Akustická studie. Číslo dokum.: Objekt: Zaměření: Zpracoval: Vypracování: Zak Společenské a kulturní centrum Kuřim

Transkript

1 Portheimka Center, Náměstí 14. října 642/17, Praha 5 Akustická studie Číslo dokum.: Objekt: Zaměření: Zpracoval: 14Zak09669 Prostorová akustika Ing Antonín Štengl Ing. Martin Nosek Vypracování: SONING Praha, a.s., Plzeňská 66, Praha 5 Společnost zapsaná v obchodním rejstříku: Oddíl B, vložka 5243 Městský soud v Praze Tel Fax , jmeno.prijmeni@soning.cz

2 OBSAH: 1 ZÁKLADNÍ ÚDAJE ÚVOD VÝCHOZÍ ÚDAJE A PODKLADY POUŽITÉ NORMY A SOUVISEJÍCÍ DOKUMENTY POUŽITÝ SOFTWARE POŽADAVKY POŽADAVKY A DOPORUČENÍ PRO PROSTOROVOU AKUSTIKU DOBA DOZVUKU VÝPOČET DOBY DOZVUKU DĚLENÍ PROSTOR PODLE POŽADAVKŮ NA PROSTOROVOU AKUSTIKU DOPORUČENÉ AKUSTICKÉ ÚPRAVY MATERIÁLY PRO AKUSTICKOU ÚPRAVU ŘEŠENÍ PROSTOROVÉ AKUSTIKY ZÁVĚR

3 1 ZÁKLADNÍ ÚDAJE 1.1 Úvod Tento dokument byl vypracován jako akustická studie prostorové akustiky pro projekt. Jedná se o posouzení vybraných prostor s nároky na vyšší kvalitu prostorové akustiky v objektu. V projektu jsou řešeny akustické parametry (doba dozvuku, distribuce zvuku, atd.) akusticky exponovaných prostorů resp. prostorů, kde je třeba snížením doby dozvuku dosáhnout lepší akustické pohody nebo snížení hladin hluku. Často je nutné vhodnou konfigurací akustických prvků zabránit nežádoucím odrazům zvuku a podpořit odrazy žádoucí. Zejména u akusticky pohltivých materiálů je velmi důležité i jejich vhodné umístění tak, aby byly potlačeny silné odrazy zvuku s velkým časovým zpožděním za přímým zvukem, které mohou působit jako ozvěna a zhoršit tak srozumitelnost řeči a celkové akustické podmínky. Zde jsou vybrány akusticky významné prostory, jež by měly splňovat požadavky na parametry prostorové akustiky. U daných prostor je stanovena požadovaná doba dozvuku podle norem ČSN a ČSN nebo přímo stanoveny akustické úpravy dle ČSN Dále je předmětem dokumentu koncepce řešení akustických úprav, která je podložena orientačními výpočty doby dozvuku. Dokument neřeší vliv vzduchotechnických a podobných zařízení. Projektant VZT by měl dle zvýšených nároků na akustiku prostoru dodržovat zásady pro projektování rozvodů VZT v akusticky náročných prostorech tak, aby nedocházelo k rezonancím potrubí, zvýšenému hluku samotných VZT jednotek nebo přenosu hluku z jednoho prostoru přes VZT do dalších prostorů. 1.2 Výchozí údaje a podklady Výkresová dokumentace ze dne Technická specifikace a upřesnění zadání Měření a vlastní dokumentace prostoru ze dne Použité normy a související dokumenty [1] ČSN Akustika - Projektování v oboru prostorové akustiky - Všeobecné zásady [2] ČSN Akustika - Projektování v oboru prostorové akustiky - Prostory pro kulturní účely - Prostory ve školách - Prostory pro veřejné účely [3] J. Vaverka, J. Chybík: Akustika staveb. Souhrn materiálů a jejich fyzikálních vlastností pro aplikace v prostorové akustice, VUT Brno, [4] T. Hrádek, J. Tuček: Katalog akustických prvků, Akademie múzických umění v Praze, Použitý software Microsoft Word, Microsoft Excel AutoCad LT 2010 CZ 1.5 Přílohy Výpočet doby dozvuku exponovaných prostor 3

4 2 POŽADAVKY 2.1 Požadavky a doporučení pro prostorovou akustiku Jedním z nejdůležitějších akustických parametrů v běžných prostorech jako jsou kinosály, zkušebny, víceúčelové sály atd. je doba dozvuku. Optimální doba dozvuku T 0 v daném prostoru je stanovena podle účelu jeho využití a velikosti (objemu) prostoru, jak uvádí Obr Vychází se přitom zejména z norem ČSN až 27. V případě objektu Společenského a kulturního centra Kuřim jsou akusticky upravované prostory například víceúčelový sál, kinosál, zkušebna a vstupní hala, ke kterým se vztahují požadavky normy ČSN Akustika. Projektování v oboru prostorové akustiky Prostory ve školách Prostory pro veřejné účely (2005). Při řešení projektu jsou zohledněny jak doporučení příslušných ČSN a odborné literatury, tak i požadavky budoucího uživatele a zkušenosti z obdobných problémů řešených v minulosti. Pro akusticky náročné prostory vyžadují jak normy ČSN a , tak i praktické zkušenosti speciální akustickou úpravu z důvodu snahy o dosažení vhodných akustických podmínek. Doba dozvuku je důležitým, ale nikoliv jediným parametrem a patří k ní také distribuce zvuku mezi zdrojem a posluchačem, která souvisí mimo jiné s potlačením nežádoucích odrazů zvuku a naopak se zachováním užitečných odrazů. Pro splnění těchto podmínek je nutno nejen vybrat vhodné typy akustických obkladů a stanovit jejich množství, ale řešit i jejich vhodné umístění. Dodržením předepsaných parametrů docílíme v prostorech Společenského a kulturního centra Kuřim především dobré srozumitelnosti mluveného slova a kvalitnímu přenosu zvuku včetně snížení rušivého hluku. Obr. 2.1: Závislost optimální doby dozvuku T 0 (s) pro kmitočet 1000 Hz na objemu V [m 3 ] uzavřeného prostoru v obsazeném stavu - u závislosti 5 neobsazeném stavu (převzato z ČSN ) Doba dozvuku je kmitočtově závislý akustický parametr. Dosažení přesné optimální hodnoty v celém kmitočtovém rozsahu, se kterým prostorová akustika pracuje, tedy v oktávových pásmech se středními kmitočty od 125 Hz až do 4 khz, je prakticky nemožné. Proto norma zavádí kolem optimální hodnoty přípustné rozmezí, ve kterém se může skutečná hodnota doby dozvuku T pohybovat. Přípustné rozmezí pro přednes hudby a řeči uvádí Obr. 2.2., pro přednes hudby Obr. 2.3 a pro kino s vícekanálovým zvukovým zařízením Obr

5 Pro dosažení vyrovnané doby dozvuku je v projektu pro danou optimální dobu dozvuku sledováno splnění požadavku na přípustné rozmezí dob dozvuku T/T 0 (doba dozvuku v daném oktávovém pásmu/optimální doba dozvuku). Obr. 2.2: Přípustné rozmezí poměru dob dozvuku T/T 0 obsazeného prostoru určeného k přednesu řeči v závislosti na středním kmitočtu oktávového pásma (převzato z ČSN ) Obr. 2.3: Přípustné rozmezí poměru dob dozvuku T/T 0 obsazeného prostoru určeného k přednesu hudby v závislosti na středním kmitočtu oktávového pásma (převzato z ČSN ) 5

6 Obr. 2.4: Přípustné rozmezí poměru dob dozvuku T/T 0 obsazeného kina s vícekanálovým zvukovým zařízením (převzato z ČSN ) 2.2 Doba dozvuku Je-li v určitém prostoru umístěn zdroj zvuku, pak úroveň akustické energie narůstá až do ustáleného stavu, kdy se vyrovná množství dodávané energie a energie pohlcované stěnami a předměty umístěnými v prostoru. Je-li po ustálení zdroj zvuku vypnut, akustický tlak začne klesat vlivem pohlcování energie stěnami. Zvuk šířící se prostorem po vypnutí zdroje se nazývá dozvuk. Doba dozvuku je pak stanovena jako čas od vypnutí zdroje zvuku do poklesu energie na jednu miliontinu původní ustálené hodnoty, tedy o 60 db. Doba dozvuku je jedním z parametrů, který lze spolehlivě předpovědět i výpočtem. Výpočet doby dozvuku je dán parametry prostoru, jakými je například pohltivost použitých materiálů v prostoru, plocha obklopujících stěn nebo objem prostoru. Závislost vypočítané doby dozvuku se uvádí pro oktávová pásma se středními kmitočty od 125 Hz do 4000 Hz. 2.3 Výpočet doby dozvuku Pro výpočet doby dozvuku byl použit dle ČSN Eyringův vztah: T E = 0,163. V ( s) S.ln(1 α ) + 4mV S kde V objem místnosti S celková plocha ohraničujících stěn místnosti α S střední činitel zvukové pohltivosti (-) m činitel útlumu zvuku při šíření ve vzduchu Střední činitel zvukové pohltivosti vypočteme podle vztahu: Si. αi α S = ( ) S kde S i je dílčí pohltivá plocha (m 2 ) α činitel zvukové pohltivosti dílčí plochy (-) i Výpočet doby dozvuku byl proveden dle ČSN v oktávových pásmech se středními kmitočty 125 Hz až 4 khz. Cílová střední doba dozvuku byla stanovena na základě normy ČSN Orientační výpočet doby dozvuku je uveden ve výpočetní příloze. 6

7 Do výpočtu doby dozvuku byly započítány i zvukové pohltivosti prvků a konstrukcí, které nejsou definovány jako akustický obklad. Jejich vliv na akustické parametry ale nelze pominout (sedadla, přítomné osoby, podlahová krytina, závěsy apod.) 2.4 Dělení prostor podle požadavků na prostorovou akustiku Výběr akusticky náročných prostor v řešeném objektu a jejich cílové akustické parametry byly určeny na základě české legislativy (zejména norem ČSN a ČSN ), odborných zkušeností a jednání s objednavatelem. Tabulka rozdělení místností podle kritérií prostorové akustiky popřípadě podle akustických úprav je uvedena v Tab Tab. 2.1: Výběr akusticky upravovaných prostorů Prostor V (m 3 ) orient. Opt. doba dozvuku T 0 [s] Rozmezí pro T Akustická úprava Zkušebna S ,45 Obr. 2.3 Dodržení T Kavárna, klub akustický podhled/ obklad stěny Foyer ,4 Obr. 2.2 Dodržení T Malý sál ,4 Obr. 2.4 Dodržení T Promítací kabina Klub akustický podhled včetně širokopásmového obkladu stěn akustický podhled/ obklad stěny Foyer ,4 Obr. 2.2 Dodržení T Restaurace Salónek akustický podhled/ obklad stěny akustický podhled/ obklad stěny Velký sál ,1 Obr. 2.3 Dodržení T Foyer ,4 Obr. 2.2 Dodržení T Galerie sálu Obřadní síň Zvuková kabina ,2 Obr. 2.3 akustický podhled/ obklad stěny akustický podhled/ obklad stěny akustický podhled včetně širokopásmového obkladu stěn 7

8 Pro Sály, Foyery a Zkušebny jsou přesně dány meze doby dozvuku v závislosti na objemu a využití prostoru. V případě Společenského a kulturního centra Kuřim se jedná o kompromisní řešení pro víceúčelovost či multifunkčnost daných prostorů. Hlavním cílem je snížení hladiny hluku, zlepšení srozumitelnosti mluveného slova a snaha o splnění tolerančního pásma frekvenčního průběhu doby dozvuku předepsané pro prostory svou funkcí obdobné řešenému prostoru či přímo dané normou. Výrazně doporučujeme dosáhnout akustickými úpravami výsledné doby dozvuku ve větší části spektra, především okolo 1 khz, kde se nejvíce pohybuje lidský hlas, pod horní mezí tolerančního pásma. Případné větší zatlumení pod dolní mez tolerančního pásma není z hlediska prostorové akustiky nežádoucí. Naopak, přispěje k výraznějšímu snížení hladiny hluku a můžeme tím dosáhnout i lepší srozumitelnosti mluveného slova. Orientační optimální doby dozvuku byly stanoveny na základě ČSN dle křivek daných pro účelově obdobné prostory a pro dané objemy prostor. Tyto optimální doby dozvuku jsou také uvedeny v Tab Pro prostory typu Klub, Restaurace, Salónek, Obřadní síň apod. se obecně doporučuje použití širokopásmového akustického podhledu popřípadě širokopásmového akustického obkladu stěny v dostatečné míře pro snížení hluku v daných prostorech a zvýšení srozumitelnosti mluveného slova. 8

9 3 DOPORUČENÉ AKUSTICKÉ ÚPRAVY Níže jsou k jednotlivým prostorům přiřazeny požadované akustické úpravy. Tato akustická studie stanovuje množství a umístění jednotlivých druhů obkladů a podhledů. 3.1 Materiály pro akustickou úpravu Děrovaná dřevovláknitá deska MDF - jedná se o dřevovláknitou desku s velmi homogenní strukturou, kterou je možné dle požadavku architekta probarvit - pro požadované akustické parametry bude provedena perforace desky v rozsahu cca 30% - průměr dírek 8mm, 80 mm od hrany, rubová strana desky kryta černou technickou textilií černé barvy - prostor za perforovanou MDF je nutné zatlumit akustickým absorbérem (minerální vlna) - celková skladebná tloušťka obkladu je dána požadavkem pro jednotlivé prostory v rozsahu od 50 do 220 mm Rigiton RL 8/18 - jedná se o širokopásmově pohltivý akustický podhled tvořený sádrokartonovými deskami perforovanými kruhovými otvory. Průměr otvoru 8 mm s osovou vzdáleností 18 mm. Podíl děrované plochy 15,5 %. - odsazení obkladu od stěny je uvažováno 50 mm bez použití izolace - Vážený činitel zvukové pohltivosti u uvažovaných desek uvádí výrobce α w = 0,5 - Plošná hmotnost konkrétního obkladu je cca 10 kg/m 2 Polyson - jedná se o širokopásmově pohltivý akustický obklad tvořený měkkým lehčeným polyuretanem, jehož lícová strana je tvořena čtyřbokými jehlany o výšce 50 mm s rozměry podstavy 70x70 mm 3.2 Řešení prostorové akustiky Zkušebna S.12 Objem: V = 80 m 3 Optimální doba dozvuku: T 0 = 0,45 s Popis akustických úprav: Akustický podhled: Akustický obklad: Akustický podhled je řešen plošným zakrytím stropu měkkými absorbéry typu Polyson apod. Na stěnách zkušebny je uvažován stěnový absorpční obklad tvořený celoplošným zakrytím konstrukce měkkými absorbéry typu Polyson apod. Pro správnou funkci akustických obkladů a podhledů je použit na podlahu koberec. 9

10 V takto upravené zkušebně se jedná o dostatečné množství akusticky funkčního materiálu zajišťující splnění akustických parametrů deklarovaných v kap. 2. Malý sál 0.08 Objem: V = 570 m 3 Optimální doba dozvuku: T 0 = 0,4 s Popis akustických úprav: Akustický podhled: Akustický obklad: Akustický podhled je řešen podhledem typu Rigiton RL 8/18 s celkovou skladebnou tloušťkou 50 mm. Aby byla dodržena předepsaná doba dozvuku, měl by akustický podhled pokrývat minimálně 65 m 2 půdorysné plochy stropu malého sálu. Pro zamezení nežádoucích odrazů zvuku mezi rovnoběžnými stěnami sálu a vzniku stojatého vlnění v oblasti posluchačů je uvažován stěnový absorpční obklad tvořený perforovanými MDF deskami s perforací přibližně 30% a celkovou skladebnou tloušťkou 95, 150 a 200 mm včetně absorpční vložky. Celková požadovaná výměra akustického obkladu je cca 70 m 2. Volné odrazivé plochy typu okna apod. je třeba zakrýt závěsy apod. Kladení a perforace desek viz výkres D1.1.C06 malý sál, kladení desek akustického obkladu. V takto upraveném sále se jedná o dostatečné množství akusticky funkčního materiálu zajišťující splnění akustických parametrů deklarovaných v kap. 2. Promítací kabina 0.11 Objem: V = 33,5 m 3 Optimální doba dozvuku: T 0 = - s Popis akustických úprav: Akustický podhled/obklad: Strop promítací kabiny je celoplošně opatřen akusticky pohltivými prvky na bázi polyuretanové pěny (polyson apod.) Víceúčelový sál 1.07 Objem: V = 1790 m 3 Optimální doba dozvuku: T 0 = 1,1 s Popis akustických úprav: Akustický podhled: Akustický obklad: Akustický podhled je řešen podhledem typu Rigiton RL 8/18 s celkovou skladebnou tloušťkou 50 mm. Aby byla dodržena předepsaná doba dozvuku, měl by akustický podhled pokrývat minimálně 150 m 2 půdorysné plochy stropu velkého sálu. Pro zamezení nežádoucích odrazů zvuku mezi rovnoběžnými stěnami sálu a vzniku stojatého vlnění v oblasti posluchačů je uvažováno využití závěsů u oken funkčně obdobných závěsům stávajícím. 10

11 V celém prostoru sálu je navržen stěnový absorpční obklad tvořený perforovanými MDF deskami s perforací přibližně 30% a celkovou skladebnou tloušťkou 50, 200 a 220 mm včetně absorpční vložky. Plocha obkladu je cca 139,5 m2. Kladení desek je navrženo ve výkrese D1.1.C01. Hlavní sál kladení desek akustického obkladu. V takto upraveném sále se jedná o dostatečné množství akusticky funkčního materiálu zajišťující splnění akustických parametrů deklarovaných v kap. 2. Restaurace, Kluby, Salónky, Obřadní síň Objem: V = - m 3 Optimální doba dozvuku: T 0 = - s Popis akustických úprav: Akustický podhled: Akustický podhled je řešen podhledem typu Rigiton RL 8/18 s celkovou skladebnou tloušťkou 50 mm. Aby byla dodržena předepsaná doba dozvuku, měl by akustický podhled pokrývat minimálně 45 m 2 půdorysné plochy stropu restaurace, 60 m 2 půdorysné plochy stropu klubovny, 97 m 2 půdorysné plochy stropu obřadní síně. 11

12 4 ZÁVĚR Tato studie řeší prostorovou akustiku Společenského a kulturního centra Kuřim. Řeší akusticky nejnáročnější prostory, jimiž jsou Velký a malý sál, a zkušebna. Optimální doba dozvuku je stanovena na základě platných technických norem (ČSN a ČSN ), budoucího využití prostoru, zkušeností a požadavků na akustický komfort. Pro tyto prostory byl proveden orientační výpočet předpokládané doby dozvuku prostoru bez akustických úprav a následně po provedení navrhovaných akustických úprav. Jsou zde k jednotlivým prostorům přiřazeny požadované akustické úpravy. Konkrétní řešení, výběr materiálů, barva a provedení, výměry a uspořádání bude upřesněno v dalším stupni projektové dokumentace. Tato akustická studie stanovuje pouze přibližné množství a umístění jednotlivých druhů obkladů a podhledů. Dokument neřeší vliv vzduchotechnických a podobných zařízení. Projektant VZT by měl dle zvýšených nároků na akustiku prostoru dodržovat zásady pro projektování rozvodů VZT v akusticky náročných prostorech tak, aby nedocházelo k rezonancím potrubí, zvýšenému hluku samotných VZT jednotek nebo přenosu hluku z jednoho prostoru přes VZT do dalších prostorů. Tzn. používat tiché jednotky a umisťovat je tak, aby nerušili akusticky nejnáročnější prostory (Orchestřiště, Zkušebna, Zvukař, Sály apod.). VZT potrubí vést pokud možno z místností na chodbu a do dalších místností jen s použitím tlumičů, nikoliv přímo mezi akusticky exponovanými místnostmi. Veškeré jednotky, potrubí a zařízení pružně uchycovat apod. Při dodržení výše uvedených akustických opatření bude v objektu Společenského a kulturního centra Kuřim dosaženo komplexně vysokého standardu prostorové akustiky. Upozornění: Obsah dokumentace, a to jak textových, tak výkresových částí, se vztahuje jako celek k řešenému prostoru. Žádnou část nelze kopírovat ani vyjímat z kontextu celé dokumentace bez výslovného svolení autora. Obsah dokumentace je duševním vlastnictvím autora. Protokol může být reprodukován pouze jako celek se souhlasem firmy SONING Praha a.s. V Praze dne Ing. Antonín Štengl SONING Praha, a.s. 12