Słownik akustyczny
Słownik akustyczny w kolejności alfabetycznejAkustyka – dział fizyki, który zajmuje się zarówno teoretycznym jak i praktycznym badaniem dźwięku. Rozróżnia się akustykę ogólną i stosowaną. Z stosowanej najbardziej interesująca dla nas jest akustyka architektoniczna i urbanistyczna.
Barwa dźwięku – jest to jego subiektywna cecha, która pozwala nam rozróżnić dźwięki posiadające tą samą głośność oraz wysokość ale różniące się miedzy sobą widmem akustycznym. To właśnie dzięki barwie dźwięku rozróżniamy dźwięki pochodzące z różnych źródeł.
Czas pogłosu (T, RT) – jako czas pogłosu określa się czas po którym w pomieszczeniu poziom dźwięku obniża się o 60dB. Pojęcie czasu pogłosu wprowadził W.C. Sabine oraz opracował na podstawie swoich badań empiryczny wzór na obliczenie czasu pogłosu (dla jednostek metrycznych). Wzór ten jest stosowany dla pomieszczeń o małej chłonności akustycznej.
RT60=0,161V/S*a
gdzie: RT60 – czas pogłosu w sekundach, V – objętość pomieszczenia [m3], S – pole powierzchni ograniczającej pomieszczenie [m2], a – średni współczynnik pochłaniania powierzchni pomieszczenia;
jeśli pomnożymy S*a to otrzymamy Sa – całkowitą chłonność akustyczną w Sabinach.
Wzór dla jednostek angielskich
RT60=0,049V/S*a .
W przypadku gdy pomieszczenie składa się z kilku różnych materiałów np. podłoga beton, ściany płyta gipsowa, a sufit beton dla każdej z tych powierzchni liczymy osobno chłonność akustyczną obszaru to całkowita chłonność akustyczna pomieszczenia będzie ich sumą.
Wzór Sabinea spotykany jest także w postaci zapisu
T60=0,161V/A
gdzie: A=S
Dla pomieszczeń o nietypowej wilgotności i objętości większej niż 1000m3 stosujemy wzór
T60=0,161V/(A’+4mV)
gdzie: A’ – chłonność akustyczna skorygowana (A’ = aśr’*S; aśr’ – średni współczynnik pochłaniania skorygowany ), 4m – współczynnik odczytywany z wykresu.
Częstotliwość dźwięku – wzór na częstotliwość dźwięku można opisać na 2 sposoby:
f=1/T
gdzie: T – okres
lub
f= v/
gdzie v- prędkość fali harmonicznej dowolnej, - długość fali dźwiękowej.
Częstotliwość dźwięku mierzymy w Hercach [Hz]. Dźwięk słyszalny przez człowieka zawiera się w przedziale od 16 Hz (infradźwięki) do 2 kHz (ultradźwięki).
Dźwięk – to ruch fali w powietrzu lub w innym ośrodku sprężystym. Definiujemy też go jako pobudzenie narządu słuchu w wyniku odbierania owej fali. Czyli w próżni kosmosu się nie usłyszymy bo brak tam ośrodka przenoszącego dźwięk czyli np. powietrza. Dźwięk nie tylko rozchodzi się w gazach dobrym jego przewodnikiem są ciecze i metale. Istota rozchodzenia dźwięku nieodzownie powiązana jest z ruchem falowym (porzecznym, podłużnym, obrotowym).
Jak dociera do nas dźwięk np. z głośnika? Drgająca membrana głośnika powoduje obszarów kompresji, w których ciśnienie jest trochę wyższe niż ciśnienie powietrza. Ta sama fala powodująca kompresję (ściśnięcie) cząstek powietrza, gdzie indziej powoduje jego rozrzedzenie. Toteż w trakcie przemieszczanie się fali akustycznej molekuły powietrza przemieszczają się raz w lewo raz w prawo o tę samą odległość. Te wahania ciśnienia są niewielkiego rzędu, ciśnienie najsłabszego słyszalnego przez ucho ludzkie dźwięku wynosi 0,000002 Pa. Oczywiście przedstawiony tu model rozchodzenie się dźwięku jest mocno uproszczony.
Dźwiękochłonność – jest to cecha charakteryzująca materiał, a raczej jego zdolność do pochłaniania energii akustycznej lub jej części i zamiany tejże na energię cieplną. Podstawowym parametrem charakteryzującym właściwości dźwiękochłonne wyrobów budowlanych jest współczynnik pochłaniania dźwięku s(as).
Ponadto norma PN EN ISO 11654:1999 wprowadza uproszczone parametry charakteryzujące właściwości dźwiękochłonne:
p (ap)- praktyczny współczynnik pochłaniania dźwięku ,
w – wskaźnik pochłania dźwięku (PN EN ISO 11654:1999) – zawiera on szacunkową informację o właściwościach wyrobu: gdy przy wyznaczniku są dodatkowe oznaczenia literowe to informują one o większym pochłanianiu w pewnym zakresie częstotliwości i tak L niskie częstotliwości, M średnie, H wysokie.
Klasy pochłaniania dźwięku wyrobów budowlanych według PN EN ISO 11654:1999:
(materiał klasyfikujemy jako dźwiękochłonny gdy w 0,15 !)
klasa A – 0.9, 0.95, 1.00
klasa B – 0.8, 0.85
klasa C – 0.60, 0.65, 0.70, 0.75
klasa D – 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 0.50, 0.55
klasa E – 0.15 , 0.20, 0.25
materiały niesklasyfikowane – poniżej 0,15.
Wśród wyrobów dźwiękochłonnych możemy wyróżnić:
materiały dźwiękochłonne – są to gotowe materiały, które służą jako wypełnienie ustrojów dźwiękochłonnych lub innych zabezpieczeń przed hałasem, samych najczęściej się nie stosuje; zaliczmy do nich maty z wełny skalnej, maty i płyty z włókna szklanego, elastyczne pianki poliuretanowe, włókniny tekstylne,
wyroby dźwiękochłonne – materiał + ładnie lub odpowiednio do montażu przygotowana powierzchnia; zaliczamy do nich: płyty z wełny mineralnej (skalnej lub szklanej), płyty drewnopochodne (pilśniowe, wiórowe), płyt z pianek poliuretanowych, tynki, wykładziny, dywany,
ustroje dźwiękochłonne – konstrukcja z kilku materiałów plus elementy montażowe; ustroje dzieli się na płaskie i przestrzenne
Głośność dźwięku – umożliwia nam ocenę jak intensywne wrażenie słuchowe do nas dociera, to dzięki głośności możemy subiektywnie porządkować dźwięku od cichych do głośnych. Głośność zależy od natężenia dźwięku, częstotliwości dźwięku, jest także zależna choć w mniejszym stopniu od widma akustycznego, czasu trwania dźwięku oraz struktury pola akustycznego.
Wartość głośności można wyrażać w sonach. Skala wyrażona w sonach jest proporcjonalna do subiektywnego wrażenia głośności. Natomiast jednostką poziomu głośności jest fon. Poziom głośności zależny jest od częstotliwości i od natężenia dźwięku.
Przykładowe wartości poziomu dźwięku w fonach:
powiew liści – 10 fonów,
szept – 20 fonów,
ruch uliczny – 50 fonów
próg bólu – 130 fonów.
Hałas – jest to niepożądany dla nas dźwięk, który nam przeszkadza, denerwuje, a w dłuższym okresie czasu może wpływać niekorzystnie na nasze zdrowie.
Szkodliwość zależy od poziomu głośności, widma akustycznego, czasu trwania, zmian hałasu w czasie. Hałas zwalczamy poprzez jego eliminowanie lub izolację miejsc gdzie przebywa człowiek od hałasu.
Natężenie dźwięku – wzór na natężenie fali dźwiękowej ma postać
I= W/(t*S) = P/S
gdzie: I – natężenie dźwięku [W/m2], t –czas w sekundach [s], S – pole powierzchni [m2], P – moc fali dźwiękowej [W].
Minimalna wartość dźwięku słyszalnego dla ludzkiego ucha (Io) wynosi 0,000000000001 W/m2 (1 bilionowa wata na 1 m2). Dźwięki poniżej tej wartości nie są słyszalne dla człowieka. Próg bólu tj., natężenie dźwięku powyżej, którego nasze ucho nie słyszy, a boli wynosi 1 W/m2.
Pogłos – jest to zjawisko przedłużenia czasu trwania dźwięku (jego słyszenia) w skutek odbicia fal dźwiękowych od np. ścian w pomieszczeniu. Pogłos podnosi także średnią wartość natężenia dźwięku.
Dźwięk pozbawiony pogłosu dla normalnego odsłuchu ma bardzo niską jakość, mniej rezonansów wpływających na jakość odsłuchu.
Poziom natężenia dźwięku - wzór na poziom natężenia dźwięku ma postać
b = 10 log I/Io
gdzie: b – poziom natężenia dźwięku [dB], I – natężenie badanej fali dźwiękowej [W/m2], Io – próg słyszalności.
Jak widać wartość natężenia dźwięku rośnie logarytmicznie, a zatem 10-krotny wzrost natężenia powoduje wzrost poziomu głośności o 10dB, przy 100-krotnym wzroście natężenia dźwięku poziom głośności wzrośnie o 20 dB itd.
Prędkość dźwięku w powietrzu – prędkość dźwięku w powietrzu wynosi 1224 km/h przy normalnym ciśnieniu i temperaturze.
Ton – jest to dźwięk prosty, który zależnie od częstotliwości przy tym samym natężeniu dźwięku jest różnie odczuwany przez nasze ucho. Tony są głośniejsze lub cichsze, a zależy to od jego amplitudy, im ona większa tym ton jest głośniejszy.
Ustrój przestrzenny – pojedynczy element(y) znajdujące się w pomieszczeniu najczęściej zawieszone pod stropem odpowiednio ustawione. Najpopularniejszy ustrój – sufit podwieszany.
Wysokość dźwięku – subiektywna cecha dźwięku umożliwiająca nam podzielić dźwięki na niskie i wysokie. Dźwięki o wysokich częstotliwościach określa się jako wysokie, a o małych jako niskie.
Zrozumiałość mowy – współczynnik charakteryzujący pomieszczenia, aule itp. Jest on w bardzo dużym stopniu zależny od czasu pogłosu jeśli jest on zbyt długi kolejne słowa docierają słuchaczy nim przebrzmią wcześniej wypowiedziane co obniża jakość zrozumienia mowy.
Na zrozumienie mowy wpływa także stosunek sygnału tj. mowy do poziomu hałasu w pomieszczeniu, własności akustyczne pomieszczenia, głos mówiącego no i oczywiście słuch odbiorców.