13.4 posisi kerapatan energi dan gema Pada bagian sebelumnya tidak disebutkan beberapa sumber suara, kami menganggap medan bunyi sebagai fakta yang diberikan. Sekarang perhatian utama kami adalah kerapatan energi yang akan dibuat bila kekuatan akustik tertentu diberikan ke sebuah ruangan. Dalam diskusi ini mengasumsikan dari awal bahwa medan suara dalam ruangan adalah menyebar/ membaur. Selain itu, kita membatasi diskusi kita dengan rata-rata statistik yang mana beberapa hubungan yang sederhana dapat diturunkan. Hal ini secara intuitif jelas bahwa kerapatan energi di sebuah ruangan akan menjadi lebih tinggi, lebih banyak kekuatan akustik yang dihasilkan oleh sumber suara dioperasikan di dalamnya, dan energi yang lebih rendah per detik akan hilang oleh proses disipatif, khususnya, semakin rendah penyerapan batas koefisien. Hal ini membawa kita langsung kepada keseimbangan energi : Perubahan sementara kadar energi = sumber penghasil energi energi serapan Semua energi pada tangan kanan adalah per detik. Kadar energi adalah rapat kerapatan energi w digunakan dengan volume ruangan V, maka sisi kiri dalam persamaan ini adalah V. dw / dt. Sumber energi untuk ruangan per detik adalah sumber tenaga keluaran P. Untuk menghitung serapan energi kita membagi batas manjadi sebagian permukaan S i yang sepanjang koefisien serapan dapat diasumsika sebagai persamaan. Yang mana sebagian permukaan serapan energi per detik, atau, setelah menyatakan kerapatan penyinaran B dengan pers.(13.10) oleh kerapatan energi, / 4. Akhirnya, kita mengenalkan wilayah persamaan serapan (13.14) Maka pernyataan matematika untuk energi keseimbangan: V = P(t) - Aw (13.15) Ini adalah penurunan persamaan perintah pertama untuk kerapatan energi. Ini dapat menjadi pemecahan dalam bentuk tertutup untuk kapanpun bergantung sumber tenaga P(t). disini kita
akan menganggap dua tempat istimewa: pertama sumber energi P adalah konstan, kemudian kandungan yang sama untuk kerapatan energi. Ini petunjuk ini w = (13.16) Formula ini setuju dengan apa yang kita harapkan. Namun, belum mencerminkan kebenaran penuh: sebelah sumber suara, bagian yang berlaku kepadatan energi diragukan bahwa yang dihasilkan langsung oleh itu, yaitu, tanpa pengaruh ruangan. Misalkan sumber memancarkan gelombang bulat dengan intensitas ini sesuai dengan kerapatan energi atau. Dimana r adalah jarak dari sumber suara. Hal w d = (13.17) Para rc jarak di mana kerapatan energi baik, w dan wd, adalah sama disebut 'jarak kritis' atau 'menyebar jarak bidang' (lihat gambar.13,7). dengan menyamakan pers. (13,16) dan (13.17) kita peroleh: (13.18) Dengan jumlah ini kepadatan energi total w tot = w + w d dapat dinyatakan dengan w tot = (13.19) Istilah pertama menggambarkan langsung di lapangan, yang kedua mewakili apa yang disebut bidang berkumandang.
Gambar 13.7 Definisi r c jarak kritis (w, wd: Kerapatan energi dalam gema dan di langsung di lapangan, masing-masing) Di sisi lain, jika sumber memancarkan suara non-seragam karena petunjuknya maka istilah pertama dalam persamaan (13,19) harus dikalikan dengan keuntungan diperkenalkan pada Pers. (5.16) dengan yang intensitas ke arah radiasi utama ditingkatkan: Wtot = ( (13.19a) Oleh karena itu, jarak kritis di mana langsung dan kerpatan energi yang berkumandang adalah sama menjadi r c '= r c. Menunjukkan rumus di atas arah mana kepadatan energi dan karenanya tingkat kebisingan, misalnya, di ruang kerja dapat dikendalikan, yaitu, dengan meningkatkan area penyerapan A yang dapat dicapai oleh penyerap suara lapisan khususnya di langit-langit. Namun, hanya kepadatan energi di bidang berkumandang, yaitu, istilah kedua dalam persamaan (13,19) atau (13.9a). Bisa dipengaruhi dengan cara ini. Oleh karena itu, metode ini memiliki keterbatasan. Lebih jauh lagi, bidang suara di kamar seperti biasanya begitu jauh dari daerah berdifusi bahwa hasil hubungan sebelumnya di t petunjuk terbaik untuk pengurangan tingkat yang dicapai.
Dalam kasus kedua menduga bahwa sumber suara telah beroperasi sampai waktu t = 0 dan telah menciptakan kepadatan energi tertentu W 0 sampai saat itu. Kemudian sumber dimatikan (P = 0). Sekarang persamaan diferensial (13,15) adalah homogen, dan solusinya adalah w(t) = w 0 e -cat/4v untuk t > 0 (13.20) Ini menggambarkan peluruhan energi suara dalam ruangan dan agress dengan persamaan (9.36) dengan ( ) = CA / 8V. yang diperoleh dengan cara yang berbeda. Dari persamaan (9.37) kita mendapatkan waktu dengung: T = (13.21) memasukkan kecepatan suara timbal udara (13.22) Berikut semua panjang dalam meter. Seiring dengan hukum refleksi, persamaan ini adalah hubungan yang paling penting dalam akustik ruang. Hal ini akan kembali ke perintis akustik ruangan, WC Sabine, dan nama setelah dia. Namun, bisa mengklaim validitas hanya selama sebagai daerah resapan kecil dibandingkan dengan luas S dari dinding batas. Untuk melihat ini, mari kita asumsikan bahwa seluruh batas benar-benar menyerap, yaitu, dengan mengatur semua koefisien penyerapan dalam persamaan (13.14) sebesar kesatuan.. Lalu Pers. (13,22) memperkirakan waktu dengung terbatas meskipun tidak ada mencerminkan dinding sama sekali. Untuk sampai pada suatu formula dengung yang lebih pasti kita menyadari bahwa selama peluruhan energi suara tidak terus berkurang seperti pada persamaan (13.15) tetapi dalam. Langkah terbatas. Seperti pada bagian sebelumnya kita mempertimbangkan nasib suatu partikel hipotetis suara. Setiap refleksi mengurangi energi dengan faktor 1- Karena mengalami refleksi per detik energi partikel kiri setelah detik t fraksi Energi awal. Apa yang benar untuk satu partikel tunggal berlaku untuk kepadatan total energi juga yang kini meluruh menurut
w (t) = w 0 (13.23) Hubungan ini harus diselesaikan dengan memperhatikan dua faktor: karena koefisien penyerapan umumnya tidak konstan sepanjang keseluruhan batas, α harus diganti dengan rata-rata aritmatika (13.24) Selanjutnya, energi suara terdisipasi tidak hanya di dinding kamar tapi juga selama propagasi di udara. Ini dicatat oleh faktor tambahan exp (-mct) di pers.(13,23). Berikut m menunjukkan redaman konstan yang didefinisikan dalam Pers. (4.19). Akhirnya, kami set = CS / 4V dan mendapatkan formula lebih benar (13.25) (13.26) Hubungan ini biasanya disebut 'Eyring's rumus sebagai. Untuk α 1 kita dapat menggunakan pendekatan ln (1 - α) -α, lalu pers. (13.25), formula Eyring itu, menjadi identik dengan rumus peluruhan Sabine, pers. (13,22), bagaimana yang pernah, dengan versi agak diperpanjang dari daerah penyerapan setara yang mencakup redaman di udara: (13.27) Dalam kebanyakan kasus, bagaimanapun, 4mV panjang mungkin akan diabaikan kecuali kehilangan rumus diterapkan ke kamar besar dan untuk frekuensi tinggi. 13.5 Penyerapan suara Deskripsi mana yang lebih kita suka, yang geometris seperti dalam Bagian 13.1 atau yang statistik seperti dalam Bagian 13,4, dalam hal apapun medan suara dalam ruangan dan maka apa yang kita dengar di dalamnya sangat ditentukan oleh penyerapan yang dimiliki dari batasnya. Karena mekanisme dasar penyerapan suara telah diuraikan dalam Bagian 6,6 kita dapat membatasi diskusi ini dalam beberapa perubahan. Mula-mula kita harus ingat bahwa dinding tanpa penyerapan bunyi tidak ada. Bahkan dinding yang benar-benar kaku dengan permukaan halus memiliki koefisien penyerapan
terbatas. Serupa dengan permukaan bagian dalam pipa (lihat Bagian 8.1), lapisan batas terbentuk pada permukaan halus yang terkena gelombang suara, dan dalam hal ini kekentalan lapisan dan konduktivitas panas udara menyebabkan kerugian getaran. Dinding dapat dianggap ditutup dengan kulit di mana suara yang diserap (lihat Gambar 13.8a). Untuk alasan ini, dinding atau langit-langit tidak akan memiliki koefisien penyerapan di bawah 0,01. Kekasaran dinding akan meningkatkan ketebalan lapisan ini (lihat Gambar. 13.8b). selanjutnya lebih jauh secara dramatis meningkatkan penyerapan yang terjadi jika dinding memiliki pori-pori. Bila itu cukup sempit mereka mengisinya penuh dengan lapisan batas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13.8c. Dengan cara ini, jumlah energi yang relatif tinggi disadap dari gelombang suara yang mengganggu. Dalam subbab 6.6.2 penyerapan lapisan berpori disusun langsung di depan dinding kaku yang bersangkutan. Hasilnya disajikan pada Gambar 6.9. Meskipun diagram ini didasarkan pada model Rayleigh yang sangat ideal dari bahan berpori dan berlaku untuk kejadian suara normal dan hanya menunjukkan sifat khas penyerapan berpori. Secara khusus, hal ini menunjukkan bahwa penyerapan tinggi hanya dicapai dengan lapisan tebal yang merupakan sebagian kecil dari panjang gelombang signifikan yang mungkin sulit dijangkau, terutama pada frekuensi rendah. Gambar 13.8 lapisan batas Lossy: (a) di depan sebuah permukaan halus, (b) di depan permukaan kasar dan (c) di depan dan didalam bahan berpori.
Gambar 13,9 lapisan Berpori di depan dinding kaku (garis titik-titik: partikel kecepatan ketika lapisan tidak hadir): (a) lapisan segera di dinding, (b) lapisan terpasang dengan dukungan udara. Penyerapan frekuensi rendah dari lapisan berpori dengan ketebalan yang diberikan dapat ditingkatkan dengan memasang itu tidak langsung ke dinding atau langit-langit yang kaku tetapi dengan sebuah rongga udara di antara (lihat Gambar 13.9).. Kemudian penyerap tidak lagi terletak tertutup pada kecepatan partikel nol tetapi pada posisi dimana udara bisa ditekan melalui pori-pori. Dalam batas dari lapisan lembaran sangat tipis akhirnya kami tiba di kain yang diregangkan sudah dibahas dalam Subbab 6.6.3 (bagian kedua). Bahan penyerapan yang komersial sering dibuat dari butiran tahan api atau serat (wol kaca atau wol batuan) dengan menekan mereka bersama-sama, menggunakan pengikat. Atau, busa polimer dengan pori-pori yang terbuka digunakan sebagai pernyerap. Munculnya bahanbahan tersebut biasanya tidak terlalu menyenangkan mereka sering ditutupi sehelai kain tipis yang berlubang. Ini biasanya terdiri dari panel logam yang penuh lubang, kayu atau gypsum yang pada saat yang sama melindungi permukaan lembut terhadap kerusakan dan mencegah partikel-partikel dari udara yang tercemar. Dalam beberapa kasus, rentang khusus penerapan penyerap berpori adalah medium dan frekuensi tinggi. Rentang frekuensi rendah bisa tertutup, jika diinginkan, dengan resonansi peredam seperti yang dijelaskan dalam subbab 6.6.4 yang mana ditemukan penggunaan dalam ruang akustik. Pada kenyataanya, sampai demikian penyerap terdiri dari sebuah panel yang terbuat dari kayu, gipsum, logam, dll Dipasang sedemikian rupa sehingga bebas untuk melakukan getaran dengan lentur saat mengarahkan pada sebuah medan suara (lihat Gambar 13.10a).. Untuk tujuan ini ditetapkan dengan konstruksi pendukung di dinding yang akan
dilapisi. Diperoleh panel yang tidak terlalu tebal dan jarak yang sama L dari pendukung tidak terlalu kecil pengaruh dari kekakuan bengkok pada frekuensi resonansi dapat diabaikan terhadap bantalan udara akustik Gambar 13.10 penyerap resonansi: (a) dengan panel penggetar, (b) dengan panel yang berlubang di belakang. Kemudian frekuensi resonansi diberikan oleh Pers.(6.52) yang juga dapat ditulis dalam bentuk (13.27) Dimana m adalah massa spesifik dalam kg/m 2 dan d ketebalan dari bantalan udara dalam sentimeter. Dalam bentuk ini berlaku untuk suara normal, untuk kejadian acak, yaitu, dalam medan baur suara angka 600 harus diganti dengan 850. Menurut subbab 8.3.3 sebuah bantalan yang kaku, panel berlubang di depan sebuah dinding kaku bertindak juga sebagai penyerap resonansi (lihat Gambar. 13.10b). Sekali lagi, frekuensi resonansi diberikan dengan pers. (13.27). dan hubungan masa spesifik tertentu dengan panel adalah. (13.28) S 2 /S 1 adalah rasio bukaan ke daerah total spesimen. Rasio ini memiliki arti yang sama sebagai
porositas σ seperti yang diperkenalkan sebelumnya. Variabel l adalah ketebalan panel geometris ditambah dua kali koreksi akhir I = Igeo + 2 I (13.29) Untuk lubang melingkar dengan jari-jari sebuah istilah yang terakhir ini a / 2 (lihat Pers. (7,11)). Hal ini jelas bahwa dalam kedua kasus penyerapan terjadi hanya jika getaran resonator ini terkait dengan kerugian. Satu proses rugi adalah radiasi, dan kerugian lainnya disebabkan oleh disipasi Elastisitas pada panel dengan getaran lentur, atau, dalam kasus panel berlubang, dengan kekentalan dari udara yang mengalir melalui lubang tersebut. Untuk kedua jenis mereka dapat ditingkatkan dengan mengisi ruang di belakang panel sebagian atau dengan penuh dengan bahan berpori. Frekuensi yang bergantung pada penyerapan dari koefisien peredam resonansi dengan resistensi kerugian yang berbeda disajikan dalam Gambar 6.12. Frekuensi resonansi dari dinding dilapisi dengan panel kayu yang tidak berlubang biasanya dalam kisaran 8-10 Hz; menggunakan panel berlubang frekuensi resonansi dapat divariasikan dalam batas lebar. Sebagai contoh, adalah sekitar 250 Hz untuk panel 10 mm ketebalan yang sebesar 3% dilubangi dengan lubang diameter 8 mm dan dipasang pada jarak 8 cm dari dinding. Dalam auditoria penyerapan suara paling utama disebabkan oleh penonton. Oleh karena itu, pengetahuan penyerapan terhadap penonton sangat penting untuk keandalan memperkirakan waktu gema. Sayangnya, banyaknya tergantung pada cara yang rumit dalam beberapa keadaan, misalnya, jenis kursi, kepadatan tempat duduk penonton dan mengenai pembagian wilayah seluruh penonton menjadi blok-blok tempat duduk, dll, sampai batas tertentu juga pada jenis pakaian yang dipakai karena merupakan yang terakhir yang bertanggung jawab untuk penyerapan. Untuk menghitung waktu gema penyerapan dari penonton dapat dijelaskan dalam dua cara yang berbeda. Pertama, wilayah penyerapan tetentu δa dapat dikaitkan dengan setiap orang yang hadir termasuk kursi yang didudukinya. Maka luas total penyerapan dari ruangan adalah
(13,30) jumlah tersebut merupakan kontribusi dari batas setelah pers. (13,14) dan N adalah jumlah pendengar. lebih umum lagi adalah cara kedua, yaitu, untuk atribut koefisien penyerapan daerah tertutup dari pendengar. Lalu pers.(13.14) dapat diterapkantanpamodifikasiapapun. S a tidak hanya area lantai geometris tempat penonton, tetapi itu mempunyai untuk menambahkan dengan L a /2 dimana L a adalah total panjang keliling blok tempat duduk. Daerah ini tambahan untuk menjelaskan pengaruh hamburan suara yang terjadi di pinggiran blok dan yang mana meningkatkan penyerapan efektif penonton. Akhirnya, untuk ruangan yang lebih besar redaman udara harus diperhitungkan dengan jangka 4mV pada Pers.(13.25) dan (13,26). Tabel 13.1 daftar Tabel 13.1 Intensitas terkait m konstan atenuasi udara (dalam 10-3 m -1 ) pada kondisi normal Kelembapan Frekuensi (Hz) relatif (%) 500 1000 2000 4000 6000 8000 40 0,6 1,07 2,58 8,4 17,71 30 50 0,63 1,08 2,28 6,84 14,26 24,29 60 0,64 1,11 2,14 5,91 12,08 20,52 70 0,64 1,15 2,08 5,32 10,62 17,91 Tabel 13.2 Tipikal koefisien penyerapan (kejadian acak) bahan berkas oktaf frekuensi di tengah (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 permukaan kokoh (beton,dinding bata, plaster, lantai keras, dll) 0.02 0.02 0.03 0.04 0.05 0.05 Linoleum di lapisan atas 0.02 0.05 0.1 0.15 0.07 0.05 karpet, tebal 5 mm, di lantai yang kokoh 0.02 0.03 0.05 0.1 0.3 0.5 sedikit permukaan yang bergetar (plafon gantung, dll) 0.1 0.07 0.05 0.04 0.04 0.05 plester akustik, tebal 10 mm, disemprotkan pada dinding yang kokoh 0.08 0.15 0.3 0.5 0.6 0.7 Busa poliuretan, 27 kg/m3, tebal 15 mm pada dinding yang kokoh 0.08 0.22 0.55 0.7 0.85 0.75 batu dinding, 46,5 kg/m3, tebal 30 mm, 0.08 0.42 0.82 0.85 0.9 0.88
pada beton sama seperti diatas, tapi dengan 50 mm ruang udara, lateral dipartisi panel logam, tebal 0,5 mm dengan perforasi 15%,didukung oleh 30 mm batu dinding ruang udara tambaha, tidak ada partisi tambah tirai, arus perlawanan 450 Ns/m, sangat dibungkus, jarak dari dinding kokoh kira-kira 5 cm kursi berlapis yang penuh diduduki penonton 0.24 0.78 0.98 0.98 0.84 0.86 0.45 0.7 0.75 0.85 0.8 0.6 0.15 0.45 0.9 0.92 0.92 0.95 0.5 0.7 0.85 0.95 0.95 0.9 beberapa nilai konstanta redaman m. Tabel 13.2 menunjukkan koefisien penyerapan berbagai bahan pelapis, itu juga termasuk penonton. Namun, nilai-nilai ini harus dipahami lebih sebagai contoh tipikal dari data penyerapan yang berlaku pada umumnya. 13.6 auditoria akustik Sifat medan bunyi yang objektif adalah bertanggung jawab atas apa yang disebut baik atau kurang baik 'akustik' dari ruang kuliah, sebuah teater atau gedung konser? Apakah ada banyak kriteria untuk menilai kualitas akustik, dan apakah mungkin untuk desain ruang sedemikian rupa sehingga akan terkesan baik atau bahkan dalam kondisi yang terdengar sangat baik? Pada awalnya ada beberapa persyaratan yang mudah dan jelas yang harus dipertemukan di ruang apapun. Yang pertama menyangkut tingkat kebisingan yang disebabkan oleh instalasi teknis seperti, misalnya, AC, tetapi juga suara mengganggu dari luar. Ini harus tetap di bawah batas-batas tertentu yang ditetapkan oleh standar umum. Selain itu, ruang harus bebas dari terdengarnya gema. Persyaratan ini berkaitan dengan yang lain, yaitu, bahwa kekuatan suara yang terbagi lebih merata di seluruh penonton sehingga memastikan memadai dan sedekat mungkin kenyaringan yang sama di segala tempat. Ini terutama soal bentuk ruangan. Jadi, dinding melengkung atau langit-langit bagian pusat yang memantulkan suara didominasi ke daerah-daerah tertentu dan mencegah kekuatan suara yang terbagi lebih merata. Dalam kombinasi dengan penundaan yang panjang pemantulan suara, Efek ini dapat mengakibatkan gema terdengar. Resiko khusus dalam hal ini harus diharapkan dalam ruangan dengan rencana
denah lantai dasar lingkaran atau elips, tetapi bentuk kamar yang lain biasa juga mungkin ternyata bermasalah. Dalam kasus tertentu, bagaimanapun juga, itu penting untuk berhubungan dengan kekuatan suara yang terbatas dengan cara ekonomi, yaitu, untuk langsung dengan desain yang sesuai dari dinding dan langit-langit ke tempat-tempat yang dibutuhkan, yaitu pada pendengar. Jadi, semua permukaan yang menghasilkan 'berguna' memantulkan dengan sedikit penundaan harus memantulkan secara efisien, khususnya, mereka tidak boleh dibatasi atau ditutupi dengan berbagai jenis penyerap suara. Oleh karena itu, tirai dekoratif yang sering terlihat di dinding belakang tahap benar-benar tidak pada tempatnya. Kondisi lain yang penting adalah bahwa ruangan memiliki waktu gema yang menguntungkan berbagai presentasi. Jika ruangan terutama digunakan untuk mengajar, untuk kuliah, untuk diskusi atau untuk pertunjukan drama itu waktu gema seharusnya dijadikan relatif rendah, karena gema panjang yang tercampur berbagai suara dan suku kata dan karenanya mengurangi kejelasan pidato. Pada prinsipnya, seperti ruangan tidak perlu gema apapun. Hal ini dapat dicapai dengan perlakuan serapan pada dinding dan langit-langit yang bagaimanapun juga akan mencegah pemantulan yang disebutkan sebelumnya yang mana begitu penting untuk persediaan suara. Kegunaan yang disetujui adalah waktu gema dalam jarak sekitar 0,5-1,3 detik dengan waktu gema lagi untuk ruang yang lebih besar. Terutama pada frekuensi rendah pada gema harus tidak terlalu lama;sebaliknya, itu akan menutupi komponen spektral yang berfrekuensi menengah dan tinggi yang sangat penting untuk kejelasan suara. Hal-hal yang berbeda ketika datang ke gedung konser. Tidak disangka music menjadi 'pemahaman' dalam arti yang sama dengan bicara. Dengan demikian suara melengkungdari senar instrumen atau suara udara musik tiup kayu seharusnya tidak dianggap, dan hal yang sama berlaku untuk ketidaksempurnaan tak terelakkan dari sinkronisme dan intonasi. Untuk menciptakan suara orkestra khas beberapa campuran suara musik yang berbeda sangat diperlukan, dan juga nada yang berikut dari suatu bagian harus melakukan penggabungan sampai batas tertentu. Ini efek pelunakan spasial dan temporal dicapai dengan gema; menurut lamanya pengalaman harus di suatu tempat disusun menurut 2 detik di sebuah gedung konser yang besar. Seringkali penambahan dari waktu gema terhadap frekuensi rendah menemukan keinginan karena ini dikatakan untuk menambahkan 'kehangatan' dari suara orkestra.
Selain gema yang memadai itu penting bahwa proyeksi suara terhadap penonton dengan dinding sesuai berorientasi dan bagian langit-langit tidak berlebihan. Jika semua suara yang dihasilkan oleh para musisi akan diarahkan secara eksklusif ke penonton yang yang berpenyerapan tinggi itu tidak akan memiliki kesempatan menikmati gema ruangan untuk beberapa derajat yang cukup, dan tidak banyak yang akan dirasakan bahkan jika waktu gema dihitung adalah dalam rentang yang benar (lihat Gambar 13,11).. Selain itu, kandang panggung harus dirancang sedemikian rupa sehingga itu memantulkan kembali beberapa suara pada penampilan musisi melakukan untuk membangun saling kontak pendengaran yang mereka butuhkan. Gema yang memadai dan pencampuran suara yang baik bukan hanya tanda dari sebuah gedung konser akustik yang baik. Pengunjung konser secara tidak sadar mengharapkan bahwa ia diselimuti oleh musik, sehingga untuk berbicara, atau medan suara yang menciptakan kesan akustik ruang. Saat ini, ada kesepakatan umum bahwa kesan ini disebabkan oleh pemantulan yang datang dari arah lateral pada pendengar. Sejak pendengar gelombang suara ini datang pemantulan menimbulkan sinyal suara yang berbeda di kedua telinga. Sebagaimana dijelaskan dalam Bagian 12,7 perbedaan interaural memungkinkan kita untuk melokalisir arah dari suara yang ditimbulkan pada medan dari sumber suara tunggal. Dalam suara lebih rumit medan suara di sebuah gedung konser mereka berkontribusi pada kesan ruang subjektif. Mengenai opera teater kita seharusnya berharap bahwa persetujuan antara gema dalam waktu yang relatif lama dari ruang konser dan (a) (b) Gambar 131.11 Alasan tidak cukup gema dari sebuah ruang konser: (a) waktu dengung terlalu pendek, (b) eksitasi kurang dari gema. (Garis vertikal merupakan suara langsung.)
nilai lebih pendek mendukung kejelasan ucapan yang baik akan menciptakan kondisi mendengarkan optimal. Sekarang gedung opera tua memiliki waktu gema pendek dalam jarak sekitar 1 detik selama waktu hilang dari teater opera modern datang cukup dekat dengan orangorang yang dianggap optimal untuk gedung konser. Mungkin, para pengunjung opera modern memberikan pilihan agar nyanyian tunggal terdengar lebih indah dan penuh serta suara orkestra yang halus daripada mudah dimengerti dari teks yang dinyanyikan para penikmat sejati mengetahui pula semuanya dengan hati. Sekarang kita akan pergi ke dalam ketiga pertanyaan yang diajukan pada awal subbab ini. Waktu gema dari ruangan mudah diprediksi dengan salah satu formula yang disajikan sebelumnya, biasanya rumus. (13,22) digunakan untuk tujuan ini. Dengan haasil perhitungan yang realistis tersebut adalah tergantung pada koefisien serapan dimasukkan, tentu saja. Selanjutnya, fitur yang signifikan dari respon penting dapat dihitung diawal dari gambar sang arsitek. Untuk tujuan ini metode sumber gambar sebagaimana disebutkan dalam Bagian 13.1 dapat digunakan. Dalam metode lain yang sangat kuat dikenal sebagai "ray tracing" jalur individu partikel dihitung banyak suara yang dipancarkan ke segala arah pada saat tertentu. Hal ini memiliki keuntungan yang tidak hanya berlaku untuk bidang dan permukaan halus namun untuk yang melengkung atau yang menyebar juga dengan sama baiknya. Selanjutnya, prosedur yang melibatkan kombinasi dari kedua metode telah dikembangkan. Dari tanggapan impuls hampir semua data yang relevan dapat dievaluasi, yaitu, bukan hanya waktu gema tetapi juga kriteria yang mungkin berbeda dari satu lokasi tempat duduk ke yang lain, seperti halnya dengan definisi atau indeks kejelasan, atau kriteria yang menunjukkan kesan ruang. Sebuah prosedur yang sangat menarik dan menjanjikan disebut 'auralisation' memungkinkan kita untuk memproses dan menyajikan contoh musik sedemikian rupa seolaholah pendengar menghadiri pertunjukan di tempat duduk khusus di ruang dipertimbangkan yang mungkin hanya ada di atas kertas. Ini dilakukan dengan bantuan filter frekuensi digital yang mensimulasikan respon yamg berhubungan dengan pendengaran, dihitung secara terpisah untuk masing-masing telinga pendengar. Hasilnya disajikan kepada pendengar dengan headphone atau lebih baik menggunakan pengeras suara dengan menggunakan prosedur yang akan dijelaskan dalam subbab 20.1.3. Dengan cara kondisi mendengarkan, misalnya, pada tempat yang berbeda
dari sebuah gedung konser atau di gedung konser yang berbeda dapat langsung dinilai dan dibandingkan satu sama lain. Akhirnya, kami ingin membantah pendapat bahwa kesalahan akustik suatu ruangan dapat dibenahi dengan instalasi elektroakustik yang dirancang dengan cermat. Dalam ruangan konser seperti sistem biasanya menolak keduanya baik itu musisi maupun pecinta musik. Hal yang sama berlaku untuk teater, meskipun untuk sebagian kecil; untuk penyajian musikal sistem suara elektroakustik berlaku umum. Tetapi bahkan jika penggunaan amplifikasi elektroakustik sangat diperlukan seperti yang memang benar untuk ruang kuliah besar, parlemen, arena olahraga, dan sebagainya, di 'alam' perpindahan suara seharusnya mungkin sama menguntungkan untuk jenis tertentu dari berbagai presentasi. Dalam Bagian 20,3 hubungan erat antara sifat-sifat akustik dari ruangan dan fungsi dari sistem suara dipasang di dalamnya akan menjadi jelas. 13.7 Ruangan khusus untuk pengukuran akustik Untuk kebanyakan pengukuran akustik lingkungan dengan sifat-sifat yang jelas diperlukan. Hal ini dicapai dengan ruangan yang dirancang khusus, khususnya, ruang anechoic dan pasangannya, ruang gema atau ruang dengung. Tujuan dari ruang anechoic adalah untuk menciptakan kondisi bidang bebas, yaitu tidak adanya refleksi. Hal ini diperlukan, misalnya, untuk kalibrasi bidang bebas dari mikrofon, untuk mengukur fungsi transfer dan karakteristik arah pengeras suara, untuk penyelidikan psikooakustik dan untuk tujuan lainnya. Karena tidak mungkin untuk menekan semua pantulan sepenuhnya pada kebutuhan yang praktis adalah bahwa faktor pemantulan pada lantai, dinding samping dan langit-langit kurang dari 0,1 terkait ke koefisien penyerapan melebihi 0,99. Hal ini berarti bahwa tingkat tekanan suara dari bidang gelombang dikurangi sebesar 20dB ketika terpantul. Hal ini mudah dicapai pada audio frekuensi menengah dan tinggi namun tidak dalam rentang frekuensi rendah. Di ruangan yang paling anechoic batas dipagari dengan piramida atau potongan bahan berpori membentuk peralihan bertahap dari karakteristik impedansi udara dengan dinding di belakang. Kisaran penyerapan suara tinggi memanjang ke bawah sekitar bahwa frekuensi yang panjang irisan sepertiga panjang gelombang. Pada lapisan ditunjukkan pada Gambar 13,12 setiap kelompok tiga potong digabungkan menjadi satu blok dengan tepi paralel, dan blok berdekatan sudah terpasang dengan ujung-ujungnya tegaklurus satu sama
lain. Batas bawah dari rentang frekuensi dapat berguna kemudian dikurangi dengan menyediakan sebuah rongga udara di belakang potongan yang, bersama-sama dengan jarak antara potongan, bertindak sebagai penyerap resonansi. Karena Gambar 13.12 elemen dinding dari ruangan anechoic lantai ruang anechoic juga dilapisi dengan potongan, akses ke ruangan diberikan dengan terali atau jaring yang dapat dianggap sebagai suara transparan. Berbeda dengan ruang anechoic, bidang suara dalam ruang gema harus sama baur mungkin. Hal ini memerlukan batas yang sangat reflektif yang berarti bahwa semua dinding, lantai dan langit-langit ruangan harus halus dan seberat mungkin dan benar-benar bebas dari pori-pori. Sebuah ruang yang tidak teratur bentuknya cukup menggembirakan dalam hal ini kekuatan gelombang suara untuk mengubah arah mereka secara berkala dan meningkatkan difusi. Peningkatan yang lebih dicapai dengan struktur permukaan yang teratur atau tidak teratur seperti silinder atau bagian bola. Sangat efektif adalah dengan bebas ditangguhkan paling menyebar seperti papan melengkung, sebagai contoh. Mereka meningkatkan pencampuran komponen bidang bunyi dengan hamburan mereka lagi dan lagi. Sebuah ruang gema seharusnya memiliki volume pada kisaran sekitar 200 m 3 dan waktu gema paling tidak 5 detik. Satu aplikasi penting dari sebuah ruang gema adalah dalam pegukuran daya total keluaran sumber suara. Metode ini berdasarkan Pers. (13,16) menurut (13.31)
Ekspresi berikut dari Pers.(5.8); p ~ efektif tekanan suara p ditentukan dengan sebuah calibrated level meter. Daerah penyerapan A diperoleh dari waktu gema ruangan. Selanjutnya, ruang gema yang digunakan untuk pengukuran dari dinding penyerap suara, pelapis dinding apapun begitu juga orang, kursi dan objek lainnya menyerap. Ketika pengukuran penyerapan dengan tabung impedansi (lihat Bagian 6.5) dibatasi untuk contoh kecil reaksi lokal permukaan dan suara terdengar normal, data ruang menghasilkan gema ditentukan dengan bidang bunyi yang menyebar yang biasanya lebih relevan dalam ruangan akustik. Untuk menentukan koefisien penyerapan dalam ruang gema, sampel bahan di bawah diuji dengan ditempatkan di lantai atau dipasang di dinding ruangan. Dari waktu gema koefisien penyerapan ἆ = A / S (S = batas wilayah) adalah ditentukan dengan menggunakan pers. (13,22) atau, lebih baik, Pers. (13.25). Karena volume kecil dari ruangan 4 mv biasanya dihilangkan. Di sisi lain, menurut Pers. (13,24) koefisien penyerapan menunjukkan koefisien (13.32) Pada lambang S 3 adalah daerah sampel dan α0 menunjukkan koefisien penyerapan dari batas yang kosong. Yang terakhir ini harus ditentukan dari waktu dengung dari ruang kosong. Kemudian serapan koefisien] α 3 dari contoh adalah : (13.33) Namun, harus disebutkan bahwa ada sering ketidaksesuaian antara hasil yang diperoleh dengan sampel yang sama, tetapi di laboratorium yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa pencapaian kondisi medan-baur bukan masalah sepele atau mudah.