A.L.ZabrauskisMSc (Acoustics)

B ŪV A K U S T I K ATEORIJA UN REALITĀTE

9. izdevums

Rīgā, 2005. gadā.

2

IEVADS

Akustika ir zinātne par skaņu, jeb mehāniskajām svārstībām ar mazu amplitūdu.Būvakustika ir akustikas nozare, kuras mērķis ir cilvēkam labvēlīgas akustiskās videsveidošana ēkās un apbūvēkopumā, to realizējot ar arhitektoniski - būvnieciskāmmetodēm.

Mūsdienu būvakustikāizšķir 3 galvenās apakšnozares:1) telpu akustiku (jeb arhitektūras akustiku), kas nodarbojas ar optimālās

dzirdamības un labskanības nodrošināšanu skatītāju zālēs un brīvdabas sarīkojumuvietās;

2) skaņu izolāciju un inženieriekārtu trokšņa slāpēšanu (jeb celtniecībasakustiku), kas nodarbojas ar pieļaujamo trokšņa līmeņa nodrošināšanu telpās;

3) apbūves akustiku (jeb pilsētbūvniecisko akustiku), kas nodarbojas arpieļaujamātrokšņa režīma nodrošināšanu pilsētu un ciematu apbūvē(galvenokārt, arārējiem trokšņa avotiem).

Lekciju kurss aptver visas trīs minētās apakšdisciplīnas.Latvijā galvenais būvakustiku reglamentējošais normatīvs ir LBN 016-03

“Būvakustika “ (turpmāk tekstāLBN vai Būvnormatīvs ).

BŪVAKUSTIKAS VĒSTURE.

Akustika kāklasiskāzinātne ir viena no visjaunākajām, taču būvakustikāprakseun empīriskie risinājumi šajānozarē- ļoti seni.

Antīkais periods.

Vissenākie akustiskie risinājumi saistīti ar Senās Ēģiptes civilizāciju. Kāparādījuši elektroakustiskie pētījumi Luksoras tempļos, daļai skulptūru piemitusiapbrīnojama spēja "runāt", t.i. izdot artikulētas skaņas. Šo procesu nodrošinājasarežģīts akustisko labirintu komplekss ar rezonātoriem, kas attiecīgi reaģēja uztemperatūras un vēja svārstībām.

Diemžēl "runājošās skulptūras" stipri bojātas Napoleona Ēģiptes karagājienā.Vislielāko ievērību akustikas vēsturētomēr izpelnījušies Senās Grieķijas un

Romas amfiteātri, par kuru akustikas īpatnībām var pārliecināties arīmūsdienuapmeklētājs.

3

Grieķu teātrī(5- 2.g.s.p.m.ē.) skatītāji izvietojās amfiteātra veidā, parastidabiskāreljefa veidotās nogāzēs, uz akmens soliem. Šāds vietu plānojums nodrošināja

minimālu attālumu noskatuves, bet stāvaiskāpums (līdz 27o) - skaņasnetraucētu izplatību pārrindām.

Teātra centrānovietota izpildītāju zona -orhestra (aplis vid. 9 mradiusā) - kur izvietojāskoris un daļa aktieru.Mūsdienu skatuvesprototips - logeion -

novietots aiz orhestras un pacelts virs tās līmeņa (šo izbūvi acīmredzot izmantojušitikai dievu lomu tēlotāji).

Romas teātriem liela līdzība ar grieķu, taču vērojamas arībūtiskas atšķirības.Stāvais amfiteātra kāpums (līdz 33o) parasti veidots mākslīgi, izmantojot velvētasgalerijas kānesošo konstrukciju. Orhestru nereti aizņēma publika, bet aktieri uzstājāstikai uz skatuves, kas dziļumājau pārsniedz grieķu “logeion”.

Aiz skatuves izvietotaar kolonādēm un nišāmbagāti dekorēta aizmugurējāsiena, kas praktiski noslēdzamfiteātra līniju.

Agrīnajā periodā šīsbūves bijušas arīkoka, tačulaika gaitā aizvien vairākizplatījās akmens (marmora) būves. Vitrūvijsatzīmē, ka akmens struktūrasnenodrošina to balsspastiprinājumu, ko

4

nodrošina vairāk rezonējošās koka būves, un tāpēc iesaka lietot rezonējošus tilpumus -"vāzes" jeb echeia. Tās uzstādāmas zem krēslu rindām un to dažādie izmēri atbilstdažādiem toņiem.

Amfiteātru ietilpība sasniedza pat 17 000 vietu, izpildītāji nereti atradās līdz 70m attālumāno tālākajiem klausītājiem un labādzirdamība lielāmērāizskaidrojama argrieķu drāmu izpildījumu - ritmisku, deklamējošu dziedājumu.

Atstarojumus šajās būvēs nodrošināja neaizņemta orhestra un skatuvesvertikālās sienas. Diemžēl jāatzīst, ka parasti šo būvju koka daļas nav saglabājušās.

Viduslaiku periods.

Viduslaiku būvakustiskie risinājumiraksturīgi, pirmkārt, ar to, ka uzvedumi unrituāli maina norises vietu no brīvdabas uztelpām, un, tādējādi, priekšnesumu sākiespaidot citi skaņas procesi - galvenokārt,reverberācija jeb pēcskaņa.

Ievērojot viduslaiku būvju,galvenokārt baznīcu ,dažādos arhitektūrasstilus - bizantisko, romantisko un gotisko -attiecīgi atšķiras arīto akustiskās īpašības.Bizantisko būvju kopējāiezīme - kupolupārsegumi - tieši nosaka to akustiskāsīpatnības: nevienmērīgu skaņas atstarojumusadalījumu ar koncentrācijas joslām, lielupēcskaņu, fiksētas rituālu un apmeklētājuzonas. Romāniskajiem, un ,jo sevišķi,gotiskajiem dievnamiem raksturīgi

vairākjomu risinājumi ar kolonādēm unaugstu novietoti velvēti griesti. Šādirisinājumi nodrošināja vienmērīgu skaņas"sajaukšanos", bet smagie un cietiebūvmateriāli (akmens, koks) labu tāsatstarošanos. Rezultāts bija telpas ar lielupēcskaņu, kas ļoti papildināja ēģeļmūziku unkora dziedājumu, taču ierobežoja runasskaidrību (mācītājiem nācās runāt ļoti skaidri

5

un lēni). Atsevišķās viduslaiku būvēs (piem. 13 15. gs. baznīcās) atrodami arīantīkās būvniecības akustiskie elementi - rezonātori - ar svārstību frekvenci 60 350Hz robežās.

15.- 18.gadsimts.

Itālijārenesanses periods zīmīgs ar pirmo segto teātru būvniecību – sākotnējipārsedzot “ romiešu tipa” amfiteātra zāles ar plakaniem griestiem.Šādātelpāvēlnebija atrisināta pārmērīgās reverberācijas problēma , sevišķi zemo frekvenčudiapazonā. Vēlāk vērojama skatītāju amfiteātra evolūcija , tam izstiepjoties garumā,un izveidojoties sānu sektoriem. Veidojas skatuves aila , kādu pazīstam arīmūsdienās,un teātris kļūst par divu akustiski saistītu telpu ( zāle un skatuve) sistēmu.

Baroka un klasicisma periodāmūzika tika izpildīta relatīvi nelielās telpas ar cietām ,skaņu atstarojošām sānu sienām – piļu zālēs (attēlāRundāles pils zāle), mazos teātros( piem.AltesrezidenzMinhenē).Pirmās “ sabiedriskās”koncertzāles parādās18.gs. vidū, betoperteātri – gadsimtabeigās ( La ScalaMilānā, 1778 .) Nākamosimt gadu laikādaudzioperteātri sasniedzakustisku pilnību.

6

19. gadsimts

19. gs. iezīmējaunu robežšķirtni būvakustikas attīstībā- paralēli augsta līmeņaempīriskajiem risinājumiem (klasiskie operas teātri) strauji attīstās arīzinātniski -praktiski un vēlāk, gadsimteņa beigās - arīteorētiski pētījumi.

Atzīmēsim dažas šīlaikmeta empīriskās atziņas.Reids (1835.) - " reverberācija - dominējošais akustiskais defekts, kas var tikt

novērsts ar absorbējošām sienām un drapērijām".Č.Dikenss (1843.) - "telpas aizpildot ar audumu un kokvilnu pazūd atbalss".Saunders (1861.) - "brīvāgaisā, lasot skaļābalsī, skaņa sasniedz 90 pēdu

virzienāuz priekšu, 30 pēdu atpakaļ, bet 75 pēdas sānvirzienā".Līdzīgas atziņas izsakaarīarhitekts sers Kristofers Rens un viens no pirmo būvakustikas grāmatu autoriem(Acoustics of Public Buildings, 1861.) Rodžers Smits.

Ievērojamākās 19.gs. akustiskās būves bija (un ir) operteātri un koncertzāles,kurās spilgti iemiesotas iepriekšējo gadsimtu labākās empīriskās atziņas (Londonaskaraliskāopera 1858.g., Parīzes NacionālāOpera 1875.g., Vīnes opera 1869.g.) -pareizas proporcijas, skanējuma un tembrasabalansētība.

Teorētiski pētījumi un atziņas, galvenokārt,saistīti ar angļu lorda Releja (pilnāvārdāDžonaViljama Streta) pētījumiem, kas 1877. gadānoved pie pilnīgākā un līdz pat mūsdienāmizmantotādarba "Skaņas teorija" publicēšanas.Šis divsējumu darbs aptver visas praktiskās unteorētiskās akustikas tālaika nozares un kļūst parpamatu 20. gs. akustikas pētījumiem unsasniegumiem.

Divdesmitais gadsimts.

20.g. sākums raksturīgs ar vienlaicīgiemteorētiskiem un praktiskiem pētījumiem. Te minamiReleja un Stounija eksperimenti ar absorbentiem un šīprocesa teorētiskāpamatošana, taču ievērojamākais irVollesa Klementa Sebina devums.

Uzsācis savus pētījumus 1895. gadā areksperimentiem Hārvardas Foga mākslas muzejā(reverberācijas mērīšana ar ērģeļu palīdzību), viņš

7

1898- 1905.g. periodā formulē visasgalvenās telpu akustikas sakarības - t.i.starp telpas tilpumu un pēcskaņas (jebreverberācijas) laiku, starp reverberācijuun absorbējošo materiālu daudzumu telpāu.c.

Palielinot telpā absorbentudaudzumu (piem. ienesot papildus spilvenus), reverberācija samazinājās, un tikaiegūta RT A līkne.

Lielākai telpas kubatūrai vienmēr atbilda lielāks reverberācijas laiks. Šo atziņusumma noveda pie formulas, kas tagad pazīstama kāSebina formula.Citu zinātņu strauja attīstība - galvenokārt matemātikas un mehānikas - pavēraiespējas veikt jauna veida būvakustiskos pētījumus ar telpu modeļiem - imitēt skaņu argaismu (piem. dzirksteļizlādi) vai ūdens viļņiem, bet vēlāk pāriet uztrīsdimensionāliem pētījumiem, jau izstarojot un uztverot tieši skaņu.

Pirmāpasaules kara gadi dod ievērojamu paātrinājumu skaņas izolācijas uninfraskaņas pētījumiem(franču "infraskaņaslielgabali"), kurpamatsakarības formulējis1910. gadā vācietisR.Bergers.

Mūsu gadsimta 20.-30. gadi papildina atziņaspar atbalsi un ļaujA.H.Deivisam formulēt

sakarību: "laika intervālam starp tiešo un atstarotajām skaņām esot mazākam par 1/15sekundes, atbalss nav novērojama", bet V.K.Sebinam noteikt optimālās reverberācijaslaikus konkrētiem priekšnesuma veidiem.

Otrāpasaules kara gados pastiprināti veica militāri - akustiskos pētījumus:nodrošināt ēku un mašīnu skaņas izolāciju, mazināt akustisko vibrāciju. Rezultatāattīstītajās valstīs (sevišķi Vācijāun Krievijā) pamatīgi pētīja plānsieniņu elementusvārstības, skaņas caurlaidību un demfēšanas iespējas.Pēc kara periodābūtiskākie sasniegumi saistīti ar datortehnikas un mikroakustikaselementu ieviešanu. Datori 70 - 80. gados ļāva daudzkārt paātrināt telpu akustiskāsprojektēšanas un aplēses gaitu, konstruējot pat 3 dimensionālus atstarojumus ("raytracing" metode), bet mazgabarīta starotāji un uztvērēji nodrošina precīzas telpuakustiskās maketēšanas un attiecīgi, prognozēšanas iespējas.

8

Latvijābūvakustiskie pētījumi un projektēšana saistīta ar LU privātdocentaarhitekta Birzenieka darbību 30 - tajos gados, veicot akustiskos pētījumus telpās unbrīvdabā, izstrādājot habilitācijas darbu un, galvenais, veiksmīgi realizējot vairākusvērienīgus objektus. Pēckara periodābūtisks ir RPI docenta A.Vecsīļa ieguldījums .1984.-1994. gados būvakustiskie pētījumi, mērījumi un projektēšana galvenokārt tikaveikta institūta"Pilsētprojekts"būvakustikas grupā,vēlāk RTUBūvniecības fakultātēautora vadībā(Mežaparka estrāde,Latvijas Nacionālāopera, Lietuvas Radioun Televīzija , ViļņasKongresu nams- att.,u.c.). Šobrīdbūvakustiskie pētījumi, mērījumi un projektēšana koncentrēta Latvijas Akustiķu apvienībā(www.akustika.lv), tos veic LAA sertificēti speciālisti gan laboratorijas , gan “ in-situ”apstākļos. Būvakustika gan Latvijā, gan pasaulēatrodas pastāvīgāattīstībā.

AKUSTIKAS PAMATPRINCIPI.

Skaņa , tās raksturlielumi.

Skaņas svārstību avots ir ierosināts ķermenis vai gāzu plūsma, kas pārveido citaveida enerģiju, svārstību enerģijā. Svārstoša ķermeņa (vai plūsmas) vienāpusēdaļiņas sablīvējas un spiediens palielinās, bet otrāpusēveidojas retinājums. Šīssablīvējuma un retinājuma zonas pastāvīgi mainās, veidojot skaņas viļņus. Vilniraksturo sekojoši lielumi:

T - periods - laiks, kurārealizējas pilns svārstību cikls, sek.fāze - divi vienādie tuvākie svārstību stāvokļi- viļņa garums - attālums starp divām vienādām fāzēm, mf - frekvence - svārstību skaits sekundē, Hz

9

Telpas apgabalu, kurāpastāv skaņas viļņi, sauc par akustisko lauku.Šos pamatlielumus iespējams saistīt savstarpēji ar skaņas ātrumu c, m/s

c = IT

m / s,

c = f, m / sSkaņas ātrums gaisāatkarīgs arīno temperatūras

c = 331,4 + 0,6 to, m/sGāzēs un šķidrumos skaņa izplatās garenviļņa veidā, bet cietos ķermeņos

kombinētu svārstību veidā, ko veido garenviļņi, lieces viļņi (šķērsviļņi) un vērpes (vaibīdes) viļņi. Skaņas ātrums dažādās vidēs ļoti atšķiras, piem. gumijātas ir 40 ... 150m/s, bet mūrī(vai betonā) līdz pat 4000 m/s.Gaisa vides stāvokļa izmaiņu, tajāizplatoties skaņas vilnim, raksturo skaņas spiediensp sablīvējuma zonā, ko izsaka kāspēku, kasiedarbojas uz laukuma vienību (N/m2 vaipaskālos Pa). Skaņas spiediens p atkarīgs noattāluma līdz avotam.

Skaņas avota izstarojuma kvantitatīvaismērs ir kopējāenerģijas plūsma vai jauda P, ko mēra vatos (W).

Būtisks lielums ir skaņas intensitāte I, t.i. skaņas enerģijas plūsmas blīvums caurlaukuma vienību, vatos uz kvadrātmetru (W/M2).

Praktiskajāakustikāšie fizikālie lielumi ir ļoti neērti, jo, piemēram, skaņasjauda reāliem avotiem svārstās no 10-5 10n W. Šīiemesla dēļtehniskajāunbūvakustikāplaši lieto šo lielumu līmeņus, t.i. to logaritmiskās attiecības pret noteiktufiksētu sliekšņa vērtību.

Tādējādi skaņas jaudas līmenis kur,PP10lgL

0P

P W0 10 12

Skaņas intensitātes līmenis L II

,10

10 lg

I Wm0 2 10 12

Skaņas spiediena līmenis

L = 10lg pp

pp

2

02

0

20lg

Pa102p 50

Visu līmeņu (jaudas, intensitātes,spiedienu u.c.) mērvienība ir decibels(dB). Noskaidrots, ka cilvēka auss navvienādi jūtīga pret dažādām skaņām - tās

10

uztvere ierobežota gan pēc frekvences (16 Hz - 20000 Hz), gan pēc intensitātes.

Arīdzirdamības diapazonāvisasfrekvences netiek uztvertas vienādi- 900...5000 Hz diapozonā irlielāks jūtīgums. Būvakustikāsvarīgais diapozons ir 32 8000Hz. Lai objektīvo akustiskomērījumu rezultātus tuvinātucilvēka auss uztverei, kāarīlaiskaņas spiedienu visā spektrānovērtētu ar vienu vērtību, ieviests

izsvarotāskaņas spiediena līmeņa jēdziens. Korekcija izpaužas tādējādi, ka katraifrekvencei atbilstošo līmeni par noteiktu līmeni izmaina, t.i. koriģē. Atkarībānoizmaiņu lieluma izšķir A,B,C un D korekciju līknes.

Signālu veidi , spektri un to joslas.

Skaņas signālus fizikāli var iedalīt sekojoši:I) muzikālais, jeb tīrais tonis - sinusoidālas (harmoniskas) svārstības;2) muzikālāskaņa vai saskaņa - vienlaicīga vairāku tīro skaņu summa. Pašas

zemākās frekvences skaņas tonis (jeb pamattonis) nosaka kopējo skaņas augstumu, betpārējie (virstoņi, obertoņi) - nokrāsu jeb tembru;

3) troksnis - neregulāras svārstības, daudz dažādu frekvenču svārstību summa;4) impulss - sprādzienveida vai cita veida īslaicīga, spēcīga un rimstoša iedarbe.Grafiski visu četru veidu signālus attēlo sekojoši

11

Svarīgs ir jautājums par svārstību - frekvenču sakarības attēlošanu, jo katrusvārstību procesu var raksturot ar fizikālālieluma vidēji kvadrātisko vērtību unfrekvenci. Šo likumsakarību , izteiktu grafiski, sauc par spektru. Visizplatītākoakustisko spektru veidi ir spiediena - frekvences raksturlīknes. Atkarībāno signāluveida mainās arīspektra izskats, jo tīrie toņi, muzikālās skaņas un impulsi veidodiskrētus spektrus (1) , bet trokšņa signāli - platjoslas (2).

Lai veiktu platjoslas signāla apstrādi, ir neracionāli noteikt lieluma vērtībaskatrai frekvencei, t.i. ik pēc 1Hz. Tāpēc tehniskajāakustikāplaši lieto frekvenčujoslas.

Izplatītākās ir oktāvu un trešdaļoktāvu ( jeb tercoktāvu) joslas. Oktāva irfrekvenču josla, kuras augšējārobežfrekvence ir divreiz augstāka par apakšējo,tercoktāva - attiecīgi oktāvas trešdaļa. Tādējādi, oktāvu frekvenču raksturlīkne irorientējoša, trešdaļoktāva - jau precīzāka.

Kopumāizplatītākas ir oktāvu joslas, bet, piemēram, iekārtu tehniskajāekspertīzēvai skaņas izolācijā- tercoktāvu joslas. Standarta oktāvu frekvenču josluvidējās vērtības ir 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 un 16 000 Hz.Šīm frekvencēm atbilst sekojošas viļņa garuma vērtības.

f, Hz 31 62 125 250 500 1000 2000 4000 8000

, m 11 5,5 2,7 1,4 0,7 0,3 0,2 0,1 0,05

Skaņas izplatība brīvāvidē.

Brīvāvidē(t.i. trīs dimensijās neierobežotā) skaņasvilnis izplatās neierobežoti visos virzienos un viļņa frontesforma ir atkarīga no avota veida. Attiecīgi punktveida avotsrada sfērisku vilni, līnijveida (lineārs) - cilindrisku vilni,bet plakans - plakanu vilni. (Jāatzīmē, ka avota veidanoteikšana ir visai relatīva, jo atkarīga no apskatāmā

12

punkta attāluma līdz avotam. Avots uzskatāms par punktveida, ja tālielākādimensijair vismaz 3 4 reizes mazāka par attālumu līdz tam). Reāliem avotiem viļņu frontetomēr parasti atšķiras no teorētiskās.

Sfēriskāvilnīattālinoties no avota, skaņas intensitāte samazinās un katramattāluma divkāršojumam atbilst 6 dB līmeņa dzišana.

Tādējādi, zinot līmeni LI attālumār1 no avota centra, var iztekt līmeni L2jebkurācitātelpas punktāattālumār2 no avota centra

L2 = LI - 20 lg (r2/ r1)Lineāram (vai līnijveida) avotam katram attāluma divkāršojumam starp avotu un

apskatāmo punktu atbilst 3 dB skaņas līmeņa dzišana, jebL2 = LI - 10 lg(r2/ r1)

Plakana avota radītāskaņas līmeņa dzišana ir sarežģītāka, jo to nosaka avotalaukums, izstarošanas leņķis, avota malu proporcijas u.c. faktori.

Jāatzīmē, ka skaņas dzišanu neierobežotā vidē stipri ietekmē arīgaisaviskozitāte un molekulāra absorbcija, kuru iespaids apskatīts vēlāk.

Skanas mijiedarbība ar bezgalīgu šķērsli.

Praktiskajāakustikābūtiska loma ir skaņas viļņu mijiedarbībai ar materiāliemšķēršļiem - gan galīgiem, gan (nosacīti) bezgalīgiem.

Lai šādā analīzēuzskatāmāk aprakstītuskaņas izplatību, lietoskaņas starus, t.i.taisnes, kas vērstas uzskaņas avota (reāla vaiiedomāta) akustiskocentru un vienmērperpendikulāras skaņasviļņu frontēm.Apskatīsim skaņas viļņa

13

enerģētiskās izmaiņas, tam saduroties ar galīga biezuma (bet bezgalīga laukuma)šķērsli.Apzīmējot krītošo skaņas enerģiju ar EKR,attiecīgi daļa no tās tiks atstarota (apzīmēta arEAT). Pārējāakustiskās enerģijas daļa izplatāsšķēršļa materiālā, daļēji tajāabsorbējoties unpārvēršoties siltumenerģijā(EAB), bet daļējiizejot tam cauri (ECG).

Kvantitatīvi absorbēto (slāpēto), atstarotoun caurgājušo enerģijas daļu novērtē arkoeficientiem , un .

Par materiālu skaņas absorbcijas koeficientu sauc šīmateriāla absorbētāsenerģijas attiecību pret krītošo enerģiju ()

= (E EE

E EE

KR AT

KR

AB CG

KR

)

Atstarotās skaņas enerģijas attiecību pret krītošo enerģiju sauc par atstarošanaskoeficientu

= EE

AT

KR

Caurgājušās enerģijas attiecību pret krītošo sauc par skaņas vadāmības vaicaurlaidības koeficientu

= EE

CG

KR

Saskaņāar enerģijas nezūdamības likumu+ = 1

Koeficientiem un ir īpaša loma telpu reverberācijas procesā, bet - skaņuizolācijā.

Citāda veida ir skaņas viļņa mijiedarbība ar galīga šķēršļa malu.

14

Šajāgadījumātelpas daļānovērojama skaņas viļņu netraucēta izplatība, bet citādaļā-skaņas apliekšanās, jeb difrakcija. Principiāli šeit izdalāmi 3 akustiskie apgabali:

- tiešās skaņas;- tiešās un atstarotās skaņas;- difraģētās skaņas.Difraģētās skaņas apgabalā("akustiskāēnā") īstais skaņas avots ir aizsegts un

par tādu kļūst iedomāts sekundārs avots, kas atbilst šķēršļa malai. Difrakcijas parādībair frekvenču atkarīga.

Skaņas vilnim saduroties ar šķērsli, iespējama vēl vairāku akustisko parādīburašanās.

Katram cietam ķermenimpiemīt noteikta pašsvārstībufrekvence, kas atkarīga no tāizmēriem, struktūras, iekšējozudumu koeficienta u.c., un irķermeņa īpašība. Šai ķermeņapašfrekvencei sakrītot ar kādaierosinošāskaņas viļņa frekvenci,notiek strauja svārstībuamplitūdas palielināšanās -rezonanse.

Tai var būt gan pozitīva(parasti telpu akustikā), gan negatīva (konstrukciju skaņas izolācijā) loma dažādosbūvakustiskos procesos.

Otrābūtiskāparādība ir interference - akustisko viļņu pārklāšanās efekts. Telpāstas var būt divējāds - vai nu divu (un vairāku) starotāju vienlaicīgas darbības rezultatā,vai arīpārklājoties viena avota tiešajiem un atstarotajiem viļņiem. Interferenceizpaužas kātelpisku augsta - zema skaņas spiediena joslu izveidošanās un iespējamatikai tonālu signālu gadījumā(t.i. pie tīra sinusoidāla toņa vai tonāla trokšņa).Interferences aina ir frekvenču atkarīga un ļoti atkarīga no telpas konfigurācijas.

15

TELPU AKUSTIKA.

Tiešāun atstarotāskaņa.

Skaņas lauks pilnīgi vai daļēji noslēgtātelpāprincipiāli atšķiras no brīvālauka,jo bez tiešas skaņas uztvērējs saņem vēl arīzināmu daudzumu no virsmām atstarotāsskaņas. Šajos atstarojumos var izdalīt vienreiz atstaroto skaņu un vairākas reizesatstaroto. Attiecīgi jo augstāka ir telpas virsmu absorbcijas spēja, jo skaņas laukstuvāks brīvajam.

Atkarībāno telpas elementu izmēru attiecības pret skaņas frekvenci, kāarīšoelementu formas un struktūras, telpas skaņas lauka raksturs mainās.

Ja telpānav fokusējošu vai simetrisku elementu, tās izmēri daudzkārt pārsniedzskaņas viļņu garumu un virsmu absorbcija ir pietiekami vienmērīga, akustiskais lauksvar iegūt sekojošasīpašības:

- skaņas plūsmas enerģija visos virzienos ir vienādi izdalīta;- akustiskās enerģijas blīvums visātelpas tilpumābūs nemainīgs.

16

Akustisko lauku ar šādām īpašībām sauc par difūzu. Lauka difuzitāte ir būtiskstelpas akustiskais raksturlielums, un viens no akustikas projektēšanas mērķiem.

Pietiekama skaņas lauka difuzitāte mūsdienu būvēsnereti netiek nodrošināta, pirmkārt, lielu, nedalītuplakņu pielietojuma dēļun, otrkārt, telpu akustiskodisproporciju dēļ. Akustiski proporcionālas irtelpas ar lielākāgabarīta attiecību pret mazāko, nelielāku par 2-3 . Pie citām proporcijām runāparakustiski "garām" vai "plakanām" telpām.Taisnstūra plāna telpu dimensiju ieteicamāsakustiskās proporcijas attēlotas zemāk (attēls noLBN 016-03).

Skaņasģeometriskie atstarojumi , to sadalījums.

Cilvēka auss spējīga uztvert ne tikai noteikta līmeņa un frekvenču diapazonaskaņas, bet arījust skaņas pienākšanas intervālus. Parasti tiešo skaņu un pirmajās 40-50 msek pēc tās pienākošos atstarojumus, uztver kāvienu veselu, vēlīnākos - kāatsevišķas skaņas (šis intervāls atkarīgs arīno citiem faktoriem, pirmkārt, frekvences,skat.nod. "Akustiskie defekti"). Vēlīnus atstarojumus, kas pienāk ar lielu kavējumu,uztver kāatbalsi.

Tādējādi, agrīno (sevišķi pirmo) atstarojumu pienākšanas intervāls (jebkavējums) uzskatāms par būtisku akustiskās kvalitātes rādītāju. Pirmo skaņasatstarojumu kavējumu laikam (kāarīintervāli starp vēlākajiem atstarojumiem)nevajadzētu pārsniegt sekojošas vērtības:

- 30 40 msek - auditorijām, drāmas teātriem, kāarīvisa veida telpām ardominējošu elektronisku sistēmu pielietojumu;

- 40 50 msek - operasun baleta teātru zālēm,kamermūzikas zālēm;

- 50 70 msek -simfoniskās mūzikas zālēm;

- 70 90 msek - kora un ērģeļmūzikas zālēm.

17

Ievērojot, ka agrīnie atstarojumi būtiski papildina un pastiprina tiešo skaņu, ararhitektoniski - konstruktīviem paņēmieniem veic to virzīšanu un sadalīšanu telpā-tas ir viens no telpu akustikas pamatuzdevumiem.

Telpas virsmu izmēriem, formai un apdarei jānodrošina vienmērīgs agrīno(labvēlīgo) atstarojumu sadalījums izpildītāju un skatītāju zonās, pie tam agrīnoatstarojumu pienākšanas intensitātei jākompensē tiešās skaņas dzišana. To parastipanāk pakāpeniski koncentrējot atstarojumus tālākajās skatītāju vietās. Aratstarojumiem jānodrošina visas skatītāju vietas, kas atrodas tālāk par 8 10 m nooratora runas priekšnesumu telpās.

Ehogrammas , to iegūšana un novērtēšana.

Grafiskas sakarības, kas attēlo skaņas atstarojumu amplitūdas sadalījumu laikā,sauc par ehogrammām ( vai reflektogrammām). Šīs sakarības ir ļoti nozīmīgas telpuakustiskās kvalitātes vērtēšanai , jo ļauj analizēt cik vienmērīgs ir skaņas dzišanasraksturs un cik traucējoši ( vai labvēlīgi) ir vēlīnie atstarojumi.Uz ehogrammu bāzestiek noteikta virkne svarīgu akustisko raksturlielumu (skat. Telpu akustiskieparametri).

Ehogrammas parasti iegūsttelpu akustisko mērījumu rezultātā(izstarojot un pēc tam analizējotskaņas impulsu) , vai datoranalīzesrezultātā -izmantojot profesionāloprogrammatūru.

Vienkāršos gadījumos –nelielām telpām un tikai pirmajiem

atstarojumiem ehogrammu var aprēķināt analītiski (skat. piemēru zemāk)*.

18

Skaņas Atst. Tiešais Atst. Kavēj.ceļš ceļš ceļš līmen. laiks

(m) (m) (dB) (ms)-------------------------------------------------T 0 5.0 0 0F 6.0 5.0 -1.6 2.9D 8.0 5.0 -4.1 8.8W 9.5 5.0 -5.6 13.1C 11.0 5.0 -6.8 17.5W 15.0 5.0 -9.6 29.2F 22.0 5.0 -12.9 49.6-------------------------------------------------Aprēķināizmanto sakarības :Atst.līm = 20lg ( Tiešais c./ Atst.c.)Kavēj.laiks = (Atst.c. – Tiešais c.): 0.343

* Piemērānav ievērota atstarojumu difuzitāte un pieņemts , ka = 1 .

Akustiski labvēlīga un nelabvēlīga zāles forma.

Vienmērīga atstarojumu sadalījuma nodrošināšana un pieļaujamie to kavējumalaiki telpas formai uzliek virkninosacījumu:

1) paralelepipeda ( taisnstūra)formas zālēm ieteicamais platumsnedrīkstētu pārsniegt 21 m, bet augstums- 11 m. Pretējāgadījumāpieļaujamaisatstarojumu novēlojums būs pārsniegts;

2) telpas virsmu izveidējāatturas noieliektām, fokusējošām virsmām, kasspējīgas spēcīgi koncentrēt skaņasenerģiju kādātelpas zonā.

19

Šīiemesla dēļakustiski problemātiskas parasti ir apaļas un eliptiskas telpas, pietam tas attiecināms kāuz plāna, tāgriezuma formu. Sevišķi nelabvēlīga ir liekumacentra atrašanās izpildītāju zonas robežās. Ieliektas virsmas parasti uzskatāmas parakustiski akceptējamām, ja to liekuma radiuss ir vismaz 2 3 reizes lielāks parattālumu līdz virsmai (vai arīļoti mazs , piem. dekoratīvām nišām).

Par akustiski labvēlīgu zāles formu parasti uzskata tādu, kas nepārsniedzakustiski pieļaujamos gabarītus un kubatūru, un kuras virsmu orientācija jau sākotnējinodrošina labvēlīgu atstarojumu sadalījumu, piemēram, trapeces forma ar 8 10o

sienu leņķi.Nelabvēlīgi ir tālu novietoti telpas taisnleņķa stūru risinājumi, jo tie ir spējīgi

radīt spēcīgus vēlīnus otros atstarojumus .Jāatzīmē, ka pilnīga telpasakustisko formas defektunovērtēšana iespējama tikaiuz mērījumu vaidatoranalīzes pamata.Divdimensionālaatstarojumu analīzeakceptējama tikai mācībuun skiču izstrādņu līmenī.

Telpas optimālais tilpums.

Būtiska ir sakarība starp telpānovietoto skaņas avotu un tās dimensijām - jospēcīgāks šis avots, jo lielāka telpa. Šīiemesla dēļrunas priekšnesumu telpāsmaksimālajam attālumam no avota līdz klausītājam nevajadzētu pārsniegt 20 m,betmūzikas zālēs 3035 m .

20

Akustiskākomforta nodrošināšanai telpās būtu ieteicamas sekojošas minimālātilpuma vērtības uz vienu skatītāja / izpildītāja vietu:

- telpām ar elektroakustisku apskaņošanu -- 4vietum3

;

- auditorijām, konferenču zālēm, drāmas teātriem - 5vietum3

;

- universālām ,tautas namu un operetes zālēm- 6vietum3

;

- operteātru zālēm, kamermūzikas zālēm - 7vietum3

;

- simfoniskās mūzikas zālēm - 8vietum3

;

- kora un ērģeļmūzikas zālēm,baznīcām - 9vietum3

Norādītās vērtības nav uzskatāmas par absolūtām, taču to ievērošana nodrošinaveiksmīgu tālāko projektēšanu.

Telpu skaņu atstarojošā, absorbējošāun izkliedējošāapdare.

Par akustiskajiem atstarotājiem ( būvakustiskajā frekvenču diapozonā)uzskatāmi plakanas vai mazliektas formas elementi un konstrukcijas ar sekojošāmīpašībām:

- skaņas absorbcijas koeficientu,mazāku par 0,1;

- virsmas masu, ne mazāku par 20kg/m2 muzikālo skaņu diapozonam, un nemazāku par 10 kg/m2 - runas diapozonam;

- virsmas laukumu, ne mazāku par 3 4 m2 un akustiski proporcionālu maluattiecību.

Tādējādi, par atstarotājiem visbiežākuzskatāmas betona, mūra un monolītasapmestas virsmas, biezi koka klāji u.c.elementi, masīva metāla un ūdens (ledus)virsmas.

21

Par akustiskajiem absorbentiem ( skaņas slāpētājiem) uzskatāmi materiāli unkonstrukcijas ar absorbcijas koeficientu lielāku par 0,5 (vismaz vienāfrekvenču joslā).

1) Pavedienveida un porainieabsorbenti (visa veida vates un toizstrādājumi, porainie materiāli ar vaļējāmporām u.c.). Skaņas enerģija šajosmateriālos pārvēršas siltumā pateicotiesgaisa molekulārai berzei porās, tie efektīvividējo - augsto frekvenču diapozonā, tačuprasa pietiekamu biezumu.Ja materiāla biezums mazāks parapskatāmās skaņas viļņa garuma ceturtodaļu, absorbents būs neefektīvs. Efektivitātibūtiski var paaugstināt materiālu uzstādot

ar atstarpi no pamatkonstrukcijas. Atstarpesoptimālais biezums atbilst ceturtdaļaino krītošo viļņu garuma.Mūsdienu speciālie absorbenti visbiežāksastopami rūpnieciski izgatavotu un jauapdarinātu puscietās vai cietās akmensvatesplāksņu veidāar biezumiem 15, 20, 30, 50vai 100 mm. Lielākie šāda veida absorbenturažotāji pasaulē ir SAINT- GOBAINISOVER ,AMF, ARMSTRONG , PAROC ,USGPie šīs grupas pieskaitāmi arī akustiskieapmetumi ( ar irdenām pildvielām) , kāpiemēram KNAUF AKUSTIKPUTZ .Tosparasti uzsmidzina tieši uz konstrukcijas ar biezumu 10 –15 mm un tie ir pietiekamiefektīvi 500 –4000 Hz diapazonā.

22

2) Membrānu absorbenti (visa veidapanelējumi un apšuvumi ar gaisa vai pavedienveidaabsorbenta aizpildījumu). Šeit enerģijas pārvērtībanotiek pateicoties membrānas pretestībai ātrai lieceiun starpslāņa pretestībai spiedei, šie absorbentiefektīvi zemo un vidējo frekvenču diapozonā, taču

parasti ne visai platājoslā( 1 - 2 oktāvas).Maksimālās efektivitātes robežfrekvenci fR var izteikt sekojoši:

fR =60Mb

, kur

M - paneļa virsmas (t.i.1 m2) masa, kg

b - šķirkārtas biezums, mŠo elementu efektivitāti tieši

iespaido to lieces stingrība unnostiprinājuma veids. Paši izplatītākiešīs grupas būvelementi Latvijāir dažādiģipškartona lokšņu apšuvumi unstarpsienas, taču efektīvāki irrūpnieciski izgatavotie gatavie elementi(attēlā-zemo frekvenču absorbenti kā“tāfeles “ pie sienas un griestiem ).

23

3) Tilpuma (jeb Helmholca) rezonātori - dažādi ar telpas akustiski aktīvopamattilpumu saistīti blakustilpumi, nišas un spraugas. Vēsturiski tie ir vissenākie(grieķu "echeia"), un to darbības princips pamatojas uz "atsperes - masas" mehāniskomodeli. Tilpumāieslēgtais gaiss un kakliņšveido "atsperes - masas" sistēmu, kasnodrošina absorbciju pie noteiktas frekvences. Šie absorbenti slāpēselektīvi, t.i. toefektīvājosla parasti nepārsniedz trešdaļoktāvu.

Gadījumā, kad "kakliņa" garums ir neliels (l0), rezonātora frekvenci varizteikt:

fR = ,2r/V2

340 kur

V - rezonātora tilpums, m3

r - kakliņa radiuss (vai puse no platuma), m4) Mikroperforētie absorbenti – plānas membrānas (metāls, akrils, utt. ) ar

intensīvu ļoti sīku perforāciju (0,1- 0,3 mm) ,kasbūvakustiskajos risinājumos tiek izmantoti visainesen. Absorbcijas mehānisms šajā gadījumāizmanto gaisa viskozās īpašības molekulāro saišulīmenī. Praksētas paver iespēju veidot caurspīdīgasabsorbējošas virsmas , kas līdz šim nebija iespējams(piem. aizkaru vai žalūziju vietā) ,kāarīiegūt vieglisaritināmas plēvju ruļļu sistēmas – koncertturnejām,izstādēm, sporta sacensībām utt.Kombinētie absorbenti vienlaicīgi izmantovairākus no 1 4 pozicijās minētajiem absorbentiem- piem. perforētie apšuvumi ar pavedienveidaabsorbenta aizpildījumu. Šie absorbenti raksturīgi araugstākām koeficienta vērtībām (0,6 0,9) plašāfrekvenču diapozonā(250 8000Hz).

24

Plašu šādu sistēmu klāstu Latvijas tirgūpiedāvāDANOLINE, KNAUF u.c. ražotāji.

Būtisks ir jautājums par absorbentuizvietojumu, lai arīparasti tie veido plaknes.Pētījumi liecina, ka absorbentam veidojottrīsdimensionālus ķermeņus, vai toeksponējot telpiski, absorbcijas koeficientspieaug, pateicoties skaņas difrakcijai ap to.Raksturīga šo trīsdimensionālo absorbentuīpatnība ir absorbcijas koeficientapieaugums, salīdzinot ar tāda pat laukuma

un materiāla plakanu elementu. Tādējādi, runājot par trīsdimensionāliemabsorbentiem jāievēro, ka to var sasniegtvērtības, lielākas par 1.0 ( līdz 1,2 1,4).Šādi akustiskie absorbenti ir arītelpasinventārs ( mēbeles) un kāklausītāji, tāmūziķi.

Akustiskie absorbenti telpāsizvietojami neitrālajās zonās, kuras neradalabvēlīgus agrīnos atstarojumus skatītājuun izpildītāju zonās, kāarīnelabvēlīgajāszonās, kuras rada vēlīnus atstarojumus, vaiizsauc to koncentrāciju.

Jāatceras, ka absorbenti slāpēskaņune tikai pie lieliem, bet arīpie maziemkrišanas leņķiem. Absorbentu spēju vājinātpār tiem mazāleņķī(0 8o) krītošoskaņas vilni sauc par slīdošo absorbciju,tās vērtības var sasniegt pat 0,5 dB/m. Šī

parādība prasa nodrošināt lietderīgās skaņas (piem. tiešās) krišanas leņķi pārabsorbentu min. 10 15o. Tas pilnāmērāattiecināms uz skatītāju vietu kāpumu,orķestra podesta risinājumu u.t.t.. Akustiskie absorbenti izvietojami pēc iespējasvienmērīgi visātelpā, lai neizjauktu tās lauka difuzitāti. Gadījumos, kad difuzitātesprasības ir visaugstākās (skaņu ierakstu un telestudijas), absorbenti jāizkārto pamīšusar atstarotājiem un izkliedētājiem.

25

Par akustiskajiem izkliedētājiem uzskatāmi būvelementi un konstrukcijas, kampiemīt spēja spēcīgi izkliedēt uz tiem krītošo skaņu ( stipri izliektas, lauzītas unrobotas virsmas, nišas, ložas un pilastri no atstarojošiem materiāliem). Būvakustikasfrekvenču diapozonāšo elementu dimensijām jābūt mainīgām 0,2 2 m robežās.

Modernākie ir Šrēdera izkliedētāji, kasizmanto atsarotās skaņas fāzu nobīdi no dažādadziļuma “kabatu “ sistēmas. Šie elementiveiksmīgi pielietoti LNO Jaunajāzālē, Jelgavaskultūras namā, kāarīvairākās mājas kinozālēsLatvijā. Galvenās to akustiskās priekšrocībassaistītas ar relatīvi nelielo dziļumu unizmantojamo materiālu dažadību (koks,saplāksnis, akrils utt.) ,augsto izkliedes spēju unatraktīvo izskatu. Akustiskie izkliedētāji

izvietojami telpas neitrālajās vai nelabvēlīgajās zonās, lai novērstu vēlīno atstarojumuveidošanos vai koncentrāciju un paaugstinātu skaņas lauka difuzitāti. Ieteicama arīkombinētu atstarotāju - izkliedētāju veidošana, t.i. ja atstarotāja liekuma radiuss irmazāks par tāmalas garumu. Izkliedējošo un atstarojoši - izkliedējošo elementu(ieskaitot krēslu rindas)minimālajam īpatsvaram no telpasvirsmu koplaukuma vajadzētu būtvismaz 25 30 %.

Pēdējos gados vērojamatendence izstrādāt un tirgot gatavusneliela izmēra izkliedētājus , kambūtu universāla pielietojumaiespējas dažādos objektos. Šādu

26

elementu pozitīvās īpašības ir piegādes un montāžas ātrums , negatīvās – nepilnīgsizkliedes frekvenču diapazons un aptuvena atbilstība konkrētajai akustiskai situācijai.Kompleksās sistēmas ir akustiski elementi , kas apvieno vairākas būvakustiskoelementu īpašības, piem. absorbciju un izkliedi.

Telpu akustiskie parametri.

Ja telpādarbojas kāds skaņas avots, tāizstarotāskaņa daļēji sasniedz uztvērēju(vai klausītāju) tieši, bet daļa - vienu vai vairākas reizes atstarojoties no telpasvirsmām. Tādējādi, uztvērēja saņemtākopskaņa veidojas kātiešās un atstarotāsskaņas summa.

Skaņas avota darbībaipārtraucoties, uztvērējāvispirms pārtrūksttiešās skaņas pienākšana, taču atstarojumino apkārtējām virsmām vēl turpinapienākt un izsauc skaņas pakāpeniskudzišanu, jeb reverberāciju. Līdzīgs, tačupretējs process novērojams skaņasavotam ieslēdzoties līdz stacionāra laukaizveidošanās brīdim.

Standarta un optimālie reverberācijas laiki.

Laika sprīdi T (jeb T60) pēc skaņas avota izslēgšanās, kurāuztvērējāsaņemtāsakustiskās enerģijas blīvums samazinās 10-6 reizes (jeb par 60 dB) sauc par standartareverberācijas laiku, un tas uzskatāms par vienu no galvenajiem objektīvajiem telpasakustiskajiem kvalitātes rādītājiem. Praksē(arīLBN ) lieto reverberācijas laikus, kasnoteikti izmantojot pirmos 30 vai 20 dB skaņas dzišanas procesa (T30 vai T20 ).

Viens no telpu akustikas pamatprincipiem nosaka, ka katram izpildījumaveidam atbilst savi optimālie akustiskie apstākļi, tātad arīsavs optimālaisreverberācijas laiks. Jau pirms vairākiem gadsimtiem, viduslaikos, mūzikas sacerētājiun izpildītāji apzinājās skaņdarba izpildīšanas vidi un ar to rēķinājās - tādējādi, radāsrezonējoša mūzika baznīcām un citām kulta celtnēm ar lielu reverberācijas laiku(3-6 sek.) un atbalsīm. Vēlākāmūzikas attīstība paredzēja skaņdarbu atskaņošanumazākās telpās (kamermūzika) ar jau īsāku reverberāciju (0,8 - 1,5 sek.) vai ārpustelpām.

27

Praktiski katrs mūzikas žanrs un novirziens prasa savus noteiktus reverberācijasapstākļus. Pēdējo 400 gadu laikāvar izdalīt sekojošus mūzikas stilus un tiematbilstošus akustiskos apstākļus:

1) Baroka stils (1600. - 1750.) -Vivaldi, Hendelis, Bahs - attīstās ritmiskais,harmoniski tematiskais balanss un polifonija. Telpas nelielas ar atstarojošām sienām,reverberācija - zem 1,5 sek.

2) Klasiskais stils (1750. - 1820.)- Haidns, Mocarts, Bethovens. Par svarīgākokompozīcijas elementu kļūst muzikālās idejas un to sakārtojums skaņdarbu struktūrā.Attīstās lielās mūzikas formas - sonātes, simfonijas, operas, sāk būvēt sabiedriskāskoncertzāles (300-400 vietām) un operteātrus. To reverberācijas laiki - 1,5 1,7 sek.

3) Romantiskais stils (1820. - 1890.)- Šūberts, Mendelsons, Brāms, Vāgners,Čaikovskis, Štrauss. Periodu raksturo bagāta instrumentācija, koncertzāles kļūstlielākas, reverberācija 2 2,3 sek.

4) Jaunākie laiki - divdesmitais gadsimts. Koncertzālēs atskaņojamiem darbiemkompromisa reverberācijas laiki (1,4 1,6 sek.), ja mūzika paredzēta translēšanai, sāklietot mākslīgās reverberācijas iekārtas. Vismazākais reverberācijas laiks nepieciešamsdžezam un popmūzikai (zem 1 sekundes).

Ievērojot mūsdienu būvpraksi, kur jebkuras funkcijas telpai piemīt kaut daļējiuniversāls raksturs, optimālos reverberācijas laikus jānosaka atkarībāno priekšnesumaveida (ne stila) un telpas akustiskātilpuma, saskaņāar LBN prasībām.

Skaņas agrīnās dzišanas laiks (EDT).

Laiks, kas atbilst reverberācijas procesam, ekstrapolētam (veidotam) pēcpirmajiem " - 10" dB. Difūza skaņas lauka gadījumāEDT un T vērtības sakrīt, tačubūtiski atšķiras, ja difuzitāte ir izjaukta (piem. zemu, spēcīgi absorbējošu griestugadījumā).

28

Inversijas indekss I .

Tāir skatītāju zāles un skatuves (vai izpildītāju zones) akustiski aktīvo tilpumureverberācijas laiku attiecība. Šis ir viens no būtiskākajiem kritērijiem operteātros unsimfoniskās mūzikas zālēm.

Skaņas lauka nevienmērība.

Telpas akustisko vidi pastāvīga lauka apstākļos būtiski raksturo tānevienmērība, t.i. maksimālās un minimālās lietderīgās skaņas līmeņu SPL starpībaskatītāju zonas robežās. Skaņas lauka vienmērība telpāatkarīga no tiešās un atstarotāsenerģijas sadalījuma, to iespaido absorbcijas, izkliedes un interferences efekti.Nevienmērību novērtē"A" koriģētajos līmeņos runas priekšnesumu telpās, un pēc"Lin" raksturlīknes mūzikas zālēs. Skaņas lauka nevienmērība nedrīkst pārsniegt 7-10dBA zālēs ar ietilpību virs 1500 vietām, bet 5- 7 dBA, ja ietilpība ir mazāka.

Skaņas artikulācija.

Par skaņas artikulāciju sauc klausītāju pareizi uztverto fonētisko elementuprocentuālo attiecību pret kopējo atskaņoto elementu skaitu. Artikulācija noteiktātelpas punktāatkarīga no sekojošiem faktoriem:

1) tiešās un atstarotās skaņas ceļa, t.i. zāles formas;2) skaņas avota līmeņa un vērsuma;3) telpas reverberācijas laika, t.i. no virsmu laukuma, tilpuma un apdares

materiāliem;4) lietderīgās skaņas un traucējošātrokšņa līmeņa attiecības.Datoraplēsēs pēdējālaikāizmanto kritēriju RASTI - “ runas pārvades indeksu”,

kam ir tāda pat akustiskābūtība un novērtējuma skala:0-30%…………Slikta30-45%………..Vāja45-60%………..Apmierinoša60-75%………..Laba75-100%………Teicama

29

Skaņas skaidrības parametri.

Skaņas skaidrība raksturo atsevišķu instrumentu individualitāti un skaidrību gankopējāansamblī, gan kopējāskanējuma laikā(īpaši pie ātrām pasāžām). Objektīvi toizskata ar skaņas skaidrības parametriem C80 vai C50

D50 - saprotamība ,izteikta kāagrīnās un kopējās skaņas enerģiju attiecība

.

Skaņas telpiskums.

Raksturo ansambļa vai izpildītāja skaņas telpiskumu, t.i. attiecību starp neorientēto

(no visām pusēm pienākošo) un tiešo skaņu. Objektīvi izsaka ar skaņas parametriemTS un LF

TS ir laiks, kas atbilst integrēta impulsa smagumcentra stāvoklim, bet LF –telpiskuma koeficients- korelēar skaņas telpiskumu, izmantojot no sāniem pienākošāsun neorientētās skaņas attiecību

Citi parametri.

“skaņas stiprums” G-10 izsaka kopējāskaņas spiediena Ptot un tiešāsskaņas spiediena P (10 m attālumā) attiecību ,

30

Kritēriji T30 , EDT , RASTI , LF, G-10, C80 ,SPL, D50 ir reglamentēti LVSEN ISO 3382 standartā..

Jāievēro , ka visiem minētajiem parametriem reālās telpās piemīt izkliede , unaprēķins kādāvienāpunktāvienmēr būs nepietiekams akustikas vērtējumam.

Sekojošais attēls parāda reālo akustisko parametru izkliedi projektējamāzālē

Akustisko parametru aprēķins.

Kājau minēts akustikas vēsturiskajāapskatā, pirmo analītisko reverberācijaslaika sakarību ar telpas tilpumu un absorbentu daudzumu devis amerikānisV.K.Sebins (1900.g.).

RTs =0,161 V

i Si, kur

V - telpas tilpums, m3

Si - telpas virsmu laukumi, m2

i - šiem laukumiem, respektīvi to apdares materiāliem, atbilstoši skaņuabsorbcijas koeficienti.

Sebina formula izmantojama pie vidējāabsorbcijas koeficienta < 0,2 .Precīzākus rezultātus plašākādiapozonādod Eiringa formula, kas vēl papildus

ievēro skaņas molekulāro skaņas absorbciju gaisā.

RTE =0 163, V

S kop . Ln(I - ) + nV, kur

31

V - telpas tilpums (precīzāk akustiski aktīvais tilpums), m3

S kop - telpu veidojošo virsmu kopējais laukums, m2

n - koeficients, kas ievēro skaņas molekulāro absorbciju gaisā, M m-1

- vidējais absorbcijas koeficients, nosakāms sekojoši

=A kopS kop

i Si + Ai + pap S kopS kop

, kur

A kop - telpas kopējāabsorbcija, jeb ekvivalentais absorbcijas fonds, m2

Ai - telpisko (trīsdimensiālo) absorbentu ekvivalentāabsorbcija - piem. krēsli,skatītāji u.t.t.

pap - neobligāts papildus absorbcijas koeficients, ko daži autori lieto, laiievērotu spraugu, caurumu, svārstīgu elementu u.c. radīto papildefektu. Tāvērtībaspieņem apt. 0,09 zemajām frekvencēm un 0,05 virs 500 Hz.

Abas iepriekšminētās formulas ir spēkā tikai pie sekojošiemrobežnosacījumiem:

- ja telpa ir akustiski proporcionāla un tās skaņas lauks ir pietiekami difūzs,

- augstāk par robežfrekvenci fR =1000

3 V, kur

V - tilpums, m3.Gadījumos, kad skaņas difuzitāte ir nepietiekama telpas neproporcionalitātes dēļ

vai augsto dēļ, ticamākus rezultātus dod Norisa - Eiringa formula

RTN =0,161 V

- 2,3 . S . lg (I - )Gadījumos, ja telpas viena siena, vai divas pretējās virsmas (piem. grīda un

griesti) ir stipri absorbējošas, bet pārējās - atstarojošas, visprecīzākos rezultātus dodFicroja formula

RTF =0,161 V

(x

+y

+z

) , kur2

' ' '

S

x y z

x', y', z' - attiecīgi pretējo telpas virsmu pāru laukumu summa, m2

S = x' + y' + z' , m2

V - skat. iepriekš., m3

x, y, z - attiecīgi pretējo telpas virsmu pāru vidējie absorbcijas koeficientiJāatzīmē, ka viss augšminētais attiecas uz telpas pamattilpumu (t.s. akustisko

tilpumu) - ja telpai ir lieli akustiski saistīti blakus tilpumi (virs - un zembalkonatelpas, skatuves tilpums, saistīta telpa virs piekārtajiem griestiem, sānjomi u.t.t.), tadarītie piedalās reverberācijas procesā. To ietekme ir nenozīmīga, ja saistošās ailas (vaiailu) laukums ir mazs, vai saistītās telpas vidējais absorbcijas koeficients ir lielāks par

32

pamattilpuma . Citos gadījumos saistītie tilpumi var ievērojami paaugstinātpamattilpuma reverberācijas laiku.

Skaņas molekulārās absorbcijas vērtības gaisādivām oktāvu joslām apkopotastabulā

Gaisa relatīvais mitrums Frekvence, Hz

2000 4000

30 0,0119 0,037940 0,0104 0,0287

50 0,0096 0,0244

60 0,009 0,0224

70 0,0085 0,021380 0,0081 0,0204

90 0,008 0,02

Visu citu akustisko parametru aprēķini saistīti ar akustisko datoranalīzi vaimērījumiem , jo prasa precīzas ehogrammas analīzi katrātelpas punktā.

Telpu akustiskāprojektēšana.

Projektēšanas kārtību konkrētos gadījumos nosaka Latvijas būvnormatīvi, togalvenās prasības pievienotas zemāk.

Prasības telpu akustiskajiem parametriem 500–2000 Hz robežās

Nr.p.k.

Telpas tipsT (T

30)

(sek.)C

80(dB)

LF RASTI(%)

1. Ērģeļmūzikas, kora mūzikas zāles,baznīcas* 0,57 V

0,15> –4 > 0,22 > 40

2. Simfoniskās mūzikas zāles* 0,48 V0,14

–2...+3 > 0,20 > 45

3. Kamermūzikas un operteātru zāles* 0,46 V0,14

–1...+4 > 0,15 > 50

4. Universālas zāles, tautas namu, klubu,operešu zāles* 0,42 V

0,13> 0 > 0,12 > 53

5. Runas priekšnesumu telpas(piemēram, auditorijas, konferenču zāles,drāmas teātri)**

0,37 V0,13

> 1 > 0,10 > 60

6. Kulta ēku zāles, draudžu nami(izņemot baznīcas)* 0,3 lgV + 0,16 > –1 >0, 10 > 50

7. Telpas ar elektroakustiskuapskaņošanu** 0,2 (V/100)

0,33> 0 – > 60

33

8. Kāpņu telpas un gaiteņi dzīvojamāsun publiskajās ēkās < 1,3 – – –

9. Mācību iestāžu klases (izņemotmūzikas klases) 0,4... 0,6 > 2 – > 60

10. Mūzikas klases un mēģinājumu telpas 0,6....1,1 > 0 > 0,15 > 50

11. Sporta zāles < 1,5 > –3 – > 40

12. Peldbaseini < 2,0 – – > 40

Piezīmes.1. RASTI vērtības nodrošināmas skaņas avota runas (vai elektroakustiskajā) stāvoklī.2. Telpiskuma koeficienta LF vērtības mūzikas avota stāvoklītelpā.3. Pieļaujamās atkāpes no tabulas vērtībām ir +/– 5 %.4. Vērtības atbilst telpām, kurās atrodas 70 % paredzēto apmeklētāju.

* T vērtības 125–250 Hz robežās ieteicams palielināt par 10–20 %, bet4000 Hz frekvencē– samazināt par 5–10 %.

** T vērtības 125–250 Hz robežās pieņem 500–2000 Hz joslai, bet 4000 Hzfrekvencēpieļaujams tās samazināt par 5–10 %.

Konkrētas funkcijas telpas un būves prasa individuālus akustiskos risinājumus unnereti arīatšķirīgus akustiskās projektēšanas etapus.Jāatzīmē , ka saskaņāar LBN 016-03 ,būvju akustiskos (arīelektroakustiskiapskaņojamo telpu) aprēķinus, mērījumus un apsekojumus veic kvalificētibūvakustikas eksperti. Būvakustikas eksperts ir diplomēts speciālists ar augstākoizglītību un vismaz piecu gadu darba stāžu akustikā, kuršspecializējies būvakustikāun kura kvalifikāciju apliecina Latvijas Akustiķu apvienības vai Eiropas Savienībasdalībvalstu akustiķu organizāciju izsniegta apliecība vai sertifikāts

Skaņu ierakstu studijas.

Ar "skaņu ierakstu studijām" turpmāksapratīsim visa veida ierakstiemspecializētas telpas, kurās akustiskaissignāls tiek pārvērsts elektriskajā, kāarītelpas, kuras pieder pie studiju kompleksa(režisoru, kontrol - un tehniskās telpas).Atkarībāno akustiskās funkcijas studijasvar iedalīt:

34

- universālajās (parasti televīzijas) ar kubatūru 1000 3000 m3. To formaparasti - taisnstūra paralēlskaldnis, apdare - pamīšus izkārtoti atstarotāju unabsorbentu laukumi. Optimālie reverberācijas laiki robežās 0,7 0,9; tačuzemfrekvences apgabalāšīs vērtības samazinātas līdz 0,55 0,75.

- diktorstudijas, režijas un kontroltelpas, mazāsrunas studijas (līdz 100 m3) - parasti taisnstūrraparalēlskaldņa forma, apdarēizmantoti atstarojošie,absorbējošie un izkliedējošie elementi. Optimāliereverberācijas laiki 0,3 0,4 sekundes, zemofrekvenču apgabalā0,25 - 0,3 sek.

- muzikālās un koncertstudijas - tilpums no1000 līdz pat 10 000 m3, atkarībāno izpildītājuskaita. Optimālie reverberācijas laiki robežās no 0,8 1,0 sek. kamermūzikas studijās, džeza unpopmūzikas studijās, līdz pat 2,0 sek. studijāmsimfoniskās un kora mūzikas ierakstiem. Raksturīga

prasība zemo frekvenču reverberācijai - atrasties pārējo līmenī, vai arītiktpaaugstinātai par 20 %. Studiju akustiskāprojektēšana ir stingri reglamentēta arītehnoloģiskajāziņā, īpašu uzmanību veltot skaņas difuzitātei un ļoti augstai skaņasizolācijai.

Galvenās akustiskās grūtības nelielās studijās parasti saistītas ar līdzenasreverberācijas frekvenču raksturlīknes nodrošināšanu un stāvviļņu parādībunovēršanu.

Auditorijas un konferenču zāles.

Šīs telpas paredzētastikai runas priekšnesumiem(nereti paredzot arīapskaņošanu )un tajāsparasti uzstājas vienlaicīgitikai viens orators -tādējādi, runātājaakustiskās iespējas tiešinosaka šo telpu īpašības.Runas priekšnesumu telpumaksimālai kubatūrai

35

nevajadzētu pārsniegt 3000 m3, garumam 20 m (optimāli – 15 m), bet akustiskiaktīvai tilpuma daļai uz skatītāju 4 ... 5 m3. Reverberācijas laikus rekomendēnelielus(0,6 1,0 sek), tos nosaka pēc attiecīgas formulas.

Pieļaujamie atstarojumu kavējumi 25 ... 35 msek robežās, jeb metriskāizteiksmē7 ... 10 m. Atstarojošās virsmas parasti veidojamas griestos , jo sānuatstarojumi vājina lokalizāciju un nav būtiski nepieciešami. Pieļaujama (un neretinepieciešama) absorbentu novietne uz sienām.

Ja šajās telpās paredzēti balkoni, tie veidojamisekli, tā, lai balkona dziļuma attiecība pret zembalkonatelpas augstumu nepārsniegtu 1,5. Būtiskas ir prasībasartikulācijai , blakustrokšņu līmenim (35- 40 dBA) unskaņas skaidrībai.Formas risinājumi ieteicami nesarežģīti (plānātaisnstūris, trapece). Ļoti ieteicama ir klausītājuizvietošana stāvā amfiteātrīar “grieķu amfiteātra”principiem.Uzmanība jāpievēršpareizam absorbējošo materiālu

spektram , jo lielākādaļa sabiedriskajām telpām piedāvāto gatavo absorbentu ir ļotiefektīvi augšējo frekvenču diapazonā ,bet nepietiekami – zemajām frekvencēm.Pārmērīgs šādu materiālu pielietojumsvājina balss skaņējumu un , attiecīgi ,apgrūtina oratora uzstāšanos. Sevišķi tasievērojams apspriežu telpās (1-atstarotājs, 2,3,4- absorbenti) ,attēlā.

Drāmas teātri.

Atšķirībā no lekciju telpām,skaņas avoti - aktieri - izrādes laikāpārvietojas no skatuves uzpriekšskatuvi, šķērsojot portāla plakniun, tādējādi, atrodas vienāno divāmsaistītajām telpām - zālēvai skatuvesizbūvē. Atkarībāno tāstipri maināsskaņas līmeņi skatītāju zonā - šīsparādības iespaida samazināšanaiieteicama īpaša portāla zonas griestu un

36

sienu atstarotāja forma, kas nodrošina skatītāju zonu ar agrīnajiem atstarojumiemvisos skaņas avota stāvokļos.

Drāmas teātru skatītāju zāles kubatūrai nevajadzētu pārsniegt 6000 m3,ietilpībai - 1200 vietu, akustiskā tilpuma daļai uz vietu - 6 m3. Maksimālipieļaujamais zāles dziļums nedrīkstētu pārsniegt 22 m (no portāla plaknes),atstarojumu kavējums 35 msek. Optimālie reverberācijas laiki atrodas 1 1,2 sekdiapozonā(visāfrekvenču diapozonā). Citu kritēriju nepieciešamās vērtības apkopotasLBN.

Risinot drāmas teātru akustisko interjeru, īpaša uzmanība jāpievēršakustiski"mīksto" (t.i. augstfrekvenču absorbentu) pielietojuma limitēšanai, lai gan interjera unscenogrāfijas prasības nereti ir pretējas. Pārmērīgs grīdceliņu, drapēriju un priekškarudaudzums kombinācijāar mīkstajiem krēsliem var novest pie nepieļaujami zemareverberācijas laika augsto frekvenču apgabalā.

Lielākos uzvedumos nereti izmanto balss elektroakustisku pastiprināšanu , kasgan nodrošina pietiekamu dzirdamību , bet nereti izraisa nopietnus avota lokalizācijastraucējumus.

Koncertzāles.

Koncertzāļu akustiskāprojektēšana atkarīga no izpildījuma veida un izpildītājuskaita. Vismazākās zāles nepieciešamas kamermūzikai (6 7 m3/ vietu), vislielākās(1012 m3/ vietu) kora un ērģeļmūzikai, to maksimālāietilpība līdz 1500 - 2500vietām. Ievērojot īpašo agrīno atstarojumu lomu muzikālās skaņas labskanībasveidošanā, atstarojumu kavējumi atrodas 25 ... 80 msek robežas, pie tam prioritāte irsānu atstarojumiem. Zāles maksimālais gabarīts tuvojas 35 m.

37

Vēsturiskās koncertzāles parasti atšķiras ar noteiktām proporcijām un limitētiemgabarītiem - platumu apt. 20 m un augstumu apt. 17 m. Pasaules slavenākāskoncertzāles (attēlā-Musikvereinssaal Vīnē) raksturo visumāaugsti reverberācijas

laiki - 1,5 ... 2,2 sekvidējo frekvenču un 2,0- 2,8 sek zemofrekvenču apgabalā, betērģeļmūzikas zālēs līdz4 sek. ( Lielās ĢildeszālēT = 1 ... 2,5 sek ).

Lai nodrošinātunepieciešamos agrīnosatstarojumus vienlaikusar telpas ievērojamāmdimensijām (kas irpretrunīgi), veido

estrādes atstarotājus, kas aptver skaņas avotu (parasti orķestri). Orķestri ieteicamsizvietot amfiteātra veidā. Šādas estrādes izbūves dimensijas parasti nepārsniedz 18 mplatumāun 11 m - augstumāun dziļumā. Virsmas veido atstarojoši - izkliedējošas, laiatstarojumi nonāktu gan skatītāju, gan pašu muzikantu zonās (a –plāns, b- griezums).

Skaņas izkliedes pakāpei irnoteicošā loma , sevišķiizpildītāju zonāun zāles sānuvirsmām , tāpēc jaunākajāszālēs atstarotāji un izkliedētājiparasti tiek orientētitrīsdimensionāli (AttēlāDisneja Koncertzāle, ASV ).

38

Lielākajās zālēs (virs 2000 vietām) nereti par optimālu kļūst izpildītāju novietne zālescentrālajādaļāvai vismaz 1/3 no zāles garuma.Liela nozīme ir instrumentu grupu sabalansētībai, tembram un pilnskanībai, tāpēcjebkuršveiksmīgs koncertzāles projekts prasa akustikas konsultanta līdzdalību.

Arīkatra koncertzāles rekonstrukcija un renovācija veicama ar rūpīgu akustiskukontroli , lai nemazinātu zāles sākotnējās akustiskās vērtības un estētiku ( attēlāLielāsĢildes koncertzāle, zāles akustikas proj.aut.doc. A.Vecsīlis, skatuves akustikasproj.aut.doc.A.Zabrauskis).

Operteātri.

No akustiskāsprojektēšanas viedokļaoperteātri uzskatāmi parvissarežģītākajām būvēm ,ko galvenokārt nosakadivu izpildītāju grupu -vokālistu (solisti un koris)un orķestra - klātbūtne.Vokālisti operteātrīpriekšnesuma laikāpārvietojas visāskatuvesdziļumā(no skatuves līdzpriekšskatuvei) šķērsojotportāla plakni, t.i. izmanto

39

2 saistītas telpas. Orķestris novietots bedrē, kuru daļēji var segt priekšskatuves grīda.Šo skaņas avotu novietojuma īpatnības ļoti lielāmēra iespaido skatuves un zālespriekšdaļas formveidi. Lai nodrošinātu operas akustisko balansu, vokālistu skaņaijāsasniedz gan orķestranti, gan klausītāji, bet orķestra skaņai - attiecīgi vokālisti unklausītāji. Šo agrīno atstarojumu (līdz 40 ... 50 msek) sadalījumam izmantohorizontālus vai izliektus atstarotājus (jaunākos teātros arīizkliedētājus).

Operteātru maksimālie izmēriparasti nepārsniedz 30 m unietilpība 1500 vietas (pie kubatūras6 7 m3 uz vietu). Vēsturiskioperteātri savā formveidē unproporcijās bija līdzīgi, vairākatšķīrās tikai apdare. To raksturīgāīpatnība bija daudzie balkoni (2 ...5), kuru dimensijas nodrošinājaaugstu skaņas izkliedes pakāpi, arīzemo frekvenču apgabalā(attēlā

Milānas La Scala). Kopumā vēsturiskos operteātrus atkarībāno to akustiskāspiemērotības var iedalīt "itāļu" un "vāgnera" tipa. "Itāļu" operteātriem raksturīgākamazāka kubatūra (4 5 m3/vietu) un reverberācijas laiks (1,2 1,5 sek), nekā"vāgnertipa" (attiecīgi 5 7 m3/vietu un 1,5 1,7 sek, nākošajāattēlāBaireitas

Vāgnera teātris). Ārkārtīgi svarīgair vokālistu un instrumentālistugrupu akustiskābalansa problēma.Lai klausītāji uztvertu operaskopskaņu, daļa skaņas avotu prasapastiprinājumu (piem. solistiskatuves dziļumā, stīguinstrumenti orķestrī), bet daļa - kāsitamie un metāla pūšamie

instrumenti orķestrī- slāpējumu. Šīiemesla dēļorķestra bedres izbūvēuzmanībujāpievērštās grīdas dziļumam pret skatuves grīdu (ne vairāk par 2,5 m), priekšrokadodama transformējamai grīdai. Orķestra bedres grīdai un sienas būtu jāveidokonstrukcijā, kas nodrošinātu zemo frekvenču skaņu slāpēšanu, (gaisa šķirkārta zemgrīdas > 0,5 m, aiz panelējuma > 0,1 m), bet sitamo instrumentu grupu (dažreiz arīmetāla pūšamo) ieteicams daļēji pārsegt ar priekšskatuves grīdas konsoli. Jaunākajāsorķestra bedrēs (kur tas iespējams) uzstāda arīizkliedētājus , bet grīdās t.s. basusuperabsorbentus.

40

Rīgas operteātri, kuršcelts 19 gs. sešdesmitajos gados un ir tipisks šimperiodam , raksturo sekojoši akustiskie kritēriji :

- reverberācijas laiks tukšāzālēT = 0,9 ... 1,4 sek.- reverberācijas laiks pie 70 % aizņemto vietu T = 0,7 ... 1,1 sek.- skatuves telpas reverberācijas laiks T = 0,85 ... 1,45 sek.- inversijas indekss I = I ... I,08- lauka maksimālānevienmērība - 5 dBC

Universālās zāles.

Vairāku priekšnesuma veidu iespējamībatelpā būtiski apgrūtina tās optimālo akustiskoapstākļu veidošanu, jo katrs izpildījuma veidsprasa citas būvakustiskās īpašības. Tādējādi,universālo zāļu projektēšana ir akustiskākompromisa meklēšana starp dažādajām prasībām.Jāatceras, ka apmierinoši iespējams apvienot vienātelpātikai tos priekšnesuma veidus, kuru akustiskioptimālie apstākļi ir tuvi - piem., runaspriekšnesumus un apskaņošanu, runu unkamermūziku u.t.t... Nekādāgadījumātelpānavieteicams mēģināt apvienot akustiski pretējuspriekšmetus - piem. ērģeļmūziku unkinodemonstrāciju.

Visumāuniversālās zāles var projektēt pie vidējiem rādītājiem, t.i.:- maksimālāietilpība (bez EAS) - līdz 1200 vietām- maksimālais agrīno atstarojumu kavējums - 40 msek- kubatūras daļa uz skatītāja vietu - 5 6 m3

- maksimālais gabarīts ir tieši atkarīgs no akustiski vājākāavota īpašībām.Lai nodrošinātu telpāmainīgus akustiskos apstākļus, pastāv vairākas akustisko

transformāciju metodes. Tās ir1) telpas formas transformācijas, t.i. attiecīgu elementu un detaļu novietnes vai

pagrieziena leņķa izmaiņas, ar kuru palīdzību iespējams mainīt atstarojumasadalījumu zālē.

41

2) telpas tilpuma transformācijas, t.i. tādas absolūtātilpuma un tilpuma uzskatītāja vietu izmaiņas, kuru rezultatātiek mainīti ar reverberāciju saistītie parametri(T, EDT, I u.c.)

3) apdares transformācijas, t.i.tāda virsmu apdares maiņatelpas izmantošanas laikā, kassaistīta ar absorbcijaskoeficienta izmaiņu un,attiecīgi, iespaido atstarojumu struktūru (ehogrammas) un reverberācijas procesus.Nereti vairākus transformācijas paņēmienus kombinē, iegūstot lielu atstarojumukavējumu (10 ... 80 msek) un reverberācijas diapozonu (1 ... 3 sek).

Mūsdienu elektroakustikas un datortehnnoloģijas līmenis atļauj telpas akustikusimulēt un transformēt elektroniski . Šādas iekārtas pielietošana prasa ļoti augstu

42

zāles slāpējuma pakāpi un ļoti nopietnas investīcijas aparatūras kompleksā, tāpēcnevar runāt par plašu to izplatību (sevišķīAustrumeiropā).

Kinoteātri u.c. elektroakustiski apskaņojamas telpas.

Telpu grupa , kas paredzēta stacionārai elektroakustiskai apskaņošanai pēdējosgados stipri paplašinājusies – tie ir gan kinoteātri ar daudzkanālu skaņu , gandiskotēkas un klubi .Visas šīs telpas vieno nepieciešamība pēc nelieliemreverberācijas laikiem 0.4…..0.8 sek robežās un līdzenas skaņas atstarojumu dzišanasstruktūras , kāarīievērojams skaņas avotu- akustisko sistēmu – skaits (vismaz 10-15 ,piem. ”Kolizejā” -17). Īsas reverberācijas apstākļos liela nozīme ir absorbējošo unizkliedējošo materiālu izkārtojumam , jo zāles griesti un sienas nedrīkst formētspēcīgus atstarojumus – visāklausītāju zonājādominētiešai skaņai. Kinoteātru zālēsvispār cenšas nelietot atstarojošus elementus , nereti vienīgāšīs grupas konstrukcija irpolimēru ekrāna plakne.

Otra šīs telpu grupaskopēja pazīme ir augstiskaņas spiediena līmeņiekspluatācijas laikā –diskotēkās un klubos tiesasniedz pat 110 dBA (ieteicamais līdz 100 dBA),kinoteātros 90 –95 dBA.Komerciālais izdevīgumsnereti neļauj diskotēkāsizmanot klusāku mūziku.

Kinoteātru skaņas prasības atšķiras atkarībāno to veida – IMAX, THX, OMNI,MotionMaster u.c.

Galvenās projektēšanas grūtībasparasti saistītas ar pārmērīgu augšējofrekvenču slāpējumu un nepietiekamu –basu diapazonā, kāarīskaņas izolācijasnepietiekamību , kas sevišķi asi izpaužasdaudzzāļu (multiplexes) kinoteātros.

43

Sakrālās ēkas.

Visa veida rituāla ēkas un telpasatšķiras ar tajās notiekošo procedūru unpriekšnesumu svinīgumu, kam gandrīzvienmēr atbilst palielināts telpasreverberācijas laiks. Būtiska rituālatelpas akustikas īpatnība ir tās tiešāsaikne ar noteiktu konfesiju. Senākāsviduslaiku katedrāles, kas celtas gotikasformās , atšķiras ar lieliemizmēriem(līdz 50 m) un kubatūru (līdz40 m3 / vietu), augstu skaņas difuzitātiun lielu reverberācijas laiku (T = 2 ... 9sek). Protestantu konfesiju dievnamiatšķiras ar mazāku kubatūru (10 ... 20

m3 / vietu), plašāku koka materiālupielietojumu un, attiecīgi, īsākiemreverberācijas laikiem (1,5 ... 3 sek).Pareizticīgo dievnamu bizantiskāformaun saistīto blakus tilpumu radītāpapildusreverberācija veido ļoti specifiskusapstākļus ar noteiktām rituālu veicēju unklausītāju zonām. Mazāko konfesiju(adventistu, baptistu u.c.) dievnami, tāpatdažādi draudžu saieta nami, raksturīgi arnelielu reverberāciju 1 ... 2 sek, tačunereti tāpat paredzēts ērģeļmūzikas pavadījums.Rekonstruējamās un jaunbūvējamās sakrālāsēkās, pirmkārt, nodrošināma pietiekamaskaņas difuzitāte, otrkārt, atbilstošs reverberācijas laiks un skaņas skaidrība .Novērtējot vēsturisko dievnamu atbilstību noteiktam instrumentālās vai vokālāsmākslas veidam būtu jārespektēattiecīga vēsturiskāarhitektūras stila saikne arizpildāmās mūzikas rašanās laiku.

44

Brīvdabas sarīkojumu vietas (BSV).

Projektējot brīvdabas sarīkojumu vietas, īpaša uzmanība pievēršama tiemfaktoriem, kuri būtiski iespaido skaņas procesus brīvdabā(atšķirībāno slēgtāmtelpām).

Pirmkārt, tā ir gaisamolekulārā absorbcija, kurasiespaids telpu akustikāvērojamstikai virs 2000 Hz, bet brīvdabāun pie ievērojamiem skaņas ceļagarumiem būtiski izmainaskaņas tembru.

Otra būtiska parādība ir zemes virsmasun uz tās izvietoto objektu (augu, krēslu,klausītāju) radītāpapildabsorbcija, jeb "slīdošāabsorbcija". Šīs parādības dēļskaņas vilnis, kasmazā leņķī(parasti zem 10o) izplatās pārvirsmu, papildus tiek būtiski slāpēts (līdz pat0,5 dB/m).Trešā faktoru grupa nosacīti saucama paratmosfēriskajiem - tie ir vējšun temperatūrasgradients, kuri būtiski spējīgi ietekmēt skaņasviļņu frontes formu. Grafiski attēlojot, nozīmēskaņas staru noliekšanos, un, attiecīgi, skaņaspastiprināšanos vai pavājināšanossalīdzinājumāar normālo sadalījumu. PraktiskiBSV vēja vidējam ātrumam nevajadzētupārsniegt 4 m/sek.Liela nozīme ir traucējošotrokšņu līmenim, kuru BSV varizraisīt tuvumāesošās transportamaģistrāles vai rūpnieciski -komunālie uzņēmumi. Vairumāgadījumu par pieņemamuuzskatāms fona trokšņa līmenislīdz 40 dBA (bezvējā).

Ievērojot to, ka brīvdabasakustikāreverberācijas procesi

45

nav izplatīti, BSV projektēšanāgalvenānozīme ir ģeometriskajai akustikai, t.i.korektam tiešās un (parasti vienreiz) atstarotās skaņas sadalījumam.

BSV bez EAS lietojuma un atstarotāju sistēmām maksimālajam attālumam noskaņas avota centra līdz pēdējai skatītāju rindai nevajadzētu pārsniegt

- 20 m - dramatisko un runas priekšnesumu vietās- 30 m - visu veidu muzikālo priekšnesumu vietās, izņemot koru estrādes.

Šādi attālumi ir stingri noteikti atkarībānotāsaucamajām “vienādās artikulācijas līknēm”,kas parāda kādā attālumā no oratora irsagaidāma kāda skaņas artikulācijas pakāpe (pieminimāla blakus trokšņu līmeņa). Reālublakustrokšņu gadījumā( 35 45 dBA) arh.Birzenieks 1936. gadāDzintaros 75 % līkneinoteica 27 un 9 m raksturīgos izmērus.

Pielietojot atstarotāju sistēmas ap skaņas avotu, attālumus līdz tālākajām skatītājuvietām var palielināt līdz 25 m runas priekšnesumiem un 35 m - muzikālajiem(atskaitot simfonisko un kora mūziku). Tādējādi, klausītāju skaits visumāierobežotsar 500 700 vietām.

Koru un lieluorķestru estrādēm unatstarotāju sistēmāmpieļaujami daudz lielākimaksimālie attālumi - no40 m (kori līdz 500dalībniekiem un orķestrilīdz 50 izpildītājiem)līdz 80 m koriem ar8000 10000dalībnieku.(attēlā- Tartukoru estrāde Igaunijā).

Praktiski lielākādaļa veco brīvdabas estrāžu paredzētas nelieliem orķestriem vaikamersastāviem ("gliemežnīcas" Vērmanes dārzā un Arkādijā) vai vidējiemkoru/orķestru sastāviem (max 500 700 dalībnieku) - to maksimālais gabarīts parastinepārsniedz 40 45 m, atstarotāju sistēmu veido estrādes sānu sieniņas unpriekšskatuves grīda (dažreiz arījumta atstarotāji), skatītāju amfiteātra kāpums irlielāks par 12 15o. Atsevišķi projektējamas lielās estrādes (piem. VislatvijasDziesmu svētkiem ,att.), kur nepieciešams ņemt vērādaudz papildfaktoru (skaņasavota lielo izmēru radīto skaņas kavējuma efektu, lielās atstarojumu kavējumu

46

vērtības un attālumi starp izpildītājiem un klausītājiem) un nepieciešama daudzuakustikas nozaru pārstāvju līdzdalība. Jāatzīmē, ka pirmskara Latvijātika realizētavirkne tolaik pasaules mērogānebijuša izmēra brīvdabas estrāžu EsplanādēunUzvaras laukumā- tā1938.g. IX Dziesmu svētkos koristi aizņēma 3840 m2 un bijanovietoti 120 (!) m frontē.

Brīdabas estrādes vietas izvēle ietver rindu obligātu etapu:1) atmosfēras apstākļu novērtējums (debespuse, vējšu.c.);2) reljefa īpatnības novērtēšana - t.sk. nogāzes piemērotības noteikšana

izpildītāju un/vai skatītāju amfiteātrim un reljefa elementu radīto atstarojumu iespaidanovērtēšana;

3) ārējo akustisko traucējumu (jeb fona) noteikšana apsekojamāvietā.Apsekojamā vieta uzskatāma par piemērotu BSV izveidei tikai tad, ja

apmierinātas visu 3 etapu prasības.

Pēdējos gados vērojama tendence maksimāli izmantot elektroakustisko apskaņošanupraktiski visās BSV , kas nereti tiek veikts ar mobilām un nekvalitatīvām EAS ,neprofesionāli tās izvietojot. Jāievēro , ka brīvdabas apstākļos veicot apskaņošanu ,jārēķinās ar visām augšminētajām parādībām un prasībām ,pie tam ievērojamais

47

skaņas avotu skaits rada ievērojamas skaņas kavējumu problēmas , kas nav raksturīgastelpu akustikai. EAS novietne nedrīkst izsaukt lokalizācijas traucējumus , un skaņaskontrole veicama no klausītāju zonas vidus.

Telpu akustiskie defekti un to novēršana.

Izplatītākie telpu akustiskie defekti ir skaņas koncentrācija, atbalss, avotalokalizācijas traucējumi un tembra kropļojumi, kāarīaugsts trokšņu līmenis.

Skaņu koncentrācija.Vairumāgadījumu to izsaucdažādas ieliektas virsmas -velves, kupoli u.c.Šīs virsmasatstarojot un fokusējot skaņunoteiktās telpas zonās vaipunktos, ārkārtīgi paaugstinaakustiskālauka nevienmērību,nereti izsauc atbalsi un parastipadara telpu pilnīgi nederīgu

kvalitatīviem priekšnesumiem. Koncentrācijas defektus parasti likvidēar akustiskoizkliedētāju vai absorbentu palīdzību.

Atbalss parādības.

Vispārējāgadījumāatbalsi var formulēt kādažādus vēlīnus skaņas atstarojumus,kuri realizējas noteiktos apstākļos. Atbalss pakāpe atkarīga no:

1) tās kavējuma laikaattiecībāpret tiešo skaņu, kāarīiepriekšējā atstarojumapienākšanas laika;

2) tās intensitātes (relatīvālīmeņa) attiecībā pret tiešāsskaņas (vai iepriekšējāatstarojuma) līmeni;

3) skaņas frekvences (t.i.zemākajām frekvencēm

48

pieļaujami lielāki atstarojumu kavējumi, piem. 45 msek 500 Hz, bet 25 msek - 2000Hz).Atbalss traucējošo iespaidu iespējams novērtēt ar dažādām metodēm. Pēc Bolta unDoka metodes (attēlā,pie T = 0,8 sek), vērtēšanu veic attiecīgo impulsatstarojumusalīdzinot ar līkņu kopu un vērtējumu izsakot % no skatītāju kopskaita, kuriem atbalssbūs traucējoša. Īpatnēja ir atbalss forma, kas izpaužas kāperiodiska, rimstošačaukstēšana vai skaņas drebēšana – t.s. “flaters”. Parasti rodas starp paralēlāmatstarojošām virsmām, taču novērojama arīstarp ieliektu virsmu un plakni (vai starp 2ieliektām virsmām). Praksēšis defekts visbiežāk novērojams:

1) šaurās telpās ar paralēlām atstarojošām virsmām (piem. atklātās, t.i.bezportāla skatuvēs);

2) telpās ar velvju un kupolu pārsegumu un atstarojošu grīdas konstrukciju."Flatera" defekts rodas pie 50 msek intervāla runai, bet aptuveni 100 msek -

mūzikai.Defektu novēršvai nu likvidējot virsmu paralelitāti, vai nosedzot tās ar

absorbentiem vai izkliedētājiem.

Avota lokalizācijas traucējumi.

Šis defekts sevišķi nelabvēlīgs runas priekšnesumu telpās ar kustīgu avotu(piem. dramatiskajos teātros), kur rodas iespaids, ka skaņas pienākšanas virziensnesakrīt ar skaņas avota stāvokli.

Šo defektu parasti izsauc:1) atbalss, kas pienāk no "nepareizās" puses, t.i. vēlīni sānu vai aizmugures

atstarojumi;2) nepietiekama tiešāskaņa un griestu atstarojumi, parasti telpās bez amfiteātra

ar stipri absorbējošiem griestiem.Defektu novēršveicot tiešo skaņu pastiprinošus un vēlīnos atstarojumus

mazinošus pasākumus.Tembra kropļojumi.

Ar to saprot sākotnējāskaņas signāla spektra izmaiņas, kas sevišķi nelabvēlīgasmuzikāliem priekšnesumiem.

Defektu parasti izsauc:1) "flaters" ar periodu, mazāku par 20 msek un frekvenci lielāku par 50 Hz, kas

skaņu padara tonāli;

49

2) sīku viena izmēra elementu pārmērīgs lietojums (dēlīšu apdares, tukši soli,sīki viļņoti elementi u.c.), kas rada skaņas svilpiena efektus;

3) absorbentu lietojums ar ļoti nevienmērīgu frekvenču raksturlīkni, kas izsaucpārmērīgu kādu frekvenču skaņu pavājinājumu un izsauc optimālo reverberācijaslaiku frekvenču sadalījumu (augstfrekvenču apgabalā- mīkstie materiāli, zemo - unvidējo frekvenču apgabalā- tilpuma rezonātori).

Augsts blaskustrokšņu līmenis.

Iekšējie (inženieriekārtu un publikas radītie) un ārējie (pilsētas trokšņi) araugstiem līmeņiem būtiski pazemina telpu akustisko funkciju iespējamību. Partraucējošiem uzskatāmi visa veida trokšņi ar līmeņiem, kuri atšķiras no lietderīgāsignāla mazāk par 10 dBA runai un 15 20 dBA - mūzikai. Šīiemesla dēļpieļaujamietrokšņa līmeņi ierakstu studijās nedrīkst pārsniegt 20 25 dBA, vairumāskatītāju zāļu- 30 35 dBA, pārējās telpās 40 50 dBA.

Pieļaujamos trokšņa līmeņus dzīvojamo un publisko ēku telpās un teritorijāsLatvijāreglamentēatbilstoši MK Noteikumi .

50

APDARES MATERIĀLU SKAŅAS ABSORBCIJAS KOEFICIENTI..Apdares apraksts Skaņas absorbcijas koeficients pie frekvences, Hz

125 250 500 1000 2000 4000

Smagie betoni un apmestsmūris ,flīzes uz masīvapamata

0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,05

Gāzbetons vai FIBO bloki,neapmests

0,14 0,19 0,24 0,32 0,41 0,5

Marmors vai granīts , slīpēts 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03

Mūris ar 10 mm dziļuizšuvojumu

0,08 0,09 0,12 0,16 0,22 0,24

Neapmests mūris 0,02 0,03 0,03 0,04 0,05 0,07

Tapetes uz apmetuma(masīva pamatne)

0,03 0,03 0,02 0,04 0,05 0,08

Apmetums uz sieta vailatām

0,14 0,10 0,06 0,04 0,04 0,03

Akustiskie apmetumi(vidēji)

0,08 0,15 0,30 0,55 0,60 0,70

12 mm gipškartona piekārtiegriesti ( 200 –400 mmšķirkārta)

0,20 0,15 0,10 0,05 0,05 0,05

12 mm ģipškartons tieši uzmasīvas pamatnes

0,02 0,05 0,06 0,08 0,05 0,05

51

12 mm ģipškartons ar gaisašķirkārtu 25 mm

0,16 0,15 0,07 0,08 0,05 0,06

12 mm ģipškartons arakmens vati 25 mmšķirkārtā

0,26 0,20 0,10 0,07 0,04 0,07

Masīvs koks( durvis) 0,14 0,10 0,06 0,08 0,10 0,10

Dēļu grīda uz lāgām 0,15 0,11 0,10 0,07 0,06 0,07

Koka podestūra 0,40 0,30 0,20 0,17 0,15 0,10

Plāns koka (finiera) panelis(510mm) ar šķirkārtu

0,40 0,21 0,06 0,05 0,04 0,04

Vidējs koka panelis (1418mm) ar šķirkārtu

0,18 0,12 0,10 0,08 0,07 0,06

Linolejs uz masīvaspamatnes

0,02 0,02 0,03 0,03 0,04 0,04

Līmēts parkets uz masīvaspamatnes

0,04 0,04 0,05 0,06 0,06 0,06

Naglots parkets 0,20 0,15 0,10 0,10 0,05 0,10

6mm tepiķis uz masīva pam. 0,02 0,04 0,06 0,20 0,30 0,35

Viegli aizkari, krokoti 0,04 0,04 0,11 0,17 0,30 0,35

Smagi aizkari, krokoti 0,14 0,35 0,55 0,72 0,70 0,65

Pakešlogs (3+10+3 mm ) 0,02 0,06 0,03 0,03 0,02 0,02

52

Parasti dubultlogi 0,15 0,05 0,03 0,03 0,02 0,02

Masīva stikla vitrīna 0,10 0,04 0,03 0,02 0,02 0,02

TELPĀS SASTOPAMO AILU, NIŠU UN CAURUMU SKAŅASAPTUVENIE ABSORBCIJAS KOEFICIENTI

Apraksts Skaņas absorbcijas koeficients pie frekvences, Hz125 250 500 1000 2000 4000

Ventilācijas restes 0,30 0,42 0,50 0,50 0,50 0,51Niša bez absorbcijas 0,25 0,27 0,30 0,32 0,35 0,37Balkona telpa ar krēsliem 0,25 0,35 0,50 0,60 0,70 0,80Auduma kinoekrāns 0,10 0,15 0,20 0,35 0,50 0,60Skatuves aila ar dekorācijām 0,40 0,40 0,60 0,70 0,80 0,80Orķestra bedre (vidēji) 0,30 0,30 0,40 0,40 0,40 0,40

TELPISKO ELEMENTU EKVIVALENTĀABSORBCIJA

Elementa apraksts Ekvivalentāabsorbcija pie frekvences, Hz125 250 500 1000 2000 4000

Atsevišķi stāvošs cilvēks 0,15 0,25 0,60 0,95 1,15 1,15Korists 0,15 0,30 0,40 0,45 0,45 0,45Orķestra mūziķis 0,60 0,95 1,05 1,10 1,10 1,10Baznīcēns solā 0,25 0,34 0,41 0,45 0,45 0,38Students solā 0,22 0,30 0,33 0,40 0,44 0,45Skatītājs cietākrēslā 0,15 0,30 0,44 0,45 0,46 0,46Skatītājs ādas krēslā 0,15 0,30 0,50 0,55 0,60 0,60Skatītājs mīkstākrēslā 0,68 0,75 0,82 0,85 0,86 0,86Ciets koka krēsls 0,05 0,05 0,05 0,05 0,08 0,05Ādas krēsls 0,12 0,16 0,20 0,24 0,27 0,30Mīksts krēsls 0,56 0,64 0,70 0,72 0,68 0,62Korpusmēbeles 0,50 0,40 0,45 0,45 0,60 0,70

53

KONSTRUKCIJU SKAŅAS IZOLĀCIJA.

Lai nodrošinātu telpu akustisko komfortu, ēku norobežojošām konstrukcijām

jāpiemīt noteiktām spējām vājināt trokšņus, t.i. jāpiemīt skaņas izolācijai.

Lielumu, kas apgriezti proporcionāls skaņas caurlaidībai un izteikts logaritmiski,

sauc par skaņas izolāciju R, jeb izsakot matemātiski

R = 10lgI

Atkarībāno trokšņa avota novietojuma apskatāmajāēkāvai ārpus, tos iedalaiekšējos un ārējos. Galvenie iekšējo trokšņu avoti ir ēkas inženierkomunikācijas uniekārtas, kāarīdažādi sadzīves trokšņi, bet izplatītākie ārējo trokšņu avoti ir transportamaģistrāles, rūpniecības un komunālās sfēras uzņēmumi.

Iekšējos trokšņus iedala atkarībā no to rašanās veida gaisa trokšņos,triecientrokšņos un struktūrtrokšņos.

Par skaņu ( troksni ) gaisāuzskatāmas tādas traucējošas skaņas, kuru avotsnav stingri saistīts ar konstrukcijām un skaņas enerģijas nodošana notiek avota unuztvērēja telpu nodalošo konstrukciju svārstību veidā.

Triecientroksni ģenerētiešas mehāniskas iedarbības rezultātā(soļi, sitieni u.c.)pa konstrukciju, kura tieši robežo ar uztvērēja telpu.

Ja skaņu ģenerēkonstrukcija, kas iesvārstīta no kāda tieša ierosinātāja, kuršpatsnerobežo ar uztvērēja telpu - var runāt par struktūrtroksni.

Katram no šiem trokšņa veidiem ir savas izolēšanas metodes un paņēmieni,tāpēc tie apskatāmi atsevišķi.

54

Skaņas gaisāizolācijas vispārējās sakarības un normēšana.

Šie trokšņi ir visizplatītākie, to avoti - visdažādākie. Caur konstrukcijucaurgājušā skaņas enerģija ir tieši proporcionāla tās laukumam un apgrieztiproporcionāla skaņas absorbcijai izolējamātelpā.

Tātad gaisa skaņas izolācija Rmatemātiski izsakāma sekojoši

R= LI - L2 + 10 lg S/A2 , kurS - norobežojošās

konstrukcijas laukums, m2

A2 - izolējamās telpasekvivalentais absorbcijas fonds, m2

L1 un L2 - skaņas spiedienalīmeņi avota un izolējamātelpā, dB

Konstrukcijas skaņas izolācijuvispilnīgāk raksturo tās izolācijasfrekvenču raksturlīkne (parasti

tercoktāvu) 100 3200 Hz diapozonā, kuras precīza noteikšana prasa akustiskosmērījumus. Būvpraksēun normatīvos skaņas izolācijas raksturošanai plaši izmantogaisa trokšņa izolācijas indeksu Rw ( arīindeksu Rw'; ja ir izteikta skaņas izplatībaapkārtceļiem- attēlā b,c,d). Šosrādītājus nosaka, salīdzinoteksperimentāli vai analītiskiiegūto konstrukcijas izolācijasfrekvenču raksturlīkni ar LVS ENISO ISO 717 raksturlīkni.

Izolācijas indeksanoteikšanai normatīvo līkni

pārvieto par veselu decibelu skaitu uzreālās līknes pusi tik ilgi, kamēr faktiskāslīknes vidējā negatīvā novirze nonormatīvās būs iespējami tuva 2 dB.Negatīvās ir novirzes zem normatīvāslīknes. Vidējānegatīvānovirze atbilst I/16no visu negatīvo noviržu summas.

Par indeksa īsto vērtību uzskatāma

55

pārvietotās normatīvās līknes ordināte pie 500 Hz. Pieļaujamās izolācijas indeksuvērtības nosaka Latvijas Būvnormatīvs LBN 016-03.

LielākajādaļāEiropas valstu nepieciešamās skaņas izolācijas indeksa vērtībasatrodas diapazonā45- 60 dB.

Izolējošo konstrukciju iedalījums.

Dažādu materiālu un veidojumu konstrukcijām piemīt atšķirīgas izolācijasīpašības. Atkarībāno fizikāli - mehāniskāmodeļa būvkonstrukcijas iedala akustiskiviendabīgās un neviendabīgās. Par akustiski viendabīgām uzskatāmas vienkārtīgāskonstrukcijas,kāarītās daudzkārtu konstrukcijas, kuru slāņu saistījums nodrošina tokopējo darbu svārstību procesā (piem. dobtie dzelzsbetona paneļi, apšuvumastarpsienas ar blīvu karkasu u.c.).

Par akustiski neviendabīgām uzskatāmas konstrukcijas, kas sastāv no diviemvai vairākiem cietiem slāņiem, kas šķirti ar elastīga materiāla starpkārtu. Pie šiemelementiem dažkārt pieskaitāmi arīvienkārtas elementi ar lieliem caurumiem. Šādaskonstrukcijas atsevišķo slāņu svārstības ir dažādas.

Skaņas izolācijas spējas apskata atsevišķi viendabīgām un neviendabīgāmkonstrukcijām.

Akustiski viendabīgu konstrukciju skaņas izolācija.

Akustiski viendabīgas konstrukcijas skaņas izolācija vispārējāgadījumāiratkarīga no:

1) skaņas frekvences f;2) virsmas masas m (t.i. konstrukcijas 1m2 masas, neskaitot ribojumu un

stiprinājumus);3) materiāla iekšējo zudumu koeficienta ;4) konstrukcijas lieces stingrības ( elastības jeb Junga moduļa E);5) no stiprinājuma veida un vājinājumu (ja tādi ir) klātbūtnes.Katrs no šiem faktoriem tieši iespaido izolāciju konkrētos apstākļos.Atsevišķi

apskatāma viendabīgaskonstrukcijas skaņasizolācijas frekvenčuraksturlīkne, kurā varizšķirt 3 raksturīgosapgabalus:

56

AI - pašsvārstību apgabals, kurāskaņas izolācija slikti pakļaujas aplēsēm un tiešiatkarīga no materiālu īpašībām un šķērsgriezuma. Viszemākā izolācija atbilstelementa rezonanses stāvoklim.

A2 - tāsaucamā"masas likuma" apgabals. Svārstību ierosināšanai smagākonstrukcijānepieciešams vairāk enerģijas, tātad R m. Šo likumu 1910. gadāformulēja K.Bergers: "skaņas izolācija pieaug par 6 dB pie katra masas m vaifrekvences f divkāršojuma".

Šajāapgabalāspēkālikumsakarība R = 20 lg f m - 47,5, kurm - elementa virsmas masa, kgf - skaņas frekvence, Hz

A3 - "viļņu sakrišanas" jeb telpiskās rezonanses apgabals.Katrāierosinātākonstrukcijāpastāv lieces viļņi un ārējās krītošās skaņas viļņa

garumam sakrītot ar šo lieces viļņa garumu, notiek īpatnēja telpiskās rezonanses(svārstību pastiprināšanās) parādība un, attiecīgi, skaņas izolācijas pastiprināšanās.Viļņu sakrišanu tieši iespaido skaņas krišanas leņķis, tāpēc konstrukcijai maksimālāskaņas izolācija piemīt pie perpendikulāras krišanas, bet minimālā- pie paralēlas (vaituvas tai).

Augstāk par viļņu sakrišanas apgabalu izolācijas līkne aug 7,5 dB uz oktāvu.Akustiski viendabīgu konstrukciju skaņas izolācijas raksturlīkni iespējams

pietiekami precīzi uzkonstruēt arī analītiski , izmantojot būvnormatīvu vairokasgrāmatu grafikas.

Jāatzīmē, ka dažos vienkāršākajos gadījumos, skaņas izolācijas indeksuiespējams noteikt bez izolācijas frekvenču raksturlīknes konstruēšanas. Tā, piemēram,masīvām konstrukcijām Rw = 32,4 · lgm - 26 ( dB).

Pēdējos gados skaņas izolācijas raksturlīknes iespējams konstruēt arprofesionālo datorprogrammu palīdzību.

Caurumu iespaids uz skaņas izolāciju.

Jāatzīmē, ka daudz zemākas izolācijas spējas piemīt konstrukcijām arcaurejošiem vājinājumiem - caurumiem (ailām).

Konstrukcijām ar akustiski "lieliem" caurumiem (logi, durvis) kopējo skaņasizolāciju R var izteikt sekojoši:

R= 10 lg (I + SS

K

c

), kur

SK - konstrukcijas "veselās" daļas laukums, m2

SC - cauruma vai ailas laukums , m2

57

Akustiski "mazu" caurumu iespaidu analītiski precīzi grūti noteikt, jo šeit lomuspēlēne tikai laukums, bet arīcaurumu konfigurācija u.c. faktori. Jāatceras , ka arīmazu defektu (1-3 mm) iespaidākvalitatīvu elementu skaņas izolācijas indekss varpazemināties par 1-5 dB.

Konstrukcijai, kuru veido akustiski dažādi elementi, kopējo skaņas izolācijunosaka sekojoši

RS

Si 10kurkop

kop

-0,1Ri

i=1

n

10lg ,

Skop - visas konstrukcijas kopējais laukums, m2

Si - i-tāelementa laukums, m2

Ri - i-tāelementa skaņas izolācija, dB apskatāmajāfrekvenču joslā.Tādējādi , akustiski “lielu” caurumu gadījumā, konstrukcijas reālāskaņas

izolācija ir atkarīga tikai no cauruma un veselās daļas laukumu attiecības!

Akustiski neviendabīgu konstrukciju skaņas izolacija.

Akustiski neviendabīgu konstrukciju skaņas izolācija vispārējā gadījumāatkarīga no sekojošiem faktoriem:

1) skaņas frekvences f;2) atsevišķo slāņu virsmas masas m;3) atsevišķo slāņu iekšējo zudumu koeficienta ;4) atsevišķo slāņu lieces stingrības , t.i. elastības (Junga) moduļa E;5) starpslāņu biezuma un aizpildījuma;6) "akustisko tiltiņu" veida, t.i. atsevišķo slāņu sastiprinājuma;7) vājinājumu klātbūtnes un nostiprinājuma veida.

Šo konstrukcijuizolācijas frekvenčuraksturlīknei ir daudzsarežģītāka forma, jo jaupazīstamie apgabali (pašsvārstību , masaslikuma, telpiskāsrezonanses) atkārtojas unpārklājas.

Pēdējos gadosradītas datorprogrammas,kas ļauj pietiekami

58

precīzi prognozēt dubultkonstrukciju (t.sk. ar saliktiem slāņiem) skaņas izolāciju. Kāizejas dati aprēķinam nepieciešami slāņu materiālu tilpumsvars, biezums, iekšējozudumu koeficients, Junga modulis , slāņu sastiprinājuma veids un šķirkārtaspildījums.Dubultkonstrukciju minimālās izolācijas raksturošanai nepieciešams noteikt torezonanses frekvenci fo

fo = 500E

dI

mI

mkurdin

I 2

( ),

Edin - dinamiskais elastības modulis, 105 N/m2

d - šķirkārtas biezums, cmmI,m2 - attiecīgo kārtu virsmas masas, kg/m2

Minimālāskaņas izolācija pie šīs frekvences atbilst "masas likuma" vērtībai ar"-10 dB" labojumu. "Izkrituma" zonas platums ir 2 oktāvas. Dubultkonstrukcijasskaņas izolācijas pieaugums vērojams tikai virs rezonanses frekvences.

Šobrīd populārākās akustiski neviendabīgās konstrukcijas ir vieglās starpsienas(KNAUF ,GYPROC u.c) un daudzslāņu grīdas sistēmas (LEWIS, KNAUF).

Konstrukciju izolācijas uzlabošanas metodes troksnim gaisā.

Būtiska loma akustiskajāprojektēšanāir izvēlei starp akustiski viendabīgu vaineviendabīgu konstrukciju .Līdz pat80-tiem gadiem nepastāvēja reālaizvēle un dominēja smagāskonstrukcijas , mūsdienās parastipriekšroka tiek dota vieglajāmdaudzslāņu sistēmām. No akustiskāviedokļa nav viennozīmīgasatbildes , kura sistēmu grupa (kātāda) ir efektīvāka. Raksturīgs irdivu populāru starpsienu izolācijassalīdzinājums , kas veikts uzdatoranalīzes pamata (skat.blakus).

Kāredzams, 150 mm ķieģeļustarpsiena (sarkanālīkne ) uzrāda labākus rezultātus zemo un augsto frekvenčudiapazonā, bet 150 mm KNAUF starpsiena (2x12 mm ģipškartons pa 100 mmkarkasu , zaļālīkne) – vidējo (balss) frekvenču diapazonā. Tādējādi masīvās sistēmas

59

būtu piemērotākas ražošanas un skaļās sabiedriskās telpās ( klubi , diskotēkas,kinoteātri) , bet vieglās sistēmas – ofisiem , dzīvokļiem utt.

Rekonstrukcijāizmanto jau minētos principus. Visvienkāršākāir konstrukcijasmasas palielināšana, taču tāir ekonomiski un konstruktīvi nepieņemama - katrselementa masas divkāršojums dod tikai 6 dB lielu izolācijas pieaugumu.Konstrukcijas atsevišķo slāņu iekšējo zudumu koeficienta palielināšana gan spējietekmēt skaņas izolāciju, taču šīprocesa realizācija parasti ir visai sarežģīta. Betonuiekšējo zudumu koeficientu paaugstina ar īpašu piedevu (plastifikatori u.c.) palīdzību,bet plānsieniņu konstrukcijām - uznesot vibrodemfējošu klājumu (mastikas vai līmētaslāņa veidā). Vibrodemfējošāseguma biezumam vismaz 2-3 reizes jāpārsniedzpamatkonstrukcijas biezumu. Elementu lieces stingrības (cilindriskās stingrības)izmaiņas būtiski iespaido konstrukcijas skaņas izstarošanas spējas un, attiecīgi,izmaina arīskaņas izolāciju . Elementam, kuršsadalīts 4 daļās (piem. ar stingrībasribu palīdzību) piemīt par 3 dB zemāka akustiskās izstarošanas spēja, nekātādam patnedalītam elementam. Tajā pat laikā atsevišķām loksnēm Junga moduļapaaugstināšana ved pie skaņas izolācijas pasliktināšanās.

Efektīva ir stingo saišu minimizācija starp cietajiem slāņiem. KNAUF piedāvāspeciālus metāla plānsienu profilus MW , kas atšķirībāno parastajiem CW nodrošinapapildus 1-2 dB indeksa pieaugumu. Piekārto griestu sistēmām ieteicami īpašieelastīgie piekari , bet apšuvumiem – elastīgie 25 mm profili “federschiene”.Visefektīvākāesošo vienkārtīgo konstrukciju pastiprināšanas metode ir to pārvēršanadubultās, pie tam ar minimālu "akustisko tiltiņu" palīdzību.

Dubultkonstrukciju skaņasizolāciju būtiski paaugstinagaisa šķirkārtu aizpildot arabsorbējošu materiālu un,tādējādi, praktiski likvidējotgaisa šķirkārtas rezonansi (+2...+5 dB). Dubultkonstrukcijucieto slāņu biezumam jābūtpēc iespējas dažādiem (1:2),bet šķirkārtas biezumam - pēciespējas lielākam. Katrsšķirkārtas biezumadivkāršojums nodrošina,aptuveni, 2 dB izolācijaspieaugumu.

60

Pats vienkāršākais, un nereti, vienīgais iespējamais konstrukcijas skaņasizolācijas uzlabošanas pasākums ir dažādo vājinājumu (ailu, nišu, caurumu, spraugu)novēršana. Sekojošaisattēls parāda 19 cmbetona sienas skaņasizolācijas raksturlīknespirms (2) un pēc (I)vājinājumu novēršanas(novērsta virsmasporozitāe un noblīvētasšuves).

Konstrukcijas nostiprinājuma veids tieši iespaido skaņas struktūrizplatību, kuruieteicams minimalizēt. Šajāaspektāpriekšroka dodama elastīgam stiprinājumam,nevis stingiem mezgliem.

Triecientrokšņa izolācijas vispārējās sakarības un normēšana.

Par triecientrokšņa cēloņiem ēkās, vispārējāgadījumāuzskatāmas dažāda veidamehāniskas triecieniedarbes, bet praktiski tie, galvenokārt, ir cilvēku soļi un tāiekārtutrokšņu daļa, kas izplatās iekārtas un konstrukcijas stinga kontakta rezultātā.

Pārseguma konstrukciju triecientrokšņa izolāciju raksturo ar reducētotriecientrokšņa līmeni zem apskatāmāpārseguma Ln, t.i.

kur),A

A10lg(-L=Ln 0

L - triecientrokšņa ģenerātora radītais skaņas spiediena līmenis trešdaļoktāvufrekvenču joslātelpai zem apskatāmāpārseguma, dB

A - ekvivalentais absorbcijas fonds telpai zem pārseguma, m2

A0 - ekvivalentāabsorbcijas fondastandartvērtība, vienlīdzīga 10m2 (atbilstoši dzīvojamo telpuA vidējai vērtībai)Saprotama prasība, kavienādai triecienizolācijasnovērtēšanai nepieciešamsviena veida triecienģenerātors.Standarta triecienģenerātoruveido 5 standarta āmuriņi, kas

61

no noteikta augstuma noteiktāātrumāun kārtībāģenerēsitienus pa apskatāmopārsegumu. Ģenerātoriem ir rokas vai elektriskāpiedziņa (ar reduktoru).

Būvpraksē triecientrokšņa izolācijas normēšanā plaši izmanto reducētātriecientrokšņa indeksu Lnw ( arīindeksu L'nw, ja ir izteikta skaņas izplatība pablakusceļiem), dB. Šos rādītājus nosaka, salīdzinot eksperimentāli vai analītiski iegūtotriecientrokšņu līmeņu - frekvenču raksturlīkni (telpāzem pārseguma) ar LVS ENISO 717 raksturlīkni.

Triecietrokšņa reducētālīmeņa indeksa noteikšanai norādīto normatīvo līknipārvieto (pa veselu decibelu skaitu) uz reālās triecientrokšņu līmeņu līknes pusitikmēr, kamēr vidējānegatīvāreālās līknes novirze no normatīvās nebūs maksimālituva (bet ne vairāk) 2 dB. Par negatīvu uzskatāma novirze virs normatīvās līknes, betvidējānegatīvānovirze atbilst 1/16 no visu (tercoktāvu joslās) negatīvo noviržusummas.

Par indeksa vērtību uzskatāmi šādi pārvietotas reālās līknes ordinātes vērtība pie500 Hz frekvences. Kopumānormējamais frekvenču diapozons ir analogs gaisatrokšņa izolācijas normēšanā izmantojamam (100 - 3150 Hz). Pieļaujamāstriecientrokšņu reducēto līmeņu indeksu vērtības nosaka attiecīgās valstsbūvnormatīvi.

Triecientrokšņa reducēto līmeni zem viendabīga pārseguma (tercoktāvu joslās)iespējams noteikt pēc tuvinātas formulas :

Ln= 135 - 10lgKS1,5 E0,5 h3, kur

Ks - materiāla blīvums kg/m3

E - Junga modulis, Pah - plātnes biezums, m- materiāla iekšējo zudumu koeficientsŠīsakarība ir spēkāfrekvenču diapozonā

f rob < f < 0,37/, kur

f rob - plātnes robežfrekvence, Hz - triecienģenerātora āmuriņa sitiena ilgums pa plātni, sekArītriecienizolācija ir proporcionāla masai - katram tās divkāršojumam atbilst

izolācijas pieaugums par 9 dB. Jāatzīmē, ka akustiski viendabīgas konstrukcijasparasti nepieciešamās triecienizolācijas vērtības nenodrošina ( tam nepieciešamaneattaisnojami liela virsmas masa).

62

Akustiski neviendabīgu konstrukciju triecientrokšņa izolācija.

Lai garantētu normatīvo indeksu vērtību sasniegšanu, vairumā gadījumukonstrukciju jāveido daudzslāņainu ar vienu no trim sekojošām metodēm:

1) "peldošās grīdas" izveidi;2) grīdas elastīgiem segumiem;3) "piekārto griestu" izveidi.

"Peldošās grīdas" izveidēizmantots "masas-atsperes-masas" mehāniskais modelis. Šeit"masas" veido grīdas un nesošākonstrukcija, bet"atsperi" - mīkstais starpslānis. Rezonansesfrekvenci, pie kuras izpaužas dubultkonstrukcijasefektivitāte, nosaka sekojoši

fo = 500Edin

dI

MI

Mkur

G N

( ),

Edin - starpslāņa materiāla dinamiskais elastības modulis, 105 N/m2

d - starpslāņa biezums, cmMG,MN - attiecīgi grīdas un nesošākonstrukcijas virsmas masas, kgKonstrukcijai jābūt ar maksimāli zemu fo vērtību un jāievēro, ka pārmērīga

nesošās konstrukcijas masas attiecība pret grīdas masu (lielāka par 3:1) likvidēnesošās daļas ietekmi uz rezonanses frekvenci. Tādējādi, sagaidāmais triecientrokšņaizolācijas uzlabojums ir tieši atkarīgs no pielietotāstarpslāņa elastīguma un "peldošā"slāņa masas.

Sekojošie grafiki ilustrētriecientrokšņa izolācijas uzlabojumu (TIU) atkarībānostarpslāņa elastības (dinamiskās stingrības S, 107 N/m2) un peldošās grīdas masas.

63

Grīdas elastīgo segumu radītais efekts tāpat atkarīgs no ierosināmās frekvences, pietam rezonanses gadījumā triecientrokšņa izolācija līdzinās nullei. Rezonansesfrekvence fo atkarīga, galvenokārt, no trieciena kontakta laika t un ir vienāda ar

fo = 0,45t

Virs rezonanses frekvences izolācija pieaug par 12 dB oktāvā.Būtiskākāatšķirība starp elastīgajiem segumiem un "peldošajām grīdām" ir tā,

ka seguma efektivitāte ir atkarīga no triecienierosinātāja veida. Tādējādi, jo lielākskontakta laiks, jo zemāka rezonanses frekvence un, attiecīgi, jo mīkstāks un biezākssegums, jo labāka triecienizolācija.

Piekārtie griesti tikai daļēji uzskatāmi par triecienizolācijas metodi, jo vairumāgadījumu ierosinātais nesošais elements izstaro gaisa troksni, kuru tad aizturpiekārtais elements. Piekārtajam elementam jābūt maksimāli blīvam, novietotampietiekami tālu no nesošāslāņa un piekaru sistēmai jānodrošina elasticitāte.

Konstrukciju triecientrokšņa izolācijas paaugstināšanas metodes.

Konstrukciju triecienizolācijas paaugstināšanas metodēm ir daudz kopēja argaisa trokšņa izolācijas uzlabošanu, taču dažas metodes būtiski atšķiras.

64

Kopēja ir akustiski viendabīgas konstrukcijas pārvēršana daudzkārtainā, t.i.veidojot vai nu "peldošās" grīdas vai piekārtos griestus. Tāpat līdzīgas likumsakarībasir saistītas ar nesošās konstrukcijas masas un iekšējo zudumu koeficientapalielināšanu.

Atšķirības izpaužas, pirmkārt,šķirkārtu aizpildošajos materiālos, jotriecienizolācijas nodrošināšanai var tiktizmantoti pietiekami blīvi (gumija,kokšķiedru plātne u.c.) materiāli, taču araugstu elastīguma pakāpi. Otrkārt, daudzlielāka uzmanība jāpievērš"akustiskajiemtiltiņiem" starp cietajiem slāņiem, kuripilnīgi var likvidēt panākto dubultkonstrukcijas efektivitāti. Iepriekšējais attēls parādatriecientrokšņu līmeņa pieaugumu zem apskatāmās konstrukcijas, akustisko "tiltiņu"skaitam palielinoties no 0 (1) līdz10 (2)

Treškārt, triecienizolāciju būtiski paaugstina pat visai plāni (3-5 mm) mīkstieseguma materiāli, kuri gaisa trokšņa izolāciju iespaido nebūtiski.

Kustīgo elementu skaņas izolācija.

Iepriekšapskatītie principi uzskatāmi par vispārīgiem , bet projektējot unmontējot atsevišķus elementus ( logus , durvis ,mobilās starpsienas utt.) , jārēķinās arto ekspluatācijas īpatnībām.

Parastās durvju konstrukcijas ir akustiski viendabīgas ar masu līdz 20 kg/kvm.un teorētiski var nodrošināt skaņu izolācijas indeksus Rw , ne lielākus par 30 dB.

Parasto durvju skaņas izolācijas reālās vertības visbiežākatkarīgas no to blīvējuma pakāpes , un visai reti sasniedzteorētisko robežu. Lai durvis sasniegtu apt. 20 dB izolācijunepieciešama vismaz viena blīvju rinda , pie augstākāmprasībām nepieciešamas divrindu blīves un sliekšņarisinājums.

Speciālās durvju konstrukcijas

veido vai nu dublējot vienkāršās

durvis ar šķirkārtu min.200 mm

(izolācija līdz 42 dB ) vai

veidojot smagu vērtni no metāla,

MDF, finiera ar aizpildījumu no

65

akmensvates ,vai pat smiltīm (izolācija līdz 50 dB).Jāsaka , ka smagu vērtņu lietošana

(piem. Latvijas Radio) parasti ir problemātiska deformāciju dēļ, un tās projektētās

vērtības nereti nesasniedz.

Logu konstrukcijas Baltijāparasti

ir dubultkonstrukcijas , un uz tām

pilnāmērāattiecas iepriekšējās

nodaļās izklāstītais. Galvenās

īpatnības saistītas ar sistēmas siena-

rāmis-stikls darbu, kur kopējo

skaņas izolāciju nosaka vājākais

elements. Pāreja uz pakešlogiem no

akustiskāviedokļa nav vērtējama viennozīmīgi , jo vērtņu blīvuma pieaugumam

(pozitīvs faktors) seko arīstarpstiklu attāluma samazinājums , kas vērtējams negatīvi.

Būtiski skaņas izolāciju var iespaidot dažāda

biezuma stiklu lietošana (piem. 4+8 mm, 6+

6mm vietā) , kāarīstarpstiklu telpas

piepildīšana ar inerto gāzi. Telpās ar jaudīgām

EAS parasti nepieciešama speciālu logu un

vitrīnu projektēšana ar Rw = 40 –55 dB , kas

prasa īpašu stiklu , rāmju un blīvējumu

pielietojumu un nav veicama bez akustikas

konsultanta palīdzības.

Mobilās starpsienas pēdējos gados samērāplaši izplatītas sporta un sabiedriskāstelpās , dodot iespēju lielāku telpu sadalīt2-3 funkcionāli dažādās daļās. Pricipiāli

66

tās iedala akustiski “mīkstās” un “cietās”, atkarībāno ārējo slāni veidojošāmateriālaīpašībām. Konstruktīvi transformācija var notikt elementiem sabīdoties ,sarullējotiesvai sakļaujoties . Augstāka skaņas izolācijas pakāpe piemīt “cietajām “ sistēmām , javien atrisināta atsevišķo elementu savstarpējās noblīvēšanas problēma .Reālās skaņasizolācijas vērtības parasti atrodas diapazonā20 – 35 dBA , neskatoties uz ražotājusolītajiem 40 –50 dB , kas izskaidrojams gan ar nepietiekamu elementu savstarpējāsaslēguma mezglu izolāciju , gan apkārtējo konstrukciju vājinājumiem u.c.problēmām.T.s. vinila mākslīgās ādas starpsienām teorētiskāizolācija ir robežās 18 –31 dB , betpaneļveida (sendvičpaneļi) – līdz pat 37 – 52 dB. Šo elementu iekšējais pildījumsparasti veidots no akmensvates , to iekļaujot anodēta alumīnija rāmjos , betapšuvumam izmanto metālu , finieri, laminātu vai vinilu. Starpsienas ir efektīvasvidējo un augšējo frekvenču diapazonā, bet mazefektīvas – zemo frekvenču (basu )skaņām.

Struktūrtrokšņa izolācijas vispārējās sakarības.

Struktūrtrokšņa izplatību ēkā vislielākajāmērā iespaido tās konstruktīvā shēma, jo šimtrokšņa veidam galvenie šķēršļi ir, pirmkārt,materiāli ar augstu iekšējo zudumu koeficientu un,otrkārt, atsevišķo elementu (sienu, pārsegumu)stiprinājumu mezgli.

Visefektīgākais struktūrtrokšņa likvidēšanasceļš ir tā avotu izolācija, parasti ar tiemvibroizolācijas paņēmieniem, kas apskatītinākamajānodaļā.

Runājot par konstrukciju ietekmistruktūrtrokšņa ierobežošanā, jānorāda, ka to raksturo divi galvenie kritēriji:

1) materiālu iekšējo zudumu koeficients , kas cieši saistīts ar garenviļņaātrumu materiālā(m/s). Jo mazāks garenviļņa ātrums un lielāks iekšējo zudumukoeficients, jo labāka ēkas noturība pret struktūrtroksni. Piemēram, parastākosbūvmateriālus raksturo šādi parametri:

Materiāls Blīvums, T/m3 Garenviļņu ātrums,m/sek

Zudumukoeficients

Tērauds 7,8 5500 0,001

Dzelzsbetons 2,2 ... 2,5 3700 0,006

67

Vieglbetons 0.6 ... 1,3 1700 0,015

Ģipškartons 0,7 ... 0,9 1700 0,06

Tādējādi, tabulas beigās norādītajiem materiāliem piemīt augstākastruktūrtrokšņa izolācijas pakāpe, nekāsākumāminētajiem.

2) konstruktīvo mezglu svārstību izolācija Dv , kas atkarīga no sastiprinājumaveida (locīklas, stings), mezgla konfigurācijas (2), mezglu veidojošo elementuīpašībām (virsmas masas, biezuma, blīvuma, garenviļņu ātruma). Dv vērtībai būtujābūt maksimālai.

Vispārējāgadījumāmezgla izolācija

Dv = 10 lgVV

I2

02 , kur

V0 - ierosinātās konstrukcijas vibroātrums, mm/sekVI - ierosinošās konstrukcijas vibroātrums,

mm/sek

Šajāsakarībāsaprotams, ka labāka struktūrtrokšņaizolācija būs sienu – siju sistēmas un paneļēkās, kursastopami padevīgāki mezgli, nekāmonolītās būvēs arizteikti stingiem mezgliem. Struktūrtrokšņus ierobežojošiepasākumi reglamentēti būvnormatīvos.

INŽENIERIEKĀRTU TROKŠŅA SLĀPĒŠANA

Bez sadzīves trokšņiem (soļi, sarunas, mājas un sadzīves aparatūra u.c.) ēkāsjārēķinās ar dažāda veida inženieriekārtu un tehnoloģiskāaprīkojuma radītajāmskaņām.

Galvenie akustiskādiskomforta cēloņi ir:1) ūdensapgādes un siltumapgādes sistēmas, galvenokārt to sastāvāietilpstošie

sūkņi, cauruļvadi, krāni un ventiļi, radiatori, elevatori un kompresori;2) ventilācijas sistēmas, galvenokārt to sastāvāietilpstošie ventilātori, gaisa

vadi, pieplūdes kameras un izplūdes deflektori, kondicionieri;3) liftu iekārtas, galvenokārt, elektriskās tītuves un palaišanas iekārtas;4) elektroiekārtas - dzinēji, transformātori un sadales skapji;5) cita veida iekārtas, galvenokārt, speciālās mašīnas un darbagaldi.

68

Inženieriekārtu akustiskās darbības pamatprincipi.

Atkarībā no trokšņa ģenerēšanas fizikālāprincipa atšķirsies arītrokšņaslāpēšanas metodes.

Visizplatītākais iekārtu trokšņa elements ir mehāniskais troksnis. Rotācijasmašīnām tas atkarīgs no apgriezieniem un iespējamādebalansa, kāarīno iekārtasjaudas, bet cikliskas darbības mašīnām tas ir atšķirīgs darba un brīvgājiena laikā.Mehāniskais troksnis parasti ir pastāvīgs, taču var būt arīizņēmumi (piemēram,periodisks). Tāiedarbība parasti vērojama pie atsevišķām, zemām frekvencēm.

Gāzu un šķidrumu plūsmu trokšņi ir otri izplatītākie. Šie trokšņi ir tieši atkarīgino caurplūdes ātruma, vides īpašībām, visa veida hidro- un aerodinamiskajāmpretestībām. Trokšņa līmenis tieši pieaug palielinoties patēriņam, t.i. fiksētašķērsgriezuma cauruļvados pieaugot spiedienam.

Šie trokšņi rodas gan pašā cauruļvadusistēmā (galvenokārt, sazarojumos unlīkumos), gan regulējošās armatūraselementos. Troksni būtiski paaugstina tādidefekti kāvirpuļi un kavitācija, tas vērojamsvidējo un augsto frekvenču diapozonā.

Magnetostrikcija ir daudzu elektriskoiekārtu trokšņa izsaucēja. Spēcīgasmagnētiskās plūsmas iespaidā iekārtas

serdes materiāls tiek iesvārstīts un rodas vibrācija, kas daļēji izpaužas trokšņa veidā.Sevišķi tas attiecas uz transformātoriem, droselēm un tamlīdzīgām iekārtām.

Cita veida trokšņi parasti saistīti ar krišanas parādību (strūklu vai pilienu krišanatvertnēs, āmura vai cirvja krišana, atkritumu vadu darbība) vai slīdes parādībām(piem. lifta kabīnes slīde gar vadulēm).

Iekārtu prettrokšņa pasākumi.

Skaņas izolācija.

Šīmetode plaši apskatīta iepriekšējās nodaļās, un efektīvi izpaužas gaisa untriecientrokšņa mazināšanā. Nepieciešamo skaņas izolāciju R vispārējāgadījumāvaraprēķināt sekojoši

69

R = LT - LP - 10 lg BT - 10 lg BI + 10 lg S + 6, kurLT -visu telpāvienlaicīgi darbojošos iekārtu summārie skaņas jaudas līmeņi, dBLp -pieļaujamie skaņas spiediena līmeņi izolējamātelpā, dB. (Nosaka saskaņā

ar Sanitāro normu prasībām)

B SI -T

T T

T

- trokšņainās telpās akustiskākonstante, kur

ST - trokšņainās telpas virsmu laukums, m2

T - trokšņainās telpas vidējais skaņas absorbcijas koeficients,

BSI -i

i i

i

izolējamās telpas akustiskākonstante, kur

Si - izolējamās telpas virsmu laukums, m2

i - izolējamās telpas vidējais skaņas absorbcijas koeficients,S - norobežojošās (izolējošās) konstrukcijas laukums, m2

Pilnīgas skaņas izolācijas (sienas, pārseguma veida) realizācija var nodrošināt trokšņaslāpējumu līdz pat 60 dB,bet praksētās efektivitātenepārsniedz parasti 40 dB.

Īpatnējs iekārtuskaņas izolācijas veids irakustiskie pārsegi, t.i.izolējošas čaulas(stacionāras vai mobilas),kas pārsedz trokšņainoiekārtu vai tās daļu.

Šādu elementu parasti veido no viegliem materiāliem (koks, finieris, metāla loksnes),obligāti tajāatstājot tehnoloģiskos caurumus, un vienlaicīgi nodrošinot iekārtasventilāciju. Iekšējo virsmu ieteicams veidot absorbējošu , bet gaisa pieplūdes –nosūces sistēmai jābūt trokšņus slāpējopšai. Pārsegu efektivitāte parasti nepārsniedz20 -30dB.

70

Absorbcija.

Trokšņa slāpēšanai telpā iespējamsizmantot arī absorbentus - tie samazinaatstarotās enerģijas daļu un pazeminareverberāciju. Kopumā šī metode varnodrošināt skaņas līmeņa pazemināšanos līdz 6- 8 dBA, bet atsevišķās spektra joslās - nevairāk par 10 - 12 dB. Vienkāršoti sagaidāmotrokšņa līmeņa pazeminājumu telpāL varaprēķināt sekojoši

L = 10lg AI / A0 , KUR

AI - telpas ekvivalentais absorbcijas fondspēc absorbentu uzstādīšanas, m2

A0 - telpas ekvivalentais absorbcijasfonds pirms absorbentu uzstādīšanas, m2

Kāredzams, katrs absorbcijas daudzuma divkāršojums pazemina troksni par 3dB, tāpēc šo metodi mērķtiecīgi lietot telpām bez sākotnējās absorbējošās apdares.Svarīgi ir, lai absorbenta frekvenču raksturlīknes forma atbilstu trokšņa spektraformai. Gadījumos, ja trokšņa spektrs satur diskrētus toņus (piem., transformātoriem),mērķtiecīgi lietot Helmholca rezonātorus, kas noskaņoti uz attiecīgātoņa.

Speciāls absorbentu pielietojuma veids ir ventilācijas gaisa vadu trokšņaslāpētāji.Šīs iekārtas (skat. zīmējumu) izmanto "slīdošās" absorbcijas principu, t.i.

tiešās skaņas papildabsorbciju tai mazāleņķīslīdot gar absorbentu. Konstruktīvi var būtplākšņveida, cauruļveida un kameru slāpētāji.Kameru slāpētāji nereti savieno absorbcijas untilpumu rezonātoru uzbūves principus.

71

Ekranēšana.

Akustiskāekranēšana nozīmēskaņas difrakcijas izmantošanutrokšņa slāpēšanai starp avotu unaizsargājamo zonu novietojotšķērsli. Šīšķēršļa (akustiskāekrāna)efektivitāte ir tieši proporcionālaiedomātas tiešās un difraģētāsskaņas ceļu gājienu starpībai , m,un apgriezti proporcionāla skaņasviļņa garumam. Bezgalīga garumaekrāna akustisko lielumu noteikšanas shēma attēlota zemāk.Akustiskās ekranēšanas efektivitāte tieši atkarīga arīno šķēršļa izolācijas spējas - tā

virsma masai jābūt vismaz15 - 20 kg/m2, navpieļaujama spraugu uncaurumu veidošanās.Maksimālā ekranēšanasefektivitāte var sasniegt 20 -25 dB, taču tikai tad, jaminimalizēta atstarotāsskaņas iedarbe (t.i. novērstiatstarojumi no apkārtējāmvirsmām, kuri var nonāktaizsargājamāzonā).

Vibroizolācija.

Vibroizolācijas mērķis ir ierosinošo svārstību ietekmes mazināšana araizsargājamo konstrukciju. Vibroizolācija ir galvenais sekundāro akustiskoizstarojumu vājināšanas paņēmiens, kam īpaša loma struktūrtrokšņu ierobežošanā.

Pasākumu efektivitāti raksturo ar svārstību līmeņa samazinājumu(vibroizolāciju) V

72

kur,VV10lg=V

21

22

V12 - svārstošās konstrukcijas vibroātruma kvadrāts pēc vibroizolācijas

pasākumu veikšanas, mm/sV2

2 - svārstošās konstrukcijas vibroātruma kvadrāts pirms vibroizolācijas

pasākumu veikšanas.Mašīnu un iekārtu vibroizolēšanai izmanto vai nu parastos elastīgos būvmateriālus(gumiju, akmensvati ) vai īpašus rūpnieciskus vibroizolātorus. Rūpnieciskievibroizolātori iedalāmi 3 grupās:

1) atspertipa , kas efektīvinoteiktā zemo frekvenču apgabalā.Paredzēti pielietošanai ar vidēji un ļotismagām mašīnām.

2) gumijveida (t.sk. starplikas),kas efektīvi plašāvidējo un augstofrekvenču diapozonā, taču vieglām unvidēji smagām iekārtām.3) kombinētie, kas apvieno abu iepriekšminēto īpašības un attiecīgi izceļas arvislabāko efektivitāti.

Atsevišķs vibroizolācijas gadījums ir vibroizolējošie pamati, kuros izmantotiatsperes vibroizolātori kombinācijāar "peldošo plātni".

Vibroizolācijas pasākumi ēkās aptver arīcauruļvadu un elektroiekārtu vibroizolāciju.Maģistrālajiem cauruļvadiem elastīga montāža ir obligāta , citiem – ieteicama.

73

Pie vibroizolācijas pasākumiem pieskaitāma arīizolējošo šuvju un tranšeju izveide apliejaudas vibrāciju avotiem. Sekojošajāattēlāparādīts komplekss prettrokšņa unvibroizolācijas risinājums ēkāizvietotai ventilācijas – kondicionēšanas mašīntelpai.Risinājums ietver vispārēju vibroizolatoru (t.sk. ar “peldošo plātni “) un elastīgupiekaru pielietojumu , kombinējot ar skaņas izolācijas un trokšņa absorbcijaspasākumiem.

74

APBŪVES AKUSTIKA.

Mūsdienu apdzīvotās vietas - pilsētas un ciemus - raksturo augsta urbanizācijaspakāpe un, attiecīgi, liels trokšņa avotu skaits ar ievērojamiem skaņas līmeņiem (70 100 dBA).

Pēc trokšņa izplatības pakāpes tāavotus pilsētās var novērtēt sekojoši:1) ielu transporta plūsmas ;2) dzelzceļu līnijas un mezgli;3) lidlauki un aviolīnijas;4) ražošanas , enerģētisko objektu un apkalpes sfēras uzņēmumi;5) izklaides un sporta būves , spēļu laukumi;6) būvlaukumi,mobīlās remonta, labiekārtošanas un tīrīšanas iekārtas..

Jāpievēršuzmanība arīdažādiem trokšņa avotiem, kuri šajās grupās neietilpst -piem., aizsprostiem, šautuvēm utt.

Lielākā daļa iepriekšminēto avotu ģenerē nepastāvīgu troksni, kuraraksturošanai lieto citus kritērijus, nekāpastāvīgajiem trokšņiem - ekvivalentos unmaksimālos skaņas līmeņus avota darbības laikā(attiecīgi dienas ,vakara un naktslaikā).

Par ekvivalento (nepastāvīga trokšņa) skaņas līmeni uzskata tādu pastāvīgatrokšņa skaņas līmeni, kam ir tāds pats vidējais kvadrātiskais skaņas spiediens kāapskatāmajam nepastāvīgajam troksnim dotajālaika intervalā.

Maksimālais skaņas līmenis ir nepastāvīgātrokšņa līmeņa maksimumvērtībaapskatāmajālaika intervalā(jeb līmeņa robežvērtība, kura tiek pārsniegta 1% nomērījuma laika).

Latvijādarbojošies Ministru Kabineta noteikumi reglamentēne tikai pastāvīgoavotu radītos trokšņa līmeņus, bet arīnepastāvīgo trokšņu novērtēšanas līmeņus , kasbūtībāir attiecīgi koriģēti (uz tonalitātes ,impulsitātes u.c. ietekmēm ) ilgtermiņaekvivalentie līmeņi.. VairumāEiropas valstu pieļauj 50 60 dBA līmeņus dienādzīvojamāapbūvēun 35 45 dBA - naktī.

Ārējo trokšņa avotu raksturojumu noteikšana.

Trokšņu avotu raksturojumu iespējams noteikt ar analītiskām (dažkārtgrafoanalītiskām) metodēm, vai akustisko mērījumu ceļā. Praksēesošāstāvokļaanalīzei priekšroka dodama tiešajiem mērījumiem, bet projektēšanāun prognozēšanā-aprēķiniem.

75

Trokšņu kartēšana ir jauns prasību komplekss ,ko nosaka Latvijas līdzdalībaES. Saskaņāar ES Direktīvu prasībām , arīlielākajām Latvijas pilsētām unaglomerācijām ,kāarītransporta maģistrālēm līdz 2007. gadam jābūt izstrādātāmtrokšņa kartēm .AttiecīgāDirektīva trokšņa kartes interpretēka plašu dokumentu , kasne tikai satur attiecīgai teritorijai nozīmīgu trokšņa avotu datus un izplatības ainu ,bet arīparāda šo trokšņu ietekmei pakļauto iedzīvotāju īpatsvaru un paredz galvenostrokšņu normalizēšanas ceļus un etapus.

Sekojošāattēlāparādīts fragments no Birmingemas (AK ) trokšņa kartes.

76

Ielu un autoceļu troksnis.

Transporta plūsmas troksnis atkarīgs no tās intensitātes (vienības stundā),ātruma (parasti statistiski vidējā, km/h), kravas automobīļa īpatsvars (%), ceļagarenprofila un seguma, satiksmes organizācijas. Ievērojot šos parametrus, plūsmasekvivalento skaņas līmeni kustības maksimumstundai var izteikt ar empīriskusakarību (kustība 2 joslās)

LA 7,5 = 4,3 + 10lg NV2 (I + 0,0835 KKR)*, kurLA7,5 - ekvivalentais skaņas līmenis 7,5 m no malējās kustības joslas ass, dBAN - kustības intensitāte, ekipāžas/stundāV - plūsmas vidējais ātrums, km/hKKR - kravas automobīļu un autobusu īpatsvars plūsmā, %*- Speciālās datorprogrammās tiek izmantotas citas formulas.

Šādāveidānoteiktais līmenis atbilstbrīvā lauka apstākļiem, taču praksētransporta maģistrāli nereti ieskauj apbūve,plūsmāvar iekļauties tramvaja līnija, un,visbeidzot kustības joslas var būt šķirtas arsadalošo joslu. Visi šie faktori, protams,iespaido līmeni .Tādējādi, galīgais plūsmasraksturojums LA

LA = LA 7,5 + n

I=iiA kur,L

L Ai - attiecīgi i- tais koriģējošais lielums, kas ievērtēiepriekšminētos faktorus.Automaģistrāļu trokšņi

parasti atrodas 60 85 dBArobežās, ielu – 50 –75 dBA.Jāatceras, ka korekcijasmaksimālākopvērtība nedrīkstētupārsniegt 6 7 dBA. Parastiapbūves iespaids vērtējams ar +2+5dBA, tramvaju klātbūtne +2+4 dBA, starpjoslas iespaids -I-3dBA, ceļa segums 0 +4 dBA. Plūsmas trokšņa maksimālos līmeņus nosakatrokšņainākāekipāža. Dažādās valstīs sastopami atšķirīgi autotransporta plūsmutrokšņa vērtējuma bāzes attālumi ( piem. 10 vai 25 m) ,tāpēc attiecīgie dati nereti nav

77

tieši salīdzināmi. Ielu trokšņa frekvenču ainādominē63 250 Hz joslas, mazāknozīmīgas ir augstās frekvences virs 1000 Hz (skat.att.)

Dzelzceļa līnijas un mezgli.

Dzelzceļa līniju radītaistroksnis atkarīgs no ļotidaudziem faktoriem, nokuriem galvenie irsastāva veids, vilcējatips, sliežu ceļa stāvoklisun gulšņu veids, kustībasrežīms un ātrums.Dzelzceļa plūsmasekvivalento skaņaslīmeni vienkāršoti var

noteikt sekojoši:LA7,5 = 45,2 + 10lg(VpNp + 0,00857Ve

2,5Ne + 10VkNk)*, kurLA7,5 - ekvivalentais skaņas līmenis 7,5 m attālumāno malējās sliežu ceļa ass;Vp,Ve,Vk - attiecīgi pasažieru, elektrisko un kravas vilcienu ātrumi apskatāmajā

posmā, km/h;Np,Ne,Nk - attiecīgi pasažieru, elektrisko un kravas vilcienu skaits stundā

apskatāmajāposmā, gab.*- Speciālās datorprogrammās tiek izmantotas citas formulas ,sakarība

piemērojama tikai bij.PSRS ražotiemsastāviem.

Dzelzceļa līniju trokšņi parastiatrodas 65 85 dBA robežās.Ievērojot, ka esošā apbūve nodzelzceļa parasti ir pietiekamiattālināta (pēc PSRS normām - 100m), ceļa garenkāpums ir nebūtisks,dzelzceļa ekvivalentajam troksnimparasti nav nepieciešams ievērotlabojumus. Akustiskajā emisijābūtiski neatšķiras koka un betonagulšņi.

Dzelzceļa trokšņa maksimālie

78

līmeņi parasti ir tieši atkarīgi no lokomotīves un vagonu veida , sliežu sastiprinājumaveida (metinātās vienlaidu sliedes ģenerēmazāku maksimālo līmeni nekāposmainās).Dīzeļvilcienu spektrādominēzemo frekvenču skaņas (a) , bet elektrovilcienu – 1000-4000 Hz joslas (b). Sarežģītāka akustiskāaina raksturo dzelzceļa mezglus, jo tur bezjau minētās sastāvu kustības noris to sakabes un pārformēšanas darbi, lietoelektroakustisko apskaņošanu, atrodas ievērojams skaits pārmiju un strupceļu - t.i.elementu, kuri nodrošina papildus trokšņa rašanos. Šīiemesla dēļdzelzceļu staciju,šķirotavu, parku un depo trokšņu novērtēšana veicama vienīgi uz mērījumu bāzes.

Aviolīnijas un lidlauki.

Aviolīnijas troksnis atkarīgs no lidmašīnu tipa,lidojumu trases trajektorijas, lidmašīnu kustībasintensitātes. Viena un tā paša tipa lidmašīnu

pacelšanās un nolaišanās trokšņiir atšķirīgi. Aviolīniju unlidlauku troksni ir iespējamsnovērtēt kā analītiski, tāmērījumu ceļā, taču šis darbsprasa ļoti augstu izejas datuticamību un izpildītājukvalifikāciju.Ekvivalento skaņas līmeņunoteikšanai nepieciešams zinātlidmašīnu skaitu, tipu, to radītosmaksimālos līmeņusapskatāmajā punktā, kā arītrokšņa iedarbības ilgumu.Starptautiskai lidostai “Rīga”trokšņa pētījumus 2000 gadāveica LAA speciālisti , kā

79

rezultātātika iegūti svarīgie ekvivalentāun maksimālāskaņas līmeņa kontūri lidostaiapkārtējās teritorijās. Uz šo datu bāzes , ievērojot lidostas attīstības prognozes , tikaaprēķināti sagaidāmie akustiskie apstākļi tuvai un tālākai perspektīvai. Lidostasakustisko kontroli veic vai nu periodiski (parasti ne retāk kāreizi 5 gados ) , vaipastāvīgi , izmantojot datormonitoringa sistēmas.

Rūpniecisko objektu troksnis.

Šīgrupa aptver ārkārtīgi plašu diapozonu izmantoto iekārtu, agregātu,tehnoloģisko līniju un transporta sistēmu jomā, kuru trokšņa noteikšanai izmantojamivai nu katalogu izgatavotāju dati, vai mērījumu rezultāti. Apbūves akustikābūtiskāk irnovērtēt attiecīgāuzņēmuma akustisko starojumu kopumā. Šīiemesla dēļizmantodivas dažādas metodes, attiecīgi uzņēmuma tuvajam un tālajam laukam, taču kāizejasdati abos gadījumos nepieciešami mērījumu rezultāti.

1) Tuvālauka metode. Ja nepieciešams noteikt trokšņa līmeņus uzņēmumatuvajā akustiskajā laukā, t.i. attālumos, kas mazāki par divkāršotu teritorijasmaksimālo gabarītu, rīkojas sekojoši:

- veic mērījumus pa uzņēmuma perimetru ar soli, ne mazāku par 50 m, pie tammērpunktus, tajos noteiktos līmeņus un iespējamos trokšņa avotus fiksēplānā;

- atkarībāno atsevišķāavota akustiskātipa uzņēmuma teritorijā(t.i. punktveida,lineāra un plakana) un zināma līmeņa fiksētā attālumā, pēc brīva laukalikumsakarībām nosaka trokšņa līmeni interesējošāvides punktā.

2) Tālālauka metode. Attālumos, kuri 2 3 reizes pārsniedz uzņēmumamaksimālo gabarītu, visu uzņēmumu var nosacīti uzskatīt par vienu avotu. Tādējādi,

- veic mērījumus pa uzņēmuma perimetru ar soli, ne mazāku par 50 m, pie tamgan mērpunktos, gan tajos noteiktos līmeņus fiksēplānā;

- nosaka vidējo skaņas līmeni (ekvivalento vai maksimālo) pa perimetru pēcformulas

Lī= 10lg 10 100,ILi

i= I

n

lgn, kurLi - i-tais izmērītais līmenis, dBAn - kopējais mērpunktu skaits- nosaka visu uzņēmuma kopējo skaņas jaudas līmeni pēc formulas

LPA =L ī+ 10 lg2S, kurS - uzņēmuma teritorijas laukums, m2

- zinot mērpunktu koordinātes aprēķina uzņēmuma ekvivalentāakustiskācentrakoordinātes

X X X Xc

IILI

2IL2

nILn

0, ILI 0,IL2 0, ILn

10 10 10

10 10 10

0 0 0, , ,.. ....

80

Y Y Y Yc

I0,ILI

2IL2

n0,ILn

0, ILI 0,IL2 0, ILn

10 10 10

10 10 10

0, . .....

- zinot līmeņus mērpunktos un mērpunktu attālumus līdz akustiskajamcetram, saskaņāar punktveida avota trokšņa dzišanas likumībām, nosakatrokšņu līmeņus interesējošāvides punktā.

Pēdējos gados ražošanas objektu trokšņa prognozēšana kļuvusi datorizēta ,pamatāizmantojot kāizejas datus atsevišķo avotu skaņas jaudas līmeņus .Visa tālākātrokšņa izplatība , arīražotnes teritorijā,tiek aprēķināta saskaņāar nākošajās nodaļāsizklāstīto pieeju.

Rūpniecības un komunālo uzņēmumu ekvivalentie skaņas līmeņi pa perimetruparasti ir 65 85 dBA robežās, bet uzņēmumu kopējie skaņas jaudas līmeņi 100 140 dBA robežās.

Citi trokšņa avoti.

Jauna akustiski nelabvēlīguobjektu grupa Latvijāir naktsklubiun diskotēkas , jo skaņas spiedienalīmeņi to iekštelpās sasniedz 110dBA , bet ārējās konstrukcijas bezpastiprināšanas nespēj nodrošinātpietiekamu izolāciju .Rezultātānakts akustiskādiskomforta zonasaptver pat vairākus kvartālus.Atklātās transformātoru

apakšstacijas parasti ir tonālu pastāvīgu trokšņu avots. To līmeņi atkarīgi notransformātora jaudas , sprieguma un izmantotādzesēšanas veida (dabiskāvaipiespiedu ar ventilatoriem).

Transformātora jaudaMVA

10 16 25 32 40 63 80 125 200

Skaņas līmenis LA,dBA

70 72 75 75 76 77 77 79 80

Sporta spēles, dažādas iekraušanas - izkraušanas operācijas, tīrīšanas darbiparasti rada 60 80 dBA lielus trokšņa līmeņus.

81

Ievērojamu ietekmi uz pilsetas akustisko vidi atstāj būvlaukumi , jo lieljaudastehnikas (ekskavatori ,pāļdziņi ,betona sūkņi , kompresori,u.c.) skaņas jaudas līmeņi ir95- 130 dBA robežās .

Pilsētu akustisko vidi būtiski iespaido arī sūkņu stacijas, slēgtā tipatransformātoru stacijas,restorāni ar ārējo troksni 55 75 dBA. Vairumāgadījumušādu trokšņu avotu līmeņus nosaka mērījumu ceļāvai ar datoranalīzes palīdzību.

Trokšņa izplatība apbūvē.

Trokšņa izplatību reālāpilsētbūvnieciskāvidēiespaido skaņas izkliede, dzišanagaisāun stādījumos, zemes virsmas absorbcija, ēku, būvju un reljefa elementuekranēšanas efekti.

Skaņas līmeni aprēķina punktāapbūvēLATER nosaka sekojoši :

kur,LLLLLLLL EKRASTADAGAISAVIRSAREDZAATTAATERA

L -A skaņas avota līmenis (ekvivalentais vai maksimālais) dBA, noteiktajā

bāzes attālumā; ATTAL attāluma radītāskaņas dzišana saskaņāar brīvālauka nosacījumiem,

dBA; REDZAL lineāro

skaņas avotu redzamībasleņķa ierobežojuma radītātrokšņa papildus dzišana,

VIRSAL teritorijas

virsmas absorbcijas("slīdošās absorbcijas") radītātrokšņa dzišana, skat. attēlu;

GAISAL trokšņa

dzišana gaisa molekulārāsabsorbcijas dēļ;

kur r -īsākais attālums no skaņasavota līdz aprēķina punktam,m;

STADAL stādījumu

joslu radītātrokšņa dzišana,

82

kuras efektivitāti orientējoši var noteikt pēc sekojoša attēla;

LA EKR ēku, būvju un reljefu radītais ekranēšanas efekts, kuru var noteikt pēc

sekojošām formulām atkarībāno tiešās un difraģētās skaņas ceļa starpības (m)(lineāriem avotiem) - skat. "Akustisko ekrānu projektēšana"

0,05ja15,+g61L EKRA 50ja),7+5(IL EKRA < 0,05

Visu augšminēto faktoru ievērošana aplēsēs ir ļoti darbietilpīga, pie tamjāievēro, un atsevišķās situācijās jārēķinās vēl ar citiem papildfaktoriem (trokšņadzišana individuālajāapbūvē, pastāvīgu valdošo vēju ietekmēu.c.).

Šī iemesla dēļ, akustiskās situācijas analīzei apbūvē plaši lietokompjūtertehnoloģiju, kas ne vien samazina aplēšu laiku, bet ļauj arīgrafiski attēlotun novērtēt trokšņa izplatību. Pilnīgākās šāda veida datorprogrammas ir IMMI (att.) ,LIMA , SoundPlan ,MITHRA, Noisemap 2000 , taču visas tās paredzētas tikaiprofesionāliem lietotājiem.

83

Prettrokšņa pasākumu projektēšana.

Prettrokšņu pasākumu projektēšana iespējama visos tāizplatības etapos -trokšņa avotā, izplatības ceļāun aizsargājamāobjektā,un tās vispārējo kārtību nosakaLBN :

Trokšņa avotāveicamie pasākumi ietver:1) avota režīma regulāciju un ekspluatācijas normu precīzu ievērošanu

(efektivitāte līdz 10 dBA);2) avota nomaiņa ar akustiski mazāk aktīvu analogu (efektivitāte līdz 15 dBA);3) avota vibroizolāciju, tādējādi, mazinot tāakustisko izstarojumu (efektivitāte

līdz 10 dBA);4) trokšņa avota darbības laika ierobežošanu.Prettrokšņa pasākumi skaņas izplatības ceļāietver:1) izplatības ceļa palielināšanu attālinot aizsargājamo objektu no avota un otrādi

(efektivitāte 3 4 dBA katram attāluma divkāršojumam no lineāra un 6 7 dBA - nopunkveida avota);

2) skaņas izolācijas pasākumus (t.i. pilnīgu avota nošķiršanu no apkārtējās videsar pārsegumu, atsevišķu ēku utt.) ar efektivitāti līdz 50 dBA;

3) skaņas ekranēšanas pasākumus, t.i. tiešo skaņas izplatību ierobežojošušķēršļu - ekrānu, ēku, reljefa elementu radīšanu vai izmantošanu (efektivitāte līdz 25dBA);

4) skaņas absorbcijas un absorbcijas - ekranēšanas pasākumus, (t.i. teritorijasseguma izmaiņas, augu joslu un mežu masīvu izmantošanu) ar efektivitāti līdz 15dBA.

Prettrokšņa pasākumi aizsargājamāobjektāietver:1) skaņas izolācijas pasākumus, aizsargājamo objektu vai telpu pilnīgi nošķirot

no trokšņainās vides ar norobežojošo konstrukciju palīdzību (efektivitāte līdz 50dBA);

2) arhitektoniskāsplānošanas paņēmienus,aizsargājamās telpas vaizonu orientējot klusākajosvirzienos – t.s. “prettrokšņaēkas” (piem. Rīgā, Vairogaielā) , kā arī bloķējottrokšņainās zonas(efektivitāte līdz 30 dBA).

84

Akustisko ekrānu projektēšana.

Akustisko ekrānu (vai ekranējošu ēku un būvju) akustisko efektivitāti varnoteikt pēc iepriekšminētajām formulām, vai ar profesionālām datorprogrammām.

Praktiskālietošanājāatceras, ka uz līnijas, kas savieno avota akustisko centru araizsargājamo objektu un šķērso ekrāna malu, tāakustiskāefektivitāte ir 5 dBA (t.i. =0m). Būtiski atcerēties, ka iepriekšminētie nosacījumi attiecas tikai uz bezgalīgiemekrāniem, jo neliela ekrāna garuma gadījumā, skaņai difraģējot ap ekrāna galiem,kopējāefektivitāte būs zemāka. Šādāgadījumā, apzīmējot nosacīti bezgalīgu ekrānaefektivitāti ar L, reāla garuma ekrāna efektivitāte LR būs:

L L + 10lg + kurR 180

,

un leņķi saskaņā arzīmējumu. Ekrāna projektēšanājāievēro sekojoši akustikasprincipi:

1) ekrāna virsmas masaijābūt pietiekamai, lai tāstrādātukāšķērslis tiešās skaņas ceļā(skat.tabulu); šī iemesla dēļ

ekrāniem neizmanto viendabīgas vieglās konstrucijas.

L dBAA EKR 5 10 14 16 18 20 22 24

Min.virsmas

masa kgm2

14 17 17 20 22 24 32 39

2) ekrāna

85

virsmai, kas vērsta pret skaņas avotuieteicams būt absorbējošai, jo pretējāgadījumā (pateicoties skaņasatstarošanai) pieaugs līmeņi uzmaģistrāles un tās pretējāpusē,3) ekrāna frontālai plaknei jābūt bezatstarpēm, spraugām un caurumiem, jošādi vājinājumi būtiski (par 10 dBA un vairāk) pazemina ekrāna efektivitāti;

4) interferences efektamazināšanai un ekranēšanaspalielināšanai ieteicams, laiteritorijas virsma abpus ekrāna(vai vismaz vienāpusē) būtumaksimāli absorbējoša.Arhitektoniski un konstruktīviekrāni var tikt veidoti ļotidažādi ar plašu būvmateriālu -mūra, dzelzsbetona, metāla,

monolīta stikla ( akrila) un koka - pielietojumu. Lai nodrošinātu apkalpes unšķērsošanas iespējas , ekrānos veido durvis vai “akustiskos labirintus”. Augstusekrānus nereti apvieno ar tādas funkcijas būvēm, kurās ir pieļaujami paaugstinātitrokšņa līmeņi.Baltijāievērojamākais prettrokšņa ekrāns realizēts par privātiem līdzekļiem (!) Rīgā,firmas “LIDO” kompleksa aizsardzībai pret Krasta ielas autotransporta trokšņiem .Tāpamatkonstrucijuveido virs akmenscokola montēti H –tipa metāla statņi ,kuros iestiprinātas 4 maugstas akrila vitrīnas.Ekrāns ir atstarojošs ,kas konkrētajāpilsētbūvnieciskajāsituācijāir pieļaujams.

86

Stādījumu joslu projektēšana.

Stādījumu joslu un mežu masīva radīto trokšņa slāpēšanas efektu veido divasgalvenās akustiskās parādības:

1) joslas (vai meža masīva) frontālās plaknes zināma atstarošanas spēja;2) skaņas absorbcija un izkliede stādījumu lapotņu - stumbru sistēmā.Ievērojot abas šīs parādības, stādījumu joslu radīto akustisko efektu STADL var

aprēķināt sekojoši

z

1zASTAD kurz,5,1BL

A - skaņas dzišanas koeficients, dBA/mz - stādījumu joslu skaits, gabB - stādījuma joslas platums, mSkaņas dzišanas koeficienti (dBA/m) ir tieši atkarīgi no joslas dendroloģiskā

sastāva un lapotnes blīvuma, un to vidējās vērtības apkopotas sekojošātabulā:

Stādījuma veids Skaņas dzišanas koeficienti, dBA/m

1. Lielu priežu mežs 0,08

2. Bieza priežu jaunaudze 0,123. Egļu mežs 0,16

4. Lapkoku mežs 0,14

5. Biezs dzīvžogs 0,26

Formula uzskatāmi parāda, kaaugstāka akustiskā efektivitāte piemītvairākām paralelām stādījumu joslām,nekā vienai joslai ar kopējo platumu,vienādu atsevišķo joslu platumu summai.

Ievērojot skaņas difrakcijas spēju,jebkuras no kokiem veidotos stādījumusjoslas strumbru daļa obligāti aizsedzamas (

ar blīvu krūmāju joslām , vaļņiem vai ekrāniem). Izvēles gadījumāpriekšroka dodamamūžzaļiem kokiem un augiem , jo lapu koki līdz ar veģetācijas sezonas beigāmpraktiski pilnīgi zaudēsavas akustiskās īpašības.

Stādījumu joslu absorbcijas efektivitāte ir frekvenču atkarīga - zemo frekvenču(zem 250 Hz) diapozonāabsorbcijas koeficientu vērtības parasti ir zemas un vispārējāgadījumāaprēķināmas sekojoši:

f A

3 f ( )

8

87

Ēku fasāžu elementu prettrokšņa projektēšana.

Ēku fasāžu kopējo skaņas izolāciju praktiski nosaka to veidojošie akustiskivājākie elementi parasti - logi un durvis, to iespaido fasādes ārējie elementi - balkoni,lodžijas un erkeri.

Fasādes ārējo elementu radītaisefekts, galvenokārt, izskaidrojams ar tospēju ierobežot avota redzamības leņķi (efekts līdz 2 dBA), kas raksturīgslodžijām un balkoniem. Papildefektu var

iegūt ar absorbentu pārklājot tāsbalkonu, lodžiju un erkeru zonas, kurasrada atstarojumus logu vai balkonudurvju virzienā. Šādu pasākumuefektivitāte var sasniegt 2 3 dBA.Pietiekami efektīva ir lodžijuiestiklošana (līdz 10 dBA) , ja vien tāveikta akustiski un arhitektoniskiprofesionāli (attēlādaudzdzīvokļu ēkaSomijā).

Daudz būtiskāk telpas akustiskovidi iespaido logu (un balkonu durvju)skaņas izolācijas spēja. Sekojošātabulāapkopota virkne skaņas izolācijasrādītāju, kuri raksturo Latvijāizplatītākos logu tipu.

Loga veids vai prettrokšņaklase (VDI-2719)

Stiklojuma formula(stikls + šķirkārta + stikls)

Rw, dB

OC savietotie logi 3 + 57 + 3 24

2*( vai dubultlogi) 4 + 16 + 4 (3 + 150 + 3) 33

3* 6 + 14 + 4 374* 6 + 12 + 9 44

88

* - K - line plastmasas loga dati;Visi rādītāji atbilst loga pilnīgas hermetizācijas gadījumam. Nepietiekama

noblīvējuma gadījumāšīs vērtības var pazemināties pat par 10 dBA . Projektējotlogus, jāievēro rinda vispārēju noteikumu:

1) pietiekamas efektivitātes nodrošināšanai nepieciešams lietot divkāršu vaitrīskāršu stiklojumu;

2) lietotajiem stiklu biezumiem jābūt pēc iespējas dažādiem;3) trīskāršu stiklojumu gadījumājāievēro, ka šķirkārtu biezumiem jābūt starp

stikliem atšķirīgiem (lai novērstu tilpuma rezonanses parādību sakrišanu), to optimālāattiecība ir 1/3 ... 1/4;

4) loga rāmja un vērtņu konstrukcijai jābūt ar ne sliktāku skaņas izolāciju, kāstiklojumam. Priekšroka dodama metāla vai koka rāmjiem;

5) stikliem jābūt blīvi nostiprinātiem vērtnēs (ar tepes vai gumijas profilupalīdzību), visām spraugām noblīvētām (pēc iespējas ar elastīgām blīvēm).

Atsevišķa akustiska problēma saistīta ar telpu ventilāciju, jo lielākādaļāLatvijācelto dzīvojamo namu nav speciālu gaisa pieplūdes elementu. Vēdināšanai atverotlogu, tāskaņas izolācija strauji samazinās un atvērumam sasniedzot, apmēram, 30 cm,parasti nepārsniedz 10 dBA. Šīiemesla dēļēku fasādēs uzstādot logus ar augstuskaņas izolāciju, nepieciešams veidot īpašus absorbējošus ventilācijas gaisa vadus.

Dubultlogu iespējams pārvērst par ventilācijas kanālu ,nobīdot iekšējās un ārējās vērtnes vienu attiecība pret otru.Šādi tiek iegūts gaismu caurlaidīgs ,vertikāls , taču ne visaiefektīgs pieplūdes kanāls.

Ventkanāli var būt arīatsevišķi sienāizvietojamielementi ( 1-palodze , 2-ārsiena , 3-absorbents, 4- aizvars, 5-korpuss) , vai ietilpt loga bloku konstrukcijā.

89

Alternatīva ir telpu apgāde ar piespiedu ventilācijas - kondicionēšanassistēmu.Vienkāršākajāgadījumā, t.i. taisnam absorbējošam gaisa vadam ar spraugasplatumu 1 un augstumu e, kopējo kanāla garumu L un slāpētāja absorbcijaskoeficientu , teorētisko skaņas izolāciju var aprēķināt sekojoši:

RI + I -

( Le

LlK 8 7

2

,( )

)

Jāatzīmē, ka dažādu faktoru ietekmēšādu elementu skaņas izolācija parastinepārsniedz 30 dBA.

Gaisa vados izmantotajam absorbentam jābūt maksimāli efektīvam 300 3000Hz diapozonāun tābiezumam jābūt vismaz 15 mm.

Konstrukcijas, kas vienāblokāapvieno vērtnes ar divkāršu vai trīskāršustiklojumu un augstu skaņas izolāciju kombinācijāar pieplūdes gaisa vadu, sauc parprettrokšņa logiem. Šādi elementi tika izstrādāti 80 - tajos gados, taču plašu izplatībuneguva.