In 2003 werd een reeks besluiten en een circulaire gepubliceerd waarin de akoestische regelgeving voor commerciële gebouwen werd geactualiseerd.

In die tijd waren plafondventilatoren vrijwel onbestaande in heel Frankrijk.

Bijna twee decennia later is de RE2020 gepubliceerd en deze geeft plafondventilatoren duidelijk een hoger profiel op het gebied van zomercomfort.

Rekening houden met de voorschriften van 2003, die nog steeds van kracht zijn, is een belangrijke kwestie geworden voor ontwerpers. Daarom behandelt dit artikel zowel de grondbeginselen van akoestiek als de praktische aspecten van het implementeren van de officiële teksten.

We richten ons hier op onderwerpen met betrekking tot onderwijsinstellingen, hoewel we ook links bieden naar teksten over gezondheidsinstellingen en hotels.

Decibels en decibels A – dB en dB(A)

Wat is een decibel (dB)?

Een decibel is de verhouding tussen twee vermogenswaarden uitgedrukt in W[i]. De decibel maakt gebruik van een logaritmische schaal om een zeer groot bereik van fysiek vermogen terug te brengen tot een kleiner numeriek bereik. Bij een rockconcert met 2.000 deelnemers kan bijvoorbeeld 10.000 W aan vermogen worden gemobiliseerd. De maximaal gemeten dB’s [ii] zijn echter van de orde van 115 tot 120 dB. De schaal is daarom kleiner en gemakkelijker te gebruiken. Met de logaritmische schaal komt een toename van 10 dB overeen met een 10-voudige toename in geluidsintensiteit. Een geluid van 20 dB is dus 10 keer intenser dan een geluid van 10 dB. De naam van de eenheid van geluidsmeting, de bel, komt van de naam van de uitvinder Alexander Graham Bell, bekend van zijn patent op de telefoon[iii]. Eén decibel is een tiende van een bel.

Wat is het verschil tussen dB en dB(A)?

De dB is een eenvoudige verhouding tussen twee vermogenswaarden in W.

dB(A) houdt rekening met de gevoeligheid van het menselijk oor voor verschillende frequenties (van lage tot hoge frequenties).

Het oor kan een frequentiebereik van 20 Hz tot 20 kHz waarnemen, maar is over het algemeen het gevoeligst voor frequenties tussen 2 en 5 kHz.

dB(A) weegt de verschillende geluidsfrequentiebereiken om de menselijke gehoorwaarneming beter weer te geven. De berekening op basis van het zogenaamde “A-gewogen” systeem wordt gedefinieerd door de norm NF EN 61672-1.

dB(A) wordt gemeten met een geluidsniveaumeter.

Wat is het verschil tussen geluidsvermogen en geluidsdruk?

Het geluidsvermogen L_w van de plafondventilator zelf komt overeen met de totale geluidsenergie die door een geluidsbron wordt uitgezonden. Het wordt gemeten in het laboratorium. L” staat voor ‘niveau’ en ‘W’ voor ‘Watt’. Fabrikanten van apparatuur geven over het algemeen L_wA-waarden, vertaald in db(A).

De geluidsdruk L_p gemeten in de ruimte houdt rekening met het geluidsvermogen van de geluidsbron en de omgeving rond deze bron. Het komt overeen met het geluid dat we horen.

Dit hangt af van een aantal parameters: het aantal luchtschotten in het plafond, de akoestische eigenschappen van de muren, de afstand tussen de luchtschotten en het meetapparaat, het luchtdebiet (en dus de vorm van de luchtschotten). Het wordt L_p genoemd; zoals hierboven, komen de termen uit het Engels, ‘L’ voor ‘level’, en ‘p’ voor ‘pressure’.

Geluidsdruk wordt meestal uitgedrukt in dB(A) en wordt L_pA genoemd. De norm NF EN ISO 3744 wordt gebruikt om deze waarde te berekenen.

Op deze manier kan geluidsvermogen worden gelijkgesteld aan de oorzaak en geluidsdruk aan het gevolg.

De onderstaande illustratie, afkomstig van het BRASSE[iv]-project, toont de relatie tussen geluidsvermogen en geluidsdruk:

Figuur 1: Relatie tussen geluidsvermogen en geluidsdruk

De bovenste rode band hierboven symboliseert het absorberende plafond, terwijl de onderste oranje dubbele band een tapijt voorstelt dat op de vloer ligt.

Het blijkt dat een absorberend plafond veel effectiever is dan een tapijt.

Hoe definieer je nagalmtijd?

De nagalmtijd van een ruimte is de tijd die de geluidsdruk nodig heeft om terug te keren naar het beginniveau.

In een gesloten ruimte weerkaatst geluid meerdere keren tegen oppervlakken zoals de vloer, muren, het plafond, ramen of tafels.

Nagalm neemt af wanneer echo’s oppervlakken tegenkomen die geluid kunnen absorberen, zoals gordijnen, stoelen of mensen. Dus als geluid in een kamer er 10 seconden over doet om van 90 dB naar 30 dB te gaan, is de nagalmtijd 10 seconden.

Plafondventilatoren en onderwijsinstellingen: wat zeggen de voorschriften?

Twee extra teksten zijn van toepassing op deze premissen:

Welke geluidsniveaus worden verwacht?

In artikel 4 van het besluit worden twee gevallen genoemd:

de gebruikelijke stille ruimtes: bibliotheken, CDI, medische ruimtes, ziekenzalen, rustruimtes en muzieklokalen.
De andere lokalen, klaslokalen, administratieve kantoren en lerarenkamers.

De circulaire specificeert de meettolerantie, die 3 dB(A) bedraagt.

Waar komt de geluidsdrukwaarde LnAT mee overeen?

Geluidsdruk wordt meestal L_p of L_pA genoemd.

LnAT is een drukniveau dat wordt berekend binnen het regelgevingskader. Het is gestandaardiseerd, rekening houdend met zowel het geluidsdrukniveau L_p als de nagalmtijd.[v]

Voor het berekenen van LnAT is veel informatie nodig over de ruimte in kwestie (nagalmtijd, equivalent absorptiegebied van de ruimte, enz.

Hoe beoordeel je het concept van continue of intermitterende werking?

Apparatuur die permanent op zijn plaats zit, zoals plafondventilatoren (in tegenstelling tot ventilatoren op de vloer), valt in de categorie continue werking.

We moeten denken in termen van ontwerp. De referentieluchtsnelheid is bijvoorbeeld niet noodzakelijk de maximumsnelheid, maar de gebruikte snelheid.

Bijvoorbeeld, voor een plafondventilator met 6 snelheden die permanent op snelheid 3 werkt, wordt het geluid dat bij deze snelheid wordt geproduceerd in rekening gebracht. Als er één of twee dagen per jaar zijn waarop de ventilator in ontwerp op snelheid 6 wordt gebruikt, kan deze periode als intermitterend worden beschouwd.

Hoe moet de tolerantie van 3 dB(A) worden geïnterpreteerd?

In de praktijk is het niet de bedoeling om de tolerantie systematisch toe te passen op 100% van de ruimten waar metingen worden uitgevoerd; niettemin wordt de regelgeving nageleefd als het niveau bijvoorbeeld lager is dan 41 dB(A) in een klaslokaal onder stabiele omstandigheden (38+3).

Tussentijdse overzichtstabel

De tabel hieronder toont de maximale niveaus en de meettolerantie.

Figuur 2: Niveaus en toleranties in onderwijsruimten

Voorbeelden voor verschillende configuraties

Voor het Brasse-project is een bijzonder nuttige overzichtstabel te vinden op pagina 62 van het akoestisch rapport.

Figuur 3: Tabel uit het akoestisch verslag van BRASSE

Hier zijn de LwA-waarden (geluidsvermogensniveau) in dB(A) voor de Samarat luchtblazer:

Het lijkt erop dat de Samarat in het geval dat in het BRASSE-programma als voorbeeld wordt genomen, voldoet aan de eisen in klasconfiguraties, ook in snelheidsinstelling 6, terwijl het huidige gebruik meer in snelheidsinstelling 3 plaatsvindt.

Voor Exhale zijn de akoestische gegevens toegankelijk in het pro-gedeelte in connected modus (technische specificaties).

U kunt nu een empirisch berekeningshulpmiddel downloaden dat is gebaseerd op de benaderingen die zijn voorgesteld op de Energieplus BE website. U kunt het gebruiken om enkele ruwe simulaties uit te voeren.

Daarnaast zullen we het akoestisch hulpmiddel voor voordimensionering, dat is ontwikkeld als onderdeel van het BRASSE-project, online zetten zodra het openbaar wordt gemaakt.

Uiteraard is een goed akoestisch ontwerp van de ruimte noodzakelijk en alleen metingen in het veld kunnen volledige naleving van de voorschriften bevestigen.

DTS, dimensionering en geluid

Dynamische thermische simulatie is uiterst nuttig om op de situatie te anticiperen.

Neem bijvoorbeeld het resultaat van een DTS (dynamische thermische simulatie) voor een bepaald klaslokaal; de grens van de comfortzone bij 0,5 m/s wordt hieronder in geel

Met een luchtsnelheid van 0,5 m/s kunnen inzittenden dus de meeste ongemakken aan.

Als deze luchtsnelheid bijvoorbeeld wordt bereikt in snelheid 3, kunnen we onze berekeningen baseren op de Lw-waarde van de Samarat in v3, d.w.z. 30 dB(A) voor continue werking.

Het is ook mogelijk om gebruik op maximale snelheid te overwegen om periodes op te vangen waarin de snelheid groter moet zijn dan 0,5 m/s. In dit geval is de basis Lw-waarde 35 dB(A), maar in een intermitterende werkingsmodus, omdat het zeer punctueel is.

Afbeelding 4: Thermische comfortzones

Van akoestische regelgeving tot geluidsontwerp?

Tot op heden zijn we nog geen blokkerende regelgeving tegengekomen voor plafondventilatoren in commerciële ruimten. De regelgeving kan echter een hulpmiddel zijn, zowel voor de ontwerpers zelf als voor de leveranciers, om het niveau van de eisen voor de producten op de markt te verhogen. Hoewel ventilatoren soms psychologisch akoestisch ongemak kunnen veroorzaken, veroorzaakt hun geluidsniveau geen gehoorpijn, in tegenstelling tot de extreme geluiden die worden uitgestraald door versterkingssystemen op festivals. De context is van fundamenteel belang en daarom duikt het begrip geluidsontwerp steeds meer op.

Dans une salle de classe, les systèmes techniques doivent fonctionner tout en permettant à l’ensemble de l’auditoire de bien entendre ce que dit l’enseignant. Nous procédons d’ailleurs à des enquêtes de terrain pour nous assurer du niveau de satisfaction auditive dans les établissements d’enseignement[vi].
Dans un bureau individuel, le bruit ne doit pas perturber la concentration de l’employé.
In een landschapskantoor kan het daarentegen aangenaam zijn om een licht maskerende achtergrondruis te hebben, zodat iedereen kan werken zonder gestoord te worden door het minste geluid van een collega.

Dans ces différentes situations, les concepteurs tiendront compte notamment du niveau et de la nature du son émis par les brasseurs d’air de plafond (des pales bénéficiant d’un polissage de qualité émettent un son plus agréable), les matériaux absorbants, et leur surface, ainsi que le temps de réverbération… Le design acoustique trouve aujourd’hui sa place dans chaque configuration de projet de bâtiment, en amenant les systèmes thermiques à respecter leur raison d’être : servir au mieux les occupants des locaux.

Welke voorschriften zijn van toepassing in gezondheidsinstellingen en hotels?

De originele versie van het decreet van 25 april 2003 is beschikbaar in pdf-formaat op deze link; het heeft betrekking op alle tertiaire gebouwen, inclusief gezondheidsinstellingen en hotels.

De versies die van kracht zijn op Légifrance kunnen hieronder worden geraadpleegd:

Erkenningen

We willen Pierre OSSAKOWSKY, hoofd van de mediterrane afdeling van LASA, een adviesbureau gespecialiseerd in akoestische en trillingsengineering, bedanken voor zijn zorgvuldige nalezing en correcties van dit artikel. LASA was verantwoordelijk voor alle akoestische aspecten van het BRASSE-project (zie hieronder).

Outil de calcul acoustique simplifié

[i] X_dB=10.log₁₀(P₁/P₀)
[ii] Voor geluid hebben we het over dB SPL (Sound Pressure Level).
[iii] Naar alle waarschijnlijkheid werd de telefoon uitgevonden door een Italiaan, Antonio Meucci, wiens commerciële en financiële talenten minder waren dan die van Bell…
[iv] Het belangrijkste doel van dit onderzoeksproject is om de bouwsector meer kennis te verschaffen over aan het plafond gemonteerde luchtverplaatsers, om methoden en instrumenten te ontwikkelen die helpen bij de integratie en om deze kennis te verspreiden. Met steun van ADEME zijn de volgende zes organisaties bij het project betrokken: Surya Consultants (een R&D-adviesbureau op het gebied van energie en milieu), dat het project leidt; LASA: een particulier akoestisch laboratorium; ISEA (een onafhankelijk socioloog); Laboratoire PIMENT (Universiteit van La Réunion); Laboratoire Eiffel aérodynamique (een dochteronderneming van de CSTB-groep); EnvirobatBDM (een mediterraan centrum voor duurzame bouw). Dit programma is een winnaar van de Responsible Buildings 2020 oproep voor onderzoeksprojecten.
[v] LnAT = Lp + 10 Log (Tr/T0), waarbij Lp: geluidsdrukniveau; Tr: nagalmtijd van de ruimte; T0: referentiekalmtijd = 0,5s. In LnAt :

L staat voor “Level”;
n komt overeen met het begrip “genormaliseerd”;
A verwijst naar Aanpassing en geeft aan dat het geluidsdrukniveau wordt aangepast of genormaliseerd volgens bepaalde voorwaarden, zoals nagalmtijd;
T is de nagalmtijd die nodig is om het geluidsdrukniveau met 60 dB te laten dalen nadat de geluidsbron is gestopt.

[vi] Raadpleeg voor algemene informatie over dit type gebouw onze speciale publicatie: Zomers comfort in onderwijsinstellingen: air movers to the rescue?

Wat zijn de basisprincipes en wat zijn de akoestische voorschriften voor commerciële gebouwen die zijn uitgerust met plafondventilatoren?