Pobierz

Pomiary parametrów akustycznych wnętrz.
Ocena obiektywna wnętrz pod względem akustycznym dokonywana jest na podstawie
wartości następujących parametrów:
 czasu pogłosu T,
 wczesnego czasu pogłosu EDT,
 wskaźników energii wczesnej do późnej C50 i C80,
 wskaźnika energii wczesnej do całkowitej D50.
Czas pogłosu wnętrza T definiowany jest jako czas od chwili wyłączenia źródła, po którym
energia akustyczna w pomieszczeniu zmaleje 106 razy, a poziom ciśnienia akustycznego
obniży się o 60 dB. Jest to podstawowy parametr akustyczny pomieszczenia, mający duże
znaczenie przy ograniczaniu hałasu oraz projektowaniu i ocenie pomieszczeń do słuchania
mowy i muzyki.
Związek pomiędzy czasem pogłosu T w sekundach, objętością wnętrza V w metrach
sześciennych, polem powierzchni ograniczających wnętrze S w metrach kwadratowych oraz
średnim współczynnikiem pochłaniania pomieszczenia opisuje wzór Eyring’a (1). Średni
współczynnik pochłaniania pomieszczenia definiuje zależność (2).
T 
0,161V
s  ln 1   śr 
s
(1)
n
 śr 
 s 
i
i 1
i
(2)
n
s
i 1
i
gdzie:
i – współczynnik pochłaniania i-tej powierzchni, jednorodnej pod względem akustycznym, o
polu powierzchni Si,
n – liczba powierzchni zróżnicowanych pod względem akustycznym.
W przypadku, gdy średni współczynnik pochłaniania pomieszczenia jest mniejszy od 0.2,
wówczas stosowany jest zazwyczaj wzór uproszczony (3), tzw. wzór Sabin’a.
T
0,161  V
A
(3)
1
A jest chłonnością akustyczną wnętrza zdefiniowaną jako iloczyn średniego współczynnika
pochłaniania śr i pola powierzchni ograniczających wnętrze S.
Dla pomieszczeń o objętościach powyżej 2000 m3 należy uwzględniać tłumienie energii
akustycznej przez powietrze, zgodnie z zależnością (4), gdzie m jest współczynnikiem
pochłaniania energii akustycznej przez powietrze. Współczynnik pochłaniania energii
akustycznej przez powietrze zależy od częstotliwości fali akustycznej oraz gęstości powietrza
(temperatury, wilgotności, ciśnienia).
T
0,161V
s  ln 1   śr   4m V
(4)
W przypadku, gdy we wnętrzu występują powierzchnie o silnie zróżnicowanych
właściwościach akustycznych czas pogłosu opisywany jest zależnością (5).
T
0,161V
n
  s  ln 1   
i 1
i
(5)
i
Czas pogłosu wnętrza jest funkcją częstotliwości. Na rys.1 przedstawiono przykładowe
charakterystyki czasu pogłosu wnętrz o różnych objętościach.
Rys. 1 Przykładowe charakterystyki czasu pogłosu czterech różnych wnętrz.
Przebieg charakterystyki czasu pogłosu w funkcji częstotliwości zależy od geometrii układu
(objętości, kształtu) oraz rodzaju zastosowanych materiałów i ustrojów dźwiękochłonnych
(przebiegu charakterystyk współczynnika pochłaniania w funkcji częstotliwości).
2
Dla zdecydowanej większości pomieszczeń czas pogłosu zależy od punktu obserwacji.
Zazwyczaj podawana jest wartość średnia z kilku wartości zmierzonych w różnych punktach
obserwacji.
Zalecane jest [1] aby czas pogłosu określać się z krzywej zaniku poziomu ciśnienia
akustycznego w funkcji czasu, na podstawie nachylenia prostej regresji liniowej, uzyskanej w
zakresie od poziomu 5 dB poniżej poziomu początkowego do poziomu 35 dB poniżej
poziomu początkowego. Dopuszczalne jest wyznaczanie czasu pogłosu z krzywej zaniku o
mniejszej dynamice, minimalny wymagany spadek to 20 dB w przedziale 5 dB – 25 dB.
Czas pogłosu warunkuje zrozumiałość mowy oraz percepcję muzyki. Przykładowe, zalecane
czasy pogłosu: pomieszczenia biurowe T ≤ 0,8s, sale konferencyjne T ≤ 0,5s, sale
gimnastyczne o kubaturze około 2000 m3 T ≤ 1,4s, sala muzyczna T ≤ 0,8s.
Wczesny czas pogłosu EDT (Early Decay Time), wyrażony w sekundach, to czas od chwili
wyłączenia źródła dźwięku w pomieszczeniu, w którym poziom ciśnienia akustycznego
maleje o 10 dB w odniesieniu do poziomu w stanie ustalonym.
Parametry C50 i C80, tzw. wskaźniki energii wczesnej do późnej, definiowane są jako
stosunek wczesnej energii akustycznej dochodzącej do punktu obserwacji w pomieszczeniu w
ciągu pierwszych 50 ms lub 80 ms (wskaźnik zwany przejrzystością - ang. „clarity”), do
późnej energii dochodzącej do tego samego punktu obserwacji.
Wczesne odbicia, które docierają do słuchacza z opóźnieniem nie większym niż 50 ms łączą
się z sygnałem bezpośrednim i wzmacniając go poprawiają przejrzystość mowy. Późniejsze
odbicia odbierane są jako pogłos i tym samym mają negatywny wpływ.
Parametr D50, wskaźnik energii wczesnej do całkowitej, zwany wyrazistością (ang.
definition)
definiowany jest jako stosunek wczesnej energii dochodzącej do punktu
obserwacji w ciągu pierwszych 50 ms do energii całkowitej. Charakteryzuje on możliwość
rozróżnienia kolejno występujących po sobie dźwięków. Im większa część energii
akustycznej dochodzi w pierwszych 50 ms od chwili wyłączenia źródła tym łatwiejsze jest
rozróżnianie kolejnych dźwięków.
W przypadku pomieszczeń, dla których wyrazistość D50 jest powyżej wartości 0.5, przyjmuje
się, ze zrozumiałość sylabowa jest większa od 85 %.
Aparatura pomiarowa
 Tor nadawczy
3
Tor nadawczy składa się z generatora szumu, wzmacniacza mocy, głośnika.
Wymagania dotyczące źródła dźwięku
Charakterystyka kierunkowości źródła dźwięku powinna być najbliższa wszechkierunkowej.
Niezbędne zapewnienie poziomu ciśnienia akustycznego co najmniej o 45 dB wyższego od
poziomu tła w badanym zakresie częstotliwości, w przypadku odczytywania czasu pogłosu z
zakresu poziomów 5 dB – 35 dB, lub o 35 dB wyższego od poziomu tła w badanym zakresie
częstotliwości, w przypadku odczytywania czasu pogłosu ze spadku 20 dB.
Sygnałem testowym jest szum biały/różowy w pasmach oktawowych o częstotliwościach
środkowych: 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Hz. Czas pobudzenia pomieszczenia powinien
być na tyle długi, aby uzyskać stan ustalony, w dużych pomieszczeniach około kilku sekund,
w małych nie mniej niż połowa czasu pogłosu.
 Tor odbiorczy
Tor odbiorczy składa się z mikrofonu pomiarowego oraz systemu pomiarowego Clio.

Miernik poziomu dźwięku firmy Sonopan
Punkty pomiarowe
Wymagania
Liczba punktów pomiarowych w pomieszczeniu powinna być tak dobrana, aby uzyskać
odpowiednie pokrycie całego pomieszczenia. Punkty pomiarowe powinny być oddalone od
siebie o co najmniej pół długości fali akustycznej, tj. w przypadku typowego zakresu
pomiarowego minimalna odległość wynosi około 2 m. Odległość mikrofonu od powierzchni
ograniczającej pomieszczenie powinna wynosić co najmniej ćwierć długości fali, tj. około
1m. Minimalna odległość dmin. pomiędzy punktem pomiarowym i źródłem dźwięku wynosi:
dmin. = √ ⁄
(7)
gdzie: V – objętość pomieszczenia, m3 ,
c – prędkość fali akustycznej, m/s ,
T – szacunkowa spodziewana wartość czasu pogłos, w s .
W pomieszczeniach o niewielkich rozmiarach (bardzo krótkim czasie pogłosu) np. w studiach
do nagrań słownych, spełnienie powyższego warunku może być niemożliwe. Wówczas, w
celu uniknięcia dominacji fali bezpośredniej, zaleca się umieszczenie ekranu akustycznego
pomiędzy źródłem i mikrofonem.
Przebieg ćwiczenia
1. Ustalenie punktów pomiarowych, zgodnie z przyjętymi wymaganiami.
2. Pomiary poziomu tła w pasmach oktawowych o częstotliwościach środkowych 125,
250, 5400, 1000, 2000, 4000 Hz, w wybranych punktach pomiarowych.
3. Przeprowadzenie pomiarów czasu pogłosu T w kolejnych punktach pomiarowych, w
pasmach oktawowych o częstotliwościach środkowych 125, 250, 5400, 1000, 2000,
4000 Hz. Pomiary należy przeprowadzić trzykrotnie.
4. Obliczenie chłonności akustycznej A badanego pomieszczenia.
4
5. Pomiary wczesnego czasu pogłosu EDT , wskaźników energii wczesnej do późnej C50
i C80 , wskaźnika energii wczesnej do całkowitej D50 .W każdym punkcie należy
przeprowadzić pomiary trzykrotnie, w pasmach oktawowych o częstotliwościach
środkowych 125, 250, 5400, 1000, 2000, 4000 Hz.
Sprawozdanie
Sprawozdanie powinno zawierać następujące elementy.
1. Punkty pomiarowe, przedstawione na zwymiarowanym planie pomieszczenia, wraz z
uzasadnieniem ich wyboru. Opis istotnych elementów/mebli w pomieszczeniu
mających wpływ na chłonność akustyczną pomieszczenia.
2. Wyniki pomiarów poziomu tła i ocena właściwości akustycznych źródła dźwięku,
zgodnie z zalecanymi wymaganiami.
3. Wyniki pomiarów czasu pogłosu T, wczesnego czasu pogłosu EDT, wskaźników
energii wczesnej do późnej C50 i C80 , wskaźnika energii wczesnej do całkowitej D50
dla wszystkich punktów pomiarowych oraz ich uśrednione wartości dla całego
pomieszczenia.
4. Ocenę badanego pomieszczenia na podstawie uzyskanych wyników pomiarów.
Bibliografia
1. PN-EN ISO 3382-1:2009 Akustyka -- Pomiar parametrów akustycznych pomieszczeń
-- Część 1: Pomieszczenia specjalne
2. PN-EN ISO 3382-2:2010 Akustyka -- Pomiar parametrów akustycznych pomieszczeń
-- Część 2: Czas pogłosu w zwyczajnych pomieszczeniach
5