Patalpų akustika yra sudėtingas mokslas, reikalaujantis specialių žinių ir įrangos. Kiekvienas žmogus gali įvertinti, ar kino, sporto ar koncertų salės akustika yra gera ar bloga, remdamasis savo paties pojūčiais.
Architektūrinė akustika turi turtingą istoriją, prasidėjusią gilioje senovėje, gigantiškuose kulto pastatuose, o vėliau - didelėse susirinkimams skirtose erdvėse. Asirijos, Babilono ir Senovės Egipto šventyklų statytojai žinojo, kaip sklinda ir atsispindi garsas.
Senovės graikai taip pat suvokė akustiką, o jų sprendimai buvo racionalūs, o ne atsitiktiniai. Graikų tradicijas perėmė romėnai, statę įspūdinga akustika pasižyminčius amfiteatrus, pavyzdžiui, Veronos amfiteatrą, kuris pasižymi fantastiška akustika ir puikiai stiprina balsą.
Tačiau senovės statytojai turėjo kitokią užduotį nei dabartiniai - akustika turėjo stiprinti natūralų garsą. Šiais laikais net 200-300 vietų salėse naudojamas įgarsinimas, tad akustika dažniausiai turi ne stiprinti, o slopinti.
XVIII-XIX a. statytojai susidūrė su panašiomis problemomis, sparčiai populiarėjant operai ir statant daug teatrų. Tuomet teko spręsti, kokia turi būti salės forma, dydis ir kaip išdėstyti garsą sugeriančias medžiagas, kad muzikantai, dainininkai ir klausytojai turėtų kuo geresnes sąlygas klausytis muzikos.
XIX a. akustikos mokslas vystėsi sparčiai, o šio amžiaus pabaigoje ir XX a. pradžioje JAV fiziko Walleso Sabine eksperimentai atskleidė ryšį tarp patalpos geometrijos ir jos akustinių savybių, padėję tvirtus architektūrinės akustikos pamatus.
Kiekvienai patalpai, priklausomai nuo jos paskirties ir tūrio, keliami skirtingi akustiniai reikalavimai, kurių nemaža dalis aprašyta standartuose.
Patalpų akustinių parametrų modeliavimas svarbus tiek statant naujus, tiek rekonstruojant esamus pastatus, tiek standartiniams, tiek unikaliems statiniams. Labai svarbu dar projektavimo stadijoje priimti sprendimus, kurie lemtų patalpų akustiką ir tai, kaip jose dirbantys ar esantys žmonės priima garsus.
Akustinis modeliavimas pirmenybę teikia garso atspindžiams ir garso sugeriamumui, tiria atsispindėjusių garsų įtaką kalbai, muzikai ir pan.
Akustinio Modeliavimo Programos
Yra daug akustiniam modeliavimui skirtų programų, tokių kaip „Odeon“, „Ease“, „Catt Acoustic“, „Cara“, „Ramsete“, „Ulysses“ ir kt. Jų privalumas - galimybė greitai apskaičiuoti pagrindinius patalpos parametrus: aidėjimo laiką (RT-60), muzikos ar balso raišką (C), kalbos perdavimo indeksą (STI). Apskaičiuojant pagrindinius patalpos parametrus, atliekama patalpos akustinė analizė, kas dar projektavimo stadijoje leidžia optimizuoti patalpos akustiką.
Akustinio modeliavimo įrankiai turi ir trūkumų, dažniausiai pasitaikanti - skaičiavimo paklaidos, atsirandančios dėl to, kad matematinis modelis neįvertina visų, akustikai įtakos turinčių veiksnių, nes jų yra be galo daug. Tačiau ne visada tos paklaidos, jei kalbama apie architektūrinę akustiką, yra reikšmingos.
Siekiant sukurti tobulą akustiką, Kelno filharmonija projektuota kaip simfoniniams orkestrams skirtas amfiteatras. Šioje salėje nėra lygiagrečių sienų. Krėslų dydis ir medžiaga parinkti taip, kad akustika nesikeistų nuo to ar krėsle sėdi klausytojas.
Yra trys teorijos, nusakančios garso sklaidos procesą patalpose. Vienas jų - statistinis metodas, besiremiantis idealios patalpos modeliu. Šiuo atveju vertinamas patalpos tūris, garsą atspindinčių plokštumų (sienų, lubų, grindų) plotai, bet nevertinama jų forma, garsą sugeriančių medžiagų išdėstymas, kas turi labai didelę įtaką patalpos akustikai.
Bangų metodas duoda tikslesnį rezultatą, tačiau yra sudėtingesnis ir ilgesnis. Šis metodas įvertina interferenciją, difrakciją ir kitus su bangomis susijusius efektus, tačiau dėl savo sudėtingumo komerciniuose projektuose naudojamas ribotai.
Labai dažnai naudojama savotiška geometrinė akustika, turinti nemažai bendro su optika, nes priimama, kad garso bangos sklinda kaip šviesos bangos ir atsispindi nuo paviršių, taip kaip atsispindi šviesa.
Modeliavimo metu įrenginiui suteikiama galimybė bet kuriuo metu analizuoti garso lauką, įvertinti įgyvendinamų sprendimų veiksmingumą. Optimali salės konfigūracija, tūris, forma, proporcijos, garso sklidimas, atspindžiai. Visiems žinoma, kad garsas turi vienodu intensyvumu patekti į visas salės vietas. Prastos akustikos požymis - skirtingas skambesys skirtingose salės vietose. Su tuo savo laiku susidūrė net Lietuvos nacionalinis operos ir baleto teatras. Paaiškėjo, kad trūko patalpų aukščio, reikia garso atspindžiui įtakos darančių paviršių. Standartiniai architektūrinės akustikos valdymo sprendimai - naudoti garsą sugeriančias medžiagas ir garso atspindžių sklaidytuvus, kurie atspindžius paskirsto visoje patalpoje. Jei patalpos geometrija neleidžia užtikrinti kokybiškos akustikos, tada naudojamos specialiosios akustinės medžiagos. Bet tokias problemas reikia spręsti dar projektavimo stadijoje.
Akustika yra multifizikinis reiškinys, todėl, modeliuodami būsimų patalpų akustiką, inžinieriai turi vertinti įvairiausius fizikinius reiškinius ir jų tarpusavio sąveiką. Tai sudėtingas procesas, todėl, siekiant sutrumpinti tokio modeliavimo laiką, pasirenkamas kompiuterinis patalpos akustikos modeliavimas.
Tiesioginį garsą suprasti lengviausia - tai garsas, sklindantis iš šaltinio. Garso atspindžiai - nuo kokio nors paviršiaus atsimušantis garsas, kuris mūsų ausis pasiekia vėliau. Problema ta, kad atspindžiai gali būti tiek geri, tiek blogi. Geri išsisklaido patalpoje, dėl jų patalpa skamba gyvai (ovalo formos Veronos arena). Tačiau patalpų sienos dažniausiai būna lygiagrečios, nuo vienos sienos atsispindėjęs garsas keliauja link kitos, vėl grįžta į pirmą sieną ir tai kartojasi tol, kol aidas nutyla. Flutter aidas irgi yra tos pačios kilmės, tik jis apibūdina tarp dviejų sienų besiblaškantį aukštų dažnių garsą. Tada girdimas „metalinis“ aidas, dažniausiai kylantis kietas ir lygiagrečias sienas turinčiose patalpose. Toks aidas akustikai suteikia labai nemalonų atspalvį. Stovinčios bangos, kurios dažnai ignoruojamos, atsiranda, kai bangos ilgis atitinka atstumą tarp sienų. Jas išgirsti lengva, pasivaikščiojus po patalpą: jei vienose patalpos vietose žemi dažniai garsesni, o kitose tylesni, tai reiškia, kad girdite stovinčias bangas.
Garso kokybė šiais laikais svarbi ne tik arenose, koncertų salėse, teatruose, bet ir kasdieniniame gyvenime - automobilyje, biure, gamyklos ceche, prekybos salėje. Vienur mums reikia kokybiško garso, kitur tylos, dar kitur aiškiai girdimo pokalbio.
Garso Klasės ir Reikalavimai
Lietuvoje nuo 2003 m. naujai statomiems gyvenamiesiems pastatams privaloma užtikrinti mažiausiai C garso klasės reikalavimus, nors vystytojai ar statytojai gali statyti ir aukštesnių akustinių klasių pastatus. Atsižvelgdami į pastato akustinę komforto klasę, projektuotojai parenka atitinkamus konstrukcinius sprendimus statant naujus namus.
Priklausomai nuo akustinio komforto klasių skiriasi ir garso rodiklių vertės:
- Naujai projektuojamų dvibučių, daugiabučių, sublokuotų gyvenamųjų pastatų vidaus aplinkos garso klasė turi būti ne žemesnė kaip C.
- Vienbučių pastatų garso klasė, projektuojama užsakovo pageidavimu, - ne žemesnė kaip E.
Žmogaus ausis gali išgirsti lapų šlamesį - apie 10 dB (A). Dėl didelio triukšmo, trunkančio ilgą laiką, gali kilti sveikatos sutrikimų: klausos pažeidimas ir kalbos nesupratimas, miego ir fiziologinių funkcijų sutrikimai, psichikos sutrikimai, nesugebėjimas mokytis, socialiniai pakitimai, gali atsirasti dirglumas, agresyvumas.
Dažnai žmonės įsigiję naują butą senos statybos daugiabutyje susiduria su netikėta nepageidaujamo triukšmo problema, kai garsas, per su kaimynais besiribojančias atitvaras (sienas, perdangas), patenka į jų buto erdves ir sukelia diskomfortą.
Pastatų apsaugos nuo triukšmo reikalavimai įgyvendinami trimis etapais: projektuojant pastatą, statant ir atiduodant jį naudojimui. Iki šiol projektuotojai ir statybininkai neskirdavo didelio dėmesio gerai garso izoliacijai užtikrinti. Triukšmas apima platų dažnių diapazoną, dažnai jį sudaro keletas skirtingo stiprumo ir dažnio garso šaltiniai.
Triukšmingumo pastatuose mažinimas yra ypatingai svarbus norint juose komfortiškai jaustis.
Pastatuose girdimo triukšmo rūšys: hidraulinis triukšmas, orinis triukšmas ir struktūrinis triukšmas. Hidraulinis triukšmas susijęs su skysčiuose (vandens tiekimo ir šildymo sistemose). Orinis triukšmas - tai garsai sklindantys oru. Struktūrinis triukšmas sklinda per pastato konstrukcijas (sienas, pertvaras ir kitas konstrukcijas).
Triukšmo Mažinimo Sprendimai
Ore sklindančio triukšmo šaltiniai, yra tie, kurie triukšmą skleidžia į orą (pvz. žmonių balsai, buitinė garso, vaizdo technika, muzikos instrumentai, išorinis triukšmas ir t.t.). Jis sklinda per besiribojančias atitvarines sienas ir perdangas bei aplinkiniais keliais į gretimas patalpas.
Sienų, besiribojančių su kaimynais, garso izoliaciją galima padidinti prie jos įrengus papildomas pertvaras iš patalpų vidaus. Tam reikia sumontuoti karkasinę pertvarą su gipso kartono dengiamuoju sluoksniu. Šioje konstrukcijoje „masė“ yra gipso kartono plokštės, o viduje esantis oro tarpas atlieka spyruoklės vaidmenį, todėl pertvaros viduje susidaro horizontalios stovinčios bangos. Rinktis reikėtų iš tokių plokščių, kurioms gamintojas deklaruoją garso sugertį, tuomet būsite tikri pasirinkę efektyviausią sprendimą.
Jei tarpbutinė siena ar pertvara yra išmūryta iš akyto betono (storis 240 mm) ar keraminių tuščiavidurių (storis 250 mm) blokelių ir iš vienos pusės nutinkuota - tai jos oro garso izoliavimo rodiklis Rw=49 dB lygyje. Akustiniai skaičiavimai rodo, kad po papildomo izoliavimo tokios tarpbutinės sienos ar pertvaros oro garso izoliavimo rodiklis yra Rw=57-58 dB lygyje, t.y. padidėjimas siekia 8-9 dB. Nors iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad šie skaičiai nėra dideli, tačiau reikia prisiminti, jog garso rodiklis Rw yra logaritminis garso energijos krentančios ant atitvaros ir praėjusios atitvarą, santykis neturintis tiesioginės priklausomybės.
Norint dar pagerinti oro garso izoliacijos lygį galimi variantai: pirmasis - didinti ploto vieneto masę, t.y. gipso kartono sluoksnių skaičių arba antrasis - storinti užpildą iš akmens vatos plokščių. Įrengiant tokias pertvaras didžiulę įtaką jų akustinei izoliacijai turi konstrukcinių sprendinių detalės ir pertvaros kruopštus įrengimas.
Pirmiausiai klojant apvadinius horizontalius ir vertikalius profilius po jais turi būti paklojama garsą slopinanti ir izoliuojanti tarpinė (sandarinamoji juosta). Nauja pertvara ir esama siena turi tūrėti, kuo mažiau standžių sujungimų tarpusavyje, kad sumažinti garso perdavimą per konstrukciją.
Akmens vatos plokštės SUPERROCK PREMIUM turi pilnai užpildyti ertmę tarp karkaso elementų. Plokštės turi būti 10-20 mm didesnės už profilių žingsnį, tam kad patikimai užpildytų visą erdvę ir neliktų tarpų tarp jų. Dėl padidinto tankio šios akmens vatos plokštės puikiai išlaiko formą, todėl nesusmunka ir nesukrenta pertvaros konstrukcijos viduje.
Tvirtinant gipso kartono plokštes reikia prisiminti, kad jos nuo lubų, grindų ir kitų sienų būtų atitrauktos 5-10 mm. Įrengiant dvigubo karkaso pertvaras apvadiniai horizontalūs profiliai turi būti atitraukiami vienas nuo kito apie 5 mm arba atskiriami sandarinamąja juosta.
Papildomas esamų sienų ar pertvarų garso izoliavimas, naudojant akmens vatą kaip garsą slopinančią medžiagą, stipriai pagerina akustinius pastato parametrus. Akytos struktūros dėka akmens vata užtikrina pakankamą garsų, sklindančių iš pastato išorės ir vidaus sugertį, todėl gyventojams netrukto triukšmas, jie gali geriau susikaupti, sustiprėja komforto jausmas ir pagerėja savijauta.
Šiuolaikinės statybos ir projektavimo srities technologijos yra skirtos sukurti patogias sąlygas gyventi ir dirbti. Vienas iš pagrindinių aspektų, turinčių įtakos komfortui namuose ar biure, yra tyla. Triukšmas gali neigiamai paveikti sveikatą, sumažinti koncentraciją ir bendrą gyvenimo kokybę.
Patalpų akustika
Norint efektyviai kovoti su triukšmu, svarbu parinkti tinkamas vidaus duris. Rinkoje yra specialių modelių su padidinta garso izoliacija, kurie skirti kuo labiau sumažinti garsų prasiskverbimą pro duris. Viena iš šių medžiagų yra ekstruzinė medžio drožlių plokštė - didelio tankio ir specialios struktūros plokštė, kuri neleidžia prasiskverbti garso bangoms.
Netgi aukščiausios kokybės garsą izoliuojančios durys gali prarasti savo savybes dėl tarpo, esančio tarp durų varčios ir grindų. Šiai problemai išspręsti yra akustiniai mechaniniai slenksčiai. Šie įrenginiai automatiškai išnyra iš durų, kai jos uždaromos, ir visiškai užblokuoja tarpą tarp durų ir grindų, pro kurį gali patekti garsai. Tai ypač naudinga patalpoms, kurioms svarbi maksimali tyla - miegamiesiems, namų studijoms, biurams ar konferencijų salėms.
Yra įvairių durų garso izoliacijos klasių, kurios pasižymi tuo, kaip efektyviai gali blokuoti triukšmą. Pagrindinis garso izoliacijos vertinimo parametras yra triukšmo mažinimo lygis, matuojamas decibelais (dB).
Durų garso izoliacijos klasės:
- Durys su aukšta garso izoliacija (35-45 dB) - šios klasės durys apsaugo nuo stipraus triukšmo, pavyzdžiui, garsių pokalbių, įrangos garsų ar gatvės triukšmo.
- Durys su labai aukšta garso izoliacija (45 dB ir daugiau) skirtos patalpoms, kurioms keliami specialūs tylos reikalavimai. Tai gali būti profesionalios studijos, kino teatrai ar konferencijų salės.
Garsą izoliuojančios durys su kokybiškais užpildais, tokiais kaip ekstruzinė medžio drožlių plokštė, ir papildomomis galimybėmis, pavyzdžiui, su akustiniu slenksčiu, yra brangesnės nei įprastos vidaus durys.
Vidaus durys su padidinta garso izoliacija yra ne tik būdas apsisaugoti nuo pašalinių garsų, bet ir priemonė sukurti patogią ir sveiką aplinką gyventi ir dirbti. Naudojant šiuolaikines medžiagas triukšmui blokuoti galima pasiekti maksimalų efektyvumą.
Mums visiems labai reikalingą akustinį komfortą gali sukurti įvairius garsus bei triukšmą sugeriančios plokštės „Whisper“. Ilgalaikis triukšmo poveikis gali turėti įvairų neigiamą poveikį: sukelti dirglumą, miego sutrikimus, neigiamai veikti širdies ir kraujagyslių bei medžiagų apykaitos sistemas. Tyrimai rodo, kad aplinkos triukšmas kasmet prisideda prie didėjančių išeminės širdies ligos atvejų, ankstyvų mirčių. Taigi triukšmą būtina mažinti ir tam labai gerai tinka akustinės izoliacinės medžiagos.
Tačiau tokia medžiaga ne tik turi pasižymėti geru triukšmo sugerties koeficientu, bet būti patvari, lengvai montuojama, atspari drėgmei, vandeniui, purvui, dulkėms, UV spinduliams, įvairioms cheminėms medžiagoms. Trumpai tariant - ilgai ir patikimai tarnauti. Visomis minėtomis savybėmis pasižymi „Whisper“ - vienas geriausių šių dienų akustinių sprendimų. 50 mm storio „Whisper“ plokščių garso sugerties koeficientas yra 1 - daugumos alternatyvų jis yra gerokai žemesnis.
Akustinės, garsą sugeriančios plokštės ne tik mažina triukšmo lygį, jos išvalo aplinką nuo garso „šiukšlių“ (atspindžių nuo kietų paviršių), o tai leidžia darbuotojams bei lankytojams susikalbėti nekalbant garsiai, geriau girdėti vienas kitą.
Tradicinės akustinės medžiagos paprastai yra atviros struktūros, nes jos turi priimti ir sugerti garsą, tačiau kai ant jų patenka nešvarumų, kai jas veikia drėgmė, tokių medžiagų akustinės savybės sumažėja. „Whisper“ plokštėms jokios papildomos apsaugos nereikia - unikalios struktūros korėta putinto polietileno plokštė „Whisper“ ne tik efektyviai sugeria triukšmą, bet ir laikui bėgant nepraranda savo savybių.
Todėl „Whisper“ puikiai pasiteisina agresyviose ir labai triukšmingose aplinkose, kur dirba daug mašinų ir mechanizmų: gamybinėse patalpose, statybų sektoriuje, įrengiant infrastruktūrą ir pan. Šios plokštės efektyviai sugeria ir žemo dažnio triukšmą, todėl jos gali būti naudojamas šildymo, vėdinimo sistemose, transporte.
„Whisper“ akustinių plokščių montavimas yra paprastas - nereikia specialių įgūdžių, montavimui galima naudoti dvipusę lipnią juostą, įprastas panašių medžiagų tvirtinimo detales, be to, tai minkštas plastikas, todėl lengvai pjaunamas peiliu. Akustinės „Whisper“ plokštės yra 25-50 mm storio. 50 mm storio plokštės 1 kv. m sveria tik 1,7 kg. Tai puikus rodiklis, todėl norint pasiekti atitinkamą triukšmo mažinimo efektą, šios medžiagos reikia mažiau, nei pasirinkus tradicinius sprendimus (poliesteris, mineralinė vata).
Plokščių sudėtyje nėra pluoštinių medžiagų, mažai lakiųjų organinių junginių. Jos nedirgina, nesukelia alergijos, neišskiria mikroskopinių kietų dalelių.
Biurai, sporto salės, baseinai, posėdžių salės, auditorijos, mokyklų klasės, kino ir koncertų salės - visose šiose patalpose „Whisper“ plokštės efektyviai sugers garso atspindžius ir „išvalys“ patalpą nuo triukšmo.
„Whisper“ plokštės dydis - 2 400 mm x 1 200 mm, storis pasirenkamas atsižvelgianti į patalpos triukšmingumo lygį, pageidaujamą garso absorbcijos klasę.
Whisper akustinės plokštės
Aplinkos triukšmas yra rimta problema, kurios neigiamą poveikį sveikatai Europoje jaučia milijonai žmonių. 20 proc. Europos gyventojų ilgą laiką patiria sveikatai kenksmingą triukšmo lygį. Deja, tyrimai rodo, kad aplinkos triukšmo mažinimo politikos tikslai nebuvo pasiekti, pagerėjimas artimiausiu laiku mažai tikėtinas, nes tam įtakos turi spartėjanti miestų plėtra, didėjantis gyventojų judrumas, tad vis dažniau tenka rinktis individualias triukšmo mažinimo priemones.
Svarbu atsiminti, kad akustinis komfortas yra neatsiejama patalpų kokybės dalis, todėl tinkamas akustinių reikalavimų įgyvendinimas yra būtinas siekiant sukurti patogią ir sveiką aplinką.
tags: #patalpoms #keliami #akustiniai #reikalavimai