Bevezetés. Hangterjedés. Visszaverődés. Teremakusztikai tervezés. A teremalak fontossága. Határoló felületek burkolata

A teremakusztikai tervezés jelentősége az építészeti akusztikában

Tartalom Bevezetés Hangterjedés Visszaverődés Teremakusztikai tervezés A teremalak fontossága Határoló felületek burkolata Összefoglalás

1.


Bevezetés Építészeti akusztika ajánlások, szabványok, hatóságielőírások TÉR-és TEREMAKUSZTIKA

ÉPÜLETAKUSZTIKA

ÉPÍTÉSZETI AKUSZTIKA GÉPÉSZETIAKUSZTIKA

ELEKTROAKUSZTIKA

2.


Tervezés

Bevezetés II.

XXI. XX.

Felismerések XVII.

Építészet és akusztika kapcsolata: látvány és hangzás - látvány érzékelése: lényegében azonnali, - hangzás érzékelése: inkább folyamat.

Építészeti akusztikai kultúra - egészségügy - környezetvédelem - komfort

Hagyományok, tapasztalatok

Teremakusztikai tervezés története - XVII. századig: gyakorlati tapasztalatok, hagyományok útján (nem tudatos) - XVII. sz. Kischer: hang visszaverődés - XIX. sz. Chladni: teremakusztika - XX. sz. eleje, Sabine: utózengés felismerése, mérése, számítása - XX. sz. vége: fejlettebb mérési, számítási és modellezési eljárások - akusztikai igények megjelenésre, elterjedése a mindennapokban

3.


Hangterjedés Hang leíró jellemzői - decibel: arányokat fejez ki, érzékelésünkhöz hasonlóan - hangnyomás (Sound Pressure Level, SPL): eltérés a légköri nyomástól (dBSPL, re 20 µPa).

Hangforrások - akusztikus: emberi hang, akusztikus hangszerek, egyéb természetes hangforrások - elektroakusztikus: hangsugárzók

Hangterjedés - hullámterjedés: hangforrásból kiinduló hullám - egyszerű modell: - gömbhullám, - távolsággal közel fordított arányban csökkenő hangnyomás, - iránykarakterisztika

4.


Hangterjedés II. Hangterjedés leírása - hullámfront: a hullámtér azonos állapotú pontjaiból álló felület (pl. gömbfelület) - hangút: a hullámfront egy darabja által megtett út („hangsugár”) - hullámterjedési sebesség, hangsebesség: c=343m/s (hőmérséklet, páratartalom)

hullámfront

c

5.


Visszaverődés Akadályok a hangterjedés útjában - elméletben: minden közegváltozás akadálynak tekinthető, - gyakorlatban: kemény felületek, tárgyak, - az akadályoknál: visszaverődés („reflexió”), elnyelődés, tovább haladás.

A teremakusztika a visszaverődéssel foglalkozik Evisszaverődő

Ebeeső

Etovábbhaladó

Eelnyelődő 6.


Visszaverődés II. Hangterek - szabadtér: nincs akadály a hangterjedés útjában - félszabad hangtér: kb. sík felülettel határos tér (pl. mező) - zárt tér: minden irányból akadályok (pl. termek, szobák)

7.


Visszaverődés III. Egyszerű modell: geometriai visszaverődés sík felületről A beeső hangút és a visszavert hangút normálissal bezárt szöge azonos. Akkor, ha a visszaverő felület: - mérete elegendően nagy (x >> λ, ahol λ = c/f), - sík, - merev.

X 8.


Visszaverődés IV. A visszaverő felület formájának jelentősége

x >>

λ

- sima reflektáló felület

- konkáv reflektáló felület

- konvex reflektáló felület

9.


Visszaverődés V. Reflexiós hangutak

Visszaverődések zárt terekben

Direkt hangutak

- közvetlen („direkt”) hang - első visszaverődések - többszörös visszaverődések

Reflexiós hangutak

Direkt hangutak Többszörös reflexió

10.


Visszaverődés VI. A többszörös visszaverődések hatása - a hangutak közel véletlenszerűen keresztezik egymást, - a visszaverő felületekre szinte minden irányból érkezik beeső hang, - a hallgatási ponton szinte minden irányból azonos gyakorisággal érkezik hang

Diffúz hangtér: a zárt tér bármely pontján minden irányból azonos valószínűséggel érkezik visszaverődő hang.

A visszaverődés jellemzése - beeső és elnyelődő energiák aránya: frekvenciafüggő elnyelési tényező (α, 0...1), - az elnyelés mértéke a beesési iránytól is függ, - többszörös visszaverődések miatt ún. „diffúztéri” elnyelési tényezővel számolunk.

11.


Visszaverődés VII. Nem-geometriai visszaverődések Egyenetlen felület: szórt vagy „diffúz” visszaverődés, diffuzitási tényező (δ, 0...1)

λ d << λ

d~λ

d >> λ

12.


Visszaverődés VIII. Nem-geometriai visszaverődések (folyt.) Véges méretű felület: a peremek, élek mentén ún. „diffrakciós” hullámok keletkeznek.

13.


Visszaverődés IX. Hangtér kialakulása zárt térben A hangforrásból kiinduló hangutak a hallgatókhoz érkeznek: - a hangút hosszának megfelelő késéssel,

szint (dB)

Direkt hang

Első reflexiók

idő

14.


Visszaverődés X. Hangtér kialakulása zárt térben (folyt.) A hangforrásból kiinduló hangutak a hallgatókhoz érkeznek: - a hangút utolsó visszaverődési pontjának megfelelő irányból, A visszaverődések térbeli (irányok szerinti) eloszlása (felülnézet).

közvetlen

15.


Visszaverődés XI. Többszörös visszaverődések hatása: utózengés („reverberation”) - a halmozódó elnyelés és a hangutak hosszabbodása miatt: csökkenő energia, - növekvő visszaverődési sűrűség miatt: lényegében összefüggő visszaverődési kép, - a zengésből kiemelkedő erős visszaverődés: visszhang. közvetlen hang

szint

A visszaverődések időbeli eloszlása, zengés "visszhang"

0

idő 0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

16.


Teremakusztikai tervezés A tervezés célja... ... a használati funkcióhoz illeszkedő, azt támogató vagy lehetővé tevő visszaverődési kép és zengési folyamat méretezése.

specifikáció

TERVEZÉS

ÉRZET

minõsítés

optimalizálás

MODELLEZÉS

MÉRÉS

ellenõrzés

17.


Teremakusztikai tervezés II. A teremakusztikai minőség megítélése... ... erősen szubjektív és helyzetfüggő, de jellemezhető:

Objektív teremakusztikai paraméterek Számos nemzetközi kísérletsorozat alapján megállapított főbb paraméterek: - utózengési és lecsengési idők (T60, T5-25, T5-35, EDT10, stb.), - energiaarányok (C80, D50, stb.), - térérzet kialakulásával kapcsolatos jellemzők (LFE, IACC, stb.), - ...

Számítási, ellenőrzési módszerek - kézi: egyszerű vagy egyszerűsített képletek általánosított helyzetekre, - fizikai modell: arányos építészeti modell vizsgálata, - számítógépes modell: hullámterjedés szimulációja CAD modell alapján

18.


Teremakusztikai tervezés III. Engedélyezési, koncepcionális szinten... - funkciók azonosítása, - teremméret (térfogat), - teremalak, elrendezés, - főbb teremakusztikai paraméterek javasolt értékeinek meghatározása.

Tendereztetési tervszinten... - figyelembe vett teremakusztikai paraméterek részletes specifikációja, - teremakusztikai elemek (visszaverők, elnyelők) méretezése (elhelyezés, méret), - alkalmazott burkolatok teremakusztikai specifikációja (elnyelés, diffuzitás, geometria).

Kivitelezési tervszinten... - a specifikációkat teljesítő burkolati szerkezetek meghatározása, - ellenőrző mérések elvégzése (beépítendő szerkezetek, hangolás, stb.)

19.


A teremalak fontossága A teremalak... ... határozza meg a teremakusztikai viszonyok alakításának lehetőségeit és korlátjait: - teremméret (térfogat): visszaverődések gyakorisága, utózengés hossza, - teremalak, elrendezés: visszaverődések irányítása, energiaeloszlás.

Teremarányok - kis helyiség (pl. szoba): rezonanciák, sajátfrekvenciák eloszlása, - nagy helyiség (pl. előadóterem): nézőszám (alapterület), elérhető utózengési idő

20.


A teremalak fontossága II. Példa: koncertterem teremalakok - téglatest - legyező - fordított legyező színpad

színpad

színpad

színpad

nézőtér nézőtér

21.


A teremalak fontossága III. Példa: rosszul választott teremalakok - íves alaprajzi körvonal (pl. elliptikus nézőtér) Fókuszáló, erős visszhangokat keltő alaprajzi elrendezés

Kedvezőtlen mennyezeti emelkedés Túl alacsony színpadtér és színpadnyílás

22.


A teremalak fontossága IV. Példa: rosszul választott teremalakok - íves mennyezeti lezárások: csörgő visszhang

23.


Határoló felületek burkolata Burkolat jellemzői - akusztikai paraméterek (elnyelési tényező, diffúz visszaverődési tényező), - szerkezet (rétegrend), - megjelenés

Főbb burkolattípusok (akusztikai szempontból) - kisfrekvenciás elnyelők (jellemzően „hangolt” elemek), - nagyfrekvenciás elnyelők, - szélessávú elnyelők.

Burkolatok kiválasztásának szempontjai - hatásfok, - elhelyezhetőség (építészet), - megjelenés (belsőépítészet).

24.


Határoló felületek burkolata II. Visszaverő elemek - hangterelők (pl. mennyezeti terelő, zenekari kagyló, stb.), - diffuzitást növelő felületek

25.


Összefoglalás Az akusztika az építészet szolgálatában...

26.


Zeneakadémia Kisterem rekonstrukció Terem-, épület-, elektroakusztika

27.


Broadway filmszínház rekonstrukció Teremakusztika

28.


Operett színház hangsugárzó rendszer rekonstrukció Elektroakusztika

29.


A38 művészbárka Terem-, épület-, elektroakusztika

30.


Szent István Egyetem, Gödöllő, 6-os előadó rekonstrukció Teremakusztika

31.


MVKT, Hagyományok Háza színházterem Terem-, épület-, elektroakusztika

32.

Bevezetés. Hangterjedés. Visszaverődés. Teremakusztikai tervezés. A teremalak fontossága. Határoló felületek burkolata

Recommend Documents