonanties over de spouwdikte, noch met mechanische koppelingen,..., allerlei fenomenen die zorgen voor een afwijking van die ideale 18dB/octaaf.
Toch rekent u met 12dB/octaaf en stelt u hiermee alle grafieken op, omdat (zoals u schrijft in het rekenblad) '12dB/octaaf een goede standaard is ondersteund door de meeste modellen in de literatuur'.
Dat is de redeneringsfout: u introduceert in een zuiver massa-veer-massa model een empirische parameter (de dB/octaaf) en zet die op een foute waarde, 12dB/octaaf in plaats van 18dB/octaaf.
In alle grafieken die u toont zit 1 grote, alles bepalende aanname: hoeveel decibel per octaaf stijgt de isolatiecurve van een dubbele wand? En dat is lang niet altijd 12dB.
Zie ik dit correct?
Toevallig of niet, maar een van de meest standaard voorzetwanden die men in gebouwen gebruikt, voldoet (samen met de basiswand) over een belangrijk frequentiegebied wel aan de massa-veer-massa wet en dus aan de 18dB/octaaf. Het is dus niet verwonderlijk dat de geluidisolatie met 6dB toeneemt bij verdubbeling van massa van de beplating, en niet met 3dB.
Ik vind dit een belangrijk punt omdat men toch mag verwachten dat eenvoudige en veel gebruikte constructies min of meer correct worden voorspeld door een theorie.
Vriendelijke groeten,
PM

[Eric Desart]

Daar zit geen redeneringsfout in dat rekenblad. Dat is een gestilleerd empirisch model dat geen absolute ééngetalswaarden berekend maar relatieve waarden.
Die 12 dB/octaaf zijn praktijkwaarden en die ééngetalswaarden worden hoofzakelijk gedefinieerd door de frequenties rond de massa-veerresonanties.