COMFORT: AKOESTIEK
Groen = mogelijke examenvragen
Inleiding
- Het woord ‘akoestiek’ komt uit het: Latijn
- Geluid heeft invloed op onze gevoelens
- Kan adrenaline verhogen
- Verbinden
- Geluid is altijd aanwezig
DEEL 1: wat is geluid?
- Er is een geluidsbron nodig = een object dat trilt
o Luchtstromen kunnen ook trillingen veroorzaken
- Geluid is de hoorbare verandering van de luchtdruk: ja
- Elk trillend object kan deze variaties opwekken: ja
1.1 Geluidsbron
- Richtingskarakteristiek (Q)
- Vermogen (Lw)
- Frequentiespectrum
- Tijdsverloop
1.2 Geluid in lucht
- Lucht is elastisch
- Trillend voorwerp -> luchtdeeltjes bewegen
- Bewegen heen en terug rond evenwichtspunt
- Geluidsgolf -> deeltjes botsen tegen die ernaast en dan gaan die ook trillen
- Deeltjes bewegen zelf niet mee met de golf
- Golf plant zich voort dankzij oscillatie (trilling) van deeltjes
- Geluid beweegt zich in de lucht voort als: een longitudinale gold van
dichtheidswisselingen in het medium
1.3 Geluidsgolven in lucht
- Frequentie:
o Drukt het aantal golftoppen (of –dalen) per
seconde in een sinusoïdale golf uit
o Wordt uitgedrukt in (Hz)
o Drukt uit hoe vaak iets gebeurt of voorkomt binnen een bepaalde tijd
- Deeltjes bewegen in een bepaald ritme – frequentie
o Hoe sneller de trilling – hoe hoger de frequentie – hoe hoger de toon(hoogte)
o Hoe groter de afbuiging van moleculen – hoe luider de geluidsamplitude
- Frequentie heeft geen invloed op de amplitude en omgekeerd
1
, - De amplitude van een geluidsgolf:
o Bepaalt de grootte, of sterkte, van een trilling
o Is de waarde vanaf nul tot aan de maximale uitwijking van een golf
- De golflengte:
o De lengte van het herhalingsmotief van een sinusoïdale golf
o Is de afstand tussen twee opeenvolgende punten met dezelfde fase, zoals de
toppen van een sinusvormige golf
FORMULE:
- Grondtoon = de laagste frequentie die wordt geproduceerd door een muziekinstrument
- Klankkleur of timbre:
o wordt bepaald door de verhouding van de boventonen tot de grondtoon
o helpt ons het verschil tussen verschillende menselijke stemmen te horen en
mensen identificeren
o helpt om muziekinstrumenten (zonder kijken) te onderscheiden
- Zuivere toon = bevat slechts één frequentie (sinusoïdaal)
- Ruis = is geluid met niet-periodisch verloop = met willekeurige variaties in een signaal
- Geluidsdruk p(t)
o Normale spraak: +/- 20mPa
o Zwakst hoorbare geluid: 20µPa
o Pijngrens: 20 à 100 Pa
o Amplitudebereik hoorbare drukvariaties: 107
- De meeste geluiden kunnen worden opgebouwd als een som of integraal van zuivere
tonen, die elke en eigen frequentie en amplitude hebben
- Karakteristieken van geluid
o Amplitudemodulaties = variaties van de sterkte van het geluid in de tijd
o Spectrale analyse, klankkleur = samenstelling van het geluid
1.4 Geluidssnelheid: c (m/s)
- De snelheid waarmee geluidsgolven zich voortbewegen
o Bij 0°C is dit 330m/s
o Bij 20°C is dit 343m/s
- Hangt af van de vastheid, de dichtheid en de temperatuur van het voortplantingsmedium
- In vloeistoffen en vaste stoffen is c meestal hoger
- Onafhankelijk van de frequentie van het geluid
- Geluidsintensiteit:
o Kan worden uitgedrukt als het product van de rms druk prms en de rms
deeltjessnelheid vrms:
o Wordt gewoonlijk weergegeven als het vermogen per eenheid van oppervlakte
2
,1.5 Geluid(druk)niveau
= aantal dB
Geluidsdrukniveau:
Geluidsvermogenniveau
Geluidsintensiteitsniveau
-
o
Lp = dB op afstand
o
Lw = dB van de bron
o
Q = aantal geluidbronnen – richtingscoëfficiënt van de bron (altijd 1 voor een
omnidirectioneel punt bron)
- Optellen van meerdere bronnen
- Samenstellen van geluiddrukniveaus
- Geluiddrukniveau daalt met 6dB per afstandsverdubbeling voor een puntbron
o Vb: 60dB -> 1m verder = 54dB -> 2m verder = 48dB
-
- Voorbeelden:
o 50 dB + 50 dB = 53 dB
o 40 dB + 60 dB = 60 dB
o 10 x 70 dB = 80 dB
DEEL 2: menselijke stem
- Menselijke stem = beperkte capaciteit
- Microfoon = massa manipuleren?
- Het spraakorgaan
o Frequenties: 500 – 3000 Hz
o Klinkers hebben een hoger geluidsniveau & energie bij lagere frequenties
o Medeklinkers minder hoog geluidsniveau & meer energie bij hogere frequenties
- Geluid en licht – beide via golven
3
, DEEL 3: akoestiek in de architectuur - ruimteakoestiek
3.1 Inleiding
- Ruimteakoestiek
o Kwaliteit van het geluid, lawaaibeheersing, spraakverstaanbaarheid
o Geluidsabsorptie – volume – vorm
o Bron en waarnemer in één ruimte
- Bouwakoestiek
o Geluidsisolatie
o Luchtgeluid, contactgeluid, installatielawaai
o Bron en waarnemer in twee andere ruimtes
- Poreus materiaal zoals minerale wol / polystyreen / EPS / XPS is geen goeie
geluidsisolatie
o Reflecteert zeer weinig geluid en laat het grotendeels door
- Beton of baksteen isoleert het geluid wel maar is een hard oppervlak waardoor er een
hogere geluidsdrukniveau is in de zaal zelf
- Dus beste is een harde geluidsisolerende laag met aan de binnenkant een zacht
materiaal dat de weerkaatsing van het geluid tegenhoud
- Extra zacht materiaal aan de buitenkant helpt nauwelijks – extra hard materiaal aan de
buitenkant werkt wel zeer goed
- Welk materiaal isoleert het best geluid: 2cm glas / 2cm gordijn
- Welk materiaal absorbeert hoge frequentie meest: hout / beton / tapijt / glas
3.2 Ruimteakoestiek
- Eerst is er licht
- Dan geluid
o Direct geluid = rechtstreeks van de bron
o Reflecties = nagalm = weerkaatst via verschillende oppervlakken in de ruimte
Reflecterende golven kunnen we als aparte echo’s horen
Hebben verschillende aankomsttijden – afhankelijk van de afstand
3.3 Nagalm
= wanneer we nog geen aparte echo’s horen maar een nagalm
- Formule berekening geluiddrukniveau op afstand:
- Formule berekening aankomsttijd van direct geluid op afstand r (m) (gegeven
geluidsnelheid in lucht is 340 m/s: c = r / t of t = r / c
o c = geluidsnelheid in lucht
o r = afstand (straal)
o t = aankomsttijd
- Reflectogram = geeft het reflecterend geluid grafisch weer
o Bij de berekening gaat de r groter worden -> het totaal van de afstand
o Om dan het totale drukniveau te berekenen:
o Idem bij de aankomsttijd: r gaat groter worden -> totaal van de afstand
4
Groen = mogelijke examenvragen
Inleiding
- Het woord ‘akoestiek’ komt uit het: Latijn
- Geluid heeft invloed op onze gevoelens
- Kan adrenaline verhogen
- Verbinden
- Geluid is altijd aanwezig
DEEL 1: wat is geluid?
- Er is een geluidsbron nodig = een object dat trilt
o Luchtstromen kunnen ook trillingen veroorzaken
- Geluid is de hoorbare verandering van de luchtdruk: ja
- Elk trillend object kan deze variaties opwekken: ja
1.1 Geluidsbron
- Richtingskarakteristiek (Q)
- Vermogen (Lw)
- Frequentiespectrum
- Tijdsverloop
1.2 Geluid in lucht
- Lucht is elastisch
- Trillend voorwerp -> luchtdeeltjes bewegen
- Bewegen heen en terug rond evenwichtspunt
- Geluidsgolf -> deeltjes botsen tegen die ernaast en dan gaan die ook trillen
- Deeltjes bewegen zelf niet mee met de golf
- Golf plant zich voort dankzij oscillatie (trilling) van deeltjes
- Geluid beweegt zich in de lucht voort als: een longitudinale gold van
dichtheidswisselingen in het medium
1.3 Geluidsgolven in lucht
- Frequentie:
o Drukt het aantal golftoppen (of –dalen) per
seconde in een sinusoïdale golf uit
o Wordt uitgedrukt in (Hz)
o Drukt uit hoe vaak iets gebeurt of voorkomt binnen een bepaalde tijd
- Deeltjes bewegen in een bepaald ritme – frequentie
o Hoe sneller de trilling – hoe hoger de frequentie – hoe hoger de toon(hoogte)
o Hoe groter de afbuiging van moleculen – hoe luider de geluidsamplitude
- Frequentie heeft geen invloed op de amplitude en omgekeerd
1
, - De amplitude van een geluidsgolf:
o Bepaalt de grootte, of sterkte, van een trilling
o Is de waarde vanaf nul tot aan de maximale uitwijking van een golf
- De golflengte:
o De lengte van het herhalingsmotief van een sinusoïdale golf
o Is de afstand tussen twee opeenvolgende punten met dezelfde fase, zoals de
toppen van een sinusvormige golf
FORMULE:
- Grondtoon = de laagste frequentie die wordt geproduceerd door een muziekinstrument
- Klankkleur of timbre:
o wordt bepaald door de verhouding van de boventonen tot de grondtoon
o helpt ons het verschil tussen verschillende menselijke stemmen te horen en
mensen identificeren
o helpt om muziekinstrumenten (zonder kijken) te onderscheiden
- Zuivere toon = bevat slechts één frequentie (sinusoïdaal)
- Ruis = is geluid met niet-periodisch verloop = met willekeurige variaties in een signaal
- Geluidsdruk p(t)
o Normale spraak: +/- 20mPa
o Zwakst hoorbare geluid: 20µPa
o Pijngrens: 20 à 100 Pa
o Amplitudebereik hoorbare drukvariaties: 107
- De meeste geluiden kunnen worden opgebouwd als een som of integraal van zuivere
tonen, die elke en eigen frequentie en amplitude hebben
- Karakteristieken van geluid
o Amplitudemodulaties = variaties van de sterkte van het geluid in de tijd
o Spectrale analyse, klankkleur = samenstelling van het geluid
1.4 Geluidssnelheid: c (m/s)
- De snelheid waarmee geluidsgolven zich voortbewegen
o Bij 0°C is dit 330m/s
o Bij 20°C is dit 343m/s
- Hangt af van de vastheid, de dichtheid en de temperatuur van het voortplantingsmedium
- In vloeistoffen en vaste stoffen is c meestal hoger
- Onafhankelijk van de frequentie van het geluid
- Geluidsintensiteit:
o Kan worden uitgedrukt als het product van de rms druk prms en de rms
deeltjessnelheid vrms:
o Wordt gewoonlijk weergegeven als het vermogen per eenheid van oppervlakte
2
,1.5 Geluid(druk)niveau
= aantal dB
Geluidsdrukniveau:
Geluidsvermogenniveau
Geluidsintensiteitsniveau
-
o
Lp = dB op afstand
o
Lw = dB van de bron
o
Q = aantal geluidbronnen – richtingscoëfficiënt van de bron (altijd 1 voor een
omnidirectioneel punt bron)
- Optellen van meerdere bronnen
- Samenstellen van geluiddrukniveaus
- Geluiddrukniveau daalt met 6dB per afstandsverdubbeling voor een puntbron
o Vb: 60dB -> 1m verder = 54dB -> 2m verder = 48dB
-
- Voorbeelden:
o 50 dB + 50 dB = 53 dB
o 40 dB + 60 dB = 60 dB
o 10 x 70 dB = 80 dB
DEEL 2: menselijke stem
- Menselijke stem = beperkte capaciteit
- Microfoon = massa manipuleren?
- Het spraakorgaan
o Frequenties: 500 – 3000 Hz
o Klinkers hebben een hoger geluidsniveau & energie bij lagere frequenties
o Medeklinkers minder hoog geluidsniveau & meer energie bij hogere frequenties
- Geluid en licht – beide via golven
3
, DEEL 3: akoestiek in de architectuur - ruimteakoestiek
3.1 Inleiding
- Ruimteakoestiek
o Kwaliteit van het geluid, lawaaibeheersing, spraakverstaanbaarheid
o Geluidsabsorptie – volume – vorm
o Bron en waarnemer in één ruimte
- Bouwakoestiek
o Geluidsisolatie
o Luchtgeluid, contactgeluid, installatielawaai
o Bron en waarnemer in twee andere ruimtes
- Poreus materiaal zoals minerale wol / polystyreen / EPS / XPS is geen goeie
geluidsisolatie
o Reflecteert zeer weinig geluid en laat het grotendeels door
- Beton of baksteen isoleert het geluid wel maar is een hard oppervlak waardoor er een
hogere geluidsdrukniveau is in de zaal zelf
- Dus beste is een harde geluidsisolerende laag met aan de binnenkant een zacht
materiaal dat de weerkaatsing van het geluid tegenhoud
- Extra zacht materiaal aan de buitenkant helpt nauwelijks – extra hard materiaal aan de
buitenkant werkt wel zeer goed
- Welk materiaal isoleert het best geluid: 2cm glas / 2cm gordijn
- Welk materiaal absorbeert hoge frequentie meest: hout / beton / tapijt / glas
3.2 Ruimteakoestiek
- Eerst is er licht
- Dan geluid
o Direct geluid = rechtstreeks van de bron
o Reflecties = nagalm = weerkaatst via verschillende oppervlakken in de ruimte
Reflecterende golven kunnen we als aparte echo’s horen
Hebben verschillende aankomsttijden – afhankelijk van de afstand
3.3 Nagalm
= wanneer we nog geen aparte echo’s horen maar een nagalm
- Formule berekening geluiddrukniveau op afstand:
- Formule berekening aankomsttijd van direct geluid op afstand r (m) (gegeven
geluidsnelheid in lucht is 340 m/s: c = r / t of t = r / c
o c = geluidsnelheid in lucht
o r = afstand (straal)
o t = aankomsttijd
- Reflectogram = geeft het reflecterend geluid grafisch weer
o Bij de berekening gaat de r groter worden -> het totaal van de afstand
o Om dan het totale drukniveau te berekenen:
o Idem bij de aankomsttijd: r gaat groter worden -> totaal van de afstand
4
