Splošno o akustiki

MINI IZOBRAŽEVANJE O AKUSTIKI V PROSTORU

Pogosto označena kot “temna umetnost” je lahko akustika precej zastrašujoča za nekoga, ki se ji približa z malo ali nič znanja. Res je sicer, da ima to področje kar nekaj zapletenih znanstvenih in matematičnih vidikov, a obstaja nekaj osnovnih načel, s pomočjo katerih lažje razumemo, kako zvok deluje in zakaj imamo v določenem prostoru akustične težave.

Prednosti dobre akustike v prostoru:

Povečana koncentracija

Kadar naša ušesa zaznavajo veliko različnih zvokov, ki prihajajo iz različnih smeri in virov, je to za naše možgane motnja, ki ima močno negativen vpliv na koncentracijo. Akustično dobro urejen prostor zagotovi, da je hrup absorbiran, preden zadene uho osebe, kar preprečuje težave s koncentracijo zaradi pretirane glasnosti.

Akustično udobje

Kadar je v določenem prostoru veliko ljudi, ki govorijo in se gibajo, ali pa je preveč drugih virov hrupa, lahko jakost zvoka naraste do nenadzorovanih ravni, če se zvok ne absorbira v dovolj veliki meri. Urejena akustika zagotovi, da je hrup absorbiran na pravi ravni, da dobimo udobno okolje, v katerem lahko delamo, se sprostimo ali poslušamo.

Zasebnost

Ali je to zdravniška ordinacija, odprta pisarna ali restavracija, določena stopnja zasebnosti je pomembna v večini javnih prostorov. Ko v prostoru ni absorpcijskih materialov, ki vpijejo zvok, je lahko zasebnost med uporabniki prostorov ali med sosednjimi prostori resno ogrožena, saj zvokov, ki potujejo, ne ustavlja nič. Dobra akustika v prostoru je tako bistvena za zagotavljanje zasebnosti.

Učinkovita komunikacija

Na učinkovitost komunikacije ima kakovostno urejena akustika prostora velik vpliv. Ko prostor trpi zaradi prekomernega hrupa, se zvok glasu izgubi, kar se kot posledica izrazi v slabi razumljivosti govora. Podobno se zgodi, če veliko trdih površin povzroči, da zvoki »poskakujejo« po sobi in povzročajo odmev, odmevi se pomešajo med seboj, govor pa je nato težko slišati in razumeti. Soba z dobro akustiko nadzoruje raven hrupa, tako da zvok in jasnost glasu nista izgubljena.

Povečanje produktivnosti

Ne preseneča, da imata lahko prevelik hrup in slaba akustika škodljiv učinek na produktivnost. Ne samo, da vplivata na komunikacijo in koncentracijo, nepotrebni zvoki lahko učinkujejo tudi na počutje in povzročijo, da so delavci v svojih vlogah manj produktivni. »Hrup je, poleg tega, da povzroča neprijetnosti in motnje v pisarniškem okolju, glavni vzrok za zmanjšanje produktivnosti.« (Abbott, 2004) Udobno akustično okolje je ključnega pomena za produktivnost in počutje, zlasti v delovnih prostorih.

Pravilno delovanje AV/ VC tehnologije

Avdiovizualna in videokonferenčna oprema je zelo občutljiva na problem slabe akustike v prostoru in na visok odmev. Draga AV/VC oprema se v prostoru, kjer ni akustičnih materialov, ki absorbirajo zvok, bistveno slabše obnese. Rezultat je interferenca zvoka, potem ko je bil v realnem času govor že slišan. To pomeni, da je vsaka komunikacija z občinstvom naporna, saj je izvirno sporočilo lahko obdano s precejšnjim odmevom. Dobra akustika v prostoru poskrbi, da so zvočni valovi ustrezno absorbirani in se posledično zmanjša odmev.

Povečana koncentracija

Kadar naša ušesa zaznavajo veliko različnih zvokov, ki prihajajo iz različnih smeri in virov, je to za naše možgane motnja, ki ima močno negativen vpliv na koncentracijo. Akustično dobro urejen prostor zagotovi, da je hrup absorbiran, preden zadene uho osebe, kar preprečuje težave s koncentracijo zaradi pretirane glasnosti.

Najpogostejši vzroki slabe prostorske akustike:

 

Veliko trdih površin:

Trde površine (gola tla in stene ter trdo pohištvo, kot so lesene in kovinske mize, stoli in pulti) niso hvaležni elementi za zvočno sliko. Več kot je trdih površin v prostoru, slabša je absorpcija zvoka. To je zato, ker se zvočni valovi ne absorbirajo v mehke materiale, ampak potovanje zvoka ustvarja hrupno in odmevajoče okolje.

 

 

 

Več virov hrupa:

Številni viri hrupa v kombinaciji znatno prispevajo k slabi akustiki. Človeško govorjenje in gibanje, zraven pa še poljubno število zvokov iz okolja, kot so telefoni, ceste, stroji, klimatske naprave in glasba lahko skupno ustvarjajo precejšen problem hrupnosti. Težava »koktejl zabave« je dober primer za to – nanaša se na težave pri razumevanju govora v hrupnih socialnih okoljih.

 

 

Visoki stropi:

Višji stropi navidezno povečajo glasnost v sobi – zvok se izgubi v "mrtvi prostor" nad našimi glavami. To vodi tudi v višji odmevni čas, saj zvočni valovi potujejo dolgo pot, preden se odbijejo od trde podlage. Visoki stropi so torej slaba novica za akustiko prostora, če ta ni dodatno urejena.

 

 

 

 

Pogosto k nam pridejo posamezniki ali podjetja, ki trpijo zaradi problema hrupa in iščejo rešitve v “zvočni izolaciji”. Tisto, kar v resnici iščejo in potrebujejo, pa je rešitev dobre absorpcije. V čem je torej razlika? Naj vam naslednja dva odstavka pomagata prepoznati razliko med obema pojmoma!

Absorpcija zvoka:

Zvočna absorpcija je bistvo tega, kar delamo – ukvarja se predvsem s problemom visokega odmevnega času (RT) in odmeva. Zvok vpijajoči materiali delujejo tako, da absorbirajo zvok, ki potuje in se odbija med površinami. Zvočna absorpcija ima velik vpliv na uporabnikovo akustično izkušnjo v prostoru. Predvsem deluje na zmanjšanje odmevnega časa v prostoru in izboljša uporabniško izkušnjo z izboljšanjem komunikacije, zasebnosti, razumljivosti govora in s tem, da prostor naredi akustično udoben.

Zvočna izolacija:

Načela zvočne zaščite ali zvočne izolacije se bistveno razlikujejo od absorpcije zvoka. Medtem ko se absorpcija zvoka ukvarja z zvokom v prostoru ali s sprejetimi ukrepi za njegovo zmanjšanje, zvočna zaščita izolira prostor z materiali, tako da ti zvoka ne spustijo v prostor (ali preprečijo, da vstopi od drugod). Zvočna izolacija ne spremeni uporabnikove akustične izkušnje v prostoru, vendar omogoči več zasebnosti med prostori in zagotovi boljšo koncentracijo v prostorih z blokiranjem zunanjih motenj.

Povzeto po: Resonics

Kaj je odmevni čas?

Odmevni čas je najpomembnejši dejavnik pri ocenjevanju zvočne urejenosti prostora. Odmevni čas je opredeljen kot čas v sekundah, ki je potreben, da raven zvočnega tlaka pade za 60 dB, potem ko je vir prenehal ustvarjati zvok. Soba z visokim odmevnim časom ima na splošno težave s hrupom, ker zvok potuje na dolge razdalje, ne da bi se absorbiral. Sobe z visokim odmevnim časom imajo skoraj vedno težavo z odmevom, saj se zvok odbija od trde podlage na trdo podlago.

Povezava do you tube posnetka, ki vam pokaže kako lahko doma sami izmerite odmevni čas v prostoru. 

Vodič po odmevnih časih: V industriji notranje akustike obstaja presenetljivo malo smernic glede ravni hrupa v različnih prostorih. Spodaj najdete smernice odmevnih časov po Resonics-ovih strokovnjakih:

Predlagani odmevni časi:

Tip prostora  Predlagani odmevni čas Tip prostora Predlagani odmevni čas
Pisarna odprtega tipa <1 sekunda Športna dvorana <1.5 sekunde
Pisarna zaprtega tipa <0.6 sekunde Šolski hodnik/stopnišče <1.5 sekunde
Sejna soba 0.6-0.8 sekunde Jedilnica <1.0 sekunde
Avdio-video konferenčna soba <0.5 sekunde Restavracija <1.0 sekunde
Učilnica v osnovni šoli <0.6 sekunde Cerkev <1.5 sekunde
Učilnica v srednji šoli <0.8 sekunde Knjižnica <1.0 sekunde
Vrtec <0.6 sekunde Bazen <2.0 sekunde
Manjša predavalnica <0.8 sekunde Klicni center <0.8 sekunde

Povzeto po: Resonics

Čeprav je vsaka soba drugačna in se vsak projekt obravnava po svojih individualnih posebnostih, obstaja nekaj preprostih načel, po katerih se ravnamo, da zagotovimo najboljšo raven zvočnega udobja pri vsakem od naših projektov. Čeprav izvedba ni vedno mogoča po željah naročnika, se trudimo doseči najboljši rezultat. 

  • Izračunamo, koliko kvadratnih metrov pokrivanja je potrebno za optimalno zvočno udobje. Ni potrebno, da je z akustičnimi materiali pokrit vsak delček   prostora – vedno se potrudimo, da čimbolj natančno izračunamo kaj potrebujete, da ni odpadkov, ko gre za materiale ali proračun
  • Izbor kakovostnih materialov in pogovor s stranko o življenjskem ciklu tretiranega prostora – bolje je, da se pokrije manj prostora s kakovostnimi materiali, kot pa, da bi povsod namestili drugorazredne materiale.
  • Za optimalne rezultate je dobro pokriti najmanj 1/3 prostora z absorpcijskimi materiali (s kakovostnimi elementi lahko tudi manj ko 1/3). Naša akustična ocena pomaga določiti optimalno akustično obdelavo za pričakovan rezultat.
  • Akustično obdelavo se razširi kolikor je le mogoče – to zagotavlja, da se zvok absorbira iz čim več smeri.
  • Idealna je mešanica stropnih in stenskih plošč za akustično obdelavo. Tudi to zagotavlja, da se zvok absorbira iz različnih delov prostora in preprečuje odmev.
  • Izbira pravega akustičnega izdelka za pravo vrsto sobe – na primer sejna soba bi zahtevala visoko specifikacijo, medtem ko bi športna dvorana zahtevala materiale, odporne na udarce. Toda uporaba visoko udarnih plošč v sejni sobi bi bila neprimerna in obratno.
  • Dobro je razumeti vrsto prostora in vlogo, ki jo dobra akustika lahko igra v njem. Nekateri prostori potrebujejo »element življenja« v njih. Če se zvok preveč absorbira, to lahko uniči prostor in ta postane »suh«. V družbenih prostorih, kot so restavracije in v studiih, kjer je glas ključnega pomena, je nujno, da se najde ravnotežje med prevelikim odmevom in preveliko »suhostjo« v prostoru.

Povzeto po: Resonics

dB (decibel) – lestvica, na kateri je izražena raven zvočnega tlaka. Opredeljen je kot 20-kratni logaritem sredinskega kvadratnega tlaka zvočnega polja in referenčnega tlaka (2×10-5 Pa)

Absorpcijski razred – Razvrstitev zvočnih absorberjev v absorpcijske razrede zvoka od A-E. Absorberji razreda A nudijo 90% absorpcijo, razred B 85% in tako naprej.

Akustika – Študija zvoka. Z vidika sobe ali prostora, se izraz nanaša na lastnosti ali kvalitete v prostoru ali zgradbi, ki določajo, kako se zvok prenaša v njem.

Artikulacijski razred (AC)Articulation Class (AC) – Označuje učinek zasebnosti govora zgornje meje v odprtem načrtovanem okolju, kot je prostor, deljen s polovičnimi zasloni. Ocena pod 150 pomeni slabe rezultate v zasebnosti govora; ocena nad 180 kaže dobre rezultate.

Hrup – zvok, posebej tisti, ki je glasen ali neprijeten ali povzroča motnje. Hrup je nezaželen zvok.

Hrup v ozadju – pomemben koncept pri določanju predpisov hrupa, hrup so vsi okolijski zvoki, kot so govor, premikanje stolov, brenčanje prezračevanja, prometa, strojev in opreme, zvok iz hodnika, sosednje sobe, igrišča…

Koeficient zmanjšanja hrupa (NRC) – koeficient zmanjšanja hrupa (NRC) je pomanjšana predstavitev količine zvočne energije, ki se absorbira ob udarcu na določeno površino – NRC 0 pomeni popolno refleksijo; NRC 1 označuje popolno absorpcijo. Zaradi uporabljenih formul so vrednosti večje od ena možne in pogoste kot posledica obrnjene faze zvočne energije. NRC se najpogosteje uporablja za ocenjevanje splošnih akustičnih lastnosti akustičnih stropnih plošč, odbojnikov in pasic, pisarniških zaslonov in akustičnih stenskih plošč.

Zasebnost – akustična zasebnost ali zasebnost govorjenja med delovnimi mesti v odprtih pisarnah je izražena z razredom artikulacije (AC).

Odmevni čas RT60 – je najpomembnejši dejavnik pri ocenjevanju zvočne urejenosti prostora. Odmevni čas je opredeljen kot čas v sekundah, ki je potreben, da raven zvočnega tlaka pade za 60 dB, potem ko je vir prenehal ustvarjati zvok.

Formula Sabine – fizik Wallace Clement Sabine (1869-1919) je ustvaril dobro znano formulo Sabine (T = 0,161V / A), ki prikazuje razmerje med odzivnim časom (T s), prostornino prostora (V m³) in količino absorpcije (A m²).

Zvočni absorberji – materiali, ki absorbirajo zvočno energijo in jih pretvarjajo v druge oblike energije. Izboljšajo prostorsko akustiko z odstranjevanjem zvočnih odsevov, s čimer se zmanjša hrup in odzivni čas.

Zvočna absorpcija (preveri spodaj je še ena krajša definicija- katera je bolj primerna?) – pomeni, da se zvočna energija pretvori v mehansko vibracijsko energijo in / ali toplotno energijo. Absorpcija zvoka je izražena kot koeficient absorpcije zvoka α ali razred absorpcije zvoka (A-E) v skladu z EN ISO 11654 ali NRC / SAA po ASTM C 423.

Zvočna izolacija – Zmožnost gradbenega elementa ali gradbene strukture za zmanjšanje prenosa zvoka skozi njo. Zvočna izolacija se meri na različnih frekvencah, običajno 100-3150 Hz. Zvočna izolacija zraka je izražena z eno samo vrednostjo Dn, c, w, Rw ali R’w. Zvočna izolacija zvoka je izražena z enojno vrednostjo Ln, w ali L ‘n, w.

Zvočna moč (dB) -, izražene v dB (decibelov). dB se meri na različnih frekvencah. dB (A) (ali LpA) je enomestna vrednost, ki se uporablja za opis celotne jakosti zvoka za vse frekvence na način, ki je podoben občutljivosti ušesa. dB (C) (ali LpC) se posebej osredotoča na nizke frekvence in bolje odraža, kako zvok zaznavajo ljudje z okvarjenim sluhom.

Razumevanje govora – razumljivost govora se nanaša na to, kako jasno razumemo in slišimo govor. Večinoma je odvisna od treh stvari; raven hrupa v ozadju, odzivni čas in oblika prostora. Za vrednotenje razumljivosti govora se uporabljajo različne metode, najpogostejše pa so RASTI, STI in% -Alcons.

Indeks hitrosti prenosa govora (RASTI) – RASTI je način za merjenje razumljivosti govora. Izmeri se pri dveh frekvencah, 500 in 2000 Hz, od izvora do mikrofona – prostora, kjer se nahajajo poslušalci.

Artikulacijska izguba soglasnikov (% -Alcons) – Alcons je izmerjen odstotek artikulacijske izgube soglasnikov, s strani poslušalca. % alcons od 0 označuje popolno jasnost in razumljivost brez izgube razumevanja soglasnikov, medtem ko 10% in več pomeni slabo razumljivost in 15% je navadno največja sprejemljiva  Soglasniki igrajo veliko bolj pomembno vlogo pri razumljivosti govora kot samoglasniki. Če so soglasniki jasno slišni, je govor lažje razumeti.

Indeks prenosa govora (SPI) – Podobno kot metoda RASTI, vendar bolj popolna oblika merljivosti govora z merjenjem vseh oktavnih pasov v frekvenčnem območju 125-8000 Hz.

Mehansko nihanje (flutter echo) – Pojavi se, ko se zvok odbija v kratkem času med vzporednimi površinami (stenami ali tlemi in stropi) v prostoru.

Frekvenca (f) – Merjeno v Hz (hertz), nihaj v časovni enoti. Višja kot je vrednost, svetlejši ton (bas – treble). Frekvence, ki so bolj pomembne za govor, so predvsem med 125 in 8000 Hz, pri čemer se slišen zvok giblje med 20 in 20 000 Hz.

“Cocktail Party” problem – Nanaša se na težave pri razumevanju govora v hrupnih socialnih okoljih. Ker ljudje v prostoru govorijo glasneje in glasneje, dokler ne začnejo kričati, se na določeni točki hrupi preplavijo med seboj in nihče ne more več razumeti kaj mu drug govori.

Reverberacija – Akustični pojav, ki se pojavi v zaprtih prostorih, kadar se zvok v tem prostoru nadaljuje (odbija) zaradi ponavljajoče se refleksije ali razpršenosti s površin, ki obdajajo prostor ali predmete v njem.

Neposredni zvok – Zvok, ki pride na položaj poslušalca neposredno od vira zvoka, preden se odbije od predmeta ali površine.

Odboj zvoka – to je del zvočne energije, ki se vrne v določeni smeri potem, ko je zvočni val zadel  neko površino in se od nje odbil.

Absorpcija zvoka – del zvočne energije, ki se ne vrne, ko zvočni val zadene površino in se spremeni v toploto.

Zvočna difuzija – Zvočna difuzija se zgodi, ko zvočni val zadene kompleksno površino, kot je difuzor, njegova energija pa se porazdeli v več smereh in ne v prednostno definirani smeri. Zvok se razprši po prostoru.

Prva refleksija – običajno opredeljena kot zvok refleksije, ki doseže položaj poslušalca v zelo kratki časovni enoti kot odbiti zvok od okolice poslušalca.

Stoječi valovi – nastanejo od interakcije dveh zvočnih valov z enako frekvenco in amplitudo, vendar potujejo v nasprotnih smereh. Za razliko od potujočih valov, stoječi valovi ne povzročajo pretoka energije, saj valovanje tvori enako energijo v nasprotnih smereh in se točkovno sešteva ali odšteva. Stojni val ima lahko minimalno ali maximalno amplitudo in je odvisen od valovne dolžine (lambda) .

Resonanca prostora (Room modes) – na določenih frekvencah, ki se imenujejo sobne resonančne frekvence, stoječi valovi nastajajo znotraj prostora. Te frekvence so odvisne od dimenzije in oblike prostora. Skupino teh resonančnih frekvenc običajno imenujemo prostorska resonanca. Ko zvočni vir ustvari zvok s frekvencami, ki so enake ali blizu sobnim resonančnim frekvencam, se bo prostorski odziv povečal, nastali bodo vzorci najvišjih ravni pritiska in ravni minimalnega tlaka. Oblika teh vzorcev je odvisna od sobne resonančne frekvence.

Povzeto po: Resonics