acustica arquitectonica
TRANSCRIPT
ÍNDICE
• INTRODUCCIÓN• CUALIDADES ACÚSTICAS• MATERIALES EN ARQUITECTURA
ACÚSTICA• ACÚSTICA DE ESPACIOS• INSTALACIONES ACÚSTICAS
ARQUITECTÓNICAS• REFERENCIAS
INTRODUCCIÓN El Sonido• Fenómeno que involucra la propagación de ondas
elásticas a través de un fluido que esté generando un movimiento vibratorio de un cuerpo.
• El sonido audible: oscilaciones en la presión del aire convertidos en ondas mecánicas para el cerebro.
• Involucra transporte de energía sin transporte de materia.
• Onda longitudinal.• Definición de Platón.
INTRODUCCIÓN El Decibelio• Unidad relativa que representa la relación entre
dos magnitudes.• Es una unidad logarítmica representada por dB.
• Un belio, la unidad original, equivale a 10 decibelios y representa un aumento de potencia
de 10 veces sobre la magnitud de referencia. • Dos belios representan un aumento de cien
veces (2 es el logaritmo decimal de 100) en la
potencia.
INTRODUCCIÓNLa Acústica Arquitectónica• Estudia los fenómenos vinculados con la
propagación del sonido.• Incluye la aislación acústica de ciertos lugares para
una cierta aplicación.• Tiene en cuenta las cualidades acústicas:
propiedades relacionadas con el comportamiento del sonido. Reflexiones tempranas Reverberación Ecos Resonancias
CUALIDADES ACÚSTICAS DEL SONIDO
El Tono• Frecuencia fundamental de las ondas sonoras.• Permite distinguir entre graves, agudos y medios.• El rango de frecuencias audible por el hombre
está entre 20 y 20000 Hz.• Las frecuencias inferiores a 20Hz son
infrasonidos.• Las frecuencias superiores a 20000Hz son
ultrasonidos.
CUALIDADES ACÚSTICAS DEL SONIDO
La Intensidad• Cantidad de energía acústica que contiene un
sonido.• Determinado por la potencia, que a su vez lo está
por la amplitud.• Por lo tanto, podemos distinguir entre sonidos
fuertes o débiles.• Los sonidos percibidos deben estar entre el
umbral auditivo (0dB) y el umbral de dolor (140dB)
El Timbre• Confiere al sonido los armónicos que
acompañan a la frecuencia fundamental.• Permite distinguir dos sonidos con el mismo
tono o nota musical, con la misma intensidad, producidos por instrumentos distintos.
La Duración• Determina el tiempo de vibración de un
objeto• Distingue entre sonidos cortos, largos, …
CUALIDADES ACÚSTICAS DEL SONIDO
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Ecos• Reflexión que retorna al punto donde se
encuentra la fuente después de emitido el sonido.• El tiempo que tarda en producirse t viene
relacionado con la distancia d a la que se encuentra la superficie reflectora más próxima mediante:
t=2d/c• Se deduce que la distancia mínima a la que debe
estar la superficie reflectora para que el eco sea apreciable es 17m
• Ecos repetitivos
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Reflexiones Tempranas• Cuando la fuente se encuentra rodeada de diferentes
superficies, el oyente recibe el sonido directo además del reflejado de cada una de las paredes.
• Si estas reflexiones se encuentran bastante separadas en el tiempo de forma que puedan ser apreciadas por separado, se las denomina reflexiones tempranas.
Ambiencia• Sensación que permite al oyente identificar auditivamente
el espacio en el que se encuentra.• Sensación creada por la distribución en el tiempo de
reflexiones tempranas.
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
• Estudio mediante rayos acústicos de las reflexiones tempranas, para determinar los tiempos de llegada de cada reflexión.
www.eumus.edu.uy
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Absorción Sonora• Parte del sonido que no es reflejado por las
superficies de un recinto.
• Las superficies vienen caracterizadas por un
coeficiente de absorción α α=energía absorbida/energía incidente
• En general, materiales duros son muy reflectores y por tanto poco absorbentes y los materiales blandos y porosos son poco reflectores y muy absorbentes
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Tiempo de Reverberación• Permanencia del sonido después de interrumpida la fuente
(reflexiones de las reflexiones,…) da lugar a una situación de reverberación.
• Tiempo de reverberación T: tiempo que tarda en extinguirse un sonido sabiendo que por cada reflexión parte es absorbida (y transforma en forma de calor) y parte es reflejada y continúa viajando. Técnicamente, tiempo que tarda en bajar de 60dB respecto a su valor inicial.
• Si las superficies son muy reflectoras, T será muy grande; si son muy absorbentes, T será pequeña.
• Fórmula de Sabine:T = 0.161 · V/ α·S
donde V es el volumen de la habitación, S la superficie interior total y α el coeficiente de absorción.
• Como el coeficiente de absorción depende de la frecuencia, T también.
• Para varios materiales: T = 0.161 ·V/ α1·S1+…+ αn·Sn
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Tiempo de Reverberación Óptimo• Para cada finalidad existe un tiempo de
reverberación óptimo, que aumenta al aumentar el volumen de una sala.
• Palabra requiere T bajo, sino serían ininteligibles.• Música requiere T alto, disimula imperfecciones
de ejecución.
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Campo Sonoro Directo y Reverberante
• Campo Sonoro: Valor que adquiere la presión sonora en cada punto del espacio. Campo directo: Recién emitido, aún no experimentó
reflexión Campo reverberante: Sonidos después de la primera
reflexión
• Comportamiento con la distancia:
www.eumus.edu.uy
•En un descampado solo tenemos componente de campo directo
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Campo Sonoro Directo y Reverberante
• Distancia Crítica: Limita las regiones en las que predomina uno u otro campo.
• Campo directo: Direccional• Campo Reverberante: Adireccional• Apreciación: Mayor campo reverberante si menor
α y por lo tanto mayor campo reverberante.
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Resonancias• O modos normales de vibración• Consecuencia de las reflexiones sucesivas en paredes opuestas
(paralelas).• Se genera una onda estacionaria, onda que va y vuelve una y otra
vez entre las dos paredes.• Se cumple que:
2·L = c/fCon L distancia entre las dos paredes, c velocidad del sonido yfrecuencia del sonido resultante (frecuencia de resonancia).
• Las resonancias se ponen de manifiesto cuando aparece un sonido de igual o similar frecuencia a la de resonancia. Amplificación de dicho sonido.
• Para estas frecuencias el tiempo de reverberación es mayor defecto acústico. Solución: Evitar superficies paralelas Absorción acústica para disminuir el tiempo de reverberación Ecualizar sistema de sonido
CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO
Resonancias• Rellenan el espectro musical.• Distorsión en la escucha.• Difusión: En algunos puntos el nivel sonoro
es mayor que en otros.• Salas grandes: Las resonancias (próximas
entre sí) se transforman en reverberación y mejoran la difusión.
• Salas pequeñas: Recomendaciones
MATERIALES EN ARQUITECTURA ACÚSTICA
Absorbentes• Materiales especialmente formulados para tener
una elevada absorción sonora.• La absorción aumenta con su espesor y con la
densidad.• Ejemplo: Lana de vidrio. Inconvenientes: Debe ser
aislada con paneles.• Tabla con valores de α en función de la
frecuencia. Más absorción si más frecuencia, pues su longitud de onda es pequeña y comparable con las irregularidades de la superficie.
• Otro material: Espumas de poliuretanoTrampas del sonido, el sonido incide sobre una cuñas (Figura). Se produce múltiples reflexiones en esa cuña.
MATERIALES EN ARQUITECTURA ACÚSTICA
Aislantes• Aislación acústica: Consiste en impedir que los
sonidos generados en el interior trasciendan al exterior, y recíprocamente.
• Se logra interponiendo una pared entre la fuente sonora y el receptor.
• Mayor densidad del tabique y mayor frecuencia del sonidomayor aislación.
• Estructuras comunmente utilizadas: Tabiques dobles o múltiples (Figuras)
MATERIALES EN ARQUITECTURA ACÚSTICA
Aislantes• Parámetros utilizados:
Pérdida de transmisión PT (dB): En cuanto se atenúa la energía sonora.
Clase de transmisión sonora STC o Índice de reducción acústica Rw: Valor promedio de la pérdida de transmisión a varias frecuencias. Mide la calidad sonora del tabique.
• Transmisión por flancos: Sonido que se filtra a través de fisuras y se propaga en forma de vibración.
ACÚSTICA DE ESPACIOS
Espacios Abiertos• La difusión del sonido es el fenómeno preponderante.• Las ondas tridimensionales con frente de onda
esférico se propagan en todas las direcciones.• Es importante focalizar el sonido al lugar donde se
ubiquen los espectadores.Los griegos utilizaban las propias gradas como
reflectores, reforzando el sonido directo, aumentando la sonoridad.
Los romanos usaron la misma técnica con gradas curvas, perdiéndose menor cantidad de sonido.
ACÚSTICA DE ESPACIOS
Espacios Cerrados• La reflexión es el fenómeno preponderante.• Al público le llega el sonido directo y el reflejado.
Si llevan diferentes fases: Puede resultar reforzado Se puede anular el sonido (fases opuestas)
• A la hora de acondicionar estos espacios, importante tener en cuenta: Que no entre el sonido exterior En el interior, calidad óptima controlando la
reverberación y el tiempo de reverberación, con materiales absorbentes, reflectores,…
INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS
Suelos Flotantes• Situaciones en las que se requiere aislamiento
acústico crítico, como salas de máquinas,…• Ventajas:
Control de energía vibratoriaBaja el centro de gravedad del sistema, amyor
estabilidad al conjunto oscilatorioReduce efectos de las frecuencias exteriores
INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS
Techos Acústicos• Situaciones en las que
se requiere que el tiempo de reverberación sea extremadamente bajo en todo el ancho de banda.
• Se instalan como falsos techos acústicos mejorando el grado de absorción. www.eumus.edu.uy
INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS
Puertas Acústicas• Situaciones en las que se
requiere un buen aislamiento acústico en estudios de grabación, TV, radio,…
• Carácterísticas acústicas: Índice TL (Insulation Loss) El NR (Noise Reduction)
www.eumus.edu.uy
INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS
Antivibradores• Dos funciones:
Función aislamiento: Oponen resistencia a la propagación del movimiento.
Función amortiguadora: Transformación de la energía vibratoria en calor.
• Según su proporción se diferencian las diferentes familias.
REFERENCIAS • http://www.eumus.edu.uy/eme/cursos/acustica/apuntes/cap04.pdf• http://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAstica_arquitect%C3%B3nica• http://acusticaweb.com/index.php?
option=com_content&task=blogcategory&id=5&Itemid=9• http://usuarios.lycos.es/pacolorente/TeatrosRomanos/
06Acustica_Teatro.htm • www.indeac.es• http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/
trabajos_04_05/io6/public_html/• http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/
trabajos_02_03/Acustica_arquitectonica/Acustica_arquitectonica.html