WYKŁAD Z PRZEDMIOTU:

„Fizyka Budowli”

AKUSTYKA TECHNICZNA

Akustyka techniczna

Kształtowaniem właściwych warunków akustycznych w miejscu

pobytu ludzi zajmuje się dyscyplina naukowa zwana

akustyką

techniczną

.

W budownictwie dziedzina ta zawężona jest do trzech działów:

c) akustyki budowlanej (obejmującej również akustykę

instalacyjną)

b) akustyki wnętrz

a) akustyki urbanistycznej

Akustyka urbanistyczna

W ramach akustyki urbanistycznej rozpatruje się zagadnienia

związane z:

•

rozprzestrzenianiem się dźwięku w przestrzeni otwartej i częściowo

zabudowanej

•

metodami kształtowania klimatu akustycznego przestrzeni

urbanistycznych

•

zabezpieczeniami akustyczno-urbanistycznymi

Przykłady urbanistycznych sposobów

zabezpieczenia obiektów mieszkaniowych przed

hałasem drogowym

Przykłady urbanistycznych sposobów

zabezpieczenia obiektów mieszkaniowych przed

hałasem drogowym

Przykład nieprawidłowego ekranowania hałasu

komunikacyjnego

Z przedstawionego schematu wynika, że ekranowanie budynku

wysokiego przez budynek niski jest mało efektywne – szczególnie w

przypadku, gdy budynek niski znajduje się w niewielkiej odległości od

budynku wysokiego.

Wykorzystanie budynku nie wymagającego ochrony do
ekranowania hałasu komunikacyjnego – rozwiązanie
nieprawidłowe

Celem zwiększenia efektywności ekranowania budynku wysokiego

przez budynek niski, niezbędne jest znaczne oddalenie budynku

wysokiego od budynku-ekranu lub zastosowanie wysuniętego dachu

nadwieszonego nad budynkiem ekranem i skierowanego w stronę

źródła dźwięku.

Przykład prawidłowego ekranowania hałasu

komunikacyjnego

Wykorzystanie budynku nie wymagającego ochrony do
ekranowania hałasu komunikacyjnego – rozwiązanie
prawidłowe

Akustyka wnętrz

W ramach akustyki wnętrz podejmuje się problemy dotyczące:

•

rozprzestrzeniania się dźwięku w pomieszczeniach

oraz

•

kształtowania właściwości akustycznych tych pomieszczeń

 stosownie do potrzeb wynikających z ich przeznaczenia, a
związanych z rodzajem projekcji akustycznej, do jakiej ma być

dostosowane określone wnętrze (np. do odbioru mowy, określonego

rodzaju muzyki itp.)

Przykład poprawnego rozwiązania akustycznego

sali amfiteatralnej

Przykład poprawnego rozwiązania akustycznego

sali amfiteatralnej

W celu uzyskania dobrego nagłośnienia nie wystarczy samo

skierowanie odbitej wiązki fal dźwiękowych w określonym kierunku.

Należy dodatkowo zastosować zarówno nachylenie widowni z

przewyżką kolejnych rzędów powyżej 12 cm (dotarcie fali

bezpośredniej do każdego słuchacza) oraz odpowiednio ukształtować

sufit przez zastosowanie sztywnych i twardych płaszczyzn

odpowiednio kierujących dźwięk.

Przykład niepoprawnego rozwiązania akustycznego

sali amfiteatralnej

Akustyka budowlana

W ramach akustyki budowlanej określa się:

•

źródła hałasu występujące w budynkach mieszkalnych i

użyteczności publicznej,

•

właściwości akustyczne wyrobów i ustrojów budowlanych,

•

zjawiska rozprzestrzeniania się hałasu w obiektach i z obiektów

budowlanych,

•

metody ochrony przeciwdźwiękowej i przeciwdrganiowej

pomieszczeń w budynkach,

•

zabezpieczenia akustyczne obiektów budowlanych, z których hałas

emitowany jest do środowiska (np. hale przemysłowe, obiekty

komunikacyjne, obiekty komunalne itp.)

Źródła hałasów w budynku

Źródła hałasów występujących w budynku można podzielić, ze

względu na ich usytuowanie, na następujące rodzaje:

1) źródła usytuowane na zewnątrz budynku:

-

arterie komunikacyjne

-

porty lotnicze

-

zakłady przemysłowe, usługowe i wytwórcze

-

obiekty komunalne, np. parkingi, zajezdnie, dyskoteki itp.

2) źródła usytuowane w budynku, poza rozpatrywanym

pomieszczeniem mieszkalnym:

-

instalacje stanowiące wyposażenie techniczne budynku

-

usługi wbudowane, np. kawiarnie, restauracje, dyskoteki

-

urządzenia elektro-akustyczne w mieszkaniach

Źródła hałasów w budynku c.d.

Obiekty budowlane zlokalizowane w sąsiedztwie arterii

komunikacyjnych o dużym natężeniu ruchu, jak również w pobliżu

dużych zakładów przemysłowych, są narażone zarówno na

oddziaływanie hałasu przenikającego przez powietrze do budynku, jak

i na drgania mechaniczne przenikające przez grunt i fundament do

konstrukcji budynku.

Schemat rozprzestrzeniania się dźwięków powietrznych (3) i
materiałowych (4)

Źródła hałasów w budynku c.d.

Z przedstawionego schematu wynika, że procesy wibroakustyczne

(hałasy i drgania) generowane przez źródła zewnętrzne mogą

przenosić się do pomieszczeń w budynku dwoma drogami:

- drogą bezpośrednią przez powietrze, np. przez kanały wentylacyjne,

otwarte lub nieszczelne okna, jak również przez przegrody w wyniku

ich małej izolacyjności akustycznej

- drogą pośrednią za pośrednictwem drgań gruntu oraz konstrukcji

budynku

Do tego dochodzi hałas generowany przez źródła wewnętrzne, który

może przenikać do poszczególnych pomieszczeń w budynku, zarówno

w postaci dźwięków powietrznych jak

i materiałowych.

Dźwięk – jako zjawisko falowe

Dźwięk jest zjawiskiem falowym wywołanym drganiami cząsteczek

dowolnego ośrodka sprężystego (ciała stałego, gazu, cieczy).

Istnieją dwa zasadnicze sposoby wytwarzania fal akustycznych:

•

przez drgania mechaniczne,

• •

przez turbulencje.

•

W pierwszym przypadku ruch cząsteczek ośrodka jest wywołany

przez znajdujący się w nim lub oddziałujący na niego dowolny

element drgający.

• •

W drugim przypadku drgania ośrodka są spowodowane

zaburzeniami przepływającego strumienia gazu lub cieczy,

tworzeniem się wirów (ruch turbulencyjny).

Rodzaje fal dźwiękowych

W zależności od rodzaju ośrodka, w jakim rozprzestrzeniają się fale

dźwiękowe (akustyczne) dzieli się je na:

powietrzne – rozchodzące się w powietrzu lub innym gazie

oraz

materiałowe – rozchodzące się w ośrodku stałym lub ciekłym.
 

Fale materiałowe mogą stać się źródłem fal powietrznych i odwrotnie.

W akustyce budowlanej rozróżnia się dodatkowo pojęcie dźwięki

uderzeniowe.

Powstają one pod wpływem uderzenia w strop podczas chodzenia,

przesuwania mebli, toczenia przedmiotów.

Rozprzestrzeniają się one w budynku w postaci dźwięków

materiałowych, a następnie powietrznych.

Rodzaje fal dźwiękowych

W zależności od kierunku drgań cząsteczek w stosunku do kierunku

rozchodzenia się fali akustycznej rozróżnia się:

- fale podłużne (kierunek drgań cząsteczek jest zgodny z kierunkiem

rozprzestrzeniania się fali dźwiękowej),

- fale poprzeczne (kierunek drgań cząsteczek jest prostopadły do

kierunku rozchodzenia się fali akustycznej).

W ośrodku gazowym mogą rozprzestrzeniać się wyłącznie fale

podłużne.

W cieczach mogą rozchodzić się fale podłużne, a na powierzchni –

fale powierzchniowe, zbliżone do fal poprzecznych.

W ośrodku stałym mogą się rozprzestrzeniać zarówno fale podłużne,

jak i poprzeczne oraz inne szczególne rodzaje fal, jak np. fale giętne,

ścinające itp.

Dźwięki słyszalne – ogólna charakterystyka

Pojedynczą sinusoidalną falę

dźwiękową nazywa się tonem.

Częstotliwość fali jest związana

z wysokością dźwięku.

Amplituda fali związana jest z

natężeniem dźwięku.

Dźwięki występujące w

przyrodzie są dźwiękami

złożonymi, czyli superpozycją

pojedynczych fal dźwiękowych.

Cechy charakterystyczne
dźwięku

Wielkości charakterystyczne fali dźwiękowej

Wielkościami charakterystycznymi fali dźwiękowej są:

•

częstotliwość,

• •

długość fali,

• • •

prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej.

 

Wielkości te są związane zależnością:

c

T

f

c









 – długość fali dźwiękowej [m]
c – prędkość dźwięku [m/s]

f – częstotliwość dźwięku [Hz]

T – okres drgań [s]

Przy czym:

f

1

T 

• Częstotliwość

Przedział

między

dowolną

częstotliwością,

a

częstotliwością

dwukrotnie

większą nazywa się oktawą.

Od

częstotliwości

zależy

wysokość tonu – im większa jest

częstotliwość

dźwięku,

tym

większa jest jego wysokość.

Częstotliwość fali dźwiękowej f jest to liczba okresów drgań T w

ciągu 1 sekundy. Liczbowo równa odwrotności okresu drgań.

Określana w hercach [Hz] (1Hz = 1 s

-1

)

Częstotliwość 1 Hz dotyczy zjawiska okresowego, którego okres jest

równy 1 s.

Rodzaj

Dolna częstotliwość Górna częstotliwość

organizmu

graniczna [Hz]

graniczna [kHz]

nietoperz

8

100

kot

50

80

pies

12

40

delfin

120

120

człowiek

16

20

Pasma częstotliwości słyszalnych dla różnych
zwierząt i człowieka

Z przytoczonych danych wynika, że zwierzęta mają na ogół większe

szerokości pasm słyszalnych w porównaniu do człowieka

• Częstotliwość – c.d.

• • Długość fali

Dźwięki występujące w przyrodzie – z uwagi na częstotliwość i

związaną z tym długość fali akustycznej – dzieli się na:

•

infradźwięki, niesłyszalne przez człowieka o częstotliwości f < 16

Hz i długości fali w powietrzu  > 21 m,

•

dźwięki słyszalne o częstotliwości od 16 Hz do 20 kHz i długości fali

w powietrzu 1,7 cm    21 m,

•

ultradźwięki, niesłyszalne dla człowieka, o częstotliwości powyżej

20 kHz oraz  < 1,7 cm.

Długość fali dźwiękowej  jest to odległość x, jaką przebywa fala
akustyczna w czasie jednego okresu drgań T.



x

• • • Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej

Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej jest zależna od ośrodka i

rodzaju fali.

Dźwięki mogą być przenoszone przez wszystkie ośrodki sprężyste, we

wszystkich stanach skupienia.

Zasadniczy wpływ na prędkość rozchodzenie się fali dźwiękowej ma

oporność akustyczna ośrodka.

Zależy ona przede wszystkim od jego sprężystości i gęstości. Im

bardziej gęsty i bardziej sprężysty jest ośrodek, tym większa w nim

jest prędkość fali akustycznej.

• • • Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej

c.d.

Prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu (fale podłużne)

zmienia się wraz ze zmianą temperatury, ciśnienia atmosferycznego i

innych czynników, takich jak wilgotność, mgła, zadymienie.

Prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu wynosi ok. 340 m/s.

Prędkość rozchodzenia się dźwięku w wodzie  1450 m/s.

Prędkość rozchodzenia się dźwięku (fal podłużnych) w ciałach stałych

jest znacznie większa, np.:

w ceramice zwykłej o gęstości ok. 1800 kg/m

3

wynosi  3600 m/s,

w betonie zwykłym o gęstości ok. 2300 kg/m

3

wynosi  4000 m/s,

w aluminium  4700 m/s,
w szkle  5200 m/s.

Energia, moc akustyczna, natężenie i ciśnienie

dźwięku

Każde ciało drgające znajdujące się w ośrodku sprężystym jest

źródłem energii akustycznej. Ilość energii akustycznej przepływającej

w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni nazywa się

natężeniem dźwięku i wyraża się w [W/m

2

].

Ilość energii, jaką wysyła źródło dźwięku w jednostce czasu, nazywa

się mocą akustyczną źródła P i wyraża się w watach [W].

 

dB

P

P

lg

10

L

0

W





P - moc akustyczna źródła [W],

Po - moc akustyczna odniesienia; P

0

= 10

-12

[W].

Ponieważ rozpiętość mocy źródeł spotykanych w praktyce jest bardzo

duża (moc akustyczna szeptu wynosi 10

-9

W, natomiast samolotu

odrzutowego 10

7

W) w technicznych obliczeniach stosuje się pojęcie

poziomu mocy akustycznej L

W

(w niektórych źródłach literaturowych

poziom mocy akustycznej źródła oznacza się symbolem L

P

). Poziom

mocy akustycznej wyraża się wzorem:

Energia, moc akustyczna, natężenie i ciśnienie

dźwięku c.d.

Moc akustyczna źródła przypadająca na jednostkę (1 m

2

) powierzchni

prostopadłej do kierunku rozchodzenia się fali akustycznej określa

natężenie dźwięku wytwarzanego przez to źródło. Natężenie to wyraża

się wzorem:

]

m

/

W

[

S

P

I

2



S - wyrażone w m

2

pole powierzchni promieniowania dźwięku w

określonej odległości od źródła; np. w przypadku promieniowania

źródła punktowego zawieszonego w przestrzeni powierzchnia S równa

jest powierzchni kuli o promieniu r określającym odległość tej

powierzchni od źródła.

Odpowiednio do poprzednio stosowanej zasady w praktyce operuje się

poziomem natężenia dźwięku L

I

wg wzoru:

]

dB

[

I

I

lg

10

L

0

I



I - wg wzoru j.w.,

I

0

- natężenie dźwięku odniesienia; I

0

= 10

-12

W/m

2

.

Energia, moc akustyczna, natężenie i ciśnienie

dźwięku c.d.

W akustyce budowlanej przy pomiarach wykorzystuje się najczęściej

pojęcie ciśnienia akustycznego i poziomu ciśnienia akustycznego,

ponieważ są to wielkości stosunkowo łatwo mierzalne.

Ciśnienie akustyczne p w powietrzu jest to różnica między chwilową

wartością ciśnienia powstałego w danym punkcie pola pod działaniem

fal akustycznych a wartością ciśnienia statycznego

(atmosferycznego). Ciśnienie akustyczne wyraża się w paskalach [Pa].

Poziom ciśnienia akustycznego L

p

jest to względna miara ciśnienia

akustycznego wyrażona wzorem:

]

dB

[

p

p

lg

10

L

2

0

2

p



p - ciśnienie akustyczne, Pa,

p

0

- ciśnienie akustyczne odniesienia; p

0

= 210

-5

Pa.

Poziom ciśnienia akustycznego określa się często także symbolem L

bez indeksu.

Odbiór dźwięków przez człowieka

Narząd słuchu człowieka spełnia rolę układu, który wykrywa

kierunek, z którego dobiegają dźwięki, a także ich głośność, wysokość

i barwę. Organ ten odbiera dźwięki, których częstotliwość zawarta

jest w przedziale od 16 Hz do 20 kHz, a amplituda ciśnienia

akustycznego mieści się w przedziale od 2 x 10

-5

Pa do 10 Pa.

Należy podkreślić, że ucho ludzkie, odbierające pojedyncze tony o

różnej częstotliwości i tym samym ciśnieniu akustycznym, słyszy je

niejednakowo głośno. Dźwięki z zakresu częstotliwości niskich i

wysokich, aby wywołać takie samo wrażenie słuchowe, jak dźwięki z

zakresu częstotliwości średnich, powinny się charakteryzować

znacznie większymi wartościami ciśnień akustycznych.

Czułości ucha jest największa w zakresie częstotliwości od 800 do

4000 Hz. Tony niższe i wyższe od tego zakresu są odczuwane jako

mniej głośne.

Subiektywnie odczuwana głośność dźwięku jest zatem trudna do

zmierzenia. Dlatego najwygodniejszą formą wyrażenia

charakterystyki zmysłu słuchu człowieka jest określenie słyszalnych

natężeń dźwięku w funkcji częstotliwości.

Charakterystyka zmysłu słuchu człowieka – zakres
słyszalności dźwięków

Odbiór dźwięków przez człowieka c.d.

Cały, znany nam, świat dźwięków słyszalnych jest zawarty między:

progiem słyszalności (tj. 0 dB)

a

progiem bólu (130 dB).

Warunki o poziomie natężenia dźwięku 0 dB są bardzo rzadko

spotykane i trudno osiągalne. Można je spotkać jedynie w

pomieszczeniach dźwiękoszczelnych oraz w przestrzeni

międzyplanetarnej – tam, gdzie panuje próżnia.

Poziom bliski 130 dB, powyżej którego odczuwa się już tylko ból,

można spotkać znacznie częściej. Towarzyszy on na przykład startom

samolotów odrzutowych, a także pracy młotów pneumatycznych i

innych urządzeń przemysłowych.

Intensywność dźwięków spotykanych na co dzień mieści się w

granicach między 20 a 60 dB.

Odbiór dźwięków przez człowieka c.d.

Przykładowe wartości poziomów natężenia

dźwięku

Skutki zdrowotne

Z powodu bliskości przebiegu nerwów słuchowych i nerwów

odchodzących do tworu siatkowatego i podwzgórza, możliwy jest

wpływ dźwięków zarówno na całą sferę świadomości, jak i na układ

wegetatywny, tj. na narządy wewnętrzne i układ krwionośny,

zwłaszcza wówczas, gdy dźwięki są intensywne.

W ten sposób hałas może zakłócać sen, wywoływać zdenerwowanie,

utrudniać rozumienie mowy czy koncentrację.

Może również powodować różne inne nieprzyjemne objawy, np. wzrost

ciśnienia krwi, przyspieszenie tętna lub wzmożenie napięcia mięśni.

Skutki zdrowotne

Reakcje organizmu człowieka na hałas są bardzo subiektywne i zależą

od sytuacji. Przy poziomach dźwięku poniżej 70 dB określamy go jako

denerwujący lub uciążliwy. Ma on wówczas niekorzystny wpływ na

nasz organizm, powodując zmęczenie układu nerwowego lub

utrudnienie wypoczynku, jednak jest to zwykle efekt przejściowy. Przy

poziomach dźwięku powyżej 70 dB hałas staje się szkodliwy dla

człowieka, a powyżej 90 dB nawet niebezpieczny, gdyż powoduje

liczne zaburzenia układu krążenia i układu pokarmowego. Poziomy

powyżej 130 dB mogą nawet stanowić zagrożenie dla życia, gdyż

powodują drgania niektórych narządów wewnętrznych, prowadząc do

zniszczeń ich struktury.

Jednym z najczęstszych skutków oddziaływania dźwięków o wysokim

poziomie ciśnienia akustycznego jest trwałe uszkodzenie słuchu.

Zdarza się ono często przy długotrwałym lub często powtarzanym

narażeniu błony bębenkowej na takie dźwięki (nawet wtedy, gdy

odbierający je człowiek nie nazwałby ich hałasem). Przykładem może

być słuchanie muzyki przez słuchawki, zwłaszcza wkładane do uszu.

Ważony (skorygowany) poziom dźwięku

Obiektywna ocena odbioru dźwięków przez człowieka jest tym

bardziej skomplikowana, że w praktyce narażony jest on najczęściej

na działanie hałasu, tj. dźwięku złożonego – stanowiącego

superpozycję dźwięków prostych.

Obiektywnym przybliżeniem poziomu głośności jest wówczas

skorygowany (ważony) poziom dźwięku, który wyznacza się za pomocą

miernika poziomu dźwięku wyposażonego w filtr korekcyjny A.

Filtr korekcyjny A przystosowuje charakterystykę częstotliwościową

przyrządu do charakterystyki częstotliwościowej wrażliwości ucha

ludzkiego w zakresie małych poziomów głośności.

Uzyskane w ten sposób wyniki pomiarów poziomu dźwięku oznacza

się przez dB(A).

Średni poziom dźwięku A (L

Am

)

 

Średni poziom dźwięku A (L

Am

) obliczyć można według wzoru:

]

dB

[

L

n

1

L

n

1

i

Ai

Am







L

Ai

- poziom dźwięku A występujący w danym momencie czasowym

[dB],

n - liczba określonych w czasie obserwacji pomiarów dźwięku (L

Ai

).

Obliczony według powyższego wzoru poziom dźwięku A (L

Am

) jest to

uśredniony w czasie obserwacji poziom dźwięku A hałasu ustalonego.

Równoważny poziom dźwięku A (L

Aeq

)

Równoważny poziom dźwięku A (L

Aeq

) obliczyć można według wzoru:





]

dB

[

10

t

T

1

log

10

L

n

1

i

Ami

L

1

,

0

i

Aeq

















T - czas oceny [s],

L

Ami

- średni poziom dźwięku A występujący w czasie, w którym hałas

można uznać za ustalony [dB],

t

i

- czas, w którym poziom dźwięku A jest ustalony i wynosi L

Ami

, przy

czym:

]

s

[

T

t

n

1

i

i

 



Obliczony w powyższy sposób równoważny poziom dźwięku A (L

Aeq

)

jest to uśredniony w czasie obserwacji poziom dźwięku A, hałasu

nieustalonego.

Hałas ustalony i nieustalony

Wielkościami kryterialnymi hałasu stosowanymi do oceny

oddziaływania hałasu na organizm człowieka są następujące miary

względne:

• dla hałasu ustalonego wielkością kryterialną hałasu jest ważony

(skorygowany) poziom dźwięku mierzony wg charakterystyki A

sonometru, wyrażony w dB(A);

• • dla hałasu nieustalonego wielkością kryterialną hałasu jest

poziom równoważny (ekwiwalentny) mierzony wg charakterystyki A

sonometru.

Hałas występujący w środowisku naturalnym w zależności od wahań

poziomu ciśnienia akustycznego dzieli się na dwa rodzaje:

•hałas ustalony - jest to hałas, którego poziom dźwięku A zmienia się

w czasie nie więcej niż o 5 dB,

• • hałas nieustalony - jest to hałas, którego poziom dźwięku A

zmienia się w czasie o wartość większą od 5 dB, hałas występujący z

przerwami w czasie ekspozycji zalicza się do hałasu nieustalonego.

Wymagania dot. dopuszczalnych poziomów dźwięku w

pomieszczeniach

Dopuszczalne poziomy dźwięku A hałasu przenikającego do

pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi (budynki mieszkalne,

zamieszkania zbiorowego, użyteczności publicznej) podaje norma PN-

87/B-02151/02.

Zawarte w normie PN-87/B-02151/02 wymagania obejmują:

•

dopuszczalny poziom dźwięku A hałasu pochodzącego od

wszystkich źródeł wewnętrznych usytuowanych poza danym

pomieszczeniem (w budynkach mieszkalnych – poza danym

mieszkaniem)

oraz oddzielnie

• •

dopuszczalny poziom dźwięku A hałasu przenikającego do

pomieszczeń od poszczególnych instalacji stanowiących techniczne

wyposażenie budynku, nie regulowanych i nie wyłączanych z danego

pomieszczenia (w budynkach mieszkalnych – z danego mieszkania)

Dopuszczalne poziomy hałasu w pomieszczeniach

przeznaczonych na pobyt ludzi

(wybór na podstawie PN-87/B-02151/02)

Wymagania dot. dopuszczalnych poziomów dźwięku w

pomieszczeniach

Wymagania dot. dopuszczalnych poziomów dźwięku w

pomieszczeniach

Dopuszczalny poziom dźwięku A hałasu pochodzącego od wszystkich

źródeł wewnętrznych usytuowanych poza danym pomieszczeniem

dotyczy poziomu równoważnego L

Aeq

.

Wielkością istotną dla określenia dopuszczalnych wartości poziomu

dźwięku w pomieszczeniach jest również maksymalny poziom

dźwięku A (L

Amax

), to znaczy maksymalna wartość skuteczna poziomu

dźwięku A występująca podczas obserwacji.

Dopuszczalne poziomy hałasu zróżnicowane są w zależności od

przeznaczenia pomieszczenia, a w przypadku pomieszczeń

mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego także w zależności od pory

doby.

W pomieszczeniach tego typu wartości dopuszczalnego poziomu

dźwięku A ustalane są dla ośmiu najniekorzystniejszych godzin

dziennych (następujących po sobie w czasie 6

00

– 22

00

) i odcinka

półgodzinnego najniekorzystniejszej godziny (pomiędzy godziną 22

00

a 6

00

) dla pory nocnej.

Związane jest to z koniecznością zapewnienia odpowiednich

warunków do snu.

Rozchodzenie się dźwięków

Fala dźwiękowa trafiająca na ośrodek o innej oporności akustycznej

ulega odbiciu, załamaniu i pochłanianiu, w stopniu zależnym od

cech fizycznych obu ośrodków.

Te właściwości fal akustycznych mają duże znaczenie praktyczne dla

rozprzestrzeniania się dźwięków w naszym środowisku.

Schemat odbicia, pochłaniania i załamania

fali dźwiękowej:

a) padającej prostopadle na powierzchnię

graniczną

b) padającej pod kątem na powierzchnię

graniczną

Rozchodzenie się dźwięków

Energia, która przenika do drugiego ośrodka, może rozprzestrzeniać

się dalej (transmisja dźwięku) lub może być w nim pochłonięta i

zamieniona na ciepło, jeśli jest to materiał o dużym współczynniku

tłumienia dźwięku.

Zwykle dobre własności pochłaniania dźwięku mają materiały

włókniste, co wykorzystuje się w kształtowaniu środowiska

akustycznego, np. w regulowaniu chłonności akustycznej

pomieszczeń.

Na przykład ubranie jednego człowieka pochłania mniej więcej tyle

samo energii dźwiękowej co 20 m

2

ściany. Takie same własności mają

oczywiście miękkie obicia meblowe, wykładziny i zasłony.

Materiały o dużym współczynniku pochłaniania stosuje się też jako

izolacje akustyczne między obszarami o dużym i małym poziomie

natężenia dźwięku.

Rozchodzenie się dźwięków

Wiadomo, że kąt padania fali jest równy kątowi odbicia.

Zatem powierzchnie płaskie będą jedynie zmieniać kierunek

rozchodzenia się dźwięków, natomiast powierzchnie wklęsłe będą fale

skupiać, a powierzchnie wypukłe je rozpraszać.

Odbicie fal dźwiękowych w zależności od kształtu
powierzchni odbijającej

Własności te wykorzystuje się w stopniu zależnym od współczynnika

odbicia

– do wzmacniania, osłabiania lub ukierunkowywania fal dźwiękowych.

W celu dobrego rozproszenia energii akustycznej w pomieszczeniach

prostopadłościennych należy stosować elementy rozpraszające na

przemian z elementami odbijającymi.

Schemat rozmieszczenia na ścianach pomieszczenia ustrojów

dźwiękochłonnych

na przemian z powierzchniami odbijającymi

Zjawisko odbijania i pochłaniania w

zastosowaniach praktycznych

Zjawisko odbijania i pochłaniania w

zastosowaniach praktycznych

Zastosowanie nad sceną

elementu kierującego

dźwięk

w określone miejsca

sali:

1 – powierzchnia

odbijająca

2 – powierzchnia

pochłaniająca

W salach o wysokości powyżej 10 m oraz w salach o kształcie nie

zapewniającym dojścia pierwszego odbicia do słuchacza w

odpowiednio krótkim czasie należy stosować powierzchnie kierujące

energię pierwszego odbicia w pożądane miejsce sali.

Powierzchnie kierujące powinny mieć odpowiednie nachylenie, które

można ustalić na podstawie analizy geometrycznej, ponadto wymiary

tych powierzchni powinny być większe od 1/3  oraz wykonane ze
sztywnego materiału odpornego na drgania akustyczne.