Transcript ACÚSTICA ARQUITECTÓNICA

ACÚSTICA
ARQUITECTÓNICA
ALEXANDRA MARTÍNEZ TORÍO
ÍNDICE
• INTRODUCCIÓN
• CUALIDADES ACÚSTICAS
• MATERIALES EN ARQUITECTURA
ACÚSTICA
• ACÚSTICA DE ESPACIOS
• INSTALACIONES ACÚSTICAS
ARQUITECTÓNICAS
• REFERENCIAS
INTRODUCCIÓN
 El Sonido
•
•
•
•
•
Fenómeno que involucra la propagación de ondas
elásticas a través de un fluido que esté generando
un movimiento vibratorio de un cuerpo.
El sonido audible: oscilaciones en la presión del aire
 convertidos en ondas mecánicas para el cerebro.
Involucra transporte de energía sin transporte de
materia.
Onda longitudinal.
Definición de Platón.
INTRODUCCIÓN
 El Decibelio
•
•
•
•
Unidad relativa que representa la relación entre dos
magnitudes.
Es una unidad logarítmica representada por dB.
Un belio, la unidad original, equivale a 10 decibelios y
representa un aumento de potencia de 10 veces
sobre la magnitud de referencia.
Dos belios representan un aumento de cien veces (2
es el logaritmo decimal de 100) en la potencia.
INTRODUCCIÓN
La Acústica Arquitectónica
• Estudia los fenómenos vinculados con la propagación
del sonido.
• Incluye la aislación acústica de ciertos lugares para
una cierta aplicación.
• Tiene en cuenta las cualidades acústicas: propiedades
relacionadas con el comportamiento del sonido.




Reflexiones tempranas
Reverberación
Ecos
Resonancias
CUALIDADES ACÚSTICAS
DEL SONIDO
El Tono
• Frecuencia fundamental de las ondas sonoras.
• Permite distinguir entre graves, agudos y medios.
• El rango de frecuencias audible por el hombre está
entre 20 y 20000 Hz.
• Las frecuencias inferiores a 20Hz son infrasonidos.
• Las frecuencias superiores a 20000Hz son
ultrasonidos.
CUALIDADES ACÚSTICAS
DEL SONIDO
La Intensidad
• Cantidad de energía acústica que contiene un sonido.
• Determinado por la potencia, que a su vez lo está por
la amplitud.
• Por lo tanto, podemos distinguir entre sonidos fuertes
o débiles.
• Los sonidos percibidos deben estar entre el umbral
auditivo (0dB) y el umbral de dolor (140dB)
CUALIDADES ACÚSTICAS
DEL SONIDO
El Timbre
• Confiere al sonido los armónicos que
acompañan a la frecuencia fundamental.
• Permite distinguir dos sonidos con el mismo
tono o nota musical, con la misma intensidad,
producidos por instrumentos distintos.
La Duración
• Determina el tiempo de vibración de un objeto
• Distingue entre sonidos cortos, largos, …
CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
Ecos
• Reflexión que retorna al punto donde se encuentra la
fuente después de emitido el sonido.
• El tiempo que tarda en producirse t viene relacionado
con la distancia d a la que se encuentra la superficie
reflectora más próxima mediante:
t=2d/c
• Se deduce que la distancia mínima a la que debe estar
la superficie reflectora para que el eco sea apreciable
es 17m
• Ecos repetitivos
CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
Reflexiones Tempranas
• Cuando la fuente se encuentra rodeada de diferentes
superficies, el oyente recibe el sonido directo además del
reflejado de cada una de las paredes.
• Si estas reflexiones se encuentran bastante separadas en el
tiempo de forma que puedan ser apreciadas por separado, se las
denomina reflexiones tempranas.
Ambiencia
• Sensación que permite al oyente identificar auditivamente el
espacio en el que se encuentra.
• Sensación creada por la distribución en el tiempo de reflexiones
tempranas.
CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
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• Estudio mediante rayos acústicos de las reflexiones
tempranas, para determinar los tiempos de llegada de
cada reflexión.
CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
Absorción Sonora
• Parte del sonido que no es reflejado por las
superficies de un recinto.
• Las superficies vienen caracterizadas por un
coeficiente de absorción
α
α=energía absorbida/energía incidente
• En general, materiales duros son muy reflectores y
por tanto poco absorbentes y los materiales blandos y
porosos son poco reflectores y muy absorbentes
CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
 Tiempo de Reverberación
• Permanencia del sonido después de interrumpida la fuente
(reflexiones de las reflexiones,…) da lugar a una situación de
reverberación.
• Tiempo de reverberación T: tiempo que tarda en extinguirse un
sonido sabiendo que por cada reflexión parte es absorbida (y
transforma en forma de calor) y parte es reflejada y continúa
viajando. Técnicamente, tiempo que tarda en bajar de 60dB
respecto a su valor inicial.
• Si las superficies son muy reflectoras, T será muy grande; si son
muy absorbentes, T será pequeña.
• Fórmula de Sabine:
T = 0.161 · V/ α·S
donde V es el volumen de la habitación, S la superficie interior
total y α el coeficiente de absorción.
• Como el coeficiente de absorción depende de la frecuencia, T
también.
• Para varios materiales: T = 0.161 ·V/ α1·S1+…+ αn·Sn
CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
Tiempo de Reverberación Óptimo
• Para cada finalidad existe un tiempo de reverberación
óptimo, que aumenta al aumentar el volumen de una
sala.
• Palabra requiere T bajo, sino serían ininteligibles.
• Música requiere T alto, disimula imperfecciones de
ejecución.
CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
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CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
Campo Sonoro Directo y Reverberante
• Campo Sonoro: Valor que adquiere la presión sonora en
cada punto del espacio.
 Campo directo: Recién emitido, aún no experimentó reflexión
 Campo reverberante: Sonidos después de la primera reflexión
• Comportamiento con la distancia:
•En un
descampado solo
tenemos
componente de
campo directo
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CUALIDADES ACÚSTICAS
DE UN ESPACIO
Campo Sonoro Directo y Reverberante
• Distancia Crítica: Limita las regiones en las que
predomina uno u otro campo.
• Campo directo: Direccional
• Campo Reverberante: Adireccional
• Apreciación: Mayor campo reverberante si menor α y
por lo tanto mayor campo reverberante.
CUALIDADES ACÚSTICAS DE
UN ESPACIO
Resonancias
•
•
•
•
•
•
O modos normales de vibración
Consecuencia de las reflexiones sucesivas en paredes opuestas
(paralelas).
Se genera una onda estacionaria, onda que va y vuelve una y otra vez
entre las dos paredes.
Se cumple que:
2·L = c/f
Con L distancia entre las dos paredes, c velocidad del sonido y
frecuencia del sonido resultante (frecuencia de resonancia).
Las resonancias se ponen de manifiesto cuando aparece un sonido de igual
o similar frecuencia a la de resonancia. Amplificación de dicho sonido.
Para estas frecuencias el tiempo de reverberación es mayor  defecto
acústico. Solución:
 Evitar superficies paralelas
 Absorción acústica para disminuir el tiempo de reverberación
 Ecualizar sistema de sonido
CUALIDADES ACÚSTICAS DE
UN ESPACIO
Resonancias
• Rellenan el espectro musical.
• Distorsión en la escucha.
• Difusión: En algunos puntos el nivel sonoro es
mayor que en otros.
• Salas grandes: Las resonancias (próximas
entre sí) se transforman en reverberación y
mejoran la difusión.
• Salas pequeñas: Recomendaciones
MATERIALES EN
ARQUITECTURA ACÚSTICA
Absorbentes
• Materiales especialmente formulados para tener una
elevada absorción sonora.
• La absorción aumenta con su espesor y con la
densidad.
• Ejemplo: Lana de vidrio. Inconvenientes: Debe ser
aislada con paneles.
• Tabla con valores de α en función de la frecuencia.
Más absorción si más frecuencia, pues su longitud de
onda es pequeña y comparable con las irregularidades
de la superficie.
• Otro material: Espumas de poliuretanoTrampas del
sonido, el sonido incide sobre una cuñas (Figura). Se
produce múltiples reflexiones en esa cuña.
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MATERIALES EN
ARQUITECTURA ACÚSTICA
Aislantes
• Aislación acústica: Consiste en impedir que los sonidos
generados en el interior trasciendan al exterior, y
recíprocamente.
• Se logra interponiendo una pared entre la fuente
sonora y el receptor.
• Mayor densidad del tabique y mayor frecuencia del
sonidomayor aislación.
• Estructuras comunmente utilizadas: Tabiques dobles o
múltiples (Figuras)
MATERIALES EN
ARQUITECTURA ACÚSTICA
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MATERIALES EN
ARQUITECTURA ACÚSTICA
Aislantes
• Parámetros utilizados:
 Pérdida de transmisión PT (dB): En cuanto se
atenúa la energía sonora.
 Clase de transmisión sonora STC o Índice de
reducción acústica Rw: Valor promedio de la
pérdida de transmisión a varias frecuencias. Mide
la calidad sonora del tabique.
• Transmisión por flancos: Sonido que se filtra a través
de fisuras y se propaga en forma de vibración.
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ACÚSTICA DE ESPACIOS
Espacios Abiertos
• La difusión del sonido es el fenómeno preponderante.
• Las ondas tridimensionales con frente de onda
esférico se propagan en todas las direcciones.
• Es importante focalizar el sonido al lugar donde se
ubiquen los espectadores.
 Los griegos utilizaban las propias gradas como
reflectores, reforzando el sonido directo,
aumentando la sonoridad.
 Los romanos usaron la misma técnica con gradas
curvas, perdiéndose menor cantidad de sonido.
ACÚSTICA DE ESPACIOS
Espacios Cerrados
• La reflexión es el fenómeno preponderante.
• Al público le llega el sonido directo y el reflejado. Si
llevan diferentes fases:
 Puede resultar reforzado
 Se puede anular el sonido (fases opuestas)
• A la hora de acondicionar estos espacios, importante
tener en cuenta:
 Que no entre el sonido exterior
 En el interior, calidad óptima controlando la reverberación y
el tiempo de reverberación, con materiales absorbentes,
reflectores,…
INSTALACIONES
ACÚSTICAS
ARQUITECTÓNICAS
Suelos Flotantes
• Situaciones en las que se requiere aislamiento
acústico crítico, como salas de máquinas,…
• Ventajas:
 Control de energía vibratoria
 Baja el centro de gravedad del sistema, amyor
estabilidad al conjunto oscilatorio
 Reduce efectos de las frecuencias exteriores
INSTALACIONES
ACÚSTICAS
ARQUITECTÓNICAS
Techos Acústicos
• Situaciones en las que se
requiere que el tiempo
de reverberación sea
extremadamente bajo en
todo el ancho de banda.
• Se instalan como falsos
techos acústicos
mejorando el grado de
absorción.
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INSTALACIONES
ACÚSTICAS
ARQUITECTÓNICAS
Puertas Acústicas
• Situaciones en las que se
requiere un buen
aislamiento acústico en
estudios de grabación, TV,
radio,…
• Carácterísticas acústicas:
 Índice TL (Insulation Loss)
 El NR (Noise Reduction)
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INSTALACIONES
ACÚSTICAS
ARQUITECTÓNICAS
Antivibradores
• Dos funciones:
 Función aislamiento: Oponen resistencia a la
propagación del movimiento.
 Función amortiguadora: Transformación de la
energía vibratoria en calor.
• Según su proporción se diferencian las diferentes
familias.
REFERENCIAS
• http://www.eumus.edu.uy/eme/cursos/acustica/apuntes/c
ap04.pdf
• http://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAstica_arquitect%
C3%B3nica
• http://acusticaweb.com/index.php?option=com_content&
task=blogcategory&id=5&Itemid=9
• http://usuarios.lycos.es/pacolorente/TeatrosRomanos/06
Acustica_Teatro.htm
• www.indeac.es
• http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/tra
bajos_04_05/io6/public_html/
• http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/tra
bajos_02_03/Acustica_arquitectonica/Acustica_arquitect
onica.html
GRACIAS POR SU ATENCIÓN