13.11.2012 Views

6. PROSTORNA AKUSTIKA - Fer

6. PROSTORNA AKUSTIKA - Fer

6. PROSTORNA AKUSTIKA - Fer

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

<strong>6.</strong> <strong>PROSTORNA</strong> <strong>AKUSTIKA</strong><br />

Elektroakustika 2007.<br />

Svrha joj je da se ostvare uvjeti za dobro, kvalitetno i ugodno<br />

slušanje.<br />

Važno je da pri tome ne budu zadovoljni samo slušatelji,<br />

nego i izvođači.<br />

Tzv. dobra akustika postiže se uspješnim zadovoljavanjem<br />

više objektivnih i subjektivnih uvjeta.


<strong>6.</strong>1. OBLIK PROSTORIJE<br />

To je jedan od najvažnijih faktora prostorne akustike.<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Svaki izvor zvuka u nekom prostoru može imati do beskonačno<br />

mnogo vlastitih zrcalnih slika, virtuelnih izvora.<br />

U slučaju npr. dva paralelna, beskonačna zida, između kojih se<br />

postavi zvučni izvor (npr. bijeli šum), pojaviti će se između<br />

zidova stojni val, čija je osnovna frekvencija (prvi (nulti) mod<br />

titranja) ovisna o udaljenosti zidova d:<br />

kao i viši modovi (2f 0 , 3f 0 ....)<br />

f 0 = c/2d = 343/2d [Hz]


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>1. Pojava stojnih valova u<br />

ovisnosti o omjeru frekvencije i<br />

dimenzija prostorije. Prikaz I, II<br />

i III moda.


Elektroakustika 2007.<br />

Širenje zvuka u prostoru može se prikazati i zrakama ako je<br />

valna duljina znatno manja od dimenzija prostora, dakle na<br />

višim frekvencijama. Tada se može za objašnjenje pojava<br />

koristiti korpuskularna metoda (“ray tracing”) umjesto valne:<br />

Sl. <strong>6.</strong>2. Vizualizacija aksijalnih, tangencijalnih i kosih modova<br />

prostora upotrebom ray-tracing metode


Elektroakustika 2007.<br />

Najčešći oblik prostora je paralelopipedni. Uporabom valne<br />

metode Lord Rayleigh je 1869. izračunao prirodne (vlastite)<br />

frekvencije nekog prostora paralelopipednog oblika:<br />

f= (c/2)√[(p 2 /d 2 )+(q 2 /š 2 )+(r 2 /v 2 )]<br />

gdje su p, q i r cijeli brojevi (0, 1, 2, 3...) koji označavaju mod<br />

titranja (aksijalni, tangencijalni, kosi, višestruki), a d, š i v su<br />

duljina, širina i visina (dimenzije) prostorije.<br />

Sl. <strong>6.</strong>3. Modovi titranja<br />

u nekoj prostoriji.


Elektroakustika 2007.<br />

Zbog interferencije i rezonantnih pojava stojnih valova<br />

pojedinih sustava nastaje nejednolika raspodjela zv. tlaka.<br />

Sl. <strong>6.</strong>4. Raspodjela izobara (krivulja jednakog zv. tlaka) u<br />

prostoriji zbog interferencije valova vlastitih frekvencija


Elektroakustika 2007.<br />

Broj rezonantnih frekvencija između nekih frekvencija f i (f+df)<br />

se može približno izračunati po formuli<br />

(V je volumen, c brzina zvuka)<br />

dN= (4π V f 2 df)/c 3<br />

Na niskim frekvencijama je razmak između pojedinih<br />

frekvencija veći što slušno djeluje vrlo nepovoljno.<br />

Mjerenje rezonantnih frekvencija može se obaviti npr.<br />

klizajućim sinusnim tonom između zadanih frekvencijskih<br />

granica. Mjerni rezultat je kompozitni oblik razine zv. tlaka u<br />

prostoriji unutar frekvencijskih granica, te će pokazati<br />

frekvencijsku ovisnost na nekom određenom mjestu. O kojem<br />

modu se radi treba utvrditi proračunom prema konkretnim<br />

dimenzijama prostora.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>5. Mjerenje raspodjele zvučnog tlaka u sve tri ravnine<br />

prostora klizajućim sinusnim tonom.


Elektroakustika 2007.<br />

Prema višim frekvencijama postaje broj rezonantnih<br />

frekvencija općenito sve veći i razmak između njih sve manji,<br />

pa rezonantna pojava kao takva, osim što povećava glasnoću,<br />

utječe na koloraciju tona.<br />

Vrijeme opadanja pojedinih modova je međusobno različito i<br />

ovisi većinom o vrsti i položaju apsorpcijskih odnosno<br />

reflektirajućih ploha u prostoru.<br />

Pojasna širina pojedinih modova se povećava sa smanjenjem<br />

vremena odjeka. U uobičajenim studijima širina moda je u<br />

prosjeku oko 5 Hz (do pada amplitude za -3 dB).


Elektroakustika 2007.<br />

Osim oblika prostorije izuzetno je važan i njezin tloris.<br />

Važno je da zvuk do slušatelja dolazi što kraćim, direktnim<br />

putem.<br />

Sl. <strong>6.</strong><strong>6.</strong> i <strong>6.</strong>7. Ovisnost ozvučavanja o<br />

obliku tlorisa prostorije


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>9. Za veće auditorije povoljan je lepezast, trapezan ili sl.<br />

tloris.


Elektroakustika 2007.<br />

Kružni, eliptični i kombinirani tlorisi, kao i različite konkavne ili<br />

kružne stijene su vrlo nepovoljne zbog fokusiranja zvuka, ali ih<br />

se može djelomice korigirati odgovarajućim difuzorima i<br />

reflektorima.<br />

Sl. <strong>6.</strong>10 i <strong>6.</strong>11. Korekcije<br />

nepovoljnih oblika prostorije


Sl. <strong>6.</strong>12. i <strong>6.</strong>13. Pojava virtuelnih izvora zbog fokusiranja.<br />

Elektroakustika 2007.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>14<br />

obrade<br />

kazališt<br />

Zagreb


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>15. Primjer<br />

bočne stijene:


Elektroakustika 2007.<br />

Sl.<br />

boč<br />

“Tr


Vrlo je važna i visina i oblik stropa.<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Strop treba reflektirati što više energije prema stražnjim<br />

sjedalima dvorane, jer su ona u pogledu glasnoće najlošija.<br />

Pri tome treba paziti da reflektirani zvuk do stražnjih sjedala<br />

ne stigne suviše kasno, jer će se inače pojaviti jeka koja će<br />

npr. govor učiniti slabo razumljivim.<br />

Sl. <strong>6.</strong>17 (lijevo): Nepovoljna<br />

visina stropa; sl. <strong>6.</strong>18:<br />

povoljna izvedba stropa


Sl. <strong>6.</strong>19 i <strong>6.</strong>20: ispravno i loše zakrivljen<br />

konkavni strop.<br />

Elektroakustika 2007.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>21. Primje<br />

stropa: kazališt<br />

“Trešnja” Zagre


Elektroakustika 2007.


Sl. <strong>6.</strong>23. Plohe stropa treba iskoristiti kao reflektore<br />

Elektroakustika 2007.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>24. Različiti radijusi zakrivljenosti stropa imati će različite<br />

efekte.<br />

U ovisnosti o zakrivljenosti stropa prema njegovoj visini i<br />

poziciji zvučnog izvora raspodjela zvuka na podu može biti<br />

povoljna ili ne (Sl. <strong>6.</strong>24).<br />

Ako je strop izveden kao svod, polumjer bi mu trebao biti<br />

manji od polovice visine ili veći od dvostruke visine.


Elektroakustika 2007.<br />

Za kvalitetno slušanje na različitim pozicijama u dvorani važan<br />

je i razmještaj sjedala.<br />

a)<br />

Sl. <strong>6.</strong>25. Visinski razmještaj sjedala (a) povoljan, b) nepovoljan).<br />

b)


Sl. <strong>6.</strong>2<strong>6.</strong> Različita uzdignutost sjedala omogućuje slušanje<br />

izvornog zvuka na različitim pozicijama u dvorani.<br />

Elektroakustika 2007.


Sl. <strong>6.</strong>27<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>27, <strong>6.</strong>28. Za poboljšanje raspodjele zvučnog polja često<br />

se upotrebljavaju reflektori i difuzori.


Elektroakustika 2007.<br />

Veća difuzija zvuka omogućuje bolju raspodjelu zvučnog polja<br />

i povećava subjektivnu “zaokruženost” zvukom.<br />

Sl. <strong>6.</strong>29.<br />

Nastajanje difuzije<br />

Sl. <strong>6.</strong>30. Neki<br />

oblici difuzora.


Jeka i lepršajuća jeka<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Jeka se može pojaviti u različitim prostorijama te loše utjecati<br />

na razumijevanje govora i opći slušni dojam.<br />

Pojaviti se može i zbog višestrukih refleksija u prostoru (sl.<br />

<strong>6.</strong>31)<br />

Sl. <strong>6.</strong>31. Dimenzije prostora bitno utječu na pojavu jeke.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>32. Uz višestruke refleksije od tvrdih stijena jeka nastaje i u<br />

manjim prostorijama.


Elektroakustika 2007.<br />

Lepršajuća jeka (flatter-echo) pojavljuje se u manjim<br />

prostorijama tvrdih i glatkih stijena. Zvučni impuls reflektira se<br />

od stijena dok se energija ne “potroši”(sl. <strong>6.</strong>33, <strong>6.</strong>34).<br />

Sl. <strong>6.</strong>33 i <strong>6.</strong>34 Korpuskularni<br />

prikaz refleksije od planparalelnih<br />

ili pod posebnim<br />

kutevima postavljenih ploha


<strong>6.</strong>2. VOLUMEN<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Svakom izvoru zvuka odgovara posve određen volumen do<br />

kojega se može ići, a da pri tome glasnoća ne postane<br />

premalena. Raste li volumen, povećava se i unutarnja<br />

površina, pa je i apsorpcija zvuka veća, odnosno uz jednaku<br />

emitiranu zvučnu energiju glasnoća je manja.<br />

O volumenu djelomice ovisi najniža rezonantna frekvencija<br />

prostorije. Polovica valne duljine najniže rezonantne frekvencije<br />

je upravo jednaka razmaku dvije suprotne stijene.


Elektroakustika 2007.<br />

Potreban volumen neke prostorije za slušanje određuje se<br />

prema broju slušatelja, odnosno sjedala. Smatra se da je<br />

optimalan volumen 7 - 8 m 3 po slušatelju (sl. <strong>6.</strong>35).<br />

Sl. <strong>6.</strong>35 Ovisnost optimalnog volumena o vrsti glazbe i broju gledatelja


Elektroakustika 2007.<br />

Koncertne dvorane imaju između 14000 i 20000 m 3 , dakle<br />

predviđene su za oko 1800 do 2400 slušatelja. Pri<br />

maksimalnim volumenima može doći do poteškoća pri<br />

solističkim izvedbama.<br />

Omjer između volumena (m 3 ) i površine (m 2 ) koju zauzimaju<br />

slušatelji i izvođači (koja djelomice određuje vrijeme odjeka) je<br />

važan. Omjer 10:1 će na srednjim frekvencijama dati vrijeme<br />

odjeka od oko 1,4 s.<br />

U glazbenim studijima, u kojima nema publike, može se<br />

smanjiti volumen, ali umjereno, jer bi se inače za npr. dvostruko<br />

manji volumen povećala glasnoća za oko 3 fona, što bi moglo<br />

utjecati na vrhunsku izvedbu. Za slušatelje prijenosa porast<br />

glasnoće nije važan.


<strong>6.</strong>3. ODJEK<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Kad zvučni izvor počne emitirati, zvučni tlak na prijemnom<br />

mjestu počne rasti, zadržava neko vrijeme postignutu<br />

maksimalnu vrijednost i onda počinje padati (sl. <strong>6.</strong>36).<br />

Sl. <strong>6.</strong>3<strong>6.</strong> Vremenski oblik porasta, stacionarnog stanja i<br />

opadanja zvučnog tlaka.<br />

Na otvorenom prostoru će zvučni tlak rasti eksponencijalno.


Elektroakustika 2007.<br />

Početna faza se naziva dozvukom, a nakon stacionarnog stanja<br />

se pojavljuje odjek ili reverberacija.<br />

Ako se zvučni izvor ne nalazi u slobodnom polju, dozvuk i odjek<br />

će pokazati nazubljenu, stepeničastu strukturu, koja potječe od<br />

refleksija.<br />

Sl. <strong>6.</strong>37. Prostorni i<br />

vremenski prikaz<br />

dozvuka i odjeka<br />

gustoća energije gustoća energije gustoća energije<br />

dozvuk<br />

Postorno i vremensko rasprostiranje zvučnog vala<br />

odjek


Elektroakustika 2007.<br />

Ako se pobudi npr. ječna prostorija zvukom impulsnog oblika,<br />

dozvuk i odjek će izgledati kao na sl. <strong>6.</strong>38:<br />

Zvučni tlak<br />

direkt.<br />

zvuk<br />

prva<br />

refleksija<br />

odjek<br />

vrijeme<br />

Sl. <strong>6.</strong>38. Vremenski prikaz direktnog zvuka, prve refleksije, odjeka<br />

i difuznog polja.


Elektroakustika 2007.<br />

O međusobnom rasporedu ranih i kasnih refleksija ovisi<br />

trajanje dozvuka i odjeka, a time i difuznost prostora i prostorni<br />

dojam.<br />

Sve refleksije u dozvuku povećavaju glasnoću, ali razumljivost<br />

govora samo ako ne kasne više od oko 20 - 30 ms iza<br />

direktnog zvuka.<br />

Rane refleksije definiraju zvuk što se tiče njegove subjektivne<br />

dimenzije, te daju informaciju o prostoru, djelomice i zbog<br />

njihove frekvencijske i amplitudne promjenjivosti.<br />

Prikaz energije i vremenskog kašnjenja svake pojedine<br />

refleksije je reflektogram, odnosno ETC (Energy Time Curve).<br />

Prikaz može biti i trodimenzionalan, TEF (Time-Energy-<br />

Frequency).


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>39, <strong>6.</strong>40. Reflektogrami (ETC) istog zvuka pri različitim<br />

vremenskim rezolucijama


Sl. <strong>6.</strong>41. Trodimenzionalni reflektogram.<br />

Elektroakustika 2007.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>42. Vremensko<br />

premještanje zvučnog vala u<br />

pravokutnoj, trapeznolepezastoj<br />

i eliptičnoj<br />

prostoriji bez difuzorske<br />

obrade stijena (pobuda<br />

prema sl. <strong>6.</strong>44)


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>43. Vremensko<br />

premještanje zvučnog vala u<br />

pravokutnoj, trapeznolepezastoj<br />

i eliptičnoj<br />

prostoriji s difuzorskom<br />

obradom stijena (pobuda<br />

prema sl. <strong>6.</strong>44)


Sl. <strong>6.</strong>44. Oblici impulsnih odziva u pravokutnoj, trapeznolepezastoj<br />

i eliptičnoj prostoriji bez (a) i s (b) difuzorskom<br />

obradom stijena<br />

Elektroakustika 2007.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl.<strong>6.</strong>45.<br />

Vremensko<br />

premještanje<br />

zvučnog vala u<br />

pravokutnoj<br />

prostoriji uz 4<br />

različita tipa<br />

difuzorskih<br />

elemenata


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>4<strong>6.</strong> Vremensko premještanje zvučnog vala pri različitim<br />

položajima i oblicima reflektorskih ploha.


Elektroakustika 2007.<br />

S obzirom na reflektogram definirano je više pojmova kojima<br />

se opisuje<br />

• slušnost (akustička prikladnost prostora za govorne,<br />

glazbene ili druge svrhe)<br />

• razumljivost govora<br />

• prozirnost (jasnoća distinkcije istodobnih ili bliskih zvučnih<br />

događaja)<br />

• prostorni dojam<br />

•živost<br />

• difuznost prostora.


<strong>6.</strong>3.1. Izračunavanje vremena odjeka T<br />

W.C. Sabine, 1895.:<br />

Elektroakustika 2007.<br />

“Vrijeme odjeka je ono vrijeme za koje zvučna energija padne<br />

na 1/1000000. To odgovara padu zvučnog tlaka na 1/1000,<br />

dakle za 60 dB.”<br />

Ustanovljeno je da:<br />

1. vrijeme utišavanja zvuka praktički je svuda u prostoriji<br />

jednako<br />

2. vrijeme utišavanja zvuka praktički ne ovisi o položaju izvora<br />

3. efikasnost apsorpcijskih materijala postavljenih u prostoriji<br />

ne ovisi o njihovoj poziciji


Vrijeme odjeka se može izračunati i mjeriti.<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Računa se po jednostavnoj empirijskoj formuli, koja vrijedi<br />

samo za relativno ječne (T>0,8 s) prostore:<br />

T = 0,163 V/A<br />

T= vrijeme odjeka u s, V= volumen u m 3 , A=ukupna apsorpcija<br />

A je apsorpcija u m 2 “otvorenog prozora”, ili u sabinima.<br />

Zapravo je A = α•S, gdje je α koeficijent apsorpcije (za<br />

otvoreni prozor α=1), a S je ukupna površina svih ploha u<br />

prostoriji. Ako prostorija ima različite plohe s površinama S 1 ,<br />

S 2 , S 3 ,... od kojih svaka ima svoj α 1 , α 2 , α 3 ,..., prema Sabinu je<br />

α•S= α 1 S 1 + α 2 S 2 + α 3 S 3 +.....<br />

Pri potpunoj apsorpciji (A=1) vrijeme odjeka ipak nije 0, što<br />

ukazuje na samo djelomičnu upotrebljivost formule.


Elektroakustika 2007.<br />

Stoga je Eyring 1930. izveo novu, točniju formulu, uzimajući u<br />

obzir broj refleksija u prostoru, srednji slobodni put i pad<br />

zvučne energije koji nastaje prilikom svake refleksije.<br />

Srednji koeficijent apsorpcije α definirao je kao:<br />

pa je<br />

- ln(1-α) = α/1 + α 2 /2 + α 3 /3 +....<br />

T = 0,161 V/ [- S • ln(1- α)]<br />

čime je Sabinova formula zapravo specijalan slučaj Eyringove.


Elektroakustika 2007.<br />

Sličan rezultat je dobio i Millington, koji je pretpostavio da za<br />

vrijeme odjeka nastaje N refleksija na površini S, pa onda i N 1<br />

na S 1 , N 2 na S 2 itd. Pretpostavio je i da je broj refleksija<br />

razmjeran površini, pa je dobio:<br />

T = 0,161 V / [- S 1 •ln(1- α 1 ) - S 2 •ln(1- α 2 ) -...- S i •ln(1- α i )]<br />

T = 0,161 V/ [- Σ S i •ln(1- α i )]


<strong>6.</strong>3.2. Mjerenje vremena odjeka<br />

Moguće je na nekoliko načina:<br />

Elektroakustika 2007.<br />

1. praskom, koji je zadovoljavajućeg intenziteta kako bi se<br />

postigao zvučni tlak barem 60 dB iznad granice smetnje<br />

2. šumom, kojim se može postići slično kao i s praskom. Oba<br />

mjerenja su tercna u području od 63 Hz do 4 kHz.<br />

Sl. <strong>6.</strong>47. Aproksimacija<br />

krivulje pada zvučnog tlaka<br />

pri mjerenju vremena odjeka


Elektroakustika 2007.<br />

3. TEF- Techron mjerna metoda: integracijom zvučne energije<br />

u određenom vremenu (Schröderova integracija) može se<br />

prema njezinom padu izračunati vrijeme odjeka<br />

4. B&K impulsna metoda: rađena prema Schröder-Kuttruffovoj<br />

metodi (kratak pravokutni impuls propušten kroz tercni filtar<br />

pobuđuje prostoriju, te se nakon prijema mikrofonom pojačava,<br />

filtrira, kvadrira i integrira, te je time usrednjen i bez<br />

nepotrebnih istitravanja. Time je ponovljiv i pouzdan za<br />

mjerenje).


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>48. Prikaz<br />

osnovne B&K opreme<br />

za mjerenje vremena<br />

odjeka


<strong>6.</strong>3.3 Apsorpcija zvuka u zraku<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Na višim se frekvencijama zvučna energija osim na plohama<br />

prostorija apsorbira i u zraku.<br />

Apsorpcija prvenstveno ovisi o vlažnosti.<br />

Sl. <strong>6.</strong>49. Ovisnost α zraka o rel. vlažnosti s frekvencijom kao parametrom


Elektroakustika 2007.<br />

Ekvivalentna apsorpcijska površina zraka izražena je članom<br />

(4 m V), pa je onda korigiran izraz:<br />

T = 0,161 V/(4mV + A)<br />

T = 0,161 V/[4mV - S ln (1-α)]<br />

gdje je m koeficijent apsorpcije zraka , a V je volumen.<br />

Za frekvencije niže od 1 kHz m je zanemariv, ali iznad brzo<br />

raste pa apsorpcija zraka ima sve veći utjecaj.<br />

Iznad 4 kHz ekvivalentna apsorpcijska površina zraka u<br />

velikim dvoranama može imati i veći utjecaj od apsorpcijskih<br />

ploha.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>50. Korekcijski član 4mV ovisan je o relativnoj vlažnosti i<br />

koristi se pri izračunu vremena odjeka većih dvorana.


<strong>6.</strong>3.4. Odječni radijus dvorane<br />

Elektroakustika 2007.<br />

U neposrednoj blizini zv. izvora dominira direktni zvuk. Na<br />

nekom radijusu r H od centra izvora izjednačen je tlak<br />

direktnog zvuka i difuznog polja nastalog mnogobrojnim<br />

refleksijama. Dalje od tog kritičnog radijusa je tlak difuznog<br />

polja veći. Kritični radijus se naziva odječnim radijusom<br />

prostorije.<br />

r H se povećava s volumenom, ali se smanjuje s povećanjem<br />

vremena odjeka<br />

r H =0,057√(V/T) [m]<br />

U realnosti nema neusmjerenih izvora zvuka, pa treba uzeti u<br />

obzir i njihov koeficijent usmjerenosti Q i u izračun efektivnog<br />

odječnog radijusa<br />

r H eff =0,057 √Q √(V/T) [m]


el. zvučni tlak (dB)<br />

difuzni zvuk<br />

kritični radijus<br />

r H<br />

ukupni zv. tlak<br />

direktni zvuk<br />

Elektroakustika 2007.<br />

udaljenost od izvora<br />

Sl. <strong>6.</strong>51. Raspodjela direktnog i difuznog zvuka i mjesto<br />

pojave kritičnog radijusa r H


Elektroakustika 2007.<br />

Odječni radijus je relativno blizu izvora zvuka, pa niti u velikim<br />

dvoranama njegova udaljenost od centra izvora obično ne<br />

prelazi 4 - 5 m, najčešće 2 -3.<br />

Sl. <strong>6.</strong>52. Ovisnost<br />

odječnog radijusa o<br />

volumenu prostora


Sl. <strong>6.</strong>53. Ovisnost odječnog radijusa o ekvivalentnoj<br />

apsorpcijskoj plohi A, volumenu V i vremenu odjeka T<br />

Elektroakustika 2007.


<strong>6.</strong>3.5. Akustički spojene prostorije<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Ako su dvije prostorije povezane otvorom, rezultantno vrijeme<br />

odjeka u svakoj od njih ovisiti će i o drugoj prostoriji, i uvijek će<br />

biti duže nego samo jedne.<br />

Sl. <strong>6.</strong>54. Tipična karakteristika<br />

vremena odjeka za akustički<br />

spojene prostorije<br />

Efekt spojenih prostorija je to veći što su one međusobno po<br />

svojim akustičkim značajkama sličnije.


<strong>6.</strong>3.<strong>6.</strong> Utjecaj odjeka na govor<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Duže vrijeme odjeka direktno utječe na slogovnu razumljivost.<br />

Uz kraće vrijeme odjeka pojedini slogovi ili glasovi se ne<br />

preklapaju, a uz duže se preklapaju i pojedini dijelovi riječi<br />

postaju maskirani i time nerazumljivi.<br />

Sl. <strong>6.</strong>55, <strong>6.</strong>5<strong>6.</strong> Primjeri utjecaja odjeka<br />

na razumljivost govora


Elektroakustika 2007.<br />

Budući da odjek povećava glasnoću nepoželjno je da je više<br />

zakašnjeli zvuk još i pojačan, jer onda djeluje kao buka. Uho će<br />

čuti glasove koji stignu do njega unutar 140 ms nakon<br />

direktnog zvuka kao koristan zvuk, ali veća kašnjenja će se<br />

pokazati maskirajućim.<br />

Prostori namijenjeni prvenstveno govornim svrhama<br />

procijenjuju se na osnovi slogovne razumljivosti S r :<br />

S r = 96 • k g •k 0 •k b [%]<br />

k g je faktor ovisan o glasnoći, k 0 o vremenu odjeka, a k b o buci.<br />

Mjerenje se provodi subjektivno, bilježeći razumljivost<br />

određenog broja logatoma.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>57. Slogovna razumljivost ovisno o razini glasnoće i vremenu odjeka


Sl. <strong>6.</strong>58. Slogovna razumljivost ovisna o buci.<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Uz S r = 85-96% razumljivost je vrlo dobra, uz 75-85%<br />

razumljivost je dobra, 65-75% govor se prati s naporom, manje<br />

od 65% razumljivost nije zadovoljavajuća.


Govorna razumljivost ovisi i o odječnom radijusu dvorane.<br />

razina<br />

Govorna razumljivost<br />

vrlo dobra dobra zadovoljav. loša<br />

direktni zvuk<br />

difuzni zvuk<br />

slobodno polje difuzno polje<br />

odječni radijus<br />

udaljenost<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>59. U direktnom polju razumljivost je vrlo dobra, blizu<br />

odječnog (kritičnog) radijusa dobra, a u difuznom polju često<br />

nedovoljna.


Elektroakustika 2007.<br />

Gubitak artikulacije suglasnika Al cons (articulation loss of<br />

consonants) je također odlučujući za razumljivost.<br />

Prema Peutz i Kleinu je:<br />

• idealna razumljivost (“vrlo dobro”) ako je Al cons 7%<br />

• nezadovoljavajuća razumljivost (“loše”) ako je Al cons >20%


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>60. Gubitak suglasnika u ovisnosti o vremenu odjeka T i<br />

udaljenosti izvora zvuka i slušatelja.


Elektroakustika 2007.<br />

RASTI (Rapid Speech Transmission Index) je objektivna,<br />

približna mjerna metoda za mjerenje govorne razumljivosti.<br />

Automatski obuhvaća utjecaje odjeka i buke.<br />

Osniva se na teoriji da je razumljivost većim dijelom određena<br />

korektnim prijemom niskofrekvencijske modulacije nosioca<br />

govornog signala, a koja odgovara govornom ritmu.<br />

Nosilac RASTI- signala sastoji se od ružičastog šuma u dva<br />

oktavna pojasa od 500 Hz i 2 kHz kojima je razina od 59 dB i<br />

50 dB prilagođena normalnom govoru. 9 modulacijskih<br />

frekvencija od 0,63 Hz do 12,5 Hz grubo pokrivaju područje<br />

ljudskog govora. Na osnovi analize (na poziciji slušatelja)<br />

zakašnjelog signala i faktora gubitka modulacije za svaku<br />

modulacijsku frekvenciju izračunava se razumljivost.<br />

Kod idealne razumljivosti gubitka modulacije nema (m=1).


vrlo loše loše zadovolj. dobro izvrsno<br />

RASTI<br />

Sl. <strong>6.</strong>61. Odnos između vrijednosti RASTI i razumljivosti<br />

suglasnika I s<br />

Elektroakustika 2007.


<strong>6.</strong>3.7. Utjecaj odjeka na glazbu<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Kod glazbe se pojavljuju slični problemi kao i kod govora. Ako<br />

su niskofrekvencijske komponente odjekom maskirane sluh ih<br />

može restaurirati rezidualno. Maskiranje visokih frekvencija<br />

može uzrokovati loše prepoznavanje instrumenata i gubitak<br />

jasnoće i briljantnosti.<br />

Utjecaj odjeka kod glazbe je povezan s ukusom navikama i<br />

tradicijom slušatelja.<br />

Npr. na otvorenom prostoru sinfonijski orkestar zvuči bezbojno,<br />

prazno i loše. Razlog tome je nagli pad glasnoće i subjektivni<br />

nedostatak svih komponenti vezanih s prostorom.<br />

Smatra se da postoji optimalan odjek za pojedine vrste glazbe.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>62. Ovisnost optimalnog vremena odjeka na srednjim<br />

frekvencijama o volumenu za različite vrste izvedbi.


Elektroakustika 2007.<br />

Pri razmatranjima optimalnog odjeka određenih prostorija,<br />

pretpostavci da udaljenost između izvora i slušatelja<br />

(mikrofona) raste razmjerno duljini pojedine dvorane, te uz<br />

određena zanemarenja, zaključeno je da je vrijeme odjeka<br />

razmjerno s 3 √V.<br />

Matras je predložio sljedeća optimalna vremena odjeka:<br />

• za crkvenu glazbu T opt =(1/10) 3 √V<br />

• za koncertne dvorane T opt =(9/100) 3 √V<br />

• za kazališta i auditorije T opt =(7,5/100) 3 √V


Ako se za T opt uvrsti vrijednost prema Sabineu, dakle<br />

dobije se<br />

0,161 V/αS<br />

α opt =16/9 ( 3 √V 2 )/S<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Budući da je u dvoranama približno pravilnog oblika 3 √V/S<br />

konstantan i iznosi oko 1/6, optimalan faktor apsorpcije je<br />

α opt = 0,3<br />

Zaključak je da je uho osjetljivo na apsorpciju, a ne na odjek.


vrijeme<br />

odjeka<br />

crkve<br />

Elektroakustika 2007.<br />

koncertne<br />

dvorane<br />

kazališta<br />

Sl. <strong>6.</strong>63. Optimalno vrijeme odjeka za pojedine namjene u<br />

ovisnosti u volumenu<br />

volumen (m 3 )


vrijeme odjeka<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>64.<br />

Frekvencijske<br />

karakteristike<br />

nekoliko<br />

poznatih<br />

koncertnih<br />

dvorana<br />

1. Musikvereinssaal Wien, 2. Alte Philharmonie Berlin, 3. Symphony Hall<br />

Boston, 4. Oetkerhalle Bielefeld, <strong>6.</strong> Herkulessaal München, <strong>6.</strong> Musikhalle<br />

Hamburg, 7. Royal Festival Hall London<br />

´= sa slušateljima


<strong>6.</strong>3.8. Frekvencijska karakteristika odjeka<br />

Nije svejedno kakva će biti frekvencijska karakteristika.<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Mnogi tradicionalni autori su preporučali karakteristike kao na<br />

slici <strong>6.</strong>65.<br />

Sl. <strong>6.</strong><strong>6.</strong>5 Frekv. karakteristika vremena odjeka


Općenito se može smatrati da:<br />

Elektroakustika 2007.<br />

• u govornim studijima treba smanjiti vrijeme odjeka na niskim<br />

frekvencijama<br />

• u studijima za pop-glazbu i modernim koncertnim<br />

dvoranama treba vrijeme odjeka biti frekvencijski neutralno,<br />

uravnoteženo na niskim i visokim frekvencijama<br />

• u povijesnim dvoranama (često s drvenom obradom)<br />

karakteristika je u srednjem frekvencijskom pojasu podignuta i<br />

naglašena<br />

• u starim crkvama velikog volumena i s pretežno tvrdim<br />

plohama naglašene su niske frekvencije<br />

• moderne crkve trebale bi zvučati prigušenije, s manjim<br />

vremenom odjeka na niskim frekvencijama


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>6<strong>6.</strong> Preporučene vrijednosti vremena odjeka (pri 500 Hz)<br />

za prostore: 1. za oratorije, 2. sinfonijsku glazbu, 3. solo i<br />

komornu glazbu, 4. kazališta, 5. dramska kazališta, dvorane


Prema Kuhlu optimalna su vremena odjeka (u sek.):<br />

• govorni studio 0,3<br />

• dramski studio 0,6<br />

• veliki TV-studio 0,8<br />

• dramsko kazalište,<br />

velika predavaonica 0,7-1,2<br />

• opera 1,5<br />

• koncertna dvorana 2,0<br />

• veliki glazbeni studio 2,0<br />

• crkva 2,5-3<br />

Elektroakustika 2007.


<strong>6.</strong>3.9. Svojstva nekih prostora<br />

• Spavaonica: tiha (80m 3<br />

Elektroakustika 2007.<br />

-simetričan raspored zvučnika s obzirom na os između njih i<br />

slušatelja. Simetrična apsorpcija zidova, po površini i po α<br />

-razina buke


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>67. Srednje vrijednosti pada zvučnog tlaka u akustički<br />

obrađenim i neobrađenim dnevnim boravcima - slušaonicama.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>68. Subjektivne procjene postignuća određenih<br />

akustičkih parametara u djelomice obrađenim prostorima za<br />

slušanje.


• Školska soba<br />

- volumen >160m 3<br />

- T


Sl. <strong>6.</strong>69. Tipična predavaonica.<br />

Elektroakustika 2007.


• Sportska dvorana (npr. Dom sportova)<br />

- 4500-6000 gledatelja<br />

- T


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>71. Dom sportova


• Koncertna dvorana (npr. V. Lisinski)<br />

- cca 1850 slušatelja<br />

- volumen 16000 m 3 (po osobi 8,7 m 3 )<br />

-T srednje između 500 Hz i 1 kHz = 2,2 s<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>72. KD Lisinski<br />

Ovisnost vremena<br />

odjeka o popunjenosti<br />

dvorane, zatvorenosti<br />

orgulja, pozornici


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>73. KD Lisinski


• Studio<br />

Različitih su namjena s obzirom na tonski materijal.<br />

Elektroakustika 2007.<br />

TV, radio, govorni, dramski, parcijalno snimanje, višekanalno;<br />

Moraju biti relativno prigušeni, dakle i malog vremena odjeka, ali,<br />

zbog prijenosa “u živo” moraju prirodno zvučati.<br />

Važne su vlastite frekvencije, naročito na području ispod 300 Hz.<br />

Sl. <strong>6.</strong>74.<br />

Preporučljivo<br />

vrijeme odjeka u<br />

ovisnosti o<br />

volumenu


• Veliki HRT studiji B-30<br />

Elektroakustika 2007.<br />

Dva TV studija (1000 m 2 i 400m 2 ), jedan radijski (koncertni)<br />

studio 400m 2<br />

-T 1 = 0,8 s, T 2 = 0,6 s, T 3 = 0,7s<br />

- buka: N20 (25 dBA)<br />

- visina: 14,5 m, 8,5 m, 7,6 m


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>75. HRT studiji (B-30, TV mali=400m 2 , TV veliki=1000m 2 , radio =<br />

400m 2 )


Sl. <strong>6.</strong>7<strong>6.</strong> Izgradnja B-30 (krovna nosiva konstrukcija)<br />

Elektroakustika 2007.


Sl. <strong>6.</strong>77. Izgradnja B-30 (projektanti na međustropnoj<br />

konstrukciji...)<br />

Elektroakustika 2007.


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>78. Izgradnja B-30<br />

(međustropna konstrukcij


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>79. Primjer postupka projektiranja dvorane predviđene i<br />

za govorna zbivanje bez razglasnih uređaja


Sl. <strong>6.</strong>80. Projektiranje okoline pozornice.<br />

Elektroakustika 2007.


Sl. <strong>6.</strong>81. Simulacija raspodjele zvučnog tlaka u svrhu<br />

optimiranja razumljivosti (C 50 ).<br />

Elektroakustika 2007.


• Kontrolne prostorije (režije)<br />

Posebni su zahtjevi na zaštitu od buke (npr. N-15)<br />

Vrijeme odjeka


Sl. <strong>6.</strong>83 Postizanje “mrtve zone” između direktnog zvuka i prvih refleksija<br />

Elektroakustika 2007.


Elektroakustika 2007.<br />

Live-end-dead-end (LEDE, D. Davis) kontrolna soba (režija)<br />

Sl. <strong>6.</strong>84. Tloris LEDE-režije. RPG = Reflection Phase Grating<br />

(difuzor), RFZ = Reflection-Free Zone, LFD=Low Frequency Diffusor


Elektroakustika 2007.<br />

Sl. <strong>6.</strong>85. Postizanje “zone bez refleksije” u horizontalnoj ravnini i<br />

razmještaj difuzora.


Literatura<br />

<strong>6.</strong>1 T. Jelaković, T.: Zvuk, sluh, arhitektonska akustika, 2. izdanje, Zagreb, Školska<br />

knjiga, 1978.<br />

<strong>6.</strong>2 Everest, F.A.: The master handbook of acoustics, 2nd edition, McGraw-Hill,<br />

USA, TAB books, 1989., ISBN 0-8306-9396-3<br />

<strong>6.</strong>3 Blauert, J. : Räumliches Hören, Stuttgart, S. Hirzel Verlag, 1974., ISBN 3-<br />

7776-0250-7<br />

<strong>6.</strong>4 www.sfu.ca/~truax/handbook.html<br />

<strong>6.</strong>5 Long, M. : Architectural Acoustics, Elsevier, Burlington, 200<strong>6.</strong>, ISBN 13 978-0-<br />

12-455551-9<br />

<strong>6.</strong>6 Franz, D.: Elektroakustik, München, Franzis Verlag, 1990., ISBN 3-7723-9421-<br />

3<br />

<strong>6.</strong>7 H. Kuttruff: Room Acoustics, Elsevier Science<br />

<strong>6.</strong>8 Junker, G: Einführung in die Raumakustik und Beschallungstechnik, Wien,<br />

Universität Wien, 2000., internetsko izdanje, pdf<br />

<strong>6.</strong>9 http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/waves/wavemotion.html<br />

<strong>6.</strong>10 Yokota, T., Sakamoto, S., and Tachibana, H. : Visualization of sound<br />

propagation and scattering in rooms<br />

<strong>6.</strong>11 Dickreiter, M. : Handbuch der Tonstudiotechnik, München, Saur Verlag,<br />

1987., 5. izdanje, ISBN 3-598-10588-6, Band 1 i 2<br />

<strong>6.</strong>12 Brüel&Kjaer: Frequency analysis, Naerum, 1977., ISBN 8787355-14-0<br />

Elektroakustika 2007.


Izvor slika:<br />

sl. <strong>6.</strong>1 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>2 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>3 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>4 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>5 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>6 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>7 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>8 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>9 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>10 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>11 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>12 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>13 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>14 autor 2001.<br />

sl. <strong>6.</strong>15 autor 2001.<br />

sl. <strong>6.</strong>16 autor 2001.<br />

Elektroakustika 2007.


sl. <strong>6.</strong>17 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>18 lit. <strong>6.</strong>1.<br />

sl. <strong>6.</strong>19 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>20 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>21 autor 2001.<br />

sl. <strong>6.</strong>22 autor 2001.<br />

sl. <strong>6.</strong>23 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>24 lit. <strong>6.</strong>1.<br />

sl. <strong>6.</strong>25 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>26 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>27 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>28 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>29 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>30 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>31 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>32 lit. <strong>6.</strong>1<br />

Elektroakustika 2007.


sl. <strong>6.</strong>33 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>34 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>35 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>36 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>37 lit. <strong>6.</strong>6<br />

sl. <strong>6.</strong>38 lit. <strong>6.</strong>6<br />

sl. <strong>6.</strong>39 autor<br />

sl. <strong>6.</strong>40 autor<br />

sl. <strong>6.</strong>41 autor<br />

sl. <strong>6.</strong>42 lit. <strong>6.</strong>10<br />

sl. <strong>6.</strong>43 lit. <strong>6.</strong>10<br />

sl. <strong>6.</strong>44 lit. <strong>6.</strong>10<br />

sl. <strong>6.</strong>45 lit. <strong>6.</strong>10<br />

sl. <strong>6.</strong>46 lit. <strong>6.</strong>10<br />

sl. <strong>6.</strong>47 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>48 lit. <strong>6.</strong>12<br />

Elektroakustika 2007.


sl. <strong>6.</strong>49 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>50 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>51 lit. <strong>6.</strong>11<br />

sl. <strong>6.</strong>52 lit. <strong>6.</strong>11<br />

sl. <strong>6.</strong>53 lit. <strong>6.</strong>8<br />

sl. <strong>6.</strong>54 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>55 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>56 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>57 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>58 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>59 lit. <strong>6.</strong>8<br />

sl. <strong>6.</strong>60 lit. <strong>6.</strong>8<br />

sl. <strong>6.</strong>61 lit. <strong>6.</strong>8<br />

sl. <strong>6.</strong>62 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>63 lit.<strong>6.</strong>11.<br />

sl. <strong>6.</strong>64 lit. <strong>6.</strong>11<br />

Elektroakustika 2007.


sl. <strong>6.</strong>65 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>66 lit. <strong>6.</strong>8<br />

sl. <strong>6.</strong>67 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>68 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>69 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>70 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>71 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>72 lit. <strong>6.</strong>1<br />

sl. <strong>6.</strong>73 lit. <strong>6.</strong>1.<br />

sl. <strong>6.</strong>74 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>75 lit. autor 2001.<br />

sl. <strong>6.</strong>76 lit. autor 2001.<br />

sl. <strong>6.</strong>77 lit. autor 2001.<br />

sl. <strong>6.</strong>78 lit. autor 2001.<br />

sl. <strong>6.</strong>79 lit. <strong>6.</strong>8<br />

sl. <strong>6.</strong>80 lit. <strong>6.</strong>8<br />

Elektroakustika 2007.


sl. <strong>6.</strong>81 lit. <strong>6.</strong>8<br />

sl. <strong>6.</strong>82 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>83 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>84 lit. <strong>6.</strong>2<br />

sl. <strong>6.</strong>85 lit. <strong>6.</strong>2<br />

Elektroakustika 2007.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!