Tartalom Bevezetés Hangterjedés Visszaverődés Teremakusztikai tervezés A teremalak fontossága Határoló felületek burkolata Összefoglalás 1.
Bevezetés Építészeti akusztika ajánlások, szabványok, hatósági előírások ÉPÜLETAKUSZTIKA TÉR-és TEREMAKUSZTIKA ÉPÍTÉSZETI AKUSZTIKA GÉPÉSZETI AKUSZTIKA ELEKTROAKUSZTIKA 2.
Bevezetés II. Építészet és akusztika kapcsolata: látvány és hangzás - látvány érzékelése: lényegében azonnali, - hangzás érzékelése: inkább folyamat. Építészeti akusztikai kultúra - egészségügy - környezetvédelem - komfort Tervezés Felismerések Hagyományok, tapasztalatok XXI. XX. XVII. 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 (db SPL, 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 E visszaverődő E beeső E továbbhaladó E elnyelődő 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 - sima reflektáló felület x >> λ - konkáv reflektáló felület - konvex reflektáló felület 9.
Visszaverődés V. Visszaverődések zárt terekben - közvetlen ( direkt ) hang - első visszaverődések - többszörös visszaverődések Reflexiós hangutak Direkt hangutak 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, Direkt hang szint (db) 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 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 idő 16.
Teremakusztikai tervezés A tervezés célja...... a használati funkcióhoz illeszkedő, azt támogató vagy lehetővé tevő visszaverődési kép és zengési folyamat méretezése. specifikáció TERVEZÉS optimalizálás ÉRZET MODELLEZÉS minõsítés 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 (T 60, T 5-25, T 5-35, EDT 10, stb.), - energiaarányok (C 80, D 50, 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.