Geluid is een energiegolf. Luchtdeeltjes worden door de bron in beweging gebracht. Botsen tegen elkaar en zo wordt het geluid voort gepland. Als het geluid eenmaal geproduceerd is zal dit zich voortplanten en over de afstand pas in volume minderen. Op afstanden die groot zijn ten opzicht van de afmetingen van de geluidsbron, neemt de geluidsintensiteit af met het kwadraat van de afstand.

I = Io/D²

I = intensiteit

Io = initiële intensiteit

D = afstand

Puntbron

Als de geluidsbron zich buiten bevindt, en als de afmetingen van deze bron klein zijn ten opzichte van de afstand van de waarnemer, dan kan de bron beschouwd worden als een puntbron. De afgestraalde geluidsenergie wordt dan verspreid over een oppervlak dat evenredig is met het kwadraat van de afstand tot de bron. (De denkbeeldige bol waar al het geluid doorheen gaat krijgt op grotere afstand een steeds groter oppervlak). Het geluidsniveau zal dan afnemen met 6 dB voor elke verdubbeling van de afstand. Een puntbron is bijvoorbeeld een kleine fabriek op honderd meter afstand.

Voorbeeld: Op 100 m afstand is het geluidsniveau van een fabriek 60 dB. Op 200 m bedraagt het geluidsniveau dan 60 – 6 = 54 dB(A).

Lijnbron

Lijnbronnen, zoals bijvoorbeeld een weg met veel verkeer straalt het geluid anders af, namelijk in de vorm van een cilinder. Ook het oppervlak van de denkbeeldige cilinder wordt groter op grotere afstand, maar dat gaat evenredig met de afstand. (Dus niet in het kwadraat, zoals bij een puntbron). Het geluidsniveau van een lijnbron neemt hierdoor af met 3 dB per verdubbeling van de afstand.

Voorbeeld: Op 100 m afstand is het geluidsniveau van een weg 60 dB. Op 200 m bedraagt het geluidsniveau dan 60 – 3 = 57 dB(A). Het geluid van een weg draagt dus verder dan het geluid van een fabriek.

Natuurlijk speelt de absorptie van de lucht, bodem en wind ook een rol in de berekening. Dit maakt dat de berekening om het effect nauwkeuriger vast te stellen complexer is.

Stedelijk gebied

In stedelijk gebied is dat weer heel anders. Daar fungeren de gebouwen als geluidswerende obstakels. Zij kaatsen het geluid terug dat vervolgens tegen de gebouwen aan de overzijde kaatst terwijl ook weer nieuw geluid toegevoegd wordt. Het geluid wordt daardoor als zeer hard ervaren.

Effect van geluidsschermen

In principe zijn er twee typen geluidsschermen. Geluidswerende schermen die als functie hebben om het geluid van richting te doen veranderen en geluidsabsorberende schermen die als functie hebben om het geluid te absorberen. Natuurlijk is het zo dat geluidsabsorberende schermen het geluid niet geheel zullen absorberen zodat deze schermen ook de richting van het rest geluid zal veranderen.

Geluidswerend

Een geluidswerende constructie is een obstakel tussen bron en ontvanger waardoor geluid, afkomstig van weg- of treinverkeer, zich niet meer vrij kan voortplanten van de bron tot bij de ontvanger. Schermen met deze functie zijn van harde materialen gemaakt zoals beton en glas zodat het geluid weerkaatst wordt. Beton wordt in het kader van CO2 steeds minder toegepast. Het geluid botst tegen het scherm en kaatst terug maar gaat ook over het scherm .

effect hoogte geluidsscherm

Het geluid dat over het scherm gaat moet een langere weg afleggen zodat daardoor er een geluidreductie optreedt en zal de ontvanger minder hard geluid ervaren. Het is duidelijk dat hoe groter de opgelegde omweg is, hoe groter de geluidsreductie zal zijn. De hoogte is bepaald maar ook is, naast de hoogte van een geluidswerende constructie, de opgelegde omweg het grootst wanneer het geluidsscherm vlak naast de bron of de ontvanger wordt gepositioneerd. Indien de geluidswerende constructie in het midden van de bron en de ontvanger wordt geplaatst is de opgelegde omweg minimaal, evenals de verkregen geluidsreductie.

effect hoogte geluidsscherm

De aard van het geluid is bepalend voor de werking van een geluidsscherm. Laagfrequente geluiden worden immers minder afgezwakt dan hoogfrequente geluiden. Laagfrequente geluidsgolven buigen – door hun grote golflengte – makkelijker over een scherm heen, dan hoogfrequente. Dit betekent ook dat een scherm minder effectief zal zijn langs een weg met een hoog percentage vrachtwagens die een meer laagfrequent geluid uitstralen dan personenwagens. De schermen krijgen dan ook andere vormen.

Diffractoren

Een recent ontwikkelde geluidswerende constructie is de diffractor. Geluidsreductie door een diffractor is een hele nieuwe manier van het omgaan met verkeerslawaai. Sinds januari 2020 is dit type geluidsreductie toegevoegd aan het Meet- en Rekenvoorschrift Geluid. Vooruitlopend hierop is de diffractor ook opgenomen in het programma Geomilieu, als een van de meest geschikte middelen ten behoeve van geluidsreductie langs (spoor)wegen.

Geluidsreductie met behulp van een diffractor is in 2012 voor het eerst ontwikkeld door 4Silence. Het maakt gebruik van het natuurkundige principe dat geluidsgolven kunnen afbuigen als deze interacteren met ander geluid. Een diffractor is een element met gleuven van verschillende dieptes. Geluidsgolven ‘schieten’ deze gleuven in en gaan resoneren. Geluid gedraagt zich als water: het zoekt de weg van de minste weerstand. De storende geluidsgolven boven de diffractor buigen daarom af naar boven. Met als gevolg: een stillere zone naast de weg.

Verkeerslawaai = band - wegdek - geluid. Dit is boven de 40km/u de grootste geluidsbron. deze geluidsgolven verplaatsen zich horizontaal. Met het plaatsen van een diffractor in het wegdek wordt het geluid met 2,5dB verminderd wat gelijk staat aan stilasfalt.

Een  diffractor geluidsscherm zijn een horizontale constructie van ongeveer 1m hoogte, met bovenop een aantal sleuven van variabele diepte parallel aan de weg. Dit kan een geluidsabsorberende wand zijn. De sleuven met verschillende dieptes buigen het geluid af naar boven, waardoor er een stillere zone achter de diffractor ontstaat. Net zoals bij geluidsmuren neemt het effect van de maatregel af naarmate de afstand tussen bron en diffractor groter wordt. Een voordeel van deze constructie is de beperkte visuele impact op de omgeving, in vergelijking met geluidsschermen. Een dergelijk constructie is goed voor een reductie van 7-9dB en staat gelijk aan een 3 meter hoog geluidsscherm.