Vliegtuiggeluid rond luchthavens is een groot en hardnekkig probleem. Onderzoeker Martijn Lugten vroeg zich af of we misschien winst kunnen boeken met onze manier van huizen bouwen. Het leidde tot een proefopstelling in Hoofddorp waar met 120 containers een woonwijk wordt nagebootst, waarin naast geluid ook het stedelijk microklimaat onder de loep wordt genomen.  

Voor het eerst

‘Het is voor het eerst dat we gebouwen nabootsen en aanpassen om te kijken hoe dit precies invloed heeft op vliegtuiggeluid’, zegt Martijn Lugten, onderzoeker aan de faculteit Bouwkunde van de TU Delft en verbonden aan het AMS Institute. ‘Het project ligt in het verlengde van onderzoek dat we de afgelopen vijf jaar hebben gedaan. We hebben onder meer metingen gedaan rond bestaande gebouwen en gewerkt met rekenmodellen. De onderzoeksopstelling, met de naam ‘urban comfort lab for sensing sound and heat stress’, in Hoofddorp is eigenlijk de vervolgstap omdat we met die rekenmodellen zagen hoe je op een bepaalde manier beter zou kunnen bouwen. Maar rekenmodellen zijn altijd beperkt, dus proberen we nu concreet te testen met deze proefopstelling.’ Deze is opgebouwd met 120 containers, waarmee een woonwijk wordt gesimuleerd. ‘Dat is nog nooit op deze manier gebeurd’, vertelt Lugten, die als onderzoeker de helft van de week met het Field Lab bezig zal zijn.

Positionering van gebouwen

‘Uit onze eerdere rekenmodellen bleek dat je vliegtuiggeluid kunt beperken via de positionering van gebouwen’, vervolgt Lugten. ‘Het geluidsniveau hangt af van waar je precies staat rond de gebouwen. Maar je hebt natuurlijk ook nog te maken met reflecties tussen gebouwen. Je kunt die reflecties beïnvloeden door de vormgeving van de gebouwen en bovendien door de materialen die je in de gebouwen gebruikt.’

‘Bij de vormgeving moet je bijvoorbeeld denken aan het vermijden van rechte gevels, dus meer schuine vlakken of zorgen dat gebouwen meer overhellen. Als je gevels laat verspringen, zorgt dat er voor dat het geluid meer verstrooid wordt, en dat het geluid niet tussen de gevels blijft hangen maar omhoog wordt gekaatst.’  

‘Daarnaast kun je met materialen op de gevel het geluid gedeeltelijk absorberen. Dan moet je bijvoorbeeld aan poreuze materialen denken. In de poriën wordt geluidsenergie omgezet naar warmte-energie. We kijken nu ook naar het verbeteren van die poreuze materialen, bijvoorbeeld door er luchtkolommetjes in te brengen (resonatoren) die er voor zorgen dat er meer (vooral lage) tonen kunnen worden geabsorbeerd. Geluidsabsorberende materialen worden al langer toegepast maar vooral binnen gebouwen en niet aan de buitenkant, zoals wij doen.’

Logische gedachte

Waarom is er eigenlijk niet eerder gedacht aan deze, toch vrij logische, aanpak? ‘Dat is een hele goede vraag’, zegt Lugten. ‘Het heeft deels te maken met hoe we met geluid sinds de jaren zeventig omgaan. Traditioneel wordt er gezegd: we trekken een hele grote contour rondom Schiphol (of een andere luchthaven) en daarbinnen mag je gewoon niet bouwen; daarbuiten wel.  Dat is heel lang de manier geweest hoe we wettelijk met dit probleem omgingen en daarom denkt ook bijna iedereen in die structuur. In de gebruikte modellen om de geluidscontouren te berekenen, wordt de gebouwde omgeving niet als factor meegenomen.’

Fascinatie voor vliegvelden en havens

‘Het is een beetje een toevalstreffer geweest hoe ik op dit specifieke onderwerp ben gekomen, hoewel ik altijd een fascinatie voor grote vliegvelden en havens had en de dynamiek van dat soort plekken superinteressant vond. Ik deed in 2013 een masteropleiding bij Civiele Techniek (Construction Management and Engineering) én een master bij Bouwkunde (Stedenbouw) en zocht een afstudeeronderzoek dat zowel bestuurskundige als technisch-bouwkundige elementen in zich had. Destijds waren er net ribbels in het landschap bij Schiphol gelegd om laagfrequent geluid van opstijgende vliegtuigen bij de Polderbaan te beperken. Toen dacht ik voor het eerst: zou je dat ook niet met bebouwing kunnen doen, in plaats van met het aanleggen van die landschapselementen.’

‘Met dat idee ben ik vervolgens naar Schiphol en de Gemeente Haarlemmermeer gestapt. Die vonden het interessant om te kijken wat er door en bij gebouwen kon worden gedaan met geluid. Het bleek dat er nog heel weinig onderzoek naar was gedaan, wat mij heel erg verraste. Toen is het balletje een beetje gaan rollen en ben ik er op afgestudeerd, wat later weer leidde tot mijn promotieonderzoek.’    

‘Tot op zekere hoogte is het project bij toeval ontstaan. Wat meehielp is dat ik zelf niet uit de akoestiek kwam of uit de lucht- en ruimtevaart maar uit de bouwkunde-hoek. Dan kijk je toch anders naar fysiek-technische problemen.’

Cambridge

De basis van het huidige Field Lab-onderzoek is vervolgens gelegd tijdens het promotieonderzoek van Lugten aan de universiteit van Cambridge, in samenwerking met het NLR (Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum). ‘Tijdens mijn studie had ik helemaal geen plannen om te gaan promoveren’, zegt Lugten. ‘Ik dacht na mijn studie bij een consultant terecht te komen. Maar ik vond het afstuderen erg leuk, en ik was erg nieuwsgierig om het onderwerp verder uit te diepen. Dus toen de keuze kwam tussen het bedrijfsleven en een promotie, voelde dat laatste nét iets beter. Ik wilde bovendien graag naar het buitenland, naar een hoog aangeschreven universiteit. Dat werd Cambridge.’

‘Aan de universiteit van Cambridge loopt het sociale en het wetenschappelijke leven sterk door elkaar heen. We hadden bijvoorbeeld iedere vrijdag diners, in van die Harry Potter-zalen. Daar beland je dan bij wijze van spreken naast een wiskundige en iemand die Noorse Mythologie studeert. Dat levert heel inspirerende gesprekken op en dat is een geweldig onderdeel van onderzoeker zijn in Cambridge.

Twee vliegen in een klap

Terug van Cambridge naar Hoofddorp. Want daar zal Lugten de komende tijd veel vertoeven ‘Je kunt nu al door de opstelling met de containers lopen; de sensoren zijn geplaatst en de eerste data wordt inmiddels verzameld. ‘In eerste instantie wordt met de containers een hofstructuur gecreëerd met drie pleinen. Doordat we drie verschillende structuren naast elkaar hebben, kunnen we precies kijken hoeveel bijvoorbeeld een andere gevelstructuur het geluid reduceert ten opzichte van een standaardopstelling. We kijken daarbij uiteraard ook naar de mogelijke extra kosten die een andere bouw met zicht meebrengt, ten opzichte van de bereikte geluidsreductie. We denken, op basis van de rekenmodellen, een flinke geluidsreductie te kunnen bereiken. ‘De looptijd van het Field Lab is in ieder geval twee jaar. Het eerste jaar gaan we metingen doen met gewone ‘harde’ oppervlakken. Na het eerste jaar zullen we dan ook met de eerste resultaten komen. Het tweede jaar gaan we tuinen aanleggen en ook groenstructuren en poreuze/groene structuren op de gevels aanbrengen en dan meten we weer. In die tweede fase onderzoeken we overigens ook andere effecten dan geluid, want groen en tuinen bij gebouwen hebben, naast geluidsreductie, ook een positief effect op de temperatuur en bijvoorbeeld de verdamping van vocht. Dus als je interventies doet met als insteek geluidsreductie, kan dat tevens meehelpen tegen zoiets al hittestress of waterovelast in stedelijke gebieden. Twee vliegen in één klap dus…’

Lees meer op de projectpagina van Urban Sensing Lab.

Dr.ir. Martijn Lugten

Martijn Lugten is zowel in dienst bij de TU Delft als bij het AMS Institute (Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions). Naast AMS zijn de Ministeries van Binnenlandse Zaken en Infrastructuur en Waterstaat betrokken, alsmede de Gemeente Haarlemmermeer en de Stichting Leefomgeving Schiphol.