mgr inż. arch. WACŁAW STEFAŃSKI upr. nr 59-Km/73, MP-0554 OPRACOWANIE mgr inż. arch. AGNIESZKA WIŚNIOWSKA

Transkrypt

1 OBIEKT BUDYNEK DYDAKTYCZNY WYDZIAŁU LEŚNEGO UNIWERSYTETU ROLNICZEGO IM. HUGONA KOŁŁĄTAJA W KRAKOWIE ADRES KRAKÓW, ul.29-go Listopada 46 INWESTOR UNIWERSYTET ROLNICZY im. H. Kołłątaja w Krakowie KRAKÓW, Al. Mickiewicza 21 ZLECENIODAWCA AUTORSKA PRACOWNIA ARCHITEKTURY 91 arch. Wacław Stefański KRAKÓW, UL. JÓZEFITÓW 1/1 PROJEKTANT mgr inż. arch. WACŁAW STEFAŃSKI upr. nr 59-Km/73, MP-0554 OPRACOWANIE mgr inż. arch. AGNIESZKA WIŚNIOWSKA FAZA BRANŻA TEMAT PBW - PROJEKT WNĘTRZ AKUSTYKA WNĘTRZ PROJEKT AKUSTYKI WNĘTRZ SAL WYKŁADOWYCH I - II OPRACOWANIE: MGR INŻ. ARCH. JAN RĄCZY UPR. NR 302/83, MP KRAKÓW, SIERPIEŃ 2008 R.

2 2 SPIS ZAWARTOŚCI OPIS TECHNICZNY 1. Zasady opracowania 1.1. Przedmiot opracowania 1.2. Sposób opracowania Podstawa opracowania. 2. Adaptacja akustyczna 2.1. Zakres 2.2. Analiza przestrzenna 2.3. Kształtowanie czasu pogłosu - przeznaczenie sali 2.4. Analiza rozłożenia pola dźwiękowego Dobór głównych materiałów i ustrojów akustycznych i obliczenie czasu pogłosu 2.6. Elementy i ustroje akustyczne 3. Obliczenia 3.1. Sala pusta 3.2. Sala zapełniona w 50% 3.3. Sala zapełniona w 100% 4. RYSUNKI AK-1 Rzut widowni analiza propagacji dźwięku w poziomie odsłuchu 1 : 50 AK-2 Przekrój A-A analiza propagacji dźwięku bezpośredniego i z pierwszych odbić 1 : 50 AK-3 Rzut sufitu wytyczne rozłożenia materiałów akustycznych 1 : 50 AK-4 Ściana lewa wytyczne rozłożenia materiałów akustycznych 1 : 50 AK-5 Ściana prawa wytyczne rozłożenia materiałów akustycznych 1 : 50 AK-6 Ściana frontowa wytyczne rozłożenia materiałów akustycznych 1 : 50 AK-7 Ściana tylna wytyczne rozłożenia materiałów akustycznych 1 : 50

3 3 OPIS TECHNICZNY 1.ZASADY OPRACOWANIA 1.1. Przedmiot opracowania Projekt obejmuje rozwiązania adaptacji akustycznej wnętrz 2 bliźniaczych sal wykładowych WYDZIAŁU LEŚNEGO AKADEMII ROLNICZEJ w Krakowie, jako wymagających opracowania całkowitego, z wytycznymi akustycznymi dla projektu wnętrz. Opracowaniem objęto: a. - sprawdzenie proporcji pomieszczenia b. - wykonanie analizy propagacji dźwięku c. - przyjęcie zalecanych czasów pogłosu d. - określenie zakresu adaptacji akustycznej ścian, sufitów i podłóg e. - dobór i zaprojektowanie ustrojów akustycznych f. - sprawdzenie obliczeniowe średniego pogłosowego współczynnika pochłaniania oraz czasu pogłosu w funkcji częstotliwości Sposób opracowania. Projekt wykonano w oparciu o koncepcję architektoniczno-wnętrzową w dwu fazach roboczych: - analitycznej, dającej ogólne wytyczne przestrzenne i materiałowe - technicznej, obejmującej dobór materiałów i ustrojów akustycznych i szczegółowe obliczenia czasu pogłosu w funkcji częstotliwości Podstawa opracowania. - Zlecenie - robocze uzgodnienia z Zespołem Projektowym - zalecenia, wytyczne i normy

4 4 2. ADAPTACJA AKUSTYCZNA Zakres Projekt obejmuje: A. Koncepcję rozwiązania akustyki wnętrza sali, a to: - przyjęcie charakterystyki czasu pogłosu - roboczą analizę geometryczną rozłożenia pola dźwiękowego - analizę ukształtowania sufitu, ścian i innych elementów przestrzennych z punktu widzenia stopnia rozproszenia i właściwej propagacji dźwięku -wstępne określenie rozmieszczenia materiałów i ustrojów akustycznych kształtujących właściwe warunki pogłosowe, jako wytycznych dla projektu wnętrz -obliczenie wstępne chłonności akustycznej, średniego pogłosowego współczynnika pochłaniania i czasu pogłosu w funkcji częstotliwości dla założonego układu B. Obliczenie chłonności akustycznej, średniego pogłosowego współczynnika pochłaniania i czasu pogłosu w funkcji częstotliwości dla rozwiązania wykonawczego projektu wnętrz Analiza przestrzenna Uwaga: Projekt obejmuje modernizację wnętrza 2 bliźniaczych sal wykładowych i uwzględnia wynikające stąd uwarunkowania. Ponieważ sale są symetrycznie prawie identyczne, projekt akustyczny dotyczy oczywiście jednej z nich (s. II). Sala ma wyjściowy kształt rzutu prostokątny - szer. ok. 10,9m, dł. ok. 15,0m, z równoległymi płaszczyznami bocznych ścian przeciwległych, płaszczyznę sufitu poziomą, podłogę ustopniowaną zgodnie z przyjętą przy budowie obiektu krzywą widoczności, co daje zmienne wysokości sali - ok. 6,40m w części przedniej do ok. 2,65m w części tylnej sali. W tej przestrzeni znajduje się lada katedry i 132 fotele ze składanymi siedzeniami i pulpitami. W projekcie przewiduje się dobór materiałów wykończeniowych, elementów i ustrojów akustycznych, a także ich rozmieszczenie i kształtowanie na powierzchni ścian i sufitu, pozwalające na uzyskanie właściwych warunków pogłosowych i korzystnego stopnia rozproszenia i wymieszania dźwięku Kształtowanie czasu pogłosu - przeznaczenie sali Sala jest przeznaczona dla wykładów akademickich z użyciem środków audiowizualnych dla max.132 osób i ma kubaturę wnętrza ok. 740 m3. Źródłem dźwięku będzie: - głos ludzki bezpośredni (mowa), szczególnie dla mniejszych grup słuchaczy, - nagłośnienie elektroakustyczne (głośniki naścienne), przekazujące głos wykładowcy, odtwarzające dźwięk nagrany przy pokazach i filmach. Należy też brać pod uwagę możliwość roboczego nagrywania dźwięku dla celów dokumentacyjnych. Wskaźnik kubaturowy wnętrza wynosi ok. 5,6 m3/osobę. Wg. wskazań dla sal do słuchania mowy wskaźnik ten powinien wynosić 4-7m3/sł., dla kin - 3-4m3/sł.

5 5 Dla sali o kubaturze ok. 700m3, zaliczanej do audytoriów małych, zaleca się czasy pogłosu w średnich przedziałach częstotliwości ( Hz): - dla mowy, odczytów i prelekcji 0,8-0,9s, wg charakterystyki: 0,9s/125Hz - 0,55s/500Hz 0,55s/2000Hz, - dla kina 0,5s, wg charakterystyki: 0,6s/125Hz - 0,5s/500Hz 0,45s/2000Hz. Ponieważ równorzędnym wymaganiem będzie tu funkcja wykładów zarówno z użyciem głosu bezpośredniego, jak i nagłośnienia elektroakustycznego (ewentualnie z odtwarzaniem dźwięku z zapisu), przyjęto, że czas pogłosu dla średnich pasm częstotliwości dla sali zapełnionej słuchaczami w 1/2 powinien wynosić: Tśr = 0,55 s. ± 15% wg charakterystyki: 0,75s(± 25%)/125Hz - 0,55s(± 15%)/500Hz 0,75s(± 10%)/2000Hz Najistotniejszą wytyczną w projektowaniu takiego wnętrza jest zapewnienie dzięki ukształtowaniu i warunkom pogłosowym dobrej i wystarczającej zrozumiałości sylabowej mowy, spełnienie przy elektroakustycznym nagłośnieniu wskaźnika RASTI o wartości co najmniej 0,6. Wytyczne dotyczące rozmieszczenia materiałów i ustrojów akustycznych, wpływających na tak specyficzne kształtowanie czasów pogłosu, przekazano Głównemu Projektantowi do zastosowania w projekcie całościowym wnętrz Analiza rozłożenia pola dźwiękowego. Analizę przeprowadzono dla źródła dźwięku w rejonie centrum katedry (pozycja wykładowcy) we frontowej części sali, co mniej więcej odpowiada też punktowi pozornego źródła przestrzennego dla zestawów kolumn głośnikowych umieszczonych symetrycznie po obu stronach w płaszczyźnie ekranu oraz naściennych na przedłużeniu frontowej płaszczyzny katedry. Analizę przeprowadzono dla pierwszych i drugich odbić. Metodami geometrii przestrzennej doprowadzono do sprawdzenia kierunków nachylenia wszystkich płaszczyzn reflektujących. Założono, że ze względu na specyfikę wykładów i seminariów akademickich głos ludzki bez wspomagania elektroakustycznego będzie istotnym źródłem dźwięku strefa obudowy przedniej części sali powinna wspomagać wypromieniowanie dźwięku do słuchaczy. Celowi temu służą przede wszystkim zaproponowane nad strefą wykładowcy łukowe płaszczyzny reflektująco-rozpraszające, centralne fragmenty sufitu, a także fragmenty ścian bocznych obok podium wykładowcy oraz w paśmie nad grzejnikami. Dla uniknięcia niekorzystnych zjawisk rezonansowych i interferencyjnych, powodowanych przez równoległość ścian bocznych sali, wprowadzono w ich najaktywniejszych fragmentach na przeciwległych polach płaszczyzny o dużym współczynniku pochłaniania dźwięku, zmniejszające energię pierwszych odbić. Przy zaprojektowanym ukształtowaniu uzyskano podstawowe rozproszenie dźwięku w całej przestrzeni sali z równomiernym rozłożeniem pola dźwiękowego. W żadnej z relacji między falą bezpośrednią i odbitą nie występuje różnica przekraczająca 12m. (odpowiadałoby to opóźnieniu czasowemu ok. 28 milisekund), co mogłoby doprowadzić do niekorzystnych zjawisk rezonansowych i pogłosowych. Kierunkowe i rozproszone odbicia z sufitu dobrze pokrywają dźwiękiem wymaganą powierzchnię odsłuchu na poziomie głów słuchaczy. Przy rozmieszczeniu głośników na bocznych ścianach (wspomaganych także ze ściany czołowej i ewentualnie z sufitu), odległości odsłuchowe z tych źródeł dźwięku nie będą przekraczać wielkości 6-7 m, a spełnienie założeń

6 6 pogłosowych dla zakresu częstotliwości mowy ludzkiej (pasma średnie czas pogłosu ok. 0,55 s) pozwoli na dobór nagłośnienia dającego dobrą sylabową zrozumiałość mowy Dobór głównych materiałów i ustrojów akustycznych i obliczenie czasu pogłosu. Dla założonego czasu pogłosu (Tśr) obliczono poszukiwany średni pogłosowy współczynnik pochłaniania przegród dla sali a następnie dokonano doboru materiałów i ustrojów akustycznych wnętrza sali. Materiały i ustroje oraz miejsca ich rozmieszczenia, oparte o analizę przestrzennego rozłożenia pola dźwiękowego, po uwzględnieniu możliwości i uwarunkowań przestrzennych, wynikających z istniejącej struktury budowlanej a także ekonomiczności rozwiązania i mało czasochłonnego, montażowego systemu realizacji. - zostały przedstawione na rysunkach widoków przegród. Proponowane rozwiązanie wykonawcze zostało sprawdzone obliczeniowo, a wyniki obliczeń czasu pogłosu Tp w funkcji częstotliwości wg. formuły Fitzroy a dla wariantów: sala pusta, sala zapełniona w 1/2, sala zapełniona całkowicie - przedstawiono w tym opracowaniu. Wyliczone czasy pogłosu (w sekundach) dla oktawowych pasm częstotliwości 125 Hz Hz Hz Hz Hz Hz wynoszą odpowiednio: sala pusta T1 = s sala zapełniona w 1/2 T3 = s sala zapełniona całkowicie T2 = s Są one zbliżone do zakładanego przy takim zapełnieniu sali Elementy i ustroje akustyczne 1. Posadzka: wykładzina PCV heterogeniczna Optic Compact firmy Tarkett (w obliczeniach akustycznych uwzględniono powierzchnię p.obl. 203 m2). W ustopniowaniu widowni kratki wentylacyjne (p.obl. 3,6 m2) 2. Fotele audytoryjne sklejkowe z podnoszonymi siedzeniami i pulpitami (ilość 132 szt. - pogłosowy współczynnik pochłaniania α przyjęto porównawczo) 3. Sufit reflektująco-rozpraszający nad podium: podwójne płyty gięte RIFLEX (p.obl. 48 m2) na ruszcie i krążynach ze sklejki (krzywizny i nachylenie jak na rysunkach), z kanałami rozpraszającymi (p.obl. 4,4 m2). Obudowy boków elementu jak powierzchnie główne (p.obl. 5,2 m2). 4. Sufit reflektujący płaski: płyty Rigips RIGIMETR na ruszcie systemowym odległość zawieszenia > 200 mm (p.obl. 33 m2), z warstwą wełny mineralnej gr.5 cm 5. Sufit tłumiący płaski: płyty perforowane Rigips RIGITON RL 8/15/20, laminowane od spodu włókniną akustyczną, na ruszcie systemowym, odległość zawieszenia > 200 mm (p.obl. 74 m2), z warstwą wełny mineralnej gr.5 cm 6. Sufitowe kratki wentylacyjne (p.obl.=4,3 m2) 7. Obudowa reflektująca ściany przedniej płyty GUSTAFS (lub ATOS PP-w60) pełne, z okleiną naturalną, montaż ścienny > 40mm, między płytami i podłożem wełna mineralna grubości ok. 30mm i gęstości kg/m3 (p.obl. 28,4 m2)

7 7 8. Obudowa tłumiąca ściany przedniej płyty GUSTAFS perforowane BF SH8 (lub ATOS-PP albo ATOS-PP8-1), z okleiną naturalną, montaż ścienny > 40mm, między płytami i podłożem wełna mineralna grubości ok. 30mm i gęstości kg/m3 (p.obl. 11,6 m2) 9. Tablice akrylowe (p.obl. 8,6 m2) 10. Drzwi płytowe (p.obl. 3,2 m2) 11. Obudowa ściany tylnej (duże tłumienie) - płyty GUSTAFS perforowane BF - SH8 (lub ATOS-PP albo ATOS-PP8-1), z okleiną naturalną, montaż ścienny ok. 100 mm, między płytami i podło żem wełna mineralna grubości ok. 30mm i gęstości kg/m3 (p.obl. 19,6 m2) 12. Obudowa ściany tylnej - płyty GUSTAFS (lub ATOS PP-w60) pełne, z okleiną naturalną, montaż ścienny ok.100 mm, między płytami i podłożem wełna mineralna grubości ok. 30mm i gęstości kg/m3 (p.obl.=14,4 m2). (p.obl. 9,5 m2) 13. Obudowa reflektująca ścian bocznych (elementy odchylone obok podium) - płyty GUSTAFS (lub ATOS PP-w60) pełne, płaskie i gięte, z okleiną naturalną, montaż dystansowy >180 mm, za płytami wełna mineralna grubości ok. 40mm i gęstości kg/m3 (p.obl. 35,0 m2). Pozioma obudowa dolna elementów jak powierzchnia główna (p.obl. 3,5 m2). 14. Obudowa reflektująca ścian bocznych (elementy płaskie) - płyty GUSTAFS (lub ATOS PP-w60) pełne, z okleiną naturalną, montaż dystansowy ok.180 mm, za płytami wełna mineralna grubości ok. 40mm i gęstości kg/m3 (p.obl. 18,2 m2) 15. Obudowa ścian bocznych (duże tłumienie) - płyty GUSTAFS perforowane BF - SH8 (lub ATOS-PP albo ATOS-PP8-1), z okleiną naturalną, montaż dystansowy ok. 180 mm, między płytami i podłożem wełna mineralna grubości ok. 40mm i gęstości kg/m3 (p.obl. 56,6 m2) 16. Obudowa grzejników blacha perforowana (p.obl. 19,2 m2) 17. Katedra z materiałów drewnopochodnych okleinowanych. UWAGI: 1. Podane powierzchnie wyliczono dla celów obliczeń akustycznych i nie mają one wartości przedmiarowych 2. Wszystkie połączenia i styki metalu i elementów suchego montażu inne niż systemowe - zabezpieczać przed przekazywaniem drgań podkładkami elastycznymi z gumy lub folii FD Wszystkie wieszaki elementów sufitowych zabezpieczać podkładkami elastycznymi przed przekazywaniem drgań. 4. Wszystkie materiały powinny mieć wymagane prawem atesty dopuszczające do stosowania w budynkach użyteczności publicznej na terenie RP 5. Wszelkie zmiany materiałowe bądź połączeń technicznych winny być uzgodnione z projektantami. 6. Realizacja powinna przebiegać pod nadzorem autorskim.

8 8 3. Obliczenia W tabelach zastosowano oznaczenia: T - czas pogłosu pomieszczenia [s] T = Tx + Ty + Tz gdzie odpowiednio: Tx = Sx/S * * V/(S*alfa'x) Ty = Sy/S * * V/(S*alfa'y) Tz = Sz/S * * V/(S*alfa'z) V - kubatura pomieszczenia [m3] Si - powierzchnia materiału pochłaniającego alfa - pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku (powierzchniowy lub jednostkowy) alfa' - współczynnik pochłaniania skorygowany np. alfa'x = -ln(1 - alfax) alfax, alfay, alfaz - średnie współczynniki chłonności akustycznej pomieszczenia przy założeniu, że jego chłonność całkowita jest rozłożona na przeciwległych powierzchniach ścian, sufitu i podłogi w kierunku osi x, y, z Sx, Sy, Sz - powierzchnie obu przeciwległych ścian sufitu i podłogi w kierunku osi x, y, z [m2] S - sumaryczna powierzchnia ograniczająca pomieszczenie [m2] S = Sx + Sy + Sz 3.1. Obliczenie czasu pogłosu w funkcji częstotliwości Wersja (V= m3) W1 - SALA PUSTA Pomieszczenie: SALE WYKŁADOWE TABELA II/1 Obiekt: AKADEMIA ROLNICZA WYDZIAŁ LEŚNY - KRAKÓW Lp. Si Sx Sy Sz a alfax b alfa'x a alfay b alfa'y a alfaz b alfa'z S Tx Ty Tz T

9 Obliczenie czasu pogłosu w funkcji częstotliwości Wersja (V= m3) W2-50% ZAPEŁNIENIA Pomieszczenie: SALE WYKŁADOWE TABELA II/3 Obiekt: AKADEMIA ROLNICZA WYDZIAŁ LEŚNY - KRAKÓW Lp. Si Sx Sy Sz a alfax b alfa'x a alfay b alfa'y a alfaz b alfa'z S Tx Ty Tz T Obliczenie czasu pogłosu w funkcji częstotliwości Wersja (V= m3) W3-100% ZAPEŁNIENIA Pomieszczenie: SALE WYKŁADOWE TABELA II/2 Obiekt: AKADEMIA ROLNICZA WYDZIAŁ LEŚNY - KRAKÓW Lp. Si Sx Sy Sz a alfax b alfa'x a alfay b alfa'y a alfaz b alfa'z S Tx Ty Tz T