Projekt adaptacji akustycznej oraz wytyczne izolacyjności

Projekt adaptacji akustycznej oraz wytyczne
izolacyjności przegród
W budynku D-5
Katedry Telekomunikacji AGH w Krakowie
Przy ul. Czarnowiejskiej 78
– faza budowlana.
Kraków, sierpień 2011 r
Spis treści:
1.
Wstęp - Cel wykonywania opracowania......................................................................................................... 3
2.
Podstawy wykonywania opracowania............................................................................................................ 3
3.1.
Charakterystyka czasu pogłosu – RT................................................................................................... 4
3.2.
Charakterystyka zrozumiałości mowy - wskaźnik STI .......................................................................... 4
4.
Serwerownia 0.17 .......................................................................................................................................... 6
4.1
Oszacowanie osiągniętego czasu pogłosu ............................................................................................... 6
4.2
Sufit........................................................................................................................................................... 7
4.3
Wyniki symulacji........................................................................................................................................ 8
4.4
Wytyczne odnośnie drzwi.......................................................................................................................... 9
4.5
Wytyczne odnośnie ścian.......................................................................................................................... 9
5
6
Wentylatornia 1.28 ...................................................................................................................................... 10
5.1
Oszacowanie osiągniętego czasu pogłosu ............................................................................................. 10
5.2
Sufit......................................................................................................................................................... 11
5.3
Wyniki symulacji...................................................................................................................................... 12
5.4
Wytyczne odnośnie drzwi........................................................................................................................ 13
5.5
Wytyczne odnośnie ścian........................................................................................................................ 13
Podsumowanie ............................................................................................................................................ 13
2
1. Wstęp - Cel wykonywania opracowania
W laboratoriach i salach wykładowych katedry telekomunikacji
przeprowadzane są zajęcia dydaktyczne, prelekcje, prace badawcze oraz
wykłady.
Zatem niniejsze opracowanie zostało wykonane przede wszystkim w
oparciu o główne założenia dobrej zrozumiałości mowy, obniżenie hałasu
panującego w laboratoriach i serwerowniach oraz zapewnienie ochrony
przed
hałasem
poprzez
dobranie
odpowiednich
izolacyjności
akustycznych przegród budowlanych.
Do niniejszego opracowania przyjęto jedno źródło wszechkierunkowe i pobudzanie sali
szumem różowym. Odbiornik został umieszczony na wysokości 170 cm nad poziomem
posadzki.
2. Podstawy wykonywania opracowania
Podstawą wykonywania opracowania adaptacji akustycznej pomieszczeń budynku
dydaktycznego D-5 Katedry Telekomunikacji AGH było:
-
założenia funkcji pomieszczeń
dokumentacja projektowa
konsultacje z Głównym Projektantem
konsultacje z Użytkownikiem i Inwestorem.
3
3. Wyznaczenie parametrów akustycznych
3.1.
Charakterystyka czasu pogłosu – RT
Czas pogłosu jest ważnym parametrem określającym jakość akustyczną wnętrz.
Definiowany jest jako czas, wyrażony w sekundach, w którym poziom dźwięku maleje o
60, 30, 20, 10 dB od momentu wyłączenia źródła, gdy w pomieszczeniu panował stan
ustalony. Czas pogłosu wpływa na zrozumiałość mowy, brzmienie muzyki oraz poziom
dźwięku. Zmiana wartości RT60, 30, 20, 10 w pomieszczeniu jest uzależniona od rodzaju
i kształtu materiałów składających się na jego wystrój, stopnia wypełnienia publicznością,
warunków atmosferycznych. Temperatura i wilgotność ma jednak zdecydowanie mniejszy
wpływ w porównaniu do pozostałych czynników. Istnieją zalecane wartości czasu
pogłosu, jakie powinny istnieć w pomieszczeniach przeznaczonych dla muzyki i form
słownych w funkcji objętości.
Współczynnik m pochłaniania dźwięku przez powietrze o wilgotności względnej 50% i
temperaturze 200C
3.2.
Charakterystyka zrozumiałości mowy - wskaźnik STI
Wartość tego wskaźnika określa w sposób bezpośredni stopień zrozumiałości mowy na
drodze transmisji sygnału w danym pomieszczeniu. W skutek wielokrotnego nakładania
się różnych warstw sygnału, która zachodzą wskutek bliższych i dalszych odbić, maleje
głębokość modulacji transmitowanego sygnału.
Do wyznaczenia odpowiedzi impulsowej h(t) wykorzystuje się zazwyczaj pobudzenie
akustyczne w postaci sekwencji szumowych o stałej gęstości widmowej. Szczególnie
przydatne do tego celu są sygnały MLS (Maximum Length Sequence). Cechą wspólną
tych sekwencji jest stała amplituda sygnału przyjmująca tylko wartości Umax i Umin oraz
funkcją autokorelacji w postaci delty Diraca. Z tego powodu uzyskany przebieg
odpowiedzi impulsowej wykazuje dużą odporność na działanie zewnętrznych zakłóceń.
Metoda RASTI opiera się na 9 pomiarach przeprowadzonych w 2 pasmach oktawowych
o częstotliwościach środkowych 500 i 2000 Hz (dla f = 500 Hz częstotliwości modulacji
zawierają się w zakresie 1- 8 Hz z odstępem tercjowym, natomiast dla f = 2000 Hz
częstotliwości modulacji zawierają się w zakresie 0,7 - 11,2 Hz również z odstępem
tercjowym) co powoduje znaczne skrócenie czasu pomiaru. Metoda ta opiera się na
wyznaczeniu modulacyjnej funkcji przejścia MTF (ang. modulation transfer function):
MTF =
∞ p2(t) e - jωωt dt
⌠
4
⌡
0
p2(t) dt
∞
⌠
⌡
0
mout
MTF =
min
gdzie m - głębokość modulacji.
System transmisji jakim jest pomieszczenie zmniejsza stopień modulacji sygnału,
natomiast nie zmniejsza kształtu sinusoidalnej fali modulacyjnej.
Poniżej przedstawiono zależność między współczynnikiem RASTI a zrozumiałością
mowy:
RASTI
Zrozumiałość mowy
0,00 - 0,30
zła
0,30 - 0,45
uboga
0,45 - 0,60
dostateczna
0,60 - 0,75
dobra
0,75 - 1,00
doskonała
5
4.
Serwerownia 0.17
W serwerowni znajdują się urządzenia techniczne rozmieszczone w 4 szafach rack.
Większość urządzeń generuje hałas o poziomie około 70 dBA. W pomieszczeniu znajdują
się tez 2 urządzenia o hałasie około 80 dBA.
4.1
Oszacowanie osiągniętego czasu pogłosu
Po wykonaniu modelu sali, przeprowadzono symulację komputerową rozchodzenia się
dźwięku we wnętrzu sali. Na podstawie posiadanych kart katalogowych i zasugerowanych
przez Zamawiającego rodzajów materiałów wyposażenia wnętrza oraz na podstawie
dostarczonych przez poszczególnych Producentów tych produktów współczynników
pochłaniania poszczególnych materiałów wykonanych i przeprowadzonych w komorach
pogłosowych wyznaczono parametry akustyczne wnętrza sali.
6
4.2
Sufit
Do obliczeń przyjęto następujące założenia:
Sufit podwieszany: sufit akustyczny z wełny szklanej, powierzchnie pokryte welonem
szklanym- gr. 50mm, 200mm wysokość konstrukcji.
Sufit powinien charakteryzować się współczynnikiem pochłaniania nie gorszym niż
podany poniżej.
wspóczynnik pochłaniania Alfa
śr
Ecophon MODUS 50mm , c.w.k 200 mm
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
125
250
500
1000
2000
4000
f [Hz]
Ecophon MODUS 50mm , c.w.k 200 mm
Do symulacji przyjęto 32 m2 sufitu.
Ściany przyjęto jako wykonane z tynku cementowego. Podłoga z PVC.
7
4.3
Wyniki symulacji
Po zastosowaniu się do w/w rozwiązań uzyskano bardzo dobre wyniki czasu pogłosu jak
poniżej:
W symulacji uwzględniono źródła hałasu występujące w pomieszczeniu. Rozkład poziomu
ciśnienia akustycznego z uwzględnieniem charakterystyki korekcyjnej A przedstawiono
poniżej :
8
4.4
Wytyczne odnośnie drzwi.
Wszystkie drzwi do serwerowni należy wykonać jako drzwi akustyczne. Odpowiednie
drzwi to wszelkie drzwi o współczynniku izolacyjności właściwej nie mniejszym niż Rwmin=
45 dB(A) (EN 717).
Uwaga:
Podczas osadzania drzwi należy zwrócić szczególną uwagę na dokładność przylegania
wszelkich opasek, uszczelek czy dokładnego wypełnienia wszelkich szczelin otworu
drzwiowego z ramą drzwi. Najlepiej powyższe powierzyć doświadczonej firmie.
4.5
Wytyczne odnośnie ścian.
Wszystkie ściany w pomieszczeniu należy wykonać jako ściany masywne o wskaźniku
izolacyjności akustycznej właściwej R’A1 nie mniejszej niż 55 dB.
9
5 Wentylatornia 1.28
W wentylatorni znajdują się urządzenia wentylacyjne, które generują znaczny hałas.
Jest to hałas na poziomie około 80-90 dB. Do symulacji przyjęto ze pracują cztery
urządzenia i generują największy możliwy hałas.
5.1
Oszacowanie osiągniętego czasu pogłosu
Po wykonaniu modelu pomieszczenia, przeprowadzono symulację komputerową
rozchodzenia się dźwięku we wnętrzu sali. Na podstawie posiadanych kart katalogowych i
zasugerowanych przez Zamawiającego rodzajów materiałów wyposażenia wnętrza oraz
na podstawie dostarczonych przez poszczególnych Producentów tych produktów
współczynników pochłaniania poszczególnych materiałów wykonanych i
przeprowadzonych w komorach pogłosowych wyznaczono parametry akustyczne wnętrza
sali.
10
5.2
Sufit
Do obliczeń przyjęto następujące założenia:
Sufit podwieszany: sufit akustyczny z wełny szklanej, powierzchnie pokryte welonem
szklanym- gr. 50mm, 200mm wysokość konstrukcji.
Sufit powinien charakteryzować się współczynnikiem pochłaniania nie gorszym niż
podany poniżej.
wspóczynnik pochłaniania Alfa
śr
Ecophon MODUS 50mm , c.w.k 200 mm
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
125
250
500
1000
2000
4000
f [Hz]
Ecophon MODUS 50mm , c.w.k 200 mm
Do symulacji przyjęto 84 m2 sufitu.
Ściany przyjęto jako wykonane z tynku cementowego. Podłoga z PVC.
11
5.3
Wyniki symulacji
Po zastosowaniu się do w/w rozwiązań uzyskano bardzo dobre wyniki czasu pogłosu jak
poniżej:
W symulacji uwzględniono źródła hałasu występujące w pomieszczeniu. Rozkład poziomu
ciśnienia akustycznego z uwzględnieniem charakterystyki korekcyjnej A przedstawiono
poniżej :
12
5.4
Wytyczne odnośnie drzwi.
Wszystkie drzwi do wentylatorni należy wykonać jako drzwi akustyczne. Odpowiednie
drzwi to wszelkie drzwi o współczynniku izolacyjności właściwej nie mniejszym niż Rwmin=
50 dB(A) (EN 717).
Uwaga:
Podczas osadzania drzwi należy zwrócić szczególną uwagę na dokładność przylegania
wszelkich opasek, uszczelek czy dokładnego wypełnienia wszelkich szczelin otworu
drzwiowego z ramą drzwi. Najlepiej powyższe powierzyć doświadczonej firmie.
5.5
Wytyczne odnośnie ścian.
Wszystkie ściany w pomieszczeniu należy wykonać jako ściany masywne o wskaźniku
izolacyjności akustycznej właściwej R’A1 nie mniejszej niż 55 dB.
6 Podsumowanie
Niniejsze wyniki są szacunkowe i mogą nieco odbiegać od przyjętych w niniejszym
opracowaniu wartości wzorcowych. Wynika to z faktu:
trudności występowania i w doborze takich materiałów, które posiadałyby
zakładane wartości współczynników pochłaniania tylko i wyłącznie w żądanych pasmach
oktawowych lub tercjowych.
rozbieżności wynikającej z podanych współczynników pochłaniania w kartach
katalogowych a stanem faktycznym,
sposobu mocowania tych elementów,
-
Jakiekolwiek inne rozwiązania czy materiały
ponownych obliczeń i opracowania akustycznego.
wymagają
wykonania
Niniejsze opracowanie należy rozpatrywać w całości.
Wykonawca zastrzega sobie możliwość dokonywania zmian do wytycznych na
etapie realizacji niniejszego opracowania. Wszelkie zmiany lub uzupełnienia do
niniejszego opracowania zostaną wniesione i przekazane Zamawiającemu na
piśmie do jego siedziby.
13
Spis treści:
1.
Wstęp - Cel wykonywania opracowania....................................................................................................... 15
2.
Podstawy wykonywania opracowania.......................................................................................................... 15
3.1.
Charakterystyka czasu pogłosu – RT................................................................................................. 16
3.2.
Charakterystyka zrozumiałości mowy - wskaźnik STI ........................................................................ 16
4.
5
Sala konferencyjna 2.02 .............................................................................................................................. 18
4.1
Oszacowanie osiągniętego czasu pogłosu ............................................................................................. 18
4.2
Sufit......................................................................................................................................................... 19
4.3
Panele ścienne........................................................................................................................................ 20
4.4
Wyniki symulacji...................................................................................................................................... 21
4.5
Wytyczne odnośnie drzwi........................................................................................................................ 22
4.6
Wytyczne odnośnie ścian........................................................................................................................ 22
Uwagi odnośnie drzwi w pomieszczeniach, w których znajdują się hałasujące urządzenie informatyczne.
23
6
Podsumowanie ............................................................................................................................................ 23
14
3. Wstęp - Cel wykonywania opracowania
W laboratoriach i salach wykładowych katedry telekomunikacji
przeprowadzane są zajęcia dydaktyczne, prelekcje, prace badawcze oraz
wykłady.
Zatem niniejsze opracowanie zostało wykonane przede wszystkim w
oparciu o główne założenia dobrej zrozumiałości mowy, obniżenie hałasu
panującego w laboratoriach i serwerowniach oraz zapewnienie ochrony
przed
hałasem
poprzez
dobranie
odpowiednich
izolacyjności
akustycznych przegród budowlanych.
Do niniejszego opracowania przyjęto jedno źródło wszechkierunkowe i pobudzanie sali
szumem różowym. Odbiornik został umieszczony na wysokości 170 cm nad poziomem
posadzki.
4. Podstawy wykonywania opracowania
Podstawą wykonywania opracowania adaptacji akustycznej pomieszczeń budynku
dydaktycznego D-5 Katedry Telekomunikacji AGH było:
-
założenia funkcji pomieszczeń
dokumentacja projektowa
konsultacje z Głównym Projektantem
konsultacje z Użytkownikiem i Inwestorem.
15
3. Wyznaczenie parametrów akustycznych
4.1.
Charakterystyka czasu pogłosu – RT
Czas pogłosu jest ważnym parametrem określającym jakość akustyczną wnętrz.
Definiowany jest jako czas, wyrażony w sekundach, w którym poziom dźwięku maleje o
60, 30, 20, 10 dB od momentu wyłączenia źródła, gdy w pomieszczeniu panował stan
ustalony. Czas pogłosu wpływa na zrozumiałość mowy, brzmienie muzyki oraz poziom
dźwięku. Zmiana wartości RT60, 30, 20, 10 w pomieszczeniu jest uzależniona od rodzaju
i kształtu materiałów składających się na jego wystrój, stopnia wypełnienia publicznością,
warunków atmosferycznych. Temperatura i wilgotność ma jednak zdecydowanie mniejszy
wpływ w porównaniu do pozostałych czynników. Istnieją zalecane wartości czasu
pogłosu, jakie powinny istnieć w pomieszczeniach przeznaczonych dla muzyki i form
słownych w funkcji objętości.
Współczynnik m pochłaniania dźwięku przez powietrze o wilgotności względnej 50% i
temperaturze 200C
4.2.
Charakterystyka zrozumiałości mowy - wskaźnik STI
Wartość tego wskaźnika określa w sposób bezpośredni stopień zrozumiałości mowy na
drodze transmisji sygnału w danym pomieszczeniu. W skutek wielokrotnego nakładania
się różnych warstw sygnału, która zachodzą wskutek bliższych i dalszych odbić, maleje
głębokość modulacji transmitowanego sygnału.
Do wyznaczenia odpowiedzi impulsowej h(t) wykorzystuje się zazwyczaj pobudzenie
akustyczne w postaci sekwencji szumowych o stałej gęstości widmowej. Szczególnie
przydatne do tego celu są sygnały MLS (Maximum Length Sequence). Cechą wspólną
tych sekwencji jest stała amplituda sygnału przyjmująca tylko wartości Umax i Umin oraz
funkcją autokorelacji w postaci delty Diraca. Z tego powodu uzyskany przebieg
odpowiedzi impulsowej wykazuje dużą odporność na działanie zewnętrznych zakłóceń.
Metoda RASTI opiera się na 9 pomiarach przeprowadzonych w 2 pasmach oktawowych
o częstotliwościach środkowych 500 i 2000 Hz (dla f = 500 Hz częstotliwości modulacji
zawierają się w zakresie 1- 8 Hz z odstępem tercjowym, natomiast dla f = 2000 Hz
częstotliwości modulacji zawierają się w zakresie 0,7 - 11,2 Hz również z odstępem
tercjowym) co powoduje znaczne skrócenie czasu pomiaru. Metoda ta opiera się na
wyznaczeniu modulacyjnej funkcji przejścia MTF (ang. modulation transfer function):
MTF =
∞ p2(t) e - jωωt dt
⌠
16
⌡
0
p2(t) dt
∞
⌠
⌡
0
mout
MTF =
min
gdzie m - głębokość modulacji.
System transmisji jakim jest pomieszczenie zmniejsza stopień modulacji sygnału,
natomiast nie zmniejsza kształtu sinusoidalnej fali modulacyjnej.
Poniżej przedstawiono zależność między współczynnikiem RASTI a zrozumiałością
mowy:
RASTI
Zrozumiałość mowy
0,00 - 0,30
zła
0,30 - 0,45
uboga
0,45 - 0,60
dostateczna
0,60 - 0,75
dobra
0,75 - 1,00
doskonała
17
5.
Sala konferencyjna 2.02
4.6
Oszacowanie osiągniętego czasu pogłosu
Po wykonaniu modelu sali, przeprowadzono symulację komputerową rozchodzenia się
dźwięku we wnętrzu sali. Na podstawie posiadanych kart katalogowych i zasugerowanych
przez Zamawiającego rodzajów materiałów wyposażenia wnętrza oraz na podstawie
dostarczonych przez poszczególnych Producentów tych produktów współczynników
pochłaniania poszczególnych materiałów wykonanych i przeprowadzonych w komorach
pogłosowych wyznaczono parametry akustyczne wnętrza sali.
18
4.7
Sufit
Do symulacji przyjęto sufit podwieszany o współczynniku pochłaniania nie niższym niż
podany poniżej.
wspóczynnik pochłaniania Alfa śr
Na rysunku zaznaczony kolorem pomarańczowym.
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
125
250
500
1000
2000
4000
f [Hz]
Do symulacji przyjęto 66 m2 sufitu.
Ściany przyjęto jako wykonane z tynku cementowego. Na podłodze przyjęto parkiet.
19
4.8
Panele ścienne
Do symulacji przyjęto okładziny ścienne o współczynniku pochłaniania nie niższym niż
podane poniżej.
Na rysunku oznaczono je kolorem zielonym.
20
wspóczynnik pochłaniania Alfa śr
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
125
250
500
1000
2000
4000
f [Hz]
Do symulacji przyjęto 32 m2 paneli.
4.9
Wyniki symulacji
Po zastosowaniu się do w/w rozwiązań uzyskano bardzo dobre wyniki czasu pogłosu jak
poniżej:
21
Powyżej przedstawiono rozkład parametru zrozumiałości mowy STI.
4.10 Wytyczne odnośnie drzwi.
Wszystkie drzwi do sali należy wykonać jako drzwi akustyczne. Odpowiednie drzwi to
wszelkie drzwi o współczynniku izolacyjności właściwej nie mniejszym niż Rwmin= 42
dB(A) (EN 717).
Uwaga:
Podczas osadzania drzwi należy zwrócić szczególną uwagę na dokładność przylegania
wszelkich opasek, uszczelek czy dokładnego wypełnienia wszelkich szczelin otworu
drzwiowego z ramą drzwi. Najlepiej powyższe powierzyć doświadczonej firmie.
4.11 Wytyczne odnośnie ścian.
Wszystkie ściany w pomieszczeniu należy wykonać jako ściany masywne o wskaźniku
izolacyjności akustycznej właściwej R’A1 nie mniejszej niż 55 dB.
22
7 Uwagi odnośnie drzwi w pomieszczeniach,
hałasujące urządzenie informatyczne.
w których znajdują się
Wszystkie drzwi do tych pomieszczeń (za wyjątkiem pomieszczeń sąsiadujących
z pracownią 2.09) należy wykonać jako drzwi akustyczne. Odpowiednie drzwi to
wszelkie drzwi o współczynniku izolacyjności właściwej nie mniejszym niż Rwmin= 50
dB(A) (EN 717) z szybą wewnątrz.
Uwaga:
Podczas osadzania drzwi należy zwrócić szczególną uwagę na dokładność przylegania
wszelkich opasek, uszczelek czy dokładnego wypełnienia wszelkich szczelin otworu
drzwiowego z ramą drzwi. Najlepiej powyższe powierzyć doświadczonej firmie.
8 Podsumowanie
Niniejsze wyniki są szacunkowe i mogą nieco odbiegać od przyjętych w niniejszym
opracowaniu wartości wzorcowych. Wynika to z faktu:
trudności występowania i w doborze takich materiałów, które posiadałyby
zakładane wartości współczynników pochłaniania tylko i wyłącznie w żądanych pasmach
oktawowych lub tercjowych.
rozbieżności wynikającej z podanych współczynników pochłaniania w kartach
katalogowych a stanem faktycznym,
sposobu mocowania tych elementów,
-
Jakiekolwiek inne rozwiązania czy materiały
ponownych obliczeń i opracowania akustycznego.
wymagają
wykonania
Niniejsze opracowanie należy rozpatrywać w całości.
Wykonawca zastrzega sobie możliwość dokonywania zmian do wytycznych na
etapie realizacji niniejszego opracowania. Wszelkie zmiany lub uzupełnienia do
niniejszego opracowania zostaną wniesione i przekazane Zamawiającemu na
piśmie do jego siedziby.
23