Page 174 - samyn_ebook2

172
het uitzicht van reizigers in de trein of in het station helemaal
niet gehinderd wordt, maar toch een belangrijke afscherming
plaatsvindt van het contact wiel‑rail. Deze geluidsschermen zullen
relatief goedkoop zijn aangezien hun beperkte hoogte geen grote
krachtswerking en dus geen zware constructie en fundering
meebrengt. In overeenstemming met de overkapping van het
wedstrijdontwerp kunnen deze geluidsschermen uitgevoerd worden
als (standaard leverbare) geperforeerde stalen panelen.
(3) Het is tenslotte voorzien in het wedstrijdontwerp om de wand
die de goederensporen afsluit langs de zijde van het station voor
minstens 50% geluidsabsorberend te maken. Deze geluidsabsorptie
kan gerealiseerd worden in de dikte van de wand, als een toplaag
van poreus beton, analoog aan het materiaal van sommige
geluidschermen. In het uiteindelijke ontwerp wordt een wand
voorzien in strekmetaal die op analoge manier geluidsabsorberend
werkt.
Geluiduitstraling naar de omgeving
De geluidsuitstraling naar de omgeving wordt het meest effciënt beperkt
door de combinatie van een geluidsabsorberende perronoverkapping en
een beperking van de openingen naar de omgeving.
In de fguren 9 & 10 werd reeds aangetoond dat een geluidsabsorberend
dak het geluidsniveau onder de overkapping beperkt. De buitenomgeving
profteert in gelijke mate mee van deze daling.
In fguur 4.2 werd aangetoond dat de vorm van de overkapping het geluid
gedeeltelijk “samenhoudt” in de aparte modules. Dit beperkt meteen
de geluidsuitstraling naar de omgeving. Ook de kleine oppervlakte van
de open toegangen aan de kopse kant van de overkapping is gekozen
omwille van de relatief kleine oppervlakte die zo geluid uitstraalt naar de
omgeving.
Tenslotte werd de omroepinstallatie zo geconcipieerd (zie verder) dat
zij enkel lokaal, op de perrons, een voldoende hoog en verstaanbaar
geluidsniveau genereert. Het wordt zorgvuldig vermeden om het ganse
volume onder de overkapping aan te stralen met de luidsprekers van de
omroepinstallatie. Ten opzichte van de bestaande situatie zullen in de
toekomst de geluidsniveaus van het omroepsysteem in de omgeving
daardoor zeker lager liggen.
Keuze van het omroepsysteem.
In dit deel wordt onderzocht hoe een optimale spraakverstaanbaarheid
van het omroepsysteem voor reizigersberichten kan bekomen worden. In
een eerste deel wordt kort het begrip spraakverstaanbaarheid besproken.
De belangrijkste parameters die de spraakverstaanbaarheid bepalen,
worden aangegeven. In een tweede deel wordt een analyse gegeven
van de spraakverstaanbaarheid onder de perronoverkapping. In een
laatste deel worden de belangrijkste kenmerken van het voorgestelde
omroepsysteem besproken.
Spraakverstaanbaarheid: achtergrond
Een veel gebruikte grootheid om de spraakverstaanbaarheid uit te druk-
ken is de Speech Transmission Index (STI). Het is een dimensieloos getal
dat varieert tussen 0 en 1 volgens de onderstaande waarderingsschaal:
De spraakverstaanbaarheid moet onder alle omstandigheden en op alle
plaatsen minstens “redelijk” zijn: STI ≥ 0.45. Omdat de verstaanbaarheid
van boodschappen in een station bijzonder belangrijk is, is een streef-
waarde op het merendeel van de perronoppervlakte minstens “goed”:
STI ≥ 0.60.
De spraakverstaanbaarheid hangt in hoofdzaak samen met de nagalm-
tijd van de ruimte en met het achtergrondniveau op de positie van de
toehoorder. Voor een ideaal diffuus geluidsveld kan de spraakverstaan-
baarheid berekend worden uit de nagalmtijd T [s] en de signaal/ruis ver-
houding S/N [dB] op de plaats van de toehoorder. Deze laatste grootheid
drukt uit met hoeveel dB het nuttige signaal van een spreker het achter-
grondgeluid nabij de toehoorder overschrijdt. Figuur 12 geeft het verband
aan op twee manieren en illustreert zo twee belangrijke methoden om de
spraakverstaanbaarheid te optimaliseren.
De spraakverstaanbaarheid stijgt met dalende nagalmtijd en met toene-
mende signaal/ruis verhouding.
Een eerste voorwaarde voor een goede spraakverstaanbaarheid is dus
een relatief korte nagalmtijd, zelfs bij een zeer grote S/N verhouding. In
de ruimte moet bijgevolg voldoende geluidsabsorptie aanwezig zijn. In
een stationsomgeving is dit des te belangrijker omdat een goede S/N ver-
houding niet steeds gegarandeerd is. Een wat lagere nagalmtijd kan dit
euvel soms compenseren.
De tweede voorwaarde voor een goede spraakverstaanbaarheid is een
voldoende luide geluidsversterking, ruim boven het achtergrondniveau.
Dit realiseert men door de versterking aan te passen aan het heersende
achtergrondgeluid. Uiteraard kan dit maar binnen zekere marges. Het
heeft bijvoorbeeld weinig zin de versterking zo op te voeren dat een
boodschap het geluid van een doorrijdende trein ruim overstemt. De
versterking wordt gewoonlijk automatisch aangepast in enkele vaste
stappen tot een vooraf ingesteld maximaal niveau.
Spraakverstaanbaarheid onder de perronoverkapping
Alvorens het specifek gekozen omroepsysteem te beschrijven, geven
we een meer algemene analyse van de spraakverstaanbaarheid onder
de perronoverkapping. Het doel is aan te tonen dat met het wedstrijd-
ontwerp reeds de zaalakoestische basisvoorwaarden gerealiseerd zijn
om onafhankelijk van het gekozen omroepsysteem te komen tot een
goede spraakverstaanbaarheid.
Hoewel in een groot, open volume als onder de overkapping de
aannamen van de statistische zaalakoestiek niet geheel voldaan zijn,
kan men toch een eerste waarde van de spraakverstaanbaarheid
berekenen uit de nagalmtijd. Figuur 13 toont de berekende gemiddelde
nagalmtijd onder de overkapping, voor een situatie zonder en met
geluidsabsorberend dak. In combinatie met de grafeken in fguur 12.1
volgt hieruit een gemiddelde spraakverstaanbaarheid van STI≅0.40 en
STI≅0.50, respectievelijk. De geluidsabsorberende overkapping zorgt
dus voor de basisvoorwaarde om met elk omroepsysteem minstens
een redelijke spraakverstaanbaarheid te realiseren.
Figuur 13. Nagalmtijd onder de overkapping. Met het rekenmodel
getoond in fguur 1 werd een gedetailleerde berekening uitgevoerd van
de spraakverstaanbaarheid op de perrons. Er werd uitgegaan van een
eenvoudig ontwerp voor de omroepinstallatie: luidsprekers worden
op 4 m boven de perrons opgehangen op een regelmatige onderlinge
afstand (13 m). Figuur 14 toont de posities van de luidsprekers.
De getoonde posities werden gebruikt bij de algemene analyse van
de spraakverstaanbaarheid en bij het controleren van de belangrijkste
architecturale opties; zij stemmen niet overeen met de uiteindelijke
posities in het ontwerp maar dat beïnvloedt de besluiten niet
De luidsprekers zijn omnidirectioneel en stralen dus een gelijke
geluidsenergie naar de perrons en naar de overkapping. Dit is een
hypothetisch en eerder “slecht” omroepsysteem, omdat de luidsprekers
niet gericht naar de perrons stralen en ten volle het galmveld aanspreken.
De berekende spraakverstaanbaarheid is dan ook een ondergrens van
wat kan bereikt worden onder de overkapping.
De fguren 15.1 & 15.2 tonen de verdeling van het geluidsdrukniveau op
het perron, met alle omnidirectionele luidsprekers in werking, voor twee
situaties: een perronoverkapping met en zonder geluidsabsorberend dak.
De geluidsbron bestaat uit 75 luidsprekers (zie fguur 14). Wat gemeten
wordt is de spraakverstaanbaarheid op de perrons (STI, zie fguur 11). De
invloed van de geluidsabsorptie is afeesbaar uit de afbeeldingen.
Figuur 16 vat de rekenresultaten uit de fguren 15.1 & 15.2 samen als
een grafek met de cumulatieve verdeling van de spraakverstaanbaarheid
op de perrons. De beide grafeken tonen het percentage van de
vloeroppervlakte (Y‑as) waar een gegeven spraakverstaanbaarheid (X‑as)
niet overschreden wordt.
De geluidsabsorptie leidt er toe dat op meer dan 95% van de plaatsen
de spraakverstaanbaarheid minstens “redelijk” is (STI > 0.45), zelfs
met een “slechte” geluidsversterking. Onder een overkapping zonder
geluidsabsorberend dak is de spraakverstaanbaarheid op 75% van de
perronposities “zwak” (STI < 0.45). In het wedstrijdontwerp is het
zaalakoestische uitgangspunt voor een goede spraakverstaanbaarheid
dus vervuld.
Geïntegreerd omroepsysteem
De spraakverstaanbaarheid kan aanzienlijk verbeterd worden door een
omroepsysteem te kiezen dat het geluid in een nauwe bundel naar de
reizigers straalt. Op die manier wordt het galmveld niet aangestraald en
ligt de spraakverstaanbaarheid veel hoger dan de statistische waarde, die
hoe dan ook reeds minstens “redelijk” en op vele plaatsen “goed” was.
Als geluidbron voor het omroepsysteem werd in dit ontwerp uitgegaan
van “luidspreker arrays”. Dit zijn lange, slanke klankzuilen met een aantal
luidsprekers op een lijn geordend. Met een ingebouwde signaalverwerking
wordt het faseverschil tussen de aparte luidsprekers zo geregeld dat een
nauwe bundel of schijf wordt uitgestraald. Een “luidspreker array” heeft
twee belangrijke voordelen ten opzichte van een klassieke luidspreker of
luidsprekerzuil:
- De directiviteit is groter; het galmveld wordt minder sterk aange-
straald;
- De afstand die kan overbrugd worden is veel groter; er zijn minder
luidsprekers nodig en de vrije, onbelemmerde zones worden uitge-
strekter.
Deze luidspreker arrays kunnen door hun slankheid optimaal geïntegreerd
worden in de architectuur. In het ontwerp werd volgende schikking uit-
gewerkt:
- Het midden van elk perron is een symmetrieas van waaruit de luid-
sprekers naar beide einden van de perrons stralen. Tijd t=0 ligt dus in
het midden van een perron. Luidsprekers die verder naar de uitein-
den van een perron opgesteld staan, krijgen het te versterken signaal
toegevoerd met een tijdsvertraging om het looptijdverschil van de
geluidgolf te compenseren. Op die manier hoort men nergens een
“echo” van de omgeroepen berichten.