Wytyczne akustyczne do projektu przebudowy Wodzisławskiego Centrum Kultury

Transkrypt

1 OPRACOWANIE nr PS-2/216 Wytyczne akustyczne do projektu przebudowy Wodzisławskiego Centrum Kultury Zleceniodawca: Wodzisławskie Centrum Kultury Ul. Ks. Płk. Wilhelma Kubsza 17; 44-3 Wodzisław Śląski Zlecenie: z dnia Częstochowa, lipiec 216

2 Spis treści Spis treści Wstęp Przedmiot i zakres opracowania Podstawa opracowania Opis pomieszczenia Pomiar parametrów akustycznych pomieszczenia Warunki pomiaru Wyniki badań parametrów akustycznych pomieszczenia... 4 Założenia akustyczne Modelowanie komputerowe Rozmieszczenie materiałów dla proponowanej adaptacji akustycznej Opis i właściwości zastosowanych materiałów Parametry symulacji: Wyniki symulacji Pozostałe uwagi Podsumowanie i wnioski z 22 -

3 1 Wstęp 1.1 Przedmiot i zakres opracowania Przedmiotem pracy było sformułowanie wytycznych akustycznych do projektu architektonicznego przebudowy Sali widowiskowej Wodzisławskiego Centrum Kultury przy Ul. Ks. Płk. Wilhelma Kubsza 17; 44-3 Wodzisław Śląski. Praca obejmowała: Wykonanie pomiarów czasu pogłosu sali przed remontem, Opracowanie wyników pomiarów, Określenie wymagań akustycznych wnętrza o podanych funkcjach w oparciu o zalecenia literaturowe oraz ustalenia z Użytkownikiem i Zleceniodawcą, Wykonanie modelu komputerowego pomieszczenia wraz z jego dostrojeniem, Symulację parametrów akustycznych, Dobór ustrojów i materiałów dźwiękochłonnych na podstawie wyników symulacji, Schemat rozmieszczenia materiałów i ustrojów dźwiękochłonnych wraz ze wskazaniem sposobu ich wykonania i mocowania. 1.2 Podstawa opracowania a) Oferta PS/O/1/216 z dnia 9 lutego 216. b) Zamówienie z dnia 1 marca 216 oraz uzgodnienia ze Zleceniodawcą. c) Dokumentacja sali w postaci plików PDF i JPG zawierających przekroje, rzuty oraz widoki pomieszczenia. d) Literatura przedmiotu: [1] Andrzej Kulowski: Akustyka sal. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 27; [2] PN-EN ISO :29 Akustyka Pomiar parametrów akustycznych pomieszczeń Część 1: Pomieszczenia specjalne. - 3 z 22 -

4 2 Opis pomieszczenia Nazwa Sala widowiskowa. Lokalizacja Wodzisławskie Centrum Kultury Ul. Ks. Płk. Wilhelma Kubsza 17; 44-3 Wodzisław Śląski Kształt Sala o kształcie prostopadłościennym z widownią na przewyżce, brak balkonów. Widownia podzielona na dwa sektory. Objętość Całość ok m 3 (objętość sali i pudła scenicznego). Przybliżone wymiary 18 x 2, x 11 m. Rysunek 1. Rzut przestrzeni. - 4 z 22 -

5 Rysunek 2. Przekrój przestrzeni. Ilość miejsc dla publiczności 378 miejsc siedzących dla widzów. Kubatura przypadająca na jednego widza Przy maksymalnym wypełnieniu: ok. 9, m 3. Opis miejsc dla publiczności Miejsca dla widzów umieszczone są w dwóch sektorach. Każdy sektor składa się z 14 rzędów po 13 foteli. Pod tylną ścianą widowni znajduje się jeden rząd foteli o sumarycznej ilości miejsc 14. Widownia na przewyżce. Obecne jest zakrzywienie linii foteli. - z 22 -

6 3 Pomiar parametrów akustycznych pomieszczenia 3.1 Warunki pomiaru Pomiar parametrów akustycznych wnętrza odbył się zgodnie z normą PN-EN ISO :29 [2]. Informacja o stanie regulowanych elementów wnętrza Obecny system elektroakustyczny, nie używano go podczas pomiarów Brak ruchomych elementów zmieniających akustykę. Kurtyna otwarta, kulisy i lambrekiny w normalnej pozycji, przejście do zaplecza sceny zasłonięte widownią, drzwi zamknięte. Data badań 31 marca 216 Pozycja kurtyny bezpieczeństwa podczas pomiarów Brak kurtyny bezpieczeństwa. Obecne wyposażenie wnętrza podczas pomiarów Brak wyposażenia dodatkowego. Scena pusta podczas pomiarów. Temperatura i wilgotność Średnia temperatura podczas pomiarów: 22 C. Średnia wilgotność względna podczas pomiarów: 2 %. Średnie ciśnienie atmosferyczne podczas pomiarów: 912 hpa Wartości temperatury, wilgotności względnej powietrza i ciśnienia atmosferycznego podczas pomiaru przedstawia wykres z 22 -

7 :41: :44: :47: :: :3: :6: :9: :2: :: :8: :11: :14: :17: :2: :23: :26: :29: :32: :3: :38: :41: :44: :47: :: :3: :6: :9: Temperatura (ºC) Wilgotność względna (%) Ciśnienie powietrza (hpa) Wykres 1. Temperatura i wilgotność względna w funkcji czasu podczas wykonywania pomiarów. Wykorzystana aparatura pomiarowa Wszechkierunkowe źródło dźwięku, spełniające wymagania PN-EN ISO , Wzmacniacz mocy Eurocom Behringer AX624, Wszechkierunkowy mikrofon pomiarowy klasy pierwszej według PN-EN : NTI MC23 z przedwzmacniaczem M22. Ośmiokanałowy interfejs audio M-Audio Fast Track Ultra 8R, Komputer PC, Oprogramowanie EASERA Pro ver. 1.2., Termo-higro-barometr DL-181THP. Sygnał pomiarowy Sinus przestrajany logarytmicznie (sweep sine). Parametry: Czas jednego przebiegu: 1,4 s, Ilość powtórzeń: 3, Rozdzielczość bitowa: 24 bit, Częstotliwość próbkowania: 48 khz. Rozmieszczenie pozycji mikrofonu Pomiary wykonano w siedmiu pozycjach mikrofonu, przedstawionych na rysunku 3. Mikrofon umieszczony na statywie 1,2 m nad podłogą. - 7 z 22 -

8 Rysunek 3. Rozmieszczenie pozycji mikrofonu podczas pomiarów. Rozmieszczenie pozycji źródła dźwięku Pomiary wykonano dla trzech pozycji źródła, umieszczonego na scenie, zgodnie ze schematem podanym na rysunku 4. Wszechkierunkowe źródło dźwięku umieszczone 1, m nad podłogą. - 8 z 22 -

9 Rysunek 4. Rozmieszczenie wszechkierunkowego źródła dźwięku podczas pomiarów. - 9 z 22 -

10 Czas pogłosu [s] 3.2 Wyniki badań parametrów akustycznych pomieszczenia Czas pogłosu Zmierzony czas pogłosu w pasmach częstotliwościowych o szerokości jednej oktawy przedstawiono na wykresie 2. 1,2 1 1,2 1,3,99,84,8,6,,64,4, Częstotliwość [Hz] Wykres 2. Zmierzony czas pogłosu T3 w pasmach o szerokości jednej oktawy. - z 22 -

11 Czas pogłosu [s] 4 Założenia akustyczne Dla projektowanego pomieszczenia przyjęto wartość czasu pogłosu Tm na podstawie zaleceń z literatury [1]. Dla założonej funkcji pomieszczenia czas pogłosu wyznaczono z zależności wg. L. Contutie (jak dla sal teatralnych i konferencyjnych). Uzyskany zalecany czas pogłosu skorygowano ze względu na okazjonalne używanie w pomieszczeniu systemu elektroakustycznego: T =,7 V 1/3 s V = 194 m 3 (kubatura widowni) T =,93 s Tm = T %T =,84 s Zgodnie z zaleceniami projektowymi, dla sali o rozważanej kubaturze i funkcji przyjęto następujące założenia: czas pogłosu w sali z publicznością T =,8 s, dopuszcza się odchylenia zawierające się w zakresie przedstawionym na wykresie 3, według [1], zakłócenia akustyczne o łącznym poziomie nie przekraczającym 4 db(a), w tym zakłócenia o poziomie nie przekraczającym 3 db(a) pochodzące od urządzeń technicznych budynku, wskaźnik transmisji mowy STI >,6 na całej powierzchni widowni, Zrozumiałość mowy określona przez ważone wartości współczynnika przejrzystości C > 1 db, odpowiada temu dobra zrozumiałość mowy Przejrzystość określona przez uśrednione wartości współczynnika przejrzystości C8 > 6 db, co jest korzystne dla muzyki elektronicznej. 1,4 1,2 1,,8,6,4,2 Min. Max., Częstotliwość [Hz] Wykres 3. Dopuszczalny rękaw tolerancji dla czasu pogłosu w funkcji częstotliwości z 22 -

12 Modelowanie komputerowe.1 Rozmieszczenie materiałów dla proponowanej adaptacji akustycznej Kolory przedstawione na rysunkach poniżej nie stanowią wyznacznika kolorystyki danej powierzchni lecz służą tylko rozróżnieniu materiałów wykończeniowych o różnych parametrach akustycznych Rysunek. Rozmieszczenie materiałów w przestrzeni. Widok z góry, opis w tekście z 22 -

13 Rysunek 6. Rozmieszczenie materiałów w pomieszczeniu. Widok ze sceny, opis w tekście Rysunek 7. Rozmieszczenie materiałów w pomieszczeniu. Widok sufitu sceny, opis w tekście z 22 -

14 .2 Opis i właściwości zastosowanych materiałów Rozwiązania opisane w tabeli 1 przedstawiają wyłącznie proponowane rozwiązania spełniające wymagania akustyczne. Można stosować materiały zamienne o równoważnych parametrach. Dla tabeli 1 równoważność polega na spełnieniach wymagań dla współczynników pochłaniania dźwięku zmierzonych zgodnie z ISO 34 przez uznane laboratorium akustyczne. Współczynniki pochłaniania dźwięku przedstawia tabela 2. Tabela 1 Zestawienie wykorzystanych materiałów Oznaczenie Opis adaptacji powierzchni powierzchni 1 Front nawisu do projektorowni i pomieszczeń kontrolnych pokryć ustrojem rozpraszającym dźwięk, wykonanym z płyt gipsowo-kartonowych o grubości 12,mm i głębokości rozrzeźbienia minimum cm Ściany boczne od załamania do tyłu sali i ścianę tylną (poza nawisem) w miejscu obecnej zielonej boazerii pokryć membranowym ustrojem dźwiękochłonnym o bardzo wysokiej skuteczności dla niskich częstotliwości (parametry wg tabeli poniżej). Np. cm wełny o gęstości 7 kg/m 3 pokrytych folią aluminiową o grubości,3 mm. Zapewnić mm przerwy pomiędzy poszczególnymi pasami folii aluminiowej w celu uniknięcia efektu dzwonienia. Element można przysłonić okładzinami z g-k z dużymi powierzchniami perforowanymi o udziale powierzchni otwartej % w stosunku do całej powierzchni panelu. Widownia na fotelach tapicerowanych z twardym spodem siedziska, plecami oparcia, podłokietnikami i boczkami. Do obliczeń przyjęto współczynnik pochłaniania fotela z widzem. Wszystkie drzwi na widowni zasłonięte kurtyną, np. tkaniną pluszową kotarową o gramaturze 4 g/m 2 plisowanie ok. 1/1,3. Podłoga widowni parkiet klejony bezpośrednio do betonowego podłoża. 6 Podłoga sceny deski na legarach. 7 Kulisy, horyzont, lambrekiny, kurtyna - np. tkaniną pluszową kotarową o gramaturze 4 g/m 2 plisowanie ok. 1/1,3. 8 Tynk na twardej powierzchni. 9 Kanały wentylacyjne. Na dolnej części ścian bocznych i tylnych (obecnie w formie boazerii w naturalnym kolorze) umieścić poziomy pas perforowanego ustroju dźwiękochłonnego o wysokości 1,2 m w taki sposób, aby jego powierzchnia perforowana znajdowała się na wysokości ucha osoby siedzącej i stojącej. Przykładowe rozwiązanie to okładzina ścienna z perforowanych płyt gipsowo-kartonowych mocowanych na profilach CD 6 i uchwytach elastycznych lub ES. Perforacja % powierzchni płyty, otworami sześciokątnymi grupowanymi w polach 47 x 472 mm. Płyty podklejone od tyłu włókniną akustyczną. Malowanie wyłącznie mocno odsączonym wałkiem (zabronione malowanie natryskowe). Całkowita wysokość - 14 z 22 -

15 konstrukcyjna mm. Przestrzeń za płytami wypełniona wełną o gęstości minimum kg/m 3. Szczegółowe rozwiązania w oparciu o wymogi dostawcy rozwiązania. Brak konieczności malowania i tynkowania ściany znajdującej się za tym ustrojem Pozostałą część ścian bocznych i tylnych (obecnie w formie boazerii w naturalnym kolorze) pokryć okładzinom z pełnych płyt gipsowo kartonowych o całkowitej wysokości konstrukcyjnej mm wraz z mm wełny z tyłu o gęstości minimum kg/m 3. Na całym suficie sceny przewidzieć montaż ustroju dźwiękochłonnego o wysokim współczynniku pochłaniania (według tabeli poniżej). O konieczności montażu tego elementu zadecyduje Zamawiający po oddaniu pomieszczenia do użytkowania. Przykładowy materiał spełniający wymagania to wełna mm, kg/m 3 pokryta materiałem przeźroczystym akustycznie np. flizeliną. 13 Drzwi drewniane. Tabela 2 Wartości współczynników pochłaniania dźwięku przyjętych w modelu obliczeniowym. Na podstawie literatury, kart produktów dostarczonych przez producenta i opisu w poprzedniej tabeli. Materiał Przybliżone pole powierzchni [m 2 ] 12Hz 2Hz Hz Hz 2Hz 4Hz 1 Rozpraszacz 3,3,2,,2,2,2 2 niskoczęstotliwościowy ustrój dźwiękochłonny 1,,9,4,,2,2 3 widownia 176,3,,7,7,7,8 4 kurtyna na drzwiach 17,,2,6,7,6,7 podłoga widowni 8,8,7,6,6,6, 6 podłoga sceny 192,,11,,7,6,7 7 kulisy 179,,22,37,44,46,47 8 tynk 86,,3,4,,7,7,8 9 wentylacja,6,6,6,6,6,6 perforacja g-k 38,,4,6,7,7,6,6 11 okładzina g-k pełna 12 ustrój dźwiękochłonny 63,,3,2,,2,2,2 142,,6 1, 1,,9,9,9 13 drzwi 7,2,14,,8,6,6,6 - z 22 -

16 W przypadku zamiany zaproponowanych rozwiązań na rozwiązania o innych współczynnikach pochłaniania dźwięku lub innych wielkości pokrywanych powierzchni należy dokonać ponownej analizy akustycznej. Wynika to z faktu, że przedstawiona konfiguracja jest jednakowo i wysoce czuła na zmiany parametrów akustycznych materiałów jak i ich ilości..3 Parametry symulacji: Oprogramowanie: CATT-Acoustic v9.c Licencja dla ProperSound Marcin Zastawnik Model obliczeniowy: Do obliczeń zastosowano średniozaawansowany algorytm obliczeniowy ze względu na obecność silnie pochłaniających powierzchni. Uwzględniono pochłanianie dźwięku przez powietrze. Liczba promieni emitowanych z każdego źródła: Czas śledzenia promieni: 12 ms. Mapy rozkładów parametrów akustycznych zostały wykonane na siatce o boku, m,,2 m nad powierzchnią widowni. W tym przypadku także uwzględniono pochłanianie dźwięku przez powietrze. Liczba promieniu emitowanych z każdego źródła: 6 7. Czas śledzenia promieni: 12 ms. Ilość źródeł: 3 Lokalizacja źródeł: Źródła zasymulowano w miejscu ich normalnej lokalizacji, tzn. na scenie, na wysokości 1, m ponad jej powierzchnią z 22 -

17 Czas pogłosu [s] Parametry źródeł: Do analizy przyjęto wszechkierunkowe źródła dźwięku. Widmo generowanego sygnału odpowiada widmu szumu białego o poziomie ciśnienia akustycznego 94 db, dla częstotliwości 1 khz, w odległości 1 m od źródła. Ilość odbiorników: 8 Lokalizacja odbiorników: Ze względu na symetryczność wnętrza, odbiorniki umieszczono w obrębie jednego sektora widowni. Uwzględnione warunki atmosferyczne: Temperatura: 2, o C Wilgotność względna:, % Gęstość powietrza: 1,2 kg/m 3 Pochłanianie dźwięku wyznaczone w oparciu o powyższe dane..4 Wyniki symulacji 1,4 1,2 1,1 1,,8,81,81,88,88,77,6,4 Min. Max.,2 Uzyskany, Częstotliwość [Hz] Wykres 4. Wyniki symulacji czasu pogłosu T z 22 -

18 Wartość współczynnika przejrzystości dla mowy C [db] C- [67 rays, 12 ms] -std Mean +std 3, 4,4,81 % Histogram C- [67 rays, 12 ms] C- db A1, sum no data: Wodzis³awskie Centrum Kultury C- [67 rays, 12 ms] db -std Mean +std 3,72,13 6, % Histogram C- [67 rays, 12 ms] A2 C- db , sum no data: Wodzis³awskie Centrum Kultury C- [67 rays, 12 ms] db -std Mean +std 2,78 4,68 6,8 % Histogram C- [67 rays, 12 ms] C- db A3, sum no data: Wodzis³awskie Centrum Kultury db A1 A2 A Numer odbiornika Wykres. Rozkład wartości oraz udział procentowy parametru C z 22 -

19 Wartość współczynnika przejrzystości dla muzyki C8 [db] Clarity [67 rays, 12 ms] -std Mean +std 6,4 7,4 8,49 % Histogram C-8 [67 rays, 12 ms] C-8 db A1 2 sum no data: Wodzis³awskie Centrum Kultury Clarity [67 rays, 12 ms] db -std Mean +std 7,32 8,36 9,4 % Histogram C-8 [67 rays, 12 ms] A2 C-8 db sum no data: Wodzis³awskie Centrum Kultury Clarity [67 rays, 12 ms] db -std Mean +std 6,64 8,12 9,9 % Histogram C-8 [67 rays, 12 ms] C-8 db A3 sum no data: Wodzis³awskie Centrum Kultury db A1 A2 A Numer odbiornika Wykres 6. Rozkład wartości oraz udział procentowy parametru C z 22 -

20 Wartość wskaźnika transmisji mowy STI [-] STI IEC Ed3 male, masking on, [67 rays, 12 ms] Bkg [db]: std Mean +std,63,66,7 % Histogram STI IEC Ed3 male, masking on, [67 rays, 12 ms] STI - 1,,9 E ,8,7 G 2 A1,6,,4 F P,3,2,1 B Wodzis³awskie Centrum Kultury STI IEC Ed3 male, masking on, [67 rays, 12 ms] Bkg [db]: ,1,2,3,4,,6,7,8,9 - Mean,68 % Histogram STI IEC Ed3 male, masking on, [67 rays, 12 ms] A2 STI - 1,,9,8,7 E G 2 2,6,,4 F P,3,2,1 B Wodzis³awskie Centrum Kultury STI IEC Ed3 male, masking on, [67 rays, 12 ms] Bkg [db]: ,1,2,3,4,,6,7,8,9 - Mean,67 % Histogram STI IEC Ed3 male, masking on, [67 rays, 12 ms] STI - 1,,9,8,7 E G 3 A3,6,,4 F P 2,3,2,1 B Wodzis³awskie Centrum Kultury,1,2,3,4,,6,7,8,9 - A1 A2 A3 1,9,8,7,6,,4,3,2, Numer odbiornika Wykres 7. Rozkład wartości oraz udział procentowy wskaźnika STI. - 2 z 22 -

21 6 Pozostałe uwagi Nie montować hałasujących lub drgających urządzeń w pomieszczeniach przyległych do sali kinowej na ścianie wspólnej z salą kinową. Istniejące otwory w przegrodach przeznaczone do likwidacji zamknąć przy użyciu materiałów posiadających porównywalną izolacyjność akustyczną jak sama przegroda. Wszelkie przepusty przez przegrody (kanały wentylacyjne, instalacje wod. kan., gaz, CO itp) należy uszczelnić materiałem trwale elastycznym o dużej gęstości. Należy przewidzieć obudowę 2 x GK 12,mm na konstrukcji wypełnione wełną cm, kg/m 3 dla rur znajdujących się w przestrzeni sceny. Rury wod. kan., gaz, CO itp w pomieszczeniach przyległych do sali dużej montować za pomocą przekładek akustycznych (wibroizolacji). Przegrody wykonane w technologii konstrukcji lekkich wykonywać przy zastosowaniu przekładek akustycznych, zgodnie z zaleceniami producenta. projektowany hałas na kratkach wentylacyjnych powinien być na poziomie ok. 3 db(a). prędkość powietrza na kratkach wentylacyjnych przy normalnej pracy poniżej, m/s. Dopuszcza się możliwość zwiększenia tej prędkości przy wymuszonym przewietrzaniu sali (np. podczas przerw). Drzwi z sali do pozostałych pomieszczeń wewnątrz powinny mieć izolacyjność RA1 > 4 db z 22 -

22 7 Podsumowanie i wnioski Przedstawione w opracowaniu wytyczne do projektu, w zakresie adaptacji akustycznej wnętrz, mają na celu dostosowanie parametrów akustycznych projektowanego pomieszczenia do zaleceń literaturowych. Przeprowadzone wielowariantowe symulacje parametrów akustycznych sali w programie CATT- Acoustic v.9.c umożliwiły dobór oraz rozmieszczenie materiałów, zapewniając uzyskanie zalecanych parametrów akustycznych oraz uniknięcie wad akustycznych w pomieszczeniu. W opracowaniu przedstawiono rozwiązanie najbardziej korzystne uwzględniające ograniczenia funkcjonalne oraz architektoniczne. Uzyskane wartości czasu pogłosu (wykres 4) wskazują na poprawność zaprojektowanej adaptacji akustycznej. Charakterystyka jest korzystna i mieści się w zalecanych przedziałach. Dla analizowanej koncepcji adaptacji akustycznej wartości wskaźnika przejrzystości dla mowy C (wykres ) przyjmują wartości większe niż 2 db, ze średnią 4,74 db co odpowiada ocenie zrozumiałości mowy na poziomie dobrym. Wartości współczynnika przejrzystości dla muzyki C8 (wykres 6) przyjmują wartości większe niż 6 db, ze średnią 7,98 db. Wartości te zalecane są dla wnętrz do wykonywania muzyki elektronicznej. Wskaźnik Transmisji Mowy STI (wykres 7) przyjmuje wartości w zakresie,64,74 ze średnią,67 co odpowiada ocenie dobrej. Wyniki analizy wskazują, że założone wymagania zostały spełnione dla założeń odpowiadające funkcji koncertowej przy użyciu elektroakustycznego systemu nagłośnieniowego. Sporządził - 22 z 22 -