MIC ACUSTIC-ABC

Acustica optimizată a unei încăperi este rezultatul unei interacțiuni complexe între diverși factori care sunt influențați atât de caracteristicile fizice ale încăperii, cât și de utilizarea preconizată a acesteia. Pentru a îmbunătăți acustica unei încăperi, este esențial nu numai să se înțeleagă principiile fizice ale propagării sunetului, ci și să se ia în considerare percepția individuală a sunetului și efectele diferitelor fenomene acustice. O înțelegere de bază a celor mai importanți termeni acustici, așa cum sunt prezentați în "Micul ABC al acusticii", este esențială pentru a selecta materialele potrivite pentru a optimiza acustica încăperii.

Acustica clădirii vs. acustica camerei

Dacă ne uităm acum la efectele sunetului asupra oamenilor aflați într-o cameră închisă, putem observa următoarea diferență fundamentală:

În domeniul acusticii clădirilor, una dintre problemele abordate este, prin urmare, modul în care poate fi împiedicată pătrunderea sunetului într-o încăpere închisă, adică izolarea fonică. Acustica încăperilor, pe de altă parte, reprezintă studiul propagării sunetului în interiorul încăperilor închise și încearcă să investigheze mijloacele prin care propagarea sunetului în interiorul încăperii poate fi influențată în mod optim, adesea prin absorbție acustică și reflexie sau difuzie orientată.

Auzul uman

Urechea noastră umană percepe fluctuațiile presiunii aerului, care sunt denumite unde sonore și sunt declanșate de un eveniment sonor. Tonalitatea unui eveniment sonor este determinată de frecvența sunetului ƒ, adică de numărul de oscilații pe secundă, descrisă de unitatea SI Hertz [Hz]. Cu cât frecvența este mai mică, cu atât lungimea de undă respectivă a undei sonore este mai mare, urechea umană percepând frecvențe cuprinse între aproximativ 20 Hz și 20.000 Hz. În planificarea acustică, toți parametrii trebuie să fie considerați întotdeauna dependenți de frecvență pentru a asigura o planificare curată și semnificativă.

Nu toate semnalele audibile acoperă întreaga gamă de frecvențe a auzului uman. Vorbirea umană, de exemplu, se întinde de la aprox. 125 Hz la 8 kHz. Prin urmare, această gamă este deosebit de importantă pentru planificarea acusticii încăperilor. Compoziția de frecvență a unui semnal are ca rezultat culoarea sonoră caracteristică a semnalului.

De asemenea, un eveniment sonor trebuie să aibă un anumit volum pentru a fi perceput de ureche. Acest lucru este cunoscut sub numele de prag auditiv, care depinde, de asemenea, de frecvență. Urechea umană este cea mai sensibilă la sunetele din gama cuprinsă între 500 Hz și 4 kHz, în timp ce sunetele din gama de bas sub 100 Hz sunt percepute doar la volume mari.

Timp de reverberație

Cea mai importantă măsură atunci când se ia în considerare acustica unei încăperi este timpul de reverberație T. Acest parametru este utilizat pentru a descrie timpul necesar pentru ca un eveniment sonor să scadă până la o milionime din energia sa inițială, adică să piardă 60 dB în nivel.

În cazul în care un eveniment sonor este produs într-o încăpere, undele sonore se propagă mai mult sau mai puțin sferic în întreaga încăpere, în funcție de caracteristica direcțională a sursei sonore. Doar o parte din energia sonoră ajunge direct la ascultător. O mare parte din energia sonoră ajunge la ascultător cu întârziere prin reflexiile de pe suprafețele încăperii. Cu cât sunt mai multe suprafețe dure într-o încăpere, cu atât mai frecvent se reflectă unda sonoră în încăpere și cu atât mai multe reflexii ajung la ascultător, ceea ce duce la un timp de reverberație mai lung. Prin urmare, timpul de reverberație poate fi redus și reglat prin introducerea unor suprafețe care absorb sunetul.

Se urmăresc timpi de reverberație diferiți pentru diferite tipuri de utilizare, în funcție de volumul încăperii:

Absorbția sunetului

Pentru a reduce reverberația într-o încăpere, trebuie utilizate materiale care absorb sunetul. Se folosesc adesea așa-numitele absorbante poroase, adică materiale cu o anumită porozitate, cum ar fi textilele sau spumele cu pori deschiși. Energia sonoră incidentă în astfel de materiale este transformată în căldură prin frecarea și efectele de difracție din interiorul materialului și astfel "absorbită". Absorbanții cu membrană (cunoscuți și sub denumirea de transductoare cu panouri) sau absorbanții Helmholz, care absorb energia sonoră incidentă conform unui principiu fizic diferit, sunt utilizați mai rar. Proprietatea de cât de bine poate absorbi sunetul un material este specificată cu valoarea adimensională α (coeficient de absorbție a sunetului). Se aplică următoarele:

• α = 1 corespunde unei absorbții de 100%.
• α = 0 corespunde unei reflexii de 0%.

Capacitatea diferitelor materiale de a absorbi sunetul este puternic dependentă de frecvență, motiv pentru care absorbția sunetului în camera de reverberație este, de asemenea, măsurată și specificată în funcție de frecvență. Pentru a facilita clasificarea materialelor, se poate calcula o valoare medie din coeficientul de absorbție a sunetului în funcție de frecvență, care este apoi atribuită unei clase de absorbție a sunetului:

Atunci când se măsoară coeficientul de absorbție acustică în camera de reverberație, tipul de instalație este, de asemenea, decisiv pentru valoarea măsurată. Prin urmare, valorile de absorbție măsurate ale perdelelor acustice nu pot fi date în termeni generali, ci ar trebui să fie date întotdeauna în legătură cu configurația de testare respectivă. Măsurăm perdelele noastre ca standard cu o distanță de 100 mm față de perete și cu o toleranță de plisare de 0% și 100%.

Izolație fonică

În domeniul acusticii clădirilor, indicele de reducere a zgomotului unei componente de clădire este deosebit de important. Acesta indică măsura în care sunetul incident este împiedicat să se propage. În comparație cu absorbția, nu este vorba despre reducerea reflexiilor (și, prin urmare, a timpului de reverberație) în interiorul unei încăperi închise, ci despre reducerea volumului dintre două părți ale unei încăperi sau ale unor încăperi separate. Izolarea fonică a unei componente de construcție depinde în mare măsură de greutatea acesteia și de compoziția materialelor.

Indicele de reducere a zgomotului R este dat în dB, adică în aceeași unitate cu nivelul de presiune acustică. Dublarea presiunii sonore corespunde unei creșteri a nivelului măsurat de 6 dB. Cu toate acestea, intensitatea percepută a unui semnal depinde de mulți alți factori, cum ar fi durata de expunere, frecvența sau compoziția spectrală. O dublare a volumului percepută în mod subiectiv corespunde unei diferențe de nivel de aproximativ 10 dB.

Nivelul presiunii sonore

Mărimea fizică utilizată pentru a caracteriza intensitatea evenimentelor sonore este presiunea acustică, măsurată în pascali [Pa]. Urechea umană poate percepe o gamă foarte largă de fluctuații de presiune în aer. Există un factor de 1:1.000.000 între pragul auditiv (aproximativ 20 μPa) și pragul durerii (20 Pa). Pentru o reprezentare clară, presiunea sonoră este dată ca raport față de pragul auditiv, care, de asemenea, corespunde mai bine impresiei auditive umane. Astfel, rezultă unitatea decibel [dB] pentru nivelurile sonore.

Rezistența la curgere

După cum s-a descris în capitolul privind absorbția sunetului, în absorbantele poroase, printre care se numără majoritatea perdelelor, sunetul de impact este obținut prin efecte de frecare în material. Pentru a permite o astfel de frecare, așa-numita rezistență la curgere trebuie să fie cuprinsă între 500 și 1500 Pa s/m. Dacă valoarea este semnificativ mai mică, materialul poate fi descris ca fiind permeabil la sunet; dacă valoarea este semnificativ mai mare, o mare parte din energia sonoră este fie reflectată, fie trece prin material fără a mai absorbi energia sonoră.

Rezistența la curgere oferă o indicație a proprietăților acustice ale unui material, indiferent de condițiile de instalare. Cu toate acestea, proprietățile acustice reale ale unei componente trebuie întotdeauna luate în considerare în legătură cu instalarea la fața locului, pentru care se măsoară coeficientul de absorbție acustică.