Czas pogłosu, wskaźnik STI i chłonność akustyczna

Wszyscy coś komunikujemy, wszyscy coś odbieramy. Proces komunikowania następuje pomiędzy nadawcą i odbiorcą poprzez wybrany kanał komunikacyjny. Komunikat musi zostać zakodowany, przesłany, odkodowany, a pomiędzy odbiorcą a nadawcą musi nastąpić sprzężenie zwrotne. Cały proces obarczony jest „szumami” rozumianymi jako bariery komunikacyjne, które wpływają na szybkość lub w ogóle możliwość zrozumienia komunikatu. Humaniści zajmują się rozpoznaniem, zdefiniowaniem (etc.) procesów logicznych i semantycznych procesu komunikacji. Inżynierowie przekładają to na funkcję maszyn, a akustycy budowlani starają się zniwelować bariery i utrudnienia fizyczne przestrzeni komunikacyjnej lub zapewnić tej przestrzeni określone walory akustyczne, między innymi poprzez wykorzystanie materiałów tłumiących dźwięki.

CZAS POGŁOSU W AKUSTYCE POMIESZCZEŃ

Pogłos wynika z falowej budowy dźwięku, w określonych pomieszczeniach (najczęściej tam gdzie mamy sprężyste otoczenie) po wygaśnięciu źródła dźwięku sama energia dźwięku zanika stopniowo – czyli wyczuwamy=słyszymy fale odbite od sprężystych powierzchni. Pogłos jest opisany wartościowo po przez czas pogłosu, czyli czas potrzebny na spadek poziomu ciśnienia akustycznego o 60 dB.

Czas pogłosu to niezwykle ważna cecha i parametr akustyczny. Pozwala w sposób obiektywny ocenić akustykę wnętrza – jego akustyczną chłonność. Czas pogłosu zależy od wielu czynników takich, jak: geometria czyli kształt pomieszczenia - jego wysokość, szerokość i długość, użytych w nim materiałów i elementów budowlanych - im materiały bardziej sprężyste tym lepiej odbija się fala dźwiękowa, wilgotności i temperatury powietrza, częstotliwości i położenia źródła dźwięku.

Matematycznie czas pogłosu opisuje wzór Sabine’a

T = 1,161V / A

gdzie
T – czas pogłosu [s]
V – objętość pomieszczenia [m3]
A – chłonność akustyczna pomieszczenia [m2]

CHŁONNOŚĆ AKUSTYCZNA POMIESZCZENIA A MATERIAŁY TŁUMIĄCE DŹWIĘK

Drugim istotnym parametrem akustycznym pomieszczenia, który wykorzystuje wzór Sabine’a, jest chłonność akustyczna pomieszczenia mierzona w m2. Chłonność akustyczna mówiąc prostym językiem to zdolność (a właściwie miara tej zdolności) pomieszczenia do pochłaniania i tłumienia dźwięku.

Jeżeli A = α śr . S
gdzie
α śr – średni współczynnik pochłaniania dźwięku
S - powierzchnia ograniczająca pomieszczenie [m2]
to

T = 1,161 V / αśr . S

Aby móc w pełni ocenić walory i ich adekwatność w odniesieniu do funkcji pomieszczenia, wprowadzono wskaźnik transmisji i zrozumiałości mowy STI.

Wskaźnik STI główne zastosowanie znalazł w definiowaniu jakości transmisji sygnału mowy poprzez system nagłośnieniowy pomieszczenia czy grupy pomieszczeń, w szczególności poprzez instalację DSO (Dźwiękowe Systemy Ostrzegawcze) oraz systemy PA (Professional Audio). Stosuje się go również w ocenie jakości wnętrz bez instalacji nagłośnieniowej. Należy dodać, że kanałem transmisji jest również aparat mowy.

STI jest uniwersalnym, standaryzowanym i normowanym wskaźnikiem oceny. Skala wskaźnika STI zawiera się w przedziale od 0 do 1, natomiast jego ocena:

0	0,3	- zły
0,3	0,45	- słaby
0,45	0,6	- zadowalający
0,6	0,75	- dobry
0,75	1	- świetny

Polska Norma PN-B-02151-4 Akustyka Budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 4: Wymagania dotyczące warunków pogłosowych i zrozumiałości mowy w pomieszczeniach oraz wytyczne prowadzenia badań to akt prawny określający wymagania dotyczące:

• warunków pogłosowych w pomieszczeniach budynków zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej, wyrażona za pomocą maksymalnego czasu pogłosu T, lub minimalnej chłonności akustycznej A,
• zrozumiałości mowy w pomieszczeniach przeznaczonych do komunikacji słownej, wyrażonej za pomocą wskaźnika transmisji mowy, STI.

W normie zawarto m.in. tabele z wymaganymi wartościami czasu pogłosu T i transmisji mowy STI dla konkretnego rodzaju pomieszczenia z uwzględnieniem jego kubatury (tabela 1).

TABELA 1

Kompletne informacje dotyczące innych pomieszczeń oraz określonych uwarunkowań zawarto w omawianej normie

W normie podano również wytyczne dotyczące chłonności akustycznej A, przypisanej do określonej kategorii pomieszczeń. Kilka przykładów pokazano w tabeli 2.

TABELA 2

LP	RODZAJ POMIESZCZENIA	CHŁONNOŚĆ AKUSTYCZNA, A POMIESZCZENIA m2
1	Biura wielkoprzestrzenne, pomieszczenia biurowe typu „open space”, sale operacyjne banków i urzędów, biura obsługi klienta oraz inne pomieszczenia o podobnym przeznaczeniu	≥ 1,1 x S
2	Centra obsługi telefonicznej	≥ 1,3 x S
3	Pracownie do zajęć technicznych i warsztaty szkolne	≥ 0,6 x S
4	Poczekalnie i punkty przyjęć w szpitalach i przychodniach lekarskich	≥ 0,8 x S
5	Korytarze w przedszkolach, szkołach podstawowych, gimnazjach i szkołach ponadgimnazjalnych	≥ 1,0 x S
6	Korytarze w hotelach, szpitalach i przychodniach lekarskich	≥ 0,6 x S

Polska Norma PN-B-02151-4 definiuje również metody i warunki pomiarów omówionych wskaźników, tj. czasu pogłosu T, chłonności akustycznej A i wskaźnika zrozumiałości mowy STI.

Szczegółowe opisanie tych parametrów umożliwia standaryzację elementów i materiałów budowlanych służących do aranżacji akustycznej pomieszczeń i materiałów tłumiących dźwięk.

PRZYKŁAD OBLICZANIA CHŁONNOŚCI AKUSTYCZNEJ DLA POMIESZCZENIA

Przykład obliczania chłonności akustycznej dla pomieszczenia

Przykładowe obliczenie chłonności akustycznej dla pomieszczenia typu open office o wymiarach: 10 m x 15 m x 3,0 m – pracownia do zajęć technicznych Uwagi wstępne: chłonność akustyczna A [m2] pomieszczenia: liczymy dla pasm oktawowych 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz pomieszczeń wykończonych lecz nieumeblowanych, z wyjątkiem poz. 1 i 2 w tablicy (open space, centra obsługi telefonicznej) pomieszczenia o wysokości w świetle wykończenia do 4 metrów (jeżeli pomieszczenia są wyższe należy proporcjonalnie zwiększyć wymagania) Wzór na obliczenie chłonności akustycznej:

A = Σαi Si + ΣAobj,j + Aair
gdzie
A – chłonność akustyczna [m2]
αi – współczynnik pochłaniania dźwięku powierzchni i
Si – pole powierzchni i [m2]
Aobj,j – chłonność akustyczna pojedynczego elementu j [m2]
Aair – chłonność akustyczna powietrza [m2]

Dane pomieszczenia zestawiono w tabeli 3. TABELA 3

Rodzaj pomieszczenia	Open office
Powierzchnia rzutu podłogi	150,0 m2
Wysokość pomieszczenia	3,0 m
Kubatura pomieszczenia	450,0 m3
Powierzchnia ścian gipsowo-kartonowych	124,0 m2
Powierzchnia sufitu gipsowo-kartonowego	150,0 m2
Powierzchnia sufitu podwieszanego Nida Sonic	135,0 m2
Łączna powierzchnia okien	18,0 m2
Łączna powierzchnia drzwi	8,0 m2
Wymagana chłonność akustyczna	1,1, x 150 m2 = 165 m2

Obliczenia zestawiono w tabeli 4. TABELA 4

Na powyższym przykładzie można zauważyć, że w przypadku wnętrz o mniejszych wymaganiach akustycznych, to jest pomieszczeń z poz. 3, 4 i 6 z tabeli 2, w obliczeniach można pominąć chłonność powietrza, drzwi i okien, gdyż stanowią one mało istotną wartość chłonności wypadkowej wnętrza. Natomiast w sytuacji pomieszczeń o większych wymaganiach, należy zastosować materiały tłumiące dźwięk, takie jak płyty Sonic w systemach ściennych.

KONTROLA AKUSTYKI POMIESZCZENIA Z WYKORZYSTANIEM MATERIAŁÓW TŁUMIĄCYCH DŹWIEKI

Do kontroli nad akustyką pomieszczenia służą dedykowane, systemowe rozwiązania. Spośród wielu jakie oferuje Siniat, na szczególną uwagę zasługują:

• Nida SUFIT DK/WO/CD60-12.5/SONIC n0 – o współczynniku pochłaniania dźwięku od 0,45 do 0,70

• Nida SUFIT DK/WO/CD60-12.5/SONIC n1, n2, n8 – o współczynniku pochłaniania dźwięku od 0,50 do 0,70

• Nida TYNK CD/EL-12.5/SONIC n0 – o współczynniku pochłaniania dźwięku od 0,40 do 0,70

• Nida TYNK CD/EL-12.5/SONIC n1, n2, n8 – o współczynniku pochłaniania dźwięku od 0,50 do 0,70

Problemy z akustyką pomieszczenia, w szczególności hałas pogłosowy, utrudniają pracę (czasami wręcz ją uniemożliwiają) wpływają na zdrowie i kondycję użytkowników. Oczywiście optymalna sytuacja to uczestnictwo akustyka budowlanego w fazie projektowej (z reguły trudno w gotowym pomieszczeniu dokonać zmian dot. układu np. ścian, sufitu), ale absolutnie niezbędne jest uwzględnienie wymagań akustycznych w fazie wykańczania pomieszczeń – „szycia na miarę” dla określonych adresatów. Inne oczekiwania i bariery napotkamy w sali koncertowej czy teatralnej inne w biurowym open space lub sali konferencyjnej.

Dobry projekt akustyczny optymalizuje funkcję pomieszczenia, ma to nie tylko szczególne znaczenie w pomieszczeniach specjalistycznych, dedykowanych profesjonalnym działaniom, ale również we wszystkich obszarach naszej działalności.

Praca konsultanta, czy projektanta akustyki polega na optymalnym dobraniu rozwiązań akustycznych i materiałów tłumiących dźwięki. Jeżeli architektura to zamykanie i otwieranie przestrzeni - to akustyka budowlana zajmuje się właśnie tym, w jaki sposób, wykorzystując określone elementy, materiały i ich parametry, ta przestrzeń ma być skonstruowana, aby dźwięk był podporządkowany funkcji pomieszczenia.