Sep. 3, 2018

Potrebna snaga ozvučavanja i vrijeme odjeka prostorije

U tabeli 1 navedeni su nivoi zvuka prisutni u određenim uvjetima. Desno je prikazan zvučni pritisak u micro Bar koji proizvodi izvor zvuka a lijevo su ti isti nivoi prikazani u dB jer je odnos zvukova u dB lakši za računanje i uspoređivanje i u W/m^2. U tabeli 3 navedeno je prosječno vrijeme odjeka za prostoriju određenog volumena. Vrijeme odjeka prostorije (reverberacija) je vrijeme T u s za koje jačina zvuka opadne na 10^-6 početne vrijednosti odnosno za 60dB. Realno vrijeme odjeka se izračuna prema prema tabeli 2 i popunjenošću prostorije zavisno od broja osoba, vrste materijala i predmeta u prostoriji te se usporedi sa optimalnim. Preveliko vrijeme odjeka dovodi do jačanja basova i zamućivanja te nerazgovjetnosti tonova a premalo do previše svijetlog i za uho neugodnog zvuka. Površine svih ploha u prostoriji (pod, strop, bočni zidovi) koje imaju prema tabeli 2 različiti faktor absorpcije se zbroje i pomnože sa tim faktorom. Zbroj svih tih umožaka površina sa raznim materijalom se koristi kao zajednički nazivnik F x p. Za prostorije u kojima su ljudi se u proračun nazivniku pribroji i predviđen broj osoba (i pomnoži sa 0,45 po osobi). Optimalni odjek za sale u kojima se sluša glazba je od 1 do 2,5 sekunda. Optimalni odjek za koncertne sale je~ 0,4logV(0,4 x logaritam od volumena), za operu je T~0,3logV,za kino salu T~0,22logV, za veliku prostoriju za predavanja i za studio za snimanje optimalno T~0,2logV a za prostoriju za monitoring u studiju za snimanje te za sobu za kućno slušanje glazbe optimalno T~0,1logV. Popunjavanjem prostorije raznim materijalima ili oblaganje ploha sa materijalima koji imaju veći faktor absorpcije se smanjuje snaga reflektiranog zvuka i s time i mogućnost stvaranja većeg vremena odjeka. Snaga pojačala potrebna za ozvučavanje prostorije je snaga koja omogućava normalno slušanje, dakle pojačalo i zvučnici takve iskoristivosti koji mogu stvoriti zvučni pritisak od barem 0,2 mikro bara. Primjer: Treba ozvučiti plesnu salu dimenzija 25 x10 x 5m. Volumen sale je 1250m3. Iz tabele 3 nalazimo vrijeme odjeka T~1,35, faktor nivoa smetnji uzesti 10 (sale za ples, kavane) a faktor iskoristi zvučnika 0,05. Iz formule za P dobijamo da je potrebna snaga pojačala i zvučnika~20W za normalno slušanje glazbe u prostoriji. Za slušanje glazbe normalnom glasnoćom u tihoj sobi volumena 50m3 dovoljna je snaga~0,6W do 1,1W ako se računa sa nivoom smetnji 1-2, faktorom iskoristivosti zvučnika od 0,05 te optimalnim vremenom odjeka od T~0,1log50. Ovdje se ne radi o Hi Fi slušanju glazbe na uređajima velike dinamike i jačini koja odgovara jačini zvuka koncertne sale nego o snazi koja uhu omogućava razaznavanje svih tonova u čujnom opsegu bez naprezanja uha a da na niskim frekvencijama ne stvara refleksije zvuka u prostoriji. Zvučni pritisak koji je potrebno ostvariti za normalno slušnaje glazne u sobi je na nivou zvučnog pritiska razgovora a to je 0,02 micro bara.
Razina zvučnog tlaka izvora signala se mjeri sa snagom 1W dovedenom zvučniku i mirofonom udaljenim 1m od zvučnika postavljenim u osi sa zvučnikom. Razina zvučnog tlaka u slobodnom prostoru slabi za 6dB za svako podvostručenje udaljenosti od izvora zvuka. Najčešće upotrebljavani referentni zvučni pritisak Po je 20 microPaskala a Sound Pressure Level SPL se računa u dB kao 20*log P/Po gdje je P SPL određenog zvučnika kao izvora zvučnog signala.
Atmosferski tlak ima oko 10^5 Pa (1000 hektopaskala), ili 10^6 mikrobara, odnosno 1 bar. Intenzitet zvuka u W/m^2 se računa kao I= (0,01*pritisak u microbar na kvadrat)/410
Intenzitet praga čujnosti je = (0,01*0,0002^2)/410=9,74*10^-13 ili 10*10^-12 W/m^2 a intenzitet granice bola je (0,01*2000*2000)/410=0,97~1W/m^2. Ako bi se zvučni pritisak iskazivao u Pa onda je formula (Pa^2)/410. 1microbar=0,1Pa a 1Pa=10microbara
Zvučni pritisak u Pa zavisno od dB = (10^(dB/20))*2*10^-5
Primjer za 94dB: (10^(94/20))*2*10^-5 =1Pa
Na postranici Tabele razne je prikazana i tabela "Pojačanje i slabljenje u dB" sa već izračunatim odnosom napona i snaga za -50dB do +50dB.
----------------------------------------------
Koeficjent apsorbcije na 500Hz:
Koeficjent se računa po m^2 i označava koliki postotak energije zvuka materijal apsorbira.
Staklena vuna 25mm-0,48
Staklena vuna 50mm-0,89
Staklena vuna 100mm-0,99
Poliuretanska pjena 6mm-0,10
Poliuretanska pjena 13mm-0,25
Poliuretanska pjena 25mm-0,63
Poliuretanska pjena 50mm-0,82
Filc 13mm-0,29
Filc 25mm-0,80
Cigla-0,03
Cigla obojena 0,02
Betonski blok-0,31
Betonski blok obojen-0,06
Beton-0,015
Staklo obično prozorsko-0,18
Žbuka-0,02
Iverica-0,17
Stakloplastika 50mm-0,89