Akustika prostorija - IEEE
Akustika prostorija - IEEE
Akustika prostorija - IEEE
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Student<br />
Matični broj:<br />
ZAVOD ZA ELEKTROAKUSTIKU<br />
LABORATORIJSKE VJEŽBE IZ ELEKTROAKUSTIKE<br />
Laboratorijska vježba 5: <strong>Akustika</strong> <strong>prostorija</strong><br />
Ime i prezime:<br />
<strong>Akustika</strong> <strong>prostorija</strong><br />
Program Ease<br />
Najvažnija tri parametra koja određuju akustičke osobine prostorije su:<br />
1. volumen prostorije;<br />
2. oblik prostorije;<br />
3. odjek (reverberacija) prostorije.<br />
Odjek (reverberacija) prostorije<br />
Jedna od najvažnijih karakteristika akustike <strong>prostorija</strong> je vrijeme odjeka.<br />
Zvuk u prostoriji pri nastanku raste ili opada po eksponencijalnom zakonu, što znači da se<br />
u jednakim vremenskim razmacima promijeni za jednak broj decibela. Vrijeme odjeka je<br />
vrijeme za koje intenzitet zvuka opadne za 60dB.<br />
Kao izvor se koriste razne vrste zvukova. Važno je samo da izvor ima dovoljno široko<br />
frekvencijsko područje i da omogućuje dovoljno veliki intenzitet kako bi se osigurala<br />
dovoljna dinamika mjerenja vremena odjeka.<br />
Nekoliko znanstvenika se bavilo proučavanjem izračunavanja vremena odjeka, a najvažniji<br />
su W.C. Sabine, C.F. Eyring i G. Millington.<br />
Na temelju svojih mnogobrojnih mjerenja Sabine je došao do ovih zaključaka:<br />
1. vrijeme utišavanja zvuka praktički je jednako na svim mjestima u dvorani;<br />
2. vrijeme utišavanja zvuka praktički ne ovisi o položaju izvora zvuka;<br />
3. djelovanje apsorpcijskih materijala postavljenih da bi se smanjilo vrijeme<br />
utišavanja, općenito, ne ovisi o njihovu položaju.<br />
Nakon mnogobrojnih pokusa Sabine je došao do jednadžbe za vrijeme odjeka:<br />
T =<br />
0,<br />
161V<br />
A<br />
, A = α1S1 + α2S2 + ... + αnSn<br />
gdje je T vrijeme u sekundama dobiveno na osnovi odnosa početnog i konačnog intenziteta<br />
10 6 :1 ili 60dB, a apsorpcija A zbroj umnožaka površina promatranih ploha i pripadajućih<br />
koeficijenata apsorpcije i izražena je u kvadratnim metrima ili sabinima. Volumen treba<br />
uvrstiti u kubičnim metrima.<br />
Iako je proces odjeka relativno složen, Sabineova formula je prilično jednostavna i stoga<br />
prikladna za upotrebu. No, treba naglasiti da je ona prikladna samo onda kad se zvuk za<br />
vrijeme odjeka reflektira mnogo puta, tako da se može smatrati da je zvučna energija<br />
jednoliko raspodijeljena po cijeloj prostoriji. Ako je riječ o „prigušenoj“ prostoriji, dakle o<br />
Autori: Bojan Ivančević, Ivan Đurek, Mia Suhanek 1
ZAVOD ZA ELEKTROAKUSTIKU<br />
LABORATORIJSKE VJEŽBE IZ ELEKTROAKUSTIKE<br />
Laboratorijska vježba 5: <strong>Akustika</strong> <strong>prostorija</strong><br />
malobrojnim refleksijama zvuka za vrijeme odjeka, Sabineova formula ne daje realne<br />
rezultate. Ona je zapravo samo poseban slučaj Eyringove formule:<br />
V<br />
T = 0,16<br />
, gdje je<br />
− S ln( 1−<br />
α)<br />
2 3<br />
α α α<br />
- ln (1-α) = + + + ...<br />
1 2 3<br />
Za male vrijednosti α članovi s potencijama postaju zanemarivo maleni, pa je - ln (1-α) = α.<br />
G. Millington je također uzeo da se površina dvorane S sastoji od površina S1, S2, S3, ...,Si,<br />
gdje svaka sa svojim koeficijentom apsorpcije α1, α2, α3, ..., αi. Ako za vrijeme odjeka<br />
nastaje N refleksija na površini S, onda će N1 refleksija biti na površini S1, N2 na površini S2<br />
itd. Uz pretpostavku da je broj refleksija razmjeran površini, vrijedi odnos:<br />
S1 S 2 Si N1 = N , N2 = N , ..., Ni = N .<br />
S<br />
S<br />
S<br />
Konačno se tim postupkom dobiva Eyringova formula:<br />
T =<br />
0,<br />
16V<br />
− S ⋅ ln( 1−<br />
α )<br />
.<br />
∑<br />
i<br />
Kad se govori o optimalnom odjeku, ne misli se samo na optimalno vrijeme odjeka ili na<br />
optimalnu frekvencijsku karakteristiku odjeka već i na optimalnu karakteristiku porasta i<br />
opadanja intenziteta zvuka u prostoriji, te na optimalan odnos reflektiranog zvuka prema<br />
direktnom zvuku koji stiže do pojedinog slušatelja.<br />
Refleksije koje dolaze do slušatelja u vrlo kratkom periodu nakon izravnog zvuka ljudsko<br />
uho ne razlikuje od direktnog zvuka. Svi ti zvukovi se „stope“ u jednu cjelinu i to rezultira<br />
porastom glasnoće.<br />
Za svaku prostoriju postoji određeno najpovoljnije vrijeme odjeka. Ono ne ovisi samo o<br />
volumenu prostorije nego i njezinoj svrsi. Difuznost prostorije također utječe na optimalno<br />
vrijeme odjeka. Ako je ona loša (difuznost) bolje je odabrati manje vrijeme odjeka.<br />
S obzirom na svrhu prostorije razlikujemo optimalno vrijeme odjeka za glazbene dvorane i<br />
dvorane predviđene za govor. Prema tome s obzirom na akustičke osobine možemo<br />
razlikovati glazbenu i govornu akustiku.<br />
Autori: Bojan Ivančević, Ivan Đurek, Mia Suhanek 2<br />
i
ZAVOD ZA ELEKTROAKUSTIKU<br />
LABORATORIJSKE VJEŽBE IZ ELEKTROAKUSTIKE<br />
Laboratorijska vježba 5: <strong>Akustika</strong> <strong>prostorija</strong><br />
Radi efikasnog proračuna vremena odjeka prostorije prije nego se krene u izgradnju rabe se<br />
razni simulacijski programi koji na osnovu podataka o obliku i apsorpcijskim materijalima<br />
s kojima je <strong>prostorija</strong> obložena približno izračunavaju vrijeme odjeka. Jedan od tih<br />
programa je i softver Ease.<br />
Zadatak:<br />
Zadano je vrijeme odjeka prostorije. Za odabrani oblik prostorije mijenjati i namještati<br />
materijale zidova, poda i stropa kako bi se postiglo željeno vrijeme odjeka u dozvoljenim<br />
tolerancijama.<br />
Uputa:<br />
1. Pokrenuti EASE<br />
2. FILE > NEW PROJECT – izabrati ime dvorane i ime projekta > CREATE<br />
3. ROOM EDIT > MODIFY DATA<br />
4. INSERT > CREATE SHAPE 3D u padajućem meniju izabrati oblik prostorije i<br />
unijeti željene dimenzije (maksimalni volumen prostorije je 5000 m3)<br />
5. EDIT > CHECK DATA (ili F5) – ovaj korak ponavljati nakon svake promjene –<br />
rezultat mora biti TRUE (piše u toolbaru na dnu prozora)<br />
6. U glavnom prozoru FILE > SAVE PROJECT<br />
7. Povratak u ROOM EDIT prozor<br />
8. Kliknuti na plohe redom i provjeriti orijentaciju plohe (žuta boja okvira znači da<br />
je ploha orijentirana u vidljivom smjeru, a bijela boja označava suprotno) – sve<br />
plohe moraju biti orijentirane u prostoriju<br />
9. Učitavanje baze materijala – izabrati bilo koju plohu i stisnuti F2 - pojavljuje se<br />
novi prozor sa značajkama plohe – odabrati BROWSE - C:\ EASE<br />
4.1\EASE40Data\Global Materials40\American Base\FULL – SELECT ALL –<br />
ADD – OK<br />
10. Promjena materijala - izabrati bilo koju plohu i stisnuti F2 – odabrati novi<br />
materijal za tu plohu (pri odabiru materijala sa DETAILS se poziva opis<br />
materijala s vrijednostima koeficijenta apsorpcije)<br />
11. Nakon promjene materijala na svim plohama napraviti CHECK DATA (ili F5)<br />
Autori: Bojan Ivančević, Ivan Đurek, Mia Suhanek 3
ZAVOD ZA ELEKTROAKUSTIKU<br />
LABORATORIJSKE VJEŽBE IZ ELEKTROAKUSTIKE<br />
Laboratorijska vježba 5: <strong>Akustika</strong> <strong>prostorija</strong><br />
12. EDIT > ROOM DATA - 1. isključiti ROOM OPEN i ROOM SYMMETRIC -<br />
APPLY i 2. u ROOM RT postaviti željeno vrijeme odjeka RT desired - APPLY<br />
(maksimalno vrijeme odjeka je 1,5 s)<br />
13. Napraviti CHECK DATA (ili F5)<br />
14. U glavnom prozoru FILE > SAVE PROJECT<br />
15. VIEW > ROOM RT – pregled dobivenih rezultata (uključiti tolerancije<br />
TOLERANCE – STANDARD)<br />
16. Mijenjati materijale dok se ne dobije zadano vrijeme odjeka (ponavljati korake<br />
10. do 15.)<br />
Autori: Bojan Ivančević, Ivan Đurek, Mia Suhanek 4