ASIGURAREA CONFORTULUI ACUSTIC NTR-O SAL DE CONFERINE

Prof. univ.dr. ing. Mariana STAN Universitatea Spiru Haret Facultatea de Arhitectur ; sonobel_ms3@yahoo.co.uk

Lector univ. drd. fiz.Luminita ANGHEL Universitatea Tehnic de Construcii Facultatea de Instalaii ; luminitaanghel@yahoo.com

Masterand Alexandru Radu STAN Universitatea Spiru Haret Facultatea de Muzic ; sonobel_ms3@yahoo.co.uk

Abstract: Protection from noise is one of the essential requirements of the Directive

Council of Europe nr.89/106/CEE (taken in Romania under Law 10/1995, updated in 2002). This

requirement implies, first, creating acoustic comfort conditions, and on the other hand, the

insulation against noise.

Acoustic comfort in a room is a function of geometrical characteristics of space, the

absorption of sound design elements delineators and sound pressure levels of internal or external

sources.The most important parameter that characterizes the space is the reverberation time.

This paper presents measurements of reverberation time in a conference room and proposes

technical solutions for its inclusion in the allowable limits specified in the technical legislation . Protecia la zgomot este cerin esenial n Directiva Consiliului Europei nr.89/106/CEE.

Aceasta presupune crearea unor condiii de confort acustic. Zgomotul n interiorul unei ncperi

este funcie de nivelurile de presiune acustic ale surselor interioare sau exterioare, de

caracteristicile geometrice ale spaiului respectiv, de coeficienii de absorbie acustic ai pereilor,

pardoselilor sau tavanelor. Confortul acustic este caracterizat de durata de reverberaie a spaiului

respectiv.

Lucrarea de fa i propune determinarea duratei de reverberaie pentru Sala Coloanelor

din Facultatea de Instalaii Bucureti i gsirea unor soluii pentru ncadrarea acestuia n limitele

admise de standardele n vigoare .

Protecia la zgomot este una dintre cerinele eseniale din Directiva Consiliului Europei

nr.89/106/CEE ( preluat n Romnia, n cadrul Legii 10/1995, actualizat n 2002 referitoare la

calitatea lucrrilor n construcii ). Aceast cerin presupune, pe de o parte, crearea condiiilor de

confort acustic, iar pe de alt parte, izolarea mpotriva zgomotului.

Confortul acustic dintr-o ncpere este funcie de caracteristicile geometrice ale spaiului, de

absorbia acustic a elementelor de construcie delimitatoare, precum i de nivelurile de presiune

acustic ale surselor interioare sau exterioare. Parametrul cel mai important ce caracterizeaz spaiul

respectiv este durata de reverberaie .

Durata de reverberaie T este timpul ce trece din momentul n care se oprete emisia sursei

sonore dupa ce sunetul emis intr n regim constant ( zona de palier orizontal ), pn n momentul

n care intensitatea sonor descrete pn la 10-6 din valoarea sa iniial sau nivelul de intensitate

sonor scade cu 60 dB .

E M IS S IO N S O N O R E

E t a b l i s s e m e n t d us o n r v e r b r e

R g im ep e r m a n e n t

E x t i n c t i o n d u s o nr v e r b r e

I R

W /A

t

Expresia pentru calcularea duratei de reverberaie, cunoscut sub numele de relaia lui

SABINE, este :

( )

=iiS

VT

16,0 [s] [1]

n care:

- V este volumul spaiului,

- i este coeficentul de absorbie acustic al unui material i ,

- Si este aria geometric a suprafeei pe care este aezat materialul i .

Relaia de mai sus se poate scrie i astfel:

A

VT 16,0= [s] [2]

A - aria de absorbie acustic echivalent A(f) se calculeaz cu relaia:

A(f) = (i Si), [m2UA] (3)

i i Si au semnificaia din relaia [1]

Din relaia [ 1 ] se observ c durata de reverberaie depinde att de volumul spaiului, ct i

de tratamentele acustice amplasate pe elementele constructive ale acestuia.

Aceste tratamente acustice caracterizate prin coeficienii de absorbie acustic pot s

fie fonoabsorbante sau reflectante.

Materialele i structurile fonoabsorbante se caracterizeaz prin coeficeni de absorbie mai

mari de 0,3 .

Din punct de vedere fizico-mecanic, tratamentele acustice caracterizate prin coeficienii

de absorbie acustic se clasific n :

absorbani poroi ( vata mineral, tencuieli poroase ) ;

membrane vibrante ( plci subiri din lemn , la o distan de elementul suport ) ;

rezonatori, caracterizai printr-un gt cu diametru mic d, urmat de o cavitate cu

volum V [2]:

n antichitate, grecii aezau amfore cu rol de rezonatori sub gradenele teatrelor n aer

liber [3 ].

(La mii de ani distan, stenii din Romnia aaz ulcioare n pronaosul bisericilor, cu

acelai rol de rezonatori )

Toate spaiile dedicate produciilor vorbite sau muzicale au n comun obiectivul de a pune

n valoare producia artistic. n cazul slilor cu acustic natural, sala constituie o legatur

important ntre vorbitor i public, ea poate oferi bogia sunetului i rspndirea lui uniform n

auditoriu, poate omogeniza sunetul, pstrnd imaginea sonor corect i permind o bun

inteligibilitate.

Pentru fiecare sal ( n funcie de volumul acesteia i de tipul de producie ) se alege,

conform standardului STAS 9783/0 Acustica n construcii. Parametri pentru proiectarea i

verificarea acustic a slilor de audiie public. Clasificare i limite sdmisibile o durat de

reverberaie optim:

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

muzic coral, org

concerte simfonice

oper

muzic uoar, popular

teatre, sli de conferine

muzic de camer

cinematografe

600

300

900

1200

1500

1800

2100

2400

3000

3600

6000

Tm( s )

( m )V

Figura 1. Durata de reverberaie n funcie de volumul slii i de tipul produciei

Durata de reverberaie T se msoar IN SITU prin redarea unui semnal de timp impuls: un

sunet scurt i puternic, i prin msurarea descreterii nivelului sonor, n diferite puncte din sal - n

care se plaseaz microfonul.

Rspunsul la semnalul de tip impuls al unei sli este, in mod clasic, de forma aceasta :

Figura 2. Rspunsul slii la semnalul de tip impuls

Pentru emiterea unui semnal de tip impuls se pot utiliza :

un pistol ;

neparea unui balon ;

btut din palme.

n legtur cu durata de reverberaie i coeficenii de absorbie acustic, sunt necesare cteva

meniuni speciale despre mobilier i public:

Mobilierul din lemn dur sau din metal este n mod evident foarte reflectant. ( Dac pe faa

acestuia sunt aplicate stofe, el poate deveni mai absorbant ).

Fotoliile din slile de audiii au absorbii acustice diferite, n funcie de tipul de finisaj al

suprafeelor. Cei mai mari coeficieni de absorbie acustic i au fotoliile cu pernele umplute cu

poliuretan i acoperite cu stofe sau catifea.

Ct privete fonoabsorbia realizat de public, contribuia persoanelor i a hainelor acestora

este important la definirea parametrilor acustici ai unei sli de audiii.

n funcie de volumul slii, valorile maxime i minime ale duratei de reverberaie acceptate,

sunt prezentate n tabelul 1:

Tabel 1 Valorile maxime i minime ale duratei de reverberaie

Frecventa (Hz)

T (s) 125 250 500 1000 2000 4000

T max 1,41 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20

Tmin 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80

Sala Coloanelor din Facultatea de Instalaii Bucureti are un volum de aproximativ 400 m3 ,

placat cu marmur , iar unul din perei este pictat n ulei. Mobilierul este din lemn, scaunele fiind

tapiate cu stof. Suprafaa total a celor opt ferestre este de 25 m2. Schema slii i a punctelor de

msurare sunt prezentate n Anexa 1. Msurrile s-au efectuat n apte puncte ale slii, sursa de

zgomot fiind n centrul slii, iar rezultatele sunt prezentate n tabelul 2.

Tabel 2 Rezultatele msurrilor

Punct msurare

EDT T30

1 2,64 2,55 2 2,66 2,57 3 2,83 2,21 4 2,08 1,88 5 2,85 2,22 6 2,8 2,13 7 2,92 3,16

Se constat c ambii parametri depesc valorile admisibile din tabelul 1

Pentru ncadrarea duratei de reverberaie n limitele admisibile se propune aplicarea unui

tratament fonoabsorbant pe o suprafa de 42 mp, la partea superioar a pereilor ( cu excepia

peretelui pictat )

Acest tratament este alctuit din plci fonoabsorbante din gips-carton perforat tip

GYPTONE, de exemplu: BIG QUATTRO 42 sau BIG QUATTRO 47, cu grosime de 12,5 mm

avnd la intrados plci din vat mineral cu grosime de 50 mm i densitate de cel puin 50 kg/mc i

spaiu de aer de 50 mm.

n consecin, distana dintre plcile perforate i peretele de baz va fi de de 100 mm.

n figura 3 sunt prezentate caracteristicile materialului BIG QUATTRO 42, iar n figura 4

sunt prezentate caracteristicile materialului BIG QUATTRO 47.

Figura 3 Caracteristicile materialului BIG QUATTRO 42

Figura 4 Caracteristicile materialului BIG QUATTRO 47

Calculele sunt prezentate n Anexa 2 i se constat c durata de reverberaie se ncadreaz

n limitele admisibile.

BIBLIOGRAFIE:

1. CALVET OLIVIER - Acoustique des salles Universite Paris Est Marne-la-Valee

(http://www.univ-mlv.fr/~calvet/deugson/Acousalles1.doc)

2. STAN, MARIANA CRISTINA Acustica pentru arhitecti Ed. Fundatiei Romania de

maine Bucuresti , 2007

3. SUMARAC-PAVLOVIC D et al., A simple impulse sound source for measurements in room

acoustics, Appl. Acoust ( 2007, doi:10.1016/j.apacoust.2006.11.003)

4. * * STAS 9783/0 Acustica in constructii. Parametri pentru proiectarea si verificarea acustica a

salilor de auditie publica

Anexa 2 Rezultatele calculelor pentru timpul de reverberaie

Varianta cu tratament fonoabsorbant

Tip 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Material absorbant Nume/Cod Marmura Absorbant Usi Mobilier Ferestre Reflectant Fotolii

Absorbant pereti

nimic

125 0,01 0,2 0,3 0,02 0,25 0,02 0,2 0,35 0 250 0,01 0,2 0,2 0,02 0,17 0,02 0,2 0,55 0 500 0,02 0,2 0,15 0,03 0,1 0,03 0,3 0,6 0 1000 0,02 0,3 0,1 0,04 0,08 0,04 0,3 0,55 0 2000 0,03 0,3 0,07 0,04 0,05 0,05 0,4 0,45 0

Coeficienti de absorbtie la frecventa :

4000 0,03 0,4 0,04 0,05 0,04 0,05 0,4 0,4 0

Volum [m3] 400

Materiale absorbante utilizate Tip 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Nume/Cod Marmura Absorbant Usi Mobilier Ferestre Reflectant Fotolii

Absorbant pereti

nimic

Arie [m2] 97 97 3,6 25 25,44 159 20 42 0 0

A T

125 0,97 19,4 1,08 0,5 6,36 3,18 4 14,7 0 50,19 1,299064 250 0,97 19,4 0,72 0,5 4,3248 3,18 4 23,1 0 56,1948 1,16025 500 1,94 19,4 0,54 0,75 2,544 4,77 6 25,2 0 61,144 1,066335 1000 1,94 29,1 0,36 1 2,0352 6,36 6 23,1 0 69,8952 0,932825 2000 2,91 29,1 0,252 1 1,272 7,95 8 18,9 0 69,384 0,939698

Suprafata echivalenta de absorbtie la frecventa:

4000 2,91 38,8 0,0432 1,25 1,0176 7,95 8 16,8 0 76,7708 0,849281