ΑΚΟΥΣΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ, ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΟΥ ΜΟΥΣΕΙΟΥ ΤΟΥ ΛΗΞΟΥΡΙΟΥ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΣΧΟΛΗ ΜΟΥΣΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΗΧΟΥ ΚΑΙ ΜΟΥΣΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΑΚΟΥΣΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ, ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΟΥ ΜΟΥΣΕΙΟΥ ΤΟΥ ΛΗΞΟΥΡΙΟΥ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΟΛΛΙΟΠΟΥΛΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΛΗΞΟΥΡΙ 2014

2

3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΣΧΟΛΗ ΜΟΥΣΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΗΧΟΥ ΚΑΙ ΜΟΥΣΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΑΚΟΥΣΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ, ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΟΥ ΜΟΥΣΕΙΟΥ ΤΟΥ ΛΗΞΟΥΡΙΟΥ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΟΛΛΙΟΠΟΥΛΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ A.M. : 1317 Επιβλέπων : Δ. Κατερέλος Επιτροπή Αξιολόγησης : Ημερομηνία παρουσίασης: Αριθμός Πρωτοκόλλου Πτυχιακής Εργασίας:

4

5 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ευχαριστώ πολύ για την βοήθεια και τις συμβουλές τους τον Καμάρη Γαβριήλ και τον Μιμηλάκη Στέλιο και τον καθηγητή μου Κατερέλο Διονύσιο για την καθοδήγηση και υποστήριξη

6

7 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η πτυχιακή αυτή εργασία, πραγματεύεται τις ακουστικές μετρήσεις του μουσείου του Ληξουρίου, καθώς και την μελέτη και συμπεριφορά του. Το μουσείο του Ληξουρίου, ολοκληρώθηκε την χρονιά του 2010, αλλά ακόμα δεν έχει λειτουργήσει κανονικά. Ο χώρος στον οποίο έγιναν οι μετρήσεις και η ακουστική μελέτη, δεν είναι ολόκληρο το κτήριο του μουσείου αλλά η κεντρική και μεγαλύτερη αίθουσα, η οποία προορίζεται για χρήση ομιλίας. Οι στόχοι της εργασίας, είναι να γίνουν οι μετρήσεις στον χώρο και να εκτιμηθεί η ακουστική του ποιότητα και στην συνέχεια, να μελετηθεί ο χώρος μέσω προγράμματος προσομοίωσης προκειμένου να βελτιωθεί ως προς την χρήση για την οποία προορίζεται (ανθρώπινη ομιλία). Η δομή της εργασίας αυτής, αποτελείται από το θεωρητικό μέρος, τις πληροφορίες σχετικά με τον χώρο που μελετάται καθώς και τις μετρήσεις που έγιναν σε αυτόν, έπειτα με την ακουστική βελτιστοποίηση μέσω του προγράμματος προσομοίωσης και τέλος με τις συγκρίσεις των αποτελεσμάτων απ τις μετρήσεις και των αποτελεσμάτων που προέκυψαν απ την βελτιστοποίηση του χώρου. Το θεωρητικό μέρος, περιέχει γενικές πληροφορίες σχετικά με τον ήχο, την συμπεριφορά του σε κλειστούς χώρους και την ακουστική των κλειστών χώρων που προορίζονται για χρήση ομιλίας. Στη συνέχεια, αναφέρονται πληροφορίες σχετικά με τον πραγματικό χώρο και ακολουθεί η διαδικασία των μετρήσεων της αντήχησής του και του θορύβου περιβάλλοντος. Στο κομμάτι της ακουστικής βελτιστοποίησης έγινε η μοντελοποίηση της αίθουσας στο πρόγραμμα προσομείωσης χώρου και ολοκληρώθηκε η ακουστική βελτιστοποίηση με τις απαραίτητες διορθώσεις στον χώρο. Τέλος, στο κεφάλαιο των συγκρίσεων γίνεται η σύγκριση των αποτελεσμάτων των ακουστικών παραμέτρων του χώρου πριν την βελτιστοποίηση και μετά. Ο χώρος από τις μετρήσεις που έγιναν με το ηχόμετρο σε αυτόν, φάνηκε να έχει μεγάλο χρόνο αντήχησης, ακατάλληλο για την χρήση για την οποία προορίζεται. Επιπλέον η συνολική στάθμη του ήχου της πηγής ήταν πολύ χαμηλή σε σχέση με τον θόρυβο περιβάλλοντος. Κατά την διαδικασία της βελτιστοποίησης του άλλαξε η επένδυση του χώρου με σκοπό την βελτίωση του χρόνου αντήχησης ώστε να ταιριάζει για την χρήση της ομιλίας στον χώρο. Στην συνέχεια προστέθηκαν και δύο ηχεία έτσι ώστε να ανέβει η συνολική στάθμη ηχητικής πίεσης του χώρου και να φτάσει στα επιθυμητά επίπεδα. Στο κεφάλαιο των συγκρίσεων φαίνεται κατά πόσο έχει βελτιστοποιηθεί ο χώρος και ικανοποιεί τα κριτήρια που χρειάζονται για να μπορεί να λειτουργήσει ως αίθουσα ομιλίας. 1

8 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 2

9 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ...1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ...3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Έννοια του ήχου και βασικά ηχητικά μεγέθη και μονάδες Ορισμός του ήχου Ένταση του ήχου Ισχύς του ήχου Ηχητική πίεση Ανάκλαση-δίαδοση-απορρόφηση Επικάλυψη Συμπεριφορά του ήχου σε κλειστούς χώρους Αντήχηση Προσεγγιστικός υπολογισμός του χρόνου αντήχησης (Sabine) Χρόνος αντήχησης για μεγάλους χώρους (Norris Eyring) Σταθερά δωματίου Υπολογισμός στάθμης πίεσης σε κλειστό χώρο Κατανόηση λόγου Ευκρίνεια και καθαρότητα του ήχου Καταληπτότητα ομιλίας Η σηματοθορυβική σχέση-snr...24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων Τα υποκειμενικά και αντικειμενικά κριτήρια της ακουστικής ποιότητας Συμπεριφορά του ήχου σε κλειστούς χώρους Aκουστικά Πεδία Κριτήρια ακουστικής αιθουσών ομιλιών Αρχές διαμόρφωσης αιθουσών ομιλιών...30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 :ΜΕΛΕΤΗ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΚΛΕΙΣΤΩΝ XΩΡΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ Η διαδικασία της μελέτης Μέθοδοι υπολογισμού ακουστικών παραμέτρων με χρήση Η/Υ Το πρόγραμμα ΕASE Μοντελοποίηση του χώρου με το Εase (Ease Room) Μοντελοποίηση ακουστικών παραμέτρων των επιφανειών του χώρου Aκουστική επίδραση περιοχών κοινού και καθισμάτων...38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 :ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΗΧΟΜΕΤΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΣΤΟ EASE Μετρήσεις με το ηχόμετρο Χρόνος αντήχησης (RT): Θόρυβος περιβάλλοντος (Lzeq): Μοντελοποίηση του χώρου με το πρόγραμμα Ease Eισαγωγή κύριου χώρου και αντικειμένων μέσα σε αυτόν Ορισμός υλικών στις επιφάνειες του χώρου και των αντικειμένων...41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Πρώτη Φάση: Δημιουργία αρχικού μοντέλου Δεύτερη Φάση: Βελτιστοποίηση του χώρου αλλάζοντας την επένδυση του Tρίτη Φάση: Προσθήκη Ηλεκτροακουστικής εγκατάστασης

10 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Σύγκριση των χρόνων αντήχησης Σύγκριση των Total SPL των μοντέλων Σύγκριση του C50 στα τρία μοντέλα Σύγκριση του Articulation Loss (ALCons%) στα τρία μοντέλα Σύγκριση του STI σε όλες τις θέσεις στα τρία μοντέλα...98 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 :ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Παράρτημα Παράρτημα BIBΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

11 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η πτυχιακή αυτή εργασία έχει τίτλο : Aκουστικές Μετρήσεις, Μελέτη και Συμπεριφορά του Μουσείου του Ληξουρίου. Ο σκοπός της εργασίας είναι να γίνουν οι μετρήσεις στον Χώρο να εντοπιστούν τα προβλήματα που υπάρχουν όσον αφορά την ακουστότητα του και να να προταθούν λύσεις. Οι στόχοι είναι να δημιουργηθεί ένα μοντέλο προσομοίωσης χώρου, του οποίου οι τιμές των παραμέτρων (Total SPL, STI, C50, Articulation Loss, Direct to Reverberance ratio)που αφορούν την καταληπτότητα και κατανόηση λόγου με βάση την χρήση του (ομιλία), να είναι οι επιθυμητές. Aποτελείται από εφτά κεφάλαια. Το πρώτο περιέχει την απαραίτητη Θεωρία, το δεύτερο περιέχει πληροφορίες σχετικά με την Ακουστική κλειστών χώρων, στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρονται οι τρόποι μελέτης ακουστικής κλειστών χώρων με Η/Y, στο τέταρτο κεφάλαιο παρατίθενται οι μετρήσεις με το ηχόμετρο και πληροφορίες σχετικά με την μοντελοποίηση του χώρου μέσω του προγράμματος Ease, στο πέμπτο κεφάλαιο ξεκινά η διαδικασία βελτιστοποίησης του χώρου, στο επόμενο (6ο) κεφάλαιο γίνεται η σύγκριση των αποτελεσμάτων των παραμέτρων των τριών μοντέλων που προέκυψαν από την διαδικασία ακουστικής βελτιστοποίησης και στο έβδομο κεφάλαιο που είναι και το τελευταίο βρίσκονται τα συμπεράσματα. Στο τέλος της εργασίας ακολουθούν δύο παραρτήματα. Το παράρτημα 1 περιέχει πληροφορίες σχετικά με το ηχόμετρο που χρησιμοποιήθηκε και το παράρτημα 2 περιέχει σχεδιαγράμματα με πληροφορίες για την ηχοαπορρόφηση των υλικών των μοντέλων, την στάθμη ηχητικής πίεσης των ηχείων που επιλέχθηκαν, τον προσομοιωτή ανθρώπινης φωνής που χρησιμοποιήθηκε και εικόνες του μοντέλου του χώρου. Η διάρκεια εκπόνησης της παρούσας πτυχιακής εργασίας διήρκησε 4 εξάμηνα και ολοκληρώθηκε τον Ιούλιο του Οι ακουστικές μετρήσεις έγιναν στον χώρο του μουσείου στο Ληξούρι και η υπόλοιπη εργασία ολοκληρώθηκε στην Πάτρα. 5

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 : Θεωρία Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται αναφορά σε κάποια βασικά μεγέθη ακουστικής που θα μελετηθούν και θα αναφερθούν στην πορεία της πτυχιακής εργασίας με σκοπό να δειχθεί η ακουστική ποιότητα του μουσείου του Ληξουρίου αλλά και ο τρόπος που συμπεριφέρεται ο ήχος μέσα στον χώρο αυτόν. Τα μεγέθη αυτά αναλύονται στην πορεία αυτού του κεφαλαίου. 1.1 Έννοια του ήχου και βασικά ηχητικά μεγέθη και μονάδες Ορισμός του ήχου Έχουν δοθεί διάφοροι ορισμοί του ήχου, ο πιο γενικευμένος ορισμός, που περιλαμβάνει τους κραδασμούς, τους υπερήχους και τους ήχους είναι ο εξής: Mία μηχανική διαταραχή, η οποία μεταδίδεται διά μέσου ενός στερεού(το οποίο έχει κάποια ελαστικότητα), υγρού ή αερίου με κύματα. (Eυθυμιάτος, 2007) Άλλοι ορισμοί, πιο περιοριστικά, συνδέουν τον ήχο με την αίσθηση της ακοής: Ήχος είναι οι κραδασμοί, οι οποίοι μεταδίδονται διά μέσου ενός ελαστικού στερεού, υγρού ή αερίου και διεγείρουν την ανθρώπινη ακοή (στις συχνότητες μεταξύ περίπου 20Hz και Hz). Επίσης, η αίσθηση η οποία δημιουργείται από τη διέγερση των οργάνων της ακοής, από τέτοιους κραδασμούς σε ένα στερεό, υγρό ή αέριο μέσο. (Ευθυμιάτος, 2007) Ένα ηχητικό κύμα δημιουργείται συνήθως από ταλαντούμενο μέσο. Αν και αυτός είναι ο κανόνας, υπάρχουν περιπτώσεις, κατά τις οποίες παράγεται ήχος χωρίς την αρχική ταλάντωση της πηγής. Οι ταλαντώσεις δημιουργούν εναλλασσόμενες συμπιέσεις και αραιώσεις των μορίων του υλικού μέσου. (Ευθυμιάτος, 2007) Ένταση του ήχου Ένα ιδιαίτερα χρήσιμο μέγεθος στην ακουστική είναι η ένταση του ήχου. Η ένταση είναι μέγεθος διανυσματικό και εκφράζει την ροή της ηχητικής ενέργειας. H ένταση σε αντίθεση με την ηχητική πίεση που είναι μέγεθος μονόμετρο, είναι μέγεθος διανυσματικό και εκφράζει τη ροή της ηχητικής ενέργειας. Ως διανυσματικό μέγεθος παρουσιάζει όμως δυσκολία στη μέτρηση του διότι ο πλήρης καθορισμός ενός διανύσματος απαιτεί εκτός του μέτρου, τη γνώση της διεύθυνσης και φοράς. (Σκαρλάτος, 2009) Η ένταση του ήχου ορίζεται ως το πηλίκο της μέσης ηχητικής ισχύος που διαπερνά κάθετα μία στοιχειώδη επιφάνεια δια του εμβαδού της επιφάνειας. (Σκαρλάτος, 2009) Για τα ηχητικά μεγέθη χρησιμοποιούνται συνήθως λογαριθμικές κλίμακες. Αυτό συμβαίνει για δύο λόγους : ο πρώτος συνδέεται με το εύρος μεταβολής των μεγεθών αυτών και ο δεύτερος 6

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία λόγος συνδέεται με τον νόμο του Weber-Fechner, σύμφωνα με τον οποίο το αποτέλεσμα στην αίσθηση είναι ανάλογο του λογαρίθμου του ερεθίσματος. Αυτός ο νόμος όμως, ισχύει μόνο στη μεσαία ζώνη εντάσεων και συχνοτήτων. Επίσης, χρησιμοποιείται συντελεστής 10, προκειμένου να διερευνηθεί η κλίμακα τιμών και να μπορούν να αξιολογηθούν καλύτερα τα μεγέθη. (Σκαρλάτος, 2009) Για την μέτρηση των ηχητικών εντάσεων χρησιμοποιείται το (αδιάστατο) μέγεθος: L I =10.log 10 I / I 0 το οποίο ονομάζεται στάθμη ηχητικής έντασης και μονάδα του είναι το decibel(db). Η μονάδα decibel είναι η κατ εξοχήν μονάδα που χρησιμοποιείται στην ακουστική. Ωστόσο σε ορισμένες περιπτώσεις (αν και σπάνια) χρησιμοποιείται και η μονάδα bel. Η ένταση ως διανυσματικό μέγεθος έχει διεύθυνση και φορά την διεύθυνση και φορά της ροής της ενέργειας. H μονάδα μέτρησης της ηχητικής έντασης είναι το w/m 2 (Σκαρλάτος, 2009) Ισχύς του ήχου H μετάδοση ηχητικού σήματος συνεπάγεται και μετάδοση ηχητικής ισχύος. Η πυκνότητα ροής της ισχύος αυτής εκφράζεται από την ένταση. Σε σχετικά μεγάλη απόσταση από την πηγή, η ηχητική ένταση έχει την ίδια έκφραση για τα σφαιρικά και τα επίπεδα κύματα. Η ηχητική ισχύς δεν μεταδίδεται πάντοτε ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, επειδή η πηγή που παράγει τα ηχητικά κύματα μπορεί να είναι κατευθυντική (Ευθυμιάτος, 2007). Ο ορισμός που μπορούμε να δώσουμε για την ηχητική ισχύ είναι: Ακουστική ή ηχητική ισχύ πηγής είναι η ακουστική ενέργεια που εκπέμπει η πηγή ανά μονάδα χρόνου προς όλες τις διευθύνσεις. Όπως και για την μέτρηση των ηχητικών εντάσεων, χρησιμοποιείται το (αδιάστατο) μέγεθος L w =10.log 10 W /W 0 το οποίο ονομάζεται στάθμη ηχητικής ισχύος και μονάδα του είναι επίσης το decibel(db). Η στάθμη ισχύος ήχου( L w ) χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της ολικά εκπεμπόμενης ηχητικής ισχύος από μία πηγή και ορίζεται και αυτή από την παραπάνω σχέση. Πολλές φορές οι στάθμες πίεσης, έντασης και ισχύος συμβολίζονται ως SPL, SIL και SWL αντίστοιχα. (Σκαρλάτος, 2009) 7

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Ηχητική πίεση Στάθμη πίεσης ήχου( L p ) Στο συχνοτικό φάσμα στο οποίο η ακοή μας είναι κυρίως ευαίσθητη ( Ηz) η ένταση του ορίου της αίσθησης και του ορίου του πόνου στην ακοή διαφέρουν κατά περίπου 13 τάξεις μεγέθους. Για αυτόν τον λόγο δεν θα ήταν πρακτικό να χαρακτηριστεί η δύναμη ενός ηχητικού σήματος από την δική του ηχητική πίεση ή από την ένταση του. Αντί για αυτό, μια λογαριθμική ποσότητα, η στάθμη ηχητική πίεσης χρησιμοποιείται γενικά για αυτόν τον σκοπό και ορίζεται ως: L p =10log p 2 όπου p, η πίεση ήχου σε κάποιο σημείο p ref,η πίεση αναφοράς. Όπως φαίνεται από την εξίσωση η ακουστική πίεση είναι υψωμένη στο τετράγωνο. Αυτό συμβαίνει γιατί η ενέργεια των ηχητικών κυμάτων, είναι ανάλογη με το τετράγωνο της πίεσης. Αντίστοιχα με την στάθμη ηχητικής πίεσης και του ήχου ορίζονται και οι στάθμες έντασης και ισχύος (Kuttruff, 2009). 2 p ref Ανάκλαση-δίαδοση-απορρόφηση Σημαντική παράμετρος, για την ικανοποιητική λειτουργία του χώρου, αποτελεί η ακουστική του τελευταίου, γεγονός το οποίο καθορίζεται κυρίως από τους παράγοντες ηχοδιάχυση και ηχοαπορρόφηση. Πιο συγκεκριμένα, μας απασχολεί η διαδρομή, την οποία ακολουθεί ο ήχος από την πηγή του μέχρι το ακροατήριο, καθώς και η απορρόφηση των ανεπιθύμητων αντηχήσεων, που έχουν ως αποτέλεσμα τον περιορισμό της καθαρότητας των παραγόμενων ήχων. Όσον αφορά λοιπόν στη διαδρομή του ήχου, ο τελευταίος δύναται είτε να μεταφέρεται απευθείας από την πηγή εκπομπής στο ακροατήριο, είτε να μεταφέρεται σε αυτό μετά από καθορισμένες αντανακλάσεις, επάνω σε κατάλληλα διαμορφωμένες επιφάνειες, σύμφωνα με την εκάστοτε ακουστική μελέτη και τις απαιτήσεις του χώρου. Αξίζει να σημειωθεί ότι γενικά, οι κυρτές επιφάνειες εξασφαλίζουν τη διάχυση του προσπιπτώμενου σε αυτές ήχου, ενώ οι κοίλες τη συγκέντρωσή του. ( Τέλος, οι τιμές ηχοαπορρόφησης που παρουσιάζει ένας τέτοιου τύπου χώρος σταθμίζονται μέσω των χρησιμοποιούμενων υλικών επένδυσης και φυσικά μέσω των μεθόδων εφαρμογής τους ανάρτηση,βίδωμα, συγκόλληση, κάρφωμα. Ως γενική αρχή λαμβάνεται η ιδιότητα των μαλακών και πορώδους υφής υλικών για μεγιστοποίηση του δείκτη ηχοαπορρόφησης. Χαρακτηριστικά αναφέρονται μερικά παραδείγματα ηχοαπορροφητικών υλικών, όπως τις πλάκες ορυκτών ή φυτικών ινών, τις πλάκες από σκληρυμένο αφρό και ρητίνη, τον υαλοβάμβακα, τον πετροβάμβακα, τον ορυκτοβάμβακα, τις πλάκες από υαλοινες επενδεδυμένες με κατάλληλο ηχοαπορροφητικό ύφασμα και ακόμη τις μοκέτες ή τις χρησιμοποιούμενες κουρτίνες. Υπογραμμίζεται ότι σε ορισμένες περιπτώσεις επιλέγεται η δημιουργία μίας κατάστασης μεταβαλλόμενης ηχοαπορροφητικής ικανότητας του χώρου μέσω κινητών μερών-, η οποία αν και αρκετά δαπανηρή παρουσιάζεται ιδιαίτερα αποδοτική.( 8

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Xρήσιμος ήχος για την ομιλία είναι κυρίως εκείνος των μεσαίων και υψηλών συχνοτήτων. Επομένως οι απορροφητές των χαμηλών συχνοτήτων, είναι δυνατόν να τοποθετηθούν στις επιφάνειες, οι οποίες ποορίζονται για χρήσιμες ανακλάσεις.(ευθυμιάτος) Επικάλυψη Ένα φαινόμενο πολύ σημαντικό, που συνδέεται με τις στάθμες και τη φασματική κατανομή, είναι η επικάλυψη. Συνοπτικά το φαινόμενο αυτό περιγράφεται ως εξής: Αν σε συγκεκριμένη ζώνη συχνοτήτων, η στάθμη ενός ήχου Η1 είναι μεγαλύτερη, ίση ή και λίγο μικρότερη από τη στάθμη ενός ήχου Η2, τότε ο ήχος Η2 γίνεται λιγότερο ή και καθόλου αντιληπτός. (Ευθυμιάτος, 2007) Αν και το φαινόμενο αυτό είναι πιο έντονο σε παραπλήσιες ή συμπίπτουσες ζώνες συχνοτήτων, συχνές είναι οι περιπτώσεις επικάλυψης από ήχο, ο οποίος έχει τελείως διαφορετική φασματική κατανομή από τον επικαλυπτόμενο. Αυτό κυρίως συμβαίνει όταν ο επικαλύπτων ήχος έχει πολύ μεγαλύτερη ισχύ. (Ευθυμιάτος, 2007) Χαρακτηριστικό παράδειγμα μη επιθυμητής επικάλυψης από ήχο διαφορετικής συχνότητας, είναι η περίπτωση της επικάλυψης του ήχου των συμφώνων από τον ήχο των φωνηέντων λόγω αντήχησης σε ένα χώρο, με αποτέλεσμα τη μείωση της καταληπτότητας(articulation loss). Γενικότερα, ο χαρακτηριζόμενος ώς θόρυβος είναι ήχος ο οποίος επικαλύπτει τον ωφέλιμο. (Ευθυμιάτος, 2007) Υπάρχουν και περιπτώσεις κατά τις οποίες η επικάλυψη είναι επιθυμητή, όπως για την απόκρυψη ήχων, οι οποίοι δεν είναι ευχάριστοι στην ακοή ή για την επέκταση του ιδιωτικού χώρου. (Ευθυμιάτος, 2007) 1.2 Συμπεριφορά του ήχου σε κλειστούς χώρους Αντήχηση H έννοια της αντήχησης Ο χρόνος αντήχησης (RT) είναι μία βασική ακουστική παράμετρος για κλειστούς χώρους και μπορεί να περιγραφεί σαν την επίμονη καθυστέρηση που μπορεί κάποιος να ακούσει μέσα σε ένα δωμάτιο καθώς ο ήχος συνεχίζει να ανακλάται στο δωμάτιο και σταδιακά εξαφανίζεται. Τόσο η ομιλία όσο και η μουσική επηρεάζονται από την αντήχηση, με περισσότερη επιθυμητή αντήχηση για την μουσική και λιγότερη για την ομιλία. Είναι κοινώς αποδεκτό ότι ένα περιβάλλον καλό για ομιλία είναι φτωχό για χρήση της μουσικής και αντίστροφα. H ενίσχυση της αντήχησης είναι πολύ σημαντική για να τονίσει την ομορφιά των μουσικών οργάνων και της φωνητικής μουσικής, 9

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία αλλά έχει αρνητικά αποτελέσματα στην ευκρίνεια της ομιλίας ( Cavanaugh, 2009). Ο χρόνος αντήχησης είναι παράγοντας του μεγέθους του δωματίου, της εσωτερικής διαμόρφωσης και της επίπλωσης. Το μέγεθος του χώρου μετράει γιατί ο ήχος ταξιδεύει με σταθερή αναλογία και χάνει ενέργεια λιγότερο γρήγορα όσο η απόσταση που διανύει και ο χρόνος μεταξύ των ανακλάσεων είναι μειωμένα. Το ποσοστό των ανακλάσεων και το ποσοστό της χαμένης ενέργειας τότε καθορίζουν για πόση διάρκεια η ανακλαστική δραστηριότητα(αντήχηση) θα επιμείνει. Τα τελειώματα του χώρου και η επίπλωση επηρεάζουν την αντήχηση διότι τα απορροφητικά τους χαρακτηριστικά καθορίζουν την ποσότητα της ενέργειας που χάνεται καθώς ο ήχος ανακλάται. Ο ήχος χάνει ενέργεια καθώς ταξιδεύει μέσω του αέρα, επίσης, ενώ σε εξαρτημένους(conditioned) χώρους αυτές οι απώλειες γίνονται αντιληπτές μόνο στο υψηλό συχνοτικό εύρος (2000Hz και πάνω). ( Cavanaugh, 2009) Από αυτά είναι εύκολο να παρατηρήσει κάποιος ότι ο χρόνος αντήχησης είναι απευθείας ανάλογος του λόγου του όγκου του δωματίου προς την ποσότητα της απορρόφησης του χώρου. Αυτή η απλή σχέση μπορεί να φαίνεται προφανής, αλλά χρησιμοποιείται εκ των υστέρων. Η έννοια του χρόνου αντήχησης και του υπολογισμού της ξεκίνησε να υφίσταται στις αρχές του εικοστού αιώνα, όταν αναπτύχθηκε από ένα καθηγητή φυσική στο Harvard τον Wallace C. Sabine ( Cavanaugh, 2009). Επειδή η αντήχηση συνδέεται με την ύπαρξη ανακλάσεων(και επομένως μικρή απορρόφηση του ήχου) πολλά από τα ποιοτικά ακουστικά χαρακτηριστικά μιας αίθουσας συνδέονται με το μέγεθος αυτό. Έτσι: Ένας ήχος χαρακτηρίζεται ως λαμπρός, αν έχει πολλές αρμονικές, αν δηλαδή έχει ικανοποιητικής στάθμης και με βραδεία μείωση υψηλές συχνότητες. Αυτό σημαίνει ότι σε μία αίθουσα, η οποία χαρακτηρίζεται ως ακουστικά λαμπρή, η αντήχηση είναι μεγάλη στις υψηλές συχνότητες. Ένας χώρος με χαμηλή αντήχηση χαρακτηρίζεται ως ξηρός και με πολύ χαμηλή ως νεκρός. Η καθαρότητα των ήχων εξαρτάται από την αντήχηση. Ένας χώρος χαρακτηρίζεται ως θερμός όταν είναι ζωντανός στις χαμηλές συχνότητες, ή έχει πληρότητα τόνων χαμηλών συχνοτήτων σε σχέση με εκείνους των μεσαίων και υψηλών συχνοτήτων. Αυτό σημαίνει ότι η αντήχηση στις χαμηλές συχνότητες, σε ένα θερμό χώρο, είναι μεγάλη σε σχέση με την αντίστοιχη των μεσαίων και υψηλών συχνοτήτων. O χρόνος αντήχησης είναι το αντικειμενικό (μετρήσιμο) μέγεθος, το οποίο αντιστοιχεί στην υποκειμενική εντύπωση της αντήχησης. Ο βασικός ορισμός του μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: Χρόνος αντήχησης σε ένα σημείο ενός κλειστού χώρου, σε μια καθορισμένη συχνότητα, λέγεται ο χρόνος που απαιτείται για την μείωση της στάθμης ηχητικής πίεσης, από L1 σε L2 (Eυθυμιάτος, 2007). O χρόνος αντήχησης μετράται σε δευτερόλεπτα. Κατ αρχήν ως L1 λαμβάνεται η στάθμη της πρώτης ανάκλασης (δηλαδή αν αγνοηθεί του απευθείας κύματος) και το L2 ορίζεται από τη σχέση L1-L2=60 db. Στην περίπτωση αυτή, συμβολίζεται ως ΤR ή T60, προκειμένου να 10

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία διαχωρισθεί από άλλες παραμέτρους του χρόνου αντήχησης ή και απλώς ως Τ. Το απευθείας κύμα αγνοείται σε όλες τις περιπτώσεις ακουστικών κριτηρίων, που αναφέρονται στη συνέχεια, εκτός α γίνεται συγκεκριμένη αναφορά σε αυτό (Eυθυμιάτος, 2007). Η βασική θεωρία του χρόνο αντήχησης οδηγεί στην κλασική μέθοδο μέτρησής του: Μία πηγή εκπέμπει διαδοχικά ήχο στης ζώνες συχνοτήτων, στις οποίες μετράται ο χρόνος αντήχησης, καταγράφεται η μείωση της στάθμης, ως συνάρτησης του χρόνου, και υπολογίζεται το διάστημα το οποίο μεσολαβεί για την μείωση της στάθμης κατά 60 db. Για μεγαλύτερη ακρίβεια τοποθετούνται διαδοχικά φίλτρα μεταξύ μικροφώνου και καταγραφικού. Εναλλακτικά, εκπέμπεται ο ήχος με πλούσιο φάσμα συχνοτήτων σε ικανοποιητική στάθμη και μετρείται με το σύστημα μικροφώνουκαταγραφικού ο χρόνος, ο οποίος απαιτείται για την ως άνω μείωση της στάθμης. Η πηγή εκπέμπει τον ήχο επί ένα χρονικό διάστημα, μετά το οποίο διακόπτεται απότομα η εκπομπή. Η μέθοδος αυτή απαιτεί πηγή με υψηλή στάθμη ηχητικής ισχύος σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Γενικά, ο χρόνος αντήχησης αποτελεί την βασικότερη παράμετρο που σχετίζεται με την ακουστική συμπεριφορά των κλειστών χώρων. (Eυθυμιάτος, 2007) Ως χρόνος αντήχησης (Τ60) ορίζεται ο χρόνος που απαιτείται ώστε η στάθμη θορύβου (Lρ) σε κάποιο σημείο να ελαττωθεί κατά 60 db, μετά το μηδενισμό του εκπεμπόμενου θορύβου από την πηγή (Eυθυμιάτος, 2007). Aκολουθεί ένα διάγραμμα (Εικόνα 1)που δείχνει τον επιθυμητό χρόνο αντήχησης ενός χώρου ανάλογα με την χρήση για την οποία προορίζεται. Εικόνα 1: Επιθυμητός Χρόνος Αντήχησης ( Hz) σε σχέση με τον όγκο (και η διόρθωση πριν τα 500 Hz) 11

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Προσεγγιστικός υπολογισμός του χρόνου αντήχησης (Sabine) Θεωρητικά υπάρχουν πολλές εξισώσεις με τις οποίες μπορούμε να υπολογίσουμε τον χρόνο αντήχησης ενός δωματίου με δεδομένο ότι το πεδίο που μελετάμε είναι 100% διάχυτο. Στην πραγματικότητα όμως κανένα πεδίο δεν μπορεί να είναι 100% διάχυτο και υπάρχουν σημαντικές αποκλίσεις στα αποτελέσματα σε σχέση με αυτήν την ιδανική συμπεριφόρα.(σκαρλάτος,2008) Ο Sabine δημιούργησε μία σχέση η οπόια δίδει μια πρώτη προσέγγιση στον πραγματικό χρόνο αντηχησης και ονομάζεται προσεγγιστική σχέση του Sabine. Ισχύει ικανοποιητικά για χώρους με μικρή απορρόφηση. Η σχέση του Sabine είναι: RT60= 0.16 V S όπου, RT60, ο χρόνος αντήχησης σε second V, ο όγκος του δωματίου σε κυβικά μέτρα ( m 3 ) S, η συνολική επιφάνεια του δωματίου σε τετραγωνικά μέτρα ( m 2 ) α, ο μέσος συντελεστής απορρόφησης των επιφανειών του δωματίου Sxα, η συνολική απορρόφηση σε Sabine 0.16, σταθερά που προέκυψε από πειραματικές διαδικασίες. α Χρόνος αντήχησης για μεγάλους χώρους (Norris Eyring) Μία πιο λεπτομερής μελέτη της ακουστικής συμπεριφοράς των μεγάλων χώρων έγινε από τους Norris-Eyring. Σύμφωνα με τους παραπάνω ερευνητές, ο χρόνος αντήχησης με αρκετά καλή προσέγγιση δίνεται από την σχέση: T 60 = 0.161V A N όπου V, o όγκος του χώρου και Αν η ολική απορρόφηση που δίνεται από την σχέση: A N =sln 1 α 1 Ο τύπος των Norris-Eyring υπολογίζει με μεγάλη ακρίβεια τον χρόνο αντήχησης των κλειστών χώρων, όταν η απορρόφηση όλων των επιφανειών που περικλείουν τον χώρο είναι η ίδια. Στην περίπτωση που υπάρχουν έντονες διαφορές στην απορρόφηση των επιφανειών που περιορίζουν τον χώρο, οι αποκλίσεις από τις μετρούμενες τιμές είναι σημαντικές και για τον λόγο αυτό στις περιπτώσεις αυτές χρησιμοποιούμε άλλους τύπους Σταθερά δωματίου 12

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Για τον υπολογισμό της έκφρασης της στάθμης πίεσης σε ένα κλειστό χώρο βασικό ρόλο παίζει η απορρόφηση του χώρου, της σταθεράς δωματίου (Room constant). Η σταθερά αυτή υπολογίζεται από την σχέση: R c = s α 1 α Η παραπάνω σχέση ισχύει όταν οι διαστάσεις του χώρου είναι σχετικά μικρές και η απορρόφηση του χώρου από τον αέρα αμελητέα. Στην περίπτωση σχετικά μεγάλων χώρων η σταθερά δωματίου δίδεται από την σχέση: όπου: R c = s α T 1 α T α T = α m 4V s Tα m,v,s έχουν την ίδια σημασία όπως και στον τύπο του χρόνου αντήχησης μεγάλων χώρων. Σε πρακτικές εφαρμογές όταν ο συντελεστής απορρόφησης είναι μικρός μπορεί να χρησιμοποιηθεί η προσεγγιστική σχέση: R c =s α Ο χρόνος αντήχησης με την σταθερά δωματίου συνδέονται με την εξής σχέση, που έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές: R c = V T V s όπου R c, η σταθερά του δωματίου σε m 2 T 60, o χρόνος αντήχησης σε sec, V, o όγκος αντήχησης του δωματίου σε m 3, s, το συνολικό εμβαδόν στον χώρο αντήχησης με την παρουσία των ατόμων τροποποιείται ως εξής: R c =R c,0 ΝΔΑ όπου R c,0 η αρχική σταθερά του δωματίου, ΔΑ, η απορρόφηση κατά άτομο. (Σκαρλάτος, 2009) 13

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Υπολογισμός στάθμης πίεσης σε κλειστό χώρο Η στάθμη πίεσης σε κλειστό χώρο όπου υπάρχει πηγή ισχύος w σε απόσταση r από αυτήν δίνεται από την σχέση: Q L p = L w log[ 4πr 2 4 ] R c Στην Εικόνα 2 φαίνεται πως μεταβάλλεται η στάθμη πίεσης σε κλειστό χώρο σε συνάρτηση με την απόσταση από την πηγή για δύο χώρους: ένα με μικρή απορρόφηση και ένα με μεγάλη απορρόφηση. Aπό το σχήμα παρατηρούμε ότι σε σχετικά μεγάλες αποστάσεις από την πηγή η στάθμη δεν μεταβάλλεται με την απόσταση. (Σκαρλάτος, 2009) Στάθμη (db) Στήλη B Στήλη C Απόσταση απο την πηγή (m) Εικόνα 2: Mεταβολή στάθμης πίεσης σε κλειστό χώρο σε συνάρτηση με την απόσταση από την πηγή Η στήλη Β εκφράζει την μεγάλη απορρόφηση και η στήλη C την μικρή απορρόφηση. Επίσης από την ακόλουθη σχέση φαίνεται ότι ο πρώτος όρος μέσα στην παρένθεση αντιστοιχεί στην απευθείας μεταδιδόμενη ακουστική ενέργεια ενώ ο δεύτερος στη διάχυτο ακουστική ενέργεια. Σε απόσταση από την πηγή που ικανοποιεί την συνθήκη: r 0 2 = R c Q 16π Οι δύο όροι είναι ίσοι. Σε απόσταση r<r0 επικρατει το ευθύ πεδίο ενώ σε απόσταση r>r0 επικρατεί το πεδίο που προέρχεται από την πηγή είναι κατά 7dB υψηλότερη από αυτή του διάχυτου πεδίου ενώ σε απόσταση 2r0 είναι κατά 6 db μικρότερη. Αν υποθέσουμε ότι σε ένα κλειστό χώρο η στάθμη που αντιστοιχεί στο διάχυτο ηχητικό πεδίο είναι 70 db. Ο πίνακας δίδει την στάθμη του ήχου που προέρχεται από την απ ευθείας πηγή και τη συνολική στάθμη. 14

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Στάθμες σε κλειστό χώρο Σχετική απόσταση απο την πηγή Στάθμη διάχυτου πεδίου (db) Στάθμη εκπεμπόμενου ήχου (db) r 0 / ,1 r 0 / ,3 r 0 / r r r ,5 70,5 4r ,3 5r ,2 Συνολική στάθμη (db) Από την σχέση (2η) προκύπτει ότι αν θέλουμε να αυξήσουμε την ακτίνα αντήχησης δηλαδή την απόσταση από την πηγή που επικρατεί το ευθύ πεδίο, θα πρέπει να αυξήσουμε τη σταθερά δωματίου, δηλαδή την απορρόφηση του χώρου. (Σκαρλάτος, 2009) Σε περίπτωση που χρειάζεται να γίνει ενίσχυση με κάποιο σύστημα ηχείων τότε για απλή ενίσχυση (για παράδειγμα για εκδήλωση) η απόκριση των χαμηλών συχνοτήτων του συστήματος δεν χρειάζεται να εκτείνεται στα 20 Hz ή ακόμα και στα 50 Hz. Στην πραγματικότητα μία απόκριση σε τόσο χαμηλές συχνότητες θα τείνει να ενισχύει ανεπιθύμητες παρεμβολές όπως είναι ο θόρυβος του ανέμου, βάσεις μικροφώνου και την κίνηση των καλωδίων, και τον θόρυβο των αναλογίων. Ένα καλό πρακτικό low end figure για ένα τέτοιο σύστημα θα ήταν 100 με 150 Ηz. Στις ψηλές συχνότητες η απόκριση τουλάχιστον στα 5kHz θεωρείται ότι χρειάζεται γενικότερα για καλή καταληπτότητα ομιλίας (για παράδειγμα ένα τηλέφωνο έχει απόκριση από περίπου 300Hz με 3 khz). Η ενίσχυση της ομιλίας συνήθως απαιτεί λιγότερη ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας από ότι η ενίσχυση για μουσική. Ένα μέσο επίπεδο μεταξύ των 70 db και των 80dB αρκεί για καλή καταληπτότητα ομιλίας και πρέπει να επιτρέπει 10 db περιθώριο για τα peaks. Σε ένα πολύ θορυβώδες περιβάλλον, ίσως να χρειάζονται υψηλότερα SPLs στο σύστημα. (Jones, 1989) Κατανόηση λόγου Σε μία αίθουσα διαλέξεων είτε σε ένα θέατρο είναι πολύ σημαντική η καταληπτότητα ομιλίας (speech intelligibility), δηλαδή η ικανότητα να μεταφέρεται το σήμα ομιλίας καθαρά και κατανοητά σε όλους τους ακροατές. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την κατανόηση του λόγου αφορούν τον «ακουστικό χαρακτήρα» του χώρου, τα ηχητικά χαρακτηριστικά του λόγου, αλλά και τον τρόπο με τον οποίο ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται τον ήχο. (Καπλάνη, 2008) Οι παρακάτω παράγοντες επηρεάζουν την καταληπτότητα ομιλίας: i. συχνοτικό εύρος ii. ένταση του ήχου και λόγος σήματος προς θόρυβο iii.χρόνος αντήχησης, πρώτες ανακλάσεις και λόγος ελεύθερου προς 15

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία αντηχητικό πεδίο iv. ηχώ και καθυστερημένες ανακλάσεις v. ομοιομορφία κάλυψης vi. άρθρωση ομιλητή και ταχύτητα ομιλίας Παραγοντες επιρροης : i. Συχνοτικό Εύρος (bandwidth) : Το εύρος συχνοτήτων της ομιλίας κυμαίνεται μεταξύ 100 και 8000 Hz, παρόλο που υψηλότερες συχνότητες μέχρι και τα 12 khz επηρεάζουν την ποιότητά του. Τα φωνήεντα αποτελούνται από χαμηλές συχνότητες, ενώ τα σύμφωνα που παίζουν σημαντικότερο ρόλο στην κατανόηση της ομιλίας αποτελούνται από υψηλότερες και ασθενέστερες συχνότητες. Η οκτάβα με κεντρική συχνότητα τα 2 khz είναι σημαντική στην κατανόηση του λόγου και σε μικρότερο ποσοστό οι οκτάβες στα 4 khz και 1 khz. (Καπλάνη, 2008) Εικόνα 3: Η συχνοτική περιοχή και το κατώφλι ακουστότητας για τα γράμματα του αγγλικού αλφαβήτου ii. Ένταση Του Ήχου και Λόγος Σήματος Προς Θόρυβο (loudness and signal to noise ratio) : Στην περίπτωση που το σήμα ομιλίας δεν ενισχύεται από κάποιο αντίστοιχο σύστημα, η στάθμη έντασης του ήχου δεν υπερβαίνει τα 65 db για κανονική ομιλία (75 db όταν ο ομιλιτής μιλάει δυνατά). Έτσι, πολύ σημαντικό ρόλο στην κατανόηση του λόγου έχει η στάθμη του θορύβου βάθους εφόσον καθορίζει την τιμή του λόγου του σήματος ως προς θόρυβο. (Καπλάνη, 2008) 16

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Εικόνα 4: Η επίδραση της στάθμης ηχητικής πίεσης στην κατανόηση λόγου iii. Χρόνος Αντήχησης, Πρώτες Ανακλάσεις και Λόγος Ελεύθερου Προς Αντηχητικό Πεδίο (reverberation time, early reflections and direct to reverberant ratio) : Η αντήχηση του χώρου επηρεάζει την κατανόηση του λόγου. Αυτό εξαρτάται από το χρόνο αντήχησης και από την ένταση του αντηχητικού πεδίου. Είναι δυνατό κατά την ομιλία κάποιες συλλαβές, λόγω αντήχησης, να επιμηκύνονται σε διάρκεια έτσι που να καλύπτουν άλλες, με αποτέλεσμα να χάνονται λέξεις αλλά και να καταστρέφεται η ροή του λόγου. Το ποσοστό εξαρτάται από το λόγο του αθροίσματος του ελεύθερου πεδίου και των πρώτων ανακλάσεων προς το άθροισμα των καθυστερημένων ανακλάσεων και του αντηχητικού πεδίου, θεωρώντας ότι ο θόρυβος βάθους δεν επηρεάζει σε πολύ μεγάλο βαθμό. Είναι επιθυμητό ο λόγος αυτός να έχει θετική τιμή. (Καπλάνη, 2008) iv. Ηχώ και Καθυστερημένες Ανακλάσεις (echoes and late reflections) : Σύμφωνα με το φαινόμενο Haas, υπό συγκεκριμένες συνθήκες καθυστερημένες ανακλάσεις που φτάνουν μετά από τον αρχικό απευθείας ήχο μπορεί στην πραγματικότητα να είναι μεγαλύτερης έντασης από αυτόν, χωρίς όμως να επηρεάζουν τον εντοπισμό της θέσης της πηγής. Επίσης, δευτερεύοντες ήχοι που φτάνουν με καθυστέρηση της τάξης των ms σε σχέση με τον αρχικό ήχο, συγχωνεύονται με αυτόν δημιουργώντας έναν ήχο με μεγαλύτερη ένταση. Επίσης, από τη μελέτη του Haas προκύπτει ότι δευτερεύοντες ήχοι έντασης 10 db χαμηλότερα από τον αρχικό απευθείας ήχο επηρεάζουν την κατανόηση λόγου σε μικρό ποσοστό, παρόλο που στους ακροατές ακούγονται καθαρά σαν ηχώ. Η μελέτη όμως, αναφέρεται σε μια επανάληψη του ήχου. Αντίθετα, σε μεγάλους και έντονα αντηχητικούς χώρους ο αριθμός των επαναλήψεων μεγαλώνει και ενώνεται με το πρωτεύον σήμα, μειώνοντας κατά πολύ την ευκρίνεια του λόγου. (Καπλάνη, 2008). 17

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Εικόνα 5: Καμπύλη που περιγράφει το φαινόμενο Haas v. Ομοιομορφία Κάλυψης (uniformity of coverage) : Σε ένα έντονα αντηχητικό πεδίο, διαφοροποίηση της τάξης των ±3dB στην ένταση του ήχου μπορεί να προκαλέσει αντίστοιχες διαφοροποιήσεις στην κατανόηση του λόγου σε ποσοστό 20 με 40%. Εικόνα 6: Κατευθυντικότητα της ανθρώπινης ομιλίας Στην Εικόνα 6 φαίνεται η κατευθυντικότητα της ανθρώπινης ομιλίας. (Καπλάνη, 2008) vi. Άρθρωση Ομιλητή και Ταχύτητα Ομιλίας (talker articulation and rate of delivery) : Πλέον σημαντικός παράγοντας στην κατανόηση του λόγου, όπως είναι φυσικό, είναι ο ίδιος ο 18

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία ομιλητής. Ένας ομιλιτής με καλή άρθρωση μπορεί να μειώσει την κατανόηση λόγου κατά ποσοστό 2 με 3%, ενώ κάποιος άλλος με κακή άρθρωση έως και 12.5%. Στην περίπτωση που η ταχύτητα ομιλίας του ομιλιτή μειώνεται λίγο πιο κάτω από τη φυσιολογική, παρατηρείται σημαντική βελτίωση. Επίσης, βελτίωση που αγγίζει ακόμα και το ποσοστό του 50% έχουμε όταν οι ακροατές μπορούν να δουν τα χείλη του ομιλητή, κάτι ωστόσο στο οποίο μειονεκτεί ένα σύστημα ανακοινώσεων (Καπλάνη, 2008) Ευκρίνεια και καθαρότητα του ήχου Οι έννοιες ευκρίνεια και καθαρότητα είναι παρεμφερείς και εκφράζουν την δυνατότητα διαχωρισμού των ήχων σε ένα σημείο του χώρου. Διακρίνονται δύο είδη καθαρότητας ήχου: διαχωρισμού ήχων, οι οποίοι εκπέμπονται ταυτόχρονα από γειτονικές πηγές και ήχους, οι οποίοι εκπέμπονται διαδοχικά από μία ή περισσότερες πηγές. (Ευθυμιάτος, 2007) Οι Δείκτες Ευκρίνειας (Definition Coefficient-D) και Διαύγειας (Clarity-C) είναι τα μετρήσιμα μεγέθη, που εκφράζουν την ενέργεια που φθάνει σε ένα σημείο του χώρου από τις πρώιμες ανακλάσεις.(ευθυμιάτος, 2007) Ο πρώτος ορίζεται ως η αναλογία σε ένα σημείο της ηχητικής ενέργειας κατά την διάρκεια των πρώτων t 1 (ms) προς την συνολική ενέργεια: t 1 P 2 t dt D = 0 t1 0 P 2 t dt Συνήθως, λαμβάνεται t 1 =50 ms D 50 και εκφράζεται είτε ως δεκαδικός αριθμός είτε ως ποσοστό. Το μέγεθος αυτό ορίζει το λόγο μεταξύ του απευθείας πεδίου και των κοντινών ανακλάσεων ως προς το συνολικό πεδίο δηλαδή εκφράζει την αρχή του λόγου του χρήσιμου ήχου προς τον επιβλαβή και θέτει το όριο στα 50 ms. (Ευθυμιάτος, 2007) O λόγος αυτός, χρήσιμος για την εκτίμηση της ποιότητας ενός χώρου όσον αφορά την ομιλία, αποδείχθηκε ανεπαρκής για τις αίθουσες μουσικής, στις οποίες είναι χρήσιμη η μεγαλύτερη ανάμιξη των ήχων. Ο δείκτης διαύγειας ορίζεται ως η αναλογία σε ένα σημείο της ηχητικής ενέργειας κατά την διάρκεια των πρώτων t 2 ms προς την ενέργεια των καθυστερημένων ανακλάσεων: P 2 t dt C =10log 0 t 2 t 2 t 2 P 2 t dt Ως t2 λαμβάνονται συνήθως τα 80 ms και έχει μεγάλη σημασία για χώρους μουσικής. Έχει 19

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία ερευνηθεί ότι ουσιαστικά οι συχνότητες που έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση εκείνες των 500, και Ηz, οπότε έχει εισαχθεί ο δείκτης C 80,3, που είναι η μέση τιμή του C 80 για τις συχνότητες αυτές (Ευθυμιάτος, 2007). Ένα άλλο παρεμφερές μέγεθος, το οποίο λαμβάνει υπόψη τη μείωση (αντί της αύξησης) της στάθμης είναι το Χρονικό Κέντρο Βάρους (Center Time-Ts). Oρίζεται από την προβολή στον άξονα του χρόνου του κέντρου βάρους της επιφάνειας η οποία περιλαμβάνεται μεταξύ αυτού του άξονα και της καμπύλης μείωσης της στάθμης: t s =10log t p t dt 0 0 p t dt Αποδείχθηκε σαφής συσχετισμός μεταξύ του αισθήματος της καθαρότητας τόνων μουσικής και των δεικτών C 80 και t s. (Ευθυμιάτος, 2007) Οι δείκτες αυτοί επηρεάζονται σημαντικά από τη θέση της πηγής (πηγών ή και τη σχετική θέση αυτών), την θέση του ακροατή, καθώς και την διαμόρφωση του χώρου των πηγών (π.χ. Pit ορχήστρας σε όπερες). (Ευθυμιάτος, 2007) Οι παραπάνω ορισμοί των μεγεθών Καθαρότητας έχουν νόημα μόνο για κανονική μείωση της στάθμης του ήχου. Κάθε μορφή ενεργειακής ανωμαλίας επηρεάζει σημαντικά την μέτρηση της Καθαρότητας και δίνει αποτελέσματα τα οποία δεν είναι συμβατά με την υποκειμενική αντίληψη. Το τελευταίο κριτήριο είναι μάλλον σταθερό. Τα άλλα δύο παρουσιάζουν διαφορές προκειμένου να λαμβάνονται υπόψη στην αξιολόγηση των αποτελεσμάτων: Η ηχώ και τα παρεμφερή προς αυτήν φαινόμενα επηρεάζουν την έννοια της καθαρότητας. Μία απότομη αύξηση στάθμης κατά 10dB μετά από παρέλευση διαστήματος ή μεγαλύτερου των 50ms, γίνεται έντονα αντιληπτή ως ηχώ και επηρεάζει την αίσθηση της καθαρότητας. Ακόμη και στην περίπτωση ίσων τιμών του συντελεστή καθαρότητας, εάν η κατανομή στης στάθμης είναι τέτοια, που να υπάρχει μεγαλύτερη συγκέντρωση ισχύος τα πρώτα 30ms, η αίσθηση καθαρότητας είναι μεγαλύτερη στην περίπτωση αυτή. Επομένως, σημαντικό ρόλο στην αίσθηση της καθαρότητας παίζουν οι πρώτες κοντινές ανακλάσεις. (Ευθυμιάτος, 2007) Καταληπτότητα ομιλίας Επί πολλά χρόνια γίνονται προσπάθειες διερεύνησης του φαινομένου της καταληπτότητας της ομιλίας σε κλειστούς χώρους. Οι προσπάθειες αυτές έγιναν σε δύο κατευθύνσεις: Η μία ακολούθησε την οδό της εξεύρεσης καταλλήλων τεστ, με στόχο την πειραματική διαπίστωση των συνθηκών αντίληψης της ομιλίας. Η άλλη είχε ως στόχο τον ορισμό δεικτών που θα μπορούσαν να υπολογισθούν και να μετρηθούν και χρησιμοποίησε την πρώτη για πειραματική επαλήθευση. 20

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Κύριες παράμετροι από τις οποίες θεωρήθηκε ότι εξαρτάται η καταληπτότητα, είναι η αντήχηση και ο θόρυβος. (Ευθυμιάτος, 2007) Σε προηγούμενο κεφάλαιο έγινε αναφορά στο φαινόμενο της επικάλυψης ήχων. Σύμφωνα με τη σχετική θεωρία, το αποτέλεσμα της επικάλυψης μπορεί να καθοριστεί με βάση τη διαφορά στάθμης και συχνότητας. Έχει αποδειχθεί ότι οι ήχοι χαμηλών συχνοτήτων επικαλύπτουν πιο αποτελεσματικά από εκείνους των υψηλών συχνοτήτων. (Ευθυμιάτος, 2007) Επομένως, σύμφωνα και με το σχήμα, στους χώρους με αυξημένη αντήχηση, τα φωνήεντα, λόγω της μεγαλύτερης διάρκειας των ήχων χαμηλών συχνοτήτων, επικαλύπτουν τα σύμφωνα με αποτέλεσμα την μείωση της καταληπτότητας. Η επίδραση της αντήχησης στις χαμηλές συχνότητες είναι περισσότερο έντονη. (Ευθυμιάτος, 2007) Εικόνα 7 Στην Εικόνα 7 έχουν χαραχθεί οι καμπύλες: L: Της μέσης φασματικής κατανομής της στάθμης ηχητικής ομιλίας, συνολικής τιμής 65 db a% της συμμετοχής των διαφόρων συχνοτήτων φθόγγων (ΑΝSI S 3.5) στην καταληπτότητα στην αγγλική γλώσσα Η μεγαλύτερη στάθμη στις χαμηλές συχνότητες οφείλεται τόσο στην ηχητική ισχύ όσο και στην διάρκεια εκφώνησης των φωνηέντων. Από το σχήμα αυτό γίνεται εμφανής ο κίνδυνος μείωσης της καταληπτότητας με επικάλυψη των συμφώνων από φωνήεντα Η καταληπτότητα συνήθως μετριέται από την απώλεια άρθρωσης(articulation Loss of Consonants-ALC) καθώς και τους Δείκτες Μετάδοσης Ομιλίας (Speech Transmission Index-STI και Rapid Speech Transmission Index-RASTI). Οι τιμές των δεικτών αυτών χαρακτηρίζουν την καταληπτότητα, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. 21

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΚΑΤΑΛΗΠΤΟΤΗΤΑΣ Χαρακτηρισμός Τιμές STI Τιμές ALC Εξαιρετική 1 > STI > 0,75 0 < ALC < 1,5 Πολύ καλή 0,75 STI 0,60 1,5 ALC 7 Μέτρια 0,60 STI 0,45 7 ALC 15 Πτωχή 0,45 STI 0,32 15< ALC< 35 Κακή 0,32 STI 0 35< ALC< 60 Ο πρώτος από τους δείκτες αυτούς είναι ευκολότερο να υπολογιστεί αλλά είναι λιγότερο ακριβής. Είναι καλύτερα προσαρμοσμένος για μετρήσεις και υπολογισμούς συστημάτων με ήχεία. Δεν δίνονται λεπτομέρειες της μεθοδολογίας υπολογισμών, επειδή οι μεν υπολογισμοί γίνονται συνήθως με τα κατάλληλα λογισμικά οι δε μετρήσεις δίνουν απευθείας την αριθμητική τιμή των δεικτών αυτών. (Ευθυμιάτος, 2007) Ο δεύτερος από τους δείκτες αυτούς (STI) εξαρτάται άμεσα από το λόγο του σήματος προς το θόρυβο. Λαμβάνει υπόψη τόσο την φασματική κατανομή ενέργειας της ομιλίας όσο και την διαμόρφωση συχνότητας της φωνής. Η εκτίμηση που απαιτεί τον υπολογισμό 98 τιμών της συνάρτησης μεταφοράς της διαμόρφωσης, δηλαδή ενός πίνακα τιμών του δείκτη m, που είναι συνάρτηση των 7 κεντρικών συχνοτήτων ζωνών οκράβας (125-12,5 Hz) και των 14 συχνοτήτων διαμόρφωσης (0,63-12,5 Ηz). Το γεγονός αυτο δημιουργεί, πολλές φωνές, αδυναμία υπολογισμών στο επίπεδο μελέτης. Για την μείωση του αριθμού των τιμών και, επομένως, απλούστευση των υπολογισμών, περιορίζονται αυτές σε ένα μικρότερο αριθμό χαρακτηριστικών συχνοτήτων (Rapid Speech Transmission-RASTI). (Ευθυμιάτος, 2007) Σε παλαιότερη έρευνα είχε εξετασθεί η επίδραση του λόγου Ut 0 του ωφέλιμου προς τον επιβλαβή ήχο, όπου ως ωφέλιμος λαμβάνεται το συνδυασμένο αποτέλεσμα του απ ευθείας ήχου και πρώτων ανακλάσεων ενώ ως επιβλαβής το συνδυασμένο αποτέλεσμα του θορύβου και καθυστερημένων ανακλάσεων. Ο δείκτης t 0 αντιστοιχεί στο χρόνο διαχωρισμού πρώτων και καθυστερημένων ανακλάσεων. Οι έρευνες που έγιναν σε ορισμένους τύπους μικρών αιθουσών, έδειξαν μεγάλη εξάρτηση της καταληπτότητας ομιλίας από το U 50. (Ευθυμιάτος, 2007) Σε μία δεδομένη στιγμή του STI, αντιστοιχεί ένας συνδυασμός τιμών λόγου σήματος προς το θόρυβο και χρόνου αντήχησης, που αντιστοιχεί σε μία τιμή του U 50. Με τον τρόπο αυτό, λαμβάνεται υπόψη η επωφελής επίδραση των πρώτων ανακλάσεων, δεδομένου ότι, στην αντίθετη περίπτωση, η βέλτιστη καταληπτότητα θα αντιστοιχούσε σε μηδενικό χρόνο αντήχησης. Πρακτικά, τιμές U 50 3 αντιστοιχούν σε εξαιρετική ενώ τιμές μεταξύ -1 και +1 σε καλή καταληπτότητα. Τιμές U 50 1 αντιστοιχούν για μικρές αίθουσες σε T 60 0,7 s και θόρυβο 36 db (Α). Για μεγαλύτερες αίθουσες(μέχρι 3000 m 3 ) η στάθμη θορύβου, που αντιστοιχεί, μειώνεται ανάλογα με το δεκαπλάσιο του λογαρίθμου του λόγου των όγκων. (Ευθυμιάτος, 2007) Αναφέρεται επίσης, η χρησιμοποίηση του δείκτη άρθρωσης (Αrticulation Index), για τον υπολογισμό του οποίου αθροίζονται στις διάφορες ζώνες συχνοτήτων οι διαφορές του θορύβου από τον χρήσιμο ήχο με συντελεστές βαρύτητας, οριζόμενους ανά ζώνη συχνοτήτων. (Ευθυμιάτος, 2007) 22

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία Σε πολλές περιπτώσεις αιθουσών για ομιλία, δίνεται έμφαση στην μείωση και όχι στην βελτιστοποίηση του χρόνου αντήχησης, για επίτευξη υψηλής τιμής δείκτη STI και μέγιστης καταληπτότητας. Για τον λόγο αυτό, μεγάλες επιφάνειες επικαλύπτονται με ηχοαπορροφητικές επενδύσεις, με αποτέλεσμα την μείωση των πρώτων ανακλάσεων. Σε πειράματα που έγιναν, διαπιστώθηκε σημαντική επίδραση στην καταληπτότητα πρώτων ανακλάσεων, που φθάνουν με καθυστέρηση μέχρι 50 ms σε σχέση με τον απ ευθείας ήχο. Είναι αυτονόητο ότι η επίδραση είναι μεγαλύτερη όταν το απ ευθείας πεδίο είναι ασθενές. (Ευθυμιάτος, 2007) Σύμφωνα με τα παραπάνω, φαίνεται ότι κατάλληλη παράμετρος αντήχησης για την εκτίμηση της καταληπτότητας είναι ο EDT, ο οποίος εξαρτάται και από τις σχετικές θέσεις πηγήςακροατή αλλά και από την κατευθυντικότητα της πηγής. Σε αίθουσες με μεγάλο χρόνο αντήχησης, στις οποίες, μάλιστα,λόγω της απουσίας ηχοαπορροφητικών επιφανειών υπάρχουν έντονες ανακλάσεις, είναι ασφαλέστερη η εκτίμηση του EDT 10 ή και του EDT (160ms). (Ευθυμιάτος, 2007) Παρ όλη την καθιέρωση των παραπάνω δεικτών και παραμέτρων, διάφορα προβλήματα εξακολουθούν να υπάρχουν. Αυτά π.χ., αφορούν την παράμετρο αντήχησης, που θα ληφθεί υπ όψη, την αξιοπιστία των δεικτών αυτών, την σημασία άλλων παραγόντων, τους οποίους οι δείκτες δεν αξιολογούν, το σχετικό βάρος κάθε ενός παράγοντα κ.λ.π. Επί πλέον, σε χώρους μικρής δυνατότητας ρύθμισης της αντήχησης, είναι σημαντική η βελτιστοποίηση των συνθηκών λειτουργίας του συστήματος αίθουσας-πηγής-ακροατή για την μέγιστη καταληπτότητα. (Ευθυμιάτος, 2007) Ο δείκτης D 50 είναι άμεσα συνδεδεμένος με το δείκτη U 50 (που περιλαμβάνει και το θόρυβο), μολονότι ο τελευταίος στον παρονομαστή περιλαμβάνει την καθυστερημένη ενέργεια, όπως ο δείκτης διαύγειας C t2, όπου ως t 2 λαμβάνονται συνήθως τα 80 ms. Eπίσης, σύμφωνα με τα παραπάνω, το όριο των 50 ms συμφωνεί με την αίσθηση της αντήχησης και την καταληπτότητα, όμως δεν αντιστοιχεί στο EDT 10 κυρίως σε χώρους μεγάλης αντήχησης με μη ομαλή καμπύλη στάθμης/χρόνου. Επομένως, είναι αυτονόητο ότι μία απλή γεωμετρική εξέταση του αντίστοιχου χώρου είναι εντελώς ανεπαρκής. Τέλος, δεν λαμβάνεται υπόψη ο θόρυβος ούτε όσα σημειώνονται στο προηγούμενο σχήμα. Επομένως, και η χρήση του D 50 είναι ανεπαρκής. (Ευθυμιάτος, 2007) O δείκτης STI θεωρήθηκε ως ένα στιβαρό μέσο εκτίμησης της καταληπτότητας, γεγονός που υποστηρίχθηκε σε σειρά δημοσιεύσεων. Όμως, πέραν της δυσχέρειας του υπολογισμού του, η χρήση του παρουσιάζει διάφορα μειονεκτήματα. Π.χ., δεν λαμβάνει υπόψη την καμπύλη κατανομής της καταληπτότητας στις διάφορες ζώνες συνχοτήτων, λαμβάνει την ίδια τιμή για θετικές και αρνητικές τιμές καθυστέρησης, θεωρήθηκε ότι υπο-εκτιμά της επίδραση της αντήχησης, ότι το φάσμα συχνοτήτων διαμόρφωσης πρέπει να διευρυνθεί. Το STI μετρά μόνο την συγκέντρωση ή διασπορά ενέργειας στο πεδίο του χρόνου. Επομένως, οποιαδήποτε τέτοια συγκέντρωση, ανεξάρτητα από την διαφορά φάσης, αυξάνει την τιμή του. Αφετέρου διάφορα πειράματα αμφισβήτησαν την αξιοπιστία του. (Ευθυμιάτος, 2007) Οι ανακλάσεις και η αντήχηση μπορεί να συμβάλλουν σημαντικά στην μετάδοση αλλά και την ενίσχυση του θορύβου. Συνήθως, ο θόρυβος εξετάζεται ως ανεξάρτητη παράμετρος, ακόμη και στους χώρους υψηλής αντήχησης. Η σύζευξη αντήχησης (ή ακόμη και μεμονωμένων ανακλάσεων) με τον θόρυβο και την καταληπτότητα. Ως ενιαίου συνόλου, θα επέτρεπε την ακριβέστερη πρόγνωση, ιδιαίτερα σε κρίσιμες καταστάσεις. Όλα τα παραπάνω κριτήρια δεν λαμβάνουν υπόψη 23

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 :Θεωρία την περίπλοκη διαδικασία της αντίληψης και κατανόησης του λόγου, η οποία δεν περιορίζεται απλώς στην αναγνώριση των συλλαβών. Εάν ληφθούν υπόψη και οι στόχοι αυτής της μορφής, θα πρέπει να εξετάζεται η επίδραση στην καταληπτότητα του θορύβου με πληροφορία, ώστε αυτή να ελαχιστοποιείται. Άλλωστε, στα κριτήρια όχλησης από θόρυβο λαμβάνεται υπόψη και η πληροφορία, η οποία περιέχεται σε αυτόν. (Ευθυμιάτος, 2007) Πάντως ένα χρήσιμο πρακτικό ποιοτικό συμπέρασμα είναι ότι η αυξημένη αντήχηση, κυρίως στις χαμηλές συχνότητες, μειώνει την καταληπτότητα, ενώ χρήσιμες είναι οι πρώιμες πρώτες ανακλάσεις στις υψηλές συχνότητες. (Ευθυμιάτος, 2007) Η μείωση του χρόνου αντήχησης έχει ως συνέπεια αφ ενός την αύξηση της ευκρίνειας (καθαρότητας, καταληπτότητας) αφετέρου τη μείωση της πληρότητας των τόνων (ο ήχος γίνεται λιγότερο πλούσιος). Αυτό μπορεί να αποτελέσει ένα σημαντικό ελάττωμα, ακόμη και σε αίθουσες ομιλίας (θέατρο), όταν ο χρόνος αντήχησης μειωθεί υπερβολικά. (Ευθυμιάτος, 2007) Ένα ακόμα σχεδιάγραμμα χρήσιμο για την ακουστική χώρων ομιλιών είναι το ακόλουθο: Εικόνα 8: Αντικειμενικές μετρήσεις σε σχέση με υποκειμενικά κριτήρια για χρήση ομιλίας και μουσικής Η σηματοθορυβική σχεση-snr Η σηματοθορυβική σχέση συνδέεται άμεσα με την καταληπτότητα ομιλίας. Υψηλό SNR δηλώνει καλή καταληπτότητα. Ως γνωστόν η σηματοθορυβική σχέση SNR (signal to noise ratio) oρίζεται ως ο λογαριθμικός λόγος της στάθμης του σήματος προς τη στάθμη του θορύβου σε db. Επομένως αν σε μερικούς χώρους ζητούμενο είναι η αύξηση του SNR, αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε με την αύξηση της στάθμης του σήματος είτε με τη μείωση της στάθμης του θορύβου ή και τα δύο ταυτόχρονα. (Γιαβουνάκης, 2012) Ο λόγος SNR μπορεί να πάρει θετικές ή αρνητικές τιμές. Όταν ο λόγος SNR είναι μεγαλύτερος από 10 db, η επικοινωνία θεωρείται ικανοποιητική. (Γιαβουνάκης, 2012) 24

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 : Ακουστική κλειστών χώρων 2.1 Τα υποκειμενικά και αντικειμενικά κριτήρια της ακουστικής ποιότητας Ο χαρακτήρας μιας αίθουσας ως καλής ή κακής, εξαρτάται βασικά από την χρήση της. Έχουν προταθεί πολλοί παράγοντες, οι οποιόι συμβάλλουν στον χαρακτηρισμό της ακουστικής μιας αίθουσας: άνεση στην ακρόαση, ιδιωτικός χώρος, εύρος, λαμπρότητα, κ.λ.π. Η ανάλυση των κριτηρίων αυτών υπάγεται στον τομέα της ψυχο-ακουστικής. Χρησιμοποιούνται για την υποκειμενική αξιολόγιση των αιθουσών. Μάλιστα, σε πολλές περιπτώσεις τα κριτήρια είναι διαφορετικά για τους ακροατές και τον ομιλητή ή την ορχήστρα.(ευθυμιάτος,2007) Η αξιολόγιση γίνεται με την συμπλήρωση ερωτηματολογίων από το αντόστοιχο κοινό. Ο ερευνητής οδηγείται στην πρόταση τιμών αναφοράς, από συγκρίσεις με άλλα αποτελέσματα, και από την ανάλυση των αποτελεσμάτων, τα οποία λαμβάνει, ερμηνεύοντας τη σημασία των διακυμάνσεων των απαντήσεων μεταξύ των διαφόρων ατόμων του κοινού. Η ερμηνεία αυτή πρέπει να λάβει υπ οψη την ιδιοσυγκρασία των ατόμων, την εμπειρία τους, την μόρφωση και την σχετική εκπαίδευση στην εργασία αυτή. Τα υποκειμενικά αυτά κρητήρια συνδέονται με άλλα, στα οποία μπορεί να γίνει συγκριτική αξιολόγιση.(ευθυμιάτος,2007) Για τον επιστημονικό σχεδιασμό μιας αίθουσας, ανάλογα με την χρήση της, είναι απαραίτητος ο καθορισμός κριτηρίων, τα οποία θα μπορούν να υπολογιστούν πριν και να μετρηθούν μετά από την κατασκευή της. Τα κριτήρια αυτά λέγονται αντικειμενικά και πρέπει να αντιστοιχούν σε υποκειμενικά. Τα βασικότερα αντικειμενικά κρητήρια αναφέρονται στην συνέχεια του κεφαλαίου. (Ευθυμιάτος,2007) 2.2 Συμπεριφορά του ήχου σε κλειστούς χώρους Ο ήχος όταν διαδίδεται σε κλειστούς χώρους συμπεριφέρεται διαφορετικά από όταν διαδίδεται σε ανοικτούς. Στους ανοικτούς χώρους ο ήχος φθάνει απ ευθείας από την πηγή στον δέκτη, ενώ σε κλειστούς ο ήχος εκτός από την απ ευθείας διάδοση φθάνει στον δέκτη μετά από διαδοχικές ανακλάσεις στα τοιχώματα του χώρου, με αποτέλεσμα να αλλοιώνεται η αρχική κυματομορφή του εκπεμπόμενου ήχου. Βασικό ρόλο στην ακουστική συμπεριφορά των κλειστών χώρων παίζει η απορρόφηση του ήχου και οι διαστάσεις του χώρου. (Σκαρλάτος, 2009) Όταν μελετάμε την ακουστική των κλειστών χώρων θα πρέπει να έχουμε υπόψη μας την κυματική φύση του ήχου. Οι χώροι όσον αφορά τον τρόπο μελέτης τους διακρίνονται σε μικρούς, μεγάλους και πολύ μεγάλους. Ένας χώρος θεωρείται μεγάλος όταν η μικρότερη διάσταση του είναι κατά δύο μήκη κύματος τουλάχιστον μεγαλύτερη από το μήκος κύματος της συχνότητας που μας ενδιαφέρει. Ο ίδιος χώρος θεωρείται πολύ μεγάλος όταν οι αποστάσεις των επιφανειών που ορίζουν το χώρο είναι τόσο μεγάλες ώστε η απορρόφηση του ήχου από τον αέρα να είναι σημαντική. Ένας χώρος m π.χ., θεωρείται μικρός για συχνότητα 100 Ηz ενώ θεωρείται μεγάλος για συχνότητα 1000 Hz. (Σκαρλάτος, 2009) 25

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων Γενικά υπάρχουν τρεις τρόποι μελέτης της ακουστικής συμπεριφοράς των κλειστών χώρων: α) Η κυματική ακουστική: Mε την μέθοδο αυτή μελετάμε τους μικρούς χώρους όπου τα κυματικά φαινόμενα και κυρίως αυτά της συμβολής είναι πολύ έντονα. (Σκαρλάτος, 2009) β) Η στατιστική ακουστική: Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται σε μεγάλους και πολύ μεγάλους χώρους. Η προσέγγιση του προβλήματος γίνεται με την βοήθεια της στατιστικής ανάλυσης κι αυτό γιατί τα κυματικά φαινόμενα είναι πολύ μπλεγμένα. (Σκαρλάτος, 2009) γ) Η γεωμετρική ακουστική: Και αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε μεγάλους χώρους, οι δε υπολογισμοί γίνονται με την βοήθεια των τύπων της γεωμετρικής οπτικής. (Σκαρλάτος, 2009) 2.3 Aκουστικά Πεδία Ελεύθερο πεδίο (Free field) είναι ο χώρος στον οποίο δεν υπάρχουν ανακλώμενες επιφάνειες. Στην περίπτωση αυτή έχουμε ελεύθερη διάδοση των ηχητικών κυμάτων. (Σκαρλάτος, 2009) Εφ όσον το τετράγωνο της ηχητικής πίεσης είναι ανάλογο της έντασης, τότε η στάθμη ηχητικής πίεσης θα μεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα με το τετράγωνο της απόστασης. (Σκαρλάτος, 2009) Γενικά αν η στάθμη ηχητικής πίεσης σε απόσταση r 1 από την πηγή είναι L p1 τότε η στάθμη L p2 σε απόσταση r 2 θα δίδεται από τη σχέση: L p2 =L p1 20log r 2 r 1 που σημαίνει ότι έχουμε μείωση της στάθμης κατά 6 db για κάθε διπλασιασμό της απόστασης. Ένας κλειστός χώρος οπωσδήποτε δεν πληρεί τις παραπάνω προϋποθέσεις, μπορούμε όμως να προσεγγίσουμε την παραπάνω κατάσταση αν χρησιμοποιήσουμε τοιχώματα πλήρως απορροφητικά δηλαδή να απορροφούν όλο τον ήχο που πέφτει επάνω σ αυτά. Ο χώρος αυτός που προσεγγίζει την ιδανική κατάσταση ονομάζεται ανηχοικός (Anechoic Chamber). (Σκαρλάτος, 2009) Στην αντίθετη περίπτωση που ο κλειστός χώρος αποτελείται από τοιχώματα τελείως ανακλαστικά που ανακλούν όλη την ενέργεια που προσπίπτει ο ήχος ανακλάται πολλές φορές στα τοιχώματα. Ο χώρος αυτός ονομάζεται χώρος αντήχησης και το αντίστοιχο πεδίο, αντηχητικό πεδίο (Reverberant field), και η στάθμη του ήχου σε οποιοδήποτε σημείο του είναι σταθερή. (Σκαρλάτος, 2009) Μεταξύ αυτών των δύο ακραίων καταστάσεων που δεν υφίσταται στην πραγματικότητα υπάρχει και η ενδιάμεση κατάσταση με τοιχώματα ημιανακλαστικά οπότε το αντίστοιχο πεδίο ονομάζεται ημιαντηχητικό πεδίο (Semireverberant field). (Σκαρλάτος, 2009) Στην πράξη αν σ ένα κλειστό χώρο υπάρχει μια πηγή, ο χώρος γύρω από την πηγή μπορεί να χωριστεί σε τρεις περιοχές: 26

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων 1) Κοντινό πεδίο (Near field) Είναι μια μικρή περιοχή γύρω από την πηγή όπου το τετράγωνο της ηχητικής πίεσης δε σχετίζεται απλά με την ένταση του ήχου. Αυτό συμβαίνει και όταν η πηγή βρίσκεται σε ανοικτό χώρο. Σύμφωνα με τους κανονισμούς ΕΛΟΤ κοντινό πεδίο μιας ηχητικής πηγής που ακτινοβολεί σε συνθήκες ελεύθερου ηχητικού πεδίου είναι η περιοχή εκείνη του ηχητικού πεδίου της πηγής στην οποία η ηχητική πίεση και η ηχητική σωματιδιακή ταχύτητα δεν είναι σε φάση. Στον καθορισμό της ηχητικής πίεσης παίζουν σπουδαίο ρόλο οι διαστάσεις, το υλικό, η γεωμετρία της πηγής κ.λ.π. (Σκαρλάτος, 2009) Γενικά αν η πηγή μου είναι σφαιρική και ισότροπη η περιοχή αυτή εκτείνεται μέχρι δύο μήκη κύματος του εκπεμπόμενου ήχου. Αν η πηγή μου έχει μεγάλο ανώμαλο σχήμα και η κατευθυντικότητα είναι γνωστή τότε η περιοχή αυτή εκτείνεται από δύο έως πέντε φορές τη μεγαλύτερη χαρακτηριστική διάσταση της πηγής. Μετρήσεις του ήχου σε αυτήν την περιοχή δεν μπορούν να καθορίσουν την εκπεμπόμενη ισχύ της πηγής. Η ταχύτητα των σωματιδίων και η πίεση δεν βρίσκονται σε φάση. (Σκαρλάτος, 2009) Παρατηρηση Σε περίπτωση που το μήκος είναι πολύ μιρκό η ηχητική πίεση και η ηχητική σωματιδιακή ταχύτητα μπορεί να είναι σε φάση. Σε τέτοιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται ο όρος πλησιέστατο ηχητικό πεδίο. (ΕΛΟΤ 556.1) 2) Μακρινό πεδίο (Far field) Ως μακρινό ηχητικό πεδίο μιας ηχητικής πηγής που ακτινοβολεί σε συνθήκες ελευθέρου ηχητικού πεδίου είναι η περιοχή εκείνη του ηχητικού πεδίου στην οποία η ηχητική πίεση και η ηχητική σωματιδιακή ταχύτητα είναι ουσιαστικά σε φάση και στην οποία η ηχητική σωματιδιακή ταχύτητα είναι αντίστροφα ανάλογη με την απόσταση από την πηγή (ΕΛΟΤ 556.1). (Σκαρλάτος, 2009) Το μακρινό ηχητικό πεδίο αρχίζει μετά το κοντινό πεδίο. Στην περιοχή αυτή η στάθμη ηχητικής πίεσης ελαττώνεται κατά 6 db για κάθε διπλασιασμό της απόστασης και η ένταση είναι ανάλογη του τετραγώνου της ακουστικής πίεσης. Ένα σημείο βρίσκεται στο χώρο του μακρινού πεδίου αν η απόσταση του από την πηγή ικανοποιεί τις σχέσεις: όπου λ το μήκος κύματος του ήχου, l η μεγαλύτερη διάσταση της πηγής. r λ 2 πl,r l,r 2π 2λ Παρατηρηση Σε περίπτωση που το μήκος κύματος είναι πολύ μεγάλο, σε απόσταση μεγαλύτερη ή ίση με 2α, (α 27

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων τυπική διάσταση της πηγής), η ηχητική πίεση και η ηχητική σωματιδιακή ταχύτητα μπορεί να μην είναι σε φάση. Σε τέτοιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται ο όρος απόμακρο ηχητικό πεδίο (ΕΛΟΤ 556.1) (Σκαρλάτος, ) Αντηχητικό πεδίο (Reverberant field) Είναι το πεδίο που προέρχεται από την συμβολή απ ευθείας και ανακλώμενων ηχητικών κυμάτων. Το πεδίο αυτό έχει σχεδόν σταθερή πυκνότητα ακουστικής ενέργειας. Ως αντηχητικό πεδίο σε ένα ολικά ή μερικά κλειστό χώρο όπου λειτουργεί ηχητική πηγή είναι η συνιστώσα του ηχητικού πεδίου που προέρχεται από τις αλλεπάλληλες ανακλάσεις των ηχητικών κυμάτων στις περατωτικές επιφάνειες του χώρου και στην οποία η επίδραση του ήχου που φθάνει κατευθείαν από την πηγή είναι αμελητέα (ΕΛΟΤ 556.1) (Σκαρλάτος, 2009) Στην περιοχή του μακρινού πεδίου μπορούμε να επιτύχουμε μια επιπλέον μείωση της στάθμης του θορύβου (εκτός από την αύξηση της απόστασης από την πηγή), με την αύξηση της απορρόφησης του χώρου. Η επιπλέον αυτή μείωση δίνεται από την σχέση NR=log a 2 s a 1 s όπου ΝR η επιπλέον μείωση στάθμης θορύβου, α 1 s η μέση απορρόφηση του χώρου πριν τη βελτίωση α 2 s η μέση απορρόφηση του χώρου μετά τη βελτίωση. Έκτός από το αντηχητικό πεδίο υπάρχει και το ημιαντηχητικό πεδίο (Semireverberant field) που ορίζεται ως εξής: Ημιαντηχητικό πεδίο είναι το αντηχητικό πεδίο που επικρατεί σε ένα μεγάλο κλειστό χώρο με επιφάνειες που έχουν μέτρια ηχοανακλαστικότητα (ΕΛΟΤ 556.1). Χώροι με τελείως απορροφητικά τοιχώματα ονομάζονται ανηχοικοί και χρησιμοποιούνται για ακουστικές μετρήσεις. Όταν μέρος των τοιχωμάτων είναι απορροφητικά οι χώροι αυτοί ονομάζονται ημιανηχοικοί. (Σκαρλάτος, 2009) 2.4 Κριτήρια ακουστικής αιθουσών ομιλιών Η καταληπτότητα εξαρτάται από το masking effect (επικάλυψη) των εξωτερικών ήχων κατά την διάρκεια της ομιλίας την στιγμή που την ακούει ο ακροατής. Το masking effect μπορεί να οφείλεται σε θόρυβο από διάφορες πηγές του περιβάλλοντος ή από αντανακλάσεις των λέξεων της ίδιας της ομιλίας. Η ομιλία συνδυάζει τους γρήγορους υψηλής συχνότητας ήχους των συμφώνων με τους ευρύτερους τόνους των φωνηέντων. Η αναγνώριση των συμφώνων είναι αυτή που συσχετίζεται περισσότερο με την ευκρίνεια της ομιλίας έτσι η μετάδοση της ανόθευτης πληροφορίας των υψηλών συχνοτήτων είναι κρίσιμη. Υπάρχουν λέξεις οι οποίες λόγω του τονισμού τους έχουν ηχηρότερο κάποιο μέρος της λέξης όπως η λέξη back που έχει ηχηρότερο το μέρος που περιέχει το φωνήεν σε σχέση με τα σύμφωνα που ακολοθούν. Από την στιγμή που το πρώτο μέρος της λέξη είναι δυνατότερο από το υπόλοιπο η ουρά της αντήχησης της μπορεί να καλύψει τα σύμφωνα στο τέλος της λέξης. (Long 2006) 28

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων Στον σχεδιασμό των αιθουσών ομιλίας η δυνατότητα της κατανόησης της ομιλίας είναι πολύ σημαντική. Τα αρχιτεκτονικά στοιχεία αυτών των αιθουσών- μέγεθος, σχήμα, υλικά καθώς και ο θόρυβος περιβάλλοντος- όλα επηρεάζουν την ευκρίνεια. Υπάρχουν αρκετές θεμελιώδης απαιτήσεις στον σχεδιασμό αιθουσών για χρήση ομιλίας κάθε ένα από τα οποία συμβάλει στην επίτευξη ενός ισχυρού σήματος ως προς τον θόρυβο επίπεδο στον δέκτη: Πρέπει να υπάρχει επαρκής ένταση Η στάθμη του ήχου πρέπει να είναι σχετικά ομοιόμορφη Τα χαρακτηριστικά της αντήχησης του χώρου πρέπει να είναι τα κατάλληλα Πρέπει να υπάρχει ένας μεγάλος λόγος του σήματος ως προς τον θόρυβο περιβάλλοντος Ο θόρυβος περιβάλλοντος πρέπει να είναι αρκετά χαμηλός για να μην αντιδρά με το ακουστικό περιβάλλον Στον χώρο δεν πρέπει να υπάρχουν ακουστικά ελλατώματα, όπως μεγάλης διάρκειας καθυστερημένες ανακλάσεις, ηχώ, εστιάσεις και συντονισμοί. (Long, 2006) Ο χρόνος αντήχησης σε μία αίθουσα ομιλίας (διαλέξεων, συνεδρίων, θέατρο) δεν πρέπει να είναι πολύ χαμηλός, διότι μειώνεται η χροιά του, ο δείκτης ισχύος του και οι πλάγιες ανακλάσεις. Επί πλέον, είναι απαραίτητη η συμβολή πρώιμων ανακλάσεων. Ως συμβιβασμός μεταξύ των λοιπών κριτηρίων και της καταληπτότητας, θεωρείται ικανοποιητικός γενικά ένας χρόνος αντήχησης της τάξεως του 1s, στις μεσαίες συχνότητες. (Ευθυμιάτος, 2007) Γενικά, οι βέλτιστες τιμές του χρόνου αντήχησης καθορίζονται ως συνάρτηση του όγκου της αίθουσας. Οι τιμές αυτές αντιστοιχούν στην λειτουργία του χώρου υπό κανονική πληρότητα. Πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα, ώστε να μην υπάρχουν σημαντικές αποκλίσεις, όταν αυτή μεταβάλλεται. Το πρόβλημα αυτό είναι σημαντικό και μπορεί να επιδεινώσει σημαντικά την ακουστική λειτουργία της αίθουσας, εάν έχουν γίνει οι υπολογισμοί και έχει προβλεφθεί η κατασκευή για αίθουσα με μεγάλο βαθμό πληρότητας και λειτουργεί με πολύ χαμηλό. Σημαντικό ρόλο για την επίτευξη του στόχου της σταθεροποίησης του χρόνου αντήχησης, ανεξάρτητα της πληρότητας παίζουν τα καθίσματα. (Ευθυμιάτος, 2007) Όσον αφορά τις μεταβολές του χρόνου αντήχησης συναρτήσει της συχνότητας, προδιαγράφεται να έχει μικρές μεταβολές στο φάσμα με κεντρικές συχνότητες από 125 έως 4000 Hz. Εν τούτοις, γίνεται γενικά αποδεκτή απόκλιση περίπου 25 έως 30 % αύξησης του χρόνου αντήχησης στις χαμηλές και μείωσης στις υψηλές συχνότητες. Πιστεύεται ότι, παρ όλον ότι η αύξηση στις χαμηλές συχνότητες είναι επιθυμητή σε χώρους ομιλίας και, επομένως, η ανοχή αυτή στην αύξηση του χρόνου αντήχησης των χώρων ομιλίας πρέπει να χρησιμοποιείται με φειδώ. (Ευθυμιάτος, 2007) Επειδή τα φαινόμενα αντήχησης δρουν προσθετικά (όσον αφορά την καταληπτότητα) στη δράση του θορύβου, στους χώρους με αυξημένο θόρυβο ο χρόνος αντήχησης πρέπει να προδιαγράφεται κάπως χαμηλότερος από εκείνον που γενικά προτείνεται για χώρους με χρήση 29

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων ομιλίας. Σε χώρους με μεγάλη αντήχηση, ένα μεγαφωνικό σύστημα, κατάλληλα μελετημένο, μπορεί να βελτιώσει την καταληπτότητα (και ορισμένους από τους άλλους δείκτες). Όμως, παρ όλη τη βελτίωση, δεν είναι δυνατή η επίτευξη μεγάλης ακουστικής άνεσης ούτε σημαντικής αύξησης της καταληπτότητας, δεδομένου ότι το αντηχητικό πεδίο υπάρχει και ορισμένες μάλιστα φορές ενισχύεται. (Ευθυμιάτος, 2007) Ο πρώιμος χρόνος αντήχησης δεν πρέπει να διαφέρει πολύ από τον T R, αλλά πρέπει να είναι μικρότερος του. Ένα κοινά αποδεκτό κριτήριο είναι 0,8 T R EDT T R Oι τιμές του G M πρέπει να είναι θετικές και, αν είναι δυνατόν, μεγαλύτερες των 3 db. Η καταληπτότητα πρέπει να είναι κατά το δυνατόν μεγάλη. Αυτό οδηγεί στις επιθυμητές τιμές των λοιπών παραμέτρων: Στην ζώνη του 1 khz, π.χ., 4 db U 50 6 db,4 db C 80 7 db και 50 D Με τις τιμές αυτές επιτυγχάνεται η μέγιστη καταληπτότητα. Μεγαλύτερη καθαρότητα μπορεί να οδηγήσει σε μείωση του πλούτου των τόνων. (Ευθυμιάτος, 2007) Προκειμένου να επιτευχθεί η αίσθηση κατευυντικότητας του ήχου αλλά και να παραμείνει ένας αριθμός πλευρικών ανακλάσεων, ο δείκτης LF πρέπει να λαμβάνει τιμές περί το 0,25. Σημειώνεται η σημασία, που αποδείχθηκε πειραματικά, των πρωίμων ανακλάσεων, για την οποία έχει εισαχθεί και ο δείκτης ωφέλειας πρώιμων ανακλάσεων (early reflection benefit- ERB), ERB=G 50 G 10 db, όπου το G 10 περιλαμβάνει κυρίως τον απ ευθείας ήχο. (Ευθυμιάτος, 2007) 2.5 Αρχές διαμόρφωσης αιθουσών ομιλιών Κύριος στόχος σε ένα χώρο ομιλίας είναι η εξασφάλιση υψηλής καταληπτότητας χωρίς ο ήχος να γίνεται ιδιαίτερα ξηρός ή πτωχός, με τις τιμές των διαφόρων δεικτών. Ο στόχος αυτός επιτυγχάνεται με τα εξής μέσα: Ρύθμιση της αντήχησης στα επιθυμητά επίπεδα, όπως έχει αναφερθεί, Εξασφάλιση της επιθυμητής στάθμης του απ ευθείας ηχητικού πεδίου, των πρώιμων πρώτων ανακλάσεων και γενικά του χρήσιμου ήχου Ρύθμιση των τιμών των δεικτών πλευρικών ανακλάσεων και δι-ωτικής ακρόασης στις τιμές, που καθορίστηκαν, ώστε να υπάρχει επαρκής γνώση της θέσης της πηγής-ακροατή Μερική αρχική χρονική καθυστέρηση. (Ευθυμιάτος, 2007) Μία πρόσθετη απαίτηση είναι η μειωμένη στάθμη θορύβου. Από την εφαρμογή του τύπου Sabine προκύπτει ότι μείωση της αντήχησης σε επιθυμητά επίπεδα είναι δυνατόν να γίνει είτε με μείωση του όγκου είτε με αύξηση της ισοδύναμης επιφάνειας ηχοαπορρόφησης. Η εκτεταμένη χρήση ηχοαπορροφητικών επιφανειών αφενός μειώνει τον πλούτο 30

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων του ήχου αφ ετέρου μειώνει τις δυνατότητες ύπαρξης χρήσιμων ανακλάσεων. Αφετέρου, οι ανακλάσεις από απομακρυσμένες επιφάνειες, φθάνουν με αρκετή καθυστέρηση και είναι λιγότερο αποτελεσματικές, επειδή συνεπάγονται σημαντική μείωση της στάθμης. Προκειμένου οι ανακλάσεις να συμβάλλουν στην μείωση της αρχικής χρονικής καθυστέρησης, πρέπει να προέρχονται από επιφάνειες, οι οποίες δεν βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση από τον ακροατή ή τον ομιλητή. (Ευθυμιάτος, 2007) Σύμφωνα με όσα έχουν ήδη αναπτυχθεί, ο επιθυμητός ο χρόνος αντήχησης πρέπει να είναι κατά το δυνατόν ο ίδιος (με μικρές ανοχές διακύμανσης) σε όλες τις ζώνες συχνοτήτων από 125 έως 4000 Hz. Πολλές επιφάνειες (μοκέτα, καθίσματα, κοινό) αλλά και ο αέρας απορροφούν την ηχητική ενέργεια κυρίως στις μεσαίες και υψηλές συχνότητες. Αφετέρου, για διόρθωση σφαλμάτων της αίθουσας (π.χ., αποφυγή ηχούς) χρησιμοποιούνται σε συγκεκριμένες θέσεις απορροφητές μεσαίων και υψηλών συχνοτήτων (κυρίως λόγω του μεγάλου συντελεστή ηχοαπορρόφησης). Υπάρχει, επομένως, η αναγκαιότητα εκτεταμένης χρησιμοποίησης απορροφητών χαμηλών συχνοτήτων και για τον πρόσθετο λόγο του μειωμένου συντελεστή ηχοαπορρόφησης, τον οποίο έχουν οι διατάξεις αυτές. Χρήσιμος ήχος για την ομιλία είναι κυρίως εκείνος των μεσαίων και υψηλών συχνοτήτων. Επομένως, οι απορροφητές των χαμηλών συχνοτήτων, είναι δυνατόν να τοποθετηθούν στις επιφάνειες, οι οποίες προσδιορίζονται για χρήσιμες ανακλάσεις. Τμήματα του κελύφους (π.χ., ψευδοροφή ή επένδυση από ξύλο ή γυψοσανίδα) είναι δυνατόν να χρησιμεύσουν ως τέτοιες επιφάνειες. Το απαιτούμενο εμβαδόν των επιφανειών απορροφητών χαμηλών συχνοτήτων (όπως και το αντίστοιχο των απορροφητών μεσαίων και υψηλών συχνοτήτων) καθορίζεται από τους σχετικούς υπολογισμούς (π.χ., με τους τύπους Sabine ή του Eyring). Στην συνέχεια γίνεται αναφορά σε ανακλαστική επιφάνεια, νοείται είτε καθεαυτό ανακλαστική επιφάνεια (με χαμηλό συντελεστή απορρόφησης σε όλο το φάσμα συχνοτήτων) είτε απορροφητής χαμηλών συχνοτήτων. (Ευθυμιάτος, 2007) Τα καθίσματα παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην ακουστική της αίθουσας. Συνιστάται η χρησιμοποίηση επενδεδυμένων (ηχοαπορροφητικών) καθισμάτων, προκειμένου να μην υπάρχουν σημαντικές μεταβολές της ακουστικής συμπεριφοράς, ανάλογα με την πληρότητα της αίθουσας. Η στάθμη ηχητικής πίεσης είναι φθίνουσα συνάρτηση της απόστασης από την πηγή. Έχει ήδη αποδειχθεί ότι ο διπλασιασμός της απόστασης από μη κατευθυνόμενη πηγή σε ελεύθερο πεδίο προκαλεί μείωση της απόστασης από μη κατευθυντική πηγή σε ελεύθερο πεδίο προκαλεί μείωση της στάθμης ηχητικής πίεσης κατά 6 db. Αυτό οδηγεί στο πρακτικό αποτέλεσμα ότι, σε έναν κλειστό χώρο με χαμηλή στάθμη θορύβου, χωρίς ιδιαίτερη επεξεργασία των επιφανειών αλλά και χωρίς αυξημένη αντήχηση, η ανθρώπινη φωνή, όταν δεν παρεμβάλλονται εμπόδια, είναι καταληπτή σε απόσταση μέτρων, ανάλογα με την ένταση της. Το όριο αυτό αυξάνει στην περίπτωση αυξημένων πρώτων πρώιμων ανακλάσεων σε μέτρα για αίθουσες διδασκαλίας ή διαλέξεων και σε 25 μέτρα για θέατρα, δεδομένης της γενικά αυξημένης ισχύος της φωνής των ηθοποιών. (Ευθυμιάτος, 2007) Σημαντικό ρόλο στην διαμόρφωση των τιμών των δεικτών, παίζει η στάθμη ηχητικής ισχύος του απ ευθείας πεδίου. Τα κεφάλια των προκαθημένων θεατών αποτελούν εμπόδια, στοιχεία διάχυσης και απορρόφησης στη μετάδοση του απ ευθείας ηχητικού κύματος. Δεδομένου ότι τα αυτιά βρίσκονται περίπου στο επίπεδο των ματιών, είναι απαραίτητη η εξασφάλιση πολύ καλής ορατότητας τουλάχιστον του κεφαλιού του ομιλητή. Είναι προφανές ότι το όρο αυτό είναι ανεπαρκές, προκειμένου να εξασφαλισθεί και η μη απορρόφηση του απ ευθείας κύματος από τους προκαθήμενους θεατές: Απαιτείται αύξηση του ύψους, πάνω από τη γραμμή ορατότητας, 31

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων τουλάχιστον κατά 8 έως 10 εκατοστά. Είναι αυτονόητο ότι δεν πρέπει να παρεμβάλλονται εμπόδια μεταξύ σκηνής και ακροατών. (Ευθυμιάτος, 2007) Λόγω της κατευθυντικότητας της ανθρώπινης φωνής, η στάθμη της ηχητική ισχύος που εκπέμπεται στις υψηλές συχνότητες (οι οποίες εξασφαλίζουν και την καταληπτότητα) μειώνεται σημαντικά έξω από ένα άνοιγμα γωνίας 140 μοιρών. Αυτό σημαίνει ότι τα καθίσματα δεν πρέπει να βρίσκονται έξω από αυτό το άνοιγμα. (Ευθυμιάτος, 2007) Οι παραπάνω απαιτήσεις ορίζουν τον όγκο και την μορφή της αίθουσας: Έχει γίνει γενικά αποδεκτό ότι ο βέλτιστος όγκος της αίθουσας είναι της τάξεως των 4-5 m 3 / άτομο. Μερικές φορές, λόγω αρχιτεκτονικών απαιτήσεων, αυξάνεται μέχρι και σε 6m 3 / άτομο. Με τον όγκο μέσα σε αυτά τα όρια, επιτυγχάνεται ο επιθυμητός χρόνος αντήχησης, χωρίς να απαιτείται η ηχοαπορροφητική επένδυση υπερβολικά μεγάλης επιφάνειας. Αν τηρηθεί το κάτω όριο, πρακτικά η απαιτούμενη ηχοαπορρόφηση εξασφαλίζεται από το δάπεδο (μοκέτα, καθίσματα, κοινό) και τα τμήματα των επιφανειών που απαιτούνται για την αποφυγή ηχούς και στασίμων κυμάτων. (Ευθυμιάτος, 2007) Οι παραπάνω απαιτήσεις οδηγούν σε μέγιστα των αιθουσών χωρίς ανάγκη ηλεκτρονικής ενίσχυσης του ήχου: -400 έως 450 ακροατές με μέγιστο όγκο 2400 m 3 σε αίθουσα ομιλίας -800 θεατές με μέγιστο όγκο 4400 m 3 σε θέατρο. Τα ανώτερα όρια (και ενδεχόμενη μικρή αύξηση αριθμού ακροατών) είναι δυνατά με κατασκευή αξωστών. Στην περίπτωση αυτή, πρέπει να τηρούνται οι αποστάσεις. Επί πλέον, ο εξώστης δεν πρέπει να εμποδίζει τις χρήσιμες ανακλάσεις οροφής να φθάσουν στα καθίσματα κάτω από αυτόν. Προκειμένου να αυξηθεί το βάθος του, χωρίς το παραπάνω μειονέκτημα, συχνά επεκτείνεται πέραν της αίθουσας. (Ευθυμιάτος, 2007) Οι λόγοι ύψος(h): μήκος(i): πλάτος(α) δεν πρέπει να είναι ίσοι με την μονάδα. Μία κατάλληλη τιμή του λόγου h:1 είναι 1:3. Κατάλληλες τιμές του λόγου α:1 είναι από 1:1 μέχρι 1:1,5. Οι λόγοι πλησίον του 1:1 δημιουργούν πρόβλημα όσον αφορά τον περιορισμό στο άνοιγμα γωνίας 140 μοιρών, εντός του οποίου πρέπει να βρίσκονται οι ακροατές. (Ευθυμιάτος, 2007) Πρέπει να αποφεύγεται η δημιουργία από το κέλυφος δευτερευόντων χώρων ή συντονιστών. Αυτοί δημιουργούνται πολλές φορές από την αρχιτεκτονική διαμόρφωση της αίθουσας και έχουν ορθογώνιας εσοχής, οξείας γωνίας κ.λ.π. (Ευθυμιάτος, 2007) Ένας σημαντικός δευτερεύων χώρος στα θέατρα, είναι ο πύργος σκηνής, αν υπάρχει. Αν μέσα σε αυτόν βρίσκονται σκηνικά, γενικά απορροφητικά, τότε δημιουργείται μικρότερο πρόβλημα. Άλλως, πρέπει να επενδύεται με ηχοαπορροφητικές διατάξεις. Καλό είναι, ο χρόνος αντήχησης, του ισοδύναμου κλειστού χώρου, να είναι περίπου ίσος προς εκείνον της αίθουσας, ή, ενδεχομένως, μικρότερος. Αυτό, ίσως, δημιουργεί ξηρότητα του ήχου στη σκηνή αλλά είναι λιγότερο δυσάρεστο από την σύγχυση και μείωση της καταληπτότητας, που προκαλείται από τις καθυστερημένες ανακλάσεις και την αλληλεπίδραση με την αίθουσα, καθώς και την επίδραση της σκηνής στην αίθουσα. (Ευθυμιάτος, 2007) Οι ανακλαστικές επιφάνειες πρέπει να είναι σχεδιασμένες ώστε: 32

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 :Ακουστική κλειστών χώρων Να μη δημιουργούν σφάλματα, όπως ηχώ, πλαταγιασμό ηχούς, διέγερση ιδιοσυχνοτήτων, δημιουργία εστιασμών κ.λ.π. Να δημιουργούν χρήσιμες ανακλάσεις, οι οποίες φθάνουν στο ακροατήριο με διαφορά χρόνου σε σχέση με το απ ευθείας κύμα, μικρότερη των 35ms, έχουν μικρή σχετικά διάχυση και ενισχύουν την κατευθυντικότητα του ήχου. Η ενίσχυση της στάθμης από ανακλώμενο κύμα πρέπει να αυξάνει προοδευτικά, όσο η θέση του ακροατή απομακρύνεται από τον ομιλητή. (Ευθυμιάτος, 2007) Προκειμένου αυτά να επιτυγχάνονται, πρέπει, κατ αρχάς, οι απέναντι πλευρές, ανά δύο, να μην είναι παράλληλες. Η αποφυγή, με επένδυση ηχοαπορροφητική ή διαχυτές, των σφαλμάτων, που δημιουργούνται λόγω της παραλληλίας των απέναντι πλευρών, δεν βελτιστοποιεί την δημιουργία των χρήσιμων ανακλάσεων. Χρήσιμο είναι η κλίση των πλαγίων επιφανειών να έχει ως στόχο την δημιουργία χρήσιμων ανακλάσεων στην απέναντι πλευρά. Αυτό εφαρμόζεται ιδιαίτερα στις κατακόρυφες κλίσεις, ιδιαίτερα στα μέτωπα των πλαγίων εξωστών. (Ευθυμιάτος, 2007) Η κατασκευή πάνω από το προσκήνιο και εκατέρωθεν αυτού, ανακλαστικών επιφανειών κεκλιμένων (και ενδεχομένως κυρτών), είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για την δημιουργία πρώιμων ανακλάσεων. Βέβαια, κύρια πηγή αυτού του είδους ανακλάσεων είναι η οροφή, δεδομένου ότι το ηχητικό κύμα, το οποίο ανακλάται σε αυτή, φθάνει στο κοινό, χωρίς την παρεμβολή εμποδίων. (Ευθυμιάτος, 2007) Μία μικρή κλίση της οροφής, κάτω από τους εξώστες, μπορεί να ενισχύσει τον ενδεχομένως ιδιαίτερα εξασθενημένο ήχο στην περιοχή αυτή. Προς αποφυγή στασίμων κυμάτων, η επιφάνεια πάνω από τον ομιλητή, αν δεν είναι κεκλιμένη, πρέπει να έχει ηχοαπορροφητική επένδυση. Η επιφάνεια πίσω από τον ομιλητή (στην πλάτη του ομιλητή) πρέπει να είναι ανακλαστική, αφενός διότι υπάρχει μικρό τμήμα της ηχητικής ακτινοβολίας και από το πίσω μέρος του κεφαλιού, αφετέρου προκειμένου να ανακλάται ο ήχος όταν ο ομιλητής στρέφεται με την πλάτη στο κοινό. (Ευθυμιάτος, 2007) Ιδιαίτερη πηγή δημιουργίας ηχούς είναι οι επιφάνειες απέναντι από τον ομιλητή: Kατακόρυφες επιφάνειες στο πίσω μέρος της αίθουσας, ακριβώς απέναντι από τον ομιλητή (πλατείας, εξώστη, παράθυρα μεταφραστών), κατακόρυφες πλάγιες επιφάνειες στο πίσω μέρος, πίσω μέρος οροφής. Kαλό είναι για τη μεν πρώτη να λαμβάνονται μέτρα πέραν της επένδυσης με ισχυρά ηχοαπορροφητική επιφάνεια. Για τις υπόλοιπες, αρκεί να δοθεί η κατάλληλη κλίση ή να επενδυθούν με απορροφητική διάταξη μεγάλου συντελεστή ηχοαπορρόφησης. (Ευθυμιάτος, 2007) Αν αυτές οι επιφάνειες δεν επαρκούν για την επίτευξη του επιθυμητού χρόνου αντήχησης, χρησιμοποιούνται για ηχοαπορροφητικές επενδύσεις όσες επιφάνειες χρειάζεται. (Ευθυμιάτος, 2007) 33

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 :ΜΕΛΕΤΗ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΚΛΕΙΣΤΩΝ XΩΡΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 : ΜΕΛΕΤΗ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΚΛΕΙΣΤΩΝ XΩΡΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ Ο χώρος στον οποίο γίνεται η ακουστική μελέτη, θα λειτουργήσει ως μουσείο. Το μουσείο είναι νεόκτιστο, ολοκληρώθηκε και εγκαινιάστηκε το 2010 και δεν έχει λειτουργήσει ακόμα επίσημα. Για αυτόν τον λόγο δεν υπάρχουν πολλές πληροφορίες για το κτήριο και το πως ακριβώς θα λειτουργήσει. O χώρος στον οποίο γίνεται η μελέτη είναι μία από τις αίθουσες του κτηρίου της οποίας το σχήμα είναι κυλινδρικό και έχει μεγάλη αντήχηση. Ο στόχος αυτής της πτυχιακής εργασίας είναι η ακουστική μελέτη του χώρου και η μελέτη της ηλεκτροακουστικής εγκατάστασης. Μέσα από τη μελέτη αυτή φαίνεται η ακουστική συμπεριφορά του χώρου αναδεικνύονται τα προβλήματα και διαμορφώνεται μία λύση για την βελτίωση της ακουστικής του χώρου και την εγκατάσταση ενός συστήματος ενίσχυσης ήχου. 3.1 Η διαδικασία της μελέτης Τα βήματα που ακολουθήσαμε για την ακουστική μελέτη του χώρου είναι τα εξής: Aρχικά, με την βοήθεια ηχόμετρου (Β&Κ 2250) μετρήθηκε η αντήχηση του χώρου σε πέντε τυχαία διαφορετικά σημεία. Έπειτα μετρήθηκε η στάθμη του θορύβου περιβάλλοντος του χώρου. Για την μέτρηση της αντήχησης, σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή χρησιμοποιήθηκαν μπαλόνια τα οποία ο χρήστης σκάει σε απόσταση περίπου 2 μέτρων από το ηχόμετρο. Όλες οι μετρήσεις έγιναν γύρω από το κεντρικό κυκλικό τραπέζι της αίθουσας. Έγιναν επίσης προσπάθειες για μέτρηση του χρόνου αντήχησης σε μεγαλύτερες αποστάσεις αλλά λόγω της μεγάλης αντήχησης της αίθουσας ήταν αδύνατο να γίνουν οι μετρήσεις καθώς στις μακρυνές αποστάσεις η στάθμη του απευθείας σήματος με την στάθμη της ενέργειας των ανακλάσεων της αίθουσας ήταν σχεδόν ίσες με αποτέλεσμα το όργανο να μην εμφανίζει έγκυρη ένδειξη. Για την μέτρηση του θορύβου περιβάλλοντος ο χρήστης αφήνει το ηχόμετρο να μετράει στο κέντρο της αίθουσας για 20 λεπτά σε ώρα αιχμής. Στην συνέχεια καταγράψαμε την στάθμη που έδειξε το ηχόμετρο σε όλο το φάσμα των ακουστικών συχνοτήτων. Στην επόμενη φάση της μελέτης, με βάση τις μετρήσεις στο χώρο, δημιουργήθηκε το αρχικό μοντέλο της αίθουσας στον υπολογιστή. Στόχος είναι η δημιουργία ενός ψηφιακού μοντέλου, του οποίου τα χαρακτηριστικά πλησιάζουν τις μετρήσεις, πάνω στο οποίο θα στηριχτεί η μελέτη της ακουστικής βελτίωσης και ηλεκτροακουστικής εγκατάστασης της αίθουσας. Στην φάση αυτή, συγκρίθηκαν οι τιμές διάφορων ακουστικών παραμέτρων για την αίθουσα με τις επιθυμητές τιμές αυτών των παραμέτρων (RT,C50,ALCons,STI,Total SPL) που κρίνονται κατάλληλες για την προβλεπόμενη χρήση του. H σύγκριση αυτή έδειξε ότι ο χώρος είναι ακατάλληλος για μετάδοση ομιλίας. Στην τρίτη φάση, στο αρχικό μοντέλο της αίθουσας έγινε αλλαγή των υλικών ώστε να 34

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 :ΜΕΛΕΤΗ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΚΛΕΙΣΤΩΝ XΩΡΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ βελτιωθεί η ακουστική συμπεριφορά του χώρου. Στην τελική φάση, προστέθηκε στην αίθουσα ηλεκτροακουστική εγκατάσταση. 3.2 Μέθοδοι υπολογισμού ακουστικών παραμέτρων με χρήση Η/Υ Η μελέτη της ακουστικής ενός χώρου, παλιότερα γινόταν με την βοήθεια μοντέλων υπό κλίμακα. Οι συνήθεις κλίμακες είναι από 1/10 έως 1/50 (Σκαρλάτος, 2009). Πλέονν με την ανάπτυξη της τεχνολογίας και την εκτεταμένη χρήση του Η.Υ. στην δουλειά του μηχανικού, ο σχεδιασμός του σχήματος του χώρου μπορεί να γίνει στον υπολογιστή με σχεδιασμό της πορείας των ηχητικών ακτίνων. Υπάρχουν δύο τρόποι ψηφιακής εξομοίωσης: η μέθοδος του σχεδιασμού της πορείας των ακτινών (Ray Tracing Method), και η μέθοδος των ειδώλων (Image method) (Σκαρλάτος, 2009). Κατά την πρώτη μέθοδο από την υποτιθέμενη σημειακή πηγή δημιουργούνται πολλές ηχητικές ακτίνες που κατευθύνονται ισότροπα στον χώρο. Η μέθοδος υπολογίζει την πορεία των ηχητικών ακτίνων μετά από τις διαδοχικές ανακλάσεις στις ανακλαστικές επιφάνειες του χώρου. (Σκαρλάτος, 2009) Κατά τη δεύτερη μέθοδο υπολογίζονται οι θέσεις των φανταστικών πηγών δεύτερης, τρίτης, κ.λ.π., τάξης και συνδέει κάθε φανταστική πηγή με τον δέκτη με μία ηχητική ακτίνα. Από το μήκος της ακτίνας υπολογίζεται η κρουστική απόκριση στο δέκτη. Η μέθοδος αυτή όταν η τάξη των ανακλάσεων είναι μεγάλη απαιτεί πολύπλοκους υπολογισμούς διότι ο αριθμός των πηγών είναι εξαιρετικά μεγάλος. (Σκαρλάτος, 2009) Το πρόγραμμα ΕASE Για την εκπόνηση της παρούσας πτυχιακής εργασίας χρησιμοποιήθηκε τo πρόγραμμα προσομοίωσης ακουστικής χώρων Ease έκδοση 4.3 ( Το Εase είναι ένα λογισμικό που επιτρέπει την δημιουργία ενός τρισδιάστατου ακουστικού μοντέλου (γεωμετρικό μοντέλο και ακουστικά χαρακτηριστικά επιφανειών) ενός δωματίου και του ηλεκτροακουστικού συστήματος μέσα στο δωμάτιο. Αρχικά εισάγονται οι γεωμετρικές πληροφορίες του δωματίου, στην συνέχεια πληροφορίες για την ακουστική απορρόφηση των υλικών που είναι στους τοίχους και σε άλλες επιφάνειες. Από αυτό το πρόγραμμα, ο χρόνος αντήχησης και άλλοι ακουστικοί παράμετροι μπορούν να υπολογιστούν και το μοντέλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δοκιμαστούν διάφορες τροποποιήσεις που μπορεί να γίνουν για την ακουστική του χώρου ( Στην συνέχεια μπορούν να εισαχθούν ηχεία στο μοντέλο σε διάφορες τοποθεσίες. Πληροφορίες για την τρισδιάστατη συχνοτική απόκριση παρέχονται από τους κατασκευαστές των ηχείων, και είναι μέρος της βάσης δεδομένων του Εase. Mε αυτά τα δεδομένα μια σύνθετη κρουστική απόκριση μπορεί να υπολογιστεί από οποιοδήποτε ηχείο ή σύστημα ηχείων σε κάθε 35

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 :ΜΕΛΕΤΗ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΚΛΕΙΣΤΩΝ XΩΡΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ σημείο του δωματίου. Επιπρόσθετα η απόκριση του συστήματος μπορεί να υπολογισθεί για ένα πλέγμα σημείων ενός ενδιαφέροντος (για παράδειγμα, των θέσεων του κοινού και μίας σκηνής). Είναι εύκολο να μελετηθεί η ομοιομορφία της κατανομής του ήχου πάνω στην ακουστική περιοχή, καθώς και πόση επιστροφή του ήχου έχουμε στην σκηνή. Από την στιγμή που η ακουστική του χώρου έχει μελετηθεί και υπολογιστεί, μπορούν επίσης να καθοριστούν και πορίσματα για την ικανότητα της ομιλίας. ( Εν τέλη, είναι δυνατόν να υπολογισθεί η αμφιωτική (binaural) κρουστική απόκριση ενός ακροατή ως.wav αρχείο και να συνελιχθεί με ένα άλλο.wav αρχείο μουσικής ή ομιλίας. Το τελικό.wav αρχείο μπορεί να παιχτεί μέσω ακουστικών και να χρησιμοποιηθεί για να μελετηθούν ή να παρουσιαστούν τα αποτελέσματα διάφορων σεναρίων του ακουστικού ή ηλεκτροακουστικού σχεδίου. ( Μοντελοποίηση του χώρου με το Εase (Ease Room) Το πρόγραμμα Ease Room είναι μία μονάδα του Εase που επιτρέπει την εισαγωγή και τροποποίηση των κτηρίων (δωμάτια, studios, στάδια κ.α.), χώρους για ηχεία, σύστημα ηχείων, έπιπλα (όπως καρέκλες και τραπέζια) και μέρη δωματίων (όπως μπαλκόνια, παράθυρα, κολώνες) σε μία wireframe εικόνα ( Σαν βασική μονάδα του Ease το Ease Room χρησιμοποιείται με πολλούς διαφορετικούς τρόπους: 36

43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 :ΜΕΛΕΤΗ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΚΛΕΙΣΤΩΝ XΩΡΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ Όταν γίνεται η επεξεργασία των project, το Ease Room χρησιμεύει σαν επεξεργαστής δωματίου (Room Editor), που σημαίνει εισαγωγή και τροποποίηση της δομής του δωματίου όπως τείχη, σκάλες, κολώνες, θέσεις ηχείων και περιοχή κοινού. Όταν γίνεται η επεξεργασία των ηχείων: α) Το Ease Room χρησιμεύει σαν επεξεργαστής της θέσης του ηχείου (Case Editor), εισαγωγή και τροποποίηση του φυσικού μέρους του ηχείου. β) To Εase Room χρησιμοποιείται σαν επεξεργαστής μονάδα ηχείων (Cluster Editor), που σημαίνει εισαγωγή και τροποποίηση ομάδων ηχείων. Σε αυτή την περίπτωση η θέση των ομαδοποιημένων ηχείων συσχετιζόμενα μεταξύ τους, τα ακουστικά τους κέντρα και η κατεύθυνση στην οποία εκπέμπουν επεξεργάζονται, έτσι ώστε μόνο το (φανταστικό) ακουστικό μέρος των ηχείων να λαμβάνεται υπ όψην. Όταν γίνεται μία ανίχνευση ακτινών ή υπολογισμός της καθρεπτιζόμενης εικόνας, το Εase Room χρησιμοποιείται σαν δωμάτιο προβολής εργαλείων. ( Όλοι οι τοίχοι ενός δωματίου αποτελούνται από επίπεδες επιφάνειες. Κάθε επιφάνεια περιγράφεται γεωμετρικά από την θέση των κορυφών της. Η ακουστική συμπεριφορά μίας επιφάνειας μπορεί να προσδιοριστεί εκχωρώντας ένα υλικό τοίχου πάνω της (Wall Material). Τα υλικά τοίχου περιέχουν πληροφορίες για την ηχητική ενέργεια απορρόφησης για κάθε μπάντα συχνοτήτων. ( Τα ηχεία τοποθετούνται στον χώρο καθορίζοντας την θέση τους και την κατεύθυνση εκπομπής τους. Όταν ένα πραγματικό μοντέλου ηχείου είναι εκχωρημένο σε ένα ηχείο του δωματίου τότε η εξασθένηση του λοβού, η θέση του και τιμές όπως η ευαισθησία κ.λ.π., του πραγματικού μοντέλου ηχείου χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του χρόνου αντήχησης και άλλα. ( Μοντελοποίηση ακουστικών παραμετρων των επιφανειών του χώρου Μία επιχρειόμενη επιφάνεια είναι μία επιφάνεια η οποία αντικαθιστά (ακουστικά) το καλυμένο μέρος της επιφάνειας στην οποία έχει εκχωρηθεί. Αυτό σημαίνει: Mία επιχρειόμενη μονόπτυχη επιφάνεια πάντα κοιτάζει στην αντίθετη κατεύθυνση όπως η επιφάνεια που το περιέχει. Για παράδειγμα, οι μονόπτυχες επιχρειόμενες επιφάνειες χρησιμοποιούνται σαν μέρη των στύλων οι οποίες δεν πρέπει να συμπεριληφθούν στο δωμάτιο- όπως η κάτω επιφάνεια μίας κολόνας που στέκεται στο δάπεδο. Σε αυτήν την περίπτωση ούτε το καλυμμένο μέρος της περιεχόμενης επιφάνειας ούτε η εξωτερική επιφάνεια της επιχρειόμενης επιφάνειας λαμβάνονται υπ όψην όταν το πρόγραμμα 37

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 :ΜΕΛΕΤΗ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΚΛΕΙΣΤΩΝ XΩΡΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ υπολογίζει την επιφάνεια του δωματίου. ( Μία δίπτυχη επιχρειόμενη επιφάνεια πάντα κοιτάζει στην ίδια κατεύθυνση όπως η επιφάνεια που την περιέχει. Οι δίπτυχες επιφάνειες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως παράθυρα, πόρτες, εικόνες στον τοίχο κ.α. Η εξωτερική επιφάνεια μίας τέτοιας επιφάνειας αντικαθιστά το μέρος που είναι καλυμμένο από την περιεχόμενη επιφάνεια. Αν μία επιφάνεια έχει υψηλή απορρόφηση (π.χ. Ένας τοίχος) και τοποθετηθεί μία επιχρειόμενη επιφάνεια πάνω του χαμηλότερης απορρόφησης (όπως ένα παράθυρο) τότε το καλυμμένο μέρος της επιφάνειας του τοίχου δεν λαμβάνεται υπ όψην και αντικαθίσταται από τις ακουστικές ιδιότητες της επιφάνειας του παραθύρου, έχοντας ως αποτέλεσμα ο μέσος όρος της συνολικής απορρόφησης να μειωθεί. Αξίζει να σημειωθεί το γεγονός ότι οι επιχρειώμενες επιφάνειες πρέπει να ευθυγραμμιστούν (ενώνοντας εσωτερικά και στο ίδιο επίπεδο) της επιχρειόμενης επιφάνειας. ( Aκουστική επίδραση περιοχών κοινού και καθισμάτων Οι περιοχές κοινού (Αudience Area) και τα καθίσματα δεν επηρεάζουν καθόλου τους ακουστικούς υπολογισμούς. Για να προσομοιωθεί η απορρόφηση των ανθρώπων χρειάζεται απλά να προστεθούν μερικές δίπτυχες επιφάνειες στα σημεία ενδιαφέροντος, πιθανών κάτω από τις περιοχές κοινού. Για παράδειγμα μία νέα επιφάνεια προσομοιωμένου κοινού θα πρέπει να είναι μία δύπτυχη επιφάνεια η οποία να επιχρίεται επί της επιφάνειας του πατώματος (αντικαθιστόντας τις ακουστικές του ιδιότητες). ( Μόνο οι επιφάνειες και τα ηχεία λαμβάνονται υπ όψην σε όλους τους διαφορετικούς τύπος υπολογισμών. ( 38

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 :ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΗΧΟΜΕΤΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΣΤΟ EASE ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 : ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΗΧΟΜΕΤΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΣΤΟ EASE 4.1 Μετρήσεις με το ηχόμετρο Τα αποτελέσματα των μετρήσεων με το ηχόμετρο που έγιναν με τον τρόπο που περιγράφηκε στο προηγούμενο κεφάλαιο είναι τα ακόλουθα: Χρόνος αντήχησης (RT): Συχνότητα Θέση 1 2,17 4,2 4,31 0,05 4,95 4,23 3,32 Θέση 2 4,23 4,27 5,03 5,09 4,37 3,26 Θέση 3 2,25 4,4 4,4 5,01 5,17 4,32 3,38 Θέση 4 2,93 4,18 4,29 4,93 5,03 4,51 3,44 Θέση 5 2,29 4,23 4,25 5,22 5,08 4,4 3,48 Για την μέτρηση της αντήχησης, σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή χρησιμοποιήθηκαν μπαλόνια τα οποία ο χρήστης σκάει σε απόσταση περίπου 2 μέτρων από το ηχόμετρο. Όλες οι μετρήσεις έγιναν γύρω από το κεντρικό κυκλικό τραπέζι της αίθουσας. είναι: Ο μέσος όρος του χρόνου αντήχησης που προκύπτει από τα αποτελέσματα των μετρήσεων Συχνότητα (Ηz) Χρόνος αντήχησης (sec) 125 2, , , , , , ,

46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 :ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΗΧΟΜΕΤΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΣΤΟ EASE Και από τον μέσο όρο των μετρήσεων δημιουργήθηκε το παρακάτω διάγραμμα: 6 Χρόνος αντήχησης (sec) Στήλη B Συχνότητα (Hz) Εικόνα 9: Χρόνος Αντήχησης Μετρήσεων Όπως φαίνεται και από το διάγραμμα η αντήχηση του χώρου είναι αρκετά μεγάλη με πιο προβληματικές τις περιοχές από 250 Hz έως Hz όπου ο χρόνος αντήχησης ξεπερνάει τα 4 δευτερόλεπτα δημιουργώντας έτσι πρόβλημα στην καθαρότητα του ήχου και στην καταληπτότητα και συμβάλλοντας ταυτόχρονα στην ενίσχυση του ήδη υπάρχων θορύβου (θόρυβος περιβάλλοντος). Ακόμα ο χρόνος αντήχησης που προκύπτει από τις μετρήσεις είναι ακατάλληλος για χώρους ομιλιών. Στην συνέχεια θα αναλυθεί ποιός είναι ο ιδανικός χρόνος αντήχησης για την χρήση που προορίζεται η αίθουσα καθώς και πως γίνεται να τον προσεγγίσουμε Θόρυβος περιβάλλοντος (Lzeq): Παρακάτω παρουσιάζονται οι τιμές του θορύβου περιβάλλοντος που μετρήθηκαν σε μπάντες συχνοτήτων 1/3 οκτάβας. 45 Μετρήσεις Θορύβου Περιβάλλοντος Θόρυβος Περιβάλλοντος (dba) Συχνότητα 1/3 Οκτάβας (Hz) Εικόνα 10: Μετρήσεις Θορύβου Περιβάλλοντος 40

47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 :ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΗΧΟΜΕΤΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΣΤΟ EASE Για να θεωρηθεί μία αίθουσας ομιλίας ικανοποιητική ακουστικά πρέπει η συνολική στάθμη πίεσης του ήχου (Total Sound Pressure Level- Total SPL) να είναι +30 db πάνω (Μουρτζόπουλος, 2006)από την στάθμη του θορύβου περιβάλλοντος(noise Level). Στο επόμενο κεφάλαιο θα γίνει η σύγκριση του μετρημένου θορύβου περιβάλλοντος με το Total SPL του βελτιστοποιημένου μοντέλου. 4.2 Μοντελοποίηση του χώρου με το πρόγραμμα Ease Eισαγωγή κύριου χώρου και αντικειμενων μεσα σε αυτόν Aφού καταγράφηκαν τα αποτελέσματα των μετρήσεων που έγιναν, ξεκίνησε η μοντελοποίηση του χώρου μέσω του προγράμματος Ease. H διαδικασία για την μοντελοποίηση του είναι η ακόλουθη: Αρχικά, ορίστηκε ένα object κυλινδρικό (εφόσον ο χώρος που γίνεται η μελέτη είναι κυκλικός) βάζοντας στις παραμέτρους των διαστάσεων του object τις διαστάσεις του χώρου που μελετάται. Η διάμετρος ορίστηκε 18m, το ύψος 4 m, ύψος βάσης 0m και το κέντρο του ορίστηκε να βρίσκεται στην αρχή των αξόνων (0,0,0). Στην συνέχεια για να προστεθεί η επέκταση που βρίσκεται στο κέντρο του χώρου προστέθηκε ακόμα ένα κυλινδρικό object με διαστάσεις : διάμετρος 17,4m, ύψος 2m, ύψος βάσης 4m, κέντρο του αντικειμένου η αρχή των αξόνων (0,0,0). Οι τιμές αυτές είναι κατά προσέγγιση καθώς δεν βρέθηκαν αρχιτεκτονικά σχέδια του χώρου από τον δήμο. Επειδή από το πρόγραμμα δεν γίνεται ένα object να ορισθεί σαν ο κύριος χώρος μελέτης, τα αντικείμενα που τοποθετήθηκαν λειτούργησαν σαν οδηγοί ώστε να χτισθεί το περίβλημα του χώρου. Δηλαδή στην συνέχεια πάνω από κάθε επιφάνεια των αντικειμένων ορίστηκαν νέες επιφάνειες με την χρήση του εργαλείου δημιουργίας επιφανειών (insert faces) του προγράμματος, ενώνοντας όλα τα σημεία (vertexes) που έχουν ήδη δημιουργηθεί. Αφού ολοκληρώθηκε αυτή η διαδικασία τα objects που βρίσκονταν κάτω από τον κύριο χώρο (αυτά που εισήχθησαν αρχικά) διαγράφηκαν έτσι ώστε να μην υπάρχει πρόβλημα κατά την διαδικασία της μελέτης. Τα objects μπορούν να χρησιμοποιηθούν, χωρίς να δημιουργήσουν πρόβλημα στην μελέτη, μόνο ως αντικείμενα που βρίσκονται στο εσωτερικό του κύριου χώρου. Έτσι με την χρήση των objects εισήχθηκε το κεντρικό στρογγυλό τραπέζι με διαστάσεις: Διάμετρος 2m, ύψος 1.51m, ύψος βάσης 0,1 cm, κέντρο η αρχή των αξόνων (0,0,0). Η εισαγωγή των 2 πορτών έγινε με τον ορισμό 4 σημείων (insert vertex) για την κάθε μία και στην συνέχεια με την ένωση αυτών και δημιουργία νέας επιφάνειας (insert face). Oι διαστάσεις τους είναι: Ύψος 2 m, πλάτος 0.77m Ορισμός υλικών στις επιφάνειες του χώρου και των αντικειμενων 41

48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 :ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΗΧΟΜΕΤΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΣΤΟ EASE Το επόμενο βήμα για την μοντελοποίηση του χώρου είναι η εισαγωγή υλικού στις επιφάνειες του χώρου. Αρχικός στόχος είναι η τοποθέτηση υλικών παρόμοιων με τα υλικά του πραγματικού χώρου που γίνεται η μελέτη και για αυτό στις ακουστικές μελέτες είναι απαραίτητο να υπάρχει μία λίστα με τα υλικά με τα οποία έχει χτισθεί ο χώρος που μελετάται. Στην προκειμένη περίπτωση δυστυχώς δεν υπήρχαν ακριβείς πληροφορίες για τα υλικά και αυτά προσδιορίστηκαν κατά προσέγγιση. Θεωρήθηκε ότι οι τοίχοι και το ταβάνι αποτελούνται από τσιμέντο βαμμένο, το πάτωμα από πλακάκι, οι πόρτες από ξύλο, το κεντρικό κυκλικό τραπέζι από ξύλο και ο κοίλος φωταγωγός στο ανώτερο σημείο του χώρου από γυαλί χοντρό. Σύμφωνα με αυτήν την λίστα ορίστηκαν τα πρώτα υλικά στις επιφάνειες της αίθουσας έτσι ώστε να δούμε αν ο χρόνος αντήχησης που βγαίνει από το πρόγραμμα με την χρήση αυτών ταιριάζει με τον χρόνο αντήχησης που έχει μετρηθεί με το ηχόμετρο στον πραγματικό χώρο. Για να γίνει αυτό ορίσαμε σε όλους τους τοίχους και στο ταβάνι ως υλικό το Μasonry PT (masonry painted), στο πάτωμα το tile floor, και ο χρόνος αντήχησης που προέκυψε είναι ο εξής: Συχνότητα (Hz) 125 3, , , , , , , ,02 Χρόνος αντήχησης (sec) 6 5 Xρόνος αντήχησης (sec) Στήλη B Συχνότητα (Hz) Εικόνα 11: Χρόνος Αντήχησης με κατά προσέγγιση υλικά 42

49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 :ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΗΧΟΜΕΤΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΣΤΟ EASE Όπως παρατηρείται από το διάγραμμα ο χρόνος αντήχησης που προέκυψε από τα υλικά που επιλέχθηκαν και τοποθετήθηκαν στο πρόγραμμα δεν ταιριάζει με τον χρόνο αντήχησης που μετρήθηκε στο μουσείο. Για να γίνει καλύτερα η σύγκριση των δύο αποτελεσμάτων ακολουθεί το παρακάτω διάγραμμα: 6 5 Χρόνος αντήχησης (sec) Στήλη B Στήλη C Συχντότητα (Hz) Εικόνα 12: Σύγκριση Χρόνου Αντήχησης Μετρήσεων και Χρόνου Αντήχησης με κατά προσέγγιση υλικά Η στήλη Β δείχνει τον χρόνο αντήχησης που προέκυψε από τα υλικά που τοποθετήθηκαν στο πρόγραμμα και η στήλη C δείχνει τον χρόνο αντήχησης που προέκυψε απο τα αποτελέσματα των μετρήσεων στον χώρο που γίνεται η μελέτη. 43

50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 : ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Εφόσον έχουμε χτίσει τον χώρο που θέλουμε να μελετήσουμε ξεκινάμε την διαδικασία της ακουστικής βελτιστοποίησης του που περιλαμβάνει την διαμόρφωση της ακουστικής επένδυσης του χώρου, που γίνεται με την αλλαγή των υλικών στις επιφάνειες του και με την προσθήκη ηλεκτροακουστικής εγκατάστασης (ηχεία) αν κριθεί ότι χρειάζεται. Η διαδικασία της ακουστικής βελτιστοποίησης του μουσείου που μελετάται γίνεται σε τρεις φάσεις. Στην πρώτη φάση γίνεται αλλαγή των υλικών που έχουν ήδη τοποθετηθεί στον χώρο με σκοπό να δημιουργηθεί ένας χρόνος αντήχησης όσο το δυνατόν πιο κοντά στον χρόνο αντήχησης που έχει μετρηθεί, ώστε το αρχικό μοντέλο να πλησιάζει όσο το δυνατών περισσότερο την πραγματική ακουστική συμπεριφορά του χώρου. Στην δεύτερη φάση γίνεται αλλαγή των υλικών με σκοπό να βελτιωθεί ακουστικά ο χώρος και στην τρίτη φάση μελετάται το μοντέλο μαζί με ηλεκτροακουστική εγκατάσταση. Και στις 3 φάσεις έχουν τοποθετηθεί στο χώρο κάποιες θέσεις κοινού σε διάφορες θέσεις για να μελετηθεί αν υπάρχουν αποκλίσεις στις ακουστικές παραμέτρους που θα εξεταστούν, μεταξύ τους. Στις τρεις αυτές φάσεις, θα δειχθεί η διαφοροποίηση του χρόνου αντήχησης και των υπόλοιπων ακουστικών παραμέτρων που ενδιαφέρουν όσον αφορά την καταληπτότητα και την κατανόηση λόγου στις αίθουσες ομιλίας (C50, STI, ALCons, Total SPL, D/R ratio). Oι συγκρίσεις αυτών των αποτελεσμάτων θα γίνει στο επόμενο κεφάλαιο. 5.1 Πρώτη Φάση: Δημιουργία αρχικού μοντέλου Για να μπορέσουμε να ξεκινήσουμε την βελτιστοποίηση του χώρου πρέπει πρώτα να διαμορφώσουμε τον χώρο έτσι ώστε ο χρόνος αντήχησης του να ταιριάζει με τον χρόνο αντήχησης που έχει μετρηθεί. Αυτό είναι απαραίτητο να γίνει για να μπορεί να γίνει η σύγκριση σε διάφορες ακουστικές παραμέτρους μεταξύ των μοντέλων. Για να γίνει αυτό έγιναν αλλαγές σε κάποια από τα υλικά του χώρου, στις αλλαγές αυτές δεν ενδιαφέρει το να είναι ίδια τα υλικά με αυτά του πραγματικού χώρου, αυτό που ενδιαφέρει είναι να προσεγγιστεί ο χρόνος αντήχησης για να παρατηρηθεί πως συμπεριφέρεται ο χώρος στις υπόλοιπες παραμέτρους (C50, STI, ALCons, D/R). Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν τώρα είναι : στους τοίχους: Τσιμέντο βαμμένο (Masonry painted) στο ταβάνι: Mοριοσανίδες (Chip Board 16mm on 3cm air), και ένα υλικό δικό μου για να φέρω την αντήχηση όσο πιο κοντά γίνεται στην αντήχηση των με τρήσεων που ονομάστηκε ΑΝ01 στο πάτωμα: Πλακάκι (Τile, Floor) Ο χρόνος αντήχησης που προέκυψε από αυτά τα υλικά και είναι ο περισσότερο προσεγγιστικός είναι : 44

51 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Χρόνος αντήχησης αρχικού μοντέλου(α) 6 Χρόνος αντήχησης (sec) RT Μοντέλου Συχνότητα (Hz) Εικόνα 13: Χρόνος Αντήχησης Αρχικού μοντέλου (Α) Συγκριτικά με τον χρόνο αντήχησης των μετρήσεων (Εικόνα 14) υπάρχει μία απόκλιση στις υψηλές συχνότητες αλλά δεν ενοχλεί αυτό καθώς δεν επηρεάζει την περιοχή ενδιαφέροντος που είναι το φάσμα της ομιλίας. To μοντέλο αυτής της φάσης θα ονομαστεί ''Α''. 6 Xρόνος Αντήχησης (sec) Συχνότητα (Hz) RT Μετρήσεων RT Μοντέλου Εικόνα 14: Σύγκριση χρόνου αντήχησης μετρήσεων με μοντέλου Α Με βάση το διάγραμμα της Εικόνα 1 όπου φαίνεται ο επιθυμητός χρόνος αντήχησης στα 500 με 800 Hz ανάλογα με την χρήση της αίθουσας σε σχέση με τον όγκο της προκήπτει ο παρακάτω επιθυμητός χρόνος αντήχησης για τον όγκο της αίθουσας που γίνεται η μελέτη ο οποίος είναι : 45

52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ 1,6 1,4 Χρόνος αντήχησης (sec) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Συχνότητα (Hz) RT Επιθυμητό Εικόνα 15: Επιθυμητός Χρόνος Αντήχησης Σε σύγκριση με τον χρόνο αντήχησης που υπάρχει στην αίθουσα (Εικόνα 16) βλέπουμε ότι υπάρχει μεγάλη απόκλιση ειδικά στην περιοχή ενδιαφέροντος (φάσμα ομιλίας) και για αυτό το λόγο χρειάζεται βελτιστοποίηση. 6 Χρόνος Αντήχησης (sec) Συχνότητα (Hz) RT Μοντέλου RT Επιθυμητό Εικόνα 16: Σύγκριση χρόνου αντήχησης μοντέλου Α με επιθυμητό χρόνο αντήχησης Έχοντας εισάγει τον θόρυβο περιβάλλοντος στο πρόγραμμα και έχοντας τον προσεγγιστικό με των μετρήσεων χρόνο αντήχησης γίνεται παρατήρηση και των υπόλοιπων ακουστικών παραμέτρων. Για να γίνει αυτό όμως πρέπει να οριστεί μία πηγή στον χώρο η οποία θα έχει τον ρόλο του ομιλητή και περιοχή κοινού. Ο ομιλητής βρίσκεται σε μία ακριανή θέση της αίθουσας εκεί που στον πραγματικό χώρο υπάρχει μία σκηνή. Η θέση που βρίσκεται είναι: x:0.00, y: 8.90, z: 1.82(1.72 το μέσο ύψος του 46

53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ανθρώπου και 10 εκ. το ύψος της σκηνής), και η προσομοίωση της φωνής είναι μία αντρική δυνατή φωνή που στο πρόγραμμα έχει την ονομασία ΜΑΝ S LOUD στην καρτέλα human. H περιοχή κοινού από τις ρυθμίσεις του προγράμματος δεν γίνεται να είναι κυκλική για αυτόν τον λόγο φτιάχτηκαν δύο τραπέζια για να καλύπτεται όσο περισσότερος χώρος γίνεται. Τα τραπέζια ονομάστηκαν Α και *Α. Εφόσον έχουν οριστεί πλέον η πηγή και η περιοχή κοινού μπορεί να γίνει και η μελέτη και στις υπόλοιπες παραμέτρους (Τotal SPL, C50, STI, ALCons%, D/R ratio) Αρχικά παρατηρούμε το Total SPL της αίθουσας στο φάσμα της ομιλίας ( Hz) Στα 500 Hz Εικόνα 17: Total SPL Μοντέλου A στα 500 Hz με τιμές από 56,29 db μέχρι 57 db 1,2,3,4,5 είναι οι θέσεις που έχουν οριστεί, Π είναι η πηγή, Η και Η* τα ηχεία. Ισχύει και στις επόμενες εικόνες. Στα 1000 Hz Εικόνα 18: Total SPL Μοντέλου Α στα 1000 Hz με τιμές από 58,19dB μέχρι 59 db 47

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στα 2000 Hz Εικόνα 19: Total SPL Μοντέλου Α στα 2000 Hz με τιμές από 51,25 db μέχρι 52 db Στα 4000 Ηz Εικόνα 20: Total SPL Μοντέλου Α στα 4000 Ηz από 39,7 db μέχρι 41 db Παρατηρώντας το Total SPL σε αυτές τις συχνότητες προκύπτει ότι η συνολική στάθμη πίεσης κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλο τον χώρο και η στάθμη της λόγω της μεγάλης αντήχησης είναι αρκετά υψηλή όχι όμως στα επιθυμητά επίπεδα(70 db και πάνω)(θεωρία παράγραφος 1.2.5) 48

55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Παρακάτω παρατίθεται το Total SPL σε κάθε θέση. Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 49

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 4 Θέση 5 50

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στην συνέχεια παρατηρούμε το C50 στο φάσμα της ομιλίας ( Hz) Στα 500 Hz Εικόνα 21: C50 Μοντέλου Α στα 500 Hz με τιμές από -7,5 db μέχρι 7 db Στα 1000 Hz Εικόνα 22: C50 Μοντέλου Α στα 1000 Hz με τιμές από -8,95 db μέχρι -6 db 51

58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στα 2000 Hz Εικόνα 23: C50 Μοντέλου Α στα 2000 Hz με τιμές από -7,65 db μέχρι -4 db Στα 4000 Ηz Εικόνα 24: C50 Μοντέλου Α στα 4000 Hz με τιμές από -6 db μέχρι -1 db Και στο C50 φαίνεται αρκετά ομοιόμορφη κατανομή στον χώρο με μικρές διακυμάνσεις. Οι τιμές όμως του C50 δηλώνουν ακατάλληλο χώρο για χρήση ομιλίας σύμφωνα με την Εικόνα 8. 52

59 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το C50 σε κάθε θέση: Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 53

60 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 4 Θέση 5 54

61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Ακολουθεί το Αrticulation Loss % (ALCons%) Εικόνα 25: ALCons% στο Μοντέλο Α με τιμές από 18 % μέχρι 26 % Όπως φαίνεται υπάρχει μεγάλη απώλεια της καταληπτότητας στον χώρο λόγω της μεγάλης αντήχησης του (βλ. Εικόνα 8). Το Articulation Loss σε κάθε θέση: Θέση 1 55

62 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 2 Θέση 3 Θέση 4 56

63 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 5 Το STI Εικόνα 26: STI στο Μοντέλο Α με τιμές από 0,42 μέχρι 0,35 Το ίδιο παρατηρείται για την κατανόηση λόγου και στο STI. 57

64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το STI σε κάθε θέση: Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 58

65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 4 Θέση 5 59

66 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το D/R ratio (Direct to Reverberant ratio) Εικόνα 27: D/R ratio στο Μοντέλο Α με τιμές από -25 db μέχρι -9 db Σε αυτό το σχεδιάγραμμα φαίνεται πόσο μεγάλη είναι η αντήχηση στον χώρο και με πολλές διακυμάνσεις. 5.2 Δεύτερη Φάση: Βελτιστοποίηση του χώρου αλλάζοντας την επένδυση του Στήν δεύτερη φάση βελτιστοποίησης γίνεται αλλαγή της επένδυσης κάποιων επιφανειών του χώρου με σκοπό να επιτευχθεί ένας χρόνος αντήχησης όσο το δυνατόν πιο κοντά στον επιθυμητό χρόνο αντήχησης. Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν την φάση είναι: για τους τοίχους: εναλλάξ ανά επιφάνεια υπάρχουν τα υλικά Μasonry Painted και Scored Beveled Tegular Cirrus το οποίο είναι πάνελ. για το πάτωμα: commercial carpet (χαλί) για το ταβάνι:perfpanel 18% on 4'' cavity w/2''lg, ινοσανίδα (hardboard, 1/8'' mounted over 2'' air space) και wood grid0 (Wooden grid 90/15mm on 6cm air + gw) O χρόνος αντήχησης που προέκυψε από αυτή την αλλαγή των υλικών είναι : 60

67 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ 1,6 1,4 Χρόνος Αντήχησης (sec) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Συχνότητα (Hz) RT Βελτιωμένου Μοντέλου Εικόνα 28: Xρόνος Αντήχησης Μοντέλου Β Το μοντέλο αυτής της φάσης θα ονομαστεί ''Β''. Όπως φαίνεται και από το σχεδιάγραμμα είναι αρκετά κοντά στον επιθυμητό χρόνο αντήχησης. Στην συνέχεια παρατηρούμε και τις υπόλοιπες παραμέτρους (Total SPL, C50, ALCons%, STI, D/R) Αρχικά παρατηρούμε το Total SPL της αίθουσας στο φάσμα της ομιλίας ( Hz) Στα 500 Hz Εικόνα 29: Total SPL Μοντέλου Β στα 500 Hz με τιμές από 48,63 db μέχρι 52 db 61

68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στα 1000 Hz Εικόνα 30: Total SPL Μοντέλου Β στα 1000 Hz με τιμές από 48,29 db μέχρι 52 db Στα 2000 Hz Εικόνα 31: Total SPL Μοντέλου Β στα 2000 Hz με τιμές από 42,68dB μέχρι 47 db 62

69 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στα 4000 Ηz Εικόνα 32: Total SPL Μοντέλου Β στα 4000 Hz με τιμές από 32,85 db μέχρι 38 db Το Total SPL στις συχνότητες Hz είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο με μικρές διακυμάνσεις. Στα Ηz υπάρχουν περισσότερες διακυμάνσεις και οι τιμές του Total SPL δεν είναι ικανοποιητικές καθώς η μέγιστη τιμή του δεν ξεπερνάει τα 38 db, ενώ χρειαζόμαστε ναι είναι 70 db και άνω (βλ. Θεωρία, παράγραφος 1.2.5). Αυτό σημαίνει ότι θα χρειαστεί ηλεκτροακουστική ενίσχυση. Το Total SPL σε κάθε θέση: Θέση 1 63

70 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 2 Θέση 3 Θέση 4 64

71 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 5 Στην συνέχεια παρατηρούμε το C50 στο φάσμα της ομιλίας ( Hz) Στα 500 Hz Εικόνα 33: C50 Μοντέλου Β στα 500 Hz με τιμές από 1,62 db μέχρι 6 db 65

72 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στα 1000 Hz Εικόνα 34: C50 Mοντέλου Β στα 1000 Hz με τιμές από 2,43 db μέχρι 8 db Στα 2000 Hz Εικόνα 35: C50 Μοντέλου Β στα 2000 Hz με τιμές από 2,55 db μέχρι 8 db 66

73 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στα 4000 Ηz Εικόνα 36: C50 Μοντέλου Β στα 4000 Hz με τιμές από 3,79 db μέχρι 10 db Στο C50 υπάρχουν διακυμάνσεις οι οποίες δεν ενοχλούν γιατί το όριο στο οποίο βρίσκονται οι τιμές του κάνουν την αίθουσα κατάλληλη για ομιλία (βλ. Εικόνα 8). Το C50 σε όλες τις θέσεις: Θέση 1 67

74 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 2 Θέση 3 Θέση 4 68

75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 5 Ακολουθεί το Αrticulation Loss % (ALCons%) Εικόνα 37: ALCons% Μοντέλου Β με τιμές από 3 % μέχρι 5 % Παρατηρείται ότι οι τιμές του articulation loss είναι οι επιθυμητές και κατάλληλες για την χρήση του χώρου σύμφωνα με την Εικόνα 8. 69

76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το ΑLCons σε όλες τις θέσεις: Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 70

77 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 4 Θέση 5 71

78 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το STI Εικόνα 37: STI Μοντέλου Β με τιμές από 0,78 μέχρι 0,67 Και οι τιμές του STI μέσα στα πλαίσια όπου ένας χώρος ομιλίας χαρακτηρίζεται ως καλός με βάση τα στοιχεία της Εικόνας 8. Το STI σε όλες τις θέσεις: Θέση 1 72

79 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 2 Θέση 3 Θέση 4 73

80 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 5 Το D/R ratio (Direct to Reverberant ratio) Εικόνα 39: D/R ratio Μοντέλου Β με τιμές από -14 db μέχρι 2 db Στο σχεδιάγραμμα φαίνεται να υπάρχει αντήχηση όσο πιο απομακρυσμένος είναι ο ακροατής από την πηγή ειδικά από την μέση και μετά. Αυτό βελτιώνεται στην πορεία με προσθήκη ηχείων στον χώρο. 5.3 Tρίτη Φάση: Προσθήκη Ηλεκτροακουστικής εγκατάστασης Στην τρίτη φάση προστίθεται ηλεκτροακουστική εγκατάσταση δηλαδή ηχεία δεξιά και αριστερά της πηγής για ενίσχυση της στάθμης πίεσης του ήχου. Δεν γίνεται καμία αλλαγή των υλικών του χώρου αυτήν την φορά. Ο λόγος που τοποθετούνται τα ηχεία είναι για να δούμε κατά πόσο επηρεάζουν την ακουστική του χώρου και αν 74

81 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ την βελτιστοποιεί. Τα ηχεία τοποθετήθηκαν σε απόσταση 4 μέτρων από την πηγή, ύψος 3 μέτρων και με κατεύθυνση κάθετη προς την περιοχή του κοινού. Το μοντέλο ηχείων που επιλέχθηκε είναι: EVI-15 της σειράς EVI της εταιρίας Electro Voice που είναι κατάλληλα για ομιλία. Η ένταση που ορίστηκε να έχουν τα ηχεία είναι: Στα 90 SPL με συχνότητα αναφοράς τα 1000 Hz. Ο oρισμός της έντασης έγινε σύμφωνα με την Θεωρία στην παράγραφο Ο χρόνος αντήχησης παρατηρείται ότι είναι ίδιος με του προηγούμενου μοντέλου(b) αυτό συμβαίνει διότι από την εξίσωση Sabine παρατηρείται ότι ο χρόνος αντήχησης επηρεάζεται μόνο από τον όγκο της αίθουσας (που παρέμεινε ίδιος) και από τον συντελεστή απορρόφησης (επίσης παρέμεινε ίδιος καθώς δεν έγινε αλλαγή κάποιου υλικού) και δεν εξαρτάται από την ένταση του ήχου μέσα στον χώρο. Το μοντέλο αυτής της φάσης θα ονομαστεί ''C''. Χρόνος Αντήχησης Βελιτωμένου Μοντέλου(C) με Η/A εγκατάσταση 1,6 1,4 Χρόνος Αντήχησης (sec) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Συχνότητα(Hz) RT Βελτιωμένου Μοντέλου με Η/Α Εγκατάσταση Εικόνα 40: Χρόνος Αντήχησης Μοντέλου C Oι υπόλοιπες ακουστικές παράμετροι (Total SPL, C50, ALCons%, STI, D/R) 75

82 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Αρχικά παρατηρούμε το Total SPL της αίθουσας στο φάσμα της ομιλίας ( Hz) Στα 500 Hz Εικόνα 41: Total SPL Μοντέλου C στα 500 Hz με τιμές από 82,31 db μέχρι 86 db Στα 1000 Hz Εικόνα 42: Total SPL Μοντέλου C στα 1000 Hz με τιμές από 78,62 db μέχρι 86 db 76

83 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στα 2000 Hz Εικόνα 43: Total SPL Μοντέλου C στα 2000 Hz με τιμές από 75,26 db μέχρι 82 db Στα 4000 Ηz Εικόνα 44: Total SPL Μοντέλου C στα 4000 Hz με τιμές από 68,76 db μέχρι 76 db Το Total SPL του μοντέλου C φαίνεται αρκετά ομοιόμορφο στον χώρο με μικρές διακυμάνσεις και μάλιστα στα επιθυμητά επίπεδα(70 db και πάνω) για αίθουσα ομιλίας. 77

84 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το Total SPL σε όλες τις θέσεις: Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 78

85 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 4 Θέση 5 79

86 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στην συνέχεια παρατηρούμε το C50 στο φάσμα της ομιλίας ( Hz) Στα 500 Hz Εικόνα 45: C50 Μοντέλου C στα 500 Hz με τιμές από -1 db μέχρι 5 db Στα 1000 Hz Εικόνα 46: C50 Moντέλου C στα 1000 Hz με τιμές από -0,02 db μέχρι 9 db 80

87 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Στα 2000 Hz Εικόνα 47: C50 Μοντέλου C στα 2000 Hz με τιμές από -0,03 db μέχρι 10 db Στα 4000 Ηz Εικόνα 48: C50 Μοντέλου C στα 4000 Hz με τιμές από 0,7 db μέχρι 10 db Στο C50 παρατηρούνται έντονες διακυμάνσεις αυτό συμβαίνει λόγω της κατευθυντικότητας των ηχείων και της υπερδιέγερσης του χώρου από αυτά ειδικά στα πλαινά σημεία. Οι τιμές και σε αυτήν την παράμετρο είναι κατάλληλες για την χρήση του χώρου (βλ. Εικόνα 8). 81

88 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το C50 για όλες τις θέσεις: Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 82

89 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 4 Θέση 5 83

90 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Ακολουθεί το Αrticulation Loss % (ALCons%) Εικόνα 48: ALCons% Μοντέλου C με τιμές από 3,78 % μέχρι 4,56 % Παρατηρείται ότι οι τιμές του articulation loss είναι αυτές που χρειάζεται για να χαρακτηριστεί ο χώρος καλός για χρήση ομιλίας (βλ. Εικόνα 8). Το ALCons σε όλες τις θέσεις: Θέση 1 84

91 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 2 Θέση 3 Θέση 4 85

92 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 5 Το STI Εικόνα 49: STI στο Μοντέλο C με τιμές από 78,62 μέχρι 79,66 Το STI δεν έχει μεγάλες διακυμάνσεις και είναι σε αποδεκτές τιμές όπως φαίνεται και στην Εικόνα 8. 86

93 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το STI σε όλες τις θέσεις: Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 87

94 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Θέση 4 Θέση 5 88

95 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 :ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ Το D/R ratio (Direct to Reverberant ratio) Εικόνα 50: D/R ratio Μοντέλου C με τιμές από -20 db μέχρι 6 db Παρατηρείται ότι υπάρχει αρκετή βελτίωση του Direct to Reverberance ratio αλλά όσο μεγαλύτερη απόσταση υπάρχει από την πηγή τόσο αυξάνεται η αντήχηση του χώρου. Παρόλα αυτά οι τιμές του είναι αποδεκτές και δεν επηρεάζουν ιδιαίτερα τον χώρο. 89

96 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 : ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Σε αυτό το κεφάλαιο θα γίνει η σύγκριση των αποτελεσμάτων των τριών μοντέλων συνολικά στον χώρο και σε κάθε θέση συγκεκριμένα. Aρχικά θα συγκριθούν οι χρόνοι αντήχησης, και στην συνέχεια οι παράμετροι Total SPL, ALCons%, STI, C50 συνολικά για κάθε μοντέλο και σε δύο διαφορετικές θέσεις για την σύγκριση μεταξύ των μοντέλων. 6.1 Σύγκριση των χρόνων αντήχησης Αρχικά θα συγκριθούν ο χρόνος αντήχησης των μετρήσεων, ο προσεγγιστικός χρόνος αντήχησης στο αρχικό μοντέλο (Α) και ο επιθυμητός χρόνος αντήχησης. Συγκριση RT για το αρχικό μοντέλο 6 5 RT (sec) RT Μετρήσεων RT Μοντέλου RT Επιθυμητό Συχνότητα ανα οκτάβα (Hz) Εικόνα 51: Σύγκριση RT για το αρχικό μοντέλο Όπως φαίνεται από το διάγραμμα ο χρόνος αντήχησης των μετρήσεων με τον προσεγγιστικό ως προς αυτόν χρόνο αντήχησης του αρχικού μοντέλου (Α) βρίσκονται αρκετά κοντά στην περιοχή ενδιαφέροντος που είναι η συχνοτική περιοχή της ομιλίας του ανθρώπου και για αυτό τον λόγο δεν ενοχλεί η απόκλιση που υπάρχει μεταξύ τους στις υψηλές συχνότητες που είναι εκτός της περιοχής ενδιαφέροντος. Φαίνεται όμως ότι και στις δύο περιπτώσεις ο χρόνος αντήχησης των μετρήσεων και ο χρόνος αντήχησης του μοντέλου αποκλίνουν με μεγάλη διαφορά απο τον επιθυμητό χρόνο αντήχησης για αυτό και η βελτιστοποίηση του χώρου που μελετάται κρίθηκε απαραίτητη. Στην συνέχεια γίνεται σύγκριση του επιθυμητού χρόνου αντήχησης με τον χρόνο αντήχησης του βελτιωμένου μοντέλου (Β) 90

97 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ 1,6 1,4 1,2 1 RT (sec) 0,8 0,6 0,4 0, Συχνότητα ανα οκτάβα (Hz) RT Επιθυμητό RT Βελτιωμένου Μοντέλου Εικόνα 52: Σύγκριση επιθυμητού RT με βελτιωμένου μοντέλου (Β) Παρατηρείται από το διάγραμμα ότι ο χρόνος αντήχησης που προέκυψε από το βελτιωμένο μοντέλο (Β) βρίσκεται πολύ κοντά με τον επιθυμητό χρόνο αντήχησης και οι αποκλίσεις που υπάρχουν είναι ελάχιστης σημασίας. Αυτό καθιστά τον χρόνο αντήχησης που προέκυψε από το μοντέλο Β ικανοποιητικό. Στο επόμενο διάγραμμα δίδεται ο χρόνος αντήχησης του βελτιωμένου μοντέλου με προσθήκη ηλεκτροακουστικής εγκατάστασης (C) συγκριτικά με τον επιθυμητό χρόνο αντήχησης. 1,6 1,4 1,2 1 RT (sec) 0,8 0,6 0,4 0, Συχνότητα ανα οκτάβα (Hz) RT Επιθυμητό RT Βελτιωμένου Μοντέλου με Η/Α Εγκατάσταση Εικόνα 53: Σύγκριση επιθυμητού RT με βελτιωμένου μοντέλου με Η/Α εγκατάσταση (C) Παρατηρείται ότι ο χρόνος αντήχησης του μοντέλου C δεν έχει αλλάξει από τον χρόνο αντήχησης του μοντέλου Β επομένως ο χρόνος αντήχησης είναι ικανοποιητικός και σε αυτό το μοντέλο. 91

98 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ 6.2 Σύγκριση των Total SPL των μοντέλων Η σύγκριση των Total SPL θα γίνει αρχικά μεταξύ των θέσεων του κάθε μοντέλου και στην συνέχεια θα γίνει σύγκριση των Total SPL των τριών μοντέλων στις θέσεις 1 και 4. Σύγκριση του Τotal SPL σε όλες τις θέσεις στο μοντέλο Α Total SPL (db) Mέση Τιμή Θέση1 Θέση2 Θέση3 Θέση4 Θέση Συχνότητα (Ηz) Εικόνα 54: Total SPL για όλες τις θέσεις στο αρχικό μοντέλο Από το διάγραμμα φαίνεται ότι το Τοtal SPL στο μοντέλο Α είναι ίδιο σε όλες τις θέσεις και επομένως είναι ομοιόμορφο σε όλο τον χώρο. Aυτό είναι κάτι που συμπεραίνεται κοιτώντας τα σχεδιαγράμματα τoυ Total SPL στο φάσμα της ομιλίας που υπάρχουν στο προηγούμενο κεφάλαιο. 92

99 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Σύγκριση Total SPL σε όλες τις θέσεις στο μοντέλο Β Total SPL (db) Mέση Τιμή Θέση1 Θέση2 Θέση3 Θέση4 Θέση Συχνότητα (Hz) Εικόνα 55: Τotal SPL για όλες τις θέσης στο βελτιωμένο μοντέλο Β Όπως και στο μοντέλο Α έτσι και στο μοντέλο Β παρατηρείται ομοιόμορφη κατανομή του Total SPL στον χώρο και σε όλες τις θέσεις. Σύγκριση Total SPL σε όλες τις θέσεις στο μοντέλο C Total SPL (db) Συχνότητα (Hz) Μέση Τιμή Θέση1 Θέση2 Θέση3 Θέση4 Θέση5 Εικόνα 56: Total SPL για όλες τις θέσεις στο βελτιωμένο μοντέλο με Η/Α εγκατάσταση (C) Από το διάγραμμα παρατηρείται ότι στο μοντέλο C υπάρχει ίδια συμπεριφορά του Total SPL στον χώρο με των μοντέλων Α και Β. και 4. Ακολουθούν 2 διαγράμματα με την σύγκριση του Total SPL στα τρία μοντέλα στις θέσεις 1 93

100 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Total SPL (db) Συχνότητα (Hz) Θέση1 C Θέση1 B Θέση1 A Εικόνα 57: Σύγκριση Total SPL των μοντέλων στην Θέση Total SPL (db) Συχνότητα (Hz) Θέση4 C Θέση4 B Θέση4 A Εικόνα 58: Σύγκριση τιμών Total SPL των μοντέλων στην Θέση 4 Από τα δύο παραπάνω διαγράμματα προκύπτει ότι το Total SPL στο μοντέλο Α είναι μεγαλύτερο από του μοντέλου Β και αυτό συμβαίνει λόγω την μεγάλης αντήχησης που υπάρχει στο πρώτο μοντέλο. Στο βελτιωμένο μοντέλο (Β) η στάθμη του Total SPL είναι χαμηλότερη γιατί έχουν προστεθεί στον χώρο ηχοαπορροφητικές επιφάνειες με σκοπό την καλυτέρευση του χρόνου αντήχησης. Ακόμα στο μοντέλο Β το Τotal SPL είναι χαμηλό σε σχέση με το επιθυμητό (70 db και πάνω). Στο μοντέλο C το SPL είναι στα επιθυμητά όρια και η συνολική εξασθένηση του Total SPL στον χώρο είναι ανάλογη με του μοντέλου B. 94

101 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ 6.3 Σύγκριση του C50 στα τρία μοντέλα Αρχικά θα δοθούν τα C50 για όλες τις θέσεις σε κάθε μοντέλο και μετά θα γίνει η σύγκριση των C50 στις θέσεις 1 και 4 για όλα τα μοντέλα. C50 για όλες τις θέσεις στο μοντέλο A. 4,00 2,00 C50 (db) 0, ,00-4,00-6,00 Μέση τιμή Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 Θέση 4 Θέση 5-8,00-10,00 Συχντότητα (Hz) Εικόνα 59: C50 για όλες τις θέσεις στο αρχικό μοντέλο Παρατηρείται από το διάγραμμα ότι το C50 σε όλες τις θέσεις είναι πολύ κάτω από το όριο του C50 που χαρακτηρίζει τους χώρους ομιλίας ως καλούς για την χρήση τους, ειδικά στην περιοχή ενδιαφέροντος. 95

102 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ C50 για όλες τις θέσεις στο μοντέλο Β. 14,00 12,00 10,00 C50 (db) 8,00 6,00 4,00 2,00 0, ,00 Μέση τιμή Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 Θέση 4 Θέση 5-4,00 Συχντότητα (Hz) Εικόνα 60: C50 για όλες τις θέσεις στο βελτιωμένο μοντέλο Όπως φαίνεται από το διάγραμμα στο μοντέλο Β το C50 είναι πολύ βελτιωμένο σε όλες τις θέσεις και μάλιστα οι τιμές του είναι πάνω από το χαμηλότερο όριο του καλού επομένως τα αποτελέσματα από το μοντέλο Β είναι πολύ ικανοποιητικά. Το C50 σε όλες τις θέσεις στο μοντέλο C. 8,00 6,00 4,00 C50 (db) 2,00 0, ,00 Μέση τιμή Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 Θέση 4 Θέση 5-4,00-6,00 Συχνότητα (Hz) Εικόνα 61: C50 για όλες τις θέσεις στο βελτιωμένο μοντέλο με Η/Α εγκατάσταση Στο μοντέλο C οι τιμές δεν έχουν αλλάξει πολύ από το μοντέλο Β και τα αποτελέσματα συνεχίζουν να είναι ικανοποιητικά για την χρήση του χώρου. 96

103 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Σύγκριση των τιμών του C50 στα τρία μοντέλα στην θέση 1. 10,00 8,00 6,00 4,00 C50 (db) 2,00 0, , ,00-6,00-8,00-10,00 Συχνότητα (Hz) Θέση 1 C Θέση 1 B Θέση 1 A Εικόνα 62: Σύγκριση C50 των μοντέλων στην Θέση 1 10,00 8,00 6,00 4,00 C50 (db) 2,00 0, , ,00-6,00-8,00-10,00 Συχνότητα (Hz) Θέση 4 C Θέση 4 B Θέση 4 A Εικόνα 63: Σύγκριση C50 σε όλα τα μοντέλα στην Θέση 4 Στα διαγράμματα φαίνεται πόσο σημαντική είναι η βελτίωση του χώρου σε σχέση με το αρχικό μοντέλο. Διακρίνεται μία μικρή πτώση στις υψηλές συχνότητες στο μοντέλο C σε σχέση με το μοντέλο B αλλά αυτό δεν προκαλεί κάποιο πρόβλημα καθώς οι τιμές συνεχίζουν να είναι αυτές που χρειάζονται για τον χώρο που μελετάται. 97

104 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ 6.4 Σύγκριση του Articulation Loss (ALCons%) στα τρία μοντέλα Δίνεται το διάγραμμα σύγκρισης του Articulation Loss: 30 Articulation Loss(ALCons%) Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 Θεση 4 Θέση 5 Μέση τιμή 0 A B C Θέσεις των μοντέλων Εικόνα 64: Σύγκριση Articulation Loss(ALCons%) των μοντέλων σε όλες τις θέσεις Στο διάγραμμα διακρίνεται η διαφορά του Articulation Loss στα 3 μοντέλα. Στο μοντέλο A παρατηρείται μεγάλη απώλεια της άρθρωσης του λόγου λόγω της μεγάλης αντήχησης της αίθουσας, και για αυτό η αίθουσα είναι ακατάλληλη για χρήση ομιλίας. Αυτό έχει βελτιωθεί στα επόμενα μοντέλα σε πολύ μεγάλο ποσοστό και όπως έχουμε δει στο προηγούμενο κεφάλαιο οι τιμές του Articulation Loss στα μοντέλα Β και C είναι κατάλληλες. 6.5 Σύγκριση του STI σε όλες τις θέσεις στα τρία μοντέλα 0,8 0,7 0,6 STI 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Θέση 1 Θέση 2 Θέση 3 Θεση 4 Θέση 5 Μέση τιμή 0 A B C Θέσεις μοντέλων Εικόνα 65: Σύγκριση STI των μοντέλων σε όλες τις θέσεις 98

105 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 :ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑ ΤΡΙΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Όπως και στο ΑLCons έτσι και στο STI είναι έντονη η διαφορά των τιμών στο μοντέλο Α σε σύγκριση με τα άλλα δύο. Η καταληπτότητα στο μοντέλο Α είναι πολύ χαμηλή ενώ έχει αυξηθεί σημαντικά στα μοντέλα Β και C. Παρατηρείται όμως ότι στο ΑLCons όπως και στο STI το μοντέλο B υπερτερεί ελάχιστα από το μοντέλο C αλλά αυτό δεν ενοχλεί καθώς η διαφορά είναι πολύ μικρή και έχουν βελτιωθεί και άλλες παράμετροι στο μοντέλο C που στο Β χρειάζονταν ενίσχυση (Total SPL). 99

106 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 :ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 : ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα συμπεράσματα που έχουν προκύψει από αυτήν την μελέτη και την σύγκριση των τιμών των ακουστικών παραμέτρων κατά την βελτιστοποίηση του χώρου είναι: Όσον αφορά τον χρόνο αντήχησης: Kατά την δημιουργία του μοντέλου η απόκληση από το RT των μετρήσεων σε σχέση με το RT του μοντέλου είναι σε περιοχή που δεν επηρεάζει για την χρήση του χώρου καθώς η περιοχή ενδιαφέροντος είναι πολύ κοντά στις τιμές του πραγματικού χώρου. Σε σχέση με το επιθυμητό RT που προσδιορίζεται σε σχέση με τον όγκο και την χρήση της αίθουσας, παρατηρούμε ότι στο μοντέλο Α ειδικά στην περιοχή των συχνοτήτων που ενδιαφέρουν υπάρχει η μέγιστη απόκλιση και για αυτό η βελτίωση του χώρου κρίνεται απαραίτητη. Το RT του μοντέλου C με το RT του μοντέλου Β δεν έχει διαφορά γιατί η αντήχηση επηρεάζεται από τον όγκο του χώρου και τον συντελεστή απορρόφησης και όχι από την ένταση (Sabine). Όσον αφορά το Total SPL: To Τοtal SPL σε όλες τις συχνότητες του φάσματος της ομιλίας (500 Ηz- 2000Hz) στο πρώτο μοντέλο είναι μεγαλύτερο από το B λόγω της μεγάλης αντήχησης. Στο Β η στάθμη ομιλητή είναι χαμηλή σε σχέση με τον θόρυβο περιβάλλοντος και το επιθυμητό SPL (70 db και πάνω). Με βάση αυτά συμπεραίνεται ότι χρειάζεται ενίσχυση της στάθμη πίεση του ήχου στον χώρο και αυτό γίνεται πράξη στο μοντέλο C. Στο μοντέλο C το SPL είναι στα επιθυμητά όρια, υπάρχει μία εξασθένηση στον χώρο αλλά είναι πάνω από το όριο του ανεκτού. Επίσης η συνολική εξασθένιση του SPL του χώρου ανάμεσα στις συχνότητες που μελετάμε είναι ανάλογη με του μοντέλου Β. Όσον αφορά το C50: Στο μοντέλο Β το σήμα είναι πιο δυνατό από του μοντέλου Α όπου οι τιμές του C50 είναι ακατάλληλες για την χρήση του χώρου, αλλά υπάρχει μεγαλύτερη εξασθένηση όσο ο ακροατής θα απομακρύνεται από την πηγή κάτι που οφείλεται στον χρόνο αντήχησης και την ένταση. Οι τιμές των μοντέλων Β και C είναι πολύ κοντά μεταξύ τους αλλά η διακύμανση των τιμών στο μοντέλο C είναι εντονότερη λόγω της κατευθυντικότητας των ηχείων και της υπερδιέγερσης του χώρου. 100

107 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 :ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Όσον αφορά το STI: To μοντέλο Α έχει μη αποδεκτές τιμές STI ενώ το μοντέλο Β έχει αποδεκτές τιμές και μάλιστα σε πολύ καλή περιοχή. Επίσης στο μοντέλο B δεν υπάρχουν μεγάλες διακυμάνσεις στις τιμές. Το STI του μοντέλου C παραμένει σταθερό ως προς τις τιμές του μοντέλου B στις διάφορες συχνότητες. Όσον αφορά το Articulation Loss (ALCons%): Στο μοντέλο Α οι τιμές του ΑLCons είναι μη αποδεκτές ενώ στο μοντέλο Β οι τιμές είναι πολύ καλές και κατάλληλες για την χρήση της αίθουσας. Ακόμα στο μοντέλο A υπάρχει μεγάλη διακύμανση των τιμών σε σχέση με το μοντέλο B. To ΑLCοns ανάμεσα στα μοντέλα Β και C παραμένει στα ίδια επίπεδα με την διαφορά οτι στο C έχουν βελτιωθεί οι τιμές και στις ακριανές θέσεις της αίθουσας. Όσον αφορά το χρόνο αντήχησης σε σχέση με το απευθείας σήμα (D/R ratio): Στο Α επικρατεί η αντήχηση, στο μοντέλο Β έχει βελτιωθεί ο χώρος και στο C περισσότερο, αλλά όσο ο ακροατής απομακρύνεται από την πηγή επικρατεί σιγά σιγά η αντήχηση έναντι του σήματος της πηγής. Αυτό δεν ενοχλεί αφού η ενίσχυση της αντήχησης είναι σε ανεκτά πλαίσια και αν ληφθούν υπ όψιν και οι άλλες παράμετροι που έχουν βελτιωθεί σημαντικά στα μοντέλα B και C. Mπορεί να βελτιωθεί ακόμα η περιοχή στις πίσω θέσεις της αίθουσας όπου ενισχύεται η αντήχηση σε σχέση με το σήμα της πηγής τοποθετώντας ενδιάμεσα ηχεία. Αυτό όμως δεν συμφέρει καθώς ανεβαίνει η πολυπλοκότητα του χώρου καθώς θα χρειαστεί να μπει Delay στα δεύτερα ηχεία και γιατί το κόστος της βελτίωσης του χώρου ανεβαίνει σημαντικά. Εφόσον η ενίσχυση της αντήχησης στο πίσω μέρος της αίθουσας δεν επηρεάζει τις υπόλοιπες παραμέτρους και εφόσον τα αποτελέσματα που υπάρχουν ήδη από τα βελτιωμένα μοντέλα είναι ικανοποιητικά δεν χρειάζεται προσθήκη περισσότερων ηχείων. 101

108 Παράρτημα 1 Το ηχόμετρο που χρησιμοποιήθηκε Παράρτημα 1 Για την μέτρηση της στάθμης του θορύβου βάθους και της αντήχησης χρησιμοποιούμε τα ηχόμετρα. Η μετρούμενη ποσότητα ουσιαστικά είναι η rms τιμή πίεσης. Τα ηχόμετρα είναι εφοδιασμένα με ένα κύκλωμα χρόνου που δίνει δύο σταθερές χρόνου ως προς τις οποίες γίνεται ο υπολογισμός της rms τιμής. Η πρώτη σταθερά είναι 125 ms και αντιστοιχεί στην ένδειξη Fast και η δεύτερη 1000 ms και αντιστοιχεί στην ένδειξη Slow. (Σκαρλάτος, 2009) Συνήθως τα καλής ποιότητας ηχόμετρα είναι εφοδιασμένα με κύκλωμα ολοκλήρωσης για τον υπολογισμό της ισοδύναμης στάθμης και έχουν έξοδο αναλογική ή ψηφιακή για την είσοδο των δεδομένων σε υπολογιστή. (Σκαρλάτος, 2009) Τα ηχόμετρα ανάλογα με την ακρίβεια που έχουν διακρίνονται σε τρεις τύπους: Τα ηχόμετρα τύπου 1, Τα ηχόμετρα τύπου 2 και Τα ηχόμετρα τύπου εκτίμησης (survey). Tα ηχόμετρα τύπου 1 είναι πιο ακριβή (και συνήθως πιο ακριβά) από αυτά του τύπου 2, τα οποία έχουν σημαντικό σφάλμα σε υψηλές συχνότητες. (Σκαρλάτος, 2009) Το μέγιστο επιτρεπτό σφάλμα των ηχόμετρων ανάλογα με τον τύπο τους περιγράφεται από τους κανονισμούς της διεθνούς ηλεκτροτεχνικής επιτροπής (IEC) και δίνεται από τον παρακάτω πίνακα: Συχνότητα Ανοχή Συχνότητα Ανοχή Συχνότητα Ανοχή (Ηz) (db) (Hz) (db) (Hz) (db) 50 ± ± ±1 63 ± ± ±1 80 ± ± ±1 800 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± To ηχόμετρο που χρησιμοποιήθηκε για τις μετρήσεις της αίθουσας είναι το Β&K 2250 (Bruel & Kjær ). 102

109 Παράρτημα 1 Πρόκειται για έναν βελτιωμένο μονοκάναλο αναλυτή χειρός και μετρητή στάθμης ήχου όπου έχει ό,τι χρειάζεται για να εκτελέσει υψηλής ακρίβειας, πρώτης τάξης εργασίες μέτρησης σε περιβαλλοντικούς, επαγγελματικούς και βιομηχανικούς χώρους εφαρμογής. Το B&K 2250 είναι μία ευέλικτη, modular πλατφόρμα μετρήσεων με πολλές ενότητες εφαρμογής όπως ανάλυση συχνοτήτων, δυνατότητα δημιουργίας διαφόρων ακουστικών προφίλ, καταγραφή ήχου και building acoustics. ( Χρήσεις του B&K ηχόμετρου τύπου 2250 Γενικού σκοπού πρώτης τάξης ηχητικές μετρήσεις σύμφωνα με τα τελευταία παγκόσμια στάνταρ. Αξιολόγηση του θορύβου στους χώρους εργασίας Αξιολόγηση του περιβαλλοντικού θορύβου και των εγκαταστάσεων. Βελτίωση του χώρου και έλεγχος ποιότητας Ανάλυση FFT του ήχου και των δονήσεων Προσδιορισμός της δυναμικής του ήχου Moνοκάναλες ακουστικές μετρήσεις των εγκαταστάσεων ( Χαρακτηριστικά του B&K ηχόμετρου τύπου

110 Παράρτημα 1 Μονοκάναλη είσοδος (μικρόφωνο, επιταχυνσιόμετρο ή απευθείας σήμα) 4.2 Hz 22.4 khz ευρείας ζώνης γραμμικού εύρους συχνότητων με παρεχόμενο μικρόφωνο τύπου db A σταθμισμένη δυναμική περιοχή με παρεχόμενο μικρόφωνο τύπου 4189 Είσοδοι: AC ή CCLD, External Trigger Έξοδοι: Γεννήτρια και ακουστικά Μετάδοση μέσω USB, LAN ή GPRS/3G μόντεμς USB 2.0 υποδοχή για σύνδεση με εκτυπωτή, GPS, μετεωρολογικό σταθμό, μόντεμ Plug-in επαναφορτιζόμενη Li-on μπαταρία (>8h λειτουργία) ( aspx?) Η δυνατότητα καταγραφής του ήχου με 24-bit μπορεί να συλλάβει τον πιο μικρό ψίθυρο και τον πιο δυνατό θόρυβο στην ίδια εγγραφή ήχου χωρίς κλιπάρισμα, συμπίεση του της εγγραφής ή μετατροπή της εμβέλειας του ηχογραφημένου σήματος. Αυτό το χαρακτηριστικό κάνει την ηχογράφηση κατάλληλη για εκ νέου ανάλυση κατά την διάρκεια της τελικής επεξεργασίας για να αντληθούν περισσότερες πληροφορίες και να εκτελεσθεί μια πιο σύνθετη ανάλυση. ( aspx?) Ευέλικτες μονάδες εφαρμογής Το λογισμικό του Type 2250 επιτρέπει την ρύθμιση των οργάνων για να ταιριάζουν ακριβώς με τις απαιτήσεις που υπάρχουν, χρησιμοποιώντας τον προτιμώμενο συνδυασμό των μονάδων εφαρμογών. Μπορούν επίσης να αγοραστούν και επιπλέον μονάδες αν χρειάζεται. ( aspx?) Το λογισμικό είναι ένα ειδικό πακέτο για PC που χειρίζεται την μεταφορά δεδομένων, αρχειοθετεί τα δεδομένα, εξάγει τα δεδομένα κ.α. Άμεση, λεπτομερή ανατροφοδότηση σχετικά με την ποιότητα της μέτρησης προέρχεται από χαρακτηριστικά όπως είναι ένα χαμογελαστό πρόσωπο που χρησιμεύει ως δείκτης ποιότητας και ένα σύστημα φωτεινού σηματοδότη - που ενημερώνει για την κατάσταση της μέτρησης ακόμα και από απόσταση. ( 104

111 Παράρτημα 2 Παράρτημα 2 Moντέλο Α Παρατίθενται οι ηχοαπορροφητικές ιδιότητες των υλικών των μοντέλων: στους τοίχους: Τσιμέντο βαμμένο (Masony painted) στο ταβάνι: Mοριοσανίδες (Chip Board 16mm on 3cm air), και ένα υλικό δικό μου για να φέρω την αντήχηση όσο πιο κοντά γίνεται στην αντήχηση των με τρήσεων που ονομάστηκε ΑΝ01 στο πάτωμα: Πλακάκι (Τile, Floor) Masonry Painted ΑΝ01 105

112 Παράρτημα 2 Chip Board 16mm on 3cm air Tile, Floor Μοντέλο Β και C για τους τοίχους: εναλλάξ ανά επιφάνεια υπάρχουν τα υλικά Μasony Painted και Scored Beveled Tegular Cirrus το οποίο είναι πάνελ. για το πάτωμα: commercial carpet (χαλί) για το ταβάνι:perfpanel 18% on 4'' cavity w/2''lg, ινοσανίδα(hardboard, 1/8'' mounted over 2'' air space) και wood grid0 (Wooden grid 90/15mm on 6cm air + gw) 106

113 Παράρτημα 2 Scored Beveled Tegular Cirrus Commercial carpet Perfpanel 18% on 4'' cavity w/2''lg 107

114 Παράρτημα 2 hardboard, 1/8'' mounted over 2'' air space Wooden grid 90/15mm on 6cm air + gw 108

115 Παράρτημα 2 SPL ηχείων 1/3 οκτάβας Ισχύς ηχείων 109

116 Παράρτημα 2 Ομιλητής πληροφορίες Μοντέλο χώρου 1 110

117 Παράρτημα 2 Μοντέλο χώρου 2 111