Diseño acústico de una sala de conferencias

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  Etaa Guía aa el Tabajo inal Diseño acústico de una sala de confeencias Demina la altua del cho del ecinto aa que la distición de modos de la sala cumla con el Ciio de Densidad de Modos. En caso, de no
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Etaa Guía aa el Tabajo inal Diseño acústico de una sala de confeencias Demina la altua del cho del ecinto aa que la distición de modos de la sala cumla con el Ciio de Densidad de Modos. En caso, de no ode cumli en foma comleta con el ciio, justifica la elección de la altua elegida. Info de esultados: Caátula con logotio de la I-UB, datos de alumnos y datos de docens Cálculo y ificación de los modos esens (gáfico de distición de modos o cios de octava) ltua elegida del ecinto Esquema de lanta: ubicación ntativa de tacas, oadoes y alans, uetas, asillos, etc. Etaa Calcula los tiemos de ebeación ótimos y diseña el tatamiento acústico de la sala, niendo en cuenta que la misma va a se utilizada aa alaba. Info de esultados: Cálculo de los TR ótimos dados el volun y destino, y banda de toleancia. Cálculo del tiemo de ebeación de la sala desocuada, en octavas en 5 y 4 Hz Pocentaje de ocuación de la sala emleado aa el cálculo Cálculo de los TR consideando el ciio de ocuación elegido ista de los maiales seleccionados aa loga el TR equeido (tio, cantidad y ubicación) Tiemos de ebeación logados con el diseño final y con el estado de ocuación elegido. Etaa Diseña un sisma de efuezo sonoo esecificando los alans a utiliza, de foma de loga el nil P esado. Info de esultados: Esecificaciones geneales de los altavoces y micófonos elegidos. Poncia eléctica necesaia del amlificado de audio aa alinta el sisma de efuezo de sonido. naliza si todas las filas de tacas se encuentan a ati de la distancia cítica. naliza la imotancia de cumli esta condición en un ecinto como el diseñado. Cálculo de la inligibilidad de alaba dento del ecinto. Esquema de la lanta: ubicación final de tacas, oadoes y alans. ECH ÍMITE PR ENTREG DE INORME Etaa de noviembe de Etaa 5 de noviembe de Etaa 9 de noviembe de PROCEDIMIENTO GENER DE DIEÑO a finalidad es consegui condiciones acústicas adecuadas aa una ena inligibilidad de la alaba. e debe loga que el ocentaje de alabas coectan inetadas o el oyen sea mayo que el 9%. Paa ello es necesaio ande dos asectos fundantales: El aislamiento acústico que binde la envoln del ecinto, aa ogelo del uido exio y evita que infiea con las condiciones de audición exigidas o la actividad a desaolla en él. El acondicionamiento acústico inio, adecuando la sala al uso al que estaá destinada (dinsiones, foma, maiales, etc.) En es tabajo áctico, nos ocuaemos de es último unto y de las esecificaciones técnicas del sisma de efuezo de sonido (oncia del amlificado de audio, selección de alans y micófonos). Datos: P equeido a una distancia, en db ago y ancho del local Nº de oadoes Paátos a demina: V : volun del ecinto, en m T 6 : TR del ecinto : distancia a la última fila de tacas, en m Q : facto de diectividad de la fuen de sonido e : ensibilidad de la fuen de sonido We: oncia eléctica de debe enga el amlificado de audio a los alans Distancia cítica Inligibilidad Paa calcula el volun del ecinto se uede demina su altua. Esto uede hacese alicando el ciio de modos, aa evita que se fon ondas estacionaias. i la altua que esul de alica es ciio no es adecuada aa el oyecto, se debeá elegi ota y justifica la elección. Recoda que sieme se uede ecui a otas soluciones técnicas aa evita las ondas estacionaias: - uficies no aalelas - Colocación de difusoes os valoes de TR ótimos se ueden calcula emleando modelos mamáticos que conmlen el uso al que estaá destinado el ecinto (alaba o difeens géneos musicales). Patiendo de los valoes de TR del ecinto desocuado (sin sonas, o con muebles), y sin tatamiento fonoabsoben, se ueden obne los valoes de TR finales consideando luego la absoción de las sonas que ocuaán el luga y de los maiales absobens que se agegaán. De hojas de datos de alans disonibles en el cado se obtienen los valoes de Q y de e aa la fuen. El nil sonoo equeido debe gaantizase en toda la sala. i bien decimos que en acústica no exisn distancias mayoes que la distancia cítica, ues a ati de ella el camo edominan es el ebean, y o lo tanto debeía se áctican constan en todo el ecinto, si se ha acondicionado aa obne un tiemo de ebeación ato aa alaba, el camo uede esulta no tan ebean, ni difuso, o lo que conviene adota un ciio consevado y asegua que el nil sonoo edido se loge en la última fila de tacas. TRTMIENTO DE OCE CON ONOBORBENTE Paa adecua acústican un local dian tatamiento con fonoabsobens, se debe conoce su tiemo de ebeación oiginal, su volun, su suficie inio y el uso al que estaá destinado (tio de música o alaba). os asos a segui son:. Calcula el tiemo de ebeación inicial coesondien a la sala con muebles y en estado de desocuación (sin sonas), aa las octavas con fecuencias centales comendidas en 5 y 4 Hz.. Calcula los TR ótimos dados el volun y destino, y una banda de toleancia elegida como ciio de diseño.. elecciona el ocentaje de ocuación con el que se desea loga los tiemos de ebeación ótimos y calculalos. 4. i es necesaio, diseña un tatamiento acústico con disos fonoabsobens aa ajusta los TR en cada octava. Cálculo de tiemos de ebeación ótimos Con el volun, y a ati de modelos mamáticos emíicos, se calculan los tiemos de ebeación ótimos. Cabe destaca que exisn disos ciios de diseño y no hay unifomidad de oinión en los autoes de la bibliogafía esecializada. Po ejemlo, en la igua se esenta un conjunto de cuvas de tiemos de ebeación ótimos. Entando a las cuvas con el volun, y deendiendo del uso al que está destinado el ecinto, se uede lee en el eje de odenadas el valo del tiemo de ebeación econdado aa la fecuencia de 5 Hz. Paa las fecuencias infeioes a 5 Hz, los TR ótimos se obtienen multilicando el TR 5Hz o un facto mayo que, que uede se leído en el gáfico de la igua. Paa simlifica la taea, en la Tabla se esentan las exesiones analíticas aa el cálculo de los TR ótimos alicables al caso de salas destinadas a la alaba, aa las distintas fecuencias de inés y en función del volun (en m ). Cabe destaca que és es un modelo mamático, y que exisn otos. Tabla : Ecuaciones aa cálculo de TR ótimos Uso de la sala: PBR ecuencias [Hz] TR ótimos [s] (con V en m ) 5 TR 5 =,4 +,6 log V 5 TR 5 =, +, log V 5 TR 5 =,8 +,8 log V Nota que en ese gáfico el volun está dado en miles de ies cúbicos. igua : TR ótimo a 5 Hz aa difeens tios de salas en función de su volun igua : acto de multilicación del TR 5 Hz aa obne el TR ótimo a ota fecuencia bsoción sonoa equivalen Inicialn, el áea de absoción sonoa equivalen de la sala desocuada (con muebles, sin sonas), estaá dada o la de los maiales con los que estén constuidas las suficies que comonen la envoln y o la absoción de los muebles y objetos que se coloquen (tacas, sas, escitoios, etc.). Emezamos o caaciza la absoción del local, sin muebles ni sonas. olan consideamos los maiales de sus suficies (iso, cho y aedes), y los maiales de las abetuas (uetas y ntanas). El áea equivalen del local sin muebles ni sonas,, seá: OC n i Mi Mi i i i PIO i TECHO a y u PREDE a a n BERTUR iendo: : Áea equivalen de absoción sonoa del local sin muebles ni sonas, en m : uficie inio del local, en m Mi : uficie de los maiales comonens de la envoln del local, aa la i-ésima banda de octava, en m α M i : Coeficien de absoción sonoa de los maiales, aa la i-ésima banda de octava (adinsional) u Mi u 4 Paa cada banda de octava, esultaá un tiemo de ebeación inicial de sala vacía (sin muebles ni sonas), dado o: Donde: V: Volun del local, en m TR V. 6 hoa consideamos el agegado de muebles. uongamos que instalamos: - N sas aa oadoes, y que cada una absobe m - N tacas (consideando las del úblico más las de los oadoes), y que cada una absobe m El áea equivalen del local con muebles y sin úblico,, seá: n i i Mi N MUEBE i Mi n j N n MU j a ME MU j a BUTC u u N iendo: n MU j : Núo de objetos del tio j-ésimo MU j : Áea equivalen de absoción sonoa del objeto tio j-ésimo, en m N Po lo que aa cada banda de octava, esultaá un tiemo de ebeación inicial de sala desocuada (con muebles, o sin sonas), dado o:.6v TR l considea la absoción del úblico, al cálculo anio debemos agegale la absoción de las sonas sentadas en las tacas y esta la absoción de las tacas que ya no están desocuadas. a cantidad de sonas que consideaemos en los cálculos suge de la alicación de un ciio de diseño: se debe elegi un ocentaje de ocuación aa el cual se esa que el TR sea el ótimo, o ejemlo: 75%, 8% ó %. El áea equivalen del local con muebles y con úblico,, seá: donde: N N N N N N N N N : Núo de sonas sentadas en las tacas bsoción sonoa equivalen de cada sona sentada en las tacas, en m 5 El valo de TR, de la sala ocuada un %, seá:.6 V TR i con es valo no se han logado los T R ótimos (aún niendo en cuenta una banda de toleancia), seá necesaio agega maiales fonoabsobens, niendo en cuenta la factibilidad de ealización del tatamiento ouesto, (tio de maiales seleccionados, ubicación de los mismos, funcionalidad del diseño, etc.). Ve NEXO. Po cada maial fonoabsoben que se agegue: l cubi con un maial fonoabsoben de coeficien, una a de la suficie inio ( m ), o ejemlo en la aed, se agegaá un áea equivalen de absoción sonoa: = * l mismo tiemo debeemos desconta la absoción de la suficie que ya no estaá exuesta al sonido. Paa el ejemlo citado, en el que el maial se alicaía sobe una aed, descontaemos la absoción de esa a de la aed: a * sí, el áea equivalen del local con muebles, con úblico y con tatamiento fonoabsoben,, seá: a N N N N i i a a u u a N N N N MTERIE i i a a u u N N N N ME BUTC VCÍ PERON Resultando un tiemo de ebeación final dado o:,6v TR lgunas ces odemos hace alguna simlificación: Genealn, los maiales con los que se constuyen los locales son oco absobens del sonido, o lo que sus coeficiens de absoción sonoa son de valoes bajos y similaes. En tal caso, odíamos escibi: i : i i i i a u a a u ocal a u u 6 a N N N N N N N MUEBE N N N N N PERON N N N N Esta exesión de es suficienn válida sólo en aquellos casos en que se cumla la condición lanada inicialn: que los coeficiens de absoción sonoa de los maiales con los que está constuido el local sean de valoes similaes. Y esto debeía cumlise aa cada banda de octavas en las que se ealizan los cálculos de T R. En geneal, conviene tabaja diectan con la exesión comleta, sin aoximaciones. Ciios de diseño e debeán elegi algunos aátos de diseño, tales como: una banda de toleancia aa los tiemos de ebeación logados y el ocentaje de ocuación de la sala con el que se esaán alcanza esos valoes de TR. Un ciio de diseño odía se: admiti una vaiación de ±% de los valoes calculados como ótimos, y tata de logalos con un 8% de ocuación de la sala. De esta manea, si la ocuación es del %, el TR estaá algo o debajo del ótimo, mientas que si la sala está al 5%, el TR estaá algo o aiba de ese valo. Una z calculada el áea equivalen de absoción sonoa esultan de la sala (, en m ), y conociendo su suficie inio (, en m ), uede calculase el coesondien coeficien dio de absoción sonoa de la sala, aa cada banda de fecuencia, alicando: e s NOT: aa valoes de α ,5 se uede aoxima la exesión de dian la fómula de abine: Es valo coeficien dio de absoción sonoa de la sala uede emlease en el cálculo de la distancia cítica y de la constan R del ecinto. 7 isma de efuezo de sonido as oncias involucadas en estos cálculos son aa onda sinusoidal continua, aunque ésta no sea la oncia que ealn se maneja cuando se tabaja con la voz humana o con la música, dado que se tata de señales aleatoias con icos onunciados. En es caso, la elación de oncia en los icos y el valo dio o el valo eficaz no es equeña como en una onda sinusoidal, donde el valo ico de oncia es el doble que el valo dio, dado que en la voz humana esta elación es del oden de 6 a db, que exesado en oncia significa de 4 a ces mayo. Retonando a los sismas de efuezo de sonido, obsevamos que si calculamos el amlificado aa onda sinusoidal (fómula de Beanek, NEXO B), cuando deba amlifica alaba o música ecotaá los icos (distosionaá o co y o satuación). Po lo tanto, a la oncia obnida en la fómula de cálculo, se le debeá agega 6 db (cuadulicala). Esto contiá a la oncia de señal sinusoidal continua en la oncia eal que debeán maneja los amlificadoes y los altavoces de la instalación. Modificando la exesión del nil de esión sonoa en téminos de la oncia eléctica eal, debeemos multilicala o 4: Ciio de diseño : We 4 We Q P* e logwe* log Q log,6v Recoda que : R T * 6 * P Pequeido 6 db 6 R Nil inligibilidad y édida de aticulación El nil inligibilidad I% está dado o: % I % y la édida de aticulación de consonans % (o %cons): d T % Q V % 9T 6 6 aa d,6dc aa d,6dc Dc,6 Q V T 6,5 Q R R,6V T 6 donde: d distancia en el emiso (oado) y el eceto, en m T6 tiemo de ebeación de la sala, en s Q facto de diectividad de la fuen sonoa en la diección consideada (Q = en el caso de la voz humana, consideando la diección fontal del oado) V volun de la sala, en m Dc distancia cítica, en m R constan de la sala, en m Α áea equivalen de absoción sonoa de la sala, en m coeficien dio de absoción de la sala (adinsional) 8 NOT: Habitualn, el %Cons se calcula en la banda de khz, o tatase de una de las bandas de máxima contición a la inligibilidad de la alaba. NEXO Tabla : bsoción sonoa de sonas, objetos y maiales Pesonas u objetos Áea equivalen de absoción sonoa (en m / unidad) dulto de ie,9,,44,4,46,7 dulto en taca taizada,8,4,46,47,5,46 dulto en silla de madea,5,9,,4,4,7 Escolaes en ui,7,,6,,,7 Jónes en ui,,8,,7,4,4 Butaca vacía,,,8,,,7 illa,,4,4,5,5,6 illón acolchado,5,,,5,5, illa de madea,,,,4,4,4 Butaca de madea con asiento taizado,6,8,,,, Butaca lástica taizada,,,5,,, Butacas cioelo vacías,,,8,,,7 Mesa,,6,5,,,6 Mesa,,8,5,,,8 Coeficien de absoción sonoa, α Maiales ecuencia [Hz] Baldosa enlosada,,,,,,4 Baldosa lástica egada,,,4,,, Cistal (anel de m x, m),8,6,4,,, Enlucido,,,4,5,8,7 Estuco,,,,5,4,5 Homigón,,,,,5,7 adillo,,,,4,5,7 adillo intado,,,,,, inóleo en fielto,8,8,9,,, Madea,9,,,,8,8 Madea banizada,5,4,,,, Mámol,,,,,, Pael intado,,,4,,, Pael y intua,,,,8,7,5 Paqué flotan,,5,,8,,5 Paqué egado,,4,8,,,7 Pizaa,,,,4,5,7 Pueta de madea maciza,,,,9,8, Restimiento de cento liso,,,,,, uelo de cocho duo,4,,5,,7, Ventana con siana,5,,5,5,4,6 Ventana con visillos,5,8,,8,,45 Yeso/escayola to,4,,,4,5,8 Yeso/escayola intado,,,,,4,5 9 Coeficien de absoción sonoa, α Maiales ecuencia [Hz] cochado en muo, eseso: mm,4,5,8,8,, Tela acolchada,5,,4,45,4,45 Tela oosa sobe mm lana de vidio,4,59,9,96,95,87 lfomba de bouclé 6mm,4,6,,,4,48 lfomba Moqueta fina,,,5,,5, lfomba Moqueta guesa,,,5,45,4,5 lfomba de lana guesa,5,,4,5,6,8 Cotina ligea de algodón,4,5,,8,,44 Cotina liviana 5g/m (legada 5%),7,,49,8,66,55 Cotina cioelo 6g/m (legada 5%),4,5,55,75,7,6 Cotina la Codeoy ellena con guata (lisa),4,4,,8,7,7 Cotina la Panamá ellena con guata (lisa),4,5,,64,6,5 Esuma ondulada POIETER (4 / 5 mm),4,4,48,8,89,94 Esuma ondulada POIETER (45 / 75 mm),5,4,8,9,94, Esuma ondulada POIETER (9 / 5 mm),,,8,46,65,85 Esuma ondulada POIETER ( / 5 mm),,7,9,6,86,99 Esuma ondulada POIETER (4 / 7 mm),5,,56,8,9, Esuma lana, mm,,4,5,9,, Esuma lana, mm,6,8,6,,69,8 Esuma lana, 45 mm,5,4,9,99,99,98 ana de vidio 9 mm c/lo de vidio,,5,4,6,56,78 ana de vidio 9 mm c/lo de vidio,5,9,46,76,97,99 ana de vidio 9 mm c/lo de vidio + cm cámaa aie,4,6,96,87,95, ana de vidio, 5 mm, en aneles, 5 kg/m,4,5,84,9,96,96 ana de vidio, 5 mm, en aneles, 5 kg/m,,5,85,97,96,85 ana de vidio, 7 mm, en aneles, 5 kg/m,4,77,99,,99,99 ana de vidio mm, en ollo, kg/m³,4,59,9,96,95,87 Paneles colgans lana de vidio,.6xmx75mm, en filas seaadas 6 cm Paneles colgans lana de vidio,.6xmx75 mm, en cuadados de mxm Paneles colgans de lana de vidio,.6x. m x 45 mm en filas seaadas 6 cm (,4 x m²) Panel madea anuado al %, de, cm de eseso, sobe 5cm de lana de vidio y,5 cm de cámaa de aie Panel madea, agloado 6 mm, sobe 5 mm lana de vidio Panel madea ciada foada + la delan + cámaa de aie 5mm Cieloaso : Panel foado al % con D=5mm, +5mm lana vidio de 5 kg/m³ +cámaa aie cm Cieloaso : Panel foado al % con D=mm+5mm lana vidio de 5 kg/m³ +cámaa aie cm Cieloaso : Panel foado al % con D=mm+5mm lana de vidio kg/m³ +cámaa aie cm Cieloaso 4: Panel yeso acanalado + lana 5mm, 5 kg/m² + 85cm aie,5,,,,84,64,,5,57,64,4,7,6,56,87,,96,7,4,8,9,85,75,4,6,65,4,,,6,9,5,6,74,44,68,9,5,5,85,87,8,5,5,5,94,94,58,44,49,6,6,56,5,56,6,,8,49, Cieloaso 5: Yeso susendido, eseso 9 mm + cm aie,8,6,4,,, Cieloaso 6: Yeso susendido, eseso 4 mm + 4 cm aie,,4,,4,5,9 NEXO B CÁCUO DE ITEM DE REUERZO DE ONIDO a exesión de cálculo del nil de esión sonoa deende de caacísticas intínsecas de la fuen sonoa utilizada (sensibilidad, endimiento, diectividad), de la oncia eléctica con que se la alin, del camo en el que desaolle su oncia acústica (camo libe y camo ebean), y de la distancia en la fuen y el unto en que se calcule el P. continuación se lana la deducción de la exesión que vincula estos aátos, aa difeens situaciones. a) uen untual o esféica, en camo libe Wa I I Z c esfea P log Pef c log Pef logwa log 4 log We log 4 log 4 log 4 Wa 4 c log 4 logwa log 4 c Wa Pef c Wa 4 P 9 log logwe log We W m P ensib e 9 log camo libe P e logwe log Con esta ecuación odemos calcula el nil sonoo geneado o una fuen untual (Q = ), de sensibilidad e db/w/m, a una distancia de tos, alintada con una oncia eléctica de We Watts, funcionando en camo libe o en cámaa anecoica. b) uen con facto de diectividad Q en camo libe Q Wa I I Z esfea c 4 P log Pef c log Pef Q Wa 4 c log 4 c Q Wa Pef logwa log Q log 4 logwa log Q log 4 c 4 log We log Q log 4 log Q Wa P 9 log logwe log Q log We W m P ensib e 9 log log Q camo libe P e logwe log Nota que la exesión de P es la misma que aa el caso de fuen untual, o la sensibilidad conmla la diectividad de la fuen. c) uen untual o esféica, en ecinto ceado En un ecinto ceado, a la enegía del camo diecto se le suma la del camo ebean. Wa Wa DIR Wa REV Wa Wa Wa I I Z c 4 R ef c 4 Wa Densidad D fuen ef ef ef fuen ef REV ef DIR ef REV ef P log Pef esfea OC REV OC Wa 4 ef REV c 4 c Wa 4 ef c 4 c log Pef OC ef DIR c 4 Wa c Wa 6 P logwa log 4 log R log 4 P 9 log logwe log Wa We logwa log 4 4 Wa R ef DIR c 4 Wa c Wa 4 OC OC OC c Wa 4 4 R 6 R We W m P e 9 log camo libe P e logwe log Recoda que : R 6 R Nota que la exesión de e es la misma que en el i caso, ues la fuen o el alan es el mismo que se midió en camo libe. El efecto del ecinto se tiene en cuenta en el témino agegado dento del último logaitmo. d) uen con facto de diectividad Q, en ecinto ceado ef DIR ef REV ef c Q Wa 4 4 c ef DIR ef P log Pef 4 Wa c Wa R Q c 4 Q logwa log 4 Q 6 P log 4 log logwe log R Wa We We W P e 9 log log Q m camo libe Q 6 P e log Q logwe log R Recoda : R ef REV OC c log Pef 4 Wa R 4 R a exesión obnida aa el cálculo del P es la más comleta y geneal. Coesonde al nil de esión sonoa geneado o un bafle de sensibilidad e y diectividad Q, en un ecinto ceado de constan R, alintado con una oncia eléctica We y dido a una distancia del bafle. Nota que: i la fuen se ubica en camo libe en luga de un ecinto ceado (R ), el témino que deende de R y la exesión de P se educe a la obnida aa el segundo caso. i además la fuen es omnidieccional: Q =, la exesión de P se educe a la encontada aa el i o ce caso. 4
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