Eisen aan afschermende objecten

Een object wordt als scherm in rekening gebracht als:

− de massa per eenheid van oppervlakte tenminste 10 kg/m2 bedraagt;

− het object geen grote kieren of openingen heeft; procesinstallaties, bomen e.d. worden dus niet als scherm in rekening gebracht;

− de horizontale afmeting dwars op de lijn van bron naar immissiepunt groter is dan de golflengte λ van het geluid. Ofwel (zie figuur 3.4 en figuur 3.6): sl + sr > λ

Bij schermen van geringe hoogten wordt een correctiefactor Hf toegepast volgens formule 3.15.

Schematiseren van objecten tot scherm

Elk object wordt geschematiseerd door een vlak dun scherm met rechte verticale randen links LL' en rechts RR'. De bovenrand LR van het scherm hoeft niet horizontaal te zijn.

Als gebouwen afschermen en de afmetingen van het gebouw in de richting van bron naar immissiepunt niet verwaarloosbaar zijn ten opzichte van de afstand tussen bron en immissiepunt, kan het gebouw worden gerepresenteerd door een prisma met een viertal rechte lijnstukken die verticaal op een rechthoekig grondvlak staan. De lijnstukken kunnen ongelijk van lengte zijn. Elk zijvlak kan als scherm dienst doen.

Berekening Dscherm

Door de lijn bron-immissiepunt BI wordt een verticaal vlak V geplaatst. Als één of meer schermen wordt doorsneden door lijn BI, worden op elk scherm drie punten bepaald (zie figuur 3.5), te weten:

− K, het snijpunt van de lijn BI met het scherm;

− T, de top va n het scherm in vlak V (snijpunt V met lijn LR);

− Q, het snijpunt van het (verlengde) schermvlak met een gekromde geluidstraal, die de geluidoverdracht beschrijft als het scherm er niet zou zijn (kromtestraal = 8r).

Het punt Q ligt altijd boven K en wel op een afstand Δh, die volgens onderstaande formule wordt berekend uit de horizontale afstand bron-scherm r1 en de horizontale afstand immissiepunt-scherm r2 volgens de formule:

(3.10)

De afstand tussen Q en T is de effectieve schermhoogte he. Als Q boven T ligt is he negatief.

Er worden drie situaties onderscheiden, die vervolgens behandeld worden:

− V snijdt geen enkel scherm;

− V snijdt één scherm;

− V snijdt meer dan een scherm.

V snijdt geen scherm

In het geval dat vlak V geen enkel afschermend object snijdt, kunnen alleen grote, hoge objecten in de omgeving van de lijn van bron naar immissiepunt het geluidveld van een puntbron beïnvloeden. Bij de berekening worden deze diffracties buiten beschouwing gelaten.

Dscherm = 0 dB | (3.11)

Opmerking: door de splitsing van geluidbronnen in kleinere deelbronnen wordt het effect van de discontinuïteit wel/geen afscherming sterk afgezwakt.

V snijdt één scherm

Uit de plaats van de punten K, Q en T enerzijds en de punten B en I anderzijds kunnen de lengten van de rechte verbindingslijnen k1 = BK, k2 = KI, q1 = BQ, q2 = QI, t1 = BT en t2 = TI worden berekend (zie figuur 3.5).

Hieruit is de verticale omweg εv te bepalen volgens de formule:

Als T boven K ligt: | εv = t1 + t2 – q1 – q2 | (3.12)

Als T onder K ligt: | εv = 2(k1 + k2) – t1 – t2 – q1 – q2

De horizontale omwegen worden berekend door de situatie op het horizontale referentievlak te projecteren. De projecties van B en I zijn B' en I' en de rechten LL' en RR' snijden het referentievlak in L' en R' (zie figuur 3.6).

De rechter omweg: | εr = B’R’’ + R’’I’ – r1 – r2 | (3.13)

De linker omweg: | εl = B’L’’ + L’’I’ – r1 – r2

Van elk van de omwegen wordt een Fresnelgetal N bepaald volgens de formule:

Nv(f) = 0,0059 εvf Nr(f) = 0,0059 εrf Nl(f) = 0,0059 εlf | (3.14)

Voor de frequentie f wordt bij berekening in octaafbanden de middenfrequentie van de laagste tertsband in de octaafband ingevuld (deze is gelijk aan foct/21/2) en bij berekening in tertsband en de middenfrequentie van de betreffende tertsband. Uit het Fresnelgetal wordt de afscherming per schermrand berekend, uitgaande van de veronderstelling dat elke rand oneindig lang is. De bijdragen van de verschillende overdrachtswegen worden gesommeerd. Dscherm wordt gecorrigeerd als de hoogte van het scherm boven het laagste van de twee aan het scherm grenzende de maaivelden (hsr – hma) klein is. Voor obstakels die sterk afwijken van een ideaal dun scherm wordt een term ∆D in rekening gebracht in formule 3.15.

Als Nv ≤ -0,1 Dscherm = 0 dB Als Nv > -0,1 | (3.15)

waarbij:

Hf = (hsr – hma) f / 250 | als (hsr – hma) f / 250 < 1

Hf = 1 | als (hsr – hma) f / 250 ≥ 1

∆D: zie tabel 3.3

Tabel 3.3 De waarden voor ∆D van obstakels die van de ideale schermvorm afwijken

ΔD [dB] | Betreft

0 | – alle gebouwen; – dunne wanden met een helling kleiner dan 20° met de verticaal; – grondlichamen waarbij de hellingen van de taluds aan beide zijden opgeteld niet meer dan 70° bedragen

0 | grondlichamen uit de groep ∆D = 2 als boven op het grondlichaam een obstakel uit bovenstaande categorie staat dat tenminste even hoog is als het grondlichaam

2 | – grondlichamen waarbij de hellingen van de taluds aan beide zijden opgeteld tussen 70° en 165° liggen; – grondlichamen met daarop een obstakel uit de eerste groep ΔD = 0 dat minder hoog is dan het grondlichaam

Als Dscherm ≤ 0 dB van wordt Dscherm = 0 dB Als Dscherm ≥ 20 dB van wordt Dscherm = 20 dB

Opmerking: als het scherm veel breder is dan hoog gaat de formule 3.16 over in de formule van het oneindig lange scherm (ΔD = 0 verondersteld).

Dscherm = 10Hflog (20Nv + 3) | (3.16)

Vlak V snijdt twee of meer schermen

We onderscheiden hier twee situaties namelijk:

− c.1 de algemene situatie;

− c.2 het bijzondere geval waarbij zowel dichtbij de bron als dichtbij het immissiepunt een scherm staat en waarbij de onderlinge afstand tussen de schermen groot is.

c. 1 Algemene situatie

We onderscheiden:

− Voor geen of alleen één van de schermen geldt he ≥ 0.

In deze gevallen wordt alleen het scherm met de grootste verticale omweg berekend volgens de procedure van het enkele scherm. (Dit betekent, in het geval dat he kleiner dan nul is, dat met het scherm dat in absolute waarde gerekend de kleinste omweg bezit verder wordt gerekend).

− Meer schermen met he ≥ 0.

Voor de berekening van Dscherm wordt een goede benadering gevonden door de Dscherm van het meest afschermende object te bepalen met de procedure van het enkele scherm. Gebouwen e.d. worden in deze berekening vereenvoudigd tot een enkel scherm waarbij de zijpaden worden berekend langs de verticale hoeklijnen met de grootste horizontale omweg.

Als de onderlinge afstand r12 (zie figuur 3.7) tussen de schermen voldoet aan:

wordt de volgende rekenprocedure gebruikt, die in figuur 3.8 schematisch wordt aangegeven:

1. Alle schermen met he < 0 worden verwijderd.

2. Van de overgebleven schermen wordt het punt Si (berekend bij scherm i) bepaald. Si ligt op een afstand s onder de top van het scherm.

(3.17)

sl en sr zijn hierin de afstand van de linker- en rechterzijkant tot V. Bij gebouwen zijn dit de afstanden van de verst verwijderde verticale hoeklijnen van het gebouw ter linker- en rechterzijde van V.

3. De verbindingslijnen tussen bron B en Si en tussen het immissiepunt I en Si worden bepaald.

4. Vervolgens wordt de lijn BSj geselecteerd, die vanuit de bron gezien de grootste elevatie heeft. Ook wordt de lijn ISk geselecteerd, die vanuit het immissiepunt gezien de grootste elevatie heeft.

5. Als de lijnen BSj en ISk hetzelfde scherm betreffen, wordt Dscherm berekend door voor dit scherm de procedure van het enkele scherm te volgen. In de overige gevallen wordt het snijpunt P van de lijnen BSj en ISk bepaald. Door dit snijpunt wordt een verticale lijn, p, gedacht.

6. Op p worden twee punten bepaald te weten:

a. QB, snijpunt p met de lijn BQj;

b. QI, snijpunt p met de lijn IQk.

Bepaal de hypothetische omweg εh volgens de formule:

εh = BP + PI + - BQB – IQl | (3.18)

7. Vervolgens wordt Dscherm berekend volgens de formule:

Dscherm = 10log (0,118 εh f + 3) | (3.19)

waarbij wordt verstaan onder:

f = de middenfrequentie van de laagste tertsband in een octaafband bij berekening in octaafbanden of de middenfrequentie van de tertsband bij berekening in tertsbanden.