Gyptone Undertak 4.1 Akustik och ljud

Transkript

1 Gyptone Undertak 4.1 Akustik och ljud Reflecting everyday life

2 Akustik och ljud Akustik är och har alltid varit en integrerad del av inomhusmiljön i byggnader. Grundläggande om ljud Akustik är en nödvändig designfaktor på samma sätt som brandskydd eller ljusförhållanden. Akustik är alltmer en viktig kvalitetsparameter för inomhusmiljön. Det finns ett flertal regelverk som anger minimikrav för akustik, olika materials akustiska standard och kategorisering av bostäder och lokaler i olika ljudklasser. I denna broschyr ger vi lite grundläggande information om akustik. Ljudnivå (db) Ljudfrekvens (Hz) Rumsakustik Ljudreflektion Ljudabsorption Akustik för musik I denna broschyr hittar du konkreta uppgifter om akustiska egenskaper för Gyptone undertakssystem och väggprodukter. Störande bakgrundsljud Du kan hitta värdena för övriga Gyptone undertak i broschyrerna för de olika mönstren eller på där även pdf:er finns tillgängliga för nedladdning. 2

3 3 Akustik och ljud

4 Grundläggande om ljud Vetenskapen eller läran om ljud kallas akustik, ett ord som härstammar från grekiskans akoustiko s som betyder hörande till hörseln, av akou a att höra. Ordet akustik används också om karaktären hos en lokal med avseende på ljudets fortplantning. Akustik är å ena sidan en del av den klassiska fysiken, men å andra sidan är betydelsen under vissa omständigheter mer relaterat till psykologi än fysik. Liksom för de flesta andra delar av fysikvetenskapen är de flesta akustiska förhållanden mätbara. Tolkningen av mätresultat är emellertid inte alltid så enkel. Akustik är och har alltid varit en integrerad del av inomhusmiljön i byggnader. Akustik är en nödvändig designfaktor på samma sätt som brandskydd eller ljusförhållanden. Akustik är alltmer en viktig kvalitetsparameter för inomhusmiljön. Ett problem är dock att det fortfarande råder ett visst mått av förvirring om vad som är god akustik. Den verkan som vi önskar att akustiken ska ha kommer naturligtvis alltid att var avhängigt funktionen eller syftet med rummet. God akustik är till exempel inte detsamma i en konsertsal som i ett klassrum. Alla krav på akustik är uttryckt som fysiska, mätbara mängder, till exempel efterklangstid. Problemet är att även om dessa krav är uppfyllda, betyder det inte nödvändigtvis god akustik. Vi kan vara bekväma och definiera byggnadsakustiska krav som maximal ljudisolering eller minimal bullernivåer enligt angiven standard. Men för rumsakustik är situationen mer komplicerad än så. Måttet på efterklangstid är inte per definition detsamma som ett mått på att ett rum återger ljud på ett naturligt sätt. Målet med denna genomgång av akustik är inte att ge en fullständig kurs i akustisk design, utan att sätta fokus på aspekter av rumsakustik och materialegenskaper för olika ändamål. 4

5 Akustik och ljud Ljudnivå (db) Ljudvågor är små ändringar i lufttrycket, där storleken på trycksvängningen bestäms av ljudkällan. En indelning av det hörbara området kan inte göras med en helt vanlig linjär måttstock. En liten förändring av ljudnivån vid låga ljudstyrkor kan uppfattas som en tydlig höjning eller sänkning av ljudet. Däremot ger en lika stor förändring i ljudnivån vid en hög ljudstyrka inte samma hörbara intryck. Örat uppfattar endast förändringar i förhållande till sin ursprungliga ljudstyrka. Decibel är ett jämförande mått på ljudstyrkenivå som är logaritmiskt uppbyggd. Valet av logaritmisk skala övervinner en hel del problem och motsvarar ljudnivå i förhållande till hur örat upplever ljud. Exempelvis upplevs en höjning eller minskning av bullernivån med 10 db som en fördubbling eller halvering av hörintrycket. Därför används en skala för ljudnivå med indelning i intervaller som växer proportionellt med ljudtrycksnivån. Detta mått känner vi som decibelskalan (db). 5

6 Ljudfrekvens (Hz) Frekvens (Hz) är ett begrepp som stör alla aspekter på akustik. En ren ton har en enkel frekvens knuten till sig. Alla musikinstrument producerar emellertid komplexa ljud sammansatta av åtskilliga frekvenser. Pitch kallas det sätt som hjärnan tolkar en ljudvågs frekvens. Det grundläggande musikaliska intervallet är oktaven, som svarar mot en fördubbling av frekvensen. Akustiska mätmetoder är också traditionellt över oktavintervaller med centrumfrekvenser på 125, 250, 500, 1000 Hz etc. Frekvens anges i enheten hertz (Hz) och indikerar antalet vågcykler per sekund. Det mänskliga örat hör frekvenser mellan 20 Hz och Hz, men detta är mycket individuellt samtidigt som det försämras med åldern. Örat uppfattar också frekvens logaritmiskt, även om det inte finns som logaritmisk skala för att mäta frekvens. 6

7 Generellt förknippas rumsakustik med begrepp som efterklangstid och ljudabsorptionsklass. Efterklangstid är ett uttryck för hur länge ett ljud klingar i rummet, och bestäms bland annat av rummets volym och form, och av ljudabsorptionen hos alla ytor i rummet inklusive inredning och de personer som vistas i rummet. Ljudabsorptionsklass ger sammanfattningsvärden för absorbentens förmåga att absorbera ljud. En uppfattning är att rummets efterklangstid som kan beräknas teoretiskt och mätas på plats är helt avgörande för hur man uppfattar lokalens rumsakustik. Det bör dock poängteras att högsta absorption långt ifrån alltid är det bästa valet ur akustisk synvinkel. En god tal- eller musikakustik förutsätter Akustik och ljud Rumsakustik normalt att den som talar eller musicerar får svar från lokalen. En jämn och väl avstämd efterklangstid är i många fall viktigare än kort klang. Speciell omsorg bör läggas på rumsakustiken i allmänna lokaler. Om en större lokals efterklangstid blir för liten på grund av för absorberande överdämpning, och om rummet används till t.ex undervisning, som möteslokal, konferenslokal eller motsvarande kan det bli problem med att förstå den information som ges från avsändare till mottagare. Perforerade gipsskivor som är en kombination av absorption (hålen) och reflektion (de plana ytorna på gipsskivorna) ger i många fall en utmärkt talförståelse. 7

8 Ljudreflektion När en ljudkälla ger ifrån sig ljud i ett rum sprids det och träffar väggar, tak, golv och andra objekt i rummet. När ljudvågen träffar en yta reflekteras och absorberas en del av ljudvågen. Hur mycket av den individuella reflektionen som absorberas/reflekteras bestäms av de akustiska egenskaperna i de ytor från vilka de reflekteras. Reflektionen bestäms också av det avstånd som ljudvågen har rört sig över. Stora uniforma ytor reflekterar ljud bättre än oregelbundna. När en ljudvåg träffar en fullständigt jämn yta kastas den spegelvänt tillbaka. Alla avvikelser i den reflekterande ytan kommer att påverka reflektionen. Om en reflekterande yta har absorberande egenskaper kommer en del av energin att absorberas, men reflektionsmönstret påverkas också av vinkeln på ljudvågen. Det gäller särskilt vid reflektion från en tunn skiva, som kan få en vibrerande påverkan av en ljudvåg så att reflektionsvinkeln varierar. Ojämna ytor sprider ljudvågens energi. Oregelbundna ytor kan splittra ljudvågen i många små ljudvågor med resultat att reflektioner inte är hörbara när de når lyssnaren. En diffus yta kan vara regelbunden, till exempel böjd, eller oregelbunden, som till exempel ytor i en ljudstudio. Ur designmässig synpunkt är det viktigt att komma ihåg att all spridning från ytor är till en del avhängigt av frekvensen. Det betyder att storleken på oregelmässigheterna ska vara i ett visst förhållande till våglängden på ljudvågorna. Det medför också att en yta som ger bred spridning av reflekterande ljudvågor i en viss frekvensskala, kan skapa väl samlad eller mycket starkt speglande reflektion i en annan frekvensskala. 8

9 Ljudabsorption När en ljudvåg träffar en yta kommer en del av ljudvågens energi att absorberas av ytan. Man kan kort sagt säga att alla material är absorberande och därmed har en absorptionskoefficient. Absorptionskoefficienten för olika material anger hur mycket energi som blir kvar i materialet. Koefficienten anges i procent och viktas från 0 till 1. Enheten för absorption är Sabine (Sa). En Sabine är ekvivalent med en m 2 med 100 % absorption. Gyptone undertakssystem med perforerade gipsskivor är typiska resonans- eller hålrumsabsorbenter, till skillnad mot absorberande ytor är porösa ytor (som t.ex mineralull), och membranabsorbenter som absorberar basljud (som till exempel vanliga gipsskivor). Både gipsskivor och resonansabsorbenter ger upphov till resonanssvängningar med en viss resonansfrekvens och ett skarpt absorptionsmaximum omkring den frekvensen. Membranabsorbenter är typiskt såväl vanliga gipsskiveväggar som lufttäta ytor med isoleringsmaterial i utrymmet bakom. Membrans resonansfrekvens är i huvudsak avhängigt av ytans vikt och i en viss utsträckning av ytspänningen. Resonansabsorbenter, eller hålrumsabsorbenter, består av skivor försedda med hål eller slitsar som är fästa vid ett bärverk så att det mellan skivorna och den bakomliggande konstruktionen uppstår ett hålrum. Hålrummet kan antingen vara tomt eller helt eller delvis fyllt med poröst dämpningsmaterial. Perforerade gipsskivor som Gyptone BIG är typiska hålrumsabsorbenter. De aktuella absorptionsegenskaperna beror på graden av perforation, storleken av hålrummet, skivtjockhet, etc, eller mer exakt på hålrummets impedans. Alla byggnadsdelar och byggmaterial har en mer eller mindre absorberande effekt och medverkar därmed i att bestämma rummets totala absorption. En del konstruktioner/material ger ett absorberande bidrag i de låga frekvenserna och andra i mellan- eller höga frekvenser. Därför kan det ofta vara en fördel att använda en absorberande produkt som har en bred absorption som fördelar sig över hela frekvensområdet från 125 till 4000 Hz. Akustik och ljud 9

10 Akustik för musik Även om det relativt enkelt går att skapa goda akustiska förhållanden för tal, så är goda akustiska förhållanden för musik genast en smula mer komplicerat. De akustiska förhållandena beror dels på vilken typ av musik som avses, dels på rummets storlek. Projekt i behov av god akustik för musik på en seriös nivå har normalt en bra akustikkonsult involverad. Störande bakgrundsljud Den mest uppenbara orsaken till låg taltydlighet eller taluppfattbarhet är dålig signal på grund av bullerförhållanden, dvs osedvanligt mycket bakgrundsbuller. En talares normala talnivå är ca 60 db mätt på 1 meters avstånd, även om det finns litteratur som antyder att lärare normalt talar med förhöjd stämma på ca 70 db. Även om det är sant endast för klara tillfällen av buller, är det givet att det har ett direkt inflytande på taluppfattbarheten även vid lägre nivåer av bakgrundsbuller. Bakgrundsljud omnämns som buller även i detta sammanhang som ett uttryck för icke önskvärt ljud. För att uppnå en bra ljudmiljö även i små undervisningslokaler ska bakgrundsbullret vara lågt. 10

11 11 Akustik och ljud

12 Gyptone.se är inte bara en hemsida. Här hittar du alla Gyptone produkter live se på Gyptone.se välj 3D produktgalleri så kommer du till en 3D värld, där alla våra produkter kan vändas och snurras, sättas samman med de olika systemen och visas, precis som det resultat du gärna vill ha med ditt projekt. Gyproc AB Box Bålsta Tel: Fax: Oktober 2007