Icon up Overzicht

Nagalmtijd

Onderwerp: Geluid

Vrijwel nergens is het helemaal stil: in elke ruimte waar we ons bevinden, is geluid. Een ruimte waarin het helemaal stil is, wordt als zeer ongemakkelijk ervaren. In een goede ruimte zijn de akoestische eigenschappen afgestemd op de functie van de ruimte. In dit artikel bespreken we de belangrijkste akoestische eigenschap van een ruimte: de nagalmtijd.

Geluid blijft hangen

nagalm hyperphysics

De weerkaatsing van geluid, bron hyperphysics

Wanneer ergens een geluidsbron staat, wordt door deze geluidsbron de lucht in de ruimte aan het trillen gebracht. Geluidsgolven verplaatsten zich door de ruimte. Zo'n geluidsgolf bereikt het oor van een waarnemer maar is daarna niet verdwenen. Aangekomen bij een wand, vloer of plafond wordt deze geluidsgolf immers voor een deel geabsorbeerd maar ook voor een deel gereflecteerd. Teruggekaatst door de ruimte bereikt de geluidsgolf een andere wand, vloer of plafond en wordt opnieuw weerkaatst. De waarnemer hoort het geluid eigenlijk opnieuw, maar nu een beetje minder luid. In de meeste gevallen is er voor de waarnemer nauwelijks onderscheid te maken tussen het oorspronkelijke geluid en de weerkaatsing ervan. Men zegt dat het geluid een tijdje in de ruimte blijft hangen

Nagalmtijd

Algemeen kun je stellen dat het geluid in grotere ruimtes langer blijft hangen dan in kleinere ruimtes. In de geluidsleer wordt dit uitgedrukt in de nagalmtijd van een ruimte. De nagalmtijd is gedefinieerd als de tijd die nodig is om een geluidssignaal 60 dB in sterkte te laten dalen.

Een ruimte met sterk reflecterende (harde) wanden en plafond heeft doorgaans een grotere nagalmtijd dan dezelfde ruimte voorzien van gordijnen, dikke vloerbedekking en zacht palfond. De nagalmtijd voor grotere ruimtes is groter dan die van kleinere ruimtes.

Afhankelijk van de functie van een ruimte is een bepaalde nagalmtijd gewenst. Voor klassieke muziek geldt een nagalmtijd van rond de 2,0 s als ideaal. Voor ruimtes waar veel gesproken moet worden zoals een klaslokaal is een nagalmtijd van 1,0 s eigenlijk al te veel.

Experimenteel bepalen van de nagalmtijd

De nagalmijd kan experimenteel vrij eenvoudig bepaald worden. Met twee planken die met een scharnier aan elkaar zitten wordt een luide klap gegeven. Dit geluid wordt gemeten met behulp van een interface en pc. Vervolgens kun je de geluidssterkte (in dB's) als functie van de tijd aflezen in de meting. In onderstaand filmpje wordt dit experiment drie keer uitgevoerd: tweemaal in een met leerlingen gevuld klaslokaal tijdens de les en vervolgens tijdens de pauze door een enkele leerling in een verder (wat leerlingen betreft) leeg lokaal.

Welke verschillen verwacht je tussen de verschillende uitvoeringen van dit experiment? 

 

 

De twee metingen vergeleken

In onderstaande figuur zie je twee meetresultaten weergegeven: de rode grafiek geeft de meting aan in een vol lokaal, de blauwe grafiek geeft de meting aan in een leeg lokaal. Het is duidelijk te zien dat de geluidssterkte sneller afneemt in een vol lokaal dan in een leeg lokaal. Leerlingen absorberen geluid een stuk beter dan lege stoelen.

 

Nagalmtijd

Wat is nu de nagalmtijd voor deze ruimte?

Zoals je ziet, neemt de geluidssterkte in het lokaal sneller af als er leerlingen aanwezig zijn. We kunnen echter geen daling van 60 dB meten omdat de maximaal gemeten geluidssterkte rond de 115 dB ligt en het achtergrondgeluid rond de 65dB. Het maximaal waarneembare verschil ligt daarmee rond de 50 dB. Het volgt echter uit de theorie, dat de geluidssterkte in dB's lineair afneemt in de tijd (zolang het gemeten geluidsniveau ver genoeg af ligt van het achtergrondniveau). We kunnen daarom prima de tijd meten die nodig is voor een daling van 30 dB en vervolgens deze tijd met twee vermenigvuldigen. Op deze manier komen we op een nagalmtijd van 0,6 s voor de volle ruimte en een tijd van 0,8 s voor de lege ruimte. Alles bij elkaar is dat redelijk in overeenstemming met de eerder in dit artikel genoemde waarde voor een klaslokaal.

Om over na te denken

Het valt buiten dit artikel om hier nu op in te gaan maar denk eens na over de volgende vragen: kun je onderbouwen waarom de geluidssterkte lineair is als functie van de tijd? Kun je uitleggen wat het effect is van achtergrondgeluid op de meetresultaten? Hoe kun je bij het bepalen van de nagalmtijd rekening houden met het achtergrondgeluid?

Beeldmateriaal gebruikt met toestemming van de U-talent Academie