| |
A ebben a cikkben megismerkedhettek az akusztika alapjaival, és egy két
alapfogalommal, ami jól jöhet, ha szerettek zenét hallgatni, vagy zenélni. Azért írtam hogy alapfokon, és alatta, mert aki ért az akusztikához, annak ezek a tények annyira egyértelműek mint a levegővétel, de az egyszeri embernek valószínűleg sok hasznosítható információt hordoz.
Hang - hangosság
A hangosság a hang fülünk által érzékelt intenzitásának, erősségének mértéke. Szoros kapcsolatot mutat a hangnak, mint rezgésfolyamatnak az intenzitásával, amplitúdójával, illetve függ a hang összetételétől, spektrumától, zenei hang esetén magasságától. Ez az összefüggés erősen szubjektív, csak kísérleti úton határozható meg.
A Weber-Fechner-féle „törvény” azt tételezi fel, hogy a hangosság a hangintenzitás logaritmusos függvénye, tehát a decibelben mért hangnyomásszint egy adott frekvencián azonos az érzékelt hangosságszinttel. Ezt a skálát nevezik phon-skálának, ilyen módon a phon a hangosság mértékegységeként használható.
Hangintenzitás: A levegőben terjedő hanghullám energiájának leggyakrabban használt kifejezési formája: a terjedés irányára merőleges egységnyi felületen másodpercenként áthaladó hangenergia.
Hangerősség: A hangtér egy-egy pontjára vonatkoztatott és hangnyomással jellemzett fizikai mennyiség dB-ben (decibel) vagy Np-ben (neper) kifejezve. Számszerű értéke a hely függvénye. A mindennapi életben - az észlelő füle környékén - előforduló gyakoribb hangerősségek a képen láthatóak.
Néhány példa a hang erősségére és teljesítményére:
|
|
[dB]
|
[W/m2]
|
|
hallásküszöb
|
0
|
10-12
|
|
suttogás
|
20
|
10-10
|
|
beszéd
|
40-60
|
10-8 - 10-6
|
|
kiáltás
|
80
|
10-4
|
|
motorzaj
|
90-120
|
10-3 -1
|
|
fájdalomérzet
|
120-130
|
1 - 10
|
Hangelnyelés
Az épületek, termek falai, a hangenergia bizonyos részét nyelik el, emésztik fel. A többit visszaverik. Az energia elnyelt része hővé alakul.
Magas frekvenciák elnyelésére, a lukacsos, pórozus, lyukacsos anyagokat alkalmazzák.
Mély frekvenciák esetén vékony lemezeket, membránokat alkalmaznak, melyek a hang hatására rezgésbe jönnek, majd e rezgést az anyag belső súrlódásai során felemésztődik.
Saját rezonancia frekvenciájukon szigetelő anyagok, levegő rezonátorok. Amelyek saját f0 Frekvenciájukon, a hangenergiát elnyelik, ilyen rezonátor a Helmoltz rezonátor. A súrlódás a mozgó légrészecskék és a rezonátor belső fala, illetve az ott elhelyezett szálas porózus csillapító anyagok között jön létre.
A különböző anyagok hangelnyelési tulajdonságait a hang elnyelési fok fejezi ki.
Elnyelési fok (α) = elnyelt hangenergia/összes (beeső hangenergia)
Néhány anyag hangelnyelési tényezője: a frekvencia függvényében:
|
Mgnevezés
|
Vastagság[cm]
|
125Hz
|
250Hz
|
500Hz
|
1KHz
|
2KHz
|
4KHz
|
|
Öntött beton
|
-
|
0,010
|
0,012
|
0,016
|
0,019
|
0,023
|
0,035
|
|
Zománccal festett beton
|
-
|
0,009
|
0,011
|
0,014
|
0,016
|
0,017
|
0,035
|
|
Gumiszőnyeg betonon
|
0,5
|
0,04
|
0,04
|
0,08
|
0,12
|
0,13
|
0,10
|
|
Meszelt téglafal
|
-
|
0,012
|
0,013
|
0,017
|
0,020
|
0,023
|
0,025
|
|
Fapadló
|
2,2
|
0,09
|
0,09
|
0,08
|
0,09
|
0,10
|
-
|
|
Farost membrán
|
0,3-0,4
|
0,47
|
0,2
|
0,13
|
0,08
|
0,08
|
0,08
|
|
Szélessávú hangelnyelő üveggyapot
|
4
|
0,22
|
0,45
|
0,9
|
1
|
1
|
|
Zengő tér
Ezeknek a tereknek a hangszigetelése nem olyan kényes, mint a süketszobáké. Viszont rendkívül fontos a diffúz hangtér kialakítása. Ezért ajánlott kerülni a párhuzamos felületeket, ahol állóhullámok jöhetnének létre. Szóró felületek terén előnyben részesítjük a gömb alakú műanyag, vagy keményfa (zománcfesték borítással) szóró felületeket. Ezek méretei különbözőek lehetnek (0,3; 0,6; 1m). Diffúz felületeket, nem csak geometriai módszerekkel érhetünk el, hanem impedancia egyenlőtlenségeket okozva, egyenlőtlen elosztással, kemény és kismértékben elnyelő anyag használatával. Minden szoba utózengési ideje csökken a frekvencia növekedésével. Ezen utózengési időket nagyban befolyásolják a környezetei tényezők, hőmérséklet, páratartalom.
Süket szoba
Akusztikai kísérletekhez szükség van olyan helyiségre, ahol megvalósíthatóak a szabadtéri hangviszonyok, a szabad hangtérben lévő zajok, és egyéb zavaró hatások nélkül. Ezt úgy érhetjük el, ha egy adott helyiséget, teljesen hangszigetelünk. Mely minden beeső hangenergiát elnyel. Erre a célra leginkább alkalmas a falakon elhelyezett vastag vatta, habszivacs, „sillan” (ásványgyapot) borítás.
A borítás belső felülete, különleges ék alakú borítást is kaphat, így növelhető a hangelnyelési fok. Egy-egy ilyen ékekkel kialakított helyiségben akár 6x nagyobb felületen tudnunk hangelnyelést létrehozni, mint ha egyszerűen sík felülettel borítanánk a falakat.
Süketszoba alkalmazásának szempontjából az akusztikai mérések, kísérletek során van jelentős haszna, így nagyon kevés épül belőlük Magyarországon 2-3 db tényleges süketszoba található. Sok hangstúdió rendelkezik süketszobával, de ezek általában nem nyelik el a teljes hangtartomány 100%-át, csak nagyjából a 80 százalékukat. Ez természetesen hangfelvételhez tökéletes, de akusztikai mérésekhez nem.
Külső zajok kivédésének megoldása érdekében, ház a házban megoldást alkalmaznak. Vagyis a belső határfelület a külsővel sehol sem találkozik. Az egyedüli találkozási pontnál, az alapzatnál rugalmasan rögzítik a két felületet, ezt rúgókkal illetve újabban gumi és parafa keverékű rugalmas anyaggal oldják meg.
Problémát jelent ilyen helyiségeknél a gyenge és erősáramú kábelek bevezetése a helyiségbe, erre a megoldásra lyukasztott fémhengereket alkalmaznak. Az esetleges méréseknél fellépő elektromos zavarokat, még telepes méréssel is ki lehet küszöbölni, ha netán 1-1 hálózati transzformátor, már-már túl nagy zajt bocsát ki.
A süketszoba hangtér jellege miatt nem rendelkezik utózengési idővel. Felhasználásukat tekintve gyakorlati szempontból, mikrofonmérésekre, illetve beszédhang vizsgálatokra használják.
A terem akusztika, terem jellemzők, utózengési idő.
Az utózengési idő megadja a terem felhasználhatóságát. Egy TV stúdió, rádió stúdió 1 másodperc alatti utózengési idővel rendelkezik, koncerttermek 1-2 s közöttivel, nagyobb templom belsőtere 3 másodpercnél hosszabb idővel is rendelkezhet.
Megkülönböztetünk különféle termeket: felhasználás szerint: Előadó termek, stúdiók, tantermek, irodák, lakószobák… stb.
Ezeket több, egymásra hatással lévő akusztikai szempontok alapján csoportosítjuk, melyek a következőek:
• Utózengési idő, a legfontosabb paramétere egy teremnek (reverberation time), jele a τ. Az-az időtartam, ami alatt adott, kezdeti hangnyomásszint 60 dB-t esik (tehát 1000-ed részére csökken a nyomás). Sokáig egyedül ez merítette ki az akusztikai szempontokat. Vegyünk példának egy zenekari hangversenyt és egy hangszóróról hallgatott felvételt, a felvételnek az utózengetési idő beállítását a mai kor elektronikája lehetővé teszi, és bár megegyezik az utózengetési idő még sem ugyan azt az élményt nyújtja, tehát az utózengési idő nem határoz meg egy termet 100 százalékosan. Zenehallgatáshoz 1-3 másodperces utózengési idő szükséges.
• Terem rezonancia: teremrezonanciának nevezzük a párhuzamos felületek között létrejövő, a méretekkel egész számú viszonyban álló fél hullámok hullámhosszának megfelelő frekvenciájú állóhullám-rendszert.
|
|
