11
Geavanceerde impulsresponsie-meettechnieken: toepassingen bij concertzalen C.C.J.M. (Constant) Hak, TU/e Bouwkunde Unit BPS R.H.C. (Remy) Wenmaekers, Level Acoustics L.C.J. (Renz) van Luxemburg†, TU/e Bouwkunde Unit BPS & Level Acoustics Technische Universiteit Eindhoven & Level Acoustics De Rondom 10, 5612 AP, Eindhoven Email: [email protected], [email protected] †Renz van Luxemburg is overleden op 12 februari 2012 Samenvatting Bij het beoordelen van akoestische eigenschappen van concertzalen en theaters worden vaak hoge eisen gesteld aan de nauwkeurigheid waarmee akoestische parameters bepaald moeten worden. Het is daarom van belang om onzekerheden te (onder)kennen en waar mogelijk te kunnen reduceren. Door voortschrijdende ontwikkelingen van hard- en software op het gebied van zaalakoestiek kunnen genormeerde zaalakoestische parameters zeer nauwkeurig worden gemeten. Echter, de nauwkeurigheid van een meting wordt niet bepaald door het aantal cijfers achter de komma, maar door de toegepaste technieken en voorschriften. In dit artikel worden aan de hand van verschillende onderzoeken, uitgevoerd aan de TU-Eindhoven, recente ontwikkelingen behandeld op het gebied van impulsresponsie-meettechnieken en de toepassing ervan bij concertzalen. Voor een algemene introductie over impulsresponsies en akoestiek wordt verwezen naar een eerder artikel in Bouwfysica [1]. Zaal- en podiumakoestische parameters De akoestiek van een theater- of concertzaal kan worden beschreven aan de hand van objectieve parameters bepaald uit gemeten impulsresponsies. Diverse parameters zijn vastgelegd in de internationale norm ISO 3382-1: Measurement of room acoustic parameters – Part 1: Performance rooms [2]. Parameters ter de beoordeling van de mate van galm (EDT, T 20 en T 30 ), helderheid (D 50 , C 80, en T s ) en luidheid (G) worden bepaald uit de akoestische overdracht van een omnidirectionele geluidbron naar een omnidirectionele microfoon. Andere parameters die b.v. ruimtelijkheid beschrijven, worden bepaald met richtgevoelige microfoons zoals een kunsthoofd (IACC), intensiteitsprobe (LFC) en kogel-acht microfoon (LF en LG). De podiumparameters ST early en ST late worden gemeten op het podium waarbij de omnidirectionele microfoon zich op 1 meter afstand van de omnidirectionele geluidbron bevindt. Decay range In de definitie van veel parameters wordt uitgegaan van een theoretische oneindigheid wat betreft de duur van de impulsresponsie zonder invloed van ruis. In de praktijk beperkt de duur zich echter tot de meettijd, die doorgaans niet langer hoeft te zijn dan de nagalmtijd van de te meten ruimte. De maximaal te bepalen decay range (verval van het geluidniveau in de tijd: ETC) wordt beperkt door de begrenzingen van het meetsysteem, variantie (variatie in vorm, temperatuur, luchtverplaatsingen) en het achtergrondgeluid in de ruimte. In figuur 1 is een voorbeeld weergegeven van een impulsresponsie met bijbehorende energy time curve met daarin de decay range aangegeven. Om de decay range te kunnen berekenen uit een impulsresponsie is de parameter Impulse response to Noise Ratio (INR) geïntroduceerd [3], waarbij ondermeer gebruik wordt gemaakt van exponentiële regressie. Aanbevolen wordt om

Geavanceerde impulsresponsie-meettechnieken: toepassingen ... · L.C.J. (Renz) van Luxemburg†, TU/e Bouwkunde Unit BPS & Level Acoustics Technische Universiteit Eindhoven & Level

  • Upload
    dinhdan

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Geavanceerde impulsresponsie-meettechnieken: toepassingen bij

concertzalen

C.C.J.M. (Constant) Hak, TU/e Bouwkunde Unit BPS

R.H.C. (Remy) Wenmaekers, Level Acoustics

L.C.J. (Renz) van Luxemburg†, TU/e Bouwkunde Unit BPS & Level Acoustics

Technische Universiteit Eindhoven & Level Acoustics

De Rondom 10, 5612 AP, Eindhoven

Email: [email protected], [email protected]

†Renz van Luxemburg is overleden op 12 februari 2012

Samenvatting

Bij het beoordelen van akoestische eigenschappen van concertzalen en theaters worden vaak

hoge eisen gesteld aan de nauwkeurigheid waarmee akoestische parameters bepaald moeten

worden. Het is daarom van belang om onzekerheden te (onder)kennen en waar mogelijk te

kunnen reduceren. Door voortschrijdende ontwikkelingen van hard- en software op het gebied

van zaalakoestiek kunnen genormeerde zaalakoestische parameters zeer nauwkeurig worden

gemeten. Echter, de nauwkeurigheid van een meting wordt niet bepaald door het aantal cijfers

achter de komma, maar door de toegepaste technieken en voorschriften. In dit artikel worden

aan de hand van verschillende onderzoeken, uitgevoerd aan de TU-Eindhoven, recente

ontwikkelingen behandeld op het gebied van impulsresponsie-meettechnieken en de

toepassing ervan bij concertzalen. Voor een algemene introductie over impulsresponsies en

akoestiek wordt verwezen naar een eerder artikel in Bouwfysica [1].

Zaal- en podiumakoestische parameters

De akoestiek van een theater- of concertzaal kan worden beschreven aan de hand van

objectieve parameters bepaald uit gemeten impulsresponsies. Diverse parameters zijn

vastgelegd in de internationale norm ISO 3382-1: Measurement of room acoustic parameters

– Part 1: Performance rooms [2]. Parameters ter de beoordeling van de mate van galm (EDT,

T20 en T30), helderheid (D50, C80, en Ts) en luidheid (G) worden bepaald uit de akoestische

overdracht van een omnidirectionele geluidbron naar een omnidirectionele microfoon. Andere

parameters die b.v. ruimtelijkheid beschrijven, worden bepaald met richtgevoelige microfoons

zoals een kunsthoofd (IACC), intensiteitsprobe (LFC) en kogel-acht microfoon (LF en LG).

De podiumparameters STearly en STlate worden gemeten op het podium waarbij de

omnidirectionele microfoon zich op 1 meter afstand van de omnidirectionele geluidbron

bevindt.

Decay range

In de definitie van veel parameters wordt uitgegaan van een theoretische oneindigheid wat

betreft de duur van de impulsresponsie zonder invloed van ruis. In de praktijk beperkt de duur

zich echter tot de meettijd, die doorgaans niet langer hoeft te zijn dan de nagalmtijd van de te

meten ruimte. De maximaal te bepalen decay range (verval van het geluidniveau in de tijd:

ETC) wordt beperkt door de begrenzingen van het meetsysteem, variantie (variatie in vorm,

temperatuur, luchtverplaatsingen) en het achtergrondgeluid in de ruimte. In figuur 1 is een

voorbeeld weergegeven van een impulsresponsie met bijbehorende energy time curve met

daarin de decay range aangegeven. Om de decay range te kunnen berekenen uit een

impulsresponsie is de parameter Impulse response to Noise Ratio (INR) geïntroduceerd [3],

waarbij ondermeer gebruik wordt gemaakt van exponentiële regressie. Aanbevolen wordt om

voor het bepalen van de verschillende ISO 3382-1 parameters in muziekzalen, met een

onzekerheid binnen de hoorbaarheidsgrenzen, impulsresponsies te meten met een INR ≥ 45

dB voor alle benodigde frequentiebanden. Daarnaast is uit onderzoek gebleken dat het is aan

te raden om als ‘oneindig’, voor parameters gebaseerd op een theoretisch oneindige meettijd,

zoals C80 en Ts, altijd te kiezen voor het tijdstip waarop de decay curve en de ruisvloer elkaar

kruisen, in plaats van de meettijd van de impulsresponsie [4]. Dit geldt vooral voor lange

meettijden in combinatie met korte uitklinktijden.

Figuur 1. Voorbeeld van een impulsresponsie met de daaruit afgeleide Energy Time Curve

(ETC).

Dodecaëder als luidsprekerbron

De omnidirectionele geluidbron wordt in veel gevallen benaderd door 12 luidsprekers

geplaatst in een regelmatig twaalfvlak, de zogenaamde dodecaëder. In ISO 3382-1 worden

grenzen aangegeven waarbinnen de afwijking van de richtkarakteristiek van een geluidbron

mag liggen ten opzichte van een 100% omnidirectionele richtkarakteristiek. Wanneer een

geluidbron wordt gebruikt waarvan de afwijking van de richtkarakteristiek deze grenzen

benadert, wordt in de ISO norm aangegeven een gemiddelde te nemen van ten minste 3

metingen waarbij de geluidbron per microfoonpositie in stappen moet worden gedraaid. Om

na te gaan wat het werkelijke effect is van middeling op de nauwkeurigheid van een meting, is

voor meerdere bronnen onderzocht wat de maximale afwijking is die kan optreden bij gebruik

van een standaard dodecaëder bij middeling over een verschillend aantal gelijke draaihoeken

verdeeld over een volledige bronrotatie, zie figuur 2 [5].

Figuur 2. Bepaling van de maximale afwijking van de richtindex q in het horizontale vlak van

een dodecaeder bolbron bij middeling over 1 t/m 8 gelijkhoekige stappen, ten opzichte van het

werkelijke gemiddelde (q = 0 dB), gemeten in het horizontale vlak.

Hierbij zijn in de grote concertzaal van het Muziekgebouw Frits Philips Eindhoven metingen

verricht op 1, 5 en 18 meter afstand van een continu draaiende dodecaëder bron. Voor elke

mogelijke willekeurige starthoek is vervolgens berekend wat de maximaal mogelijke

afwijking ten opzichte van het gemiddelde (in het horizontale vlak) is voor 1 meting en voor

meerdere metingen met 2 t/m 8 vaste hoeken. In figuur 3 is het resultaat weergegeven voor de

meting op 1 meter afstand van de geluidbron. Hierin is te zien dat de maximaal mogelijke

deviatie bij 1 meting kan oplopen tot meer dan 2,5 dB. Dit geldt met name voor de

octaafbanden vanaf 1 kHz. Dit kan vooral bij het meten van de podiumparameters STearly en

STlate leiden tot grote onzekerheden, aangezien op 1 meter afstand het directe geluid wordt

gemeten als referentiewaarde van de ‘omnidirectionele’ geluidbron. Een reductie van de

maximaal mogelijke afwijking treedt pas op bij een gemiddelde van 5, 7 of 8 metingen bij

draaiing in stappen met gelijke hoeken. Dit geldt niet alleen voor metingen in het nabije veld

maar ook voor metingen op grote afstand tot de bron (in het onderzoek: 5 en 18 meter). Om

bij gebruik van een standaard dodecaeder geluidbron, voor alle bron-ontvanger afstanden,

binnen de hoorbaarheidsgrens (Just Noticeable Difference JND) van 1 dB voor alle relevante

frequentiebanden het geluiddrukniveau (of parameter G) te kunnen bepalen wordt daarom

aanbevolen om per bron-ontvanger combinatie een gemiddelde te nemen over 5 stappen van

72 graden.

Figure 3. Maximaal mogelijke afwijking van de richtindex q in het horizontale vlak van een

dodecaëder bolbron bij middeling over 1 t/m 8 gelijkhoekige stappen, ten opzichte van het

werkelijke gemiddelde (q = 0 dB), gemeten in het horizontale vlak, gemiddeld over de

octaafbanden 1, 2 en 4 kHz.

Sound Strength kalibratie

De parameter Sound Strength G vergelijkt het geluiddrukniveau ten gevolge van een

omnidirectionele geluidbron in de zaal met het geluiddrukniveau op 10 meter afstand van

dezelfde omnidirectionele geluidbron in het vrije veld. In ISO 3382-1 staan verschillende

kalibratiemethoden beschreven waarmee de referentiewaarde op 10 meter afstand bepaald kan

worden uit een geluidvermogensmeting: in een diffuus veld (galmkamer) of vrij veld (dode

kamer) en middels intensiteitsmetingen. De onzekerheid bij het bepalen van de Sound

Strenght G, veroorzaakt door de onzekerheid van de kalibratie, is onderzocht voor deze

verschillende methoden [6]. Daarnaast is onderzocht of het mogelijk is om een kalibratie in de

zaal op het podium uit te voeren op 1 meter afstand van de geluidbron, zie figuur 4. Hierbij is

Figuur 4. Sound Strength kalibratie op een leeg podium, op 1 m afstand van de bron.

gebruik gemaakt van impulsresponsies en stationaire ruis. Voor de metingen in het

vrije/directe veld is gebruik gemaakt van een gemiddelde van 8 bronrotatie-stappen. De

resultaten van de verschillende metingen zijn genormaliseerd naar het gemiddelde van de drie

gebruikte precisiemethoden: diffuus veld directe methode, diffuus veld met referentiebron en

de intensiteitsmeting. In figuur 5 is het resultaat weergegeven van een genormaliseerde

Strength-meting voor verschillende kalibratiemethoden, gemiddeld over 500 en 1000 Hz

(ééngetalswaarde volgens ISO 3382-1) met als referentie het gemiddelde van 3

precisiemethoden (volgens ISO 3741 en ISO 9614-3).

Figuur 5. Resultaten van een genormaliseerde Strength-meting voor verschillende

kalibratiemethoden, gemiddeld over 500 en 1000 Hz (volgens ISO 3382-1) met als referentie

het gemiddelde van 3 precisiemethoden (volgens ISO 3741 en ISO 9614-3).

Uit de resultaten blijkt dat de verschillen tussen de precisiemethoden onderling kleiner zijn

dan 0,5 dB. De diffuse veld methode, gebruikmakend van impulsresponsies, komt overeen

met dezelfde methode met stationaire ruis. De afwijking van de vrije veld methode in de dode

kamer (Free Field) ten opzichte van het gemiddelde van de precisiemethode bedraagt ca. -0,6

dB. De directe veld methode op het podium met impulsresponsies (gemeten op 2 podia: Stage

A en B op 1 m afstand) heeft slechts een afwijking van ca. ±0,3 dB en lijkt een geschikte en

eenvoudige (engineering) methode voor metingen in het veld. Het opvallende verschil tussen

de resultaten met impulsresponsies en stationaire ruis in het vrije/directe veld wordt

veroorzaakt doordat de ‘akoestische afstand’ tot de geluidbron afgeleid uit de

impulseresponsie 0,85 meter is, wanneer de ‘fysieke afstand’ tot het hart van de dodecaeder

geluidbron 1 meter is.

Schaalmodelonderzoek

Zaalakoestische parameters kunnen ook gemeten worden in een akoestisch schaalmodel van

een theater of concertzaal. In een dergelijk schaalmodel wordt de golflengte van het geluid

meegeschaald met de dimensies van de ruimte en dienen de materialen in het schaalmodel

over de juiste akoestische eigenschappen te beschikken in het verschaalde frequentiegebied.

Daarnaast moet rekening worden gehouden met de geluidabsorptie van de lucht, die sterk

toeneemt in het ultrahoogfrequente gebied. De metingen in een akoestisch schaalmodel

worden uitgevoerd met hoogfrequent geluidbronnen en microfoons. Nieuwe meettechnieken

deels ontwikkeld aan de TU/e zijn in 2011 succesvol toegepast in Taiwan bij metingen in een

1:20 schaalmodel van het Grand Theatre van Taipei Performing Arts Centre, een

concertgebouw dat op dit moment in aanbouw is, zie figuur 6.

Figuur 6. Schaalmodel 1:20 Grand Theatre van Taipei Performing Arts Centre.

Sparktrain als geluidbron

Een veel gebruikte geluidbron bij het meten in akoestische schaalmodellen is de vonkbrug

(spark gap). In zijn eenvoudigste vorm bestaat een vonkbrug uit twee electroden op een vaste

afstand van elkaar waarover een hoge spanning wordt aangebracht. Wanneer de spanning

voldoende hoog is vindt er een ontlading plaats. Deze ontlading gaat gepaard met een

ultrasone ’knal´. Het voordeel van een vonkbrug bij schaalmodelmetingen is dat de

afmetingen beperkt zijn, waardoor het geluidveld nauwelijks wordt beinvloed. Een ander

voordeel is de omnidirectionele karakteristiek. Een nadeel is de slechte reproduceerbaarheid

wat betreft de geproduceerde geluidenergie In combinatie met de relatief ongevoelige

hoogfrequent microfoons en de hoge luchtabsorptie bij deze frequenties is een zeer sterke

ontlading nodig voor het verkrijgen van een voldoende hoge INR uit één impulsresponsie.

Een groot nadeel bij een dergelijke sterke ontlading is de optredende schokgolf (niet lineair

gedrag) die ontstaat dichtbij de geluidbron, de directe (elektro-magnetische) instraling op de

meetinstrumenten en het gevaar op elektrocutie van de metende akoesticus. Daarom is een

nieuwe meettechniek ontwikkeld waarbij met behulp van een laag energetische vonktrein

(Eng: sparktrain) [7], reproduceerbare impulsresponsies met een INR boven 35 dB voor het

frequentiegebied t/m 40.000 Hz kunnen worden verkregen. Dit was ruim voldoende voor het

nauwkeurig bepalen van de gemiddelde nagalmtijd T20, clarity C80 en sound strength G in het

schaalmodel van het Grand Theatre.

Luchtabsorptie in frequentiebanden

Door botsingen tussen de verschillende moleculen in lucht bij het passeren van een geluidgolf

gaat geluidenergie verloren. Deze ‘luchtabsorptie’ van geluid neemt daarbij exponentieel toe

met de frequentie en is al snel enkele dB’s per meter in het frequentiegebied van akoestische

schaalmodelmetingen. De hoeveelheid luchtabsorptie kan voor zuivere tonen nauwkeurig

worden voorspeld aan de hand van een rekenmodel beschreven in ISO 9613-1, waarbij

belangrijke invloedsfactoren worden meegenomen zoals de temperatuur en vochtigheid van

de lucht. Het is mogelijk om de geluidabsorptie-eigenschappen van de lucht mee te

verschalen, net als bij de geluidabsorptie van materialen. Dit impliceert echter dat de lucht in

het model (of laboratorium) gedroogd moet worden tot 3% relatieve vochtigheid óf dat de

ruimte gevuld moet worden met zuivere stikstof. Dit zijn zeer kostbare en tijdrovende

voorzieningen. Een alternatieve methode is om de metingen bij normale luchtcondities uit te

voeren en de gemeten impulsresponsie mathematisch te corrigeren aan de hand van het

rekenmodel in ISO 9613-1. Dit kan via een wavelet-transformatie of sneller door de

impulsresponsie per frequentieband te corrigeren. Uit onderzoek aan de TU/e [8] is gebleken

dat de correctiewaarden uit het rekenmodel voor zuivere tonen de luchtabsorptie ongeveer een

factor 2 overschatten voor octaafbanden, wanneer gerekend wordt met de middenfrequentie

van de band. Voor frequentiebanden ≥ 4000 Hz geldt als vuistregel dat de luchtabsorptie kan

worden berekend volgens het model uit ISO 9613-1 gebruik makend van de

ondergrensfrequentie van de frequentieband.

Auralisatie

Door de grenzeloze mogelijkheden van moderne reken- en meetsoftware worden steeds vaker

(te pas en te onpas) impulsresponsies gebruikt om vooraf te laten horen hoe een nieuwe of

gerenoveerde ruimte gaat klinken. Hoewel de verkregen resultaten uit convoluties altijd

‘prima klinken’ kunnen alleen relatief grove akoestische effecten (echo’s, galm flutters etc)

worden gedemonstreerd of opgespoord, zeker als het gaat om auralisaties die direct of indirect

zijn verkregen uit schaalmodelmetingen. De werkelijke akoestiek van een ruimte blijft echter

nog steeds verborgen tot de oplevering van deze ruimte.

Spraakverstaanbaarheidsmetingen

Veel zaalakoestische parameters beschrijven een subjectieve akoestische ervaring bij het

luisteren naar muziek in concertzalen. Bij het ontwerpen van b.v. theaters is ook de

spraakverstaanbaarheid van belang. De meest gebruikte objectieve parameter voor het

beschrijven van de spraakverstaanbaarheid is de Speech Transmission Index (STI) volgens

IEC 60268-16 [9] die veel toepassingen kent zoals bij (on)versterkte spraak in theaters en

kerken, bij versterkte spraak via Public Address systemen bij treinstations en vliegvelden, bij

ontruimingsinstallaties in verkeerstunnels, fabrieken, kantoorgebouwen, treinen en

vliegtuigen en de laatste tijd ook voor het beschrijven van spraakonverstaanbaarheid in open

kantoren (speech privacy). Traditioneel wordt de STI bepaald door het afspelen van een

ruissignaal samengesteld uit een matrix van 14 octaafbanden en 7 modulatiefrequenties. Ter

plaatse van de ontvanger (luisteraar) wordt voor elke combinatie van frequentieband en

modulatiefrequentie de modulatiereductie bepaald. Deze reducties worden gewogen en

gemiddeld tot een ééngetalswaarde tussen 0 en 1. Zowel de invloed van de ruimteakoestiek

als de invloed van het achtergrondgeluid (signaal-ruisverhouding) worden op deze manier

meegenomen bij het bepalen van de spraakverstanbaarheid. Een groot nadeel van deze

gemoduleerde ruis-methode is de benodigde meettijd. Eén volledige STI-meting kost

ongeveer 15 minuten. Om dit probleem te omzeilen wordt in de praktijk een beperkt aantal

combinaties van ruisbanden en modulatiefequenties gebruikt met als voorbeeld de STIPA

(STI for Public Address systems). Hierbij wordt gebruik gemaakt van slechts 14

gemoduleerde ruisbanden. Echter, door gebruik te maken van impulsresponsie-

meettechnieken kan een door ISO 3382-3 voorgeschreven volledige (full) STI-meting, ter

bepaling van de speech privacy, worden verkregen in minder dan 10 seconde.

Eén van de nadelen van de tradionele ‘directe’ meetmethode is dat het niet mogelijk is om

achteraf de invloed van ruimteakoestiek en achtergrondgeluid op de spraakverstaanbaarheid

afzonderlijk te beoordelen. Daarnaast is het door de aard van het meetsignaal niet mogelijk

om STI waarden < 0,3 te bepalen. Deze nadelen zijn er niet bij gebruik van de ‘indirecte’

methode. Hierbij wordt eerst het effect van de ruimte (impulsresponsie) gemeten, waarbij

door middelen of een lange meettijd zelfs op grote afstand en/of bij hoge achtergrondniveaus

een voldoende hoge INR kan worden verkregen. Uit de verkregen impulsreponsie kan met

behulp van de Modulation Tranfer Function (volgens Schroeder) direct de invloed van

versmering door de ruimteakoestiek op de STI worden berekend (dus zonder invloed van

achtergrondgeluid). De invloed van alleen versmering door ruimteakoestiek op de STI

‘vertalen’ we naar een signaal-ruisverhouding SNR1.

Uit twee impulsresponsies kan vervolgens ook het verschil in geluiddrukniveau van de

geluidbron op 1 meter afstand (vergelijkbaar met de Sound Strenght kalibratie) en het

geluiddrukniveau op de plaats van de ontvanger worden bepaald. Uit dit verschil kan achteraf

aan de hand van een referentieniveau en -spectrum (b.v. LA = 60 dB op 1 meter geldend voor

een mannelijke stem) het spraakgeluiddrukniveau Lp;spraak voor elke octaafband op een

ontvangpositie worden bepaald. Het achtergrondgeluiddrukniveau Lp;achtergrond kan achteraf

worden gemeten of er kan worden gekozen voor een referentie- of ontwerpwaarde.

Vervolgens wordt het verschil tussen Lp;spraak en Lp;achtergrond als signaal-ruisverhouding

ingevoerd in de berekening van de STI. De invloed van versterking of demping van spraak

door de ruimteakoestiek en de invloed van de achtergrondruis op de STI vertalen we naar een

signaal-ruisverhouding SNR2.

De mogelijkheden van het meten van de STI met behulp van impulsresponsies kan het beste

worden geillustreerd aan de hand van een meting in een open kantoor volgens ISO 3382-3

[10], welke in juni 2011 door de NVBV geintroduceerd is in de nieuwe RGD richtlijnen [11].

In een open kantooromgeving is een hoge spraakverstaarbaarheid gewenst tussen

werkplekken dichtbij elkaar gelegen en een lage spraakverstaarbaarheid tussen onafhankelijke

werkplekken verder weg gelegen. In een onderzoek naar de spraakverstaanbaarheid in een

typisch Nederlands open kantoor is gekeken naar de invloed van de ruimteakoestiek op de

spraakverstaanbaarheid [12]. In figuur 7 is een deel van de plattegrond weergegeven met de

bronpositie en de verschillende ontvangposities. Voor elke ontvangpositie is met een gerichte

geluidbron (spreker) voor 5 verschillende situaties de STI bepaald. De resultaten voor de STI

als functie van de afstand zijn weergegeven in figuur 8. Hierin is te zien dat wanneer alleen de

versmering door galm wordt meegenomen (SNR1) de STI over de afstand slechts afneemt tot

0,70. Dat betekent dat ‘zonder achtergrondgeluid’ de spraakverstaanbaarheid goed is voor alle

ontvangposities in het open kantoor. Wanneer alleen de invloed van de demping van de

spraak door de ruimteakoestiek in combinatie met LA;achtergrond van 37 dB of 45 dB bekeken

wordt (SNR2 for 37 dB en SNR2 for 45 dB) is wel een duidelijke afname in

spraakverstaanheid te zien over de afstand. Alleen de combinatie van SNR1 en SNR2 toont de

volledige STI voor 37 dB en 45 dB achtergrondgeluid. Hierbij is te zien dat zogenaamde

speech privacy met STI < 0,20 in dit open kantoor alleen op afstanden > 15 meter gehaald

wordt bij een A-gewogen achtergrondgeluiddrukniveau van 45 dB.

Figuur 7. Voorbeeld van een deel van de plattegrond van een open kantoor met daarin

aangegeven de bronpositie en de verschillende ontvangposities.

Figuur 8. STI-waarde voor elke ontvangpositie (zie figuur 6) gemeten met een gerichte

geluidbron (spreker) voor 5 verschillende situaties.

Tot slot

Onderzoek op het gebied van impulsresponsie-meettechnieken in de zaalakoestiek geeft

steeds meer inzicht in meetonnauwkeurigheden t.g.v. de toegepaste meetsystemen en

meetvoorschriften. Hieruit ontwikkelde praktische meetmethoden en praktische toepassingen

om de meetfouten te beheersen kunnen direct worden ingezet bij andere aspecten binnen de

(ruimte)akoestiek, zoals het meten van spraakoverdracht en speech privacy in open kantoren.

Onder andere wordt een nieuwe benadering ter beoordeling van een ruimte gevonden in het

onderzoek naar ‘ruimte in ruimte’ akoestiek, waarbij door middel van convolutie [13] wordt

gekeken naar de reproductie van opgenomen akoestiek in luisterruimtes zoals geluidstudios,

bioscopen en huiskamers. M.a.w. wat doet de akoestiek van een afluisterruimte (in combinatie

met het luidsprekersysteem) met de akoestiek in een opname die in die ruimte wordt

afgespeeld? Met als voorbeeldvraag: “Wat (of welke geluiddetails) kan ik in deze ruimte

tijdens een college of een lezing nog demonstreren (laten horen)?

Ook op het gebied van bouwakoestische metingen doet de impulsesponsie-meettechniek haar

intrede. In tegenstelling tot de traditionele meetmeethoden waarbij storend achtergrondgeluid

alleen kan worden omzeild door het gebruik van hoge bronniveaus, biedt de impulsesponsie-

meettechniek (d.m.v. deconvolutie) de mogelijkheid om met relatief lage bronniveaus (zelfs

lager dan het stoorgeluid) hoge geluidisolatiewaarden te meten [14], bijvoorbeeld in het geval

van muziekzalen.

Het onderzoek schrijdt voort.

Bronnen

[1] Hak, C.C.J.M., Impulsresponsies en Akoestiek, Bouwfysica 18-3, p12-13, 2007

[2] ISO 3382-1 International Standard ISO/DIS 3382-1:Acoustics Measurement of room

acoustic parameters – Part 1: Performance rooms, International Organization for

Standardization, 2009.

[3] Hak, C.C.J.M., Hak, J., Wenmaekers, R.H.C. INR as an Estimator for the Decay Range of

Room Acoustic Impulse Responses, Proceedings of the 124th AES conference, Amsterdam

2008.

[4] Hak, C.C.J.M., Vertegaal, H., What Exactly is Time Infinity for Acoustical Parameters,

Proceedings of the 16th congress on Sound and Vibration, Krakow, 2009.

[5] Hak, C.C.J.M., Wenmaekers, R.H.C., Hak, J.P.M., Luxemburg, L.C.J. van, The Source

Directivity of a Dodecahedron Sound Source determined by Stepwise Rotation, Proceedings

of Forum Acusticum, Aalborg, 2011.

[6] Hak, C.C.J.M., Wenmaekers, R.H.C., Han, J., Luxemburg, L.C.J. van, Gade, A.C., Sound

Strength Calibration Methods, Proceedings of ICA 2010 Sydney, Australia, 2010.

[7] Hak, C.C.J.M., Bijsterbosch, K.B.A., Room Acoustic Scale Model Measurements using a

Spark Train, Proceedings of the NAG-DAGA 2009, Rotterdam, 2009.

[8] Wenmaekers, R.H.C., Hak, C.C.J.M. , Martin, H.J. , Luxemburg, L.C.J. van, Air

absorption error in room acoustical modeling, Proceedings of the 155th ASA conference,

Paris, 2008.

[9] IEC 60268-16: Sound system equipment - Part 16: Objective rating of speech

intelligibility by speech transmission index, International Electrotechnical Commission, 2003.

[10] ISO 3382-3 International Standard ISO/DIS 3382-3: Acoustics Measurement of room

acoustic parameters – Part 3: Open plan offices, International Organization for

Standardization, 2012.

[11] NVBV Handboek bouwfysische kwaliteit voor kantoren versie 24 juni 2011,

Rijksgebouwendienst, 2011.

[12] Wenmaekers, R.H.C., Hout, N.H.A.M. van, Hak, C.C.J.M., Luxemburg, L.C.J. van, The

effect of Room Acoustics on the Measured Speech Privacy in two typical European Open

Plan Offices, Proceedings of Internoise 2009 Ottawa, Canada, 2009.

[13] Hak, C.C.J.M., The Effect of the Acoustics of Sound Control Rooms on the Perceived

Acoustics of a Live Concert Hall Recording, Proceedings of 11th WSEAS International

Conference on Acoustics & Music 2010, Iasi, Romania, 2010.

[14] Hout, N.H.A.M. van, Hak, C.C.J.M., Slaat, G.E., Gerretsen, E., Measuring Sound

Insulation under Extreme Conditions using Deconvolution Techniques, Proceedings of the

NAG-DAGA 2009, Rotterdam, 2009.

Alle congrespublicatie zijn beschikbaar via de website van www.levelacoustics.nl