Charla acondicionamientos aparajadores 130411

NOTA: el contenido de esta presentación es propiedad intelectual de INASEL ®

Acondicionamiento acústico de recintos


Objetivo

Aportar a los arquitectos técnicos una serie de directrices técnicas a ser consideradas en proyectos de nueva construcción y/o de remodelaciones de recintos en los cuales es importante garantizar un mínimo de confortabilidad acústica

Aulas Restaurantes y comedoresPasillos en edificios de la AdministraciónSalas de reuniones, salas de conferencias, ….Espacios polifuncionales


Introducción: ¿es necesario mejorar las acústica de los recintos?


Problema en las Aulas

Lo normal es encontrarnos aulas donde el grado de inteligibilidad de la palabra es inferior a 75 %

Imaginemos un libro de texto en el que una de cada cuatro palabras ha desaparecido …… ¿parece ridiculo?

Pues es la situación normal que encontramos en las aulas en España

¿misma importancia en todas las tipologías de aulas?

Niños con problemas auditivosNiños aprendiendo a hablar y escribirClases de un nuevo idiomamúsica


Problema en otros recintos

• Espacios polifuncionales: ¿realmente lo son?

• Restaurantes: ¿podemos tener conversaciones entre comensales?

• Bares y cafeterías: ¿qué pasa cuando el local se va llenando?

• Salas de reuniones / conferencias: ¿molestias por ruidos?


¿es un problema nuevo el tema de acondicionamiento acústico?

Todos sabemos que la acústica de los recintos se lleva estudiando siglos, pero parece como que la información al respecto no estádemasiado accesible a arquitectos, proyectistas, administradores, profesores, padres …..

Se suele hablar de que se trata de construir edificios con “buena acústica”, pero ¿tenemos conocimiento de que significa esto exactamente?

Vamos a tratar de familiarizarnos con algunos conceptos claves


Conceptos básicos de acondicionamiento

En el siglo I (AC) el arquitecto romano Vitruvius explicó en “De Architectura”que “el sonido se mueve en forma de innumerables círculos concéntricos al igual que hace el agua cuando arrojamos una piedra a la misma, …. Pero en el caso del agua estos círculos se desplazan horizontalmente, mientras que en la voz también había direcciones verticales…”



Vitruvius no comprendía toda la física del sonido, pero dio la clave en dos aspectos fundamentales:

• Que el sonido se radia en todas las direcciones desde un punto hasta llegar a un obstáculo

• Que había dos magnitudes fundamentales que lo definían:

• La intensidad• La frecuencia


0

log.10EE

120log10)10log(10log10)(

log10log10log.10log.10)(

12

000

WWdBSWL

WWWW

EEdBSWL

INTENSIDAD: ¿cómo medimos el ruido?

Decibelio (dB)

Nivel de Potencia Acústica: SWL, Lw

94log20)102log(20log20)(

log20log20log.10log.10)(

5

00

2

2

0

RMSRMS

RMSRMSRMS

RMS

PxPdBSPL

PPPP

EEdBSPL

Nivel de Presión Sonora: SPL, Lp.


Fuente – medio - receptor


0 - 20 Hz20 - 20,000 Hz> 20,000 Hz

InfrasonidosSonidosUltrasonidos

FRECUENCIA


Solemos usar Bandas de Octava, un ratio 2:1, similar a las “octavas en música”. Es clara la correlación que existe en la sensibilidad del oídohumano con la frecuencia, y como los cambios en las frecuencias más bajas se sienten mucho más que en altas frecuencias

FRECUENCIA


FRECUENCIA



DIFUSIÓNREFLEXIÓNABSORCIÓNTRANSMISIÓN


ABSORCIÓN

Transformación de la energía sonora en otra forma de energía (principalmente calor)

10

incidente

absorbida

EE

Unidad: SABINE


Magnitudes de absorción

Los coeficientes de absorción son función de:

• Características físicas de la materia;

• Frecuencia del sonido incidente;

• Estructura soporte del material.


Representación del coeficiente de absorción

125250

5001000

20004000

Alfa

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Hz

se mide segse mide segúún ISO n ISO ‐‐ 354 / UNE 354 / UNE ‐‐ EN EN ‐‐ 2035420354


Noise Reduction Coefficient

4)_Re_.(.. 21500250 KKntCoeffiecieductionNoiseCRN

Coeficiente de absorciCoeficiente de absorcióón de una superficien de una superficie A:

i

HziHz iimSsabinemA ).()( 22

T

TT

jjj

iiiT

SA

nSsabinemA

..)( 2

NOTA: el contenido de esta presentación es propiedad intelectual de INASEL ®Curso de Ruidos y Vibraciones

Coeficiente medio de absorciCoeficiente medio de absorcióón de local vacn de local vacííoo

ii

iHzi

T

HzHz

S

S

mSsabinemA i

ii

.

)()(

2

2

AbsorciAbsorcióón de objetosn de objetos varios: sillas, butacas, muebles,...

jp NAj

.Para personas, donde N es el nº de persona y su coeficiente de absorción

AAS SA . SA superficie ocupada por el elemento

Coeficientes medios absorción


ABSORCIÓN: tipos de materiales absorbentes


Influencia del espesor del material:

ABSORCIÓN: absorbentes disipativos


Variación de la absorción en función de la frecuencia - porosidad

Dato práctico: 36 70 kg/m3



Revestimiento superficial de material



Forma superficial



ABSORCIÓN: absorbentes de membrana

cmdm

kgm

dmf

2

0 .600


ABSORCIÓN: absorbedor tipo resonador de Helmholtz


REVERBERACIÓN

Energía presente en el recinto es constante -- Estado Estacionario

Fuente cesa su actividadLa energía es absorbida por la superficie y por el aire : REVERBERACIÓN


REVERBERACIÓN


TIEMPO DE REVERBERACIÓN: expresiones de cálculo

..161,0

SVTR SABINE:

0,25Distribución homogénea de materialesPredimensionamiento

)1(..161,0

nR LS

VTEYRING

exactoCálculo precisoDistribución homogénea de materiales

)1(..161,0

ini

iR LS

VT

MILLINGTON

exactoDistribución NO homogénea de materiales


Recintos Vivos - Recintos Muertos


Determinaciones prácticas

TIEMPO DE REVERBERACIÓN


TIEMPO DE REVERBERACIÓN


Noise Reduction (NR)


Signal – to – Noise Ratio (S/N)

Ratio utilizado para evaluar el grado de comprensibilidad de un discurso dentro de una sala.

Es una simple diferencia entre el nivel sonoro del orador y el ruido de fondo de la sala.

• A mayor S/N mayor inteligibilidad de la palabra.

• Si S/N es negativo, la comprensión del discurso será complicada

Recomendaciones:

• S/N > 10 dB como mínimo

• S/N > 15 dB es lo recomendable para garantizar una correcta inteligibilidad

¿cómo comprobarlo fácilmente? Usa una lista de palabras


El brillo y la calidez son dos parámetros que se obtienen a partir del RT60 y que dan una idea de la respuesta de la sala a baja y a alta frecuencia.

Se dice que una sala es acústicamente cálida si presenta una buena respuesta a las frecuencias graves. Como medida objetiva de la calidez, se suele utilizar la relación entre el valor medio del T a frecuencias graves (125 Hz y 250 Hz), Tlow , y el valor medio del T a frecuencias medias (500 Hz y 1kHz),Tmid .

Brillo y Calidez


De forma similar, se dice que el sonido de una sala es brillante si presenta una buena respuesta a frecuencias altas. El brillo de una sala depende fundamentalmente de la relación entre el valor medio de los T a frecuencias altas (2 kHz y 4 kHz), Thigh, y el valor medio de los T correspondientes a frecuencias medias, Tmid.

El valor de este parámetro tiene que ser lo más alto posible, teniendo presente que es difícil que pueda llegar a 1 debido a la absorción del aire, pero intentando que no sea inferior a 0,8.

Brillo y Calidez


Speech Transmission Index (STI)

Parámetro muy popular para evaluar el grado de inteligibilidad de la palabra

- Un aula con un TR = 0,5 segundos y un +10 dB de S/N tendráaproximadamente un STI del 90 %




Los adultos necesitamos aproximadamente un 10 % menos de STI que los niños para entender un discurso


Speech Transmission Index (STI)

Para salas de teatro se usa el siguiente baremo:


Recomendaciones en el Acondicionamiento acústico de recintos

Es evidentemente mejor prevenir que corregir, es decir, la mejor solución es tener en cuenta el “oído” durante el diseño de una sala, pero corregir tampoco es tan difícil ni costoso.

Veamos una serie de recomendaciones ……


Acondicionamiento acústico de recintos: MEJORA del TR

..161,0

SVTR


Si actuamos sobre el techo, tratar de buscar la uniformidad de materiales absorbente



Distribución Propuesta


CASOS REALES:

Sala destinada a instalaciones deportivas (Instituto):

Estado Preoperacional Estado Postoperacional

Tratamiento mediante panales de INABAF+ABRsuspendidos en techo y paredes

Hz 125 250 500 1K 2K 4K Rtmid RecomendacionesTR preoperacional 3,6 4,8 6,2 5,7 6,9 3,4 6,3TR postoperacional 3,8 2,9 1,7 1,5 1,5 1,1 1,6Volumen de la salaUso predominante Instalaciones Deportivas/musicales

[1,8-1,6]

4000 m3


CASOS REALES:

Sala destinada a ensayos musicales:


Hz 125 250 500 1K 2K 4K Rtmid RecomendacionesTR preoperacional 3,3 4,6 5,3 5,2 3,2 2,0 4,6TR postoperacional 2,9 2,4 1,4 1,3 1,1 0,8 1,2Volumen de la salaUso predominante Música

[1,4-1,2]

550 m3

Tratamiento mediante panales de INABAF suspendidos al techo


CASOS REALES:

Aula:


Tratamiento mediante panales de INABAF suspendidos al techo

Hz 125 250 500 1K 2K 4K Rtmid RecomendacionesTR preoperacional 0,8 1,8 2,2 2,5 2,0 1,7 2,2TR postoperacional 0,8 1,1 0,8 0,7 0,6 0,5 0,7Volumen de la salaUso predominante Aula

[0,85-0,65][

720 m3


Acondicionamiento acústico de recintos: MEJORA del TR + difusión


cafeterías


Sala de conferencias



Todas aquellas reflexiones que llegan a un oyente dentro de los primeros 50 ms desde la llegada del sonido directo son integradas por el oído humano y, en consecuencia, su percepción no es diferenciada respecto al sonido directo.Cuando el sonido emitido es un mensaje oral, tales reflexiones contribuyen a mejorar la inteligibilidad o comprensión del mensaje y, al mismo tiempo, producen un aumento de sonoridad (o sensación de amplitud del sonido).Por el contrario, la aparición en un punto de escucha de una reflexión de nivel elevado con un retardo superior a los 50 ms es totalmente contraproducente para la obtención de una buena inteligibilidad de la palabra, ya que es percibida como una repetición del sonido directo(suceso discreto). En tal caso, dicha reflexión se denomina eco. El retardo de 50 ms equivale a una diferencia de caminos entre el sonido directo y la reflexión de, aproximadamente, 17 m.

Evitar el ECO


Evitar el ECO FLOTANTE



Acondicionamiento acústico de recintos: evitar ecos

Ojo a las paredes: evitar paralelismos - tratar de combinar materiales absorbentes


MODOS PROPIOS

Combinación de onda incidente y reflejada en un recinto da lugar a interferencias constructivas y destructivas, dando lugar a la aparición de ondas estacionaras o modos propios de la sala.


FRECUENCIAS PROPIAS

222

,, 5,172

zyxmnk L

nLm

Lkf Li son las dimensiones del recinto.

k,m,n son números enteros: 0,1,2,...


Son inevitables. Podemos reducirlos:

•Dimensiones adecuadas

•Difusores

•Materiales absorbentes específicos

Dimensiones recomendadas para disminuirlos

Efecto : “coloración”

MODOS PROPIOS


DIFUSORES

Formados por agrupaciones periódicas de series de rendijasde igual anchura pero de diferentes profundidades, separadaspor divisores estrechos.


UNIDIMENSIONALES

DIFUSORES


OTROS DIFUSORES

BIDIMENSIONALES

DIFUSORES


OTROS DIFUSORES

DIFRACTALES

DIFUSORES


DIFUSORES

NOTA: el contenido de esta presentación es propiedad intelectual de INASEL ®Curso de Ruidos y Vibraciones Curso de Ruidos y Vibraciones

PROYECTO ARQUITECTÓNICO. SOFTWARE

RAYNOISE

1. MODELO


2. DATOS



3. ANÁLISIS



4. RESULTADOS



Acondicionamiento acústico de recintos: ruidos de las instalaciones


Niveles sonoros máximos recomendados


Acondicionamiento acústico de recintos: nivel máximo de instalaciones


PARÁMETROS DE EVALUACIÓN. OBJETIVOS

CONFORT ACÚSTICODepende de los niveles de ruido de fondo existentes en el interior de la sala.

El ruido de fondo se caracteriza con la curvas NC.

Curvas de ruido de igual sonoridadpara todas las frecuencias.

La legislación marca qué curva no debe superarse según la función de la sala.

CURVAS NC


Acondicionamiento acústico de recintos: ruidos HVAC

PROBLEMA: el aire en los conductos viaja a una velocidad demasiado elevada, creando turbulencias, silbidos y sobrepresiones, en loscodos, en las terminaciones y en los difusores.

Identificación: Escuchar el sonido a diferentes velocidades de los ventiladores. Abre y cierra tramos finales, difusores, etc y escucha los cambios de niveles de ruidos.

SOLUCIÓN: reducir la velocidad de circulación del aire, ya se modificando la velocidad de los ventiladores, aumentando la sección de los conductos, recolocando las rejillas y difusores, o bien colocando silenciadores disipativos


Acondicionamiento acústico de recintos: ruidos HVACPROBLEMA: el ruido del ventilador se transmite a través del conducto de ventilación (aspiración & retorno)

IDENTIFICACIÓN: compara los niveles de ruido dentro de la sala con los que hay debajo de los ventiladores (verifica espectros).

SOLUCIÓN: tratar de que los conductos de ventilación sean lo más absorbente posible mediante revestimiento absorbente (ojo a las reducciones de sección e incrementos de velocidad). Reestructura las conducciones a fin de hacerles más largas y que pasen por puntos menos críticos. Coloca silenciadores cerca de los ventiladores. Cambia los ventiladores por unos menos ruidosos.



PROBLEMA: Cerca de los fan coils o de las cajas de ventilación se genera mucho ruido que se transmite por toda la sala.

Identificación: ON / OFF el equipo. Si fuera posible desmonta los techos y escucha el ruido.

SOLUCIÓN: desplazar el equipo a otro lado, cambiarlo por otro, o bien insonorizar el sistema con tratamiento de una caja con silenciadores in /out.


Acondicionamiento acústico de recintos: aislamientos entre recintos


¿ por qué la acústica es tan deficiente en mi recinto ?

MÉTODO “SIMPLIFICADO” DE ANÁLISIS

ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO DE RECINTOS


¿Por qué se oye tan mal en mi recinto?

En INASEL hemos depurado un método muy sencillo para que, prácticamente sin instrumentación acústica específica, entre usted y nuestro equipo técnico seamos capaces de plantearla una solución a su problema, y ajustándonos a su presupuesto seamos capaces de plantearle una solución con el fin de que su recinto disponga de una calidad sonora muchísimo mejor a la actual.

Mediante un programa específico de simulación acústica podremos determinar cual es la solución que mejor se adapta a sus necesidades, ya sean económicas, estéticas y/o funcionales.


¿Por qué se oye tan mal en mi recinto?

El gran problema de estas simulaciones reside en saber el grado de precisión de los mismos. Este factor está principalmente condicionado por la exactitud en la predicción del estado actual de su recinto, puesto que tan solo con la definición de materiales, revestimientos, mobiliarios y volúmenes, suele ser muy complicado validar un modelo.


¿Cómo conocer el estado actual de mi recinto?

Nuestro equipo de ingenieros necesita conocer el estado actual de su recinto, para lo cual a priori necesitaría desplazarse a sus instalaciones, y mediante complejos y sofisticados instrumentos analizar la realidad acústica de la que partir.

Evidentemente este procedimiento implica una inversión inicial importante por su parte (superior a 3.000 €), a la que puede no estar dispuesto asumir.

Partiendo con este Handicap, hemos desarrollado un método científico por el cual sin instrumentación específica nos puede enviar cierta información de su recinto que nos ayude a simular el estado actual acústico del mismo sin necesidad de realizar esa inversión inicial.


¿Qué información tengo que remitir a los ingenieros acústicos?

Pues bien, sin coste ni compromiso alguno por su parte, nos comprometemos a justificarle la solución que mejor se le adapte a sus necesidades mediante la realización de una simulación acústica. Para ello usted debe de remitirnos la siguiente información:

• fotografías de su recinto• planos del mismo (a ser posible en formato DWG): planta + alzado• definición de los revestimientos• número esperado de individuos en el recinto• definición del uso predominante del mismo (palabra vs música)• pistas de audio, sacadas con el ejercicio que a continuación le comentamos


Ejercicio de audio en su recinto

Requisitos básicos:

-Mp3, Ipod, grabadora o similar: equipos que dispongan de la posibilidad de grabación.

-Cinta métrica

-Globos: todos del mismo material y aproximadamente con la misma presión

-Objeto puntiagudo


Procedimiento:1.- Se necesitan dos personas para la realización del ensayo:

- una de ellas manejará la fuente ruidosa (globos)- la otra el equipo de grabación (Ipod).

2.- El dispositivo de grabación debe estar como mínimo a 1.5 metros de altura, y alejado del cuerpo

3.- Se escogerán, en función del volumen de la sala, una serie de puntos de medida que se distribuirán de forma homogénea por la sala.

4.- En cada punto de medida (grabación) se hará explotar dos globos en distintas posiciones a una distancia mínima de 2 metros. Este procedimiento se repetirá en los puntos de medidas escogidos



Esquema básico de puntos de medición:

Puntos de grabación Localización explosión Personas Foco habitual Distancias



Método rápido para el Análisis del Tiempo de reverberación

ENSAYO RÁPIDO DEL TIEMPO DE REVERBERACIÓN

5.- La grabación debe empezar unos 10 segundos antes de la explosión del globo y debe continuar unos 10 segundos después.

6.- Se descarga las grabaciones realizadas y se nos enviarán conjuntamente al formato de medición que INASEL proporcionaráal cliente para la realización del ensayo


Método rápido para el Análisis del Tiempo de reverberación

FORMATO INASEL, ENSAYO DE TIEMPO DE REVERBERACIÓN


¿qué recibe a cambio?

De forma muy sencilla y gráfica usted recibirá una presentación con el siguiente contenido:

-Valoración del estado acústico actual de su recinto:- tiempos de reverberación- claridad y brillo- inteligibilidad- distribución de niveles sonoros

- Cuantificación del estado deseable para acondicionar el recinto- Propuesta de medidas correctora: simulación del estado corregido- Descripción de la medida correctora- Presupuesto económico de implantación de la medida correctora


Parámetros que definen la acústica de una sala

Las condiciones que definirán la calidad audicional del recinto estarán definidas por el uso principal del mismo (a priori se buscará la polifuncionalidad del uso, tendiendo a un uso en donde predomine la música sobre la palabra) y son definidas de acuerdo con criterios internacionales establecidos en base a condiciones subjetivas traducidas en unos parámetros objetivos que se definirán a continuación y que serán los analizados:

• Tiempos de reverberación• Índices de claridad y brillo• Inteligibilidad • distribución de los niveles sonoros

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