Trillingsisolatie drumplatform

trillingsisolatie voor drum risers

onderstaande prijzen zijn incl. BTW, excl. verzendkosten

Het ontkoppelen van het drumplatform heeft geen effect op de overdracht van luchtgeluid naar de andere ruimtes.

Het ontkoppelen van het drumplatform beperkt enkel de afstraling van trillingen (structure borne noise).

De geluidsoverdracht van zowel luchtgeluid als contactgeluid in gebouwen is complex. Wat de buren of de huisgenoten in de ontvangstruimte horen is een combinatie van zowel luchtgeluid als contactgeluid dat via meerdere transmissiepaden in de ontvangstruimte terechtkomt:

• luchtgeluidstransmissie
• als geluid afstralende trillingen
• omloopgeluid

Noch onze oren, noch geluidsmetingen kunnen een onderscheid te maken tussen het luchtgeluid dat de ontvangstruimte binnendringt en de als geluid afstralende trillingen. Zelfde geldt voor het maken van een onderscheid tussen de verschillende transmissiepaden.

Als de ontvangstruimte en zendruimte niet direct aan elkaar grenzen en er zijn geen omloopwegen te determineren dan is de kans groot dat er vooral sprake is van als geluid afstralende trillingen.

In bovenstaande geval zal het drumplatform een grote impact hebben.

De drum vervangen door een e-drum zal de productie van luchtgeluid sterk reduceren.

Op deze pagina beperken we ons tot de transmissie van structuurgeluid. Over de geluidsisolatie van oefenruimtes lees je meer op de pagina 'geluidsisolatie repetitieruimte".

Blijkbaar beschouwt de internationionale drummerscommunity  Sylomer SR 11 van 25 mm dik  als " de oplossing", wat mij een beetje verbaast omdat dit niet spontaan zou zijn dat ik voorstellen

Klant is koning en ik heb Sylomer SR11 van 2,5 cm dik liggen en het is dus geen enkel probleem om daar pads van 10 cm op 10 cm of pads van 15 cm op 15 cm van af te snijden.

Dus ben ik op zoek gegaan naar hoe komt het komt dat vooral Sylomer SR 11 de referentie is.

Statische belasting

Op het platform komt de drummer en zijn drumkit te staan, dit is de statische belasting op de trillingsisolerende elementen.

Dynamische belasting

De drummer begint te spelen, dit zorgt voor dynamische belastingen. Hier speelt de drumstijl een belangrijke rol.

Statische invering of statische deflectie

We zetten X kg belasting op een trillingsisolerend element en we krijgen X mm invering.

Hoe elastischer het trillingsisolerend element hoe meer statische invering bij dezelfde statische belasting dan een stijver trillingsisolerende element.

Veerweg

Het aantal mm dat het trillingsisolerend element in- en uitveert door de dynamische belastingen

Afveerfrequentie van het trillingsisolerend drumplatform

X mm invering resulteert in een zeker afveerfrequentie. Dit is een belangrijk concept omdat de trillingsisolatie pas begint vanaf de afveerfrequentie vermenigvuldigd met √2 (+/- 1.5).

Stoorfrequentie(s)

De frequentie van de door de drummer geproduceerde trillingen.

Bij een machine is de storende frequentie vrij simpel te bepalen door het aantal toeren per minuut te delen door 60.

Wat de door een drummer veroorzaakte trillingen betreft heb ik moeten zoeken maar ben helaas nog niet veel wijze geworden. 

Ik kom in hetgeen ik gelezen en bekeken heb vaak 100 & 125 Hz tegen.

Opslingering van de trillingen

De frequenties met een frequentie tss afveerfrequentie / √2 en afveerfrequentie x √2 worden niet geïsoleerd maar versterkt. De trillingen worden goed doorgegeven en de drummer zal hevig zitten schudden.

Opslingering kunnen we vermijden door een trillingsisolerend systeem te ontwerpen waarvan de afveerfrequentie minimaal 3 keer lager is dan de laagste storende frequentie.

Als onze laagste storende frequentie bijvoorbeeld 45 Hz is dan willen we een afveersysteem dat maximum 15 Hz is om opslingering te vermijden.

Resonantie

De opslingering van de trillingen is een vorm van resonantie maar om verwarring te vermijden noem ik het (quasi) samenvallen van storende frequentie en afveerfrequentie opslingering en het (quasi) samenvallen van storende frequentie met de eigenfrequentie van de vloer waarop het drumplatform staat noem ik resonantie.

Elk voorwerp heeft een eigenfrequentie, als het voorwerp wordt aangestoten door een trilling met een frequentie gelijk aan of dicht bij zijn eigenfrequentie dan gaat dit voorwerp veel harder trillen dan je op basis van de kracht van de aanstoring zou vermoeden.

Bij mijn vorige werkgever produceerden ze ultrasone filters voor zwemvijvers. Dit zijn apparaten die ultrasoon geluid uitzenden dat altijd wel overeenstem met de eigenfrequentie van een algensoort. Doordat de alg wordt aangestoten op zijn eigenfrequentie begint ze dusdanig hevig te trillen dat ze zichtzelf doortrilt. Resultaat een algenvrije zwemvijver.

Als het spectrum van de veroorzaakte trillingen quasi samenvalt met de eigenfrequentie van de vloer dan is resonantie niet te vermijden. Wat we wel kunnen doen is de gevolgen van de resonantie beperken door er voor te zorgen dat we minimaal 90% trillingsisolatie hebben bij de laagste storende frequentie.

Demping vs isolatie

Demping en isolatie zijn 2 totaal verschillende concepten.

• demping = omzetting van kinetische energie naar laagwaardige warmte 
  • er gaat energie uit het trillingsisolerend systeem
• isolatie = houdt de trillingsenergie boven het trillingsisolerende element
  • er gaat geen energie uit het trillingsisolerend systeem

Demping is vaak noodzakelijk. Zonder demping krijgen we een enorme opslingering van de trillingen als afveerfrequentie en storende frequentie dicht bij elkaar liggen. Demping beperkt de opslingering.

Elastomeren zoals Sylomer hebben zowel dempende als isolerende eigenschappen.

Een stalen veer heeft enkel isolerende eigenschappen.

Demping heeft wel een negatieve impact op de isolatie van trillingen met een frequentie hoger dan de afveerfrequentie x √2.

Verhouding storende frequentie / afveerfrequentie

Hoe hoger deze verhouding des te beter de trillingsisolatie.

De trilingsisolatie van een systeem met een afveerfrequentie van 15 Hz bij gaat bij een storende frequentie van 100 Hz altijd beter zijn dan bij een storende frequentie van 50 Hz.

% trillingsisolatie

Dit hangt af van:

• de verhouding storende frequentie/adveerfrequentie
• de dempingscoëfficient van het trillingsisolerende materiaal

Op basis van de formule die we gebruiken kan de trillingsisolatie nooit 100%, 99,99% is het hoogst haalbare.

Geen of onvoldoende vervorming = geen of nauwelijks trillingsisolatie

Randvoorwaarden berekeningen

De berekeningen gaan altijd uit van een zware en stijve ondergrond. 

Dit betekent:

• dat de trillingsisolatie hangt enkel af van de eigenschappen van het trillingsisolerend elementen
  • er is akoestisch gezien geen interactie met de ondergrond omdat de ondergrond verondersteld wordt vele keren zwaarder te zijn dan de belasting op de trillingsisolerende elementen
• dat enkel het trillingsisolerende element kan inveren
  • als ook de ondergrond, bijvoorbeeld bij houten verdiepingsvloeren, kan meeveren dan hebben we meer dan de 1,7mm statische invering uit bovenstaand rekenvoorbeeld nodig om dezelfde percentages trillingsisolatie te bekomen 

Oplossing met 9 blokken - dit kost incl. verzending binnen België 136.89 €

• belasting per blok = 16,7 kg
• afveerfrequentie 12,7 Hz
  • trillingsisolatie van trillingen met frequenties hoger dan 18 Hz
  • trillingen met een frequentie tussen 9 en 17 Hz worden versterkt
• statische invering: 1,7 mm

trillingsreductie in dB heeft niets met geluidsdrukniveau te maken maar is 20 keer het logaritme van de tranmissibiliteit-¹

Nadeel bij droge opbouwen is dat de verhouding statische belasting/dynamische belasting disproportioneel is.

• statische belasting
  • in het geval van een drumplatform vaak niet veel meer dan een OSB of multiplex-plaat = +/- 12/13 kg/m² + drummer + drumkit
• dynamische belasting
  • de krachten die de drummer uitoefent op het platform tijdens het spelen

Gelijkmatige spreiding steunpunten

Stabiliteit vereist dat je voldoende steunpunten hebt en dat gelijkmatig verspreid zitten. Bij een platform van 1m50 op 1m50 zijn dat dan 9 blokken blokken die hart op hart 75 cm uit elkaar komen te staan.

Gewichtsverdeling

Helaas kunnen we onmogelijk spreken van een gelijke gewichtsverdelding op de blokken.

Daar moet je dus rekening mee houden.

Ter hoogte van de plek waar de drummer zit heb best je 3 blokken of 4 blokken met een hart op hart afstand van ongeveer 50 cm.

Haal je dan blokken op de andere plekken weg om in totaal met 9 blokken te werken riskeer je dat het platform wat minder stabiel wordt.

Ga je voor een superstabiel platform dan raden wij aan om de hart op hart tussenafstand tussen de blokken niet meer dan 50 cm te maken.

Meer steunpunten betekent normaal automatisch elastischere ontkoppelingsmateriaal omdat de belasting per steunpunt vermindert.

Maar de Floor Block type 30 is al de meest elastische die we in het gamma hebben. Als we dan meer steunpunten voorzien verliezen we vooral in bij de laagfrequentie trillingen akoestische performantie in  door de lagere belasting per blok.

Vergelijking 9 Floor Blocks en de standaard Sylomer pads van 5 cm x 5 cm en 2.5 cm dik.

De oplossing op basis van pads kost incl. BTW en verzending in België 69,05 €.

Laagfrequent is de trillingsisolatie bij de pads beduidend minder dan bij de Floor Blocks.

• 25 Hz
  • 40,7% t.o.v. 65,5%
• 35 Hz
  • 69.7% t.o.v. 85%
• 50 Hz 
  • 89.78% t.o.v. 93%
    

Een ander groot verschil met de Floor Block 30 is dat de pads hier al voor 84% van hun maximum belast zijn. Ga je ze nog verder belasten dan krijg je in eerste instantie een soort vloeifase waar de pads sterk gaan inveren.

Oplossing met 16 AFB 30 blokken

Laagfrequent schiet deze oplossing wat te kort omdat de belasting per blok te laag is. 

De blokken worden slechts op 27% van het maximum belast.

Bij het ontwerpen van een oplossing zien we het liefst dat de belasting rond de 60% van het maximum bedraagt.

Nog meer belasting betekent nog meer statische invering en een nog betere trillingsisolatie maar we moeten altijd in het achterhoofde houden dat:

• de gewichtsverdeling niet gelijk is en we dus marge qua belastbaarheid moeten overhouden
• er ook dynamische belastingen zijn in functie van de speeltstijl van de drummer

Trillingsniveaus gemeten op de vloer waar het platform op staat hangen niet alleen af van de efficiëntie van het trillingsisolerende plaform maar ook van de bron (spectrum en sterkte) maar ook van de de ondergrond (oppervlaktemassa, impedantie, stijfheid...).

Zeker de laagfrequente trillingen kunnen nooit volledig door de ontkoppeling van het platform geïsoleerd worden.

Zet hetzelfde trillingisolerende drumplaform op een houten roostering met een OSB of op een betonplaat van 20 cm en je zult andere trillingsniveau's meten. Een lichte vloer is veel gemakkelijk aan het trillen te brengen dan een vloer met een oppervlakte massa van bijna 500 kg/m².