← Späť na kalkulačku
Manuál

Akustika uzavretého priestoru — manuál

Kompletný sprievodca výpočtom hladiny akustického tlaku a návrhom akustického obkladu.

Obsah
  1. 1. Čo kalkulačka počíta
  2. 2. Celková pohltivosť priestoru
  3. 3. Hladina akustického tlaku
  4. 4. A-váhová korekcia a LAeq
  5. 5. Smerový činiteľ Q
  6. 6. Návrh akustického obkladu
  7. 7. Príklad výpočtu
  8. 8. Obmedzenia a upozornenia

Účel kalkulačky

Kalkulačka rieši šírenie zvuku v uzavretom priestore — obdĺžnikovej miestnosti ohraničenej konštrukciami s rôznou zvukovou pohltivosťou. Výpočet prebieha v 6 oktávových frekvenčných pásmach (125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Hz).

Kalkulačka umožňuje:

  • Vypočítať ekvivalentnú hladinu akustického tlaku vo vzdialenosti r od bodového zdroja zvuku
  • Navrhnúť akustický obklad (zmena pohltivosti povrchov) na dosiahnutie požadovanej hladiny
  • Zobraziť kompletný výpočet po pásmach s A-váhovou korekciou
Typické použitie: Hodnotenie akustických podmienok v dielňach, kanceláriách, výrobných halách. Návrh akustických úprav interiéru.

Ekvivalentná pohltivá plocha A

Celková pohltivosť priestoru sa vypočíta ako súčet súčinov činiteľa pohltivosti α a plochy S každého povrchu:

A = Σ (αᵢ × Sᵢ) [m²] kde: αᵢ — činiteľ zvukovej pohltivosti i-tého povrchu (−) Sᵢ — plocha i-tého povrchu (m²)

Stredný činiteľ pohltivosti

αw = A / S (−) kde S — celková plocha všetkých povrchov

Polomer dozvuku

Polomer dozvuku rc definuje hranicu medzi priamym a odrazeným (dozvukovým) poľom:

rc = √( A × Q / [16π × (1 − αw)] ) [m] Ak r > rc — dominuje dozvukové pole Ak r < rc — dominuje priame pole
V bežných priestoroch s malou pohltivosťou je rc malé (desiatky cm) a vo vzdialenosti niekoľko metrov od zdroja dominuje dozvukové pole.

Vzorec

Hladina akustického tlaku vo vzdialenosti r od bodového zdroja v uzavretom priestore:

Lp = Lw + 10·lg[ Q/(4πr²) + 4(1−αw)/A ] [dB] kde: Lw — hladina akustického výkonu zdroja (dB) Q — smerový činiteľ (−) r — vzdialenosť od zdroja (m) αw — stredný činiteľ pohltivosti (−) A — celková pohltivosť priestoru (m²) Prvý člen: Q/(4πr²) — priame pole Druhý člen: 4(1−αw)/A — dozvukové pole

Výpočet sa robí pre každé frekvenčné pásmo samostatne, pretože pohltivosť materiálov závisí od frekvencie.

A-váhové filtre

A-váhovanie zohľadňuje frekvenčnú citlivosť ľudského ucha — nízke a veľmi vysoké frekvencie počujeme slabšie:

f (Hz)125250500100020004000
KAi (dB)−16,1−8,6−3,20+1,2+1,0

A-vážená hladina v pásme

LpA,i = Lp,i + KAi [dB(A)]

Celková ekvivalentná hladina LAeq

LAeq = 10·lg( Σ 10^(LpA,i / 10) ) [dB(A)] Logaritmický súčet — nie aritmetický!

Umiestnenie zdroja

Smerový činiteľ Q vyjadruje, ako sa mení vyžarovanie zvuku podľa umiestnenia zdroja:

QUmiestneniePopis
1Voľný priestorZdroj ďaleko od akýchkoľvek povrchov — zvuk sa šíri do všetkých smerov rovnomerne
2Pri steneZdroj v strede plochého povrchu (napr. pri jednej stene) — zvuk sa odráža od steny
4V rohu 2 stienZdroj na priesečníku dvoch plochých povrchov (napr. pri podlahe a stene)
8V rohu 3 stienZdroj v rohu miestnosti (3 povrchy) — maximálna koncentrácia zvukovej energie
Pre bežné situácie: Stroj na podlahe pri stene → Q = 2. Stroj v rohu → Q = 4. Zavesený zdroj → Q = 1.

Princíp

Ak je hladina zvuku v priestore vyššia ako požadovaná, znižuje sa zvýšením pohltivosti povrchov — obložením stien a/alebo stropu akusticky pohltivým materiálom.

Požadovaný útlm

DA = LAeq,pred − LAeq,požadovaná [dB]

Požadovaná pohltivosť po úprave

A₂ = A₁ × 10^(DA/10) [m²] kde: A₁ — pohltivosť pred úpravou A₂ — požadovaná pohltivosť po úprave

Kalkulačka automaticky prepočíta pohltivosť povrchov, ktoré označíte na obloženie, a zobrazí výslednú hladinu po úprave.

Pozor: Účinnosť obkladu závisí od frekvencie. Materiály s vysokou pohltivosťou pri 1000 Hz nemusia byť účinné pri 125 Hz. Preto sa výpočet robí po pásmach.

Priestor 6×10×3,8 m, brúska Q=2, r=5 m

Vstup: Rozmery: 6,0 × 10,0 × 3,8 m Okno: 3,0 × 1,5 m = 4,5 m² Dvere: 1,0 × 2,0 m = 2,0 m² Stena: (6+10)×2×3,8 − 4,5 − 2,0 = 115,1 m² Celková plocha S = 241,6 m² Q = 2, r = 5 m Lw,eq: 76 / 69 / 63 / 52 / 42 / 26 dB Výpočet pre pásmo 125 Hz: A = 0,02×60 + 0,03×60 + 0,15×4,5 + 0,08×2 + 0,03×115,1 A = 1,200 + 1,800 + 0,675 + 0,160 + 3,453 = 7,288 m² αw = 7,288 / 241,6 = 0,0302 rc = √(7,288 × 2 / (16π × 0,9698)) = 0,547 m Lp = 76 + 10·lg(0,00637 + 0,5321) = 73,3 dB LpA = 73,3 + (−16,1) = 57,2 dB Výsledok pred úpravou: LAeq = 62,3 dB Návrh obkladu (akustický panel 100 mm na strop + steny): LAeq po úprave = 47,7 dB < 50 dB → VYHOVUJE
Overenie: Zadajte tieto hodnoty do kalkulačky a porovnajte výsledky.

Čo kalkulačka nerieši

  • Šírenie zvuku cez konštrukcie (vzduchová a kročajová nepriezvučnosť)
  • Nepravidelné tvary priestoru (len obdĺžnikový pôdorys)
  • Viacero zdrojov zvuku súčasne
  • Smerovosť zdroja (len izotropný bodový zdroj s faktorom Q)
  • Vlnové javy (módové frekvencie, flutter echo)
  • Doba dozvuku (kalkulačka ju nepočíta priamo, ale rc indikuje charakter poľa)
Upozornenie: Výsledky kalkulačky slúžia ako orientačná pomôcka a nie sú náhradou odborného posudku autorizovaného projektanta. Pre stavebné povolenie a realizáciu je potrebný akustický posudok spracovaný oprávnenou osobou.