Akoestiek in de kantoortuin

De kantoortuin:

(Bron TU Delft/Incatro Room Acoustics)

Een kantoor waarin vele medewerkers tegelijk zijn gehuisvest noemen we een kantoortuin. Reeds meer dan een halve eeuw wordt er over de geluidhinder op dit soort plekken geklaagd. Het is steevast het negatieve punt bij de beoordeling van de werkplek. Vanuit akoestisch oogpunt zijn er weinig redenen om ze toe te passen. Een veelgebruikt argument dat de ruimte efficiënter wordt gebruikt is onzin. Indien de onderlinge geluidhinder van weknemers zou worden bestreden, moeten ze zover uit elkaar worden geplaatst dat het aantal vierkante meters per persoon veel hoger is dan in een cellenkantoor. Het ‘nieuwe werken’ vraagt echter om flexibele werkplekken en open structuur voor ‘transparantie’ en gemakkelijke overlegmogelijkheden. Voor de architect of opdrachtgever die een poging wil wagen, zullen we een aantal aspecten behandelen.

Geluidniveau’s

Een serie draaiende computers en verder zwijgende medewerkers levert een geluidniveau tussen 35 en 45 dB(A). Dat geluidniveau hangt af van de aankleding van de ruimte. Met een goed absorberend plafond is een geluidniveau rond 40 dB(A) te handhaven; in een galmende ruimte loopt het geluidniveau op tot waarden rond 45dB(A). Een waarde van 35 dB(A) wordt beschouwd als het maximum voor waarden die de hoogste graad van concentratie vereisen; in het modale kantoor is 40 dB(A) zeker aanvaardbaar.

Eén gesprek op “conversatiesterkte”, in een kantoor met een absorberend plafond, veroorzaakt een geluidniveau van ca. 60 dB(A) op 1 m afstand en 56 dB(A) op 2 meter. Zodra in een kantoor meerdere gesprekken worden gevoerd en wordt getelefoneerd loopt het geluidniveau dus op naar 65 tot 70 dB(A), in rumoerige omstandigheden zelfs tot 75 dB(A). Dat ligt dus flink boven de grens voor geconcentreerd werken. Daarbij komt dan vaak nog de “informatie-inhoud” van een naburig gesprek. Men moet zich wel heel goed kunnen concentreren om een telefoongesprek op 1 of 2 m te negeren.

Speech privacy

Speech privacy is de onmogelijkheid voor derden om een gesprek te verstaan. Het is precies het omgekeerde van een goede spraakverstaanbaarheid en dezelfde maten worden gebruikt om het effect te berekenen. De Amerikanen gebruiken van oudsher AI, de articulation index. Een zeer lage STI (speech transmission index), kleiner dan 0.30, geeft ook aan dat een gesprek van anderen moeilijk te volgen is.

Bij een achtergrondniveau van 55 dB(A) zijn twee converserende mensen op 2 meter nog goed te verstaan. In een ruimte met weinig absorptie is de speech privacy beter. Het geluidniveau gaat dan bijvoorbeeld 10 dB omhoog; de grens voor de verstaanbaarheid zal ongeveer bij 50 cm liggen. Aangezien dagenlang werken in een nagalmkamer waarschijnlijk tot gezondheidsklachten leidt, zal voor deze oplossing niet gauw worden gekozen. Er is dus maar één conclusie in een kantoor met meerdere werkplekken: speech privacy bestaat niet. Een min of meer vertrouwelijk gesprek dient in een afgesloten cel plaats te vinden.

Kunstmatige ruis t.b.v. maskering

De speech privacy kan worden verbeterd door kunstmatige ruis toe te passen. Een lawaaiig ventilatiesysteem kan dit al bereiken, maar het is uiteraard lastig om het geluidniveau precies in te stellen. Er zijn ook wel klaterende fonteinen toegepast. Het best regelbaar is ruis die via luidsprekers wordt toegediend. Die systemen zijn ook gewoon te koop. Richtingsinformatie mag niet aanwezig zijn, luidsprekers worden indirect afstralend gemonteerd bijvoorbeeld boven een systeemplafond. Een netwerkje van microfoons zorgt voor een nauwkeurige niveauregeling. Toch durft men ze meestal niet veel harder in te stellen dan rond 45 dB(A). Daarbij wordt de hinder van naburige gesprekken dus het meeste aangepakt, maar echte speech privacy wordt er niet helemaal mee bereikt.

Lokale afscherming

Het inrichten van een kantoor met werkplekken is specialistenwerk; het wordt nogal eens onderschat. Maar in algemene termen is er wel wat over te zeggen.

Schermen tussen een geluidbron en een (onbedoelde) toehoorder verzwakken het geluid mits deze geluid blokkeren. De massa van het scherm moet daarvoor voldoende hoog zijn. Het totale geluid in een ruimte van alle bronnen tezamen neemt nauwelijks af omdat geluid behalve geblokkeerd ook wordt gereflecteerd, maar het directe geluid wordt wel degelijk verzwakt.

In figuur 1 steekt de rand van het scherm nauwelijks uit boven de lijn tussen de mond van de spreker en de oren van de toehoorder. Theoretisch is de afscherming dan in de orde van 6 dB, onder voorwaarde dat de schermen oneindig lang zijn loodrecht op het vlak van tekening. Bij hoge schermen kan de verzwakking oplopen tot 12 dB en meer. Met name die laatste waarde betekent een aanzienlijke verbetering. Absolute speech privacy wordt nog steeds niet bereikt. Als de toehoorder aan de andere zijde van het scherm de oren spitst is een gesprek nog steeds te volgen, maar de informatie-inhoud, en daarmee de hinderlijkheid van een gesprek neemt wel degelijk af.

In de praktijk echter is er vrijwel altijd wel een plafond in de buurt. Dat staat getekend in figuur 2.

Door reflectie tegen het plafond wordt het geluidniveau ter plaatse van de toehoorder versterkt. De sterkte van die reflectie hangt uiteraard af van de hoogte van het plafond en van de reflectiecoëfficiënt. Het zal dus geen verbazing wekken dat de ruimte tussen het plafond en de bovenzijde van het scherm maatgevend is. Een scherm tot aan het plafond (en tot aan de grond) doet wonderen, maar dan zijn we ongeveer weer aangeland bij het cellenkantoor.

Geluid trekt zich niets aan van de zwaartekracht en de schetsen met afscherming en reflectie kunnen onverkort 90 graden worden gedraaid. Dat is gedaan in Figuur 3.

Stel dat de blauwe schermen tot aan het plafond reiken, dan hebben we hier weer te maken met omloopgeluid om de verticale randen en reflectie tegen de rode wand. Daarbij treedt in de praktijk wel een verschil op. Meestal is die reflecterende wand minder absorberend dan een plafond; anderzijds is de afstand soms veel groter. In dat geval wint het tweede effect het van het eerste.

De hoeveelheid absorptie en de verdeling over de ruimte

Veel absorptie verlaagt het geluidniveau van “verre” geluidbronnen aanzienlijk. Dat is dus een voordeel, omdat zo’n ver (telefoon)gesprek niet meer te verstaan is én omdat het algemene geluidniveau wordt verlaagd. In termen van speech privacy is het echter ongunstig, omdat de “nabije” gesprekken dan juist beter te verstaan zijn. Mensen die een gesprek onder vier ogen willen voeren rest niets anders dan apart te gaan zitten.

Het is altijd aan te bevelen om veel absorptie toe te passen. In theorie kan een uitgekiende verdeling van de absorptie over de ruimte nog extra bijdragen. Onderzoek heeft aangetoond dat de invloed klein is zodat een architect zich over het algemeen vrij kan voelen om naar bevind van zaken te handelen. Als er aparte hoeken worden ontworpen, zoals in figuur 3, heeft het wel zin om absorptie te concentreren bij de bron. De hoeveelheid geluid die naar buiten treedt is dan iets lager.

Het doet theoretisch ook niet ter zake of de geluidabsorptie wordt aangebracht op vloer of plafond. Echter, in de praktijk is de dikte van het absorberend materiaal en de absorberende eigenschap zeer belangrijk en dan is vloerbedekking sterk in het nadeel ten opzichte van een absorberend plafond; vloerbedekking van een paar cm dik wordt in kantoren zelden toegepast. Het mooiste is (akoestisch gezien) om ze beide tegelijkertijd toe te passen.

De ARTdeskscreens van Incatro zijn zowel absorberend als blokkerend. Daarmee wordt de absorbtie goed verdeeld over de ruimte en zakt het totale geluidsniveau in de ruimte effectief omdat reflectie van de schermen grotendeels verdwijnt. Hiermee wordt dus zowel een geluidsreductie voor de medewerker aan de andere kant van het scherm als voor de medewerker die met haar/zijn rug naar de ander toe zit, bereikt.

Als er een systeemplafond aanwezig is dat geluid effectief absorbeert en het reflectievlak ervan maar weinig bijdraagt in de overdracht kan de geluidsreductie behoorlijk oplopen:

In bovenstaande metingen is in een standaard kantooropstelling met computerschermen de reductie van bron naar ontvanger 10dB over een afstand van 150cm.

Met een schermhoogte van 120cm bedraagt de verbetering 10dB, bij 135cm 12dB en bij een hoogte van 150cm wordt de verzwakking 16dB.

Elke 6dB verzwakking ervaren we als een halvering van het geluidsniveau en een afstandsverdubbeling t.o.v. de geluidsbron.