Teremakusztikai kritériumok

Sokféle kritérium létezik, ami felhasználható egy teremben a hangérzékelés meghatározására. Az alkalmazási területtől függően figyelembe veszik a hangszintet, frekvenciákat és a hang idejét és irányát.

Néhány kritérium határokat szab a teremben folyó tevékenység szerint az általános kényelemérzettel kapcsolatban – vagy hogy felmérje a környezetkárosító kockázati tényezőket.


Teremakusztikai kritériumok

Utózengési idő
Hanggyengülés a távolság duplázásával
Beszédérthetőségi kritérium

Egy hangjelet annak frekvenciája és hangszintje jellemzi. Egy terem hangtere nagy számú hangjelből áll és ezért nagyon komplex. Ez függ a hang kezdeti minőségétől (frekvencia és hangszint), valamint attól, hogy a terem hogyan továbbítja a hangot az akadályba ütközésig. Minden egyes hangjel együttes érzékelése (direkt és visszavert hang) függ erősségüktől, frekvenciájuktól és irányuktól. Az érzékelési ponthoz való megérkezési idő, a frekvencia egyensúlya és két különböző jel közötti megérkezési idő a legfontosabb jellemző.

Egy teremben lévő hang minőségének legalapvetőbb mutatója annak erőssége, frekvenciája és az időtartam, ami alatt a hang lecseng miután a hangforrást kikapcsoltuk. Mindannyian megtudjuk mondani, hogy a hang erős vagy halk, magas vagy alacsony és rövid vagy rövid vagy visszhangos. Azt is meg tudjuk mondani, hogy könnyű-e megkülönböztetni a nem folytonos hangjeleket a háttérzajtól, azaz hogy a beszédérthetőség jó vagy rossz. De nem könnyű megmondani, hogy mennyire magas vagy alacsony, vagy mennyire visszhangos.

Számos kritérium létezik, ami felhasználható egy teremben a hangérzékelés meghatározására. Ezeket a kritériumokat a frekvenciasávok és/vagy több frekvenciasáv globális értékének figyelembevételével kapjuk meg. Az alkalmazási területtől függően figyelembe veszik a hangszintet, a hang idejét és irányát.

Néhány kritérium határokat szab a teremben folyó tevékenység szerint az általános kényelemérzettel kapcsolatban – vagy felméri a környezetkárosító kockázati tényezőket (hangszint, hangszint csökkenése a távolság megduplázásával, utózengési idő); néhány azt mutatja meg, hogy mennyire könnyű a beszédet megérteni (STI, RASTI, AC, tisztaság, stb.) és vannak olyanok, amellyel a teremben lévő zene visszaadásának minőségét értékelik (korai kicsengési idő, utózengési idő, oldalirányú energia faktor, stb.).

Utózengési idő

Egy teremben egy hangforrásból áramló jel még hallható egy bizonyos ideig, miután a hangforrást kikapcsoltuk. Ez azért történik, mivel a forrásból áradó direkt hangot visszaverik a terem falai a hallgatóhoz. Ezt a jelenséget hívjuk utózengésnek (visszhangnak). Egy bizonyos idő eltelte után a hangenergia nagyobb része elveszik a visszaverődések alatt. Ez az idő függ a terem térfogatától és méretarányaitól, valamint a terem felületeinek hangelnyelési kapacitásától.

Az utózengési idő, T60 úgy definiálható, mint az az időtartam, ami alatt a hangszint lecsökken 60 dB-lel, miután a hangforrást kikapcsoltuk.

A hangforrást, ami 100 dB-es hangszintet bocsát ki, kikapcsoltuk t=0.5 sec. alatt. Az utózengési idő az az időtartam, ami alatt a hangszint lecsökken 60 dB-lel (ekkor a hangszint 40 dB). Ebben a példában a hangszint stabilizálódik 30 dB-es háttér zajszinten.

A Sabine-képletet gyakran használják egy terem utózengési idejének megbecslésére:

ahol

V = a terem térfogata

4*m*V = hangelnyelés

S = a szoba felületeinek teljes nagysága

 = a hangelnyelési együttható középértéke

4mV vesz figyelembe egy teremben. Ezt nagy termekben kell tenni, de elhanyagolható a kis termekben.

Ha a hangelnyelés elhanyagolható mértékű, akkor az utózengési idő meghatározható a terem hangelnyelésének összegéből a terem térfogata arányában. A hangelnyelés értéke, vagy a hangelnyelő terület egy középértékként vehető figyelembe, úgy mint fent, és kiszámítható az alábbi egyenlet szerint.

Az utózengési idő befolyásolja például a beszédérthetőséget és a távolság megduplázásával végbemenő hanggyengülést. Minél rövidebb az utózengési idő, annál jobb a beszédérthetőség és annál nagyobb a távolság megduplázásával végbemenő hanggyengülés.

Távolság megduplázásával végbemenő hanggyengülés

A “távolság megduplázásával végbemenő hanggyengülés” kritérium megmutatja, hogy milyen mértékű a hanggyengülés a hangforrástól mért távolság növelésével. Ez az érték 6 dB (magas hanggyengülés) és 0 dB (semmi hanggyengülés) között változhat.

Kültérben, szabadtérben, a forrásponttól a hang 6 dB-lel gyengül a távolság megduplázásával. A gyengülés a forrástól mért egy bizonyos távolságban kisebb mértékű, mivel a visszavert hang hozzáadódik a közvetlen hanghoz.

A cél egy olyan teremben, ahol nem kívánt hang van jelen az, hogy amennyire csak lehet megelőzzük, hogy a hang a terem más részeibe is eljusson.

A fenti ábra bemutatja, hogyan áll össze egy teremben a teljes hangtér a közvetlen hangból és a visszaverődő hangból. A közvetlen hang 6 dB-lel nő a forrástól való távolság megduplázásával, ugyanúgy mint a szabadtéri körülmények között. A visszaverődő hang állandó a terem minden pontjában, feltéve hogy a hangtér teljesen diffúzív.

A közvetlen hang dominál a hangforrás közelében. Távolodva a forrástól a hangteret a terem felületeiről visszaverődő hang határozza meg. Az a forrástól való távolság, ahol az utózengési hang kezd dominálni a közvetlen helyett, függ a teremben lévő hangelnyelés mértékétől.

Kis mértékű hangelnyelés Nagy mértékű hangelnyelés

A fenti ábra ugyanazt a termet mutatja különböző mértékű hangelnyeléssel.
Egy kis mértékű hangelnyeléssel rendelkező teremben a teljes hangszint egy magas szinten stabilizálódik, a hangforráshoz közel.
Egy nagy mértékű hangelnyeléssel rendelkező teremben a teljes hangszint egy alacsony szinten stabilizálódik, távol a hangforrástól.
Minél több hangelnyelő anyag van egy teremben, annál nagyobb a hanggyengülés mértéke a forrástól való távolsággal arányosan, hasonlóan a kültéri feltételeknél (a piros görbe közeledik a zöld görbéhez).

Beszédérthetőségi kritérium

Beszédtovábbítási Index STI
Gyors Beszédtovábbítási Index RASTI
Artikulációs Osztályozás AC

Zenei alkalmazások kritériumai

Tiszta hangzás