اصول طراحی آکوستیکی

اصول طراحی آکوستیکی

اصول طراحی آکوستیکی

علم آکوستیک

صدا وسیله ارتباط است. ارتباط انسان ها با یکدیگر ارتباط با طبیعت و حتی ارتباط با اشیاء ساخته شده توسط خود انسان. صدا اولین وسیله ارتباط انسان ها با یکدیگر و با طبیعت بوده است و علم تولید, انتشار و دریافت صدا آکوستیک نام دارد. اما در دنیای صنعت و تکنولوژی امروز صداهای ناخاسته هم به وجود می آیند که برای انسان عوارض روانی ناخوشایندی به همراه دارد. در طراحی آکوستیکی باید از به وجود آمدن و انتشار این گونه صداها جلوگیری کرد.
تاریخ آغاز طراحی آکوستیکی با ساخت تئاتر یونان باستان و سپس روم باستان شروع شد. در این سالن ها برای اجرای نمایش و سخنرانی فضاهایی در نظر گرفته شده بود. به دلیل فقدان امکانات الکترونیکی در آن زمان امکان تقویت کردن صدا وجود نداشت. این فضاها می بایست برای مقیاس صدای انسانی طراحی می شدند به نحوی که صدای یک انسان در برابر آن جمعیت زیاد به وضوح شنیده می شد. از آنجایی که صدای انسان یک برد خاصی دارد و صحبت کردن با صدای بلند بیشتر از زمان خاصی امکان پذیر نیست بنابراین فضاهای مذکور بایستی به گونه ای طراحی می شدند تا صدای گوینده به صورت یکنواخت به سمت تماشاچیان هدایت میشد.
تا پایان قرن نوزدهم طراحی این گونه فضاها بر اساس سعی و خطا و تجربی انجام می پذیرفت تا این که در سال ۱۸۹۵ به دلیل غیرقابل تحمل بودن مشکل آکوستیکی تالار موزه هنر Fogg فیزیک دانی به نام Wallace C. Sobine تلاش هایی را برای مشکلات صوتی سالن انجام داد.
پس از مطالعات دقیق راجع به این بنا وی دریافت که مشکل اساسی در غیرقابل فهم بودن مطالب سخنرانی شده در اتاق به واسطه بازتاب اصوات به صورت رفت و برگشتی در سطوح داخلی بنا می باشد. سابین با تغییر جای صندلی ها موجب بهبود وضعیت آکوستیکی سالن شد. این مسئله در تاریخ آکوستیک به عنوان اولین تلاش علمی در جهت بهبود بخشیدن به وضعیت آکوستیکی به شمار می رود.
هنگامی که صدایی از منبع صوتی در این گونه اماکن تولید میشود صدای تولید شده ار منبع دورشده تا هنگامی که به سطوح اتاق و یا تالار برخورد کند پس از برخورد امواج صوتی با سطوح بخشی از آن جذب، بخشی از دیوار عبور کرده و مابقی آن بازتاب می شود. صدایی که از یک نقطه مشخص در اتاق دریافت میشود از دو بخش جدا تشکیل میگردد. بخش اول صدایی است که مستقیما از منبع صوتی به نقطه معین می رسد که به عنوان امواج اصلی نامیده شده و مستقل از شکل و مصالح اتاق بوده و فقط به فاصله و بین منبع و آن نقطه بستگی دارد. بخش دوم بازتاب امواج صوتی برخورد کننده با سطوح داخلی است که به آن نقطه مفروض می رسد و امواج غیرمستقیم نام دارد. اگر فاصله بین منبع و سطوح دیوار زیاد باشد تاثیر زیادی در دریافت امواج بازتابیده شده حس خواهد شد. بنابراین بازتاب امواج ارتباطی به فاصله منبع تا نقطه مفروض یا دریافت کننده نداشته و کاملا به ویژگی های سالن بستگی دارد.


هنگامی که در یک فضای سرپوشیده یک منبع صوتی شروع به پخش انرژی صوتی می کند امواج منتشر شده در لحضه اول در فضای خالی از انرژی تالار در تمام جهات پیش روی می نماید. پس از مدتی معینی امواج منتشر شده به دیوارها برخورد و بازتاب می نماید. امواج اصلی و امواج بازتابنده با یکدیگر تداخل کرده و به تدریج میدان آکوستیکی را پخش می کنند. اگر پخش انرژی از منبع ادامه یابد این تداخل انرژی آنقدر به طول می انجامد تا مقدار انرژی تباه شده توسط هوا و دیوارها و سایر ملزومات تالار معادل انرژی منتشر شده از منبع گردد که از آن لحظه به بعد میدان آکوستیکی حالتی ثابت پیدا می کند. صدایی که بر اثر بازتاب مکرر منعکس می گردد ضعیف میشود تا آنجایی که به طور کامل از بین بروند. بدیهی است که تباهی صدا در سالنی که توسط جذب کننده ها به طور کامل پوشانده شود بسیار سریع تر صورت میگیرد. مدت زمانی که از لحظه قطع سرچشمه صدا تا سکوت مطلق در سالن به طول می انجامد را طنین یا واخنش می نامند. تنین نتیجه تناسب بین جذب و شدت صدا بوده که تابعی از زمان است.
یکی از مهمترین اهداف طراحی سالن های سخنرانی این است که تمام افرادی که بر جاهای خود نشسته اند قادر به شنیدن تمام جملات سخنرانی به طور واضح و بدون زحمت باشند. صدایی که توسط شنونده شنیده می شود ترکیبی است از صدای مستقیم، بازتاب صدای اولیه از دیوارها و سقف و صدایی حاصل از انعکاس مکرر درون سالن شنیده می شود. صدای حاصل از انعکاس مکرر نیز تابع مدت زمانی است که صدا به اندازه ۶۰dB کاهش یابد که به حجم سالن، مقدار جذب کننده ها و فرکانس امواج صوتی بستگی دارد.

در عکس های زیر چند نمونه از طراحی های آکوستیکی را می توانید مشاهده کنید.