6. PROSTORNA AKUSTIKA - Fer
6. PROSTORNA AKUSTIKA - Fer
6. PROSTORNA AKUSTIKA - Fer
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>6.</strong> <strong>PROSTORNA</strong> <strong>AKUSTIKA</strong><br />
Elektroakustika 2007.<br />
Svrha joj je da se ostvare uvjeti za dobro, kvalitetno i ugodno<br />
slušanje.<br />
Važno je da pri tome ne budu zadovoljni samo slušatelji,<br />
nego i izvođači.<br />
Tzv. dobra akustika postiže se uspješnim zadovoljavanjem<br />
više objektivnih i subjektivnih uvjeta.
<strong>6.</strong>1. OBLIK PROSTORIJE<br />
To je jedan od najvažnijih faktora prostorne akustike.<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Svaki izvor zvuka u nekom prostoru može imati do beskonačno<br />
mnogo vlastitih zrcalnih slika, virtuelnih izvora.<br />
U slučaju npr. dva paralelna, beskonačna zida, između kojih se<br />
postavi zvučni izvor (npr. bijeli šum), pojaviti će se između<br />
zidova stojni val, čija je osnovna frekvencija (prvi (nulti) mod<br />
titranja) ovisna o udaljenosti zidova d:<br />
kao i viši modovi (2f 0 , 3f 0 ....)<br />
f 0 = c/2d = 343/2d [Hz]
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>1. Pojava stojnih valova u<br />
ovisnosti o omjeru frekvencije i<br />
dimenzija prostorije. Prikaz I, II<br />
i III moda.
Elektroakustika 2007.<br />
Širenje zvuka u prostoru može se prikazati i zrakama ako je<br />
valna duljina znatno manja od dimenzija prostora, dakle na<br />
višim frekvencijama. Tada se može za objašnjenje pojava<br />
koristiti korpuskularna metoda (“ray tracing”) umjesto valne:<br />
Sl. <strong>6.</strong>2. Vizualizacija aksijalnih, tangencijalnih i kosih modova<br />
prostora upotrebom ray-tracing metode
Elektroakustika 2007.<br />
Najčešći oblik prostora je paralelopipedni. Uporabom valne<br />
metode Lord Rayleigh je 1869. izračunao prirodne (vlastite)<br />
frekvencije nekog prostora paralelopipednog oblika:<br />
f= (c/2)√[(p 2 /d 2 )+(q 2 /š 2 )+(r 2 /v 2 )]<br />
gdje su p, q i r cijeli brojevi (0, 1, 2, 3...) koji označavaju mod<br />
titranja (aksijalni, tangencijalni, kosi, višestruki), a d, š i v su<br />
duljina, širina i visina (dimenzije) prostorije.<br />
Sl. <strong>6.</strong>3. Modovi titranja<br />
u nekoj prostoriji.
Elektroakustika 2007.<br />
Zbog interferencije i rezonantnih pojava stojnih valova<br />
pojedinih sustava nastaje nejednolika raspodjela zv. tlaka.<br />
Sl. <strong>6.</strong>4. Raspodjela izobara (krivulja jednakog zv. tlaka) u<br />
prostoriji zbog interferencije valova vlastitih frekvencija
Elektroakustika 2007.<br />
Broj rezonantnih frekvencija između nekih frekvencija f i (f+df)<br />
se može približno izračunati po formuli<br />
(V je volumen, c brzina zvuka)<br />
dN= (4π V f 2 df)/c 3<br />
Na niskim frekvencijama je razmak između pojedinih<br />
frekvencija veći što slušno djeluje vrlo nepovoljno.<br />
Mjerenje rezonantnih frekvencija može se obaviti npr.<br />
klizajućim sinusnim tonom između zadanih frekvencijskih<br />
granica. Mjerni rezultat je kompozitni oblik razine zv. tlaka u<br />
prostoriji unutar frekvencijskih granica, te će pokazati<br />
frekvencijsku ovisnost na nekom određenom mjestu. O kojem<br />
modu se radi treba utvrditi proračunom prema konkretnim<br />
dimenzijama prostora.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>5. Mjerenje raspodjele zvučnog tlaka u sve tri ravnine<br />
prostora klizajućim sinusnim tonom.
Elektroakustika 2007.<br />
Prema višim frekvencijama postaje broj rezonantnih<br />
frekvencija općenito sve veći i razmak između njih sve manji,<br />
pa rezonantna pojava kao takva, osim što povećava glasnoću,<br />
utječe na koloraciju tona.<br />
Vrijeme opadanja pojedinih modova je međusobno različito i<br />
ovisi većinom o vrsti i položaju apsorpcijskih odnosno<br />
reflektirajućih ploha u prostoru.<br />
Pojasna širina pojedinih modova se povećava sa smanjenjem<br />
vremena odjeka. U uobičajenim studijima širina moda je u<br />
prosjeku oko 5 Hz (do pada amplitude za -3 dB).
Elektroakustika 2007.<br />
Osim oblika prostorije izuzetno je važan i njezin tloris.<br />
Važno je da zvuk do slušatelja dolazi što kraćim, direktnim<br />
putem.<br />
Sl. <strong>6.</strong><strong>6.</strong> i <strong>6.</strong>7. Ovisnost ozvučavanja o<br />
obliku tlorisa prostorije
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>9. Za veće auditorije povoljan je lepezast, trapezan ili sl.<br />
tloris.
Elektroakustika 2007.<br />
Kružni, eliptični i kombinirani tlorisi, kao i različite konkavne ili<br />
kružne stijene su vrlo nepovoljne zbog fokusiranja zvuka, ali ih<br />
se može djelomice korigirati odgovarajućim difuzorima i<br />
reflektorima.<br />
Sl. <strong>6.</strong>10 i <strong>6.</strong>11. Korekcije<br />
nepovoljnih oblika prostorije
Sl. <strong>6.</strong>12. i <strong>6.</strong>13. Pojava virtuelnih izvora zbog fokusiranja.<br />
Elektroakustika 2007.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>14<br />
obrade<br />
kazališt<br />
Zagreb
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>15. Primjer<br />
bočne stijene:
Elektroakustika 2007.<br />
Sl.<br />
boč<br />
“Tr
Vrlo je važna i visina i oblik stropa.<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Strop treba reflektirati što više energije prema stražnjim<br />
sjedalima dvorane, jer su ona u pogledu glasnoće najlošija.<br />
Pri tome treba paziti da reflektirani zvuk do stražnjih sjedala<br />
ne stigne suviše kasno, jer će se inače pojaviti jeka koja će<br />
npr. govor učiniti slabo razumljivim.<br />
Sl. <strong>6.</strong>17 (lijevo): Nepovoljna<br />
visina stropa; sl. <strong>6.</strong>18:<br />
povoljna izvedba stropa
Sl. <strong>6.</strong>19 i <strong>6.</strong>20: ispravno i loše zakrivljen<br />
konkavni strop.<br />
Elektroakustika 2007.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>21. Primje<br />
stropa: kazališt<br />
“Trešnja” Zagre
Elektroakustika 2007.
Sl. <strong>6.</strong>23. Plohe stropa treba iskoristiti kao reflektore<br />
Elektroakustika 2007.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>24. Različiti radijusi zakrivljenosti stropa imati će različite<br />
efekte.<br />
U ovisnosti o zakrivljenosti stropa prema njegovoj visini i<br />
poziciji zvučnog izvora raspodjela zvuka na podu može biti<br />
povoljna ili ne (Sl. <strong>6.</strong>24).<br />
Ako je strop izveden kao svod, polumjer bi mu trebao biti<br />
manji od polovice visine ili veći od dvostruke visine.
Elektroakustika 2007.<br />
Za kvalitetno slušanje na različitim pozicijama u dvorani važan<br />
je i razmještaj sjedala.<br />
a)<br />
Sl. <strong>6.</strong>25. Visinski razmještaj sjedala (a) povoljan, b) nepovoljan).<br />
b)
Sl. <strong>6.</strong>2<strong>6.</strong> Različita uzdignutost sjedala omogućuje slušanje<br />
izvornog zvuka na različitim pozicijama u dvorani.<br />
Elektroakustika 2007.
Sl. <strong>6.</strong>27<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>27, <strong>6.</strong>28. Za poboljšanje raspodjele zvučnog polja često<br />
se upotrebljavaju reflektori i difuzori.
Elektroakustika 2007.<br />
Veća difuzija zvuka omogućuje bolju raspodjelu zvučnog polja<br />
i povećava subjektivnu “zaokruženost” zvukom.<br />
Sl. <strong>6.</strong>29.<br />
Nastajanje difuzije<br />
Sl. <strong>6.</strong>30. Neki<br />
oblici difuzora.
Jeka i lepršajuća jeka<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Jeka se može pojaviti u različitim prostorijama te loše utjecati<br />
na razumijevanje govora i opći slušni dojam.<br />
Pojaviti se može i zbog višestrukih refleksija u prostoru (sl.<br />
<strong>6.</strong>31)<br />
Sl. <strong>6.</strong>31. Dimenzije prostora bitno utječu na pojavu jeke.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>32. Uz višestruke refleksije od tvrdih stijena jeka nastaje i u<br />
manjim prostorijama.
Elektroakustika 2007.<br />
Lepršajuća jeka (flatter-echo) pojavljuje se u manjim<br />
prostorijama tvrdih i glatkih stijena. Zvučni impuls reflektira se<br />
od stijena dok se energija ne “potroši”(sl. <strong>6.</strong>33, <strong>6.</strong>34).<br />
Sl. <strong>6.</strong>33 i <strong>6.</strong>34 Korpuskularni<br />
prikaz refleksije od planparalelnih<br />
ili pod posebnim<br />
kutevima postavljenih ploha
<strong>6.</strong>2. VOLUMEN<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Svakom izvoru zvuka odgovara posve određen volumen do<br />
kojega se može ići, a da pri tome glasnoća ne postane<br />
premalena. Raste li volumen, povećava se i unutarnja<br />
površina, pa je i apsorpcija zvuka veća, odnosno uz jednaku<br />
emitiranu zvučnu energiju glasnoća je manja.<br />
O volumenu djelomice ovisi najniža rezonantna frekvencija<br />
prostorije. Polovica valne duljine najniže rezonantne frekvencije<br />
je upravo jednaka razmaku dvije suprotne stijene.
Elektroakustika 2007.<br />
Potreban volumen neke prostorije za slušanje određuje se<br />
prema broju slušatelja, odnosno sjedala. Smatra se da je<br />
optimalan volumen 7 - 8 m 3 po slušatelju (sl. <strong>6.</strong>35).<br />
Sl. <strong>6.</strong>35 Ovisnost optimalnog volumena o vrsti glazbe i broju gledatelja
Elektroakustika 2007.<br />
Koncertne dvorane imaju između 14000 i 20000 m 3 , dakle<br />
predviđene su za oko 1800 do 2400 slušatelja. Pri<br />
maksimalnim volumenima može doći do poteškoća pri<br />
solističkim izvedbama.<br />
Omjer između volumena (m 3 ) i površine (m 2 ) koju zauzimaju<br />
slušatelji i izvođači (koja djelomice određuje vrijeme odjeka) je<br />
važan. Omjer 10:1 će na srednjim frekvencijama dati vrijeme<br />
odjeka od oko 1,4 s.<br />
U glazbenim studijima, u kojima nema publike, može se<br />
smanjiti volumen, ali umjereno, jer bi se inače za npr. dvostruko<br />
manji volumen povećala glasnoća za oko 3 fona, što bi moglo<br />
utjecati na vrhunsku izvedbu. Za slušatelje prijenosa porast<br />
glasnoće nije važan.
<strong>6.</strong>3. ODJEK<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Kad zvučni izvor počne emitirati, zvučni tlak na prijemnom<br />
mjestu počne rasti, zadržava neko vrijeme postignutu<br />
maksimalnu vrijednost i onda počinje padati (sl. <strong>6.</strong>36).<br />
Sl. <strong>6.</strong>3<strong>6.</strong> Vremenski oblik porasta, stacionarnog stanja i<br />
opadanja zvučnog tlaka.<br />
Na otvorenom prostoru će zvučni tlak rasti eksponencijalno.
Elektroakustika 2007.<br />
Početna faza se naziva dozvukom, a nakon stacionarnog stanja<br />
se pojavljuje odjek ili reverberacija.<br />
Ako se zvučni izvor ne nalazi u slobodnom polju, dozvuk i odjek<br />
će pokazati nazubljenu, stepeničastu strukturu, koja potječe od<br />
refleksija.<br />
Sl. <strong>6.</strong>37. Prostorni i<br />
vremenski prikaz<br />
dozvuka i odjeka<br />
gustoća energije gustoća energije gustoća energije<br />
dozvuk<br />
Postorno i vremensko rasprostiranje zvučnog vala<br />
odjek
Elektroakustika 2007.<br />
Ako se pobudi npr. ječna prostorija zvukom impulsnog oblika,<br />
dozvuk i odjek će izgledati kao na sl. <strong>6.</strong>38:<br />
Zvučni tlak<br />
direkt.<br />
zvuk<br />
prva<br />
refleksija<br />
odjek<br />
vrijeme<br />
Sl. <strong>6.</strong>38. Vremenski prikaz direktnog zvuka, prve refleksije, odjeka<br />
i difuznog polja.
Elektroakustika 2007.<br />
O međusobnom rasporedu ranih i kasnih refleksija ovisi<br />
trajanje dozvuka i odjeka, a time i difuznost prostora i prostorni<br />
dojam.<br />
Sve refleksije u dozvuku povećavaju glasnoću, ali razumljivost<br />
govora samo ako ne kasne više od oko 20 - 30 ms iza<br />
direktnog zvuka.<br />
Rane refleksije definiraju zvuk što se tiče njegove subjektivne<br />
dimenzije, te daju informaciju o prostoru, djelomice i zbog<br />
njihove frekvencijske i amplitudne promjenjivosti.<br />
Prikaz energije i vremenskog kašnjenja svake pojedine<br />
refleksije je reflektogram, odnosno ETC (Energy Time Curve).<br />
Prikaz može biti i trodimenzionalan, TEF (Time-Energy-<br />
Frequency).
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>39, <strong>6.</strong>40. Reflektogrami (ETC) istog zvuka pri različitim<br />
vremenskim rezolucijama
Sl. <strong>6.</strong>41. Trodimenzionalni reflektogram.<br />
Elektroakustika 2007.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>42. Vremensko<br />
premještanje zvučnog vala u<br />
pravokutnoj, trapeznolepezastoj<br />
i eliptičnoj<br />
prostoriji bez difuzorske<br />
obrade stijena (pobuda<br />
prema sl. <strong>6.</strong>44)
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>43. Vremensko<br />
premještanje zvučnog vala u<br />
pravokutnoj, trapeznolepezastoj<br />
i eliptičnoj<br />
prostoriji s difuzorskom<br />
obradom stijena (pobuda<br />
prema sl. <strong>6.</strong>44)
Sl. <strong>6.</strong>44. Oblici impulsnih odziva u pravokutnoj, trapeznolepezastoj<br />
i eliptičnoj prostoriji bez (a) i s (b) difuzorskom<br />
obradom stijena<br />
Elektroakustika 2007.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl.<strong>6.</strong>45.<br />
Vremensko<br />
premještanje<br />
zvučnog vala u<br />
pravokutnoj<br />
prostoriji uz 4<br />
različita tipa<br />
difuzorskih<br />
elemenata
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>4<strong>6.</strong> Vremensko premještanje zvučnog vala pri različitim<br />
položajima i oblicima reflektorskih ploha.
Elektroakustika 2007.<br />
S obzirom na reflektogram definirano je više pojmova kojima<br />
se opisuje<br />
• slušnost (akustička prikladnost prostora za govorne,<br />
glazbene ili druge svrhe)<br />
• razumljivost govora<br />
• prozirnost (jasnoća distinkcije istodobnih ili bliskih zvučnih<br />
događaja)<br />
• prostorni dojam<br />
•živost<br />
• difuznost prostora.
<strong>6.</strong>3.1. Izračunavanje vremena odjeka T<br />
W.C. Sabine, 1895.:<br />
Elektroakustika 2007.<br />
“Vrijeme odjeka je ono vrijeme za koje zvučna energija padne<br />
na 1/1000000. To odgovara padu zvučnog tlaka na 1/1000,<br />
dakle za 60 dB.”<br />
Ustanovljeno je da:<br />
1. vrijeme utišavanja zvuka praktički je svuda u prostoriji<br />
jednako<br />
2. vrijeme utišavanja zvuka praktički ne ovisi o položaju izvora<br />
3. efikasnost apsorpcijskih materijala postavljenih u prostoriji<br />
ne ovisi o njihovoj poziciji
Vrijeme odjeka se može izračunati i mjeriti.<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Računa se po jednostavnoj empirijskoj formuli, koja vrijedi<br />
samo za relativno ječne (T>0,8 s) prostore:<br />
T = 0,163 V/A<br />
T= vrijeme odjeka u s, V= volumen u m 3 , A=ukupna apsorpcija<br />
A je apsorpcija u m 2 “otvorenog prozora”, ili u sabinima.<br />
Zapravo je A = α•S, gdje je α koeficijent apsorpcije (za<br />
otvoreni prozor α=1), a S je ukupna površina svih ploha u<br />
prostoriji. Ako prostorija ima različite plohe s površinama S 1 ,<br />
S 2 , S 3 ,... od kojih svaka ima svoj α 1 , α 2 , α 3 ,..., prema Sabinu je<br />
α•S= α 1 S 1 + α 2 S 2 + α 3 S 3 +.....<br />
Pri potpunoj apsorpciji (A=1) vrijeme odjeka ipak nije 0, što<br />
ukazuje na samo djelomičnu upotrebljivost formule.
Elektroakustika 2007.<br />
Stoga je Eyring 1930. izveo novu, točniju formulu, uzimajući u<br />
obzir broj refleksija u prostoru, srednji slobodni put i pad<br />
zvučne energije koji nastaje prilikom svake refleksije.<br />
Srednji koeficijent apsorpcije α definirao je kao:<br />
pa je<br />
- ln(1-α) = α/1 + α 2 /2 + α 3 /3 +....<br />
T = 0,161 V/ [- S • ln(1- α)]<br />
čime je Sabinova formula zapravo specijalan slučaj Eyringove.
Elektroakustika 2007.<br />
Sličan rezultat je dobio i Millington, koji je pretpostavio da za<br />
vrijeme odjeka nastaje N refleksija na površini S, pa onda i N 1<br />
na S 1 , N 2 na S 2 itd. Pretpostavio je i da je broj refleksija<br />
razmjeran površini, pa je dobio:<br />
T = 0,161 V / [- S 1 •ln(1- α 1 ) - S 2 •ln(1- α 2 ) -...- S i •ln(1- α i )]<br />
T = 0,161 V/ [- Σ S i •ln(1- α i )]
<strong>6.</strong>3.2. Mjerenje vremena odjeka<br />
Moguće je na nekoliko načina:<br />
Elektroakustika 2007.<br />
1. praskom, koji je zadovoljavajućeg intenziteta kako bi se<br />
postigao zvučni tlak barem 60 dB iznad granice smetnje<br />
2. šumom, kojim se može postići slično kao i s praskom. Oba<br />
mjerenja su tercna u području od 63 Hz do 4 kHz.<br />
Sl. <strong>6.</strong>47. Aproksimacija<br />
krivulje pada zvučnog tlaka<br />
pri mjerenju vremena odjeka
Elektroakustika 2007.<br />
3. TEF- Techron mjerna metoda: integracijom zvučne energije<br />
u određenom vremenu (Schröderova integracija) može se<br />
prema njezinom padu izračunati vrijeme odjeka<br />
4. B&K impulsna metoda: rađena prema Schröder-Kuttruffovoj<br />
metodi (kratak pravokutni impuls propušten kroz tercni filtar<br />
pobuđuje prostoriju, te se nakon prijema mikrofonom pojačava,<br />
filtrira, kvadrira i integrira, te je time usrednjen i bez<br />
nepotrebnih istitravanja. Time je ponovljiv i pouzdan za<br />
mjerenje).
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>48. Prikaz<br />
osnovne B&K opreme<br />
za mjerenje vremena<br />
odjeka
<strong>6.</strong>3.3 Apsorpcija zvuka u zraku<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Na višim se frekvencijama zvučna energija osim na plohama<br />
prostorija apsorbira i u zraku.<br />
Apsorpcija prvenstveno ovisi o vlažnosti.<br />
Sl. <strong>6.</strong>49. Ovisnost α zraka o rel. vlažnosti s frekvencijom kao parametrom
Elektroakustika 2007.<br />
Ekvivalentna apsorpcijska površina zraka izražena je članom<br />
(4 m V), pa je onda korigiran izraz:<br />
T = 0,161 V/(4mV + A)<br />
T = 0,161 V/[4mV - S ln (1-α)]<br />
gdje je m koeficijent apsorpcije zraka , a V je volumen.<br />
Za frekvencije niže od 1 kHz m je zanemariv, ali iznad brzo<br />
raste pa apsorpcija zraka ima sve veći utjecaj.<br />
Iznad 4 kHz ekvivalentna apsorpcijska površina zraka u<br />
velikim dvoranama može imati i veći utjecaj od apsorpcijskih<br />
ploha.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>50. Korekcijski član 4mV ovisan je o relativnoj vlažnosti i<br />
koristi se pri izračunu vremena odjeka većih dvorana.
<strong>6.</strong>3.4. Odječni radijus dvorane<br />
Elektroakustika 2007.<br />
U neposrednoj blizini zv. izvora dominira direktni zvuk. Na<br />
nekom radijusu r H od centra izvora izjednačen je tlak<br />
direktnog zvuka i difuznog polja nastalog mnogobrojnim<br />
refleksijama. Dalje od tog kritičnog radijusa je tlak difuznog<br />
polja veći. Kritični radijus se naziva odječnim radijusom<br />
prostorije.<br />
r H se povećava s volumenom, ali se smanjuje s povećanjem<br />
vremena odjeka<br />
r H =0,057√(V/T) [m]<br />
U realnosti nema neusmjerenih izvora zvuka, pa treba uzeti u<br />
obzir i njihov koeficijent usmjerenosti Q i u izračun efektivnog<br />
odječnog radijusa<br />
r H eff =0,057 √Q √(V/T) [m]
el. zvučni tlak (dB)<br />
difuzni zvuk<br />
kritični radijus<br />
r H<br />
ukupni zv. tlak<br />
direktni zvuk<br />
Elektroakustika 2007.<br />
udaljenost od izvora<br />
Sl. <strong>6.</strong>51. Raspodjela direktnog i difuznog zvuka i mjesto<br />
pojave kritičnog radijusa r H
Elektroakustika 2007.<br />
Odječni radijus je relativno blizu izvora zvuka, pa niti u velikim<br />
dvoranama njegova udaljenost od centra izvora obično ne<br />
prelazi 4 - 5 m, najčešće 2 -3.<br />
Sl. <strong>6.</strong>52. Ovisnost<br />
odječnog radijusa o<br />
volumenu prostora
Sl. <strong>6.</strong>53. Ovisnost odječnog radijusa o ekvivalentnoj<br />
apsorpcijskoj plohi A, volumenu V i vremenu odjeka T<br />
Elektroakustika 2007.
<strong>6.</strong>3.5. Akustički spojene prostorije<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Ako su dvije prostorije povezane otvorom, rezultantno vrijeme<br />
odjeka u svakoj od njih ovisiti će i o drugoj prostoriji, i uvijek će<br />
biti duže nego samo jedne.<br />
Sl. <strong>6.</strong>54. Tipična karakteristika<br />
vremena odjeka za akustički<br />
spojene prostorije<br />
Efekt spojenih prostorija je to veći što su one međusobno po<br />
svojim akustičkim značajkama sličnije.
<strong>6.</strong>3.<strong>6.</strong> Utjecaj odjeka na govor<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Duže vrijeme odjeka direktno utječe na slogovnu razumljivost.<br />
Uz kraće vrijeme odjeka pojedini slogovi ili glasovi se ne<br />
preklapaju, a uz duže se preklapaju i pojedini dijelovi riječi<br />
postaju maskirani i time nerazumljivi.<br />
Sl. <strong>6.</strong>55, <strong>6.</strong>5<strong>6.</strong> Primjeri utjecaja odjeka<br />
na razumljivost govora
Elektroakustika 2007.<br />
Budući da odjek povećava glasnoću nepoželjno je da je više<br />
zakašnjeli zvuk još i pojačan, jer onda djeluje kao buka. Uho će<br />
čuti glasove koji stignu do njega unutar 140 ms nakon<br />
direktnog zvuka kao koristan zvuk, ali veća kašnjenja će se<br />
pokazati maskirajućim.<br />
Prostori namijenjeni prvenstveno govornim svrhama<br />
procijenjuju se na osnovi slogovne razumljivosti S r :<br />
S r = 96 • k g •k 0 •k b [%]<br />
k g je faktor ovisan o glasnoći, k 0 o vremenu odjeka, a k b o buci.<br />
Mjerenje se provodi subjektivno, bilježeći razumljivost<br />
određenog broja logatoma.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>57. Slogovna razumljivost ovisno o razini glasnoće i vremenu odjeka
Sl. <strong>6.</strong>58. Slogovna razumljivost ovisna o buci.<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Uz S r = 85-96% razumljivost je vrlo dobra, uz 75-85%<br />
razumljivost je dobra, 65-75% govor se prati s naporom, manje<br />
od 65% razumljivost nije zadovoljavajuća.
Govorna razumljivost ovisi i o odječnom radijusu dvorane.<br />
razina<br />
Govorna razumljivost<br />
vrlo dobra dobra zadovoljav. loša<br />
direktni zvuk<br />
difuzni zvuk<br />
slobodno polje difuzno polje<br />
odječni radijus<br />
udaljenost<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>59. U direktnom polju razumljivost je vrlo dobra, blizu<br />
odječnog (kritičnog) radijusa dobra, a u difuznom polju često<br />
nedovoljna.
Elektroakustika 2007.<br />
Gubitak artikulacije suglasnika Al cons (articulation loss of<br />
consonants) je također odlučujući za razumljivost.<br />
Prema Peutz i Kleinu je:<br />
• idealna razumljivost (“vrlo dobro”) ako je Al cons 7%<br />
• nezadovoljavajuća razumljivost (“loše”) ako je Al cons >20%
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>60. Gubitak suglasnika u ovisnosti o vremenu odjeka T i<br />
udaljenosti izvora zvuka i slušatelja.
Elektroakustika 2007.<br />
RASTI (Rapid Speech Transmission Index) je objektivna,<br />
približna mjerna metoda za mjerenje govorne razumljivosti.<br />
Automatski obuhvaća utjecaje odjeka i buke.<br />
Osniva se na teoriji da je razumljivost većim dijelom određena<br />
korektnim prijemom niskofrekvencijske modulacije nosioca<br />
govornog signala, a koja odgovara govornom ritmu.<br />
Nosilac RASTI- signala sastoji se od ružičastog šuma u dva<br />
oktavna pojasa od 500 Hz i 2 kHz kojima je razina od 59 dB i<br />
50 dB prilagođena normalnom govoru. 9 modulacijskih<br />
frekvencija od 0,63 Hz do 12,5 Hz grubo pokrivaju područje<br />
ljudskog govora. Na osnovi analize (na poziciji slušatelja)<br />
zakašnjelog signala i faktora gubitka modulacije za svaku<br />
modulacijsku frekvenciju izračunava se razumljivost.<br />
Kod idealne razumljivosti gubitka modulacije nema (m=1).
vrlo loše loše zadovolj. dobro izvrsno<br />
RASTI<br />
Sl. <strong>6.</strong>61. Odnos između vrijednosti RASTI i razumljivosti<br />
suglasnika I s<br />
Elektroakustika 2007.
<strong>6.</strong>3.7. Utjecaj odjeka na glazbu<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Kod glazbe se pojavljuju slični problemi kao i kod govora. Ako<br />
su niskofrekvencijske komponente odjekom maskirane sluh ih<br />
može restaurirati rezidualno. Maskiranje visokih frekvencija<br />
može uzrokovati loše prepoznavanje instrumenata i gubitak<br />
jasnoće i briljantnosti.<br />
Utjecaj odjeka kod glazbe je povezan s ukusom navikama i<br />
tradicijom slušatelja.<br />
Npr. na otvorenom prostoru sinfonijski orkestar zvuči bezbojno,<br />
prazno i loše. Razlog tome je nagli pad glasnoće i subjektivni<br />
nedostatak svih komponenti vezanih s prostorom.<br />
Smatra se da postoji optimalan odjek za pojedine vrste glazbe.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>62. Ovisnost optimalnog vremena odjeka na srednjim<br />
frekvencijama o volumenu za različite vrste izvedbi.
Elektroakustika 2007.<br />
Pri razmatranjima optimalnog odjeka određenih prostorija,<br />
pretpostavci da udaljenost između izvora i slušatelja<br />
(mikrofona) raste razmjerno duljini pojedine dvorane, te uz<br />
određena zanemarenja, zaključeno je da je vrijeme odjeka<br />
razmjerno s 3 √V.<br />
Matras je predložio sljedeća optimalna vremena odjeka:<br />
• za crkvenu glazbu T opt =(1/10) 3 √V<br />
• za koncertne dvorane T opt =(9/100) 3 √V<br />
• za kazališta i auditorije T opt =(7,5/100) 3 √V
Ako se za T opt uvrsti vrijednost prema Sabineu, dakle<br />
dobije se<br />
0,161 V/αS<br />
α opt =16/9 ( 3 √V 2 )/S<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Budući da je u dvoranama približno pravilnog oblika 3 √V/S<br />
konstantan i iznosi oko 1/6, optimalan faktor apsorpcije je<br />
α opt = 0,3<br />
Zaključak je da je uho osjetljivo na apsorpciju, a ne na odjek.
vrijeme<br />
odjeka<br />
crkve<br />
Elektroakustika 2007.<br />
koncertne<br />
dvorane<br />
kazališta<br />
Sl. <strong>6.</strong>63. Optimalno vrijeme odjeka za pojedine namjene u<br />
ovisnosti u volumenu<br />
volumen (m 3 )
vrijeme odjeka<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>64.<br />
Frekvencijske<br />
karakteristike<br />
nekoliko<br />
poznatih<br />
koncertnih<br />
dvorana<br />
1. Musikvereinssaal Wien, 2. Alte Philharmonie Berlin, 3. Symphony Hall<br />
Boston, 4. Oetkerhalle Bielefeld, <strong>6.</strong> Herkulessaal München, <strong>6.</strong> Musikhalle<br />
Hamburg, 7. Royal Festival Hall London<br />
´= sa slušateljima
<strong>6.</strong>3.8. Frekvencijska karakteristika odjeka<br />
Nije svejedno kakva će biti frekvencijska karakteristika.<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Mnogi tradicionalni autori su preporučali karakteristike kao na<br />
slici <strong>6.</strong>65.<br />
Sl. <strong>6.</strong><strong>6.</strong>5 Frekv. karakteristika vremena odjeka
Općenito se može smatrati da:<br />
Elektroakustika 2007.<br />
• u govornim studijima treba smanjiti vrijeme odjeka na niskim<br />
frekvencijama<br />
• u studijima za pop-glazbu i modernim koncertnim<br />
dvoranama treba vrijeme odjeka biti frekvencijski neutralno,<br />
uravnoteženo na niskim i visokim frekvencijama<br />
• u povijesnim dvoranama (često s drvenom obradom)<br />
karakteristika je u srednjem frekvencijskom pojasu podignuta i<br />
naglašena<br />
• u starim crkvama velikog volumena i s pretežno tvrdim<br />
plohama naglašene su niske frekvencije<br />
• moderne crkve trebale bi zvučati prigušenije, s manjim<br />
vremenom odjeka na niskim frekvencijama
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>6<strong>6.</strong> Preporučene vrijednosti vremena odjeka (pri 500 Hz)<br />
za prostore: 1. za oratorije, 2. sinfonijsku glazbu, 3. solo i<br />
komornu glazbu, 4. kazališta, 5. dramska kazališta, dvorane
Prema Kuhlu optimalna su vremena odjeka (u sek.):<br />
• govorni studio 0,3<br />
• dramski studio 0,6<br />
• veliki TV-studio 0,8<br />
• dramsko kazalište,<br />
velika predavaonica 0,7-1,2<br />
• opera 1,5<br />
• koncertna dvorana 2,0<br />
• veliki glazbeni studio 2,0<br />
• crkva 2,5-3<br />
Elektroakustika 2007.
<strong>6.</strong>3.9. Svojstva nekih prostora<br />
• Spavaonica: tiha (80m 3<br />
Elektroakustika 2007.<br />
-simetričan raspored zvučnika s obzirom na os između njih i<br />
slušatelja. Simetrična apsorpcija zidova, po površini i po α<br />
-razina buke
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>67. Srednje vrijednosti pada zvučnog tlaka u akustički<br />
obrađenim i neobrađenim dnevnim boravcima - slušaonicama.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>68. Subjektivne procjene postignuća određenih<br />
akustičkih parametara u djelomice obrađenim prostorima za<br />
slušanje.
• Školska soba<br />
- volumen >160m 3<br />
- T
Sl. <strong>6.</strong>69. Tipična predavaonica.<br />
Elektroakustika 2007.
• Sportska dvorana (npr. Dom sportova)<br />
- 4500-6000 gledatelja<br />
- T
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>71. Dom sportova
• Koncertna dvorana (npr. V. Lisinski)<br />
- cca 1850 slušatelja<br />
- volumen 16000 m 3 (po osobi 8,7 m 3 )<br />
-T srednje između 500 Hz i 1 kHz = 2,2 s<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>72. KD Lisinski<br />
Ovisnost vremena<br />
odjeka o popunjenosti<br />
dvorane, zatvorenosti<br />
orgulja, pozornici
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>73. KD Lisinski
• Studio<br />
Različitih su namjena s obzirom na tonski materijal.<br />
Elektroakustika 2007.<br />
TV, radio, govorni, dramski, parcijalno snimanje, višekanalno;<br />
Moraju biti relativno prigušeni, dakle i malog vremena odjeka, ali,<br />
zbog prijenosa “u živo” moraju prirodno zvučati.<br />
Važne su vlastite frekvencije, naročito na području ispod 300 Hz.<br />
Sl. <strong>6.</strong>74.<br />
Preporučljivo<br />
vrijeme odjeka u<br />
ovisnosti o<br />
volumenu
• Veliki HRT studiji B-30<br />
Elektroakustika 2007.<br />
Dva TV studija (1000 m 2 i 400m 2 ), jedan radijski (koncertni)<br />
studio 400m 2<br />
-T 1 = 0,8 s, T 2 = 0,6 s, T 3 = 0,7s<br />
- buka: N20 (25 dBA)<br />
- visina: 14,5 m, 8,5 m, 7,6 m
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>75. HRT studiji (B-30, TV mali=400m 2 , TV veliki=1000m 2 , radio =<br />
400m 2 )
Sl. <strong>6.</strong>7<strong>6.</strong> Izgradnja B-30 (krovna nosiva konstrukcija)<br />
Elektroakustika 2007.
Sl. <strong>6.</strong>77. Izgradnja B-30 (projektanti na međustropnoj<br />
konstrukciji...)<br />
Elektroakustika 2007.
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>78. Izgradnja B-30<br />
(međustropna konstrukcij
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>79. Primjer postupka projektiranja dvorane predviđene i<br />
za govorna zbivanje bez razglasnih uređaja
Sl. <strong>6.</strong>80. Projektiranje okoline pozornice.<br />
Elektroakustika 2007.
Sl. <strong>6.</strong>81. Simulacija raspodjele zvučnog tlaka u svrhu<br />
optimiranja razumljivosti (C 50 ).<br />
Elektroakustika 2007.
• Kontrolne prostorije (režije)<br />
Posebni su zahtjevi na zaštitu od buke (npr. N-15)<br />
Vrijeme odjeka
Sl. <strong>6.</strong>83 Postizanje “mrtve zone” između direktnog zvuka i prvih refleksija<br />
Elektroakustika 2007.
Elektroakustika 2007.<br />
Live-end-dead-end (LEDE, D. Davis) kontrolna soba (režija)<br />
Sl. <strong>6.</strong>84. Tloris LEDE-režije. RPG = Reflection Phase Grating<br />
(difuzor), RFZ = Reflection-Free Zone, LFD=Low Frequency Diffusor
Elektroakustika 2007.<br />
Sl. <strong>6.</strong>85. Postizanje “zone bez refleksije” u horizontalnoj ravnini i<br />
razmještaj difuzora.
Literatura<br />
<strong>6.</strong>1 T. Jelaković, T.: Zvuk, sluh, arhitektonska akustika, 2. izdanje, Zagreb, Školska<br />
knjiga, 1978.<br />
<strong>6.</strong>2 Everest, F.A.: The master handbook of acoustics, 2nd edition, McGraw-Hill,<br />
USA, TAB books, 1989., ISBN 0-8306-9396-3<br />
<strong>6.</strong>3 Blauert, J. : Räumliches Hören, Stuttgart, S. Hirzel Verlag, 1974., ISBN 3-<br />
7776-0250-7<br />
<strong>6.</strong>4 www.sfu.ca/~truax/handbook.html<br />
<strong>6.</strong>5 Long, M. : Architectural Acoustics, Elsevier, Burlington, 200<strong>6.</strong>, ISBN 13 978-0-<br />
12-455551-9<br />
<strong>6.</strong>6 Franz, D.: Elektroakustik, München, Franzis Verlag, 1990., ISBN 3-7723-9421-<br />
3<br />
<strong>6.</strong>7 H. Kuttruff: Room Acoustics, Elsevier Science<br />
<strong>6.</strong>8 Junker, G: Einführung in die Raumakustik und Beschallungstechnik, Wien,<br />
Universität Wien, 2000., internetsko izdanje, pdf<br />
<strong>6.</strong>9 http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/waves/wavemotion.html<br />
<strong>6.</strong>10 Yokota, T., Sakamoto, S., and Tachibana, H. : Visualization of sound<br />
propagation and scattering in rooms<br />
<strong>6.</strong>11 Dickreiter, M. : Handbuch der Tonstudiotechnik, München, Saur Verlag,<br />
1987., 5. izdanje, ISBN 3-598-10588-6, Band 1 i 2<br />
<strong>6.</strong>12 Brüel&Kjaer: Frequency analysis, Naerum, 1977., ISBN 8787355-14-0<br />
Elektroakustika 2007.
Izvor slika:<br />
sl. <strong>6.</strong>1 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>2 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>3 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>4 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>5 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>6 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>7 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>8 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>9 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>10 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>11 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>12 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>13 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>14 autor 2001.<br />
sl. <strong>6.</strong>15 autor 2001.<br />
sl. <strong>6.</strong>16 autor 2001.<br />
Elektroakustika 2007.
sl. <strong>6.</strong>17 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>18 lit. <strong>6.</strong>1.<br />
sl. <strong>6.</strong>19 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>20 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>21 autor 2001.<br />
sl. <strong>6.</strong>22 autor 2001.<br />
sl. <strong>6.</strong>23 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>24 lit. <strong>6.</strong>1.<br />
sl. <strong>6.</strong>25 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>26 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>27 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>28 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>29 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>30 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>31 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>32 lit. <strong>6.</strong>1<br />
Elektroakustika 2007.
sl. <strong>6.</strong>33 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>34 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>35 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>36 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>37 lit. <strong>6.</strong>6<br />
sl. <strong>6.</strong>38 lit. <strong>6.</strong>6<br />
sl. <strong>6.</strong>39 autor<br />
sl. <strong>6.</strong>40 autor<br />
sl. <strong>6.</strong>41 autor<br />
sl. <strong>6.</strong>42 lit. <strong>6.</strong>10<br />
sl. <strong>6.</strong>43 lit. <strong>6.</strong>10<br />
sl. <strong>6.</strong>44 lit. <strong>6.</strong>10<br />
sl. <strong>6.</strong>45 lit. <strong>6.</strong>10<br />
sl. <strong>6.</strong>46 lit. <strong>6.</strong>10<br />
sl. <strong>6.</strong>47 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>48 lit. <strong>6.</strong>12<br />
Elektroakustika 2007.
sl. <strong>6.</strong>49 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>50 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>51 lit. <strong>6.</strong>11<br />
sl. <strong>6.</strong>52 lit. <strong>6.</strong>11<br />
sl. <strong>6.</strong>53 lit. <strong>6.</strong>8<br />
sl. <strong>6.</strong>54 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>55 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>56 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>57 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>58 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>59 lit. <strong>6.</strong>8<br />
sl. <strong>6.</strong>60 lit. <strong>6.</strong>8<br />
sl. <strong>6.</strong>61 lit. <strong>6.</strong>8<br />
sl. <strong>6.</strong>62 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>63 lit.<strong>6.</strong>11.<br />
sl. <strong>6.</strong>64 lit. <strong>6.</strong>11<br />
Elektroakustika 2007.
sl. <strong>6.</strong>65 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>66 lit. <strong>6.</strong>8<br />
sl. <strong>6.</strong>67 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>68 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>69 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>70 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>71 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>72 lit. <strong>6.</strong>1<br />
sl. <strong>6.</strong>73 lit. <strong>6.</strong>1.<br />
sl. <strong>6.</strong>74 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>75 lit. autor 2001.<br />
sl. <strong>6.</strong>76 lit. autor 2001.<br />
sl. <strong>6.</strong>77 lit. autor 2001.<br />
sl. <strong>6.</strong>78 lit. autor 2001.<br />
sl. <strong>6.</strong>79 lit. <strong>6.</strong>8<br />
sl. <strong>6.</strong>80 lit. <strong>6.</strong>8<br />
Elektroakustika 2007.
sl. <strong>6.</strong>81 lit. <strong>6.</strong>8<br />
sl. <strong>6.</strong>82 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>83 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>84 lit. <strong>6.</strong>2<br />
sl. <strong>6.</strong>85 lit. <strong>6.</strong>2<br />
Elektroakustika 2007.