Ha az akusztikára gondol, valószínűleg a koncerttermek jutnak eszébe. De nem a zenészek az egyetlenek, akiknek jó akusztikát biztosít. Az építészeti akusztika alapvető fontosságú a hangok tiszta és hatékony átvitelének biztosításához. Fontos, hogy az olyan helyeken, mint a könyvtárak vagy a múzeumok, csendben maradjanak a dolgok, vagy hogy a hangos zajok ne legyenek túl hangosak, például a kaszinókban.

Kapcsolódó cikkek

• Hogyan lehet hangszigetelni a szobát tömítéssel ?
• Egyszerű módok a szoba vagy lakás hangszigetelésére

A hangos zaj növelheti a stresszt, a szorongást és a vérnyomást, és az embereket jobban veszélyezteti a stroke és a szívbetegségek kialakulása. Ezzel szemben egy jól megtervezett, megfelelő akusztikával rendelkező épület kedvezően befolyásolhatja az emberek mentális egészségét és általános közérzetét.

A tény az, hogy a jó akusztika szinte minden környezetben fontos – ezért fontos, hogy már a kezdetektől fogva megfelelő legyen. Sokkal könnyebb a jó akusztikát már az elején beépíteni egy projektbe, a tervezési fázistól az építésig, mint később kiigazítani a dolgokat.

Mi az építészeti akusztika ?

Az akusztika tulajdonképpen a fizika egyik ága, amely a hang tanulmányozására összpontosít: hogyan keletkezik, terjed, irányítható és fogható, valamint e folyamat hatásaira. Az építészetre vonatkoztatva az akusztika az a folyamat, amelynek során az épületek tervezési és építési módszerei a hang tulajdonságait a lehető leghatékonyabban kihasználják.

Az építészeti akusztika magában foglalja az épület olyan tervezését, amely úgy szabályozza a hanghullámok visszaverődését a belső térben, hogy az a lehető legnagyobb tisztaságot biztosítsa, a hangot felerősíti azokon a területeken, ahol ez helyénvaló, és csökkenti a zajszintet ott, ahol ez előnyös.

Ehhez számos tényezőt kell figyelembe venni, többek között a helyiség geometriáját és az építés során felhasznált anyagokat – különösen azok hangelnyelő vagy erősítő tulajdonságait. A mechanikai rendszerek is szerepet játszhatnak: A ventilátorok, motorok és egyéb mechanikus alkatrészek olyan zajokat okozhatnak, amelyek nem kívánt zavaró tényezők, és zavarhatják a kommunikáció átvitelét.

Az építészek figyelembe veszik ezeket a tényezőket, amikor olyan épületeket terveznek, amelyek megfelelő felületekkel, formákkal és mechanikai rendszerekkel rendelkeznek a hangok hatékony elosztása és szabályozása érdekében.

Érdekes módon a kutatások szerint létezik egy optimális helyiségforma a tökéletes akusztika eléréséhez: téglalap alakú, és az aranymetszés alapján épül fel (8 méter magas, 12,8 méter széles és 18,64 méter hosszú).

Ami az anyagokat illeti, a lágyabb anyagok, például a szőnyeg, az üvegszálas szigetelés és a habszivacs párnázás általában jól elnyelik a hangot, míg a keményebb anyagok, például a beton és a tégla inkább visszaverik azt. A fa jól visszaveri a hangot, de ha lyukakat fúrnak bele, akkor el is nyeli azt.

A mechanikus alkatrészeket a helyiségektől távolabb lehet elhelyezni, hogy minimalizálják az akusztikára gyakorolt hatásukat, és olyan zajcsökkentő eszközök is alkalmazhatók, mint a szigetelés és a technológia.

Az akusztikai tervezés célja

• A stressz és a szorongás szintjének csökkentése.
• A hallás megőrzése.
• A koncentráció elősegítése.
• A magas vérnyomás csökkentése vagy minimalizálása.
• A beszédkommunikáció javítása.
• A zenei előadások élvezetének maximalizálása.

Különösen a kommunikációt segíti a jó akusztika, több tényező kölcsönhatásán keresztül. A megfelelően kialakított akusztika segíti a szóbeli kommunikáció tiszta átvitelét, ugyanakkor csökkenti a nem kívánt zajokat, ezáltal csökkenti a figyelemelterelést és segíti a koncentrációt. A hangos zajok kiküszöbölése ráadásul hozzájárulhat a hallás hosszú távú megőrzéséhez.

Építészeti akusztikai technikák

Akár előadótermet, könyvtárat vagy csak egy szobát tervez, fontos megérteni a hang tulajdonságait, a hang terjedését és a terjedés szabályozására használható technikákat.

Visszaverődés

A visszaverődés a hangnak az, ami a fénynek a tükröződés . A rezonanciaként is ismert visszhang az az időtartam, amely alatt a hang eloszlik. Ahogy a hanghullámok visszaverődnek a belső terekben lévő felületekről, például a mennyezeti csempékről és a falpanelekről, a zaj felhalmozódik és visszaverődik, csökkentve a beszéd tisztaságát és megnehezítve a megértését. Ez különbözik a visszhangtól, ahol az eredeti hang és a halványabb válasz között késleltetés van.

Egy távoli kanyonfal visszhangja csak néhány tizedmásodperc múlva érkezik vissza Önhöz. De mivel az eredeti hang csak 0,1 másodpercig marad meg a memóriában, nincs zavar. A visszaverődés esetén a visszaverődő felület (például egy belső fal) sokkal közelebb van Önhöz, és az eredeti hang keletkezése és visszaverődése között eltelt idő kevesebb, mint 0,1 másodperc. A kettő kombinációja egyetlen, elhúzódó hanghullám érzékelését keltheti, amely visszaverődik önmagára, torzítást okozva.

A visszaverődési idő az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy egy hang 60 db (decibel) értékkel csökkenjen, miután hirtelen megszűnt. Minél nagyobb a visszaverődési idő, annál zajosabb és tompább lehet egy helyiség hangja.

Épületek visszhanggal

Előfordul, hogy egy teret magasabb visszaverődési idővel szeretne kialakítani. Ezáltal a zene melegségét és textúráját növelheti, ezért a koncerttermeket és a szimfonikus csarnokokat valószínűleg magasabb visszaverődési idővel építik. Ha egy zenei helyszín kialakításánál nagy visszhangidőt alkalmaznak, az gazdagabb és fenségesebb élményt nyújthat. Ha nem, akkor a zene valószínűleg kisebbnek és üresebbnek hangzik és érződik.

Épületek visszhang nélkül

Ezzel szemben, ha a helyszínt elsősorban beszédre használják, például egy előadóteremben, akkor a tisztaság megőrzése érdekében alacsonyabb visszaverődési idővel rendelkező akusztikát kell kialakítani. Ennek elmulasztása félreérthető kommunikációhoz és frusztrációhoz vezethet a résztvevők között, akik megpróbálják kivenni, hogy mi hangzik el.

Ha egy helyszín, például egy konferenciaterem alacsony visszaverődési idővel rendelkezik, a hallgatók tovább maradnak elkötelezettek, mert kevesebb erőfeszítésükbe kerül, hogy meghallják és megértsék az üzenetet. Ha ez nincs így, akkor a frusztrációtól “kikapcsolódhatnak”, vagy kimerülten távozhatnak, mert nem csak az üzenetre kell koncentrálniuk, hanem arra is, hogy biztosan meghallják azt.

Hangelnyelés

A hangelnyelés a különböző anyagokban található olyan tulajdonság, amely a hangenergia elnyelésével és a hangszint csökkentésével csökkenti a visszhangidőt. A nem kívánt hangok kiküszöbölésével ezek az anyagok javíthatják a hangminőséget a helyiségben.

Hangelnyelő épületek

Hasznos lehet hangelnyelő anyagot használni a beszédre tervezett helyiségekben, például előadótermekben és konferenciatermekben. Mint fentebb említettem, a különböző típusú anyagok különböző mértékben verik vissza vagy nyelik el a hangot. A sima beton például a hangnak mindössze 2%-át nyeli el, a fennmaradó 98%-ot pedig visszaveri. Ezzel szemben egy akusztikus panel – egy szövetbe csomagolt és fagerendákra (facsíkokra) szerelt üvegszál -, amely mögött légtér van, a ráeső hang 75%-át elnyeli.

A hangelnyelés beépítése egy épület tervezésébe segíthet tisztább, kevésbé zavaros hangminőséget teremteni azáltal, hogy csökkenti a visszhangot: elnyeli a hangot, mielőtt annak esélye lenne visszaverődni. Ez csendesebb, nyugodtabb környezetet teremthet.

Épületek hangelnyelés nélkül

A hangelnyelés nélküli épületek ki vannak téve a túlzott visszhangzásnak, mivel semmi sem távolítja el a hangot a helyiségből, mielőtt az visszapattanhatna – ezáltal zajosabb, forgalmasabb környezetet teremtve. Ez megnehezítheti a beszélt kommunikáció hallását, nehezebbé teheti a koncentrációt, és ennek következtében fokozhatja a stressz-szintet.

Hangszigetelés

A hangszigetelés a falnak az a tulajdonsága, amely lehetővé teszi, hogy a különböző frekvenciájú hanghullámok elnyelésével megakadályozza a zaj átjutását az egyik oldalról a másikra. Az akusztikai kialakítást azáltal befolyásolhatja, hogy elzárja a szobák közötti vagy a szoba és az épület külseje közötti légutakat.

A hangszigetelés hatékonyságát dB Dw-ban mérik, ahol a dB a decibelekre utal, a Dw pedig a különbséget jelenti a zajszint között abban a helyiségben, ahol a hang keletkezik, és egy másik, szomszédos helyiségben, ahol a hangot hallják vagy fogadják.

A hangszigetelés kifejezés arra utal, hogy a hang mennyi hangot veszít a forrás helyiség és a szomszédos helyiség között. Ha a két helyiség közötti dB Dw 45, akkor ez azt jelentheti, hogy egy tipikus beszéd során a hangszint 65 dB a forráshelyiségben és 20 dB a szomszédos helyiségben.

Ha azonban a beszélő felemelné a hangját, vagy akár kiabálni kezdene – mondjuk 85 dB-nél -, akkor a hangszint a másik szobában megduplázódna, és 40 dB-re emelkedne. Más szóval, a decibelek száma (hangszint) mindkét helyiségben ugyanannyival nőne, nem pedig egy arány szerint.

A hanghullámoknak szükségük van egy közegre, amelyen keresztül haladnak, ami általában a levegő. Ennek eredményeképpen a hang a szellőzőnyílásokon és elektromos csatlakozókon keresztül vagy az ajtók alatt – bárhol, ahová a levegő eljuthat – terjedhet. Az ilyen terek tömítése és a szellőzőrendszerek szigetelésének hozzáadása ezért hatékony módja a nem kívánt hangok csökkentésének.

Hangszigetelt épületek

Ha egy épület hangszigetelést tartalmaz, akkor minimálisra csökkentheti a szomszédos helyiségekből származó hangok által okozott zavaró hatásokat, legyen szó zenéről, beszédről vagy mechanikai zajról. Az üvegszálas panelekből álló és szövetbe csomagolt hangszigetelő táblák, ahogyan azt már említettem, elnyelik a hangot, és hatékonyan szigetelik a szomszédos helyiségeket az egyes helyiségekben keletkező hangoktól, csökkentve a háttérzajt és javítva a fókuszálást.

Az akusztikus táblákat (más néven akusztikus paneleket) kifejezetten olyan anyagokkal tervezték, amelyek elnyelik a hangot. Ezek számos térben, többek között a falakon vagy a mennyezeten – különösen azokon a pontokon, ahol a hang közismerten visszaverődik – használhatók a nem kívánt zajok csökkentése és a tisztánhallás fokozása érdekében.

A panelek többféleképpen is elhelyezhetők. Lehetnek szabadon állóak vagy falra szereltek. Két fal közé is beilleszthetők. A függőleges panelek megakadályozzák, hogy a hang a helyiség egyik végéből a másikba jusson, míg a vízszintes panelek közvetlenül elnyelik a hangot.

A falra szerelt akusztikai panelek különösen hasznosak lehetnek kis helyiségekben, ahol a hang hajlamos visszaverődni a falakról, mivel azok közel vannak a hangforráshoz. Ezzel szemben a mennyezeti panelek hasznosabbak lehetnek nagyobb helyiségekben, ahol a hangforrás távolabb van minden felülettől, és a mennyezetről visszaverődhet. Akusztikus táblák más olcsó anyagokból, például csomagolóhabból is készülhetnek, de ezek kevésbé hatékonyak lehetnek a hang csökkentésében.

Hangszigetelés nélküli épületek

A hangszigetelés nélküli épületek viszont problémákat okozhatnak az egymás mellett elhelyezkedő helyiségeket elfoglalók számára. Ez az a fajta helyzet, ami miatt az emberek panaszkodnak a motelek és apartmanházak “vékony” falaira. De nem ezek az egyetlen helyek, ahol ez a probléma előfordulhat.

Gondoljunk például egy olyan iskolai tanteremre, amelynek mindkét oldalán vannak tantermek, és mindegyiken egyszerre folyik a tanítás. A két szomszédos tanteremből származó hangok valószínűleg mindkét oldalon átjutnak a falakon ha az egyik osztály drámatanfolyam, ahol a diákok forgatókönyvből olvasnak fel, a hangos hangok különösen zavaróak lehetnek. Vagy képzelje el, ha egy osztályterem egy kosárlabdapályával szomszédos lenne testnevelésórán. Hangszigetelés nélkül a kosárlabdák pattogása és a cipők csikorgása a keményfapadlón rendkívül zavaró lehet a szomszédos tanteremben.

Akusztikai tábla

Az akusztikus táblákat alkalmazó akusztikai tervezés nemcsak a szomszédos helyiségekből származó emberi zajokat minimalizálja, hanem a HVAC-egységek által keltett zajt is csökkenti, akár a külső falakhoz, akár a tetőn vannak. Az akusztikus táblák használata rendkívül hatékony lehet. Az üvegszálas fekete akusztikus mennyezet- és falburkolatok olcsó és hatékony módjai a zajcsökkentésnek, miközben zökkenőmentesen illeszkednek a szerkezetbe.

Akusztikus táblákkal ellátott épületek

Az akusztikus táblákkal ellátott épületek képesek lesznek minimalizálni a HVAC és más mechanikus egységek által keltett mesterséges zajt. Ezek a mechanikus rendszerek zavarónak bizonyulhatnak, amikor be és kikapcsolnak, de az átgondolt akusztikai tervezés akusztikus táblák használatával segíthet megelőzni vagy mérsékelni ezt a zavaró háttérzajt.

Akusztikai táblák nélküli épületek

Az akusztikai táblák nélküli épületek ki vannak téve a HVAC-egységek által okozott zavaroknak – különösen a szélsőséges hőmérsékletű évszakokban -, amikor különösen a légkondicionáló egységek hosszú órákon át dolgozhatnak, vagy ismételten be és kikapcsolhatnak, amikor a hőmérsékleti célértékeket elérik vagy meghaladják.

Az építészeti akusztika kihívásai

Az építészeti akusztika számos kihívást jelent az építkezés során, mind az épületakusztika – a nem kívánt hangok elleni szigetelés -, mind a helyiségakusztika, vagyis a hangminőség maximalizálása tekintetében. A kihívások mind magában a folyamatban, mind a kitűzött cél elérésében jelentkeznek. Ezek közé tartozik a zajszennyezés ellenőrzése, a környezeti zaj kezelése és a hangeloszlás előrejelzése.

A zajszennyezés ellenőrzése

A zajszennyezés megfékezése magában foglalhatja a HVAC-rendszerekből származó zaj kezelését, miután telepítették őket, hogy minimalizálják magából az építési folyamatból származó zajszennyezést.

A zajszennyezés “nem kívánt vagy zavaró hangként” határozhatjuk meg, hozzátéve, hogy “a hang akkor válik nemkívánatossá, ha zavarja a szokásos tevékenységeket, például az alvást, a beszélgetést, vagy megzavarja vagy csökkenti az egyén életminőségét”.

Zajszennyezésnek lehet tekinteni mindent, ami nyolc óra alatt 85 decibeles hangerősséget okoz vagy meghaladja. A hosszabb ideig tartó túlzott zaj, stresszt, szorongást, alvászavarokat, halláskárosodást és magas vérnyomást okozhat, egyéb negatív hatások mellett. A zajszennyezés minimalizálásában segíthet, ha alacsony zajszintű gépeket választunk. Ugyanígy a zajvédő falak létrehozása és a nagy volumenű munkák olyan időpontokra történő ütemezése, amikor kevesebb ember tartózkodik a közelben.

Környezeti zaj

A szomszédos helyiségek falai között áthaladó hang nem az egyetlen kihívás, amellyel egy épület tervezése és építése során szembe kell néznie. A helyszín is számít nagyon is sokat. Ha a projektje egy vidéki út mellett, egy hosszú felhajtónál van, sokkal kevesebb környezeti zajjal kell megküzdenie, mintha a belváros szívében építene egy kongresszusi központot.

Az építőanyagokat és a szigetelést úgy kell megválasztania, hogy figyelembe vegye az olyan külső zajokat, mint a nehézgépjármű-forgalom, az építkezés (ha egy fejlődő terület közepén van), a gyalogosok beszélgetései, a mozgó ételárusok, valamint a mentő- vagy rendőrségi szirénák, a helyszíntől és a környezettől függően.

Hangelosztás

Minél nagyobb egy helyiség, annál nagyobb kihívást jelent a hangeloszlás mérése. Ehhez többre van szükség, mint a visszhang méréséhez, mivel a hangminőség valószínűleg eltérő lesz a helyiség különböző pontjain. A hangeloszlás arra utal, hogy a hang hol terjed a helyiségben. Ez különösen fontos nagy helyiségekben, például színházakban, ahol a közönség tagjai a hangforrástól különböző szögekben és távolságokban helyezkednek el.

Egy koncertteremben például az akusztika valószínűleg más lesz a színpad előtt, mint a szárnyakban vagy az erkélyen. A hangeloszlás méréséhez elhelyezhet egy hangforrást a helyére (például a színpad helyére), és mérheti a hangnyomásszinteket a terem különböző pontjain.

Nyitott koncepciójú terek

Az irodaházakban a nyitott koncepciójú tereket úgy tervezték, hogy elősegítsék az együttműködést, és megszüntessék az alkalmazottak közötti akadályokat, például az irodafalakat és a fülkés korlátokat. Az ilyen irodákban a hangok az egész nyitott tereken át terjedhetnek, ami zavaró tényezőként hat, ami elkerülhető, ha szigetelt falakat alkalmaznak. A csörgő telefonok, az alkalmazotti konferenciák és az irodai gépek, például a fénymásolók zaja arra késztetheti az alkalmazottakat, hogy inkább meghúzódjanak, mintsem hogy kinyíljanak és többet beszélgessenek egymással. A hangszigetelés megszüntetése ironikus módon a tényleges elszigeteltség iránti vágyat keltheti az ilyen irodákban.

A lehetséges hangváltozások és akusztikai kihívások figyelembevétele bármely építési projekt tervezési fázisában megkönnyíti a munkát, és hosszú távon maximalizálja a siker esélyeit. Ez lehetővé teszi, hogy megfelelő alakú helyiségeket tervezzen a lehető legjobb építészeti akusztika kialakítása érdekében, valamint hogy a legjobb építőanyagokat válassza ki, amelyek szükség esetén hangelnyelőként és diffúzorként szolgálnak. Képes lesz arra is, hogy kiválassza a megfelelő berendezéseket a tervezett építési munkához.

Akár egy hangstúdió falainak hangszigeteléséről, akár egy koncertterem nagyobb rezonanciájának megteremtéséről, akár a tárgyalótermeket vagy tantermeket elválasztó falak funkcionalitásának javításáról van szó, biztos lehet benne, hogy sikeres építési projekt felé halad, ha figyelembe veszi a jó építészeti akusztika elemeit.