3 Akustika - akusticki dizajn

AKUSTIKI DIZAJN PROSTORIJA

Akustiki dizajn neke prostorije je projektovanje fizikih intervencija kojima se zvuno polje u njoj podeava premaintervencija kojima se zvuno polje u njoj podeava prema odreenim zahtevima ula sluha.

Akustiki dizajn predstavlja praktinu inenjersku primenu dela akustike teorije koja se naziva akustika prostorija (room acoustics)acoustics).

Akustiki dizajn prostorija podrazumeva kolektivni rad arhitekte i j p j pakustikog konsultanta, jer je to najveim delom kreiranje enterijera prema zahtevima ula sluha

Njihov zajedniki rad mora se organizovati u svim fazama izrade projektaizrade projekta (postoje neki jednostavni sluajevi kada arhitekta moe samostalno da dizajnira prostoriju na osnovu publikovanih preporuka).

Opis jedne operske sale u literaturi, gde se navodi

arhitekta i ak stiki kons ltantarhitekta i akustiki konsultant

Prostorija kao multipath sistem prenosa

Osnovna osobina prostorije kao fizikog ambijenta je prostorna ogranienost - to je vazduni prostor sa svih strana ogranienogranienost to je vazduni prostor sa svih strana ogranien graevinskim pregradama.

IZVOR

PRIJEMNIK

Kada zvuna energija u prostoriji krene od izvora, ona na svom putu nailazi na pregrade kao fizike prepreke reflektuje se iputu nailazi na pregrade kao fizike prepreke, reflektuje se i nastavlja put po njenoj zapremini uz sukscesivne refleksije.

P1P1

1

Kada zvuna energija u prostoriji krene od izvora, ona na svom putu nailazi na pregrade kao fizike prepreke reflektuje se iputu nailazi na pregrade kao fizike prepreke, reflektuje se i nastavlja put po njenoj zapremini uz sukscesivne refleksije.

P1P1P1P1

11

Izmeu izvora i prijemnika uspostavljaprijemnika uspostavlja se vie od jedne putanje kojom zvuk putuje

to se oznaava kao multipath prenos

P1

1

P1

multipath prenos.

Posledica: zvuno polje u prostoriji je rezultat superponiranja talasa a to znai vie energetskih komponenti koje pristiu utalasa, a to znai vie energetskih komponenti koje pristiu u vremenu.

Osnovna fizika pojava koja odreuje akustikoOsnovna fizika pojava koja odreuje akustikoponaanje prostorije je refleksija

U prikazu zvune izolacije pokazano je da do refleksije dolazi pri nailasku na diskontinuitet u mediju, i da se doskontinuitet

Zs1=1c1 Zs2=2c2karakterie promenom vrednosti impedanse Zs1 i Zs2.

s1 1 1JR J

s2 2 2Intenzitet reflektovanog talasa koji se vraa nazad u prostoriju jeJU

nazad u prostoriju je

UR JJ )1( Za kvantifikovanje refleksije u akustici prostorija uveden je

UR )(

Za kvantifikovanje refleksije u akustici prostorija uveden je koeficijent apsorpcije : J

UJ

On odslikava pogled na refleksiju iz prostorije odakle dolazi zvukOn odslikava pogled na refleksiju iz prostorije odakle dolazi zvuk

1 1

1.2

0.9

1.0

1.1

0.7

0.8

s

o

r

p

c

i

j

e

0 4

0.5

0.6

f

i

c

i

j

e

n

t

a

p

s

0.2

0.3

0.4

k

o

e

f

63 125 250 500 1 k 2 k 4 k0.0

0.1

frekvencija (Hz)

Primer koeficijenta apsorpcije - tepih debljine 1 cm na betonuj p p j p j

1 1

1.2

0.9

1.0

1.1

30 kg/m3

0 6

0.7

0.8 5 kg/m3

p

s

o

r

p

c

i

j

e

0.4

0.5

0.6

e

f

i

c

i

j

e

n

t

a

p

0.2

0.3ko

e

63 125 250 500 1 k 2 k 4 k0.0

0.1

frekvencija (Hz)

Primer koeficijenta apsorpcije - vuna debljine 2,5 cm na tvrdoj podlozi

frekvencija (Hz)

podlozi

Refleksija od neravne povrine difuzna refleksija

K d t l i i k j d i i ( lj f) jKada talas naie povrinu koja sadri neravnine (reljef) pojava refleksije je sloenija nego od ravne povrine.

Proces refleksije zavisi od odnosa dimenzija neravnina i talasne duine.

sluaj male talasne duine( i k

sluaj veliketalasne duine

(visoke frekvencije)

(niske frekvencije)

Semperopera, Drezden

Palace of Art, Budimpeta

Sala kulturnog centra Vuk Karadi, Beograd (projekat)

Sony Music Studios, New York

Refleksiju od reljefne ( f f )povrine (difuzna refleksija)

karakterie raspravanje energije po pravcimaenergije po pravcima

Za kvantifikovanje difuzne refleksije uvedena su dva jednobrojna j j j jparametra:

- koeficijent difuzuje (diffusion coefficient) i oe c je t d u uje (d us o coe c e t)- koeficient raspravanja (scattering coefficient)

Oba ova parametra na specifian nain kvantifikuju deo energije koji se raspri po pravcima.

Digresija:

Reljefi u prostorijama javljali su se spontano tokom razvoja arhitekture kao posledica razvoja shvatanjarazvoja arhitekture, kao posledica razvoja shvatanja estetike enterijera.

Tek u novije vreme uloga i znaaj reljefa u prorostorijama teorijski su objanjeniprorostorijama teorijski su objanjeni.

Danas se u prostorijama u kojima su akustikeDanas se u prostorijama u kojima su akustike karakteristike znaajne reljefi smiljeno dizajniraju u skladu sa zahtevima akustikeskladu sa zahtevima akustike.

KAKO SE U AKUSTICIKAKO SE U AKUSTICI POSMATRA PROSTORIJA?POSMATRA PROSTORIJA?

Ponaanje prostorije kada u njoj radi zvuni izvor definie se pojmom akustiki odzivpojmom akustiki odziv

Najoptiji prikaz odziva svakog sistema prenosa, pa i prostorije, jeste takozvani "impulsni odziv".

prostorija

ulaz(izvor zvuka)

izlaz(slualac)

prostorija

impulsni odzivt

Impulsni odziv se dobija kada se u prostoriji emituje jedan kratak impuls.

Eksperiment sa merenjem odziva u sali

(demonstracija sa primenom merne opreme i(demonstracija sa primenom merne opreme i softvera za merenje)

Tri primera impulsnih odziva razliitih prostorija

d

e p j

e

d

n

o

s

t

a

m

p

l

i

t

u

d

a

m

p

l

i

t

u

d

e

a

p

s

o

l

u

t

n

a

v

r

e

u

t

n

a

v

r

e

d

n

o

s

t

1,00vreme (s)

a

m

p

l

i

t

u

d

e

1,00a

p

s

o

l

l

u

t

n

a

v

r

e

d

n

o

s

t

vreme (s)

Ono to se uje u prostoriji je

1,00( )

a

p

s

o

l

kompleksna superpozicija svih komponenti odziva.

vreme (s)

Struktura impulsnog odziva prostorijeprostorije

direktan zvuk k ji ti ikoji stie prvi

IZVOR

PRIJEMNIK

t

u

d

e

refleksije koje kasne i ija

d

n

o

s

t

a

m

p

l

i

t refleksije koje kasne i ija amplituda opada u vremenu

p

s

o

l

u

t

n

a

v

r

e

d

1,00vreme (s)

a

p

vreme (s)

de

e

d

n

o

s

t

a

m

p

l

i

t

u

d

P l di

a

p

s

o

l

u

t

n

a

v

r

ePosledice:

1,00vreme (s)

1. Ako se zvuk posmatra kao energija:

refleksije donose sluaocu dodatnu energiju (prostorija je pojaava)

2. Ako se zvuk posmatra sa informacionog aspekta:

(originalnurefleksije menjaju osnovni informacioni sadrajkoga je emitovao izvor

(originalnu informaciju nosi direktan zvuk)

Digresija:

Efekti postojanja impulsnog odziva se smanjuju ako u prostoriji postoji neka buka (ventilacija i slino)prostoriji postoji neka buka (ventilacija i slino)

p

l

i

t

u

d

e

v

r

e

d

n

o

s

t

a

m

p

buka

a

p

s

o

l

u

t

n

a

v

1,00vreme (s)

Principijelni izgled impulsnog odziva prostorije

rane refleksijeP b i j likPrebacivanje slike u logaritamsku razmeru (nivo) umesto eksponencijalnog

reverberacijadaje linearni tok opadanja

t

a

n

z

v

u

k

v

o

(

d

B

)

a

m

p

l

i

t

u

d

e

d

i

r

e

k

t

n

i

v

o

l

u

t

n

a

v

r

e

d

n

o

s

t

a

vreme1,00

vreme (s)

a

p

s

o

vreme

Osnovni podatak koji opisuje impulsni odziv prostorije je nagib njegovog reverberacionog dela

To je podatak koji se izraava u dB/s.Meutim, tradicionalno se nagib kvantifikuje vrednou vremena reverberacije T:

d

i

r

e

k

t

a

n

z

v

u

k

n

i

v

o

(

d

B

) vremena reverberacije T:

T je vreme za kojed T je vreme za koje nivo zvuka u odzivu prostorije opadne za 60 dB

vreme60 dB

vremeT

Kada se u prostoriji emituje neki zvuni signal (muzika, govor,

v

u

k

(

d

B

)

zvuni signal (muzika, govor, buka) svaki vremenski trenutak signala vue za sobom jedan

d

i

r

e

k

t

a

n

z

v

n

i

v

o

(

ovakav "rep".

Psihoakustika definie oprimalanvreme

Psihoakustika definie oprimalan oblik impulsnog odziva za svaku

namenu prostorijep j

Zvuk kao energija energija koju nose refleksije treba podesi u ao e e g ja e e g ja oju ose e e s je eba podesda bude to manja ili da bude dovoljno velika

Zvuk kao informacija uslonjava se prijem informacija kojeZvuk kao informacija uslonjava se prijem informacija koje nosi zvuk, pa itav odziv treba podesiti prema specifinim zahtevima percepcije (kvalitet zvuka, estetika zvune slike)p p j ( )

Digresija:

U narodu se kae za neku prostoriju da je akustina. (iako u strunom smislu to ne znai nita)(iako u strunom smislu to ne znai nita)

Ljudi uobiajeno nisu svesni postojanja odziva kojiLjudi uobiajeno nisu svesni postojanja odziva koji traje u vremenu - tek kada je on dovoljno dugaak, postaje primetan i ljudi tada kau da je prostorijapostaje primetan i ljudi tada kau da je prostorija akustina (velike crkve, kupatilo...)

Ponekad se kae da je prostorija akustina i kada se zvuk uje dovoljno jako (na primer u nekoj sali)zvuk uje dovoljno jako (na primer u nekoj sali)

SREDSTVA AKUSTIKOGSREDSTVA AKUSTIKOG DIZAJNAJ

Uobiajeno se misli da je akustika obrada samo primena odgovarajuih materijala, ali je za kontrolu odziva potrebnoodgovarajuih materijala, ali je za kontrolu odziva potrebno podeavati i geometrijske osobine prostora.

Da bi se podesila struktura impulsnog odziva prostorije, pri projektovanju se koriste odgovarajue kombinacije intervencija

l d i d iu sledeim domenima:

- izbor adekvatne veliine prostorijeizbor adekvatne veliine prostorije,- primena adekvatnih materijala,- primena adekvatnih konstrukcija - primena adekvatnih geometrijskih oblika (reljefa)

Digresija:

Postoje okolnosti kada nedovoljna veliina prostorije k lit t j k tik di jonemoguava kvalitetno reavanje akustikog dizajna.

Z ht d lj i t di i l i jZahtev za dovoljnim prostorom u zgradi univerzalni je princip akustike; pojavljuje se ne samo u akustikom di ajn prostorija e mnogo ee atiti od b kedizajnu prostorija, ve mnogo ee u zatiti od buke.

(dovoljno prostora za debele pregradne konstrukcije dovoljno veliki volumen(dovoljno prostora za debele pregradne konstrukcije, dovoljno veliki volumen prostorija u kojima su izvori buke, dovoljno veliki prostor za ventilacione kanale da bi se smanjile brzine zraka u njima, dovoljno prostora za

i i itd )priguivae, itd.)

Vrste intervencija u prostorijiPostoje tri vrste akustikih intervencija u enterijeru kojim se podeava njihov impulsni odziv. To su:

- apsorpcioni materijali i konstrukcije - difuzori

A i i t ij li i k t k ij l d b j

- reflektori

Apsorpcioni materijali i konstrukcije slue da apsorbuju zvuk iz zvunog polja (pretvore u neki drugi oblik energije)

Difuzori su konstrukcije koje imaju zadatak da energiju zvuka pri refleksiji raspre po pravcima

Reflektori su dovoljno velike ravne povrine koje pri refleksiji namenski usmeravaju zvunu energiju u odreenim pravcimaj g j p

Podela apsorpcionih materijala i konstrukcija

Na osnovu razlika u fizikim mehanizmima apsorbovanja zvune energije postoje tri vrste apsorpcionih materijala i g j p j p p jkonstrukcija:

porozni materijali- porozni materijali, - akustiki rezonatori, - mehaniki rezonatori

Oni imaju razliite karakteristike apsorpcije, pa u obradi prostorija pokrivaju razliite opsege frekvencija.

Akustika obrada prostorija se u praksi realizujeAkustika obrada prostorija se u praksi realizuje kombinovanjem dve ili sve tri vrste da bi se odziv podesio u skladu sa kriterijumima u itavom ujnom opsegu.j j p g

Porozni materijali

Porozni materijali predstavljaju osnovni, najire primenjivani oblik materijala koji se koriste u akustikoj obradi.

Akustiko delovanje poroznog materijala zasniva se na injenici da je njihova unutranja struktura upljikava i da se u njimada je njihova unutranja struktura upljikava, i da se u njima nalazi sistem veoma finih, meusobno povezanih unutranjih kanala i upljina ispunjenih vazduhom. p j p j

U ovu kategoriju spadaju vune, poliuretanske pene (suneri), t k til i t ij li i litekstilni materijali i slino.

Materijali u kojima su upljine zatvorene to znai meusobnoMaterijali u kojima su upljine zatvorene, to znai meusobno nepovezane, nisu porozni materijal (na primer: stiropor).

Idealizovani izgled strukture poroznog materijala

zvucni talaszvucni talas

Na osnovu trenja koje se deava izmeu molekula

d h k ji il j ivazduha koji osciluju u porama i zidova materijala dolazi do pretvaranja mehanike energijepretvaranja mehanike energije oscilovanja u toplotu.

Principijelni izgled frekvencijske zavisnosti koeficijentaapsorpcije poroznih materijalaapsorpcije poroznih materijala

1

debljina materijala

manjaveca

frekvencija0 frekvencija0

Ivini efekat

Zb dif k i ih j i i t ij l ijZbog difrakcionih pojava na ivicama materijala zvuna energija, koja bi inae pogaala zonu neposredno pored materijala, skrenue i pogoditi povrinu materijala gde e se apsorbovatiskrenue i pogoditi povrinu materijala gde e se apsorbovati.

zvucno polje

i i t ij lapsorpcioni materijal

Kada je koeficijent apsorpcije blizak jedinici, zbog ivinog efekta e biti izmerena vrednost vea od 1.

1,1

1,225 mm

0,9

1,0

0,7

0,815 mm

s

o

r

p

c

i

j

e

0 4

0,5

0,6

e

f

i

c

i

j

e

n

t

a

p

0,2

0,3

0,4

k

o

e

125 250 500 1 k 2 k 4 k0,0

0,1

,

Plafonske ploe od presovane mineralne vune

125 250 500 1 k 2 k 4 kfrekvencija (Hz)

Uticaj poloaja materijala u odnosu na povrinu masivne pregradepregrade

brzinaoscilovanja

brzinaoscilovanja

zid /4 zid /4

1.1

1.2

0 8

0.9

1.0e

0.6

0.7

0.822 cm

a

p

s

o

r

p

c

i

j

e

0.4

0.5

0.6

7 cmef

i

c

i

j

e

n

t

a

0.2

0.37 cm

na zidu

k

o

63 125 250 500 1 k 2 k 4 k0.0

0.1 na zidu

frekvencija (Hz)Pli postavljen na tri naina: neposredno na povrini zida i

zategnut na udaljenju 7 cm i 22 cm od zida.

frekvencija (Hz)

g j j

Varijante poroznih materijala

Presovana staklena vuna u tablama

Ploe od slepljene drvene vune

Beogradska arenag

Plafonske ploe od slepljene minealne vune

1.2

0 9

1.0

1.1 20 cm medjuprostor

0.7

0.8

0.9o

r

p

c

i

j

e

0.5

0.6 40 cm medjuprostor

c

i

j

e

n

t

a

p

s

o

0 2

0.3

0.4

k

o

e

f

i

c

125 250 500 1 k 2 k 4 k0.0

0.1

0.2

Plafonske ploe od slepljene minealne vune

125 250 500 1 k 2 k 4 kfrekvencija (Hz)

Plafonske ploe na bazi mase od kamene vunePlafonske ploe na bazi mase od kamene vune

Porozni materijali predstavljaju najefikasnije apsorbere zvuka sa koeficijentima apsorpcije koji se kod nekih vrsta pribliavajukoeficijentima apsorpcije koji se kod nekih vrsta pribliavaju vrednosti 1 u irikom opsegu frekvencija

Meutim, njihova primena u prostorijama je ograniena zbog toga to su oni, po pravilu, nene mehanike strukture i moraju se tititi od mehanikih uticajase tititi od mehanikih uticaja.

Zbog toga je njihova primena u prostoriji ograniena na zoneZbog toga je njihova primena u prostoriji ograniena na zone koje ljudima nisu dohvatne (plafon, gornji delovi zidova)

U niim zonama moraju se titit nekim mehanikim zatitinim pokrivaima (mrea, reetka i slino)

Akustiki rezonatori

Akustiki rezonatori su konstrukcije k j i b di k k i t pkoje pri pobudi zvukom koriste pojavu rezonance za intenziviranje gubitaka zvune energijegubitaka zvune energije

Postoje dva tipa rezonatora:

p

j p

- Helmholcov rezonator t t l i t- etvrtvalni rezonator

U akustikom dizajnu koristi se samo Helmholcov rezonator

levo - rezonator iz Gornje crkve u Sremskim karlovcima (XVII vek)desno - rezonator iz crkve u selu Kormorane (XIII vek)desno rezonator iz crkve u selu Kormorane (XIII vek)

opekarski proizvod sa funkcijom rezonatorap p j

Relativna promena nivoa zvuka u jednom rezonatori (kriva selektivnosti)

00

t

o

r

u

(

d

B

)

-10

u

r

e

z

o

n

a

t

20vo

z

v

u

k

a

-20

e

l

a

t

i

v

n

i

n

i

20 40 60 80 100 120 140-30

r

frekvencija (Hz)j ( )

Danas najiru primenu ima takozvani distribuirani akustiki rezonator (perforirana ploa)

poroznimaterijal

perforiranaploca ploca

1,1

1,2

0,9

1,0

0 6

0,7

0,8

a

p

s

o

r

p

c

i

j

e

0,4

0,5

0,6

o

e

f

i

c

i

j

e

n

t

a

0 1

0,2

0,3ko

125 250 500 1 k 2 k 4 k0,0

0,1

frekvencija (Hz)

Koeficijent apsorpcije dva tipa perforiranih gipsanih ploa koje se danas nalaze na tritu

j ( )

Perforirana drvena ploa

Perforirana drvena ploa sa skrivenom perforacijom

Neki komercijalno dostupni proizvodi sa skrivenom perforacijom

1,1

1,2

0,9

1,0

0,7

0,8

p

s

o

r

p

c

i

j

e

0 4

0,5

0,6

e

f

i

c

i

j

e

n

t

a

p

0,2

0,3

0,4

k

o

e

125 250 500 1 k 2 k 4 k0,0

0,1

Neki komercijalno dostupni proizvodi sa skrivenom perforacijom

frekvencija (Hz)

Studio 6 Radio Beogradag

perforirani lim na zadnjem zidu hale

Beogradska arena

zidu hale

Beogradska arena

Mehaniki rezonatori

1.0

1.1

1.2

0 7

0.8

0.9

24

12 cm

r

p

c

i

j

e

mineralnavuna

0.5

0.6

0.7

6 cm

24 cm

c

i

j

e

n

t

a

p

s

o

r

vuna

ploca

0.2

0.3

0.46 cm

k

o

e

f

i

c

63 125 250 500 1 k 2 k 4 k0.0

0.1

frekvencija (Hz)frekvencija (Hz)

per na razliitim odstojanjima od zida, medjuprostor popunjen vunompopunjen vunom

konstrukcije sa gipsanim ploama i vunom u meuprostoru su, po definiciji, mehaniki rezonatorip j ,

vuna5 cm

vuna5 cm

2x1,25 cm gips

2x1,25 cm gips

5 cm 5 cm

2x1,25 cm gips

1,25 cm gips

min. vuna 5 cm

1,2

0 9

1,0

1,1

0,7

0,8

0,9o

r

p

c

i

j

e

0 4

0,5

0,6

f

i

c

i

j

e

n

t

a

p

s

0,2

0,3

0,4

k

o

e

f

125 250 500 1 k 2 k 4 k0,0

0,1

koeficijent apsorpcije gipsanog zida 2 x 12,5 mm, meuprostor 90 mm

frekvencija (Hz)

DifuzoriDif i lj f i d d ij l k j difDifuzori su reljefne povrine od tvrdog materijala koje difuzno reflektuju zvuk

Pri refleksiji dolazi do raspravanja reflektovane energije po pravcima (takozvana difuzna refleksija, engl : sketering)engl.: sketering).

Na neravnim povrinama proces refleksije zavisi od odnosa dimenzija neravnina i talasne duine.

Difuzori mogu biti spontano dizajnirani ili proraunate geometrije reljefareljefa

Studio za mastering PGP RTS

ReflektoriR fl kt i d lj likReflektori su dovoljno velike ravne povrine od tvrdog materijala koje reflektuju zvuk u eljenom pravcureflektuju zvuk u eljenom pravcu

Slue za podeavanje prvih refleksija

k

d

B

)

d

i

r

e

k

t

a

n

z

v

u

k

n

i

v

o

(

d

vremevreme

Royal Albert Hall, London

VRSTE PROSTORIJA IVRSTE PROSTORIJA I TA SE U NJIMA ZAHTEVATA SE U NJIMA ZAHTEVA

U akustikom dizajnu se pojavljuje etiri vrste prostorija koje imaju razliite akustike zahteve i koje se dizajniraju na razliiteimaju razliite akustike zahteve i koje se dizajniraju na razliite naine:

- prostorije u kojima treba smanjiti buku (mainske prostorije)- prostorije za govor (uionice, amfiteatri, pozorita)- prostorije za reprodukciju zvuka (u kojima radi ozvuenje)- prostorije za produkciju zvuka (koncertne i operske sale)

Potiskivanje buke u prostoriji

lii d t

Zadatak je da se sve komponente u odzivu to vie umanje

veliina zadata udaljenou od

izvora buke

)

n

i

v

o

(

d

B

i ki j in potiskivanje to vie

vreme

U realizaciji se to postie postavljanjem dovoljne povrine apsorpcionih materijala i konstrukcija da bi se to vie poveali p p j j pgubitci pri refleksijama i tako smanjile komponente u odzivu prostorije.

Ovakav pristup se zahteva u:

- sportskim salama- mainskim prostorijamap j- fabrikim halama- aerodromskim prostorima

h d i i- hodnicima- ...

Smanjenjem komponenti odziva smanjuje se energija, a time i nivo zvuka u prostoriji.p j

Beogradska arenag

Jedna mainska prostorija u objektu Beogradske arenep j j g

Poveana povrinaPoveana povrina apsorpbera moe se dobiti njihovim postavljanjem u j p j jprostoru

Prostorije za govor (uionice, amfiteatri, teatri)

Komponente odziva jakih delova govora prekrivaju slabijeKomponente odziva jakih delova govora prekrivaju slabije delove signala koji dolaze kasnije

pokrivanje reverberacijom

pokrivanje reverberacijom

pokrivanje umom

vreme

U impulsnom odzivu postoji poetni deo koji ne deluje prekrivajue na signal govora jer dolazi dovoljno brzo.p j g g j j

Taj deo je koristan jer poveava energiju govornog signala na t l jmestu sluanja

Uvodi se podelarana energija kasna energija

Uvodi se podela impulsnog odziva na ranu i kasnu energiju

Poloaj granicePoloaj granice rana/kasna energija u prostorijama za govor je

vreme

p j g jna oko 50 ms.

vreme

Akustiki dizajn prostorija za govor ima za cilj da povea ranu energiju i relativno smanji kasnu energiju.

veliina zadata d lj d

energiju i relativno smanji kasnu energiju.

udaljenou od govornika

50 ms50 ms

o

(

d

B

)

to vie

n

i

v

o

to nie

vremevreme

Amfiteatar Nikola Tesla, Elektrotehniki fakultet, Beograd

Prostorije za reprodukciju zvuka(sve prostorije u kojima radi ozvuenje)

Centralna tema akustikog dizajna prostorija za reprodukciju zvuka je potiskivanje svih refleksija u odzivu ispod nekog praga.zvuka je potiskivanje svih refleksija u odzivu ispod nekog praga.

Kada je refleksija via od granice primetnosti, ona moe stvarati sledee negativne efekte u zvunoj slici pri reprodukciji:sledee negativne efekte u zvunoj slici pri reprodukciji:

- menja boju zvuka (unosi koloraciju), - unosi promenu definisanosti i lokalizacije izvora

Zbog toga akustiki dizajn prostorija za reprodukciju zvukaZbog toga akustiki dizajn prostorija za reprodukciju zvuka obuhvata reavanje sledeih zadataka:

- potiskivanje prvih refleksija ispod zadatog praga- smanjenje reverberacije

dB

)

n

i

v

o

(

d

vreme

Tolerancija za T u prostoriji zapremine 100 m3

0.9

1.0

0.7

0.8

(

s

)

0.5

0.6

r

b

e

r

a

c

i

j

e

0.3

0.4 maksimalno doputena vrednost

m

e

r

e

v

e

r

0.1

0.2 minimalno doputena vrednostvr

e

100 1000 100000.0

frekvencija (Hz)

1a

0am

p

l

i

t

u

d

0

r

e

l

a

t

i

v

n

a

r

0 100 200 300 400 500-1

vreme (ms)vreme (ms)

Primer impulsnog odziva u realnoj prostoriji dizajniranoj za reprodukciju zvukareprodukciju zvuka

0-10)

-20

n

i

v

o

(

d

B

)

r

e

l

a

t

i

v

n

i

-30

0.0 0.1 0.2 0.3-40

vreme (s)

Impulsni odziv snimljen u jednoj veoma velikoj bioskopskoj sali, na kome se vidi potisnutost refleksija u odnosu na direktan zvuk

vreme (s)

p j

Prostorije za produkciju zvuka(koncertne i operske sale)(koncertne i operske sale)

Produkcija zvuka ima najsloenije zahteve prema impulsnom odzivu prostorije zato to se moraju zadovoljiti i zahteviodzivu prostorije, zato to se moraju zadovoljiti i zahtevi komfora i estetski zahtevi ula sluha.

anatomski ifizicki domen psiholoski domen

anatomski ifizioloski domen

pLZVUCNI IZVOR

ZVUCNO POLJE

levo uvo

CULO SLUHA ZVUCNA SLIKA ESTETSKIO

DOIVLJAJAKUSTICKOG KOMFORA

pDdesno uvo DOIVLJAJ

ZVUCNE SLIKE

To zahtevi su posledica sloenog procesiranja signala u ulu sluha, pre svega na nivou centara u mozgu.p g g

Subjektivne dimenzije zvunog polja dele se na:

one koje prepoznaje slualac u sali i- one koje prepoznaje slualac u sali i - one koje prepoznaje izvoa na bini (u operskoj sali i one koje prepoznaje muziar u orkestarskoj(u operskoj sali i one koje prepoznaje muziar u orkestarskojjami)

Osnovne dimenzije koje prepoznaje slualac su:Osnovne dimenzije koje prepoznaje slualac su:

1. prostornost (spaciousness)

Ima dva aspekta:

doivljaj prividne irine zvunog izvora je utisak da je zvuni- doivljaj prividne irine zvunog izvora je utisak da je zvuniizvor iri od njegovih vidljivih dimenzija (ASW apparentsource width)source width)

- okruenost sluaoca je utisak da je slualac u prostorijiokruen zvunim poljem (LEV - listener envelopment)

2. reverberantnost (reverberance)

3. glasnost (loudness)

4. jasnoa (clarity)

5. Boja zvuka (timbre)

6. Intimnost (intimacy)

Kvalitet u svim dimenzijama zvune slike postie se adekvatnom strukturom impulsnog odzivaadekvatnom strukturom impulsnog odziva

)

n

i

v

o

(

d

B

n

vreme

Osnovne subjektivne dimenzije koje izvoa moe da prepozna su:

1. Lakoa zdruenog muziciranja (ease of ensemble)

Odnosi se na to koliko lako muziari mogu uti ostale muziare i s njima zajedno svirati ( d t t k j di iji k j it ik i t i(nedostatak u ovoj dimenziji prouzrokuje ritmiku preciznost i poremeaj balansa izmeu pojedinih instrumenata)

2. Podrka (support)

Odnosi se na podrku zvukom koju prostorija prua muziaru pri p j p j p pnaporu da stvara ton na svom instrumentu (pri nedovoljnoj podrci muziar nastoji da forsira instrument i da

i j f i j j i k i t t k i k lit tsvira jae, a forsiranje jaine zvuka na instrumentu kvari kvalitet tona instrumenta)

Objektivni parametri za kvantifikovanje zvunog polja u salamapolja u salama

U traganju za objektivnim parametrima koji imaju dovoljnu k li t bj kti i t ib ti lik d fi ikorelisanost sa subjektivnim atributima zvune slike definisane su dve grupe parametara:

- monauralni i - binauralni.

Monauralni parametri se izraunavaju na osnovu signala jednog impulsnog odziva snimljenog neusmerenim mikrofonom, a bi l i t i d bij j i j i l ih d ibinauralni parametri se dobijaju uporeivanjem impulsnih odziva snimljenih pomou dva mikrofona, najee vetakom glavom.

Obe kategorije parametara se izraunavaju iz snimljenih impulsnih odziva. p

Vremenom je utvreno pet meusobno ortogonalnih parametara koji su relevantni za akustiki kvalitet sale za p jprodukciju zvuka:

1. Indeks binauralnog kvaliteta BQI2. vreme reverberacije na srednjim frekvencijama T3. poetni vremenski dep (initial time delay gap) ITDG 4. jaina zvuka GM5. bass ratio BR

++ Tekstura[tekstura : the subjective impression the listeners derive from [ j pthe patterns in which the sequence of early sound reflections arrive at their ears (Beranek)]

indeks binauralnog kvaliteta pL pD

BQI = [1-IACCE3](de)corelation IACC

vreme reverberacije

DIRECTSOUND

REFLECTED SOUND

ITDGna srednjim frekvencijama T

poetni vremenski dep ITDG

ITDG

(

d

B

)

poetni vremenski dep ITDG

bass ratio BRRTl e

v

e

l

bass ratio BR

time

jaina zvuka GM

time

(re direktan zvuk na 10m)

Tekstura

loa dobra0 0

(

d

B

)

(

d

B

)

-10

r

e

l

a

t

i

v

e

l

e

v

e

l

-10

r

e

l

a

t

i

v

e

l

e

v

e

l

(

0,0 0,1 0,2-20

time (s)0,0 0,1 0,2-20

time (s)

(impulsni odzivi snimljeni na istom seditu pre i posle renoviranja jedne operske sale)

Musikverein, Be,

Sala Art Palace u Budimpetip

Sala opere u MariboruSala opere u Mariboru

Sala Bostonske filharmonije

Koncertna sala, Pert, Australija

Konzerthaus, Berlin

Sala opere u Ljubljani

Kraj treeg delaKraj treeg dela

Documents

3 Akustika - akusticki dizajn