Hoe werken geluidsschermen precies?

Door: Wim van Keulen

Iedereen kent wel de bekende geluidsschermen. Sommige wat meer en veel wat minder geslaagd qua uiterlijk. Eén van de bekendste en ook mooiste geluidsschermen staat langs de A16 ter hoogte van Wielwijk. Nu komen er ook geluidsschermen rond de wijk Amstelwijck langs de rest van de A16, het spoor en de N3 om de nieuwbouw daar te beschermen tegen teveel lawaai.

Maar hoe werkt een geluidsscherm eigenlijk?

Dat is in principe heel eenvoudig: je zet een obstakel in het pad tussen bron van het geluid (bijvoorbeeld een weg) en de ontvanger (meestal een huis). Het geluid van de bron kan dan niet direct de ontvanger bereiken. Zo werkt ook je hand voor je ogen bij fel zonlicht. Maar bij geluid is dat toch wat complexer. Het geluid komt namelijk nog steeds bij de ontvanger, alleen via een omweg.

Het geluid moet daardoor een grotere en geknikte weg afleggen en is daardoor zwakker. Maar dat hangt helemaal van de frequentie af: lage frequenties buigen om het scherm heen en hoge frequentie schieten over de rand van het scherm vrijwel rechtdoor. Dat is ook de reden dat het geluid achter een scherm dof klinkt.

Hoe kan dat nou?

De reden voor dit ingewikkelde gedrag is de golflengte van geluid; of beter de golflengtes van het geluid. Net als bij licht bestaat geluid uit meerdere frequenties en iedere frequentie heeft zijn eigen golflengte. Bij lagere geluidsfrequenties is de golflengte zelfs meerdere meters. En een geluidsgolf die een object tegenkomt dat ongeveer net zo groot is al zijn golflengte is min of meer “transparant” voor die golf.

Stel er staat een scherm van 2 meter. Geluid van 1000 Hz (waar wij mensen het gevoeligst voor zijn) heeft een golflengte van 30 cm. Het scherm is veel groter, dus een geluidsgolf met die frequentie gaat over het scherm heen zoals een lichtstraal. Maar een golf met een frequentie van 100 Hz heeft een golflengte van 3 meter! Die golf buigt vrij gemakkelijk over het scherm heen. Dus dan zou het scherm veel hoger moeten zijn om goed te werken.

Hoe hoger het scherm, hoe scherper de hoek is die geluid moet maken dus hoe meer dat geluid verzwakt wordt. Of, wat eigenlijk op hetzelfde neerkomt: hoe meer je in de schaduw van het geluidsscherm komt, hoe meer verzwakking van het geluid (zie figuur). Bij dit figuur moet dus bedacht worden dat dat voor iedere frequentie anders is, maar meestal worden alle frequenties samengenomen.

Iedereen heeft helaas wel eens ervaren dat geluid ook door een muur heen kan…. Bij een scherm is dat ook zo. Daarom worden er eisen gesteld aan de massa per vierkante meter van een geluidsscherm. Hoe hoger het scherm hoe meer massa er per vierkante meter nodig is, want je wilt niet dat het geluid over het scherm voldoende verzwakt is, maar dat het alsnog door het scherm heengaat.

Een laatste aspect waar akoestici naar kijken, zijn reflecties tegen het scherm zoals licht bij een spiegel. Een deel van het afgeschermde geluid kan naar de overkant van de weg worden gereflecteerd met als gevolg dat die woningen dubbel zoveel geluid krijgen! Daarom worden geluidsschermen heel vaak geluidsabsorberend gemaakt.