Obalamy mity – czy szkło może być pożądane akustycznie?

W tym artykule postaram się wyjaśnić i obalić kolejny, zdaje się mocno zakorzeniony już, mit akustyczny. O ile świadomość, jak złym wyborem do poprawy akustyki są wytłoczki od jajek wydaje się rosnąć, o tyle stwierdzenie – szkło równa się zła akustyka zna każdy. I póki jeszcze jesteśmy we wstępie nadmienię – rzeczywiście, powyższe słowa da się częściowo uzasadnić, jednak nie są one w stu procentach słuszne. Dlaczego?

Zagłębiając się w świat dźwięków, należy znać pewne prawa, którymi się on kieruje. Dokładne różnice pomiędzy pochłanianiem a odbiciem dźwięku udało mi się wytłumaczyć w pierwszej części tej serii artykułów „obalamy mity” i jedynie przypominając – każdy materiał pochłania jakąś część energii dźwięku. Ile, zależy między innymi od częstotliwości fali, która na niego pada. Wiemy przecież, że otaczający nas dźwięk jest „mieszaniną” wielu fal o najróżniejszych częstotliwościach. I przechodząc do sedna – tak, szkło może pochłaniać dźwięk! Skuteczność pochłaniania dźwięku przez szkło (najczęściej wielowarstwowe), należy jednak rozpatrywać jedynie dla określonych częstotliwości. O ile w przypadku pianki mowa była o wysokich, w tym wypadku, szkło może pochłaniać jedynie niskie, najdłuższe fale. Jak to się jednak dzieje?

Sposób działania szklenia, najczęściej złożonego z różnych warstw oddzielonych od siebie czy to folią czy pustką powietrzną można porównać do sposobu działania ustroju membranowego. Dźwięk padający na ciężką, lecz solidnie napiętą na sztywnej ramie membranę wprawia ją w drgania, które są niwelowane poprzez warstwę materiału pochłaniającego, zlokalizowanego tuż za nią. W ten sposób tłumione są jednak najniższe częstotliwości. Dlaczego najniższe? Ponieważ tylko one mają wystarczająco energii, aby poruszyć ciężką i sztywną membraną. Co dzieje się zatem z resztą pasma częstotliwości? Odpowiedź jest prosta – zwyczajnie się odbija. To dlatego szkło doskonale odbija ludzką mowę i muzykę, a w szczególności gitary, wokale, talerze perkusji i tym podobne. To również wytłumaczenie dlaczego powszechnie przyjęło się, że szkło nie jest dobrym akustycznie materiałem. Owszem, odbija znaczną część często niechcianego pasma, jednak uzupełnione odpowiednimi materiałami pochłaniającymi dźwięk w średnim i wyższym paśmie częstotliwości, może być nieocenionym ustrojem akustycznym pochłaniającym te niskie – najczęściej najtrudniejsze do pochłonięcia fale akustyczne.

Podsumowując, mam nadzieję, że udało mi się w sposób przystępny, drogi Czytelniku poszerzyć Twój sposób patrzenia na szkło… 😊 Zostawię Cię jednak z zagadką, chyba dość prostą do rozwiązania, jeśli czytasz to we wnętrzu: czy rozpoznajesz wokół siebie jeszcze popularniejszą przegrodę, która działa jak szkło (ustrój membranowy)?


TOP 5 SPOSOBÓW NA WYCISZENIE MIESZKANIA

1. PODŁOGA PŁYWAJĄCA

Podłoga pływająca jest najlepszym rozwiązaniem na wyciszenie stropu. Czym jednak różni się od standardowej podłogi i dlaczego „pływa”? W przypadku tradycyjnych podłóg, posadzka najczęściej wylewana jest bezpośrednio na strop i razem z nim tworzy nierozerwalną całość. Takie rozwiązanie niestety jest bardzo nieefektywne, bowiem odgłos chodzenia, tupania czy upuszczanych na podłogę przedmiotów jest nie do wytrzymania zarówno dla domowników, jak i sąsiadów. Podłoga pływająca nie jest natomiast w żadnym punkcie na stałe połączona ze stropem czy sąsiadującymi ścianami. Dzięki zastosowaniu materiałów izolacyjnych bezpośrednio na stropie, np. warstwy wełny mineralnej bądź podkładu z akustycznej pianki wtórnie-spienianej z zachowaniem odpowiedniej dylatacji, cała podłoga „pływa” na elastycznych materiałach i nie przenosi drgań na sąsiednie elementy budowlane.

ZALETY ROZWIĄZANIA:

  • znaczące podwyższenie izolacyjności od dźwięków uderzeniowych (brak odgłosów chodzenia, stukania zarówno w pomieszczeniu jak i sąsiednich)
  • podwyższenie izolacyjności od dźwięków powietrznych (zmniejszenie hałasu rozmów przedostających się do sąsiedniego lokalu)

WADY ROZWIĄZANIA:

  • nieznaczne podwyższenie całości podłogi o materiał izolujący (najczęściej minimum 1 cm)

2. AKUSTYCZNY SUFIT PODWIESZANY

Jest to sufit o lekkiej konstrukcji podwieszany poniżej stropu. Dobierając sufit o odpowiednich parametrach akustycznych, możemy zadbać zarówno o akustykę wnętrza jak i izolacyjność stropu. Aby taki system miał jak największą skuteczność, nie można zapomnieć o zastosowaniu wieszaków akustycznych i podobnie jak w przypadku podłogi pływającej – zachowaniu odpowiedniej dylatacji.

ZALETY ROZWIĄZANIA:

  • akustyka wnętrza – zmniejszenie czasu pogłosu i zwiększenie zrozumiałości mowy,
  • podwyższenie izolacyjności od dźwięków powietrznych (zmniejszenie hałasu rozmów przedostających się do sąsiedniego lokalu),
  • możliwe podwyższenie izolacyjności od dźwięków uderzeniowych (brak odgłosów chodzenia, stukania zarówno w pomieszczeniu jak i sąsiednich).

WADY ROZWIĄZANIA:

  • zmniejszenie użytkowej objętości wnętrza – najskuteczniejsze sufity podwieszane obniżają sufit o około 10-15 cm

3. SYSTEMY IZOLACJI ŚCIENNEJ

Systemy izolacji ściennej są dodatkowymi ogniwami, o które można „rozszerzyć” istniejącą już ścianę. Najczęściej składają się z szeregu odpowiednio ułożonych warstw izolujących o różnych gęstościach. Najlepsze systemy montowane są na specjalnych elastycznych materiałach, dzięki czemu redukują również hałas uderzeniowy. Grubość skutecznego systemu izolacji ściennej to minimum 3 cm, jednak w perspektywie zwiększenia izolacyjności o prawie 15 dB to zdecydowanie zadowalająca wartość.

ZALETY ROZWIĄZANIA:

  • znaczące podwyższenie izolacyjności od dźwięków powietrznych (brak hałasu rozmów przedostających się do sąsiedniego lokalu),
  • podwyższenie izolacyjności od dźwięków uderzeniowych (zmniejszenie odgłosów chodzenia, stukania)

WADY ROZWIĄZANIA:

  • nieznaczne zmniejszenie objętości pomieszczenia – skuteczny system to najczęściej minimum 3 cm grubości

4. WYGŁUSZENIE DRZWI ORAZ WYCISZENIE OKIEN

O ile powyższe metody związane są z większymi lub mniejszymi pracami budowlanymi, o tyle wygłuszenie drzwi lub okien z pozoru jest prostsze. Z pozoru, ponieważ zakładamy że problemem nie jest przecież ściana czy strop. Przede wszystkim więc warto najpierw zadbać o izolacyjność tych przegród już przy zakupie – akustyczne okna i drzwi są najczęściej ciężkie, a przy ich montażu należy zwrócić szczególną uwagę na solidne wykonanie. Nawet najmniejsze niedociągnięcia mogą powodować znaczne obniżenie finalnej izolacyjności przegrody. Jeśli chcemy wyciszyć zamontowane już drzwi i okna, warto ponownie sprawdzić szczelność przegrody i doleganie wszelkich uszczelek. Należy pamiętać, że minimalne przerwy w ciągłości budowlanej są przyczyną powstawania tzw. mostków akustycznych, którymi dźwięk zwyczajnie „ucieka”. W ostateczności warto rozważyć tapicerowanie drzwi czy zastosowanie kotar akustycznych, jednak finalnie to masa przegrody i jej sztywność mają największy wpływ na izolacyjność.

5. WYCISZAJĄCY WYSTRÓJ WNĘTRZA:

Kiedy wszystkie z wymienionych rozwiązań znalazły już swoje zastosowanie bądź część z nich jest niemożliwa do wykonania, zawsze możemy efektywnie wspomóc się adaptacją akustyczną. Warto jednak zaznaczyć, adaptacja wnętrza nie wpłynie na izolacyjność przegród budowlanych, jednak w znaczący sposób ograniczy pogłos i wyeliminuje wady akustyczne – w pomieszczeniu będzie więc „ciszej”. Przy wyborze paneli akustycznych wziąć pod uwagę ich design, np. totemy akustyczne – są to panele akustyczne w kształcie walca, bądź też doniczki akustycznej. Ciekawą opcją są również meble akustyczne, które projektowane są z myślą o ponadprzeciętnym wyglądzie i wysokim współczynniku pochłaniania dźwięku.

Autorami tekstu są eksperci ds. akustyki: Daria Gawor
Inż. Bartłomiej Czubak


Trzy kroki do uzyskania lepszego brzmienia z domowego systemu audio.

Kiedy słuchasz muzyki lub oglądasz film, korzystając z domowego systemu audio, na jakość dźwięku wpływa nie tylko zastosowane nagłośnienie, lecz także akustyka pomieszczenia. W tym artykule podpowiemy Wam kilka prostych zasad, dzięki którym będziemy mogli cieszyć się lepszą jakością dźwięku we własnym domu. Zasady te będą przydatne również wtedy, gdy dopiero planujemy zakup nowego sprzętu hi-fi. Porady odnoszą się głównie do systemu stereo, jednak można zastosować je także w przypadku systemów kinowych.

  • Punkt odsłuchowy w równej odległości od lewej i prawej kolumny głośnikowej.

Punkt odsłuchowy to miejsce, w którym siedzimy słuchając muzyki, a więc zwykle jest to kanapa lub fotel. Równa odległość od głośników sprawia, że dźwięk z prawego i lewego kanału dociera do naszego lewego i prawego ucha w tym samym momencie oraz z takim samym poziomem głośności.. Nierówne ustawienie kolumn może powodować zaburzenia stereofonii oraz tzw. podkoloryzowania dźwięku. Budowa ludzkiego ucha sprawia, że wrażenia słuchowe są zdominowane przez to, co pojawia się o ułamek sekundy wcześniej. Głośniejszy dźwięk może też zamaskować cichszy. Dlatego aby cieszyć się odpowiednim balansem tonalnym i odbierać muzykę dokładnie tak, jak zaplanowali to jej twórcy, powinniśmy znajdować się w takiej samej odległości od prawej, jak i lewej kolumny głośnikowej. W idealnej sytuacji punkt odsłuchowy oraz dwa głośniki tworzą trójkąt równoboczny, czyli odległość od każdego z głośników do punktu odsłuchowego jest równa odległości między głośnikami (licząc od środka głośnika wysokotonowego).

  • Symetryczne pomieszczenie odsłuchowe.

Na nasze wrażenia odsłuchowe wpływa nie tylko dźwięk docierający do nas bezpośrednio z głośników, ale także dźwięk odbity  od ścian, sufitu czy różnych przedmiotów. Warto zadbać, aby te odbicia były zbliżone dla prawej i lewej strony. Optymalną sytuacją jest ustawienie systemu audio w sposób symetryczny w pomieszczeniu, czyli zarówno lewy jak i prawy głośnik znajdują się w tej samej odległości od ścian bocznych oraz ściany za kolumnami. Oczywiście nie zawsze istnieje taka możliwość, jednak zapewnienie zbliżonych odległości kolumn głośnikowych od ścian poprawi jakość dźwięku. Koniecznie należy również odsunąć kolumny od przedniej ściany o min. 40-50 cm. Taka z pozoru niewielka zmiana znacznie ogranicza wpływ pierwszych odbić, niweluje zniekształcenia, poprawia stereofonię oraz tzw. lokalizację źródeł pozornych. Krótko mówiąc dźwięk staje się bardzie precyzyjny i szczegółowy. Czasami warto również sprawdzić inne ustawienie kolumn w pomieszczeniu np. względem krótszej lub dłuższej ściany. Możliwe, że odwrotne ustawienie znacznie ograniczy wpływ niekorzystanych zjawisk np. rezonansów własnych pomieszczenia. Jeżeli nie ma takiej możliwości, pomocne w uzyskaniu lepszego brzmienia będą eksperymenty z rozsunięciem/ zsunięciem kolumn lub zmiana kąta  nachylenia kolumn względem miejsca odsłuchowego. Warto poświęcić trochę czasu na znalezienie optymalnego ustawienia, gdyż efekty mogą nas bardzo pozytywnie zaskoczyć.  Teoretycznie osie głośników powinny krzyżować się tuż za naszą głową. W praktyce może okazać się, że skierowanie kolumn bardziej na wprost lub bardziej do wewnątrz będzie w danych warunkach bardziej optymalne.

  • Kontrola pogłosu

Wspomniane wyżej odbicia dźwięku od różnych powierzchni wpływają na inny ważny z punktu widzenia akustyki parametr – pogłos. Co do zasady im mniejszy i bardziej równomierny w dziedzinie częstotliwości pogłos tym lepiej. Podstawowa zasada mówi, że twarde gładkie powierzchnie (ściany, sufit, okna, meble) odbijają dźwięk, natomiast miękkie, najlepiej porowate (takie jak pianki czy tkaniny) pochłaniają go. Zbyt dużo twardych powierzchni może skutkować za dużym pogłosem, który zmniejsza przejrzystość dźwięku i wprowadza wiele zniekształceń. Z takim efektem w wersji ekstremalnej można się spotkać np. na dworcach kolejowych, gdzie komunikaty głosowe są często niezrozumiałe i trudne do wychwycenia spośród innych dźwięków. Zbyt dużo ilość materiałów pochłaniających też nie jest wskazana. Stłumienie wszystkich odbić sprawi, że dźwięk będzie brzmiał nienaturalnie i na dłuższą metę stanie się męczący.

Podsumowując, jeżeli nie chcemy inwestować w panele akustyczne, warto warto pomyśleć o zastosowaniu domowych elementów adaptacji takich jak np. dywan, grubsze zasłony w oknach czy większa ilość miękkich, tapicerowanych mebli.  Jeżeli natomiast zależy nam na uzyskaniu najwyższej jakości dźwięku, powinniśmy skonsultować się z akustykiem. Taka osoba podpowie nam jak efektywnie wykorzystać naszą przestrzeń oraz jak dobrać i ustawić sprzęt audio, aby cieszyć się ulubioną muzyką lub filmem w domowym zaciszu.

 

Więcej specjalistycznych porad możesz przeczytać na naszym blogu https://nyquista.pl/blog-akustyka/. W razie wątpliwości zapraszamy również do kontaktu z naszymi ekspertami.

 

Autorem tekstu jest Aleksandra Sadowska, ekspert ds. akustyki w Nyquista Acoustic Design.


Decybel, czyli skala logarytmiczna

W niektórych przypadkach podanie fizycznej wielkości jakiejś wartości niewiele mówi o tym, ile to jest w naszym odczuciu. Potrzebny jest punkt odniesienia. Kiedy na świecie pojawiały się maszyny, ludzie nie wiedzieli, jak określić ich moc, odnosili ją więc do koni. Ciśnienie akustyczne odnosimy do minimum słyszalnego dla człowieka.

W przypadku wielkości akustycznych, np. ciśnienia akustycznego, używanie jednostek fizycznych jest niewygodne, ze względu na właściwości ludzkiego słuchu. Podstawowa jednostka ciśnienia akustycznego jest taka sama jak ciśnienia atmosferycznego, czyli paskal [Pa]. Ciśnienie generowane przez falę akustyczną jest wielokrotnie mniejsze od ciśnienia akustycznego i zmienia się w bardzo szerokim zakresie. Ciśnienie akustyczne najgłośniejszych dźwięków odbieranych przez ludzkie ucho jest 1 000 000 razy większe od ciśnienia akustycznego najcichszych odbieranych dźwięków. Ciśnienie atmosferyczne przyjmuje wartości ok. 1 000 hPa, czyli 100 000 Pa (paskali), natomiast ciśnienie akustyczne cichego dźwięku to ok. 0,0006 Pa, a głośnego to 20 Pa.

Rysunek 1 Różnica między każdymi dwoma kolejnymi punktami jest dla ludzkiego ucha taka sama

 

Zastosowanie relacji między dwiema wartościami zamiast odjęcia od siebie ciśnień akustycznych jest bardziej praktyczne. Ma również swoje odbicie w działaniu ludzkiego ucha. Reakcję organizmu na bodźce określa prawo Webera – Frechnera, zgodnie z którym ludzkie zmysły porównują bodźce nie na podstawie arytmetycznej różnicy między nimi, lecz ich stosunku. Dla ciśnienia akustycznego przyjętym poziomem odniesienia jest 2*10-5 Pa (paskali), czyli najniższe ciśnienie akustyczne, które nasze ucho odbiera jako dźwięk, nazywane też progiem słyszenia. Próg ten jest różny dla różnych częstotliwości – wyższy dla najwyższych i najniższych częstotliwości w zakresie słyszalnym i niższy dla środkowego zakresu częstotliwości słyszalnych, czyli tych częstotliwości, które zawiera ludzka mowa. Słuch jest najwrażliwszy dla częstotliwości 1000 Hz i to właśnie próg słyszenia dla tej częstotliwości przyjęto jako poziom odniesienia.

Wzór na poziom ciśnienia akustycznego wygląda następująco:

Gdzie Lp to poziom ciśnienia akustycznego określony w decybelach, p to ciśnienie akustyczne, a p0 to znane już ciśnienie odniesienia. Pojawiające się kwadraty mają związek z właściwością działania ludzkiego ucha, które reaguje na energię akustyczną, proporcjonalną do kwadratu ciśnienia akustycznego.

Pojawiający się we wzorze logarytm ma na celu zawężenie zakresu zmian i uwidocznienie, że zmiana o taką samą wartość arytmetyczną może powodować zupełnie różne zmiany zauważalne dla ludzkiego ucha. Dla dźwięku bardzo cichego, bliskiego progu słyszenia wzrost ciśnienia akustycznego o 1 Pa spowoduje wzrost poziomu ciśnienia akustycznego o 60 dB, natomiast dla bardzo głośnego dźwięku taka sama zmiana ciśnienia akustycznego spowoduje wzrost poziomu ciśnienia akustycznego o zaledwie 0,5 dB.

Rysunek 2: Zmiany ciśnienia akustycznego w skali logarytmicznej, różnica między każdymi dwoma kolejnymi punktami jest dla ludzkiego ucha taka sama

 

Wciąż jednak nie określiliśmy, czym właściwie jest tytułowy decybel. Logarytmiczny stosunek dwóch wartości jest nazywany belem, na cześć Alexandra Grahama Bella, pioniera elektroakustyki, któremu przypisuje się wynalezienie telefonu. Po dodaniu przedrostka decy-, oznaczającego 10-1, otrzymujemy decybel. Decybel jest więc po prostu jedną dziesiątą bela, logarytmicznego stosunku dwóch wartości. Jeżeli chcemy przedstawić wartość w belach przy pomocy decybeli, mnożymy ją przez dziesięć, dlatego mnożenie to znajduje się we wzorze na poziom ciśnienia akustycznego w decybelach.

Jeżeli chcemy operować na poziomach ciśnienia akustycznego, warto przypomnieć sobie właściwości logarytmów. Ponieważ , wzór na poziom ciśnienia akustycznego można zapisać w postaci:

Poziom ciśnienia akustycznego nie jest jedyną wartością przedstawianą w decybelach w akustyce. Najpopularniejsze inne wartości to poziom mocy akustycznej i poziom natężenia dźwięku, jednak tak naprawdę dowolny stosunek dwóch wartości można wyrazić w decybelach. Zasada przeliczania mocy akustycznej i natężenia dźwięku na ich poziomy (czyli wartości w decybelach) jest taka sama, jednak poziomy odniesienia są inne.

Natężenie dźwięku określa ilość energii akustycznej, a dokładnie średnią wartość strumienia energii przepływającej przez pole 1 m2 w czasie 1 s. Poziomem odniesienia będzie więc najmniejsza wartość, dla jakiej człowiek zarejestruje dźwięk – 10-12 W/m2. Moc akustyczna źródła dźwięku oznacza moc akustyczną fali emitowanej przez to źródło. W tym przypadku również poziomem odniesienia będzie najmniejsza wartość mocy akustycznej, przy której człowiek zarejestruje dźwięk. Wartość poziomu odniesienia wynosi 10-12 W.

Wzór na poziom mocy akustycznej wygląda następująco:

Gdzie Lw – poziom mocy akustycznej, W – moc akustyczna [W], W0 – moc akustyczna odniesienia [10-12 W]. Zastanówmy się, co się stanie, kiedy obok jednego źródła mocy akustycznej dodamy drugie, o takiej samej mocy.

Możemy wyobrazić sobie tę sytuację jako moment, kiedy do jednego gitarzysty dołącza drugi, grający to samo tak samo głośno:

Poziom mocy akustycznej nie wzrośnie więc dwukrotnie, a jedynie o 3 decybele. Co się stanie z poziomem ciśnienia akustycznego dźwięku docierającego do słuchacza?

Dodanie dwóch fal akustycznych o poziomie ciśnienia akustycznego 30 dB nie skutkuje więc powstaniem poziomu ciśnienia akustycznego 60 dB, a jedynie 36 dB.

Chociaż na pierwszy rzut oka operowanie decybelami może wydawać się trudne, w akustyce taka skala pomaga zrozumieć, jakie skutki będą miały zmiany różnych wartości.


Słyszymy, gdzie to jest? Lokalizacja źródeł dźwięku

Fale akustyczne są odbierane przez ludzkie ucho. To skomplikowany mechanizm, który jednak można przedstawić dość prosto. Prawdziwe komplikacje zaczynają się jednak, kiedy rozpatrujemy sposób przetwarzania sygnałów akustycznych przez nasz mózg.

Fala akustyczna pobudza do drgań błonę bębenkową, ta przekazuje drgania na układ kostek słuchowych – młoteczek, kowadełko, strzemiączko, które wzmacniają drgania i pobudzają do drgań płyn wewnątrz ślimaka. Płyn z kolei przekazuje drgania do komórek włosowatych w ślimaku. Te pobudzenia w narządzie Cortiego zamieniają się w impulsy nerwowe, przekazywane przez nerw słuchowy do mózgu. Tam rozpoczyna się proces przetwarzania sygnałów akustycznych i sprawa się nieco komplikuje.

Dziedzina nauki zajmująca się stykiem psychologii i akustyki to psychoakustyka. Psychoakustycy zajmują się sposobem odbierania dźwięku przez człowieka, jak też przetwarzaniem informacji akustycznej w mózgu. Cała akustyka odnosi się do tego, jak człowiek odbiera dźwięki, np. poziom ciśnienia akustycznego odnosi się do progu słyszenia (więcej na temat poziomu ciśnienia w artykule). Nie da się więc dobrze zrozumieć akustyki bez zapoznania się z tematem psychoakustyki

Patrząc z punktu widzenia przystosowań ewolucyjnych, w przetwarzaniu dźwięku najbardziej znaczące są dwie informacje: co to za dźwięk i skąd dochodzi. Skupmy się na drugiej kwestii, czyli sposobach, na które mózg lokalizuje źródło dźwięku na podstawie informacji z dwojga naszych  uszu.

Dwa podstawowe mechanizmy lokalizacji źródeł to międzyuszna różnica czasu i międzyuszna różnica natężenia. Jak przedstawiono na rysunku, droga od źródła dźwięku do jednego i drugiego ucha może mieć różną długość. Skutkuje to różnym czasem dotarcia dźwięku do lewego i prawego ucha. Mózg przetwarza te informacje, tworząc obraz źródła przesuniętego w stronę tego ucha, z którego sygnał dociera wcześniej. Mechanizm ten dominuje przy lokalizowaniu źródeł dźwięków o niskiej częstotliwości.

Międzyuszna różnica natężeń zachodzi, kiedy głowa tworzy cień akustyczny dla jednego ucha, niczym ekran akustyczny. Wtedy w uchu znajdującym się w cieniu akustycznym poziom natężenia dźwięku będzie niższy niż w drugim. Mózg przetworzy te informacje, uzyskując obraz źródła dźwięku przesuniętego w tę stronę, z której sygnał jest głośniejszy. W ten sposób lokalizowane są źródła dźwięków o wyższych częstotliwościach.

Podstawowe sposoby lokalizacji źródeł dźwięków są wrażliwe na obecność hałasu. Kiedy w pomieszczeniu jest duży pogłos i występuje wiele odbić, do naszych uszu docierają odbicia z wielu stron. Chociaż wrażenie, że dźwięk dociera do nas z każdej strony bywa pożądane, to jednak na stanowisku pracy konieczna jest dobra lokalizacja źródeł, żeby wiedzieć na przykład który telefon dzwoni. Jeżeli w pomieszczeniu ciężko jest zlokalizować źródło dźwięku, pomoże adaptacja akustyczna, materiały pochłaniające ograniczą odbicia powodujące hałas pogłosowy, a ekrany nabiurkowe zredukują propagację dźwięku poza stanowisko pracy.

 

Wiedza o sposobach lokalizacji źródeł dźwięku jest też wykorzystywana podczas miksu utworów, aby uzyskać odpowiedni obraz sceny w utworze. Wierne odtworzenie utworu, czego oczekujemy od sprzętu audio wysokiej klasy, obejmuje również kreację sceny dźwiękowej. Niestety obecność zbyt dużej liczby odbić może zniszczyć ten efekt. W pomieszczeniu odsłuchowym bez adaptacji akustycznej zazwyczaj wierne odtworzenie sceny dźwiękowej jest niemożliwe.

Opisane powyżej metody pozwalają na lokalizację dźwięków tylko w kierunku od lewej do prawej. Ich ograniczeniem jest też rozdzielczość czasowa słuchu (możliwość rozróżnienia dwóch dźwięków) i najmniejsza zauważalna zmiana głośności, różna w zależności od poziomu dźwięku. Bardziej precyzyjnym sposobem lokalizacji źródła dźwięku jest funkcja przejścia głowy (ang. HRTF – head-related transfer function), określająca w jaki sposób obecność naszej głowy wpływa na falę akustyczną. Funkcja przejścia głowy jest indywidualna dla każdego człowieka i zależy od wielkości głowy, kształtu uszu i innych anatomicznych szczegółów. Poszczególne elementy ciała mogą odbijać, pochłaniać lub rozpraszać dźwięki o określonych częstotliwościach i dochodzących z określonych kierunków, wpływając w ten sposób na to, co słyszymy. Dzięki niej możliwe jest określenie nie tylko, czy dźwięk dociera do słuchacza z lewej czy z prawej strony, lecz także czy dociera z przodu czy z tyłu. Odległość od źródła dźwięku jest określana przez udział wysokich częstotliwości, a także przez ocenę udziału dźwięków odbitych i bezpośrednich w sygnale.

Kiedy rozumiemy, jak funkcjonuje słuch i przetwarzanie dźwięku w mózgu, zauważamy, jak ważna jest adaptacja akustyczna przestrzeni. Dzięki niej możliwe jest sprawne odnajdowanie źródeł dźwięku w przestrzeni, jak i uzyskanie zgodnego obrazu tego, co słyszymy z tym, co widzimy.


Jak głośno jest w polskich szkołach?

Szkoła to miejsce gdzie młodzi ludzie przez kilkanaście lat swojego życia spędzają średnio parę godzin dziennie – z tym chyba nikt nie ma wątpliwości. Myśląc o szkole nie należy również zapominać o całej społeczności, która ją tworzy – nauczyciele, pracownicy biurowi, techniczni i tak dalej… Nie będę ukrywał, że ponownie, inspiracją do stworzenia tego tekstu był pewien cytat, który znalazłem w internecie. Te dość górnolotne słowa brzmiały następująco: „celem szkoły jest wprowadzenie uczniów w świat wiedzy, dbanie o ich harmonijny rozwój intelektualny, etyczny, emocjonalny, społeczny i fizyczny”, z czym oczywiście można się zgodzić, lecz następnie „edukacja zdrowotna, której celem jest kształtowanie u uczniów dbałości o zdrowie własne i innych ludzi oraz umiejętności tworzenia środowiska sprzyjającego zdrowiu”. Tutaj w pewnym stopniu zaniemówiłem. Jak to jest bowiem uczyć o zdrowiu, kiedy na korytarzu jest tak głośno, że aż trzeszczy w uszach? Jak można skupić się w środowisku, w którym hałas jest często nie do wytrzymania, a zdania wypowiadane w klasie, ledwo co docierają do ostatnich ławek? Jak odpocząć na „przerwie”, kiedy dookoła wrzaski i przekrzykująca wszystko muzyka? Niestety, co najistotniejsze, opisywany problem ma poważne skutki odbijające się właśnie na zdrowiu. Skutki, które mogą zostać z nami na całe życie.

Głośność to cecha wrażenia słuchowego, która umożliwia rozróżnienie dźwięków cichych od głośnych. Na potrzeby tego artykułu, aby lepiej zrozumieć problem, posługiwać będziemy się również wartościami zmierzonymi, stąd też warto zapoznać się jeszcze z definicją LAeq. To skorygowany krzywą korekcyjną A, równoważny poziom dźwięku (uproszczając to taki „średni” poziom dźwięku jaki słyszymy, zmierzony w określonym czasie). Za jego pomocą dowiemy się „jak głośno” jest w szkołach.

Przechodząc do sedna i odnosząc się do badań przeprowadzonych w polskich szkołach przez Państwowy zakład Higieny, w ponad połowie badanych szkół podstawowych, LAeq podczas przerwy na korytarzach wynosił więcej niż 85 dB! Takie wartości można porównać do przejazdu motocykla, który porusza się z dużą prędkością, w niedalekiej odległości od odbiorcy. Oprócz aktywności uczniów i nauczycieli, bezpośrednimi czynnikami, które przyczyniają się do takich wartości są często wadliwie zaprojektowane systemy wyposażenia technicznego budynku, ale również nieprzemyślana geometria i rozplanowanie samych korytarzy szkolnych, które potęguje powstawanie chociażby tak zwanego hałasu pogłosowego. Ma być bowiem „schludnie i tanio”, a może przecież być „schludnie, cicho i tanio”. Wracając do rozważań o dźwięku, przypominam również, że cały czas mówimy o „średnim” poziomie, czyli takim, który utrzymuje się przez cały czas trwania przerwy. Wartości maksymalne dochodzą, a niekiedy nawet przekraczają 105 dB, co jest odpowiednikiem hałasu, jaki generuje młot pneumatyczny. To chyba dość wymowne porównanie… A do tego nieraz dochodzi jeszcze przecież „przekrzykująca” wszystko muzyka ze szkolnego radiowęzła. Radiowęzła, którego system nagłośnieniowy zaprojektowany jest tak, aby być słyszalnym, czyli osiągać najwyższą skuteczność w paśmie częstotliwości najbardziej „drażliwych” dla ludzkiego ucha. Wnioski nasuwają się same. Nieco lepiej na szczęście sytuacja wygląda w szkołach średnich. Tutaj zmierzone wartości równoważnego poziomu dźwięku na przerwie kształtują się najczęściej w okolicach 80 dB, a ich rozkład jest zdecydowanie bardziej korzystny, niż w przypadku szkół podstawowych. To nadal jednak pułap, którego nawet nieznaczne przekroczenie może wpływać niekorzystnie na zdrowie uczniów.

Przyrównując to do obowiązującego ustawodawstwa, zgodnie z rozporządzeniem Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 5 sierpnia 2005 roku, jako próg dla ośmiogodzinnego poziomu ekspozycji w pracy przyjęto 80 dB. Oznacza to, że doświadczanie większych wartości niż 80 dB w odniesieniu do całego dnia pracy, może być szkodliwe dla zdrowia bezpośrednio, poprzez okresowe lub przewlekłe obniżenie progu słyszenia, szumy uszne czy zaburzenia psychiczne np. nerwicę lub pośrednio – nadciśnienie, zawał serca czy udar mózgu)! Co więcej, przyjmuje się, że narażenie na hałas rzędu 95-105 dB, czyli taki jakiego można doświadczyć podczas przerw w większości polskich szkół podstawowych, nie może trwać dłużej niż 40-100 minut dziennie. Pamiętajmy jednak, że mówimy o wartościach odnoszących się do osób dorosłych. Ciężko jednak wyobrazić sobie, jak dzieci i młodzież, której słuch jest zwyczajnie bardziej „czuły”, może odpocząć czy skupić się w opisywanym środowisku akustycznym.

Pojawia się jednak pytanie: czy istnieją skuteczne sposoby na ograniczenie propagacji dźwięku w dużych przestrzeniach i zniwelowanie tym samym tak dużych, szkodliwych dla zdrowia poziomów dźwięku? Na szczęście, odpowiedź jest twierdząca. Mowa oczywiście o produktach pochłaniających dźwięk. Ich zastosowanie obniży wysoki i niekontrolowany czas pogłosu, wyeliminuje wady akustyczne, zwiększy zrozumiałość mowy, ale przede wszystkim zmniejszy hałas pogłosowy, redukując tym samym odczuwalny poziom dźwięku. Umożliwi to całej społeczności szkolnej odpoczynek od nieznośnego hałasu na przerwach, zapewni warunki do koncentracji i skupienia się na nadchodzących lekcjach i klasówkach. Co więcej, dostępne rozwiązania akustyczne o których mowa, mogą być atrakcyjne wizualnie (modernistyczny mech akustyczny, klasyczne wyspy sufitowe, ekologiczne panele z wełny drzewnej) lub niewidzialne (doniczki akustyczne, tynk akustyczny, folie akustyczne na szklenia). Sprawia to, że konsultacja z akustykiem już na etapie projektu pozwoli na zaplanowanie odpowiedniej ilości materiałów pochłaniających dźwięk, co znacznie obniży koszty późniejszych modyfikacji, ale również uzupełni aspekt wizualny przestrzeni.

ekspert ds. akustyki w Nyquista Acoustic Design inż. Bartłomiej Czubak


Sufit w adaptacji akustycznej biur.

W biurach wielkoprzestrzennych sufit jest najczęściej jedyną wolną powierzchnią, na której można zastosować panele akustyczne bez ingerencji w wystrój wnętrza czy układ funkcjonalny pomieszczenia. Adaptacja sufitu stanowi jednocześnie jedną z najprostszych i najbardziej skutecznych metod poprawy warunków akustycznych w biurze. 

Zadaniem adaptacji akustycznej przestrzeni biurowej jest zmniejszenie rozprzestrzeniania się hałasu, umożliwienie wykonywania pracy w skupieniu oraz zapewnienie pracownikom poczucia prywatności i komfortu. Nieodpowiednie warunki akustyczne w biurze wpływają nie tylko na nasze samopoczucie, ale również na naszą efektywność pracy. Wszystkie badania naukowe prowadzone od początku lat 70-tych ubiegłego wieku jednoznacznie to potwierdzają. W 2011 r. Helena Jahncke z Univeristy of Gävle w Szwecji, przebadała podatność pracowników na hałas w przestrzeni typu open space. Okazało się, że już przy hałasie 51 dB(A) w postaci nieistotnych rozmów, efektywność pracowników spadła średnio o 8,7% przy wykonywaniu zadań polegających na wyszukiwaniu informacji i aż o 10,6% przy zadaniach pamięciowych. Złe warunki akustyczne powodują, że jesteśmy bardziej rozkojarzeni, szybciej się męczymy, częściej odrywamy się od pracy, co w efekcie prowadzi do większej podatności na stres oraz konieczności robienia dłuższych przerw.

Akustyka w biurach jest ważna nie tylko ze względu na stronę praktyczną, ale również na obowiązujące przepisy. W 2018 r. weszło w życie znowelizowane rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2017 r. poz. 2285), w którym wyszczególniono konkretne normy akustyczne jako obowiązkowe. Tym samym wszystkie obiekty biurowe, projektowane po 1 stycznia 2018 r. powinny uwzględniać wymagania tych norm. Określają one m.in. dopuszczalny poziom hałasu, warunki pogłosowe oraz minimalną izolacyjność ścian. W kwestii redukcji hałasu pogłosowego pomieszczenia biurowe muszą spełniać wymagania normy PN-B-02151-4, gdzie określono minimalną chłonność akustyczną (A) oraz czas pogłosu T (wyrażony w sekundach). Przykładowo dla powierzchni typu open space, chłonność akustyczna powinna wynosić min. 1.1*S (gdzie S to powierzchnia podłogi w m2).  Oznacza to, że dla pomieszczenia o powierzchni 100 m2 powinniśmy zastosować min. 110 m2 materiału o współczynniku pochłaniania dźwięku alfa w ≥ 1,0.

Tak dużą ilość materiału pochłaniającego, rozmieszczonego równomiernie w pomieszczeniu możemy zastosować tylko na suficie. Najbardziej popularnym rozwiązaniem tego typu jest sufit podwieszany na stalowym ruszcie w postaci kasetonów. Jego zaletą jest minimalistyczny wygląd oraz możliwość ukrycia wszystkich instalacji technicznych. Im większy dystans pomiędzy stropem a sufitem podwieszanym, tym ma on większą skuteczność. Dzieje się ta za sprawą różnej długości fal akustycznych. Większa odległość od stropu sprawia, że sufit działa w szerszym zakresie częstotliwości. Dodatkowo pustka powietrzna powstająca między dwoma płaszczyznami zwiększa pochłanianie dźwięku.

Często jednak architekci rezygnują z sufitów podwieszanych na rzecz odkrytych stropów, co ma też swoje zalety. Po pierwsze ułatwia to dostęp do instalacji technicznych, zwłaszcza kiedy mamy ich bardzo dużo na suficie. Po drugie zachowujemy pierwotną wysokość pomieszczenia. Po trzecie duża kubatura sprawia, że montaż sufitu podwieszanego jest czasami technicznie niemożliwy. W takiej sytuacji z pomocą przychodzą nam wyspy sufitowe. Zachowują one wszystkie zalety sufitów podwieszanych, eliminując jednocześnie ich ograniczenia. Zasada działania wysp jest taka sama z tą różnicą, że są to samodzielne elementy podwieszane do stropu za pomocą linek. Niewątpliwą zaletą wysp jest możliwość ich punktowego rozmieszczenia tam, gdzie jest to najbardziej potrzebne. Nie musimy więc montować ich na całej powierzchni, lecz np. jedynie nad biurkami pracowników. Konstrukcja wysp zapewnia również swobodny przepływ powietrza, co ma znacznie zwłaszcza przy stosowaniu stropów termoaktywnych.

Wyspy akustyczne wybierane są często przez architektów ze względu na design.  Optycznie powiększają pomieszczenie oraz sprawiają, że sufit wydaje się lżejszy. Oprócz standardowych kwadratów, możemy uzyskać niemal dowolny kształt wysp np. koła, trójkąty, heksagony itp. Dodatkowo możemy umieścić je na kilku wysokościach lub pod różnymi kątami, co zwiększa zakres pochłaniania oraz stwarza dodatkowe możliwości aranżacyjne.

Alternatywą dla wysp sufitowych są tzw. baffle. Wykonane są one z tych samych materiałów co wyspy. Podstawowa różnica jest taka, że baffle montowane są prostopadle do stropu. Pionowy montaż pozwala zmieścić większą ilość materiału dźwiękochłonnego na tej samej powierzchni, przez co system działa bardziej efektywnie. Równoległe ułożenie paneli sprawia również, że dźwięk odbija się zarówno od powierzchni między panelami, jak i od stropu. Skuteczność działania baffli zależy więc od tego jak gęsto rozmieścimy poszczególne panele. Im rozstaw będzie mniejszy a wysokość baffli większa tym konstrukcja będzie miała większy współczynnik pochłaniania dźwięku.

Skuteczność działania paneli akustycznych na suficie zależy także w dużej mierze od tego
z czego są wykonane. Najpopularniejszym i najtańszym materiałem do produkcji paneli sufitowych i wysp jest sprasowana wełna mineralna. Niestety w procesie jej lakierowania pory materiału zostają częściowo zatkane co przyczynia się do zmniejszenia skuteczności działania. Kolejnym popularnym materiałem są panele ze sprasowanej wełny drzewnej. Aby zapewnić wymaganą odporność ogniową wełna wzbogacana jest cementem oraz wodą. Taka mieszanka jest bardziej wytrzymała, ale ma również dużo mniejszą skuteczność pochłaniania dźwięku. Aby poprawić właściwości akustyczne często nad kasetonami stosuje się dodatkową warstwę wełny mineralnej. Oczywiście efektywność takiego systemu zależeć będzie również od odległości kasetonów względem stropu (im większa tym lepiej).

Ciekawym rozwiązaniem jest także sufit rastrowy wykonany z drewnianych lameli. Drewno samo w samo nie ma właściwości pochłaniających dźwięk a raczej odbijające. Jednak dzięki temu, że belki ułożone są w formie gęstej siatki, fala dźwiękowa ulega rozproszeniu co wpływa pozytywnie na redukcję hałasu pogłosowego. Takie rozwiązanie stosowane jest często w pomieszczeniach o bardzo dużej kubaturze np. w holach recepcyjnych lub korytarzach. Jednak ze względu na niski współczynnik pochłaniania dźwięku oraz niewielki wpływ na zrozumiałość mowy, nie instaluje się drewnianych sufitów w pomieszczeniach typu open space nad stanowiskami pracy.

Nowym i skutecznym rozwiązaniem są panele akustyczne sufitowe ze sprasowanej wełny poliestrowej. Materiał ten wykonany jest z włókien pochodzących z recyklingu plastikowych butelek PET. W przeciwieństwie do wełny mineralnej nie pyli się i nie wymaga malowania. Jest on więc ekologiczny i przyjazny dla zdrowia. Wełna poliestrowa mimo niewielkiej wagi posiada bardzo wysoki współczynnik pochłaniania dźwięku już przy grubości 15 mm. Oznacza to, że doskonale nadaje się do produkcji wysp sufitowych, kasetonów, baffli czy sufitów rastrowych. Materiał jest łatwy
w obróbce co stwarza niemal nieograniczone możliwości uzyskania dowolnego kształtu.

Jak widzimy skuteczność adaptacji akustycznej sufitu w biurach zależy od wielu czynników i najlepiej jest dobierać odpowiednie rozwiązanie, biorąc pod uwagę specyfikę danego pomieszczenia.

 

Autor: Marcin Rosak, akustyk, Nyquista


Wyciszenie vs wygłuszenie vs wytłumienie. Czym się różni? Kiedy które stosować?

Jasne jest, że każde z powyższych pojęć oznacza ograniczenie rozchodzenia się dźwięku. Oprócz różnic w nazewnictwie, omawiane wyrazy dzieli jednak przede wszystkim znaczenie. Jakie? Zapraszam do lektury…

Najogólniej rzecz biorąc, zarówno wygłuszenie i wytłumienie to formy wyciszenia. Tak więc mówiąc, iż chcemy coś wyciszyć, mamy na myśli zapewne i wygłuszenie, i wytłumienie. Mówiąc natomiast o wygłuszeniu jako wytłumieniu, niestety mylimy pojęcia. Dlaczego?

Pozwolę sobie wytłumaczyć ten problem za pomocą pewnych przykładów. Gdy w pokoju nie ma „echa”, nazywamy go dobrze wytłumionym. W takim miejscu przebywa się komfortowo i nie trzeba podnosić głosu, żeby zrozumieć rozmowę. Nie oznacza to jednak, że owy pokój jest wygłuszony. Jako skutek dobrego wygłuszenia można natomiast uznać ciszę w naszym mieszkaniu, gdy za ścianą gra głośna muzyka.

Terminy te, mimo że dość powszechne, odnoszą się przede wszystkim do pewnych analogii w akustyce. Mówiąc o wytłumieniu, mamy na myśli de facto adaptację akustyczną, która określa walkę z hałasem wewnątrz pomieszczenia (warunki pogłosowe). Mając na myśli wygłuszenie, myślimy o izolacji akustycznej, która określa hałas pomiędzy pomieszczeniami (dźwięki powietrzne, uderzeniowe). Aby lepiej zrozumieć problem, postanowiłem stworzyć też prostą grafikę.

Podsumowując, nietrudno o konflikt w nazewnictwie. Rzeczywiście, wszystkie sformułowania brzmią dość podobne, jednak mimo wszystko znaczą co innego! Warto więc, aby trafnie określić problem, zapoznać się z ich znaczeniem lub chociaż wiedzieć, z czym je kojarzyć.


W walce z hałasem pomoże technologia

Nowoczesne problemy wymagają nowoczesnych rozwiązań. Jedną z konsekwencji rozwoju gospodarczego i zmian w stylu życia jest większe narażenie na hałas. Nic więc dziwnego, że powstaje wiele nowych sposobów radzenia sobie z nim.

Najskuteczniejszy sposób na mniej hałasu w środowisku to zmniejszenie emisji hałasu. Warto mieć na uwadze tę oczywistą myśl, zastanawiając się nad tym, jak sprawić, żeby wokół było ciszej. Nic nie będzie działać tak dobrze, jak redukcja hałasu u źródła. Niestety nie zawsze istnieje taka możliwość. Czasem przebywając w pewnym otoczeniu chcemy tylko, żeby zewnętrzne dźwięki nie przeszkadzały nam. W takim przypadku skutecznym narzędziem może okazać się technologia ANC – aktywna redukcja hałasu (active noise control).

Teoretyczne założenia stojące za tym środkiem są proste. Fala dźwiękowa składa się z lokalnych maksimów i minimów, pojawiających się okresowo. Jeżeli znając daną falę dźwiękową stworzymy falę będącą w przeciwfazie, czyli taką, w której minima stają się maksimami i odwrotnie, a następnie zsumujemy oryginalną falę z tą odwróconą, otrzymamy zero. Oznacza to, że fala zostanie idealnie stłumiona. Choć niestety w praktyce nie jest możliwe idealne stłumienie hałasu za pomocą technologii ANC, w określonych przypadkach zachodzi bardzo efektywna redukcja. Najpopularniejszym wykorzystaniem systemu ANC są słuchawki z aktywną redukcją szumów. Wbudowany mikrofon rejestruje dźwięki docierające z otoczenia i dodaje sygnał odwrócony w fazie (czyli w przeciwfazie) do muzyki. Dzięki temu po zsumowaniu z oryginalnym sygnałem pochodzącym z otoczenia uzyskujemy pożądany efekt „zerowania” się fal i redukcji hałasu, nie wpływając na brzmienie muzyki.

Powyższy przykład obrazuje zalety, ale też ograniczenia technologii ANC. Pożądany efekt zachodzi najbardziej efektywnie dla hałasu niezmiennego w czasie, jako że konieczność rejestracji i przetworzenia dźwięku generuje pewne opóźnienie. W przypadku nagłych, krótkich dźwięków, sygnał odwrócony w fazie może dotrzeć za późno, żeby „wyzerować” oryginalny hałas. Najczęściej dokuczającym rodzajem hałasu jest jednak hałas komunikacyjny, generowany przez samochody, pociągi czy samoloty, raczej stały w czasie, dzięki czemu ANC efektywnie tłumi takie dźwięki. Drugim problemem jest fakt, że efekt tłumienia zachodzi na małym obszarze – kiedy fale dźwiękowe dochodzą z różnych kierunków, efekt „zerowania” zachodzi najbardziej efektywnie w jednym punkcie. W przypadku słuchawek nie jest to ograniczeniem, jako że dźwięk trafia wprost do naszych uszu, jednak utrudnia to stosowanie ANC w otwartych przestrzeniach.

Dokuczliwość hałasu zależy od tego, w jak głośnym środowisku się znajdujemy. To, co w pobliżu ruchliwej drogi nie byłoby słyszalne, w cichym pomieszczeniu staje się hałasem ciężkim do zniesienia. Z takim problemem często można spotkać się w biurach open space, gdzie ze względu na niski poziom tła, rozmowy współpracowników i inne zakłócenia są doskonale słyszalne. Wykorzystanie technologii ANC dla całego biura byłoby utrudnione ze względu na jej punktowe działanie. Można jednak w prosty sposób zmniejszyć dokuczliwość hałasu, podnosząc poziom tła. W ten sposób zakłócenia mniej się wybijają ponad ten poziom i mniej dokuczają pracownikom. Takie rozwiązanie to maskowanie hałasu, najczęściej do maskowania używa się sygnałów szumowych, brzmiących jak suszarka czy płynąca woda. Ludzkie ucho łatwo przyzwyczaja się do takich dźwięków i nie odbiera ich jako dokuczliwych.

Aktywna redukcja hałasu i maskowanie dźwięku często zapewniają bardzo dobre rezultaty w redukcji hałasu. Warto jednak znać zasady ich działania i pewne ograniczenia, żeby wiedzieć, kiedy ich użycie będzie skuteczne.

 

Aleksandra Sadowska ekspert ds. akustyki w Nyquista Acoustic Design


POLSKA MA NAJCICHSZE MIEJSCE W CAŁEJ EUROPIE?

Kiedy wydaje się, że tegoroczna zima ostatnie podrygi ma już za sobą, a ciepły blask słońca przypomina że lada moment nadejdzie wiosna, przyroda budzi się do życia. Śpiew ptaków, odgłosy deszczu to tylko niektóre z charakterystycznych dźwięków tego okresu roku. Początek wiosny wiąże się również ze znaczną poprawą pogody, która sprawia że chętniej wychodzimy na dwór, a dłuższe dni zachęcają do późnych spacerów z najbliższymi. Oczywiste jest więc, że wszyscy chętnie korzystamy z tego okresu.

Niestety jednak, wymienione czynniki powodują również wzrost hałasu, który dociera do naszych mieszkań i otacza nas w drodze do szkoły czy pracy. Ciężko bowiem przyzwyczaić się do zintensyfikowanego i żywszego ruchu na ulicy, głośnych meczów piłkarskich rozgrywanych na pobliskim boisku czy nocnych imprez zza ściany. Ale czy zastanawiałeś się kiedyś, drogi Czytelniku jak głośno jest w Twoim mieszkaniu? W jaki sposób odbieramy hałas? Co to znaczy, że jest „cicho”? Aż w końcu jakie jest najcichsze miejsce w całej Europie?

Dźwięk to wrażenie słuchowe, spowodowane rozchodzeniem się fali dźwiękowej w danym ośrodku. Ciekawe jest, że jako ludzie słyszymy zaledwie część wszystkich fal, które do nas docierają. Przyjmuje się bowiem, że przeciętny człowiek rozróżnia pasmo częstotliwości w granicach 20-20.000 Hz, choć zakres ten zawęża się wraz z wiekiem. Istotną kwestią jest również ocena „jak głośno” słyszymy dane dźwięki. Z pomocą przychodzi tutaj pewna jednostka, która ułatwia ocenę tego zjawiska. Decybel [dB] to jednostka miary, która umożliwia ocenę „głośności”, a dokładniej poziomu ciśnienia akustycznego.

Odnosząc teorię do realiów – wyobraźmy sobie że jesteśmy na stadionie piłkarskim, dokładnie pośród tłumu rozśpiewanych kibiców. Wskazanie miernika dźwięku w takiej sytuacji wyniosłoby około 105 dB. Teraz pomyślmy, że czekamy na przejściu dla pieszych przy ruchliwej ulicy. Tym razem poziom ciśnienia akustycznego kształtowałby się na poziomie 90 dB. Idąc dalej, wyobraźmy sobie naszą rozmowę ze znajomym w domu – 60 dB. Nasuwa się więc pytanie – jaki poziom ciśnienia akustycznego w naszym mieszkaniu to zupełna cisza? Okazuje się, że to wartość około 25 dB. Wydaje nam się wtedy, że jest tak „cicho”, że aż „piszczy w uszach”, jednak poziom ciśnienia akustycznego nadal nie jest bliski zeru. Czy jest więc miejsce w którym można doświadczyć całkowitej ciszy?

Odpowiadając na pytanie – jest i to w Polsce. Mowa o komorze bezechowej, która znajduje się w Labolatorium Akustyki Technicznej na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Komora to miejsce, w którym jak sama nazwa mówi nie występują żadne odbicia dźwięku, a służy między innymi do pomiarów akustycznych urządzeń, których używamy na co dzień. Powołując się na oficjalną stronę labolatorium, pomieszczenie „jest żelbetowym sześcianem o krawędzi zewnętrznej około 10 m (objętość około 1000 m3). Objętość użyteczna (pomiędzy klinami) to około 342 m3 (6,7 m x 7,1 m oraz 7,2 m wysokość). Masa komory jest szacowana na 500 ton, a sama „kostka” jest posadowiona na wibroizolacji wspartej na 50 sprężynach, które ograniczają przenoszenie ewentualnych drgań z budynku i drogi”. Jak widać to niesamowicie skomplikowana inżynieryjnie konstrukcja, w której poziom ciśnienia akustycznego tła w dzień wynosi około 1,5 dB, a w nocy spada nawet poniżej 0!

Trzeba przyznać, że brzmi to imponująco. Nasuwa się jednak pytanie, jak reaguje człowiek, który znajdzie się w takich „unikatowych” warunkach akustycznych? Z autopsji wiem, że uczucie to jest zdecydowanie niecodzienne – po pierwsze zdajemy sobie sprawę z niedoskonałości naszego słuchu, gdyż ten, będąc przyzwyczajony do poziomu tła około 30 dB, gdy nagle doświadczy 0 dB, zwyczajnie wariuje. Po drugie, biorąc pod uwagę kompletny brak odbić od ścian, gdy prowadzimy rozmowę automatycznie zaczynamy mówić głośniej. Wiąże się to z faktem, że fala dźwiękowa, która dociera do ścian, jest pochłaniania przez gigantyczne kliny, podczas gdy w mieszkaniu, występują liczne odbicia od powierzchni twardych. Z pewnością ilość niecodziennych zjawisk, których można doświadczyć w tym miejscu mogłaby być tematem na osobny artykuł, jednak uprzedzając pytania niektórych czytelników… nie słyszałem krwi płynącej we własnych żyłach czy dokładnej pracy serca. Owszem, rośnie świadomość pracy naszego narządu słuchu i na skutek „wyłączenia” uszu orientacja jest lekko zaburzona, jednak zdecydowanie nie da się „oszaleć” po 15 minutach.

inż. Bartłomiej Czubak ekspert w Nyquista Acoustic Design