Ruimtes met absorberende plafonds

Een geluidsveld in "steady-state" in een ruimte met absorberend plafond en geluidverspreidende objecten 

Ruimtes met geluidsabsorberende plafonds komen vaak voor. In deze ruimtes wordt de nagalmtijd niet alleen bepaald door de mate van absorptie. Het in de ruimte geplaatste geluidsverstrooiende meubilair, de plaats van de absorbers en de vorm van de ruimte spelen hierbij ook een belangrijke rol. Terwijl het geluidsniveau voornamelijk afhankelijk is van de totale hoeveelheid absorptie in de ruimte. Hoe meer absorptie in de ruimte, hoe lager het geluidsniveau zal zijn.

In ruimtes met absorberende plafonds maken we onderscheid tussen twee situaties,  die noemen we “steady-state” en “nagalm”. In het geval van steady-state, brengt een geluidsbron onafgebroken (stationair) geluid in een ruimte, hierdoor heerst er een constant geluidsniveau in de ruimte. Zelfs in ruimtes met absorberende plafonds is het geluid min of meer diffuus bij "steady state". Dientengevolge kunnen we de afname van geluidsniveaus op dezelfde manier vaststellen als bij een galmende "harde" ruimte.

Het geluidveld gedurende de afname in een ruimte met absorberend plafond

In het geval van nagalm is de situatie iets meer complex dan in het geval van steady-state. Wanneer de geluidsbron wordt uitgeschakeld zullen de geluidsgolven die in aanraking komen met het plafond veel sneller verdwijnen dan de geluidsgolven die heen en weer blijven kaatsen tussen de wanden, parallel aan de vloer en het plafond.  

Uiteraard is dit gerelateerd aan het feit dat een groot deel van de geluidsenergie dat het plafond bereikt geabsorbeerd wordt.  

Wanneer de ruimte niet gemeubileerd is en de wanden en vloeren vlak en hard zijn, zal de nagalmtijd bepaald worden door de mate waarin het abdsorberende plafond de horizontale geluidgolven absorbeert en de absorptie via wanden en vloer. "Grazing incidence" betekent in dit geval dat de geluidgolven nagenoeg parallel aan de vloer en het plafond heen en weer blijven kaatsen tussen de wanden.

De absorptiewaarde van het plafond is in dit geval beduidend lager dan de absorptiefactor die normaal gegeven wordt. De nagalmtijd zal aanzienlijk langer zijn dan verwacht aan de hand van een berekening met de formule van Sabine.

Wanneer de ruimte gemeubileerd is zal de horizontale geluidsenergie verstrooid worden waarbij een deel van het geluid naar het absorberende plafond weerkaatst wordt. Het resultaat van deze geluidsverspreiding is dat de nagalmtijd korter zal zijn. In ruimtes waar de meeste absorptie in het plafond zit, zal het effect van niet- absorberend meubilair daarom toch worden uitgedrukt als een verbetering van de absorptie.

Het berekenen van de nagalmtijd

Om de nagalmtijd in een ruimte met een absorberend plafond te berekenen, dient het volgende ter overweging worden meegenomen

1. Absorptiewaarde van het plafond in het geval van "grazing incidence"
2. Het absorberend effect van geluidverspreidend en geluidabsorberend meubilair
3. Absorptiewaarden voor wand en vloer
4. Luchtabsorptie 

De nagalmcurve in een klaslokaal bij:

a) lege ruimte
b) a + een absorberend plafond
c) b + boekenplanken, kasten en meubilair langs de wand 
d) c + leerlingplekken, elk bestaand uit een stoel en tafeltje, verspreid door de ruimte

Nagalm curve in een ruimte met een absorberend plafond.

De ruimte bevat slechts enkele geluidsverspreidende objecten. De curve laat een onregelmatig verloop zien, waarbij de geluidsenergie snel verdwijnt in het eerste deel van de curve en langzamer in het tweede deel. In het eerste deel, komt het verloop van de curve redelijk overeen met wat je zou verwachten als je de formule van Sabine gebruikt. Dit laat zien dat er sprake is van een diffuus geluidsveld exact op het moment dat we de bron uitschakelen, bijvoorbeeld in het geval van  "steady-state". Wanneer we echter naar de T20 en T30    kijken zien we dat het laatste deel van de curve correspondeert met de horizontale geluidsgolven (grazing field).

Reflecties in de eerste 50 ms na het directe geluid dragen bij aan de spraakverstaanbaarheid en worden dus gezien als gunstig. Latere reflecties kunnen zorgen voor een verslechterde spraakverstaanbaarheid. Omdat T20 en T30 pas worden geëvalueerd vanaf het moment dat het geluidsniveau met 5 dB is gedaald, wordt het effect van de vroege reflectie vaak niet meegenomen in deze parameters. Door alleen te kijken naar de nagalmtijd (T20, T30), wordt akoestische informatie die van belang is voor de subjectieve beleving over het hoofd gezien. Geluidniveau en vroege reflecties zijn hiervoor in dit geval essentieel. Deze componenten worden niet meegenomen in de nagalmtijd. Het is daarom van groot belang om de nagalmtijd aan te vullen met andere akoestische parameters (G, C50, STI) die samenhangen met deze aspecten.  Deze parameters kunnen van ruimte tot ruimte verschillen hoewel de nagalmtijd hetzelfde is, en sluiten meer aan bij het subjectieve verschil dat wordt waargenomen.