Arkkitehtoninen akustiikka

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 17. heinäkuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Arkkitehtoninen akustiikka  on tiede , joka tutkii ääniaaltojen leviämisen lakeja suljetuissa (puoliavoimissa, avoimissa) tiloissa, äänen heijastumista ja absorptiota pinnoilla, heijastuneiden aaltojen vaikutusta puheen ja musiikin kuultavuuteen, hallintamenetelmiä. äänikentän rakenne, sisätilojen meluominaisuudet jne.

Tämän tieteen tarkoituksena on luoda tekniikoita sellaisten hallien suunnitteluun, joissa on etukäteen varattu hyvät kuuluvuusolosuhteet.

Aluksi arkkitehtoninen akustiikka käsitteli oopperatalojen ja konserttisalien suunnittelua . Äänitelokuvan leviämisen myötä akustinen laskelma tuli pakolliseksi kaikissa elokuvateattereissa . Myöhemmin, tekniikan kehittyessä ja kaupunkien kasvun myötä (etenkin 1800-luvulla ), sen päätehtävänä olivat kerrostalojen melunvaimennus, teollisuustilojen äänieristys ja työntekijöiden terveydenhuoltokysymykset sekä rakennusten tilojen järjestäminen. viihdelaitokset, jotka aiheuttavat merkittävää melua.

Liikenteen kehittyminen ja sen nopeuden lisääntyminen 1900-luvulla koskivat maisemasuunnittelua , asuinalueiden arkkitehtonisia suunnittelukysymyksiä yleensä, niiden kulkuväyliä, rautatieasemia sekä suurten kauppa-alueiden suunnittelua arkkitehtonisen akustiikan alalla. Ilmailun kehitys toi myös omat haasteensa.

Tällä hetkellä massakäytössä olevaa arkkitehtonista akustiikkaa ovat studioiden äänityshuoneiden akustiikka, olohuoneiden, kotiteatterien akustiikka sekä viihdepaikkojen akustiikka.

Ongelmat huoneiden eristämisessä ulkopuolelta tunkeutuvista äänistä ovat tällä hetkellä erillisinä alueina - rakennusakustiikkana.

Rakennusakustiikka

Äänensiirto rakennuksen ulkokuoressa

Analyysi melun siirtymisestä rakennuksen ulkokuoresta sisätilaan ja päinvastoin. Tärkeimmät tavat, joilla melu pääsee rakennukseen, ovat katot, reunalistat, seinät, ikkunat ja ovet.

Äänensiirto seinissä

Suurimmassa määrin määrittää huoneen yksityisyyden ominaisuudet, makuuhuoneiden mukavuuden

Laitteiston äänet

Sisätilojen akustiikka

Suljetussa huoneessa kuuntelija havaitsee lähteestä suoraan hänelle tulevan suoran äänen lisäksi joukon sen viivästyneitä toistoja, jotka johtuvat heijastumisesta seinistä, katoista ja muilta pinnoilta ja seuraavat peräkkäin lyhyin väliajoin.

Koska osa äänienergiasta absorboituu heijastuksiin, myöhemmät toistot ovat yleensä heikompia, mutta heijastusten resonanssirakenne voi vaikuttaa merkittävästi vaimenevaan ääneen. Äänenlähteen sammuttamisen jälkeen huoneessa heijastuneen energian määrä vähenee, kunnes se imeytyy. Kuultavuutta huoneessa kutsutaan artikulaatioksi , ja äänen asteittaista vaimenemista  kutsutaan jälkikaiunnaksi .

Kaiun kesto on tärkein parametri, joka vaikuttaa huoneen akustiseen laatuun. Liian pitkä vaimeneminen voi heikentää puheen selkeyttä ja ymmärrettävyyttä, mutta tämä ei välttämättä ole huono tulos. Tavoitekaikuarvojen valinta riippuu huoneen toiminnallisesta tarkoituksesta. Joten katedraalihuoneissa jälkikaiunta voi saavuttaa korkeita arvoja tuolloin. Kuten luokkahuoneissa, jälkikaiuntataajuuden tulisi olla huomattavasti alhaisempi. Tavoitekaikuarvojen valinnan optimointi tilojen toiminnallisesta tarkoituksesta riippuen on arkkitehtonisen akustiikan kiireellinen tehtävä.

Jopa optimaalisella jälkikaiunta-ajalla salin akustiset ominaisuudet voivat olla hyvin erilaisia ​​eri suuntiin johtuen eroista äänilähteestä kuuntelijalle kulkevien heijastusten poluissa. Tästä syystä kaiun lisäksi on olemassa koko joukko arkkitehtonisen akustiikan kriittisiä parametreja.

Optimaaliset jälkikaiuntaparametrit eroavat merkittävästi paitsi puheen ja musiikin osalta, vaan ne riippuvat pohjimmiltaan musiikkiteosten luonteesta ja genrestä. Kamari-, sinfoniseen ja popmusiikkiin tarvitaan erilaisia ​​optimaalisia olosuhteita, jotka riippuvat myös huoneen tilavuudesta ja muodosta.

On tarpeen erottaa suurten (ehdollisesti yli 100-150 m³) ja pienten tilojen sisätilojen akustiikka, joiden suunnittelussa on merkittäviä eroja. Yksi tärkeimmistä pienen huoneen äänentoiston laatuun vaikuttavista tekijöistä on sen koon valinta. Arkkitehtonisten ja akustisten ulottuvuuksien käsite ja niiden välinen suhde määrittää huoneen optimaalisen vasteen äänistimulaatioon, joka vastaa äänentoiston genre-suuntautuneisuutta.

Suurten salien akustiseen suunnitteluun (mukaan lukien salin alueen ja muodon valinta, kuuntelijoiden sijoittelu, seinien materiaalien käyttö, sirottavat ja absorboivat rakenteet, yksittäisten elementtien asennus jne.) kuuluu useimmiten valita kompromissiratkaisuja.

Suuren kapasiteetin hallissa kuulo-olosuhteita parannetaan tunnettujen arkkitehtonisten tekniikoiden ohella käyttämällä elektronisia äänenvahvistusjärjestelmiä hallin akustisten parametrien korjauksella. Tämä mahdollistaa hallin ominaisuuksien hallinnan, mutta halleissa, joissa on käytetty arkkitehtonisia ratkaisuja, kuten Wienin Musicferein, kuuluisa Karnegi-Hall ja muut, on edelleen ylivoimaiset akustiset ominaisuudet.

Esimerkki sähköakustisesti varustetusta salista yleiskäyttöön (kongressit, konsertit, oopperat, äänielokuvanäytökset) on Moskovan Kremlin kongressipalatsin suuri sali (6000 paikkaa), Musiikkitalon Moskovan sali.


Historia

Antiikin Kreikan ja Rooman avoimissa teattereissa ja muissa rakenteissa on jo nähtävissä primitiivisen akustisen tiedon soveltamisen tuloksia. Silloinkin rakentajat saavuttivat tarkoituksella erittäin hyvän kuultavuuden huoneissa, joissa oli paljon kuuntelijaa.

Uskotaan, että moderni arkkitehtoninen akustiikka alkaa 1800-luvun tiedemiehen W. Sabinin työstä , joka osoitti, että suljetussa huoneessa vähitellen heikkenevät ääniheijastukset sulautuvat huminaksi ja seuraavat kaikkia ääniä. Hän totesi, että tämän huminan vaimennusnopeus on merkittävin kuultavuuden indikaattori.

Teoriat

Arkkitehtonisessa akustiikassa käytetään kahta pääteoriaa äänen etenemisestä:

Aaltoteoria

Tiukempi teoria, joka antaa tarkimmat tulokset.

Geometrinen teoria

Suoria säteitä käytetään edustamaan etenemissuuntaa ja äänienergian virtauksen rajoja.

Geometriset esitykset ovat sitä pätevämpiä, mitä lyhyempi ääniaallon pituus verrattuna esteen kokoon. Käytännössä tämä tarkoittaa, että geometrinen teoria antaa suurimman tarkkuuden keski- ja ylempien äänitaajuuksien alueella.

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat