Keresés
Close this search box.

Teremakusztika​

szolgáltatás mozgo elemek

Teremakusztika​​

Teremakusztika_HangHatás

Honnan is ered a teremakusztika? 

A zeneszerzők mindig is felismerték egy adott előadótér akusztikájának fontosságát, és többen az általuk komponált zenét az adott terekhez igazították. Például a gregorián énekek jól teljesítenek a középkori katedrálisokban, amelyek hosszú zengésükről ismertek; hasonlóan az orgonazenéhez, mint például Bach „D-moll Toccata” c. műve. Ezzel szemben Mozart és Haydn olyan zenét komponáltak, melyek igényesen berendezett kamrákban, kisebb, meghitt közönség számára szólaltattak meg. Az ilyen darabok elvesztik tiszta. hangzásukat, ha erősen visszhangos terekben játsszák őket.

 De a 19. század végéig senki sem gondolt arra, hogy hogyan tervezzenek meg egy koncerttermet vagy operaházat az optimális akusztikára.

A modern építészeti akusztika atyja Wallace Clement Sabine nevű   amerikai fizikus. 

Teremakusztika atyja_Wallace Clement Sabine_HangHatás

Sabine nem rendelkezett különösebb hangokkal kapcsolatos szakértelemmel – még csak nem is doktorált, bár kiváló oktató és kutató volt –, de makacsul megbirkózott a kihívással, mint minden más fizikai kísérlettel. A hanghullám terjedésének manipulálására való tényleges 19. századi geometriai megközelítés helyett úgy döntött, hogy a helyiségben lévő hangot diffúz energiatestként jellemzi. Vizsgálatait különböző anyagok hangelnyelő tulajdonságaira és a visszhangossági időre gyakorolt ​​​​​​hatásaira összpontosította.

Sabine-t kísérletei és az előadóterem akusztikájának módosítására végzett munkája alapján felkérték, hogy legyen a bostoni Symphony Hall akusztikai szaktanácsadója. Sabine fizikusként dolgozott, többek között a Harvard Egyetemen, Bostonban. 1895-ben az egyetem Fogg Art Múzeumának előadótermét tanulmányozva jutott el oda, hogy kijelenthesse, egy terem jellegét annak mérete mellett visszaverődései és elnyelési tulajdonságai határozzák meg.

Sabine arra a következtetésre jutott, hogy a Fogg Lecture Hall utózengési ideje túl hosszú volt – a kimondott szó 5,5 másodpercig marad hallható, szemben az optimális 2,25 másodperces utózengési idővel –, tehát túl sok volt a rezonancia és a visszhang. A problémát úgy oldotta meg, hogy a teret hangelnyelő anyagokkal szerelte fel, hogy csökkentse a „visszhanghatást”.

Teatro dal Verme Interior Circa 1875Az 1900. október 15-én felavatott koncertterem volt az első olyan tér, melyet akusztikai előszámítások segítségével terveztek, és máig a legjobb akusztikájú termek tartott számon.

Munkája elismeréséül róla nevezték el Sabinnak a hangelnyelés mértékegységét.

A hangversenytermek akusztikáját csak a XX. század óta tervezik tudományos módszerekkel. Az korábban korábban épített terek hangzását tapasztalati úton alakították. 

Manapság a speciális célokra (pl. hangverseny, konferencia) használt épületeket kizárólag akusztikusok bevonásával tervezik, és a terem funkciója szerint alakítják ki az akusztikai körülményeket.

Bővebben az akusztikáról.......

A gyakran „Megfoghatatlan tudománynak” felfogott teremakusztika témája eléggé elrettentő lehet annak a számára, aki kevés tudással vagy egyáltalán nem ismeri ezt a szakmai területet.

Bár valóban vannak összetett tudományos és matematikai vonatkozásai, néhány alapelv is van annak érdekében, hogy jobban megértsük, hogyan működik a hang, és miért lehet probléma egy adott térben. Célunk, hogy ezt az oldalt az akusztika egyes aspektusainak tisztázására használjuk – hogy bemutassunk néhány alapvető akusztikai elméletet, és egy kicsit jobban megismertessük, hogyan lehet megoldani az akusztikai problémákat. Átfogó akusztikai szolgáltatásaink segítségével kellemesebbé, kényelmesebbé és hatékonyabbá alakíthatjuk az adott teret.

Minden helyiségnek megvan a sajátos akusztikája. Ezt a sajátos akusztikát alapvetően meghatározza az adott tér mérete, formája (négyzetes, téglalap, több szögű, kör alakú vagy ezen formák variációja) és az ehhez párosuló belmagasság. Röviden a méret – forma – belmagasság aránya. Meghatározó még mennyi kemény koppanó felülettel (kemény padlóburkolat, nagy üvegfelület, minimalista vonalvezetésű kialakítás) és mennyi hangelnyelő felülettel (szőnyeg, kárpitozott bútor, hagyományos függöny vagy modern szövetes szalagfüggöny) rendelkezik. 

 

A fentebb felsorolt ​​paraméterek egyéni választása által biztosított akusztika az esetek többségében nem megfelelő vagy nem megfelelően párosul a helység funkciójához. 

Mielőtt részletesebben elmélyülnénk a témában először is válasszuk szét a terem akusztikát az épület akusztikától: 

  • Épület akusztika alatt gyakorlatilag hangszigetelést (hanggátlást) értünk, pl.: két fal vagy födém elem között, tehát egy adott térbe (helyiségbe) kívülről érkező hang terjedését próbáljuk meggátolni!
  • Terem akusztika esetén az adott térben (helyiségben) keletkező hangnak a lecsengési (utózengési) idejét (nagyon leegyszerűsítve a visszhangját) csökkentjük le egy optimális szintre, az adott helyiség funkciójának megfelelően.

A legalacsonyabb lecsengési idő, amit meg szoktunk célozni az 0,5 másodperc, de funkciótól függően ez lehet valamivel magasabb érték is attól függően, hogy milyen célra szeretnénk használni a helyiséget. Mások az elvárások például egy oktatási célú vagy például egy koncert teremmel kapcsolatosan.

 

A modern belsőépítészetben egy olyan trend érvényesül, hogy egyre több „kemény”, hangvisszaverő anyagot, mint például: beton, fém, üveg, kerámiát használunk és ennek következtében előre tudatosan meg kell terveznünk az adott helyiség akusztikáját.

Megfelelő teremakusztikát lágy-puha anyagok használatával, valamint kimondottan erre a célra gyártott (irányított tulajdonságú) akusztikai panelekkel, vagy ezek kombinációjával lehet elérni. A panelek beépítésénél nagyon fontos az előírt beépítési mennyiség és a technikai rétegrend betartása, mert egyébként nem tudjuk teljesen kihasználni a bennük rejlő teremakusztika jótékony hatású „csodát”!

A munkavállalók 70% úgy gondolja, hogy hatékonyabbak  lennének, ha kevéssé zajos környezetben dolgozhatnának.

A kiskereskedelmi  üzletekben az akusztika javításával 10-15% növekedhet az eladás.

Az iskolákban a tanárok által kimondott mássalhangzók 70%-át nem hallják a tanulók.

Az irodai munkavállalók szerint a zaj a leginkább zavaró tényező.

A jó teremakusztika előnyei

Ha többféle hang érkezik a fülbe különböző irányból, és egy személy nem tudja meghatározni a forrást, az olyan eredményt okoz, ami súlyosan károsítja a koncentrációt. A jó teremakusztika biztosítja, hogy a zaj még azelőtt elnyelhetővé váljon, hogy elérje az emberi fület és garantálja, hogy megszűnik zavaró hatása a koncentrációra. 

A hatékony kommunikáció a helyiség jó akusztikáján alapul. Ha egy helyiség túlzott zajproblémával küzd a hang elvész, ami rossz beszédérthetőséget erősen. Hasonlóképpen, ha a sok kemény felület okozta hang pattogás a helyiségben visszhangosságot okoz, a visszaverődések keresztezik egymást, és megnehezítik a beszéd hallását és megértését. Egy jó akusztikával rendelkező helyiség szabályozza a zajszintet, hogy a hang és a hang tisztasága ne vesszen el.

A zaj ellenőrizetlen szintre emelkedhet, ha sok ember beszél és mozog, vagy ha túl sok zajforrás szólal meg egyszerre és nincs elég hangelnyelő anyag a helyiségben. A jó akusztika biztosítja a zaj megfelelő szintű elnyelését, hogy kényelmes környezetet biztosítson a munkához, pihenéshez vagy zene hallgatáshoz. A luxus ésa komfortérzet a jó akusztikai összetevője lehet.

Nem meglepő, hogy a túlzott zaj és a rossz akusztika káros hatással van az egészségünkre és káros hatással lehet a termelékenységre. Nemcsak a koncentrációra van negatív hatással, az indokolatlan rossz hangzás a hatékonyságra is negatív hatással lehet, és kisebb eredményt érnek el munkakörükben a munkavállalók.

„A zaj amellett, hogy kellemetlenséget és zavart okoz az irodai környezetben, a termelékenység csökkenésének elsősorban a fő okozója”. 

A kényelmes akusztikus környezet kulcsfontosságú a termelékenység és a hatékonyság szempontjából, különösen a munkaterületeken. 

Legyen szó magánorvosi rendelőről, nyitott irodáról, étteremről, nagy belmagassággal és nyitott terekkel rendelkező otthonokról vagy esetleg a helység fontos bizonyos fokú titoktartás szempontjából, ha nincs elegendő hangelnyelő anyag a helyiségben, az adott tér használói vagy a szomszédos helység intimszférája súlyosan sérülhet, mivel semmi sem akadályozza meg a hangok „utazását”. A jó teremakusztika elengedhetetlen a megfelelő magánélet biztosításához.   

Az audiovizuális, videokonferencia- és telekonferencia berendezések rendkívül érzékenyek a rossz helységakusztikára és különösen a nagy visszhangosság okozta problémákra. A drága AV/VC berendezések súlyosan alul teljesíthetnek olyan helyiségekben, ahol nincsenek vagy nem elegendő mennyiségben találhatók akusztikus anyagok a felületekről visszaverődő hangok elnyeléséhez. Az eredmény egy visszapattanó beszéd a berendezésen keresztül, miután a valós idejű beszédet meghallotta. Ez különösen megnehezíti a kommunikációt a hallgatóság számára, mivel az eredeti üzenet visszhangba burkolódzhat. A jó helyiségakusztika elengedhetetlen a hanghullámok megfelelő elnyeléséhez a visszhang csökkentése érdekében.

A rossz teremakusztika leggyakoribb okai

Modern conference room interior with panoramic city vew, wooden floor and daylight. 3D  Rendering

Sok kemény felület

 

A kemény felületek, mint például a kemény padlók és falak,  kemény felületű bútorok, mint például a fa, üveg vagy fém asztalok, székek és pultok, mind káros hatással vannak a helyiség akusztikájára. Minél több kemény felület van egy helyiségben, annál nagyobb szükség van a pattogó hangok elnyelésére alkalmas  burkolatokra, mivel a hanghullámokat a kemény anyagok visszaverik. Ezek a tükröződő felületek, egy zajos és visszhangos környezet hoznak létre.

People looking at giant violin music concept

Többféle zajforrás

 

Számos zajforrás együttes megjelenése jelentősen vesz részt a helyiség rossz akusztikájához annak kialakulásához.

Az egyszerre beszélő és mozgó emberek, valamint a környezeti zajok, például a telefonok, az utak, a gépek, a tevékenységek és a zene együttesen zajproblémát okozhatnak. Az úgynevezett “koktélparti probléma” jó példa erre – arra utal, hogy a beszéd nehezen érthető a zajos társadalmi környezetben.

 

3d rendering loft luxury living room with bookshelf near dining table

Nagy belmagasság

 

Az átlagosnál nagyobb belmagasság növeli a hangerőt a helyiségben, ami azt jelenti, hogy a hang elveszik a fejünk feletti „holt térben”. Ez hosszabb visszhangossági időt is eredményez, mivel a hanghullámoknak hosszabb utat kell megtenniük mielőtt egy kemény felület visszaveri őket.  A két ok együttesen azt jelenti, hogy a magas mennyezet negatív hatással van a helyiség akusztikájára.

További kérdés esetén vegye fel a kapcsolatot kollégáinkkal, hogy segítségére lehessünk!

Teremakusztika tudástár_HangHatás

Akusztikai tudástár

1. Hallható rezgések tudományága , amely az ilyen rezgések keletkezését és terjedését vizsgálja.

Az  akusztika  a 16 Hz-től 20 kHz-ig terjedő hangokkal foglalkozik. Az  akusztika  vizsgálja a hang terjedését különböző anyagokban. A hangversenyterem zengését az  akusztika  segítségével tervezi meg a mérnök.

2.  Hallási viszonyok minősége  egy teremben, helyiségben, területen; egy hely hangtani tulajdonsága, hogy mennyire jó vagy rossz hallhatóság, érthetőség, a visszhang, a hangelnyelés és -visszaverődés.

Akusztika szó jelentése – hangtan, hangzás, egy helyiség hangzási viszonyai

A hangversenyteremnek nagyon jó az  akusztikája . A templom  akusztikája  alkalmassá teszi a helyet kórustalálkozók szervezésére.

Milyen hangos egy porszívó vagy az utca zaja? Mennyire pontosan mérhető a hangerő, és honnan származik károsnak a zaj az emberi fül számára? 

Hogyan mérjük a hangerőt?

A hangerőt a hangnyomásszinttel mérjük, mértékegysége a decibel.

Az összes általunk érzékelt zaj tulajdonképpen a légnyomás dobhártyánkat elérő rezgése, de csakis akkor, ha eljut az agyunkig, és ott információvá alakul át. Attól függően, hogy milyen erővel érik a dobhártyát a rezgések, azaz a hangok, halknak vagy hangosnak halljuk azokat. Minél nagyobb egy hang energiája, annál hangosabbnak tűnik. A hangerő mérésére a decibel – röviden dB – mértékegységet használjuk.

A legkisebb érzékelhető hangerő, azaz az emberi fül által hallható leghalkabb hang 0 decibel. Egy kb. 50 dB-es hangerejű hangokat találjuk kellemesnek, a kellemetlen hangerő 100 dB körül indul, és kb. 120 dB-nél érjük el a fájdalom küszöböt. Fontos tudni, hogy a 100 dB nem kétszer olyan hangos, mint az 50 dB. A hangerő érzékelése szubjektív, és az egyedi hallóképességtől függ, de alapvetően kijelenthetjük, hogy 10 dB-es hangerő-növekedést minden alkalommal olyan hangosnak érzékelünk. Ennek megfelelően a 60 dB-es hangerőt kétszer olyan hangosnak találjuk, mint az 50 dB-est.

Nagy zajban tehát fontos a fül védelme, hogy elkerüljük a zaj által okozott halláskárosodást. A zenerajongók számára ajánlott füldugókhoz hasonló, különböző hallásvédők csak a zavaró, káros frekvenciákat szűrik ki.

Decibel - Hangerő szintek_HangHatásA zajszint mérése bonyolult számításokat igénylő és összetett feladat. A mérések könnyebb érthetősége érdekében, ezért bevezették a decibelát. Ez a skála az emberi hallás azon sajátosságát veszi figyelembe, hogy az zajszinteket kiválóan megkülönböztetjük alacsony nyomástól, míg a magas decibeltartományon a nagy hang-különbségeket sem észleljük annyira pontosan. Különböző szűrőkkel ezért érzékelésünknek megfelelően legyengítik vagy szabályozzák a különösen mély vagy magas frekvenciákat. A skálán adott érték ezért jobban megfelel az érzékelésünknek, és mérhető. A dB-értéket legtöbbször dB (A) mértékegység adják meg – ahol az „A” az A szűrő, azaz a zajszint- A-súlyozógörbéjének felhasználása jelölti.

A decibelben megadott értékek tehát csak első pillantásra lineárisak, azaz 120 dB kétszer olyan hangosnak tűnik, mint 60 dB. Ez azonban nem így van, mivel a decibelskála logaritmikus alapú. A mért értékek szempontjából ez azt jelenti, hogy egy körfűrész nem kétszer olyan hangos, mint egy normál hangerejű beszélgetés, hanem annak relatív hangnyomása éppen 1000-szer nagyobb.

Az úgynevezett dB(A) hangmérési skála mellett a dB(HL) skála is ismert, ez utóbbit a fül-orr-gégészek és az audiológusok használják a siketség megállapításához.

A szélben susogó levelek, egy szúnyog vagy egy korszerű számítógép hangereje pontosan 10 dB. A suttogás körülbelül 30 dB, míg egy hétköznapi beszélgetés úgy 60 dB-en zajlik. Egy hangosan síró csecsemő egy motorkerékpárhoz hasonlóan mintegy 80 dB-es zajt bocsát ki. Aki szeret diszkóba járni, ugyanakkora zajszintnek (akár 110 dB-nek) teszi ki magát, mint amekkorára egy légkalapács vagy egy körfűrész képes. A sugárhajtású repülőgépek zajszintje mintegy 130 dB, ami megegyezik a fül fájdalomküszöbével. Különösen hangosak és károsak a pofonok vagy a fül közelében felrobbantott petárdák: ezek akár a 180 dB-t is elérhetik. Természetesen az is befolyásolja azt, hogy milyen hangosnak érezzük és mennyire találjuk zavarónak az adott zajt, hogy a zajforrás és a fül milyen távolságra van egymástól.

A termek SNR (single number rating) értéke az emberi fül számára releváns frekvenciatartomány (125–8000 Hz) átlagos szigetelési értékét jelzi. Például egy 35 dB-es SNR-érték a 100 dB-es zajszintet (például egy tipikus éjszakai klubban) 65 dB-re csökkenti. Ez a 85 dB-es küszöbérték alatt van, ami a halláskárosodás határa. Ezek a hallásvédő termék megfelelő védelmet biztosítanak hosszabb időtartam esetén is.

A HML értékek a megfelelő hangszigetelés szintjét jelzik három kombinált frekvenciatartományban: H (high – magas): 2000 és 8000, HzM között (medium – közepes): 1000 és 2.000 HzL között, (alacsony): 125 és 1000 között Hertz. A HML értékek számítások elvégzésére használhatók, amikor részletesebb információ áll rendelkezésre a zajforrás frekvencia összetételéről, pl. az eszköz dokumentációjának megfelelően.

A rezgésbe jött tárgy hozza rezgésbe a levegő részecskéit, és e rezgés pedig részecskéről részecskére továbbadódva, „hanghullámként” tovaterjed a levegőben. A fülünkbe jutva a rezgő levegőrészecskék megrezegtetik a dobhártyánkat, amit az agyunk hangként érzékel. Az egy pillanatig tartó hangoknál (durranás, csattanás, lövés) egyszeri léglökés jön létre. Például egy kidurranó léggömbnél a belső, nagy nyomású levegő hirtelen kiszabadulva meglöki a körülötte levő levegőt, és ez a lökés terjed a dobhártyánkig.

 

A gyakorlatban minden hang mögött valamilyen tárgy, anyag részecskéinek rezgése áll: gitárnál a húr, emberi hangnál a hangszálak, dobnál a dob bőre, xilofonnál a falapocskák, trombitánál a trombitás ajka, hangfalnál a hangszóró membránja, kőre csattanó üvegpohárnál a kő és az üvegdarabkák, fűrészelésnél a fűrész és a fűrészelt anyag, amikor bekopogunk egy ajtón, az ujjunk és az ajtó anyaga jön rezgésbe. 

Mindenki volt már olyan helyzetben, hogy reflexszerűen befogta a fülét például egy sziréna miatt vagy tűzijáték közben. Ez a védekező mechanizmus rendkívül hasznos, mivel már a kisebb mértékű zajterhelés is tartósan károsíthatja a hallást, emellett az egész testre ható egyéb panaszokat is okozhat:
 
  • 40 dB felett: tanulási és koncentrációs nehézségek jelentkezhetnek
  • 60 dB felett: hosszabb ideig tartó zajhatás esetén halláskárosodás jelentkezhet
  • 65 dB felett: hosszabb ideig tartó zajhatás esetén 20%-kal nő a szív- és érrendszeri megbetegedések kockázata
  • 85 dB felett károsodást okozó tartomány, különösen nagy zajjal járó munkahelyek esetében
  • 120 dB felett: már rövid ideig tartó hatás esetén is halláskárosodás jelentkezhet

Ha a rezgés frekvenciája kb. 20 Hz alatti, vagy kb. 20 kHz fölötti, akkor hallásunk nem érzékeli azt, első esetben infrahangról, a másodikban ultrahangról van szó. A fülünk által érzékelt hangoknak a következő tulajdonságai vannak:

  • Hangosság: Mértéke a hanghullám intenzitásával, amplitúdójával kapcsolatos, de emellett erősen függ a frekvenciától is. Azonos hangnyomás mellett a magasabb hangokat hangosabbnak halljuk, kb. 4000 Hz fölött viszont már egyre gyengébbnek.
  • Hangszín: A hangnak egyik legnehezebben megragadható tulajdonsága. Nyilvánvalóan összefügg a hang összetételével, spektrumával, de érdekes, hogy egyazon hangforrás (hangszer vagy ember) különböző magasságú hangjaiban is képesek vagyunk érzékelni az azonos karaktert, az azonos eredetet.
  • Hangmagasság: Elsősorban a periodikus rezgést tartalmazó, zenei hangoknál kap szerepet, annak alapfrekvenciájával függ össze, de zörejnek is lehet többé-kevésbé meghatározható hangmagassága, ha spektruma egy adott frekvencia környékén erősebb maximumot képez.
  • Időtartam, időbeli lefolyás: A bennünket körülvevő hangok ritka kivételtől eltekintve (például tengerzúgás) mindig időben behatárolt események, van kezdetük, egy időbeli lefolyásuk és egy befejeződésük. A természet zörejeinek azonosításában, a zene ritmusában, a beszédhangok érzékelésében, értelmezésében ennek döntő szerepe van.
 

Rezgésnek  azt a folyamatot nevezzük, amelynek állapotai időközönként ismétlődnek.

  • Periodikus  rezgésről van szó, ha ezek az időközök egyenlőek, egyébként
  • nemperiodikus  rezgésről.

Harmonikus rezgés Szerkesztés

Mechanikai  rezgésen leggyakrabban anyagi testeknek vagy részecskéknek egy pont körüli meghatározott irányú kimozdulásait értjük. Ennek legegyszerűbb esetét egy rugóra függesztett tömeggel illusztrálhatjuk, melyet függőlegesen kitérítünk nyugalmi helyzetéből, majd elengedünk. Ebben az esetben a tömegre ható erő egyenesen arányos a kitéréssel, de ellentétes irányúsága, és ez azt mutati, hogy a tömeg függőleges irányban a tehetetlensége miatt fel-le mozog. Ha ennek a mozgásnak az időbeli lefolyását vizsgáljuk, hullámvonal formájú függvényt kapunk, amely megfelel egy  {\displaystyle r}r  sugarú körpályán egyenletes  {\displaystyle \omega }\omega  szögsebességgel keringő pont vetülete által leírt mozgásnak. Az  {\displaystyle y}y  kitérés a {\displaystyle t}t  idő függvényében  {\displaystyle \delta }\delta  kezdeti szög esetén ekkor ilyen formájú:

Bűnrajzolás folyamata.gif
{\displaystyle y(t)=r\cdot \sin(\omega \ t+\delta )}{\displaystyle y(t)=r\cdot \sin(\omega \ t+\delta )} .

Az ilyen típusú rezgést  harmonikus,  szinuszos  (vagy egyszerű) rezgésnek nevezzük. Az  {\displaystyle \omega }\omega  -t ebben az  esetben körfrekvenciának  nevezzük:

{\displaystyle \omega =2\,\pi \,f}{\displaystyle \omega =2\,\pi \,f} .

Az  {\displaystyle f}f  a  frekvencia,  az időegység alatt végzett rezgések száma, ennek reciprok értéke a  {\displaystyle T}T  rezgési idő  vagy  periódusidő:

{\displaystyle f={\frac {1}{T}}}f = \frac{1}{T} .

{\displaystyle \delta }\delta  szöget a  nullafázis szögének,  vagy  fázisszögnek  nevezzük, az  {\displaystyle r}r  értéket, a  csúcsértéket  pedig  amplitúdó nak. Az  {\displaystyle y}y  pillanatnyi értékeit  kitérésnek, elongációnak  hívjuk.

A különböző rezgések össze is adódhatnak, új rezgést hozva létre. Ekkor rezgések  összetevéséről, szuperpozíciójáról  beszélünk, ebben az esetben az  eredő rezgés  kitérése mindig egyenlő a  részrezgések  kitéréseinek összegével.

Összetett rezgések szerkesztése:

 

Minden periodikus vagy nemperiodikus rezgés előállítható különböző frekvenciájú, amplitúdójú és fázisú harmonikus rezgések összetevésével. Hangrezgések esetén ezeket az összetevőket részhangoknak nevezzük. Ezen a szemléleten alapul a hangelemzés, melynek matematikai alapja a Fourier-elemzés. Ennek azért is van jelentősége, mert az emberi hallás hasonlóképpen, hangelemzés útján különbözteti meg a hangokat, hangszíneket, és nem a hangrezgés időbeli lefolyása alapján. Például két rezgés összege fáziseltolódásuktól függően más-más rezgésformát mutathat, fülünk ennek ellenére mindig ugyanolyan hangot hall.

Egy hang nemcsak a rezgő közeg mozgásával írható le, de részhangjainak  spektrumaként  is ábrázolható, ha megadjuk, hogy különböző frekvenciahelyeken milyen intenzitású részhangokból tevődik össze.

  • Vonalas,  tehát különálló, diszkrét részhangokból álló spektrum esetén egy meghatározható hangmagasságú hangot hallunk, vagy több ilyen hangot együtt. A periodikus rezgések spektruma vonalas, ráadásul ebben az esetben a részhangok frekvenciái mindig egy alapfrekvencia többszörösei. Az ilyen tulajdonságú részhangok sorozatát nevezzük  felhangsornak , az alapfrekvenciát pedig  alaphangnak.  Ez az alapfrekvencia pont meg ilyen esetben a hang általunk érzékelt  hangmagasságát . A dallam hangszerek  zenei hangjai , a beszédhangok  zöngéi  ilyen típusú spektrumon alapulnak.
  • Folytonos  a spektrum, ha a különböző frekvenciájú összetevők folytonosan helyezkednek el egymás mellett. A nemperiodikus rezgések mutatnak ilyen képet. Az így létrejövő hangot zörejszerűnek halljuk, extrém esete a  fehérzaj , amikor minden hallható frekvencia megtalálható a spektrumban, ráadásul egyenlő intenzitással. A legtöbb ritmushangszer hangja, a beszédhangok közül a mássalhangzók egy része tartozik ebbe a csoportba.

Meg kell említeni a rezgésnek egy határesetet is, amikor szigorú értelemben nincs is szó rezgésről, csak egyszeri hirtelen állapotváltozásról, mechanikai lökésről. Az ilyen folyamatot  átmeneti, tranziens  folyamatnak nevezzük. A fülünk ezt kattanásként, csattanásként, durranásként stb. érzékeli. Az ilyen folyamat folytonos spektrummal ábrázolható.

A nyomásingadozások közötti távolság minél rövidebb, annál magasabbnak érzékelünk egy hangot. A rezgésfrekvencia mértékegysége (rezgés per másdperc) a Hertz (Hz). Az emberi hallástartomány 16 Hz és 16.000 Hz között van, míg bizonyos állatoknál 100.000 Hz is lehet. A frekvencia mellett a hangnyomás meghatározó. Ezt Decibelben (dB) mérik. Minél magasabb a Decibel-érték, annál hangosabbnak érzékeljük a zajt.

Az A-Skála a zajok mérésére szolgál decibelben számolva, ami a zajok hangerejét hallásunknak megfelelően ábrázolja. Ez az emberi fül érzékenységét veszi figyelembe. A 3 dB különbség alig érzékelhető, de fizikailag azt jelenti, hogy a hang intenzitása megduplázódik. A 10 dB már tízszeres növekedést jelent, de az emberek csak úgy érzékelik, hogy kétszer olyan hangos.

decibel (dB) az egyik leggyakrabban használt egység az akusztikában, de emellett az elektronikában és a telekommunikációban is. A Bell Telephone Laboratory mérnökei vezették be a szabványos telefonkábel 1 mérföld hosszúságú szakaszán bekövetkező hangerősség-csökkenés mértékének meghatározásához. Eredetileg Transmission Unit (TU, átviteli egység) volt a neve, de 1924-ben, a laboratórium alapítója, Alexander Graham Bell tiszteletére átnevezték bel-re (B). Mindennapi használatra azomban a bel (B) mint egység túl nagynak bizonyult, ezért helyette a decibel (dB) – ami valójában egy bel (B) tizedrészét jelöli, tehát 0,1 B = 1 dB; – terjedt el.

decibel (dB) használatos a zajteljesítményszintek mérésénél is, mely a hangnyomás mértékegységeként is ismert viszonyszám.

Hangtechnikában nem csak hangnyomásra, jelszint meghatározásra is használatos, nemcsak akusztikus-, hanem elektromos jelek esetében is.

Fontos tudni azomban, hogy mivel egy viszonyszámról van szó, az akusztikában külömböző helyzetekben használt decibel (dB) jelölés több, egymással nem összehasonlítható dolgot is jelölhet. Például jelölhet hangnyomást (SPL), jelölhet hangteljesítményt, jelölhet zajszintet, illetve egyenértékű zajszintet (Leq). Ezek nem összehasonlítható egységek! Bonyolíthatja még a dolgot a külömböző mérések esetén használatos szűrők alkalmazása, az A szűrő, mely az ember hallásgörbéjét követi, C szűrő, mely az extrém alsó és felső értékeknél jelent csökkentés, Z szűrő, stb. Így az értékek megadásánál ezen szűrőket is fel kell tünteni.

Legfontosabb azomban az, hogy az értékek nem lineáris változást jelentenek, a decibel skála ugyanis logaritmikus. 10 dB nyereség csökkentését tízszeres energiacsökkentés jelezte. Két azonos 100 dB hangú berendezés egy azonos helyen összesen 103 dB zajszintnyomást, tehát 100 dB + 100 dB = 103 dB.

Sajnos, ez zajcsökkentésnél is igaz: egy helyiséget kettéválasztunk egy 48 dB csillapítású fallal. Ez nem elég, sokkal jobb eredményt, odaépítünk még egy, az eredetivel megegyező, 48 dB csillapítású falat. Ez biztosan jó lesz! Majd jön a mérés, a fal mindösszesen 51 dB csillapítással bír. Tehát a csillapítási érték is engedelmeskedik a logaritmusnak: 48 dB + 48 dB = 51 dB! Minden, azonos spektrumú egység esetén a duplázódás vagy feleződés 3 dB többletet vagy csökkenést jelent majd.

 

Az épített terek hangzásképének kialakításában az 1900-as évek óta az akusztikusok nyújtanak segítséget. A teremakusztika viszonylag friss tudományág, fejlődésének kezdeteit Wallace Clement Sabine (1868–1919) nevéhez köthető. Sabine fizikusként dolgozott, többek között a Harvard Egyetemen, Bostonban. 1895-ben az egyetem Fogg Art Museumának előadótermét tanulmányozva jutott el oda, hogy kijelenthesse, egy terem jellegét annak mérete mellett visszaverődései és elnyelési tulajdonságai határozzák meg. Munkája elismeréséül róla nevezték el sabinnak a hangelnyelés mértékegységét.

Állóhullám akkor keletkezik, ha egyazon helyen két azonos hullámhosszú hullám egymással ellentétes irányban halad át. Akusztikai állóhullám esetén természetesen a közeg nincs nyugalomban, de a hangnyomás és a részecskesebesség maximumai és minimumai a térben nem mozdulnak el.

Leggyakrabban akkor jön létre, ha két különböző tulajdonságú közeg határfelületén egy hullám visszaverődik, és „saját magával” találkozik, hoz létre interferenciát. A határfelület milyenségétől függően a következő esetek lehetnek:

385px Standing wave 2

  1. Ha akusztikailag kemény fal veri vissza a merőlegesen érkező hullámot, akkor a határfelületen a részecskesebesség nulla lesz, a hangnyomás pedig maximumot ér el. (Például fedett orgonasíp zárt vége)
  2. Ha akusztikailag lágy fal veri vissza a merőlegesen érkező hullámot, akkor a határfelületen a nyomáskülönbség kiegyenlítődik, nulla lesz, a részecskesebesség viszont maximális. (Például sípok nyitott vége)
  3. A leggyakoribb eset, hogy a hangvisszaverő felület valahol e két véglet között van, se nem kemény, se nem lágy. Ebben az esetben a hullám bizonyos mélységben behatol a hangvisszaverő közegbe, és csökkent amplitúdóval verődik vissza.

 

A cookie-kal kapcsolatos beállításait elmentettük.

Ez a  weboldal sütiket (cookie-kat) használ, hogy a biztonságos böngészés mellett a legjobb felhasználói élményt nyújtsa. További információ a cokie-k használatáról