Download - JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
-
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
1/30
Acustica ncperilor
ing. Flaviu Oros
JF Studio Design SRL
www.jfstudiodesign.ro
Dec 2006 - Mar 2011
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
2/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 2
In acest articol vor fi prezentate principiile teoretice pe baza crora pot fi mbuntite
proprietile acustice ale unei ncperi, mpreun cu cteva sugestii practice prin care se poate
face asta n cazul concret al unui studio de nregistrare sau al unei camere de audiie.
Cnd vorbim despre mbuntirea proprietilor acustice ale unei ncperi, trebuie luate n
considerare dou etape distincte n realizarea acestui scop :
izolarea fonic a interiorului ncperii fa de exterior
optimizarea rspunsului acustic n interiorul ncperii
Pe de o parte, prin creterea izolaiei fonice a pereilor ncperii, vom reduce transferul de
energie sonor dinspre exteriorul spre interiorul ei (respectiv invers, din interior spre exterior),
avnd ca rezultat minimizarea zgomotelor perturbatoare din exterior, ce ar putea deranja
activitile desfurate n ncpere (respectiv scderea anselor ca emisiile sonore din interior s
deranjeze vecinii din exteriorul ncperii).
Pe de alt parte, prin absorbia sau difuzia controlat a energiei sonore rmas captiv
nuntru, vom optimiza rspunsul acustic al camerei, reducnd nivelul rezonanelor i reflexiilor
sonore deranjante, mbuntaind astfel substanial ambientul acustic i calitatea activitilor ce au
loc n camer (nregistrri audio, audiii muzicale, etc).
Chiar dac exist anumite ntreptrunderi n funciile unora dintre materialele i
dispozitivele folosite pentru fonoizolare i optimizare acustic, modul de realizare a acestor etape
necesit implementarea unor principii distincte ale acusticii i exploatarea unor proprieti
oarecum complementare ale materialelor folosite. Mai mult dect att, procedeele de cretere a
izolaiei fonice pentru o ncpere duc n general la nrutirea rspunsului acustic al acestei
ncperi, la rndul lor tehnicile de mbuntire a acusticii interioare cauznd n anumite situaii
deteriorarea fonoizolaiei.
Pentru a obine rezultate ct mai bune la ambele capitole, va fi necesar o analiz ct mai
exact a condiiilor iniiale ale lucrrii (preferabil prin efectuarea de msurtori acustice) i vor
trebui stabilite valori int pentru parametrii acustici ai construciei finale, pe baza crora se va
putea concepe proiectul de execuie. Realizarea practic a proiectului se va face astfel mai uor,
ajustndu-se pe parcurs pe unde este necesar, eventual fcndu-se msurtori acustice
intermediare de-a lungul desfurrii lucrrilor pentru a putea controla mai precis evoluia
parametrilor acustici ai lucrrii, pn la obinerea rezultatelor dorite.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
3/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 3
Izolarea fonic a ncperilor
Izolarea fonic a unei ncperi are dou scopuri : mpiedicarea sunetelor din interior s
ajung n afara ncperii i reciproc blocarea accesului sunetelor din exterior s ajung n
interiorul ncperii. In situaia unui studio de nregistrare sau a unei camere de audiie asta
nseamn pe de o parte protejarea vecinilor de nivele de zgomot deranjante (mai ales la ore
trzii) i pe de alt parte obinerea n interiorul studioului/camerei de audiie a unui nivel minim de
zgomot care s nu afecteze procesul de nregistrare respectiv cel de audiie care are loc n
ncpere. In cazul n care se construiete o nou ncpere/cldire i nu doar se mbuntete
una deja existent, stabilirea locaiei construciei reprezint o decizie foarte important n
acest sens, deoarece poate modifica substanial complexitatea (i deci bugetul alocat) celorlalte
etape din realizarea proiectului. Dac locul ales pentru construcie este unul linitit, departe de
surse sonore deranjante (strzi puternic circulate de maini, utilaje zgomotoase, linii de tramvai
sau metrou, etc), atunci construcia va putea fi mai relaxat, cu izolaii fonice mai puin
pretenioase i implicit mai ieftine. Dac, dimpotriv, locaia este aproape de asemenea surse
poluante sonor, vor fi necesare msuri suplimentare pentru fonoizolare, astfel c cheltuielile la
aceast etap vor fi mult mai mari. Nu trebuie uitat nici fenomenul invers i anume c, dac zona
aleas este una linitit iar izolaia fonic a ncperii este realizat mai superficial, exist
posibilitatea ca la nivele mai mari de audiie n camer scurgerile de sunet n afar s atingnivele deranjante pentru vecini.
Soluia optim va consta n alegerea unei locaii ct mai linitite i folosirea unor materiale
i tehnici de fonoizolare care s asigure valorile minime ale izolaiei fonice necesare astfel nct
s fie ndeplinite att condiiile legale de nivel al zgomotului n afara ncperii/cldirii (mai ales pe
timp de noapte) ct i condiiile de sileniozitate dorite n interiorul camerei. In acest scop, primul
pas const n msurarea nivelului zgomotului ambiant din exterior n momente de maxim (de
obicei ziua). tiindu-se nivelul maxim de zgomot ambiant acceptabil n ncpere (exist tabele
pentru aflarea acestuia, n funcie de aplicaie) i fcndu-se diferena dintre valorile pentru
exterior i interior aflate (se folosesc att valori medii speciale, ct i valori separate pentru mai
multe benzi de frecven) se poate determina nivelul minim de fonoizolaie al pereilor
construciei necesar ndeplinirii condiiilor de interior. In continuare se vor face calculele n sens
invers, adic se va msura nivelul zgomotului ambiant din exterior la momente de minim (de
obicei noaptea) i n funcie de nivelele maxime ale surselor sonore care vor exista n ncpere
(difuzoare, instrumente muzicale, etc) se poate calcula o a doua valoare minim a fonoizolaieinecesare (de ast dat pentru a ndeplini condiiile zgomotului extern legal acceptat). In final, se
va alege valoarea cea mai mare dintre cele dou calculate, pentru a acoperi ambele situaii. Intr-
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
4/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 4
un mod asemntor se pot determina i nivelele de fonoizolaie necesare pentru pereii interiori
ce separ dou ncperi ntre ele, lundu-se n calcul, pentru fiecare perete n parte, nivelul
sonor maxim generat ntr-o parte i nivelul de zgomot maxim acceptabil n cealalt parte a lui.
Inainte de a continua, trebuie fcut o observaie important. Funcionarea izolaiei fonice
este foarte bine descris de urmtoarea zical : "Tria unui lan este dat de veriga lui cea mai
slab". Cu alte cuvinte, nivelul maxim de fonoizolaie a unei ncperi depinde mult de elementul
cu cel mai slab grad de fonoizolare din componena "granielor" ei. Astfel, spre exemplu, chiar
dac un perete este din beton i are grosime foarte mare (avnd deci proprieti fonoizolatoare
foarte bune), un geam subire sau chiar o perforaie in perete, datorat unei conducte sau unui
cablu electric, va reduce drastic fonoizolaia ansamblului, aproape anulnd efortul de realizare a
unui perete aa de masiv. In acest sens, deoarece undele sonore ce se propag prin aer vor fi
transmise oriunde aerul are cale de acces,este foarte important etanarea tuturor orificiilor saucrpturilor din perei. Concluzionnd aceast idee, putem spune c, pentru a avea rezultate
optime, trebuie acordat o deosebit atenie echilibrrii nivelului de izolaie fonic a
tuturor elementelorce constituie perimetrul ncperii (perei, tavan, podea, geamuri, ui, etc).
O alt problem ce trebuie neaprat luat n seam o reprezint faptul c sunetele de
joas frecven se transmit foarte eficient prin infrastructura solid a cldirii (perei, tavan,
podea...), mai repede si mai uor dect prin aer, astfel c vibraiile emise de orice surs sonor
ce are contact direct cu unul dintre aceste elemente constructive se vor transmite n toatencperile. Din aceast cauz, undele sonore emise de surs vor fi doar parial blocate de perei
(doar undele transmise prin aer), o parte din energia sonor fiind transmis n celelalte ncperi
pe ci ocolitoare (Eng=flanking path), prin orice contact direct existent ntre surs i
infrastructura cldirii (de exemplu prin podea, dac un difuzor audio este aezat pe ea fr
decuplare mecanic) i de aceea valorile fonoizolaiei n condiii reale pentru pereii respectivi
difer substanial de valorile teoretice. Pentru minimizarea acestui fenomen, cea mai eficient
soluie const n adugarea unui nou rnd de perei/podea/tavan, decuplai mecanic de pereiicldirii, adic construirea unei camere flotante (Eng=floating room) n interiorul ncperii
originale, ai crei perei (inclusiv tavan i podea) s fie separate de pereii externi prin spaii de
aer i materiale fonoabsorbante, ranforsate de elemente de suspensie speciale (arcuri, blocuri
de cauciuc sau alte materiale elastice,...) care s menin anumite distane ntre pereii interiori i
cei exteriori. Aceast decuplare mecanic, dac este calculat bine (frecvenele de rezonan
proprii ale elementelor de suspensie trebuie s se ncadreze n nite plaje de valori) i este
executat corect (un singur cui btut greit este suficient pentru a compromite ntreaga
construcie !), poate asigura ncperilor o izolare fonic excelent.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
5/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 5
Fonoizolarea : principii teoretice
In cele ce urmeaz vor fi prezentate principiile fizice ce stau la fundamentul soluiilor
tehnice de fonoizolare, dup care vor fi luate n discuie cteva situaii practice mai des ntlnite.
Atenuarea transmisiei unei unde sonore dintr-o parte ntr-alta a unui obstacol plan (unperete, o u, un geam, etc) este un fenomen fizic ce depinde de mai muli factori, cei mai
importani fiind frecvena de oscilaie a undei i proprietile fizice ale obstacolului (masa,
densitatea, rigiditatea, factorul intern de amortizare, structura lui component, etc.). Exist
definite mai multe mrimi fizice de cuantificare a proprietilor fonoizolatoare ale unui material
sau ale unui obstacol mai complex, precum i mai multe standarde de msurare precis a lor,
folosindu-se att msurtori discrete n mai multe puncte din banda de frecvene audio, ct i
valori medii obinute prin nsumarea ponderat dup diferite legi matematice. Pentru cmajoritatea acestor mrimi sunt mai puin adecvate aplicaiilor unde sursa sonor are un spectru
bogat n frecven ca n cazul programele muzicale (primele standarde au fost create pentru a
msura zgomotul din birourile firmelor) i pentru a nu ncrca lectura prea mult cu detalii tehnice
complicate, ne vom limita la a prezenta o singur mrime i anume Transmission Loss (TL, n
traducere liber Pierderea n Transmisie), care este o mrime proporional cu logaritmul
zecimal al raportului dintre energia sonor emis de o surs de sunet ntr-o parte a unui perete
(obstacol plan) i energia sonor ce se regsete n cealalt parte a lui, avnd ca unitate de
msur decibelul (dB). Deoarece TL este o mrime oarecum ideal, avnd valorile rezultate n
urma calculelor teoretice i a msurtorilor din laborator, din cauza diferitelor "scurgeri"
neprevzute de sunet n condiii reale, valorile izolaei fonice msurate dup terminarea unei
construcii sunt n general ceva mai mici dect cele proiectate (pe baza valorilor msurate n
laborator) i de aceea este bine s se adauge rezerve de siguran n faza de proiectare.
Legea fizic principal ce descrie TL este legea masei, care spune c, pentru o und sonor cu
frecvena constant, TL crete cu 6dB la fiecare dublare a masei obstacolului.
In lucrul cu semnale complexe de audiofrecven, proprietile fonoizolante ale unui
obstacol sunt date ca o funcie de frecvena undei sonore ce l strbate i n mare parte aceast
funcie este descris de o echivalen a legii masei, care spune c TL crete cu 6dB la octav,
adic la fiecare dublare a frecvenei undei sonore atenuarea dat de obstacol crete cu 6dB. De
exemplu, dac un perete are o atenuare TL de 30dB pentru undele sonore cu frecvena de
1000Hz, undele avnd frecvena de 2000Hz vor fi atenuate cu 30dB + 6dB = 36dB (ceea ce n
putere acustic nseamn o atenuare de patru ori mai mare la 2000Hz decat la 1000Hz). Ocretere de 6dB / octav este echivalent cu o cretere de 20dB / decad, astfel c (n condiii
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
6/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 6
ideale) am putea descrie caracteristica de atenuare (TL) a undelor sonore (funcie de frecvena
lorF) de ctre un perete fictiv ca fiind dat de urmtoarea diagram:
Fig.1
In realitate ns, aceast lege este alterat de alte fenomene ce au loc n perete la
trecerea undelor sonore prin el, n esen fenomene de rezonan ale materialului sau
materialelor din care este compus peretele, rezonane ce creaz scurtcircuite acustice pentru
undele de anumite frecvene, determinnd apariia unor gropi n caracteristicile de atenuare. In
acest sens, se definesc dou puncte importante n caracteristica de transfer/atenuare a peretelui,
care modific legea liniar a masei:
- frecvena natural de rezonan (Fn) a peretelui, ce depinde n principal de
masa i dimensiunile lui sau ale componetelor lui dac este un perete compus (de ex.
un perete format din caramid plus un strat de rigips, cu vat mineral ntre ele),
situndu-se de obicei n zona frecvenelor joase sau mediu-joase.
- frecvena critic (Fc) a peretelui (la care apare aa-numitul fenomen de
coinciden), care este dependent mai ales de grosimea i de rigiditatea peretelui,
fiind situat n general n zona frecvenelor mediu-nalte dar poate ajunge la frecvene
joase pentru materiale masive (perei groi de beton, crmid, etc).
In zonele acestor dou frecvene vor aprea scderi ale TL cu valori depinznd n special
de gradul de amortizare al rezonanelor ce au loc n perete la frecvenele respective, amortizare
ce depinde la rndul ei de factori precum rigiditatea materialului/materialelor din care este
compus peretele sau proprietile lor fonoabsorbante. In intervalul dintre aceste frecvene TL
respect legea masei (6dB/octav), dar n afara lui (la capetele graficului) apar fenomene
auxiliare ce vor schimba comportamentul peretelui la impactul cu unda sonor i vor face ca
fonoizolaia n acele zone s se comporte diferit, depinznd mai mult de rigiditatea materialelorcomponente (Eng=stiffness) i factorul intern de amortizare (Eng=damping) dect de masa lor.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
7/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 7
Din aceast cauz, o reprezentare mai apropiat de realitate a caracteristicii de atenuare
sonor (TL) a peretelui din exemplul de mai sus va fi dat de diagrama urmtoare :
Fig.2
In practic, aceste frecvene speciale din caracterisiticile de fonoizolaie ale materialelor
sunt cele care de multe ori fac dificil obinerea unor valori optime pentru parametrii de izolaie
fonic ai unei ncperi, deoarece ambele frecvene se situeaz uzual n zone ale spectrului
audibil sensibile pentru urechea uman (frecvene mediu-joase respectiv mediu-nalte),
fonoizolaia slab din respectivele zone fiind uor sesizat. In consecin, pentru a avea valori
ale TL mari ntr-o plaj ct mai larg din banda audio, trebuie ca aceste frecvene de
rezonan s fie "mpinse" ct mai nspre capetele benzii de audiofrecven , lucru ce nu
este foarte uor, din cauza dependenei lor de parametrii comuni ce nu permit calcularea lor
independent. Spre exemplificare, frecvena natural (Fn) a unui perete de rigips depinde de
masa pe unitatea de suprafa a stratului de rigips, astfel nct crescnd grosimea peretelui
(pentru o densitate dat) va scdea i frecvena lui natural de rezonan, ducndu-se nspre
captul inferior al spectrului audibil, dar n acelai timp frecvena critic ( Fc) a peretelui va
scdea cu creterea grosimii peretelui (crete rigiditatea lui), ajungnd ntr-o zon i mai
sensibil pentru urechea uman.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
8/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 8
Fonoizolarea : sugestii practice
Cunoscnd valorile izolaiei fonice necesare i innd cont de principiile teoretice
prezentate mai sus, se pot determina materialele i modul lor de folosire n construcia pereilor
ncperii. Acest lucru presupune consultarea unor tabele ce conin msurtori n condiii de
laborator ai parametrilor acustici ale materialelor folosite uzual, precum i msurtori a diferite
combinaii constructive ale acestor materiale. Condiiile de pe "teren" diferind de cele din
laborator, sunt necesare mai multe corecii i ajustri fa de situaiile ideale, din start trebuind
adugate n ecuaie i scurgerile de sunet prin cile secundare amintite anterior. In plus, pe
lng criteriile tehnice de realizare, trebuie s se in seama i de altele, cum ar fi condiiile
financiare (bugetul existent), disponibilitatea comercial a materialelor sau chiar criterii estetice.
Experiena practic va conta foarte mult n alegerea celor mai bune soluii tehnice, pentru c
fiecare situaie concret necesit abordri diferite si vor trebui fcute mai multe compromisuri n
alegerea parametrilor constructivi ai elementelor fonoizolatoare (pereti, podea, tavan, ui,
geamuri, etc.) astfel nct, n final, s se obin structuri fonoizolatoare cat mai eficiente, cu un
nivel de fonoizolaie ct mai uniform n frecven i mai apropiat de valorile dorite de-alungul
ntregului spectru audibil.
PereiiPentru a putea obine valori ct mai mari ale fonoizolaiei, pereii ncperilor trebuie s
aib o mas ct mai mare pe unitatea de suprafa. Cu ct sunt mai deni i mai groi cu att
mai bine, cu precizarea c trebuie s aib i factorul intern de amortizare suficient de mare .
Spre exemplu, un perete de oel comparat cu un perete de plumb de aceeai mas pe unitatea
de suprafa se va comporta mult mai prost ca fonoizolator, datorit factorului de amortizare
intern mic, ce va duce la transferul mai uor al vibraiilor sonore prin el. Cele mai eficiente sunt
zidurile groase de piatr, crmid sau beton, care au frecvena natural (Fn) i frecvena critic
(Fc) foarte coborte, la captul inferior al benzii audio.
Dac valorile prezentate de un asemenea zid nu sunt suficiente pentru o anumit
aplicaie, se pot aduga straturi adiionale din materiale dense, precum rigips, placaj, PAL, etc.
Masa acestor straturi adiionale trebuie s fie ns suficient de mare (comparabil cu cea a
zidului original) pentru a modifica substanial TL-ul peretelui, altfel munca este n zadar. Drept
urmare, folosirea materialelor cu densitate redus (precum polistirenul expandat, buretele
(profilat sau nu), cofrajele de ou, etc.) n scopul izolrii fonice a unei ncperi este
contraindicat (pot fi folosite cu anumite rezultate ns la optimizarea acusticii ncperii, dup
cum se va vedea vedea mai ncolo).
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
9/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 9
O metod mai eficient de a folosi aceste straturi suplimentare const n montarea lor la o
anumit distan de suprafaa peretelui original, cu ajutorul unui schelet de lemn sau metal. Aerul
din spaiul rezultat ntre zid i stratul adiional se comport ca un element elastic, crescnd mult
TL-ul sistemului complex astfel format, chiar dac masa stratului adugat nu este att de mare.
Combinaia dintre cei doi perei i stratul de aer dintre ei formeaz practic un filtru acustic centratpe o frecven care este frecvena natural (Fn) a peretelui complex i care depinde n primul
rnd de masele celor doi perei i de distana dintre ei. In apropierea acestei frecvene ansamblul
va avea o groap n caracteristica TL, deci este indicat ca aceast frecven s fie ct mai
sczut ca s ias din banda audio. Groapa fiind cu att mai adnc cu ct factorul de
amortizare al filtrului creat este mai mic (adic cu ct rezonana sistemului la frecvena
respectiv este mai mare), cel mai bun mijloc de a crete acest factor este folosirea unui material
fonoabsorbant n spaiul dintre perei, care va amortiza oscilaiile aerului la frecvena de
rezonan i pe deasupra va modifica i comportarea aerului, mrindu-i volumul aparent, ceea ce
va duce la micorarea frecvenei de rezonan.
Ca un exemplu concret i foarte ntlnit n practic, n Fig.3 de mai jos este ilustrat un
asemenea perete compus (seciune, vedere de sus), format dintr-un perete de beton (1) i un
strat adiional de rigips (2), montat cu ajutorul unor ipci verticale de lemn (4) la o anumit
distan de primul, ntre ele fiind introdus vat mineral (3) pentru a amortiza rezonanele
sistemului. Daca distana dintre perei se mrete (Fig.4), frecvena natural (Fn) a sistemuluiscade i rezultatul este c TL per ansamblu va crete, datorit faptului c legea masei va ncepe
de la o frecven mai cobort i TL va avea "spaiu" s creasc mai mult. In momentul n care
ns este inserat un al doilea strat de rigips ntre cei doi perei (Fig.5), se formeaz dou
subsisteme acustice, fiecare avnd o frecven natural proprie dat de masa celor doi perei ce-
l formeaz i de distana dintre ei. Aceste dou frecvene sunt de valori mai ridicate i destul de
apropiate, astfel c, cele dou gropi alturndu-se, rezult o caracteristic TL a ntregului sistem
cu o groap mare la o frecven mai ridicat decat in cazul din Fig.4. Dei, la valori mai mari
dect aceast frecven, caracteristica TL va avea un comportament mai bun datorit masei
suplimentare introduse de peretele intermediar, rezultatul per ansamblu este mai prost dect
nainte pentru c groapa n TL este mai sus n frecven i este mai sesizabil de urechea
uman. Un mod mai eficient de folosire a acestui al doilea strat de rigips este prezentat n Fig.6,
unde pe lng distana mare dintre perei vom avea i o mas mai mare n ecuaie (cele dou
straturi de rigips sunt considerate ca un singur strat de grosime echivalent), rezultnd o
frecven natural mult mai joas, iar TL va avea cele mai bune valori dintre cele patru cazuri.
(Observaie: graficele TL prezentate au doar un rol explicativ i nu reprezint msuratori reale).
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
10/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 10
Fig.3 Fig.4 Fig.5 Fig.6
In acest ultim caz (Fig.4) se pot aduga i mai multe straturi de rigips, masa echivalent a
peretelui crescnd astfel i ducnd la reducerea i mai mult a frecvenei naturale a sistemului.
Trebuie precizat faptul c dac s-ar folosi un strat de rigips de acelai tip dar de grosime
echivalent cu cele suprapuse, nivelul de fonoizolaie al peretelui ar fi mai slab pentru c
frecvena critic (Fc) a acestui strat gros ar fi mai sczut dect a celor subiri, datorit rigiditii
mai mari cauzate de grosimea mare. Din acelai motiv (impiedicarea creterii rigiditii i deci
scderea Fc), straturile suprapuse este recomandat s fie prinse cu uruburi una de alta i nu
lipite ntre ele cu adeziv (caz n care s-ar comporta ca un strat de grosime echivalent).
Primul perete (1) fiind dintr-un material masiv (foarte rigid i foarte gros), frecvena lui
critic este foarte joas, nefiind practic important n aceast situaie. Dac ns i peretele (1)
este din rigips (un strat sau mai multe suprapuse), va intra n calcul i frecvena critic a
acestuia.
Principala slbiciune a exemplului prezentat mai sus const n faptul c ipcile (4) de
interconectare a celor doi perei formeaz o cale suplimentar i mai uoar de transmitere a
undelor sonore prin sistem, ce va duce la deteriorarea valorilor teoretice ale TL pentru acesta,
fiind de fapt un scurtcircuit acustic pentru perete. Exist metode mai avansate de realizare a
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
11/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 11
acestui schelet de susinere, care reduc ntr-o anumit msur pierderile, dar cea mai eficient
soluie o reprezint decuplarea mecanic total a celor dou pri ale pereilor, fiecare avnd o
baz de susinere proprie, realizat prin tehnica podelelor flotante, ce va fi prezentat n
continuare.
Podeaua
Poate cea mai important component a granielor acustice ale unei ncperi, podeaua
este i cel mai greu de adus la nivelele necesare de fonoizolare. Din cauza faptului c principalul
ei rol este acela de susinere a coninutului ncperii (mobilier, aparatur, oameni, etc), asta i
impune anumite condiii de rigiditate i mas ce pun dificulti n calea obinerii unor valori mari
pentru TL n tot spectrul audibil de frecven. In plus, fiind direct conectat cu toi pereii ncperii
(funcionnd i ca tavan pentru ncperea dedesupt, dac ncperea se gasete la un nivelsuperior al unei cldiri) va fi factorul principal de transmitere pe ci structurale a vibraiilor de la
toate sursele sonore care se sprijin (direct sau indirect) pe ea.
Continund exemplul dat n seciunea dedicat realizrii pereilor, n Fig.7 se poate vedea
seciunea lateral a mbinrii dintre o podea de beton i un perete de beton (1) suplimentat cu
placi de rigips (2) pe un schelet de lemn ce nu se vede n imagine din cauza vatei minerale (3) ce
umple spaiile goale.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
12/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 12
Primul pas pentru a mbunti caracteristica TL a podelei (Fig.8) ar fi creterea masei
adugnd o podea suplimentar (4) format din straturi dintr-un material dens, dar i suficient de
dur ca s poat face fa traficului prin ncpere, de exemplu placaj gros sau PAL. Problema este
c, dac inem cont de legea masei, pentru a crete TL-ul cu 6dB (ceea ce nu este foarte mult)
ar trebui s adugm o mas egal cu cea a podelei iniiale, acest lucru fiind cu siguranimpractic n majoritatea cazurilor. Pentru situaiile frecvente n care este nevoie de creteri cu
mult mai mari (20-30dB), aceast metod este inacceptabil, cantitatea de material necesar ar
ocupa mult prea mult spaiu util din ncpere, iar greutatea suplimentar ar putea afecta
integritatea structural a cldirii.
O soluie mai eficient const n introducerea unui strat de aer ntre podeaua original i
cea adugat, folosindu-se nite elemente de suspensie (5) i umplnd cu vat mineral stratul
de aer pentru a amortiza rezonanele (Fig.9). In acest fel vom obine o barier acustic complex(podea flotant) ce lucreaz ca un filtru pentru undele sonore ce lovesc podeaua, blocndu-le
mult mai bine dect ar fi fcut-o cele dou podele prin simpla lor suprapunere. Se menin
aceleai reguli (discutate n cazul pereilor) pentru frecvena critic (Fc) i frecvena natural (Fn)
a sistemului, dar intervine un element important n plus i anume circuitul de scurgere a vibraiilor
ntre cele dou podele prin elementele de suspensie.
Pentru a nu deteriora efectul izolator al ansamblului podea-aer(vat)-podea, suspensiile
trebuie s aib proprieti fonoizolatoare comparabile cu acesta. Se folosesc n acest scop bucidin cauciucuri speciale sau arcuri de oel, a cror parametrii sunt precis calculai, un calcul greit
putnd duce la performane chiar mai slabe dect n cazul podelei simple.
Una dintre cerinele suspensiilor este s aib frecvena natural (Fn) ct mai mic i asta
se obine n primul rnd prin comprimarea lor ct mai puternic (dar numai pn la o anumit
limit de rezisten, peste care materialul ncepe s se deterioreze repede n timp), aplicndu-se
o greutate ct mai mare asupra lor. Deci podeaua flotant mpreun cu ceea ce exist n
ncpere trebuie s fie ct mai grele, cu observaia c, pentru a avea o frecven Fn ct mai
stabil, este indicat ca elementele prezente permanent (podea, mobilier, aparatur, etc) s aib
o pondere mult mai mare n acest total dect cele temporare (instrumente muzicale, oameni,...).
Construirea pereilor interiori pe podeaua flotant cu ajutorul unui schelet (6) de lemn sau
metal ca n Fig.10 ajut la acest lucru, prin adugarea greutii lor la totalul ce va comprima
suspensiile. In pus, foarte important, se obine astfel o decuplare total a pereilor interni de cei
externi, minimizndu-se n acest mod scurgerile sonore prin infrastructura cldirii. Dac condiiile
permit, se recomand turnarea din beton a podelei flotante.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
13/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 13
In situaia n care este necesar construcia unui perete despritor ntr-o ncpere, de
exemplu cnd se dorete mprirea unei camere n dou pentru a obine o sal de nregistrare i
o camer de mixaj ntr-un studio de nregistrare, metoda podelelor flotante i a pereilor separai
pentru fiecare camer este cea mai performant. Dup cum se vede n Fig.11, fiecare ncpere
are propria podea flotant (calculele suspensiilor trebuind fcute pentru fiecare camer n parte),propriii perei interiori i (dup cum se va vedea mai ncolo) propriul tavan fals ce se sprijin doar
pe pereii interiori. In acest fel, cele dou ncperi vor fi complet separate i transferul de unde
sonore dintr-o parte intr-alta va fi minim.
Tavanul
Tavanul este practic un perete orizontal, aa c tot ce s-a discutat anterior despre perei
este valabil i pentru tavan. In exemplul dat acolo (Fig.3), peretele (1)va fi nlocuit de tavanuloriginal al ncperii, iar peretele (2) va deveni tavanul fals. Principiile de transmitere a undelor
sonore fiind aceleai, concluziile trase din acele situaii (Fig.3-Fig.6) rmn valabile i aici.
Ceea ce se schimb puin sunt metodele practice prin care se poate mbunti situaia n
privina scurgerilor sonore prin scheletul de prindere. Exist dispozitive speciale de conectare a
tavanului fals la cel original, care au rolul de a decupla mecanic cele dou tavane prin
intermediul unor elemente elastice i de a limita astfel transmisia vibraiilor sonore prin sistemul
de prindere. Apar i n acest caz problemele pe care le-am discutat la suspensiile de la podele,aceste dispozitive de prindere trebuind s fie ct mai tensionate (pn la o anumit limit de
rezisten) pentru a avea o frecven natural (Fn) de rezonan ct mai cobort. Pentru asta,
tavanul va trebui s aib o greutate ct mai mare, deci va fi construit din straturi ct mai dense i
mai groase (panouri de rigips, PAL, placaj gros, etc). Aici gravitaia ne sare n ajutor, la greutatea
plcilor tavanului adugndu-se i greutatea scheletului de prindere a acestora, plus greutatea
materialului absorbant pus ntre cele dou tavane pentru a amortiza rezonanele. De obicei
productorii acestor dispozitive dau indicaii privind greutatea optim/suportat de fiecareelement, fiind uor de calculat numrul lor necesar pentru o anumit situaie, n funcie de
greutatea tavanului ce trebuie suspendat.
Cea mai fericit situaie apare n cazul unei camere flotante, n care pereii interiori sunt
separai total de cei exteriori, tavanul fals putnd fi foarte uor construit direct pe aceti perei
interiori, fr a avea vreun contact mecanic cu tavanul superior, eliminndu-se astfel complet
problema transmisiei sunetului prin structura de prindere.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
14/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 14
Geamurile
Dei sunt foarte utile pentru o ncpere (din motive evidente), din punct de vedere acustic
geamurile sunt ns doar un ru necesar, pentru c proprietile lor fonoizolante sunt foarte greu
de adus la nivelul dat de pereii din care fac parte (i n plus au n general efecte negative asupra
acusticii interioare a ncperilor, datorit reflexiilor acustice pe care le genereaz).
Respectnd legile enunate la nceputul capitolului, nivelul de fonoizolaie al unui panou de
sticl va depinde de mai muli parametri (dimensiuni, densitate, factor intern de amortizare, etc),
cel mai relevant fiind grosimea lui. Cu ct sticla este mai groas, cu att masa ei pe unitatea de
suprafa va fi mai mare i n consecin va avea o frecven naturala de rezonan ( Fn) mai
sczut, caracteristica TL devenindu-i mai bun. Pe de alt parte, sticla fiind un material foarte
rigid i avnd un factor de amortizare intern destul de sczut, odat cu creterea grosimii
panoului va scdea i frecvena sa critic (Fc), ceea ce va duce la deteriorarea caracteristicii TL
la frecvene medii i nalte. Spre exemplu, sticla normal de 4mm grosime are Fc de aprox.
2.5kHz iar cea de 6mm coboar pn pe la 1.5kHz, o zon deja foarte sensibil pentru urechea
uman.
O soluie la aceast problem este folosirea sticlei laminate, care const n dou sau mai
multe straturi de sticl de grosimi mai mici lipite ntre ele cu ajutorul unui strat subire de plastic
transparent, ce ajut la creterea factorului de amortizare intern (energia vibraiilor se disip n
plastic prin frecarea dintre straturi) i la creterea frecvenei critice. Rezultatul este c, dei
panoul de sticl va fi mai gros, beneficiind astfel de o frecven natural mai mic, Fc va avea
valori mai mari, apropiate de cele corespunztoare grosimii straturilor de sticl componente.
Indiferent de tipul i mrimea sticlei folosite, conteaz foarte mult felul de prindere a ei n
ram i calitatea etanrii golurilor dintre sticl i ram. Orice orificiu care va lsa aerul s treac
dintr-o parte ntr-alta a geamului va lsa s treac i undele sonore purtate de acesta. In Fig.12
se observ un sistem simplu de prindere a unui panou de sticl (1) ntr-o ram de lemn (2) fixat
ntr-un perete de beton (3). Marginile sticlei nu au contact direct cu rama, ci prin intermediul unei
garnituri de etanare (4) n form de U, din cauciuc, neopren sau alt material elastic rezistent.
Cea mai consistent mbuntire a fonoizolaiei unui asemenea geam se poate obine
prin folosirea a dou panouri de sticl separate de un strat de aer (Fig.13). In spaiul dintre sticle,
pe rama geamului, se va aplica un strat de material fonoabsorbant (5) pentru a amortiza ntr-o
anumit msur rezonanele din cavitate. Aplicnd din nou regulile descrise la capitolul pereilor,
caracteristica TL a sistemului format de cele dou panouri de sticl i stratul de aer dintre ele va
depinde n principal de distana dintre panouri i de masa lor pe unitatea de suprafa. Frecvena
natural (Fn) a geamului astfel obinut poate fi cobort prin creterea grosimii panourilor de
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
15/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 15
sticl folosite i prin mrirea distanei dintre ele. Dar cum sticl de grosimi mai mari de 8-10mm
este greu de gsit n comer (fiind destul de scump) i n plus trebuind luat n considerare faptul
c prin creterea grosimii sticlei frecvenele critice (Fc) proprii ale panourilor vor scdea, nu se
poate merge prea departe n acest sens (chiar considernd i varianta folosirii sticlei laminate,
care va ameliora ntr-o anumit masur situaia). Va rmne aadar ca metod principal pentrucoborrea Fn creterea distanei dintre panourile de sticl, pn la limitele permise de situaia
concret, n majoritatea cazurilor aceste limite fiind impuse de grosimea pereilor din care face
parte geamul.
Fig.12 Fig.13 Fig.14 Fig.15
Inclinarea unuia dintre panourile de sticl (Fig.14) este indicat doar din motive ce in de
optimizarea acusticii unei ncperi (i doar n anumite situaii) i nu are beneficii evidente n
sporirea gradului de izolare fonic a acelui geam. Faptul c prin distrugerea paralelismului dintre
cele dou plci de sticl se amelioreaz rezonanele dintre ele (rezonanele nu dispar ci doar se
distribuie pe o band mai larg de frecvene) conteaz mai puin dect faptul c se micoreaz
sensibil distana medie dintre panouri, ceea ce duce la creterea frecvenei naturale ( Fn) a
geamului i deci la nrutirea caracteristicii TL.
O situaie foarte des ntlnit este cea a folosirii geamurilor de tip termopan, care constau
de obicei din dou foi de sticl (laminat sau nu) de grosime 4-6 mm, separate de un strat de aer
de 15-16 mm. Frecvena natural (Fn) a unui astfel de geam are valori ntre 200 i 300 Hz, lucru
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
16/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 16
deloc recomandat n situaia n care trebuie izolat o surs sonor cu energie spectral bogat n
aceast band de frecvene.
Contrar ateptrilor, adugarea unui al treilea panou de sticl ntre cele dou nu este o
soluie prea indicat. Deoarece spaiul dintre panourile de sticl se micoreaz, crete frecvena
natural de rezonan (Fn) a sistemului (vezi i Fig.5 de la seciunea dedicat pereilor), astfel
nct chiar dac la frecvene superioare se mbuntete un pic caracteristica TL a geamului, la
frecvene joase (mai ales n jurul Fn) apare o nrutire, per total rezultnd o degradare a TL.
Rama de prindere a panourilor de sticl este n multe cazuri punctul slab al unui geam,
devenind o cale auxiliar de transfer a vibraiilor sonore i scurtcircuitnd practic bariera acustic
format de cele dou panouri de sticl i aerul cuprins ntre ele. Din acest motiv este preferabil
situaia din Fig.15, n care peretele pe care este montat geamul este format din dou straturi
distincte, cu material fonoabsorbant ntre ele (6) pentru a amortiza rezonanele, fiind posibil
construirea de rame separate pentru fiecare panou de sticl i prinderea lor numai de partea de
perete corespunztoare. Decuplarea mecanic a celor dou panouri ale geamului obinut n
acest fel va elimina scurgerile auxiliare ale sunetului prin alte ci dect calea sticl-aer-sticl i
va garanta obinerea unor valori mult mai ridicate pentru TL-ul geamului respectiv.
O mare atenie trebuie acordat geamurilor care se deschid, sitemul lor de nchidere i
etanare putnd fi un factor important de deteriorare a fonoizolaiei, dac nu este fcut cu grij.
Se vor folosi nchiztori solide, preferabil cu mai multe puncte de prindere, iar mbinrile dintre
geam i ram vor fi bine etanate cu chedere de cauciuc sau alte materiale vsco-elastice.
Uile
La fel ca n cazul geamurilor, uile sunt necesare pentru comunicarea dintre ncperi, dar
reprezint puncte foarte vulnerabile ale izolaiei fonice n acele ncperi. Spre deosebire de
geamuri ns, uile sunt mai uor de mbuntit n privina proprietilor lor fonoizolante,
deoarece nu suntem limitai de folosirea unui singur material (sticla). Pentru ca o u s aib un
nivel de fonoizolaie apropiat de cel al peretelui din care face parte, ea trebuie s ndeplineasc
dou condiii importante :
1 - s aib masa pe unitatea de suprafa ct mai mare (comparabil cu cea a peretelui)
2 - s aib un sistem de nchidere/etanare ct mai bun, inclusiv n zona podelei.
Pentru ndeplinirea primul punct, soluia este relativ simpl i presupune construirea
corpului uii din materiale ct mai dense, precum PAL, rigips, metal (preferabil din mai multestraturi pentru a nu avea o frecven critic prea mic). Factorul intern de amortizare conteaz i
aici mult, astfel c o u dintr-un singur strat gros de oel nu va fi cea mai fericit alegere. Exist
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
17/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 17
ns multe produse profesionale sub forma unor ui foarte grele din metal (oel, plumb,...) dar
care au interiorul amortizat, de exemplu cu ajutorul unui strat de nisip, sau spume speciale. Ca
soluie mai ieftin, se pot adapta i ui normale prin adugarea de straturi adiionale din
materialele amintite mai sus, iar in interiorul lor (care de obicei este gol) se introduce vat
mineral pentru amortizarea rezonanelor. Trebuie inut seama n acest ultim caz de greutateamaxim pe care o suport balamalele existente, pentru c la greuti adiionale prea mari ele s-
ar putea s cedeze.
Partea de etanare a uii este cea care n majoritatea cazurilor genereaz problemele,
att la construcia ct i n funcionarea ei. Dac sistemul de nchidere a uii nu este suficient de
solid nct s in ua ct mai aproape de rama ei i dac mbinarea dintre ele nu este etan,
aerul se va scurge dintr-o parte ntr-alta a uii prin orice fisur minuscul va gsi, transportnd cu
el i undele sonore (o fisur de numai 0.5mm de-alungul perimetrului unei ui este echivalentcu o gaur de 5x5cm n u!). Soluia const n aplicarea de fii din neopren, cauciuc sau alte
materiale vsco-elastice la locurile de mbinare dintre corpul uii i rama ei, mpreun cu
folosirea unui sistem de nchidere ct mai puternic (eventual cu mai multe puncte de prindere n
ram) care s comprime foarte bine materialul de etanare. Rezultate i mai bune se pot obine
prin dublarea mbinrilor adugndu-se nc o "teras" la nivelul uii i a ramei sale.
Situaia camerei flotante impune n acest caz folosirea a cte dou ui separate, fiecare
cu rama proprie conectat doar la peretele ce-i corespunde, pentru a minimiza n acest felscurgerile structurale dintre perei. Varianta cea mai practic de conectare ntre dou ncperi
presupune folosirea unui mic spaiu de tranziie (Eng=sound lock) echivalent cu un hol micu,
prevzut la ambele capete cu ui (caz n care ele nu trebuie s fie chiar aa de performante).
Folosirea uilor cu sticl de tip termopan nu este nici aici foarte recomandat, deoarece
dei au n general mbinrile foarte bine etanate (i unele modele sunt dotate cu sisteme de
nchidere destul de performante), ele pctuiesc prin distana mic dintre straturile componente
i prin greutatea mic pe unitatea de suprafa, ce determin frecvene naturale de rezonan
destul de ridicate, fcndu-le ineficiente la izolarea undelor sonore de joas frecven, precum
semnalele muzicale generate de difuzoarele dintr-un studio sau dintr-o camer de audiie.
O atenie deosebit trebuie acordat montrii ramei n deschiderea din perete, orice spaiu
gol rmas trebuind s fie etanat foarte bine, nu cu spuma uzual folosit la montarea geamurilor
(are densitatea foarte mic), ci cu mortar n cazul pereilor din beton sau crmid, respectiv cu
un chit siliconic pentru pereii din rigips sau placaj. Nu trebuie uitat nici faptul c gaura cheii dintr-
o u este o cale de scurgere pentru sunet, aa c orice asemenea orificiu va fi atent etanat.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
18/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 18
Optimizarea rspunsului acustic al interioarelor
Intr-o ncpere bine izolat fonic, aproape toat energia sonor emis de sursele de sunet
din ea rmne nuntru, neputnd s gseasc o cale de a iei n exterior. Dac din punctul devedere al separrii sonore a interiorului fa de exterior acest lucru este foarte bun, din punctul
de vedere al rspunsului acustic al ncperii (adic al calitii audiiei ntr-o asemenea ncpere)
poate fi un lucru destul de nefavorabil, n special pentru ncperile mici (sub 100 m3). Pentru a
motiva aceast afirmaie, este necesar prezentarea a trei extrem de importante fenomene ce au
loc n interiorul unei ncperi cu pereii reflectivi, n care o surs genereaz unde sonore.
Reverberaia sunetuluiCnd o und generat de o surs sonor (de exemplu o voce uman sau un difuzor) dintr-
o ncpere ajunge la un perete (sau alt obstacol mare din calea ei), o parte din energia ei este
absorbit de materialul din care este realizat peretele (i transformat n cldur sau eliminat prin
partea opus), iar restul se reflect precum o raz de lumin ntr-o oglind, propagndu-se ntr-o
alt direcie pn ajunge la un nou obstacol, unde procesul se repet. In cazul unei ncperi
goale, sunetul se reflect din perete n perete, pn la extincia total cauzat de absorbiile
repetate. Efectul astfel rezultat se numete reverberaie a sunetului i este caracterizat detimpul de reverberaie (n literatura de specialitate notat cu T60 - timpul n care, de la ncetarea
emisiei unei surse sonore dintr-o ncpere, nivelul reflexiilor generate scade cu 60 dB fa de
sunetul original, adic devine a mia parte din el). Cu ct pereii sunt mai netezi i mai duri, iar
procentul de und reflectat de perete este mai mare, cu att vor trebui mai multe reflexii pn s
se sting sunetul, timpul de reverberaie fiind cu att mai mare. Deasemenea, cu ct camera
este mai mare i distanele dintre perei mai mari, cu att i T60 va avea valori mai ridicate.
O mare parte din aceste reflexii ale sunetului original se suprapun peste el, astfel c ceeace percepe un receptor sonor (fie el un asculttor uman sau un microfon) ntr-un punct din
ncpere nu reprezint fidel originalul, ci este o distorsiune acustic a acestuia. Se poate
spune aadar c, cu ct cantitatea de reflexii suprapuse peste sunetul direct este mai mic, cu
att "recepia" va fi mai lipsit de distorsiuni acustice, deci mai corect i n consecin, cu ct
timpul de reveberaie dintr-o ncpere este mai mic, cu att percepia unei surse sonore de ctre
un asculttor uman aflat n aceeai ncpere va fi mai fidel, respectiv nregistrrile sonore
realizate n interiorul ei vor fi mai bune.
Realitile fizice i psiho-acustice impun ns anumite restricii asupra valorilor acestui
timp de reverberaie. S-a observat astfel c valorile optime pentru T60 dintr-o ncpere depind
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
19/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 19
foarte mult de activitile desfurate uzual n ea. O sal de nregistrare "moart", cu un timp de
reverberaie foarte scurt, este foarte potrivit pentru nregistrarea vocii umane n cazul citirii unui
text, dar aceeai sal poate crea disconfort unor instrumentiti care cnt n ea, derutnd prin
sunetul "sec", amortizat, al instrumentelor acustice i devenind n scurt timp foarte obositoare. Pe
de alt parte, crescnd prea mult acest timp de reverberaie, sunetele pot deveni repedeneinteligibile ntr-o camer mic, dar ntr-o ncpere mai mare, cu acelai timp de reverberaie,
ele pot cpta o sonoritate plcut (datorit unui numar mai mic de reflexii i deci de alterri a
sunetului original, dar la un interval mai mare de timp ntre ele). Spre exemplu, pentru o camer
a crei principale utilizri este nregistrarea unor voci umane (vorbite, nu cntate), T60 optim
(pentru o ct mai bun inteligibilitate a cuvintelor) este de 0,2-0,3 secunde, pe cnd pentru un
studio de nregistrare a unei orchestre simfonice (care este o camer mult mai spaioas), acesta
poate ajunge pn la 1-1.5 secunde.
Un aspect important al surselor sonore de audiofrecven ce trebuie evideniat este c ele
pot emite nu doar o singur frecven, ci un ntreg spectru de frecvene, care poate merge de la
cele mai joase (aproximativ 20 Hz) i pn la cele mai nalte frecvene pe care omul le poate
auzi (aprox. 20.000 Hz). Sunetele emise de o surs real (de exemplu un instrument muzical, o
voce uman sau un difuzor) conin o mulime de unde sonore pure (sinusoidale) cu frecvene i
amplitudini diferite, care sunt percepute ns de urechea uman ca o sum, dozajul dintre aceste
componente definind compoziia spectral a semnalului complex (cu alte cuvinte timbrul lui).Dac interferene precum reflexiile din perei modific amplitudinile componentelor, se va
modifica i timbrul semnalului original. Ca urmare, comportarea sunetului emis de o surs sonor
ntr-o ncpere trebuie analizat i n funcie de frecvena undelor sonore.
Dup cum s-a vzut mai sus, fenomenul de reverberaie este direct influenat de
proprietile fonoabsorbante ale pereilor, tavanului i a podelei ncperii, precum i a altor
posibile obstacole din interiorul ei (mobilier, echipamente, oameni,...). Cu ct acestea absorb mai
mult, cu att undele sonore vor fi absorbite mai repede (dup mai puine reflexii) iar timpul dereverberaie asociat va fi mai mic. Datorit faptului c proprietile de fonoabsorbie ale
materialelor variaz n frecven (de exemplu unele materiale absorb mai bine frecvenele nalte,
pe cnd altele absorb mai mult frecvenele medii sau joase) i timpul de reverberaie al unei
ncperi are diferite valori pentru unde sonore de frecvene diferite, T60 pentru o ncpere real
fiind deci o funcie de frecven. Acest fenomen este foarte important n practic, pentru c
afecteaz direct calitatea percepiei de ctre un receptor sonor a unui semnal sonor redat de o
surs de sunet n ncpere. Dac absorbia sonor din ncpere este uniform n frecven i
timpul de reverberaie are valori apropiate pentru toate zonele spectrului audio, sunetul original
redat de sursa de sunet se va suprapune cu reflexiile din jur i va fi mbogit spectral ntr-un
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
20/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 20
mod plcut urechii umane, astfel c ntre anumite limite ale acestui timp de reverberaie
(depinznd n principal de dimensiunile ncperii) se va considera c ncperea are o acustic
bun. Dac ns exist benzi de frecven din spectrul audibil pentru care acest timp de
reverberaie are valori considerabil mai mari sau mai mici dect n restul spectrului, acestea vor
determina o alterare neliniar a spectrului semnalului original, fcndu-l n general dificil deperceput corect, chiar neinteligibil n unele cazuri. Spre exemplu, ntr-o ncpere cu absorbie
mult a frecvenelor nalte dar cu exces de reverberaie n zona frecvenelor mediu-joase, o voce
uman va fi foarte greu de neles, deoarece consoanele (care sunt sunete de frecvene nalte)
vor fi atenuate iar vocalele (de frecvene medii i mediu joase, fiind mult amplificate i lungite de
reverberaie) le vor acoperi, fcnd cuvintele neinteligibile.
Aadar, pentru a avea un rspuns acustic ct mai bun, timpul de reverberaie al unei
ncperi trebuie s aib valori apropiate pentru tot spectrul de audiofrecven. Controlultimpului de reverberaie (pentru o ncpere cu dimensiunile fixe) se face modificnd proprietile
fonoabsorbante ale suprafeelor din interiorul ei. In acest scop, pe pereii i tavanul ncperii se
vor aplica straturi adiionale din diferite materiale fonoabsorbante (precum vat mineral sau
spume acustice speciale), cu caracteristicile de absorbie n frecven astfel alese nct, ajustnd
suprafeele de aplicare pentru fiecare material n parte, s se ajung la valorile dorite pentru T60,
n toat banda de audiofrecven. Deoarece sunt mai greu de absorbit, pentru frecvenele joase
sunt acceptate valori ceva mai mari ale T60 dect pentru frecvenele medii i nalte, astfel cvariaia optim a timpului de reverberaie dintr-o ncpere de-a lungul spectrului audio ar trebui
s aib alura curbei din Fig.16.
Fig.16
Principiul absorbiei undelor sonore const n faptul c moleculele de aer ce transport
unda sonor ptrund printre fibrele materialului absorbant, se ciocnesc de acestea i pierd
energie cinetic (ce se transform n cldur), astfel c rmn cu mai puin energie de micare
i n consecin undele sonore rezultate au o amplitudine mai mic. Cu ct fibrele sunt mai dese
i opun mai mult rezisten circulaiei aerului, cu att absorbia va fi mai bun, pn la un punct
n care aerul nu mai poate circula bine prin material, acesta devenind treptat reflectiv la undele
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
21/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 21
sonore, blocndu-le trecerea. De aceea produse precum polistirenul expandat sau buretele cu
porii nchii nu au proprieti fonoabsorbante bune, ele nepermind moleculelor de aer s treac
printre fibrele lor i s piard energie prin ciocnire. Viteza cu care moleculele de aer trec printre
fibre conteaz foarte mult, cu ct este mai mare, cu att pierderile de energie cinetic sunt mai
mari i deci absorbia undelor este mai bun. Din acest motiv, materialul fonoabsorbant trebuieamplasat n zonele n care moleculele de aer din unda sonor au viteza maxim, adic unde
oscilaia are amplitudinea maxim.
O und sonor este caracterizat de o lungime de und, reprezentnd distana parcurs
de frontul undei n intervalul n care are loc o oscilaie complet. Pentru o und sonor ce cade
perpendicular pe un perete, amplitudinea maxim apare n intervalul de un sfert din lungimea ei
de und fa de suprafaa peretelui. Asta nseamn c, pentru a avea o absorbie eficient la o
anumit frecven, materialul fonoabsorbant amplasat pe un perete trebuie s aib o grosime decel puin un sfert din lungimea de und corespunztoare acelei frecvene (implicit, toate
frecvenele mai mari de aceast valoare vor ndeplini condiia). Intr-o situaie real, undele
sonore dintr-o ncapere vor cdea sub unghiuri diferite pe materialele absorbante, pargurgnd o
distan mai mare printre fibre, astfel c o valoare practic mai rezonabil poate ajunge pna la o
zecime din lungimea de und. In concluzie, putem spune c, pentru a absorbi eficient undele
sonore cu valori mai mari de o anumit frecven, un material absorbant aplicat pe un
perete trebuie s aib grosimea de cel puin o zecime din lungimea de undcorespunztoare acestei frecvene. In practic acest lucru se traduce prin faptul c, spre
exemplu, un strat de vat minerala gros de 5cm aplicat pe un perete nu poate absorbi eficient
unde sonore cu frecvene mai joase de 600-700Hz. In loc de folosirea unui strat de o anumit
grosime aplicat pe perete, pentru o economie de material se poate folosi i un strat mai subire,
distanat de perete astfel nct grosime total incluznd aerul s fie cea necesar, pierderile n
eficein nefiind prea mari. Se observ deci c, chiar n cazul folosirii unor straturi foarte groase
de materiale fonoabsorbante (10-15cm) care sacrific mult din spaiul unei ncperi mici, nu se
produce o absorbia eficient mai jos de 200-250 Hz, undele de frecven mai joas necesitnd
folosirea altor metode de absorbie.
Trebuie fcut urmtoarea precizare : timpul de reverberaie este o mrime statistic i
trebuie s fie msurat n condiiile n care n ncpere s-a stabilit un cmp omogen de reflexii
sonore (numit cmp sonor difuz, Eng=diffuse soundfield), caracterizat de faptul c undele
sonore din tot spectrul audibil se propag uniform n toate direciile i au amplitudini egale n
toate punctele din ncpere la un moment dat. Dar aceast stare, n special pentru frecvenele
joase, este practic imposibil de obinut n ncperile mici (specifice studiourilor de nregistrare i
camerelor de audiie), deoarece apar anumite fenomene (despre care se va vorbi n paginile
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
22/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 22
urmtoare) ce mpiedic acest lucru. Din aceast cauz, msurarea precis a timpului de
reverberaie la frecvene joase este greu de realizat, fcnd destul de dificil sarcina determinrii
cantitii de materiale fonoabsorbante necesare tratamentului acustic al unei asemenea ncperi.
Undele staionarePentru ncperile mici, cu laturi de ordinul a civa metri, lungimile de und ale
frecvenelor joase emise de sursele sonore devin comparabile cu dimensiunile acestor camere
(spre exemplu lungimea de und corespunztoare frecvenei de 100Hz este de 3,44m).
Incperile tipice au forma paralelipipedic (cu pereii opui paraleli), astfel c o und
sonor perpendicular pe unul dintre perei se va reflecta n peretele opus tot perpendicular, de
acolo revenind n punctul de reflexie al primului perete i tot aa pn la extincia ei. Pentru
frecvena la care distana dintre cei doi perei paraleli este egal cu jumtate din lungimea de
und a oscilaiei (L/2), unda sonor direct venind de la surs spre un perete se va suprapune n
antifaz cu reflexia ei din acel perete, rezultnd o aa numit und staionar (Eng=standing
wave), care pare c nu se deplaseaz, fiind de fapt un echilibru dinamic ntre dou unde care se
deplaseaz n sensuri opuse. In urma acestui fapt, la mijlocul distanei dintre perei, undele se
vor anula, iar la suprafaa pereilor presiunea lor sonor se va nsuma, rezultnd o distribuie fix
de minime i maxime a presiunii sonore corespunztoare undei de-alungul acestei distante (mai
precis un minim la mijloc i dou maxime la capetele ei), n cele minime sunetul anulndu-se, iarn cele maxime dublndu-se ca amplitudine.
Diagrama din Fig.17 ilustreaz acest fenomen, curba roie reprezentnd simbolic variaia
presiunii sonore a undei de-alungul distanei dintre cei doi perei. In realitate, datorit faptului c
reflexiile din perei au amplitudini ceva mai mici dect unda direct (n funcie de proprietile
fonoabsorbante ale pereilor), anularea nu se va face complet i nici dublarea nu va fi exact
(presiunea sonor crete cu mai puin de 6dB). Aceast frecven se numete frecvena
fundamental de rezonan asociat acelei dimensiuni a camerei, iar timpul de reverberaie
corespunztor ei este mult prelungit datorit autontreinerii sunetului, devenind de fapt timpul de
amortizare a rezonanei respective.
Pe lng aceast frecven, undele staionare mai apar i la frecvenele ce sunt multipli
ntregi ai fundamentalei (numite frecvene armonice), care determin la rndul lor apariia de-a
lungul distanei dintre cei doi perei, la intervale egale, a unor zone cu presiuni maxime i
minime, n numr tot mai mare odat cu creterea gradului armonicii ( n minime i n+1 maxime).
In Fig.18 i Fig.19 sunt reprezentate situaiile pentru armonicele a doua (n=2) i a treia (n=3).
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
23/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 23
Trebuie fcut observaia c aceste reprezentri grafice sunt foarte simplificate, n
realitate distribuiile de presiune se desfoar n trei dimensiuni i necesit un model de
reprezentare mult mai complicat.
Fig.17
Fig.18
Fig.19
Cum o ncpere paralelipipedic are trei seturi de perei paraleli (lund n considerare i
tavanul cu podeaua) i deci trei dimensiuni la care pot aprea unde staionare, vor exista trei
seturi de frecvene de rezonan asociate lor (3 fundamentale plus 3 seturi de armonice). Toate
aceste frecvene de rezonan corespunztoare apariiei undelor staionare ntre perechi de
perei paraleli se mai numesc i modurile axiale ale ncperii. i ca lucrurile s fie i mai
complicate, undele staionare se pot forma i ntre patru perei, frecvenele de rezonan
asociate (fundametale plus armonice) reprezentnd modurile tangeniale ale ncperii, ba chiar
i ntre toi cei ase perei (rezultnd modurile oblice). Suma tuturor modurilor ncperii,
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
24/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 24
axiale+tangeniale+oblice, formeaz structura modal a ncperii, iar importana practic a
acesteia se va vedea n cele ce urmeaz.
S presupunem c ntr-o ncpere paralelipipedic exist o surs de sunet i un receptor
(un asculttor uman sau un microfon). Dac sursa emite o und sonor de frecven egal cu
frecvena de rezonan fundamental corespunzatoare a doi perei opui, iar receptorul este
plasat la mijlocul distanei dintre ei, el nu va percepe aproape de loc unda sonor pentru c se
afl exact ntr-un punct de minim. Deplasndu-se treptat nspre unul dintre perei, receptorul va
percepe tot mai tare unda, pn cnd, ajungnd chiar lng perete, o va percepe foarte tare
(comparativ cu nivelul ei original) pentru c se va afla ntr-un punct de maxim. Dac sursa va
emite o und de alt frecven, corespunztoare unei armonici a fundamentalei, numrul de
poziii dintre cei doi perei cu minime i maxime ale presiunii sonore va crete proporional cu
gradului armonicii, crescnd astfel i numrul locurilor n care receptorul nu va percepe unda,respectiv o va percepe foarte tare. Dac ns sursa va emite o und sonor cu o frecven
diferit de orice frecven de rezonan (fundamental sau armonic) asociat distanei dintre
perei, receptorul va percepe unda la acelai nivel de-a lungul ntregii distane, deoarece nu se
formeaz o und staionar la acea frecven (unda n acest caz se numete und cltoare,
(Eng=traveling wave) i deci nu apar zone de amplificare sau atenuare a ei. In cazul n care
sursa va emite toate cele trei unde simultan, receptorul va recepiona o sum a acestor trei unde
i a reflexiilor lor, sum ce se va modifica n funcie de poziia n care se va gsi el ntre cei doiperei, fiecare component schimbndu-i nivelul dup legile descrise mai sus.
Extrapolnd exemplul la o situaie mai concret, presupunem c sursa de sunet este un
difuzor ce red un program muzical ntr-o camer, iar receptorul este un subiect uman care
ascult acest program. innd cont de faptul c semnalul complex redat de difuzor este practic o
sum de semnale sinusoidale de diferite frecvene i amplitudini, dintre care unele vor fi suficient
de aproape de valorile unor moduri ale ncperii nct s determine formarea undelor staionare
i deci a unor zone de minim i maxim a presiunii sonore pentru frecvenele respective,asculttorul va constata, deplasndu-se prin ncpere, c exist locuri unde anumite note
muzicale (din registrul grav) se aud mult mai slab dect celelalte note sau, dimpotriv, mai tare i
cu rezonane neplcute, semnalul sonor original fiind din aceast cauz recepionat incorect n
acele locuri. Dac n cazul unei ncperi domestice, n care se ascult ocazional muzic, acest
lucru nu este o problem prea grav, n situaia unei camere dedicate audiiei muzicale de nalt
fidelitate sau n situaia unei camere de mixaj dintr-un studio de nregistrare, recepionarea unui
semnal incorect (comparativ cu originalul redat de difuzor) este un handicap major pentru
asculttor.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
25/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 25
Aceeai problem afecteaz i slile de nregistrare din studio, unde sursele sonore sunt
vocile umane sau instrumentele muzicale, iar receptorii sunt microfoanele folosite la nregistrare.
Reflexiile din pereii i obiectele apropiate sursei sau microfonului se vor suprapune peste
semnalul direct, rezultatul fiind o captare alterat a semnalelor emise de surse.
Pentru ncperile mici, aceste probleme apar n intervalul spectral de la 30-40 Hz pn pe
la 200-250 Hz, interval n care modurile sunt destul de deprtate ntre ele pe axa frecvenelor,
"gropile" n intensitatea sunetului pe care le determin fiind din aceast cauz percepute distinct.
La frecvene mai mari, zonele de minim si maxim devin foarte apropiate, efectele asupra
sunetului devenind practic neglijabile. Fenomenul se agraveaz cnd dou sau toate trei
dimensiunile ncperii sunt foarte apropiate ca valoare, coincid sau sunt una multiplul celeilalte,
caz n care mai multe moduri se suprapun, iar minimele i maximele corespunztoare lor se
accentueaz, devenind i mai deranjante.
Un prim pas n reducerea acestor efecte l reprezint determinarea unor dimensiuni
optime ale ncperii pentru care frecvenele de rezonan rezultate s aib o distribuie ct mai
uniform n spectrul de frecven. Exist formule matematice pe baza crora se pot calcula
raporturile optime dintre cele trei dimensiuni, fiind posibil scalarea unei ncperi dup necesiti
sau posibiliti. Aceast msur poate fi aplicat eficient doar n faza de proiectare i construcie
a unei noi cldiri, ncercarea de ajustare a dimensiunilor unei camere deja existente fiind n
general destul de costisitoare, rezultatele nejustificnd ntotdeauna efortul.
O alt metod de rezolvare a acestei probleme const n alegerea poziiei asculttorului
astfel nct s nu coincid cu nici un minim sau maxim asociat vreunui mod important al
ncperii, nici o frecven din spectrul semnalului redat de surs nefiind astfel modificat prea
mult n amplitudine. Deasemenea, dac sursa sonor va fi amplasat n puncte ct mai
apropiate de minimele unor moduri importante ale camerei, acele rezonane vor fi mai puin
amorsate, iar redarea frecvenelor corespunztoare din programul sonor va fi aproape neafectat
de undele staionare. Concluzionnd, putem spune c urmtorul pas n rezolvarea problemelor
modale l constituie alegerea celor mai bune poziii din ncpere pentru difuzoare i asculttor
(in camera de mixaj / audiie), respectiv pentru instrumentele acustice i microfoanele necesare
captrii lor (n sala de nregistrare). In cazul receptorilor sonori (a asculttorului sau microfonului)
aceste pozitii trebuie sa fie ct mai deprtate de zonele de presiune minim sau maxim
determinate de frecvenele de rezonan ale ncperii, pentru a evita variaiile prea mari n
intensitate a sunetului de la o frecven la alta. In cazul surselor sonore (difuzoarele, instrumente
muzicale acustice, vocea uman), poziiile trebuie s fie ct mai apropiate de zonele de presiuneminim pentru a excita ct mai puin frecvenele de rezonan ale ncperii, reducnd astfel
distorsiunile acustice asociate. Dei exist formule matematice i diagrame pentru determinarea
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
26/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 26
acestor puncte, alegerea lor este foarte dificil datorit multiplelor frecvene de rezonan ce
trebuie luate n calcul. In majoritatea cazurilor se ajunge la soluii de compromis, ce implic
folosirea unor mijloace adiionale de atenuare a rezonanelor la aceste frecvene.
Al treilea i poate cel mai important pas n atenuarea efectelor undelor staionare asupra
undelor sonore dintr-o ncpere const n creterea absorbiei pereilor la frecvenele
problematice. Cu ct un perete va absorbi mai mult dintr-o und, cu att el va reflecta mai puin
din ea i procentajul n care unda reflectat se va nsuma cu unda direct va fi mai mic, ceea ce
va duce la reducerea nivelului maximelor i minimelor de presiune de-a lungul distanei dintre
perei i implicit la scderea distorsiunilor acustice datorate undelor staionare din ncpere.
Creterea absorbiei ncperii la frecvenele joase i mediu-joase (la care apar undele staionare
deranjante) se poate obine prin aplicarea pe perei i tavan a unor materiale ce au absorbie
bun la aceste frecvene. Problema care se ridic este c, dup cum s-a vzut mai devreme,pentru ca un strat de material fonoabsorbant s absoarb eficient undele sonore la o anumit
frecven, grosimea sa trebuie s fie de cel puin o zecime din lungimea de und a fasciculului
sonor. Dar, pentru frecvenele din intervalul 20-200 Hz, asta ar nsemna grosimi de peste un
metru, ceea ce desigur nu reprezint deloc o soluie practic, astfel c se folosesc n acest scop
nite dispozitive mai speciale. Denumite n mod generic trape pentru bai (Eng=bass traps),
aceste dispozitive se mpart n dou mari categorii:
dispozitive absorbante de band larg (ce au o absorbie moderat darntr-o band de frecvene destul de larg)
dispozitive rezonatoare (ce au o eficien mai mare, dar lucreaz ntr-un
spectru ngust, centrat n jurul unei frecvene reglabile)
Dac primele sunt destul de uor de realizat i instalat, existnd chiar i versiuni
comerciale, fabricate de firme specializate, cele din urm sunt mai greu de construit i mai ales
de instalat corect, pentru c ele trebuie "acordate" la rspunsul ncperii i asta presupune
efectuarea de msurtori acustice minuioase, necesitnd experin n domeniu (o calibrare
greit a rezonatorului poate introduce probleme suplimentare n rspunsul acustic al ncperii,
n loc s le repare pe cele existente). Pentru o funcionare ct mai eficient, amplasarea trapelor
pentru bai se face de regul n locurile unde se acumuleaz cea mai mult energie de frecven
joas, aceste locuri fiind colurile i muchiile ncperilor. Se ncepe de obicei cu amplaserea unor
absorbani de band larg, pentru a atenua grosul rezonanelor din ncpere, dup care, n
funcie de necesiti i posibiliti, se adaug dispozitive rezonatoare calibrate individual pe
frecvenele ce sunt nc problematice n rspunsul acustic.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
27/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 27
Efectul "filtru pieptene"
Pe lng rezonanele proprii fiecrei ncperi, mai exist o cauz foarte serioas a alterrii
sunetelor dintr-o camer : interferena dintre sunetul direct generat de o surs sonor i obiectele
din vecintatea ei. Acest efect depinde direct de poziia sursei i a receptorului fa de pereii
ncperii, spre deosebire de fenomenul undelor staionare care este propriu camerei i
independent de sursa sonor (doar iniiat de ea).
Orice surs sonor este caracterizat de o directivitate, adic de o anumit putere de
radiaie pentru fiecare direcie din spaiu, n funcie de frecvena undei sonore radiate. Pentru o
surs real (neideal), de tipul unei boxe audio, cu ct unda are o frecven mai nalt, cu att
unghiul (mai bine zis conul) de radiaie va fi mai ngust, concentrat n faa sursei, n restul
direciilor puterea de radiaie fiind tot mai sczut din cauza blocrii undelor de ctre corpul
sursei. Cu ct frecvena lor este mai joas, cu att lungimea undelor devine mai mare i ele nu
mai sunt blocate de corpul sursei, unghiul de radiaie mrindu-se de jur mprejurul ei. In practic,
de pe la 300-400 Hz n jos, sursele sonore pot fi caracterizate printr-o redare uniform n toate
direciile, ele fiind considerate omnidirecionale.
Din acest motiv, undele sonore de joas frecven emise ntr-o ncpere de sursa de
sunet (S)reprezentat n desenul din Fig.20 se vor propaga att nainte, nspre receptorul (R),
ct i n alte direcii, lovindu-se de perei sau de alte obiecte din apropiere. Pentru fiecare poziie
a sursei i a receptorului, va exista cte un punct pe un perete n care unda se va reflecta i
(dup un anumit decalaj de timp fa de unda direct) va ajunge la receptor, combinndu-se cu
unda direct. Unda direct va parcurge distana Dd pn la receptor, iar unda reflectat n
punctul X va parcurge o distan total Drpn la receptor. Diferena dintre distanele parcurse
de cele dou unde pn la receptor este Dr-Dd. Dac aceast diferen este egal cu jumtate
din lungimea de und (sau un multiplu impar al jumtii), cele doua oscilaii sonore vor fi n
antifaz i prin suprapunere aproape c se vor anula (anularea nu este complet pentru c unda
reflectat a pierdut din amplitudine pe traseu). Dac diferena este un multiplu par al jumtii
lungimii de und, unda reflectat se va suprapune peste unda direct crescndu-i amplitudinea.
Fig.20
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
28/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 28
Cnd n loc de o und sonor simpl (sinusoidal), sursa va emite o und complex
constnd ntr-o sum a mai multe unde simple de diferite frecvene, fiecare dintre acestea se va
comporta diferit n punctul receptorului. Unele se vor anula aproape complet, altele vor fi
amplificate, iar restul vor avea valori variabile ntre cele dou extreme, totul n funcie de raportul
dintre diferena de traseu parcurs (Dr-Dd) i lungimea de und proprie fiecrei componente.Cum lungimea de und este invers proporional cu frecvena unei oscilaii, se poate deduce c
suprapunerea undei complexe reflectate peste unda complex direct va determina modificarea
spectral a undei directe, ca i cum aceasta ar fi fost trecut printr-un filtru avnd o succesiune
regulat de minime i maxime ale amplificrii n funcie de frecven (Fig.21). Acest tip de filtru
se mai numete i "filtru pieptene" (Eng=comb filter), datorit "dinilor" din caracteristica sa de
transfer, iar efectul pe care l exercit asupra semnalului sonor se numete filtrare de tip
pieptene (Eng=comb filtering).
Fig.21 Fig.22
Prin calcul matematic se poate arta c, cu ct decalajul temporal dintre cele dou unde
este mai mic, cu att numrul de maxime i minime este mai mic, "gropile i dealurile" din
caracteristica de transfer fiind mai deprtate i mai pronunate (Fig.22 curba verde), ceea ce va
determina o distoriune acustic mai pronunat a semnalului original generat de surs.
Desemenea, innd cont de faptul c amplitudinea unei unde sonore se micoreaz tot mai mult
pe msur ce se deprteaz de surs, cu ct diferena (Dr-Dd) dintre distana parcurs de unda
reflectat i cea parcurs de unda direct este mai mare, cu att unda reflectat va fi mai slab
dect unda direct n punctul de ntlnire i "dinii" pieptenelui vor scdea (Fig.22 curba roie),
astfel nct efectul de pieptene va fi mai puin influent.
In exemplul de mai sus am luat n considerare doar reflexia dintr-un perete, dar ntr-o
camer normal, pentru fiecare poziie a sursei i a receptorului, exist reflexii din toi pereii
(incluznd tavanul i podeaua) care genereaz fiecare cte un asemenea filtru acustic (fiecare
perete situndu-se la o anumit distan de surs i receptor). Mai mult, exemplele discutate se
refer doar la reflexii primare (surs->perete->receptor), dar exist alte unde care ajung la
receptor dup dou sau mai multe reflectri n perei, contribuind i ele ntr-o mai mic msur la
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
29/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 29
alterarea semnalului original emis de surs. Semnalul recepionat de receptor este din aceast
cauz afectat de mult mai multe filtre, care nsumate compun un filtru acustic cu o curb de
transfer foarte complex. Intr-o situaie real concret, precum cea dintr-o camer de audiie,
acest fenomen se va traduce prin faptul c un program muzical redat de un difuzor va ajunge la
urechile unui ascultator cu spectrul modificat din cauza reflexiilor din perei sau a altor obiectereflective din apropierea difuzorului (mobilier, echipamente, etc). Aceeai problem va afecta i
situaia dintr-o sal de nregistrare, n care semnalul captat de microfon se va nregistra cu
spectrul modificat fa de originalul emis de surs (voce, instrument muzical, etc).
Inainte de orice ncercare de gsi o rezolvare a problemei reflexiilor, trebuie scoas n
eviden o proprietate a urechii umane (descris de "Efectul HAAS") care face ca dou sunete
auzite la un interval mai mic de aprox. 15 ms sa fie percepute ca unul singur, iar dac intervalul
este mai mare ele vor fi percepute distinct. In baza acestui efect psihoacustic, se poateconsidera c, dac decalajul temporal dintre unda sonor direct de la surs i unda reflectat
din perete sau alt obiect din jur, n poziia receptorului, este mai mare de 15-16ms, cele dou
unde vor fi percepute separat, disprnd astfel efectul filtrului pieptene asupra urechii. inndu-
se cont i de faptul c o diferen mare ntre amplitudinile undelor va reduce semnificativ
denivelrile din caracteristica filtrului pieptene, s-a stabilit urmtoarea regul empiric :
Pentru minimizarea distorsiunile acustice de tip filtru pieptene ale rspunsului
acustic n poziia receptorului, orice und reflectat a crei ntrziere fa deunda direct este mai mic de 15ms trebuie s aib nivelul mai mic cu cel
puin 10dB fa de unda direct.
Un mod de a ndeplini aceast condiie este creterea diferenei dintre distanele parcurse
de unda direct i de undele reflectate. Pentru asta, sursa de sunet i receptorul trebuie
aezate ct mai departe de perei sau alte obstacole reflective. Aceast distanare se poate
face doar ntre anumite limite, depinznd de factori precum aezarea mobilierului n camer sau
distribuia de minime i maxime de presiune sonor datorate undelor staionare din ncpere.
Un alt mod const n reducerea amplitudinii undelor reflectate i se poate realiza prin dou
metode : prin fonoabsorbie sau prin difuzie sonor.
In prima metod, punctele de reflexie problematice vor fi tratate cu materiale
fonoabsorbante, ce vor absorbi o parte din energia undei care se reflect n perete (n funcie
de dimensiunile i de parametrii de absorbie fonic ai materialului), astfel c la receptor va
ajunge doar o fraciune din unda iniial, suprapunndu-se ntr-o mai mic msur cu unda
direct. Fig.23 ilustreaz acest lucru, n punctul de reflexie de pe perete fiind amplasat o bucat
de material fonoabsorbant (Abs), ce absoarbe o parte din energia undei reflectate.
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/ -
7/29/2019 JFSD+ +Acustica+Incaperilor.unlocked
30/30
www.jfstudiodesign.ro Flaviu Oros - Acustica ncperilor 30
Fig.23
Exist ns situaii n care metoda absorbiei nu este aa potrivit, de exemplu cnd o
ncpere astfel tratat este prea "moart" pentru aplicaia ce se desfoar n ea. In acest caz se
folosete o alt metod de reducere a nivelului reflexiilor, numit difuzie sonor. Difuzia este unfenomen oarecum complementar absorbiei, constnd n spargerea frontului undei sonore n mai
multe pri de intensitate mai mic i trimiterea acestora n direcii ct mai dispersate n spaiu.
Dispozitivele acustice care realizeaz aceast operaie se numesc difuzeri (Eng=diffuser) i
sunt construite n diferite forme, de la simple panouri curbate, pn la structuri alctuite din fante
cu adncimi calculate dup serii numerice, care provoac dispersii foarte mari ale undelor
reflectate, ntr-o band de frecvene ct mai larg. Folosirea difuzerilor ntr-o ncpere (Fig.24)
permite atenuarea reflexiilor deranjante fr a reduce prea tare timpul de reverberaie al camerei,
energia sonor fiind distribuit omogen n ncpere i nu transformat n cldur prin absorbie.
Fig.24
Pentru a obine un rspuns acustic ct mai echilibrat i mai potrivit unei anumite aplicaii
(studio de nregistrare, camer de audiie, sal de conferine, etc), toate cele trei fenomene
acustice prezentate mai sus trebuie luate n consideraie i atent analizate pentru fiecare situaie
http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/http://www.jfstudiodesign.ro/