Minder dB’s in Hertz

In Nieuws door HBReageer op dit artikel

Op dit 360 graden panorama van het muziekplein zijn de vier kolommen die moeten worden gedempt goed te zien.

Op dit 360 graden panorama van het muziekplein zijn de vier kolommen die moeten worden afgeveerd goed te zien.

Er zijn mensen die denken dat ze voor hun klassieke concert naar de Leeuwenbergh moeten omdat TivoliVredenburg een lek dak heeft. Zo zie je maar wat AD-koppen als ‘Zo lek als een mandje’ voor impact hebben. Gisteren gaven gemeente en TiVre een perscon over de nijpende financiële situatie. Daarbij vergeleken lijkt het probleem van het geluid nog relatief klein en oplosbaar – maar was er misschien helemaal niet geweest als ze die zaal geen Hertz hadden gedoopt. Dat is toch een beetje het noodlot tarten, nietwaar.
Onderzoek is uitgevoerd, de consequenties in kaart gebracht. We gaan hier in op de reparaties aan de constructie die de overdracht van ongewenste frequenties moeten stoppen, met schema en compleet rapport.

De ongewenste geluidsoverdracht is reëel maar is tot nu toe eigenlijk alleen maar empirisch buiten concerten vastgesteld. Er is geen gelijktijdig gebruik geweest waarbij het publiek in Hertz zelf kon vaststellen dat men iets van buiten kon horen. Gevraagd aan geluidsonderzoeker Arnold Koopman van Level Acoustics wat je precies waarneemt, antwoordt hij dat je als je goed je best doet, je op de achtergrond een hint van muziek van elders kunt horen. Voor een zaal als Hertz is dat niet goed en voldoet ook niet aan de eisen. Het gevolg is dat de (horizontale) programmering in gevaar komt. Voor dit jaar wordt die schade al op vier ton begroot, voor 2015 zelfs op zes ton. In totaal een miljoen aan onverwachte kosten op een begroting van twintig miljoen, dat doet pijn.

Het grootste probleem doet zich voor tussen Ronda en Hertz en in mindere mate tussen Cloud Nine en Hertz. (Bij de laatstgenoemde is gelijktijdige programmering gemakkelijker te vermijden.) Metingen hebben vastgesteld dat het belangrijkste overdrachtspad tussen Ronda en Hertz loopt via vier kolommen die door de foyer lopen. Of hier sprake is van een ontwerp- of bouwfout is nog niet bekend. Eerst worden de problemen opgelost. Het zoeken naar de fout en de juridische aansprakelijkheid komt erna. Een doos-in-doosconstructie voor zalen geeft geen garantie dat er geen enkele geluidsoverdracht is. Hertz is ontworpen voor een achtergrondgeluidniveau van 20 dBA, wat buitengewoon stil is. Stiller dan een slaapkamer om 4 uur.

Nu blijkt de reparatie van dat overdrachtspad relatief simpel te zijn. De kolommen worden doorgezaagd en voorzien van een demper van rubber. Deze demper wordt onder de benodigde voorspanning aangevoerd (in bevroren staat bij -80 C) en vervolgens in het gat geplaatst. De constructie mag maximaal 1 mm bewegen, zoveel laat de demperconstructie toe.

De reparatie van de kolommen wordt met twee tegelijk uitgevoerd. Zodra de eerste twee dempers zijn geplaatst meet Level Acoustics direct of dit het gewenste effect heeft. Uiteraard hoopt men dat het meer is dan berekend. Valt het tegen kan men er op inspelen bij de volgende twee. Naast de overdracht via de kolommen is er ook een geluidspad via de betonnen liftkernen. Dat is veel lastiger op te lossen. Koopman suggereerde dat wanneer de kolommen onvoldoende opleveren, de liftkernen het beste helemaal kunnen worden volgestopt met minerale wol. Doorzagen gaat immers niet. Is dat onvoldoende, dan moet de vloerconstructie van Ronda er mogelijk uit. Het spreekt voor zich dat het dan om zeer kostbare aanpassingen gaat. De kolommenreparatie wordt op een ‘bescheiden’ drie ton begroot.

Infographic geluidpadenDit plaatje vat het samen. Hier is het volledige onderzoeksrapport. Het werk wordt door Heymans begin 2015 uitgevoerd en kost 12 tot 15 weken. Door overdag te werken kunnen ’s avonds de concerten doorgaan.

[quote uit de samenvatting van het akoestisch rapport:]

Inleiding
In opdracht van de Gemeente Utrecht en in samenwerking met de ontwerpers, bouwers en gebruikers van TivoliVredenburg voert Level Acoustics een onderzoek uit naar de interne geluidisolatie van TivoliVredenburg.
TivoliVredenburg herbergt vijf muziekzalen die, uiteraard, gelijktijdig in gebruik kunnen zijn. In de zalen kunnen de geluidniveaus hoog oplopen, zoals in de popzaal (Ronda), en moet het ook erg stil kunnen zijn, zoals in de Grote Zaal. Dat alles impliceert dat er een goede geluidisolatie dient te zijn tussen de zalen. Bij het ontwerp van het gebouw is daar mee rekening gehouden. Er zijn eisen vastgesteld voor de maximale geluidniveaus die in een zaal moeten kunnen worden gegenereerd en voor de achtergrondgeluidniveaus in een zaal. Per combinatie van zalen volgt daaruit een minimale geluidisolatie die nodig is om in de ene zaal de hoge niveaus mogelijk te maken zonder dat dat in de andere zaal te hoorbaar is. Het uiteindelijke ontwerp (keuze van bouwelementen, afmetingen, etc.) van het gebouw is mede op grond van deze eisen tot stand gekomen. Zo zijn de zalen uitgevoerd als zogenaamde doos-in-doos constructies: dubbele wanden, vloeren en plafonds met daartussen een luchtspouw. Rubber veren tussen de binnendoos en de buitendoos houden de binnendoos vast. Tussen de oudbouw, met de Grote Zaal, en de nieuwbouw, met de overige zalen, is een dilatatie aangebracht.

Vóór de oplevering van het gebouw zijn door Royal Haskoning DHV (RHDHV), bouwfysisch adviseur van het gebouw, geluidmetingen verricht om de gerealiseerde geluidisolatie vast te stellen en te toetsen aan de bij het ontwerp gestelde eisen. Uit deze metingen kwam naar voren dat van de tien zalencombinaties er twee zijn die niet voldoen aan de gestelde eisen: de geluidisolatie tussen de popzaal en de kamermuziekzaal (Hertz) en de geluidisolatie tussen de jazzzaal (Cloud Nine) en de kamermuziekzaal.
De geluidisolatie tussen de popzaal en de kamermuziekzaal is als eerste onderworpen aan onderzoek. Dit rapport legt verslag van de bevindingen hierover. Het onderzoek naar de oorzaak van de te lage geluidisolatie tussen de jazzzaal en de kamermuziekzaal is ook gestart maar loopt voorlopig nog.

Eis aan de interne geluidisolatie
In de popzaal is het toegelaten een geluidniveau van 105 dB(A) te produceren. Daarbij is het geluidspectrum ook van belang, in dit geval een zogeheten “house-spectrum”, welke veel lage tonen bevat. Deze lage tonen zijn maatgevend, ze zijn het moeilijkst te isoleren.

In de kamermuziekzaal mag het achtergrondniveau niet hoger zijn dan 20 dB(A). Het is redelijk te verwachten dat deze eis geldt voor elke stoel in de kamermuziekzaal, en voor elk moment. Er is dus een geluidisolatie nodig van tenminste 85 dB(A), en dan niet gemiddeld over de zaal maar op elk stoel.

De geluidisolatie tussen de popzaal en de kamermuziekzaal komt, op de meest kritische plek in de kamermuziekzaal, zo’n 9 dB tekort bij de lage tonen. Gemiddeld over de zaal is het tekort 6 dB.

Het gaat met name om de 63 en 125 Hz octaafbanden en in mindere mate ook om de 250 en 500 Hz octaafbanden. Overigens is vastgesteld dat het tekort in geluidisolatie tussen jazzzaal en kamermuziekzaal ongeveer hetzelfde is.

Onderzoeksvraag

Er zijn over het gevonden tekort verschillende onderzoeksvragen te stellen: hoe heeft dit kunnen gebeuren, hoe erg is dit, wie is hier voor verantwoordelijk, etc. Onderzoek naar de precieze oorzaak is bijzonder complex, mede vanwege de complexiteit van geluidvoortplanting in gebouwen. Een “smoking gun” wordt zelden snel aangetroffen.

Er is daarom besloten deze vragen in eerste instantie over te slaan en op zoek te gaan naar oplossingen. Welke bouwkundige maatregelen moeten worden genomen om de geluidisolatie te laten voldoen aan de eisen?

Methode

De geluidisolatie tussen de zalen is de mate waarin het geluid wordt verzwakt als het zich voortplant van de ene zaal naar de andere zaal. De geluidvoortplanting gaat via verschillende wegen: “geluidpaden”. Geluid dringt bijvoorbeeld een wand in, plant zich (als trillingen) in die wand voort naar een andere wand, gaat vervolgens een kolom in, treedt een vloerveld in en straalt daar weer af als geluid. Gaandeweg verliest het geluid daarbij energie. Tussen twee zalen is er sprake van een heel netwerk aan paden. De weg van de minste weerstand, waar het geluid de minste energie verliest, is het zogenaamde “dominante pad”. Het onderzoek richt zich erop de dominante paden in volgorde van belangrijkheid te identificeren. Is zo’n pad gevonden, dan kan ook worden bedacht hoe dit pad kan worden geblokkeerd.

Om het dominante pad te vinden zijn een aantal stappen ondernomen. Om te beginnen is er een overzicht gemaakt van alle mogelijke geluidpaden. Vervolgens is van al deze geluidpaden op rekenkundige wijze de geluidisolatie bepaald. Omdat dit een theoretische aanpak is zijn de resultaten met onzekerheid omkleedt. Het levert een short list van verdachte paden op waar nader onderzoek naar dient te worden gedaan.

Uitgebreide geluid- en trillingsmetingen met verschillende soorten bronnen op verschillende locaties zijn vervolgens ondernomen om het rekenmodel te verifiëren en van extra gegevens te voorzien, en om aan te tonen dan wel te uit te sluiten dat een verdacht pad dominant is.
Voor de dominante paden worden vervolgens maatregelen bedacht, welke verder worden uitgewerkt met de constructeur, de aannemer, de architect, de bouwfysisch adviseur en de leveranciers van benodigde elementen.

Bevindingen

De kamermuziekzaal is boven de popzaal gelegen en wordt daarmee constructief verbonden door de twee grote liftkernen (waaraan de kamermuziekzaal en de jazzzaal hangen) en door 4 stalen kolommen via welke de kamermuziekzaal gedeeltelijk rust op de achterwand van de popzaal. Deze constructieve verbindingen waren als geluidpaden in beeld. Daarnaast waren er ook twee paden waarin lucht als tussenstap fungeert: geluid via de foyer, de grote open ruimte waarin de zalen hangen, en geluid via de liftkoker van de goederenlift, welke als een soort orgelpijp een opslingerend effect heeft.

Met modellen en uitgebreide trillingsmetingen is aangetoond dat er sprake is van een dominant geluidpad via de 4 stalen kolommen op de 6e verdieping. Hiervoor bestaat een concrete oplossing, namelijk het doorzagen van de kolommen om er rubber veren onder te plaatsen. Het ontwerp hiervan is in volle gang. De veren worden in de winter geplaatst.

Aangetoond is verder dat luchtpaden, dus via foyer of liftkoker, geen rol spelen. Open staat de rol van de twee liftkernen. De verwachting is dat deze ook een dominant pad vormen. Bouwkundige maatregelen hiertegen zijn echter vrij ingrijpend: doorzagen van een liftkern gaat niet dus er zullen in één of beide zalen ingrepen moeten worden gedaan. Onderzocht wordt hoe de effectiviteit van de binnendoos van de popzaal, of wellicht die van de kamermuziekzaal, verbeterd kan worden. Het is niet uitgesloten dat bijvoorbeeld de vloer van de popzaal geheel of gedeeltelijk moet worden vervangen door een vloer met betere afvering.

Zodra de maatregelen aan de kolommen zijn genomen zal een meting worden gedaan om te bepalen of de gewenste isolatie is bereikt. Definitieve besluiten over maatregelen in verband met het pad via de liftkern kunnen daarna worden genomen.

 

Reageer