Základní principy akustiky místnosti
Základy šíření zvuku nejsou složité. Vzhledem k tomu, že je zvuk každodenní součástí našeho života, není vůbec těžké si všechny základní principy šíření zvuku uvědomit. Tento průvodce vám pomůže pochopit základy akustiky místnosti, a proč je důležité řešit akustiku prostoru nejen v hudebních studiích a zkušebnách, ale také v domácnostech nebo komerčních prostorech.
Akustika místnosti
Akustika místnosti jako disciplína zahrnuje studium a analýzu přímého a odraženého zvuku. Vhodná akustika je nezbytná ve všech prostorech, kde je zvuk přenášen k posluchači, což zahrnuje řeč i hudbu. Kritéria návrhu akustiky místnosti jsou ideálně stanovena podle zamýšleného použití místnosti. Například do hudebních prostor je vhodné použít více absorpčních ploch než do kanceláře nebo obýváku, ve kterých se nesoustředíme primárně na docílení toho nejlepšího hudebního zážitku. Samozřejmě je možné vytvořit vhodnou akustické řešení pro řeč i hudbu ve stejném prostoru, ovšem toho je nezřídka dosaženo za určitého kompromisu.
Základní principy
Hlavní rozdíl mezi vnitřním a venkovním šířením zvuku je v úrovni odraženého zvuku. Vnitřní prostředí přirozeně vytváří odrazivější zvuk než venkovní prostředí, protože se zvukové vlny odráží od stěn místnosti a použitého vybavení. Způsob, jakým se zvuk odráží, závisí na tvaru místnosti a struktuře použitých materiálů.
Odraz zvuku
U přímých odrazů se úhel dopadu rovná úhlu odrazu, proto se takto odražené zvukové vlny vyskytují obvykle na relativně hladkých plochách (na zdech). Avšak pokud zvuková vlna dopadá na členitý povrch, odráží se zvuk dále rozptýleným (difusním) způsobem. Odraz je v tomto případě roztříštěn na mnoho odrazů s menší intenzitou, které jsou rozptýleny pod širokým úhlem a vytvářejí jednotné zvukové pole, ve kterém dosáhneme toho nejlepšího poslechového zážitku.
Ilustrace ODRAZU, ABSORPCE a ROZPTYLU zvukových vln
Ozvěna (echo)
Důležitým prvkem v akustice místnosti je ozvěna. S tímto fenoménem se člověk setkává od jakživa, nejčastěji v rozlehlých místnostech, jeskynních, tunelech apod. Ozvěny jsou odrazy, které lze slyšet zřetelně a odděleně od časně odraženého zvuku a dozvuku. Obvykle jsou ozvěny slyšeny kvůli intenzivním odrazům přicházejícím 40 ms a později poté, co přímý zvukový signál dosáhl posluchače. Jinými slovy, rozdíl v délce cesty mezi přímým zvukem a odrazeným zvukem je alespoň 13,8 metrů, což odpovídá době šíření 40 ms nebo větší.
Všimněte si, že echa jsou nejčastěji detekována v předních řadách hlediště a na jevišti. To je způsobeno tím, že přední řada je nejdále od zadní stěny, čímž se vytváří největší rozdíl délky dráhy mezi přímým zvukem a zvukem vyzařujícím přímo ze zadní stěny, nebo kombinací stropu a zadní stěny. Někdy pouze interpret nebo lektor dokáže vnímat ozvěnu! Zde si již můžete představit základní akustické řešení pro tento příklad: využití absorpčních nebo difusních materiálů na zadní stěně, od kterých by se zvukové vlny neodrážely zpět ke zdroji zvuku.
Třepotavá ozvěna vzniká tam, kde se zvuk pohybuje tam a zpět mezi dvěma rovnoběžnými povrchy a je utlumen mnohem pomaleji než odrazy od ostatních povrchů. Ozvěnu tohoto typu registrujeme často v malých místnostech, ve kterých jsou od sebe stěny vzdáleny pouze několik metrů, a při frekvencích 250 Hz a vyšších.
Třepotavá ozvěna (flutter echo)
Doba dozvuku (reverberace)
Doba dozvuku je míra používaná ke kvantifikaci odrazu zvukových vln. Je to doba potřebná k tomu, aby se zvukové odrazy rozpadly o 60 dB, tzn. dokud nepřestane být zvuk slyšitelný a neztratí se v prostoru. Doba dozvuku je přímo úměrná objemu místnosti, nepřímo úměrná ploše a nepřímo úměrná množství materiálu pohlcujícího zvuk. Dobu dozvuku lze snížit pomocí využití materiálu pohlcujícího zvuk, zmenšení objemu místnosti nebo zvětšení povrchové plochy.
Materiály pohlcující zvuk
Všechny materiály mají určité vlastnosti pohlcující zvuk. Zvukové vlny, které nejsou absorbovány, musí být tedy odraženy, přeneseny nebo rozptýleny. Vlastnosti absorbující zvuk materiálu lze popsat jako koeficient absorpce zvuku v určitém frekvenčním rozsahu. Koeficient lze považovat za procento absorbovaného zvuku, kde 1,00 je úplná absorpce (100%) a 0,01 je minimální (1%). Nejefektivnější materiály pohlcující zvuk jsou využity u akustických absorbérů, které jsou pro akustická řešení místností nejvhodnější.
Nyní, když už víme, co obnáší akustika místnosti, můžeme začít se samotnou úpravou prostoru. Jak se do toho pustit si je popsáno v našich dalších článcích.
