Wind-geïnduceerd geluid aan gebouwen en constructies

Wind-geïnduceerd geluid aan gebouwen en constructies

Ploemen, J.C.F.

Schipper, H.R. (mentor)
Pleysier, J.A. (mentor)
Nijs, L. (mentor)
Vambersky, J.N.J.A. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Design and Construction

2010-01-29

Als gevolg van stroming langs gebouwen ontstaat geluid, dat als zeer hinderlijk kan worden ervaren wanneer het een toon betreft. Dit tonaal geluid ontstaat onder andere door regelmatige wervelvorming achter constructiedelen, staande golven, en zogenaamde Helmholtzresonatoren. Een aantal notoire probleemgevallen op dit gebied haalden de afgelopen jaren uitgebreid de pers, waaronder de Hoftoren en het Strijkijzer, een tweetal hoogbouwprojecten in Den Haag. Uiteraard is deze problematiek niet aan de beroepspraktijk voorbijgegaan. Een veelvoud aan problemen op dit gebied is bekend; roosters blijken bovengemiddeld vaak aan de basis daarvan te staan. Van CFD wordt verwacht dat het, zeker op de langere termijn, ook nuttig kan zijn bij het oplossen van problemen met windgeluid. Wetenschappelijk onderzoek op dit gebied baseert zich op stroming rond objecten; het optreden van geluid is daarbij in eerste instantie een nevenverschijnsel. Belangrijk werk op dit specifieke gebied is verricht door Parker en, zeker in het geval van roosters, door Spruyt begin jaren ’70. Later relevant werk richt zich op het beschrijven van de stroming rond platen en het vinden van wetmatigheden aan de hand van het dimensieloze getal van Strouhal. In het kader van dit onderzoek zijn in de Open Jet Facility van de TU Delft windtunnelmetingen aan een aantal Dejo-roosters gedaan, die onderlinge verschilden in afwerking, maaswijdte en de dimensies van de draagstaven. Alle proefstukken leverden resultaat op in de vorm van tonaal geluid, soms al bij 8 à 9 m/s. Bij hogere snelheden bleef bij het verhogen van de windsnelheid vrijwel altijd onafgebroken een of meerdere tonen hoorbaar. De luidste fluittoon kende een geluidsniveau van ruim 110 decibel bij 25 m/s, met slechts 1m2 roosteroppervlakte. Een doorsnee proefstuk produceerde slechts onder enkele zeer specifieke hoeken tonaal geluid; een kleine wijziging van de hoek was dan voldoende om de toon volledig te laten verdwijnen waarna slechts nog ruis resteerde. De optredende tonen bleken verklaarbaar vanuit ten minste twee verschillende mechanismen. Bij het ene deel van de metingen neemt de frequentie geleidelijk toe bij het toenemen van de windsnelheid, en volgt daar een relatie volgens Strouhal. Een ander deel hangt sterk samen met de afmetingen van de roostermazen, waarbij de maaswijdte en dikte van een rooster (of mogelijkerwijs combinaties daarvan zoals een diagonaal) bepalend zijn voor de toonhoogte. De relevante afmeting is steeds gelijk aan meervouden van een halve golflengte; meerdere van dergelijk tonen kunnen tegelijkertijd optreden; het mechanisme is herkenbaar aan de constante toonhoogte over een range van windsnelheden. Waarschijnlijk betreft het zogenaamde Parker-modes. Nog niet beproefd zijn roosters met een sterk afgeronde voorzijde, of maatregelen voor het tegengaan van het tonaal geluid bij roosters.

windgeluid
rooster
Parker
Spruyt
tonaal

http://resolver.tudelft.nl/uuid:5f100f0d-3e89-4aa4-b39c-54caa02ff5ff

Student theses

master thesis

(c) 2010 Ploemen, J.C.F.