PRACOWNIA PROJEKTOWA ARCHITEKTURY I AKUSTYKI, ROBERT LEBIODA 60-68 POZNAŃ Ul. BIEGAŃSKIEGO 61A Tel.: (061) 80-558, Fax. (061) 856-57 NIP 614-16-64-30 MODERNIZACJA SALI WIELOFUNKCYJNEJ KINA MARZENIE W TARNOWSKIM CENTRUM KULTURY UL. STASZICA 4, TARNÓW JEDNOSTKA PROJEKTOWA: ADRES: SOUND & SPACE Robert Lebioda 60-68 Poznań, ul. W. Biegańskiego 61A OBIEKT: ADRES INWESTYCJI: Kino marzenie Tarnowskie Centrum Kultury Tarnowskie Centrum Kultury 33-100 Tarnów, ul. Staszica 4 INWESTOR: Tarnowskie Centrum Kultury ADRES: 33-100 Tarnów, ul. Rynek 5 PROJEKT ADAPTACJI AKUSTYCZNEJ PROJEKTANT: mgr inż. arch., mgr inż. akustyk - elektronik Robert Lebioda Nr upr. 704/01/DUW DATA WYKONANIA: LUTY 011 1
Spis Treści: 1. Część ogólna... 3 1.1 Temat opracowania... 3 1. Cel i zakres opracowania... 3 1.3 Podstawa merytoryczna opracowania... 3. Część szczegółowa wymagania... 4.3 Akustyka wnętrz... 4.3.1 Sala Wielofunkcyjna... 6 3. Część szczegółowa - rozwiązania... 7 3. Akustyka wnętrz... 7 3..1 Sala Wielofunkcyjna... 7 4. Obliczenia i analizy sprawdzające osiągnięcie zakładanych parametrów... 9
1. Część ogólna 1.1 Temat opracowania Tematem opracowania jest adaptacja akustyczna wnętrza Sali Wielofunkcyjnej Kina Marzenie w Tarnowskim Centrum Kultury. 1. Cel i zakres opracowania Celem opracowania jest zapewnienie warunków użytkowych zgodnych z obowiązującymi przepisami oraz standardami w zakresie akustyki wnętrz w projektowanym obiekcie. Opracowanie zawiera rozwiązania techniczne wpływające na komfort akustyczny w obiekcie a w szczególności w następujących pomieszczeniach: - Sala Wielofunkcyjna Opracowanie zawiera: Charakterystykę obiektu Określenie wymagań dotyczących: o akustyki wnętrz sali widowiskowej w zakresie: wymaganych wartości czasu pogłosu ukształtowania wnętrza sali Przyjęcie rozwiązań i ustaleń dotyczących: o akustyki wnętrz sali widowiskowej w zakresie: wymaganych wartości czasu pogłosu ukształtowania wnętrza sali Wytyczne dla innych branż Obliczenia i analizy sprawdzające osiągnięcie zakładanych parametrów 1.3 Podstawa merytoryczna opracowania 1. Podkłady architektoniczne. Konsultacje z Projektantami 3. Kucharski R. J. i in., Obliczeniowe metody oceny klimatu akustycznego w środowisku, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1988 4. Maekawa Z., Lord P., Environmental and architectural acoustics, E&FN SPON London 1993 5. W. Fasold, E. Sonntag, H. Winkler, Bau-und Raumakustik, VEB Verlag für Bauwesen, Berlin 1987 6. L.L. Beranek, Noise and Vibration Control, Inst. Noise Contr. Eng., Washington 1988 7. Knudsen V., Harris C., Acoustical designing in architecture John Wiley & Sons, INC London 1950 8. Andrzej Kulowski, Akustyka Sal, Gdańsk 007 3
. Część szczegółowa wymagania.3 Akustyka wnętrz W polskim prawodawstwie brak jest szczegółowych norm, przepisów dotyczących akustyki wnętrz. Poniższe założenia przygotowano więc w oparciu o doświadczenie oraz dane literaturowe. Podstawową wielkością charakteryzującą materiały akustyczne jest pogłosowy współczynnik pochłaniania α, określany w funkcji częstotliwości. Jest to miara zdolności materiału do pochłaniania energii fal akustycznych o określonej częstotliwości. Definiowany jest wzorem: α = Gdzie: E 1 energia pochłonięta przez powierzchnię E energia padająca na powierzchnię E1 E Współczynniki pochłaniania poszczególnych powierzchni znajdujących się w pomieszczeniu determinują wartość czasu pogłosu. Czas pogłosu jest jednoliczbowym wskaźnikiem umożliwiającym wstępną ocenę warunków akustycznych panujących w pomieszczeniu. Definiowany jest jako czas w którym energia dźwięku maleje o 60dB (10 6 krotnie) po wyłączeniu źródła. Zbyt krótki czas pogłosu powoduje obniżenie jakości akustycznej pomieszczenia słuchacze określają je jako głuche bądź martwe. Zbyt długi czas pogłosu powoduje wrażenie zbytniego rozmycia dźwięku, utraty jego detaliczności. Istotne jest również zachowanie równomierności charakterystyki pogłosowej w dziedzinie częstotliwości (podobnych czasów pogłosu w różnych pasmach) aby zredukować jej wpływ na barwę dźwięku rozchodzącego się w pomieszczeniu. Czas pogłosu obliczany jest ze wzoru: Tp( f ) = 0,161 V S ln(1 α( f )) Gdzie: V objętość pomieszczenia [m 3 ] S pole powierzchni wszystkich ścian [m ] α (f) średni współczynnik pochłaniania w paśmie częstotliwości. 4
Wskaźnikami oceny parametrów przydatności wnętrza dla celów słownych są współczynniki STI (Speech Transmission Index). Odzwierciedlają one w bezpośredni sposób zrozumiałość mowy w pomieszczeniu. Wyznacza się je najczęściej poprzez bezpośredni pomiar lub symulację funkcji przeniesienia wzorcowej modulacji przez pomieszczenie (MTF Modulation Transfer Function). Analiza taka polega na wygenerowaniu szumu pasmowego zmodulowanego amplitudowo małą częstotliwością ze współczynnikiem modulacji 100%, a następnie na pomiarze głębokości modulacji sygnału odebranego. Funkcje przeniesienia modulacji wyznacza się z odpowiedzi impulsowej pomieszczenia ze wzoru: MTF F ( ) mod = kg i= kd H (i) H (L kg i= kd H(i) F i) gdzie L F numer prążka odpowiadający częstotliwości modulującej F mod a) b) t (s) t +dt (s) W celu uproszczenia i przyspieszenia procedury pomiarowej/symulacyjnej używa się współczynnika będącego średnią STI w dwóch pasmach oktawowych o częstotliwościach środkowych 500Hz i 000Hz (czasami trzech: 500Hz, 1000Hz, 000Hz). Literatura fachowa następująco określa wymagane wartości współczynnika RASTI: RASTI śr < 0,30 0,30 0,45 0,45 0,60 0,60 0,75 >0,75 ocena BAD POOR FAIR GOOD EXCELLENT 5
W pomieszczeniu część energii dźwięku dociera do słuchacza bezpośrednio ze źródła, pozostała część odbita od ścian dociera do niego z opóźnieniem wynikającym z dłuższej drogi jaką do pokonania mają fale odbite. Jeżeli opóźnienie to przekracza pewne wartości (ok. 50ms dla mowy i 80ms dla muzyki) wrażenie jakości dźwięku ulega pogorszeniu. Stosunki energii dźwięku docierającego do słuchacza w ciągu pierwszych (odpowiednio) 50ms i 80ms definiują logarytmiczne współczynniki C 50 i C 80. C 50 = 10lg t0 + 50ms t0 p p t + 50ms 0 ( t) dt ( t) dt C 80 = 10lg t0 + 80ms t0 p p t + 80ms 0 ( t) dt ( t) dt gdzie: p (t) to kwadrat wartości skutecznej ciśnienia akustycznego w funkcji czasu Współczynnik C 50 stosowany jest do oceny transmisji sygnałów mowy w pomieszczeniu, natomiast C 80 obrazuje jakość dźwięków muzycznych. Współczynnik C 80 dla sal o zastosowaniu koncertowym dla koncertów muzyki poważnej powinien mieścić się w zakresie wartości od -db do 6dB. Dla dźwięków o powolnym czasie narastania i zanikania (np. muzyka organowa, powolne utwory symfoniczne itp.) może być on niższy. Z kolei im wyższa jego wartość tym mniejsze rozmycie dźwięku zapewniające komfort odsłuchu muzyki o szybkich transjentach (krótkich czasach narastania i zanikania)..3.1 Sala Wielofunkcyjna Sala Wielofunkcyjna przeznaczona będzie do organizowania w niej koncertów, odczytów i konferencji, przedstawień teatralnych oraz projekcji multimedialnych. Zaprojektowana Sala charakteryzuje się kubaturą ok. 650m 3. Dla prelekcji słownych, przedstawień teatralnych a szczególnie dla projekcji filmowych wymagane jest wysokie wytłumienie akustyczne wnętrza i osiągnięcie krótkich czasów pogłosu. 6
Nazwa parametru, jednostka Zalecana wartość Stosunek sygnał-szum (S/N)[dB] 80 95 STI > 0,6 Średni czas pogłosu [s] 0,7s Nierównomierność nagłośnienia ± 3dB C50 > 0 3. Część szczegółowa rozwiązania 3. Akustyka wnętrz 3..1 Sala Wielofunkcyjna Stan istniejący Sufit - Sufit nad sceną tynkowany. Podłoga Fotele Ściany - Sufit nad obszarem tynkowany. - Łukowe sklepienia na krawędziach sufitu tynkowane. - Przejścia wyłożone miękką tkaniną dywanową tłumiącą odgłosy kroków. - Pod fotelami linoleum. - Fotele Figueras - Ściany widowni boazerie - Ściany sceny tynkowane 7
Rozwiązania Na zlecenie Zamawiającego parametry akustyczne Sali należy poprawić poprzez wykonanie okładzin ściennych widowni. Projektuje się ściągnięcie ze ścian boazerii a następnie zamontowanie paneli akustycznych. Ściany - Ściany widowni ustroje pochłaniające rezonująco-porowate płytowe pokryte tkaniną z włókien trudnozapalnych, niekapiącą, nieodpadającą pod wpływem ognia oraz nierozprzestrzeniającą ognia wewnątrz budynków (zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 1 kwietnia 00 r. (Dz. U. Nr 75 z 1 kwietnia 00, poz. 690 z późniejszymi zmianami)) (np. system Wallton W100). )). Trudnopalność musi wynikać z właściwości włókien potwierdzonych atestem np. Trevira CS. Parametry akustyczne projektowanego ustroju przedstawiono na rysunku 1. Rysunek 1. Charakterystyka pochłaniania ustroju zaprojektowanego na ściany widowni Sali Wielofunkcyjnej systemu Wallton 8
4. Obliczenia i analizy sprawdzające osiągnięcie zakładanych parametrów W celu weryfikacji założeń zbudowano trójwymiarowy model pomieszczenia w programie EASE 4.1 a następnie dokonano symulacji rozkładu pola akustycznego w Sali przy użyciu algorytmu AURA. Rysunek. Model numeryczny wnętrza Sali przygotowany na potrzeby symulacji Jako źródła dźwięku posłużyły dwa głośniki dwudrożne JBL zawieszone po bokach sceny oraz głośnik wszechkierunkowy umieszczony na środku sceny. Rysunek 3. Wykres charakterystyki czasu pogłosu w funkcji częstotliwości dla rozpatrywanej Sali 9
Dla zaprojektowanej adaptacji akustycznej wnętrza Sali osiągnięto założone parametry akustyczne. Rysunki: Rysunek 1 Rozkład całkowitego poziomu ciśnienia dźwięku (SPL) dla częstotliwości 1 khz dla głośnika wszechkierunkowego Rysunek Rozkład parametru zrozumiałości mowy RaSTI dla głośnika wszechkierunkowego Rysunek 3 Rozkład całkowitego poziomu ciśnienia dźwięku (SPL) dla częstotliwości 1 khz dla nagłośnienia frontowego Rysunek 4 Rozkład całkowitego poziomu ciśnienia dźwięku (SPL) dla częstotliwości 500 Hz dla nagłośnienia frontowego Rysunek 5 Rozkład całkowitego poziomu ciśnienia dźwięku (SPL) dla częstotliwości khz dla nagłośnienia frontowego Rysunek 6 Rozkład parametru zrozumiałości mowy RaSTI dla nagłośnienia frontowego Rysunek 7 Rozkład całkowitego poziomu ciśnienia dźwięku (SPL) dla częstotliwości 1 khz dla głośnika bocznego nagłośnienia frontowego Rysunek 8 Rozkład parametru zrozumiałości mowy RaSTI dla głośnika bocznego nagłośnienia frontowego Załączniki: Załącznik 1: Rys. 01 Rzut podłogi Załącznik : Rys. 0 Rzut podłogi Załącznik 3: Rys. 03 Kład A-A B-B Załącznik 4: Rys. 04 Kład C-C D-D 10